Содержание
Десять лет со дня первого полета корабля Dragon к МКС
25 мая 2012 году установленный на МКС манипулятор Canadarm2 успешно подхватил и пристыковал к станции корабль Dragon. Он стал первым в истории частным космическим кораблем, доставившим груз на орбиту. По случаю десятилетнего юбилея этого события мы расскажем об истории создания и основных достижениях Dragon.
Разработка корабля Dragon
Идея создания грузового космического корабля родилась в недрах SpaceX в 2004 году. К этому моменту уже было понятно, что в обозримом будущем шаттлы будут выведены из эксплуатации, что подняло вопрос о снабжении МКС. SpaceX надеялась занять эту нишу, создав корабль, который сможет доставлять грузы (а впоследствии и людей) на борт станции.
Космический корабль Dragon. Источник: NASA
Расчет SpaceX оправдался. NASA решила сделать ставку на частников и инициировала программу CRS (Commercial Resupply Services) по доставке грузов на МКС. В 2008 году SpaceX выиграла знаковый для себя контракт на сумму 1,6 млрд, получив 12 миссий по снабжению станции.
Фактически он спас компанию, на тот момент балансировавшую на грани банкротства.
Устройство корабля Dragon
Космический корабль Dragon состоит из двух основных компонентов: герметичной капсулы и негерметичного отсека («багажника»). Герметичный отсек оснащен теплозащитой, позволяющей выдержать вход в атмосферу. Он применяется не только для доставки грузов на МКС, но и их возвращения на Землю, и может использоваться повторно.
Космический корабль Dragon. Источник: NASA
Важной конструктивной особенностью герметичного отсека является то, что в нем размещены двигательная установка, топливные баки, аккумуляторы и большая часть других важных систем корабля. Это значительно увеличивает выгоду от его повторного использования.
«Багажник» используется для доставки больших грузов, размещения солнечных батарей и радиаторов системы охлаждения. Он отстыковывается перед возвращением Dragon на Землю и сгорает в атмосфере.
Вернувшаяся на Землю капсула Dragon. Источник: NASA
Объем капсулы Dragon первого поколения составлял 11 м³, «багажника» — 14 м³, сухая масса — 4200 кг.
Он мог доставить до 6000 кг груза на МКС и вернуть на Землю до 3000 кг.
История эксплуатации Dragon
Dragon впервые отправился в космос в декабре 2010 года. Целью миссии была проверка возможностей кораблей. Dragon успешно выполнил испытательную программу, после чего его капсула приводнилась в Тихом океане. Единственным грузом на борту была головка сыра, размещенная SpaceX в качестве шутки.
Космический корабль Dragon. Источник: NASA
Первая миссия к МКС состоялась в мае 2012 года. После ее успеха Dragon начал регулярные рейсы к станции по программе CRS. Три капсулы летали дважды, еще три — трижды. Один корабль был потерян в результате аварии ракеты Falcon 9 в июне 2015 года.
Cargo Dragon
Последний запуск корабля Dragon первого поколения состоялся в марте 2020 года. После него SpaceX перешла на использование Cargo Dragon. Это грузовая версия пилотируемого корабля Crew Dragon, отличающаяся от нее отсутствием кресел астронавтов, системы жизнеобеспечения, информационных дисплеев и органов управления, а также системы аварийного спасения.
В то же время Cargo Dragon способен самостоятельно стыковаться с МКС без использования манипулятора.
Приближающийся к МКС Cargo Dragon. Источник: NASA
Как и его предшественник, Cargo Dragon может доставить на орбиту 6000 кг припасов и вернуть на Землю до 3000 кг груза. На данный момент новая версия корабля совершила четыре полета на МКС. В SpaceX планируют повторно использовать капсулы Cargo Dragon до пяти раз.
Crew Dragon
SpaceX впервые сообщила о разработке пилотируемого космического корабля Crew Dragon в 2014-м. В том же году компания стала одним из победителей программы CCP (Commercial Crew Program), получив контракт на доставку людей на МКС.
Внешний вид и размеры космического корабля Crew Dragon. Источник: SpaceX
Изначально планировалось, что эксплуатация Crew Dragon начнется в 2017 году. Но создание пилотируемого космического корабля оказалось более сложной задачей, чем предполагалось. Кроме того, по требованию NASA, инженерам SpaceX пришлось внести существенные изменения в конструкцию корабля.
Так, изначально Crew Dragon должен был осуществлять реактивную посадку с использованием двигателей. Но под давлением NASA конструкторам пришлось отказаться от этой идеи и использовать более традиционную парашютную систему.
В теории Crew Dragon может перевозить до семи человек. Но в миссиях по контрактам NASA экипаж корабля будет ограничен четырьмя астронавтами. Первое беспилотное испытание Crew Dragon состоялось в марте 2019 года, первый полет с экипажем — в мае 2020-го.
В общей сложности сейчас на счету Crew Dragon семь пилотируемых полетов. При этом корабль летает в космос не только по заказу NASA, но и в рамках частных контрактов. Так, в сентябре 2021 года он отправил на орбиту участников первой в истории частной космической миссии Inspiration4. А в апреле 2022-го Crew Dragon доставил на МКС экипаж компании Axiom Space.
Концепт миссии Polaris Dawn. Источник: Polaris
Уже совсем скоро Crew Dragon может снова вписать свое название в летопись космонавтики. В ходе запланированной на конец этого года миссии Polaris Dawn корабль будет выведен на орбиту с апогеем 1400 км.
Это позволит побить рекорд, установленный еще в далеком 1966 году миссией Gemini 11. Кроме того, в ходе этого полета планируется осуществить первый в истории частный выход в открытый космос.
Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!
Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine
Беспилотный грузовой космический корабль «Dragon» – Журнал «Все о Космосе»
Грузовой корабль Dragon
“Dragon” («дракон») — частный транспортный космический корабль компании SpaceX, разработанный по заказу НАСА в рамках программы Commercial Orbital Transportation Services (COTS), предназначенный для доставки и возвращения полезного груза и, в перспективе, людей на Международную космическую станцию.
Необходимость в новых грузовых кораблях возникла у США по причине прекращения полётов Шаттлов.
“Dragon” — единственный в мире действующий грузовой космический корабль, способный возвращаться на Землю.
История
SpaceX начала разработку космического корабля “Dragon” в конце 2004 года.
В 2006 году был подписан контракт между SpaceX и NASA по программе Commercial Orbital Transportation Services(COTS), согласно которому, планировались 3 тестовые миссии, для сертификации ракеты-носителя и космического корабля на программу Commercial Resupply Services (CRS) по снабжению МКС. Впоследствии, вторая и третья демонстрационные миссии были объединены в одну.
12 августа 2010 года в районе залива Морро на тихоокеанском побережье США были успешно проведены испытания парашютной системы космического корабля “Dragon”. Капсула была поднята на вертолете на высоту 4,2 км и сброшена вниз. Тормозные и основные парашюты сработали штатно, нормально опустив аппарат на поверхность океана. При этом астронавты в корабле будут испытывать при приводнении перегрузки не более 2—3 g.
25 мая 2012 года, в 16:02 UTC, корабль “Dragon” был пристыкован к модулю Гармония, в рамках демонстрационной миссии SpaceX COTS Demo Flight 2/3. Dragon стал первым частным космическим кораблём, пристыкованным к Международной космической станции.
Согласно контракту, заключенному между NASA и «SpaceX» по программе Commercial Resupply Services, последняя должна была осуществить 12 штатных миссий на МКС, но, в марте 2015 года, NASA приняла решение продлить контракт еще на три миссии в 2017 году. Сумма контракта с NASA около 1,6 млрд долларов (увеличилась до около 2 млрд после продления).
8 октября 2012 года, корабль “Dragon” отправился к Международной космической станции, в рамках миссии SpaceX CRS-1. Это первый в истории полёт космического транспорта с коммерческой миссией к МКС.
30 мая 2014 года Илон Маск представил пассажирскую версию космического корабля “Dragon”, названную “Dragon V2”.
В декабре 2015 компания SpaceX получила контракт общей стоимостью около 700 млн $ на еще 5 миссий корабля “Dragon” к Международной космической станции. Дополнительные миссии позволят обеспечить снабжение станции до 2019 года включительно, когда стартует вторая фаза программы Commercial Resupply Services.
14 января 2016 года NASA определила компанию SpaceX как одного из победителей конкурса второй фазы программы снабжения МКС Commercial Resupply Services 2 (CRS2), что обеспечило космическому кораблю Dragon как минимум 6 грузовых миссий с возможностью продления контракта.
Предложение компании включает 2 варианта миссий с различными способами стыковки со станцией: стандартным, с использованием манипулятора Канадарм 2 и автоматическим, с использованием стыковочного порта для пилотируемых кораблей. Также предложена возможность посадки корабля на землю с использованием собственных двигателей SuperDraco, что позволит ускорить доступ к возвращаемому грузу.
Описание
Космический корабль “Dragon” состоит из командного-агрегатного отсека конической формы и транка-переходника для стыковки со второй ступенью ракеты-носителя, который служит как негерметичный контейнер для размещения грузов и одноразового оборудования — солнечных батарей и радиаторов системы охлаждения. Энергоснабжение корабля, как и у российского «Союза» обеспечивается солнечными батареями и аккумуляторами. В отличие от других возвращаемых космических кораблей («Аполлон», «Союз», а также разрабатываемых «Орион», CST-100 и «Перспективная пилотируемая транспортная система»), “Dragon” является практически моноблочным кораблем.
Двигательная установка, топливные баки, аккумуляторы и другое оборудование агрегатного отсека возвращается вместе с кораблем, что является уникальным. В грузовой версии корабля стыковка с МКС, в виду отсутствия системы автономной стыковки, осуществляется тем же образом, что и стыковка японского “HTV”, с помощью манипулятора «Канадарм2». Теплоизоляционный щит корабля абляционный, его испарение уносит с собой тепловую энергию.
Космический корабль “Dragon” разрабатывается в нескольких модификациях: грузовой (в этом варианте он используется сейчас), пилотируемой «Dragon v2» (экипаж до 7 человек), грузо-пассажирской (экипаж 4 человека + 2,5 тонны грузов), максимальная масса корабля с грузом на МКС может составлять 7,5 тонн, и модификация для автономных полётов (DragonLab).
Предполагается, что для корабля “Dragon” будет создана уникальная система аварийного спасения (САС), размещающаяся не на мачте над космическим кораблем, а в самом корабле. По заявлению главы и генерального конструктора SpaceX Илона Маска, двигатели САС, возможно, будут использованы при посадке космического корабля на сушу.
Конструкция
При сборке космического корабля “Dragon” широко используются современные композитные материалы, с целью снижения веса и придания дополнительной прочности конструкции.
В грузовой версии корабля используется одноразовый носовой конус. Конус защищает корабль и стыковочный механизм в плотных слоях атмосферы после старта ракеты-носителя и отсоединяется вскоре после начала работы верхней ступени.
Используемый стыковочный механизм называется Common Berthing Mechanism и используется для всех грузовых кораблей, стыкующихся с американской частью Международной космической станции. Кроме того, этот же механизм стыковки используется для всех модулей МКС, за исключением российских. На корабле “Dragon” установлена пассивная часть механизма стыковки, активная часть встроена в узловые модули Юнити, Гармония, Спокойствие.
Для доступа в герметичный отсек имеются 2 люка, верхний (основной) и боковой.
Служебный отсек располагается по периметру нижней части капсулы космического корабля.
В нём размещены двигатели Draco, баки с топливом для двигателей, бортовые компьютеры, аккумуляторные батареи. Кроме того, там же находится сенсорный отсек, люк которого выходит наружу корабля и находится под боковым люком. Люк закрыт во время взлета и посадки, открывается в космосе и фиксируется в открытом положении. В отсеке находятся датчики систем управления, навигации и контроля корабля. С внутренней стороны люка находится специальный механизм для захвата и фиксации корабля манипулятором Канадарм2.
Двигатели Draco
Для орбитальных манёвров используются 18 двигателей Draco. Двигательная установка разбита на 4 отдельных блока, 2 блока насчитывают по 4 Draco и 2 блока — по 5. Двигатели продублированы по всем осям направления. Используют для работы самовоспламеняющуюся смесь монометилгидразина и тетраоксида диазота и выдают тягу 400 Н каждый.
Электроснабжение корабля обеспечивается солнечными и аккумуляторными батареями. Солнечные батареи находятся снаружи негерметического грузового отсека.
Во время старта и полета в атмосфере скрыты под специальными защитными чехлами. После отстыковки корабля от верхней ступени Falcon 9, чехлы отсоединяются и панели солнечных батарей раскрываются в 2 широких крыла с общим размахом 16,5 м. В среднем продуцируют 1,5-2 кВт электроэнергии, с максимумом до 4 кВт. 4 литий-полимерные аккумуляторные батареи обеспечивают корабль питанием во время взлёта, посадки и отсутствия солнечного света на орбите.
Система поддержания внутренней среды способна поддерживать в герметичном отсеке давление от 13,9 до 14,9 psi (1 атм), температуру от 10 до 46°С и влажность от 25 до 75 %.
В первых полетах грузовой версии корабля “Dragon” использовался теплоизоляционный щит из материала PICA-X первого поколения, позже начали использовать второе поколение. Третье поколение PICA-X планируется для использования на пассажирской версии “Dragon V2”.
Грузовой “Dragon” использует парашютную схему приземления. На высоте 13,7 км выпускаются два тормозных парашюта, которые замедляют и стабилизируют капсулу, после чего, на высоте около 3 километров открываются 3 основных парашюта, которые снижают скорость приземления до 17-20 км/ч и опускают корабль в океан.
Негерметический грузовой контейнер имеет полезный объём 14 м3 и может быть использован для транспортировки крупногабаритных грузов. С его помощью планируется доставка на МКС новых стыковочных адаптеров IDA-1 и IDA-2 для будущих пассажирских кораблей “Dragon V2” и “CST-100”, а также экспериментальный модуль BEAM. Кроме солнечных батарей в контейнере находятся радиаторы системы терморегуляции корабля. Негерметический контейнер не возвращается на Землю, он отделяется от капсулы незадолго до входа корабля в атмосферу и сгорает.
Знаковые миссии
Первый запуск ракеты-носителя
Первый запуск “Falcon 9” состоялся 4 июня 2010 года с мыса Канаверала в 18:45 UTC. В 18:54 вторая ступень ракеты-носителя успешно вышла на орбиту. Ракета была запущена со второй попытки, первый запуск был отменен за несколько секунд до старта из-за технической неполадки. Во время первого полёта “Falcon 9” на ракету-носитель был установлен массо-габаритный макет корабля “Dragon” (Dragon Qualification Spacecraft) для проведения аэродинамических испытаний.
Вторая ступень ракеты-носителя с установленным на нём макетом корабля “Dragon” вышла на близкую к расчётной низкую околоземную орбиту с параметрами:
- наклонение — 34,5 град.;
- минимальная высота (в перигее) — 245,0 км;
- максимальная высота (в апогее) — 272,8 км;
- период обращения — 89,52 мин.
Стоит отметить, что первый запуск “Falcon 9” был не настолько успешным. Например, после включения разгонного блока появилось заметное смещение по крену.
Первый орбитальный полёт
8 декабря 2010 года, в 15:43 UTC с мыса Канаверал успешно стартовала ракета-носитель “Falcon 9” с космическим кораблём “Dragon” на борту. Через 10 минут после старта, на высоте ≈ 300 км корабль достиг орбиты и отделился от носителя.
Корабль дважды облетел Землю со скоростью около 7,73 км/с (более 27 300 км/ч), после чего пошел на снижение. Капсула вошла в атмосферу и согласно плану полёта, раскрыв парашюты, приводнилась в Тихом океане в 19:04 UTC.
В течение миссии были представлены возможности “Dragon” по переходу с орбиты на орбиту, а также передача телеметрии, прохождение команд, выдача импульса на сход с орбиты и приводнение с использованием парашютной системы в Тихий океан недалеко от побережья Калифорнии.
На борту корабля “Dragon” находился «совершенно секретный груз», информация о котором была раскрыта только после приводнения капсулы. Как оказалось, это была головка сыра, которая находилась в специальном контейнере, прикрученном к полу спускаемого аппарата.
Первый полёт к МКС
Ракета-носитель “Falcon 9” с космическим кораблём “Dragon” после нескольких переносов стартовала с космодрома на мысе Канаверал 22 мая 2012 года в 07:44 UTC, спустя несколько минут космический корабль отделился от второй ступени ракеты и успешно вышел на промежуточную орбиту. 25 мая 2012 года, в 13:56 UTC, корабль осуществил сближение с МКС до дистанции 10 метров, был захвачен манипулятором «Канадарм2», установленным на модуле «Спокойствие», и успешно пристыкован.
В ходе этой миссии предполагалось проверить работу бортовых датчиков, радиосвязь и управление с борта МКС. Корабль осуществил в автоматическом режиме сближение со станцией, после чего экипаж станции с помощью манипулятора «Канадарм2» осуществил захват корабля и его стыковку. Космический корабль Dragon был пристыкован к модулю «Гармония» на стороне, обращённой к Земле. Корабль доставил на МКС 520 килограммов груза — «необязательные» предметы, без которых экипаж в случае провала миссии смог бы легко обойтись. Корабль “Dragon” находился в составе станции в течение 5 дней, 16 часов и 5 минут. Завершающий этап миссии предусматривал отстыковку космического корабля — 31 мая, сход его с орбиты и приводнение в Тихом океане, около побережья штата Калифорния, и был успешно завершён в 15:42 UTC.
По успешным результатам второго тестового полета от третьего тестового полета было принято решение отказаться.
Первый коммерческий рейс к МКС
Первый коммерческий старт корабля к МКС был произведен 8 октября 2012 года.
Запуск состоялся с космодрома на мысе Канаверал во Флориде, в 00:35 UTC. Космический корабль “Dragon” состыковался с МКС 10 октября.
Корабль доставил на МКС примерно 450 килограммов полезного груза, в том числе, материалы для проведения 166 научных экспериментов. Обратно на Землю “Dragon” успешно вернул около 900 килограммов груза, среди которого списанные детали станции, а также свыше 330 килограммов результатов научных исследований.
Корабль отстыковался от МКС 28 октября 2012 года в 11:19 UTC, и вернулся на Землю, приводнившись в акватории Тихого океана в 19:22 UTC, на расстоянии около 300 км от побережья Калифорнии.
В будущем планируется ещё 11 экспедиций к МКС по контракту Commercial Resupply Services (CRS), оценочной стоимостью в 1,6 миллиардов долларов, заключённому между компанией SpaceX и NASA.
По материалам Wikipedia
Корабль Crew Dragon с Анной Кикиной на борту стартовал к МКС
Ракета Falcon 9 с американским космическим кораблем Crew Dragon и экипажем Crew 5, в который входит космонавт «Роскосмоса» Анна Кикина, стартовала к МКС.
Запуск состоялся в Космическом центре имени Кеннеди NASA во Флориде.
Предыдущая фотография
Космонавт Анна Кикина перед запуском ракеты SpaceX Falcon 9 в Космическом центре Кеннеди
Фото:
Reuters / Steve Nesius
Вместе с россиянкой в экипаж космического корабля Crew-5 входят американские астронавты из NASA и их японский коллега из агентства JAXA
На фото: экипаж прибывает в космический центр на мысе Канаверал
Фото:
Reuters / Joe Skipper
Перед запуском космического корабля Анна Кикина обратилась к россиянам и назвала родной город Новосибирск «стартовой площадкой для воплощения любой мечты»
Фото:
Reuters / Joe Skipper
Слева направо: астронавт NASA Николь Мэнн, космонавт Роскосмоса Анна Кикина, астронавт NASA Джош Кассада, астронавт JAXA Коити Ваката
Фото:
Reuters / Joe Skipper
Космонавт Анна Кикина готовилась к полету в космос начиная с 2012 года
Фото:
Reuters / Steve Nesius
Старт на корабле SpaceX Crew-5 стал для россиянки (с поднятой рукой) первым
Фото:
John Raoux / AP
Корабль поднялся в воздух 5 октября в 12:00 по местному времени или 19:00 по Москве.
Полет до МКС составляет около 29 часов
Фото:
Reuters / Joe Skipper
Стыковка корабля к модулю Harmony американского сегмента МКС намечена на 6 октября в 23:57 по московскому времени
Фото:
Reuters / Joe Skipper
Следующая фотография
1
/
8
Космонавт Анна Кикина перед запуском ракеты SpaceX Falcon 9 в Космическом центре Кеннеди
Фото:
Reuters / Steve Nesius
Вместе с россиянкой в экипаж космического корабля Crew-5 входят американские астронавты из NASA и их японский коллега из агентства JAXA
На фото: экипаж прибывает в космический центр на мысе Канаверал
Фото:
Reuters / Joe Skipper
Перед запуском космического корабля Анна Кикина обратилась к россиянам и назвала родной город Новосибирск «стартовой площадкой для воплощения любой мечты»
Фото:
Reuters / Joe Skipper
Слева направо: астронавт NASA Николь Мэнн, космонавт Роскосмоса Анна Кикина, астронавт NASA Джош Кассада, астронавт JAXA Коити Ваката
Фото:
Reuters / Joe Skipper
Космонавт Анна Кикина готовилась к полету в космос начиная с 2012 года
Фото:
Reuters / Steve Nesius
Старт на корабле SpaceX Crew-5 стал для россиянки (с поднятой рукой) первым
Фото:
John Raoux / AP
Корабль поднялся в воздух 5 октября в 12:00 по местному времени или 19:00 по Москве.
Полет до МКС составляет около 29 часов
Фото:
Reuters / Joe Skipper
Стыковка корабля к модулю Harmony американского сегмента МКС намечена на 6 октября в 23:57 по московскому времени
Фото:
Reuters / Joe Skipper
Корабль поднялся в воздух в 12:00 по местному времени (19:00 мск), сообщает CNBC. Полет до МКС займет около 29 часов, стыковка со станцией должна пройти в автоматическом режиме завтра, 6 октября, в 16:57 по времени восточного побережья США (23:57 мск).
Спустя почти три минуты после запуска отделилась первая ступень ракеты-носителя, включился двигатель второй ступени.
Примерно через 9,5 минуты после старта первая многоразовая ступень Falcon 9 опустилась на автоматическую плавучую платформу Just Read the Instruction в Атлантическом океане.
На борту Crew Dragon, помимо Анны Кикиной, находятся астронавты NASA Николь Манн и Джош Кассада, а также астронавт Японского агентства аэрокосмических исследований Коити Ваката. Они будут работать на МКС 145 дней.
Анна Кикина — первый российский космонавт, отправившийся в полет на корабле Crew Dragon компании SpaceX. С сентября 2016 года она является единственной женщиной в отряде космонавтов «Роскосмоса».
Пуск Falcon 9 в рамках договоренности «Роскосмоса» и NASA о перекрестных полетах был запланирован на 3 октября. Его перенесли на 4 октября число из-за урагана «Иэн». «Роскосмос» и NASA подписали соглашение о перекрестных полетах в середине июля. Согласно ему, на борту МКС должны присутствовать как минимум один космонавт «Роскосмоса» и один астронавт NASA в случае нештатной ситуации. Документ предполагает выполнение трех полетов российских космонавтов на американском Crew Dragon.
Дарья Эрозбек
| Факты о космическом корабле SpaceX Dragon
Основные компоненты Двигатели Драко: Восемнадцать подруливающих устройств Драко, используемых для орбитального маневрирования и управления ориентацией (обеспечивая резервирование системы). Работает на хранимом топливе тетроксид азота / монометилгидразин (NTO / MMH); 9Тяга 0 фунтов силы (400 Н), используемая для маневрирования на орбите, спуска с орбиты и повторного входа в атмосферу. Мощность: Два крыла солнечной батареи на багажнике (всего 8 панелей). Авионика: Двухотказоустойчивая система авионики с обширным наследием. Связь: Связь между Драконом и Система экологического контроля: Астронавты войдут в Dragon для удаления груза. На корабле предусмотрена обитаемая кабина с циркуляцией воздуха, Система тепловой защиты: Первичный тепловой экран изготовлен из плиточного аблятора, импрегнированного фенолом (PICA), собственного производства. Задняя часть изготовлена из запатентованного абляционного материала SpaceX (SPAM). Парашюты: 900:13 Двойные тормозные парашюты замедляют и стабилизируют корабль, прежде чем три основных парашюта мягко приземлятся. Транспортировка экипажа: Чтобы обеспечить быстрый переход от груза к экипажу, SpaceX разработала практически идентичные конфигурации груза и экипажа, с заметными исключениями, включая необходимость в системе эвакуации экипажа, системе жизнеобеспечения и бортовых средствах управления. которые позволяют экипажу взять на себя управление с бортового компьютера, когда это необходимо. Этот акцент на унификации сводит к минимуму усилия по проектированию и упрощает процесс оценки человеком, позволяя полностью протестировать системы, критически важные для безопасности экипажа Dragon и безопасности МКС, в ходе беспилотных демонстрационных полетов и миссий по доставке грузов. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Дракон также может безопасно приземлиться только с одним тормозным и одним основным парашютом, если это необходимо.Dragon — космический корабль и спутники
Dragon — грузовая версия
Фото: НАСА
Dragon — коммерческий орбитальный аппарат, эксплуатируемый компанией Space Exploration Technologies (SpaceX).
Он может летать в двух конфигурациях: Dragon Cargo и Dragon 2 для беспилотных полетов и полетов с экипажем.
Dragon запускается на борту ракеты Falcon 9, которой также управляет SpaceX. Dragon является частью программы НАСА по коммерческому снабжению и совершит не менее 12 полетов по доставке грузов на Международную космическую станцию. Транспортное средство может выполнять различные миссии, и предполагается, что оно будет многоразовым космическим кораблем. Оснащенный теплозащитным экраном и парашютами для приводнения в океан после завершения своей миссии на орбите, Dragon в настоящее время является единственным грузовым кораблем МКС, который может возвращать предметы, включая научные образцы, на землю.
Фото: SpaceX
Характеристики Dragon
| Длина | 2,9 м |
| Диаметр | 3,6 м |
| Боковые ангелы | 15 градусов |
| Объем под давлением | 10 м³ |
| Объем без давления | 14 м³ |
| Расширение магистрали | 34 м³ |
| Отсек датчиков | 0,1 м³ |
| Масса | 4 200 кг |
| Запуск Paylaod | 6000 кг |
| Возврат полезной нагрузки | 3000 кг |
| Выносливость | До 2 лет |
| Максимальный экипаж | 7 |
| Авионика | Полное резервирование |
| Контроль реакции | 18 двигателей Драко |
| Пропеллент | Гидразин/тетроксид азота |
| Масса топлива | 1 290 кг |
| Стыковочный механизм | КРЫШКИ или АПАС |
| Блок питания | 2 солнечных батареи – 1500–2000 Вт |
| Силовые шины | 28 В и 120 В постоянного тока |
| Батарейки | 4 литий-полимерных аккумулятора |
| Давление в кабине | 13,9–14,9 фунтов/кв. дюйм |
| Температура в салоне | 10-46°С |
| Влажность в салоне | 25-75% |
| Командный восходящий канал | 300 кбит/с |
| Нисходящий канал | >300 Мбит/с |
| Окна | До 4 |
| Диаметр окна | 30 см |
Двигатели Драко — система управления реакцией
Для маневрирования на орбите и при входе в атмосферу «Дракон» оснащен от 12 до 18 подруливающих устройств Драко. Этот небольшой ракетный двигатель был спроектирован, разработан и испытан компанией SpaceX. Каждый двигатель Драко обеспечивает тягу в 400 ньютонов. Двигатели используются для маневров на орбите, управления ориентацией и длительного спуска с орбиты, что обеспечивает чрезвычайно различное время горения. Драко использует тетроксид азота в качестве окислителя и монометилгидразин в качестве топлива. 1,290 кг топлива на борту космического корабля, которое расходуется двигателями в ходе миссии.
Система управления реакцией Dragon обеспечивает двойное резервирование по всем осям. Любые два двигателя Драко могут выйти из строя без последствий для миссии.
Система тепловой защиты / теплозащитный экран
Компания SpaceX тесно сотрудничала, чтобы разработать тепловой экран капсулы Dragon, который должен выдерживать температуру до 1600°C при входе в атмосферу. PICA-X является производным от теплозащитного экрана НАСА, пропитанного фенольной смолой, также называемого PICA. Этот теплозащитный экран имеет значительный летный опыт. Ожидается, что версия PICA-X будет многократно использоваться повторно, не показывая высокой степени деградации. Эта конструкция также обеспечивает высокую гибкость характера миссии, поскольку она также может поддерживать повторный вход в атмосферу со скоростями, превышающими типичные скорости миссий на низкой околоземной орбите. Никаких модификаций не потребуется для полета на Луну или Марс. Теплозащитный экран был разработан менее чем за четыре года.
В декабре 2010 года он завершил успешную летную проверку в миссии Dragon C1.0182
Система термоконтроля
Для регулирования температуры внутри капсулы во время полета в космическом пространстве Dragon оснащен двумя полностью дублирующими контурами охлаждения с перекачиваемой жидкостью. Радиаторы крепятся к конструкции багажника.
Фото: Олег Артемьев Dragon Trunk – Фото: SpaceXPhoto: NASA
Связь и телеметрия
Dragon поддерживает связь через спутники, такие как спутниковая система слежения и ретрансляции данных НАСА, но также может поддерживать связь через наземные станции на Земле. Скорость передачи данных составляет 300 кбит/с для командной восходящей линии связи и 300 Мбит/с или более для телеметрии и нисходящей линии данных. Полезные нагрузки на транспортном средстве могут быть интегрированы через стандартные интерфейсы связи, такие как стандарты Ethernet или RS-422 и 1553. Связь с автомобилем осуществляется с помощью резервных телеметрических и видеопередатчиков в S-диапазоне.
Dragon оснащен встроенными системами сжатия и шифрования/дешифрования.
Объем полезной нагрузки
Обитаемый герметичный объем капсулы Dragon составляет 10 м³. В обычных конфигурациях для внешней полезной нагрузки доступно 14 м³ багажника. Этот «багажник» использует объем под капсулой, который в противном случае не используется, за исключением адаптера полезной нагрузки. Расширение багажника может увеличить объем до 34 м³. В магистрали доступны электрические и гидравлические соединения для размещения различных полезных нагрузок, включая небольшие спутники, которые можно выводить на орбиту.
Энергетическая система
Энергия вырабатывается двумя солнечными батареями, которые развертываются после выхода на орбиту и сбрасываются перед входом в атмосферу. Массивы обеспечивают мощность от 1500 до 2000 Вт с пиковой мощностью до 4000 Вт. Две силовые шины являются частью электрической системы Dragon и обеспечивают 120 В постоянного тока и 28 В постоянного тока соответственно.
4 резервные литий-полимерные батареи обеспечивают питание во время орбитальной ночи, подъема и входа в атмосферу.
Авионика
9Бортовые компьютеры 0181 Dragon обеспечивают все аспекты управления транспортным средством и навигации. Система управления полетом состоит из двух бортовых компьютеров, обеспечивающих полное резервирование системы.
Фото: НАСА/ЕКАФото: НАСА/ЕКАИзображение: НАСА
Контроль окружающей среды
Всеми аспектами среды кабины можно управлять с помощью Dragon. Циркуляция воздуха обеспечивается несколькими вентиляторами, а датчики обеспечивают измерение атмосферы. Внутренняя температура и регулируется от 10 до 46 градусов по Цельсию. Внутренняя влажность, а также регулируется в диапазоне 25-75% относительной влажности. Капсула герметизируется до 14,9фунтов на квадратный дюйм, и давление также можно активно контролировать.
Наведение, навигация и управление
Для навигационных целей Dragon оснащен инерциальными измерительными блоками, системами GPS, иридиевыми спасательными маяками и звездными трекерами.
Управление ориентацией и навигация на орбите осуществляется с помощью IMU и звездных трекеров. Точность определения отношения составляет 0,004 градуса или меньше. Управление ориентацией составляет 0,012 градуса по каждой оси в режиме удержания на месте. Dragon предоставляет полностью автономную систему рандеву и стыковки. Для пилотируемых миссий также возможна ручная стыковка с использованием функции блокировки для управления транспортным средством вручную.
Отсек для датчиков
В дополнение к внешнему объему полезной нагрузки Dragon имеет небольшой отсек для датчиков, расположенный на боковой стенке космического корабля. Он имеет объем 0,1 м³ и оснащен механизмом люка, который открывает люк отсека и развертывает датчики или другую полезную нагрузку после выхода на орбиту. Экспериментальные полезные нагрузки могут подвергаться воздействию космической среды и защищаться во время процесса входа в атмосферу путем закрытия люка перед повторным входом в атмосферу.
Фото: SpaceX
Система стыковки
Dragon может быть оснащен различными стыковочными адаптерами, такими как встроенный общий механизм швартовки с малоударной системой стыковки (LIDS) или андрогинной периферийной системой крепления (APAS).
Вход, спуск, приземление и восстановление
Dragon может выполнять подъемный повторный вход, чтобы точно прицелиться в зону приземления в океане. Во время входа в атмосферу Dragon испытывает низкую перегрузку, защищающую эксперименты и экипаж на борту. Двойные тормозные парашюты замедляют и стабилизируют корабль, прежде чем три основных парашюта мягко приземлятся. Парашютная система также полностью избыточна. После приводнения можно использовать GPS и локаторные маяки Iridium для определения местоположения транспортного средства в случае приземления или приземления вне цели. Восстановление осуществляется с помощью корабля, и капсула входит в процесс восстановления.
Изображение: SpaceX/NASA
Dragon — Возможные области применения:
- Высокочувствительный хостинг полезной нагрузки
- Датчики/апертуры диаметром до 3,5 м
- Приборы и датчики для тестирования
- Развертывание космического корабля
- Эксперименты по космической физике и теории относительности
- Исследование эффектов радиации
- Исследование микрогравитации
- Науки о жизни и биотехнологии
- Науки о Земле и наблюдения
- Исследование материалов и космических сред
- Свидание и инспекция
- Обслуживание роботов
Что такое SpaceX Crew Dragon?
Опубликовано
Источник изображения, NASA
Подпись изображения,
Crew Dragon (справа) Next to The Falcon
By Paul Rincon
.
SpaceX Илона Маска построила Crew Dragon в первую очередь для доставки астронавтов на Международную космическую станцию. Он был разработан в рамках плана НАСА по передаче полетов на космическую станцию американским компаниям после многих лет использования российских запусков. Вот наш путеводитель по транспортному средству.
Илон Маск говорит, что полет человека в космос всегда был основной целью его новаторской компании SpaceX.
Предприниматель достиг этой цели в субботу, 30 мая 2020 года, когда космический корабль Crew Dragon доставил астронавтов НАСА Дуга Херли и Боба Бенкена на орбиту для встречи с космической станцией или МКС. Это был первый экипаж с экипажем, совершивший полет с территории США после вывода шаттлов из эксплуатации в 2011 году.
Когда программа шаттлов закончилась, у НАСА не было летательного аппарата на замену. Это оставило космическое агентство зависимым от России в доставке американских астронавтов на МКС. Тем временем, однако, SpaceX и Boeing работали над созданием транспортных средств, чтобы взять на себя эту работу.
Crew Dragon в настоящее время регулярно посещает орбитальный аванпост и, по состоянию на сентябрь 2021 года, также используется для полностью частных миссий, которые доставляют на орбиту «астронавтов-любителей».
Транспортное средство Маска эволюционировало из более раннего космического корабля под названием Dragon 1, который 20 раз запускался для миссий по доставке грузов на МКС.
- Тематическая страница SpaceX
- Космический корабль Boeing Starliner: руководство
- Что такое звездолет Илона Маска?
Обзор Crew Dragon
В мае 2014 года Маск представил семиместный концепт Crew Dragon во время мероприятия в штаб-квартире SpaceX в Хоторне, Калифорния.
Это капсула, похожая на командные модули Аполлона, которые доставляли астронавтов на Луну.
С момента запуска и незадолго до входа в атмосферу капсула прикреплена к секции, называемой багажником, в которой есть солнечные батареи, радиаторы отвода тепла, место для груза и плавники для обеспечения устойчивости во время аварийного останова.
Вместе капсула и ствол имеют высоту около 8,1 м (26,7 фута) и диаметр 4 м (13 футов).
Экипаж Дракона оснащен 16 двигателями Драко, которые управляют кораблем на орбите. Каждый Драко способен производить 90 фунтов силы в космическом вакууме.
На случай, если во время старта что-то пойдет не так, капсула оснащена системой эвакуации при запуске (LES), состоящей из восьми двигателей SuperDraco, каждый из которых развивает усилие в 16 000 фунтов. LES быстро отделяет Crew Dragon от ракеты.
- Почему SpaceX запускает астронавтов для НАСА
- Астронавты начинают историческую миссию на частном корабле
- Астронавты-любители запускают миссию «Вдохновение»
Источник изображения, Spacex
Подпись к изображению,
Существует три разных размера сидений с пеной, которая формуется под тело человека
Внутри космического корабля
Инженер SpaceX Джон Федершпиль , говорит, что компания хотела сделать Crew Dragon «похожим на космический корабль 21-го века».
Он поясняет: «Возможно, одной из самых больших особенностей Dragon являются сенсорные экраны внутри. Мы разработали их не только очень функциональными, но и с учетом пользовательского опыта».
Три больших сенсорных дисплея, которые позволяют командиру и пилоту следить за космическим кораблем и управлять им, находятся далеко от аналоговых кнопок и циферблатов в кабинах предыдущих транспортных средств, таких как космический шаттл.
Будучи первыми людьми, которым было поручено летать на Crew Dragon, Херли и Бенкен тесно сотрудничали со SpaceX, чтобы подготовить капсулу к ее историческому запуску в мае 2020 года. Члены экипажа, которые ранее летали на шаттле, внесли жизненно важный вклад.
Источник изображения, НАСА
Херли признает, что к сенсорным экранам пришлось немного привыкнуть.
«Что касается реальной физической обратной связи, вы, конечно, не получите ее от сенсорного экрана», — говорит он.
«Но то, что вы получаете, это указание на то, где вы коснулись.
» Эта индикация представляет собой «ответную вспышку» на экране, которая позволяет космонавту узнать, правильно ли корабль распознал его ввод.
Для сценариев, когда астронавтам может потребоваться взять на себя ручное управление обычно автономным кораблем, например, завершить последовательность стыковки с космической станцией, элементы управления с сенсорным экраном «гораздо более чем достаточны», добавляет Херли.
Бенкен объясняет: «Возможно, это не то же самое, что вы хотели бы использовать, если бы вы были в экипировке и пытались совершить вход или спуск, например, как мы могли бы сделать с космическим челноком».
Источник изображения, SpaceX
Подпись к изображению,
Экипаж первого оперативного полета на МКС позирует для фотографий в скафандрах
«Система скафандр-сиденье» самые важные темы для обсуждения Crew Dragon. Гладкие, индивидуальные наряды контрастируют с предыдущими моделями. Но основное их предназначение остается прежним: защищать членов экипажа от разгерметизации, при которой из капсулы теряется воздух.
«Скафандр на самом деле является частью более крупной системы Dragon… мы думаем о нем как о системе скафандр-сиденье», — говорит Крис Тригг, менеджер по скафандрам и оборудованию для экипажа в SpaceX.
Crew Dragon имеет три разных размера сиденья с пенопластом, формованным вокруг тела астронавта, чтобы сделать путешествие в космос и обратно максимально комфортным.
Когда астронавт готовится пристегнуться, он подключает «пуповину» со своего места к порту на правом бедре своего скафандра. Шланг обеспечивает костюм системами жизнеобеспечения, включая воздушные и электрические соединения. 9
Выход на орбиту версия ракеты SpaceX Falcon 9, адаптированная для астронавтов.
В случае возникновения чрезвычайной ситуации на площадке или во время выхода на орбиту срабатывает аварийно-спасательная система, которая отталкивает капсулу и ее экипаж от ракеты. Затем раскрываются парашюты, чтобы безопасно спустить астронавтов.
Даг Херли, комментируя LES, говорит: «Эта перспектива для меня огромна по сравнению с шаттлом, где есть то, что мы называем «черными зонами».
неудачи, вы, вероятно, не собирались выживать».
Это видео не может быть воспроизведено
Чтобы воспроизвести это видео, вам необходимо включить JavaScript в вашем браузере.
Медиа-заголовок,
«Вперед, NASA, вперед, SpaceX. Дай Бог, Боб и Дуг!»
Херли добавляет, что конструкция капсулы в большинстве случаев безопаснее, чем крылатый аппарат.
Crew Dragon также спроектирован так, чтобы быть «устойчивым к двум отказам». Это означает, что любые две вещи могут выйти из строя, например бортовой компьютер и двигатель, и космический корабль все еще может безопасно доставить экипаж домой.
Во время миссий на МКС корабль SpaceX стыкуется с орбитальным аванпостом автономно, то есть без помощи человека. Джессика Дженсен, директор по оборудованию и операциям Starship в SpaceX, говорит: «У нас есть датчики GPS на Dragon, а также камеры и датчики изображения, такие как Lidar (лазерная дальномерность), на носовом обтекателе, когда он приближается к космической станции».
0109
Источник изображения, NASA / EPA
Подпись к изображению,
Crew Dragon может автономно пристыковаться к МКС
«Все эти датчики передают данные обратно в наш бортовой компьютер, чтобы сказать: «Эй, как далеко я от космической станции? Какова моя относительная скорость относительно космической станции?»
Бортовой компьютер затем использует алгоритмы, которые определяют — на основе этой информации — как запустить двигатели, чтобы наиболее эффективно добраться до цели стыковки.
Срок службы корабля на орбите ограничен несколькими месяцами из-за его солнечных батарей, которые разрушаются в суровых условиях космоса.
Отправление домой
Когда астронавты готовы вернуться домой с космической станции, Crew Dragon сначала отстыкуется, а затем с помощью своих двигателей уйдет с орбиты.
Теплозащитный экран корабля, расположенный в его основании, должен выдерживать температуры выше, чем на поверхности Солнца, поскольку корабль летит сквозь атмосферу со скоростью, в 25 раз превышающей скорость звука.
Материал, используемый в теплозащитном кожухе, является абляционным: он медленно сгорает при высоких температурах, отводя большую часть экстремального тепла.
Воспроизведение этого видео невозможно
Для воспроизведения этого видео необходимо включить JavaScript в вашем браузере.
Медиа-заголовок,
«Спасибо, что летали на SpaceX» — Даг Херли и Боб Бенкен возвращаются на Землю
Существует небольшая вероятность того, что асимметричная конструкция космического корабля, обусловленная размещением его системы аварийного покидания, может привести к тому, что он тоже перевернется много. Илон Маск сказал, что проблема, известная как неустойчивость крена, была тщательно изучена, но она все еще беспокоит его.
«Я думаю, есть аргумент, что возвращение в некотором смысле более опасно, чем восхождение», — говорит Маск.
Затем, после огненной фазы входа, космический корабль должен развернуть четыре парашюта, чтобы замедлить спуск.