Первый взгляд на пилотируемый корабль SpaceX Dragon. Американский космический корабль Dragon Космический грузовой корабль dragon
Высота: 2,9 м, диаметр: 3,6 м, герметичный объём: 10 м³, негерметичный объём: 14 м³
Дракон (Dragon SpaceX) - частный транспортный космический корабль , компании SpaceX , разрабатываемый по заказу НАСА в рамках программы «Коммерческой орбитальной транспортировки» (COTS) , предназначенный для доставки полезного груза и, в перспективе, людей на Международную космическую станцию . Необходимость в новых грузовиках возникла у Штатов по причине прекращения полётов шаттлов .
Технические данные
«Дракон» состоит из двух модулей: командного-агрегатного отсека конической формы и транка-переходника для стыковки со второй ступенью РН, 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 отличии от американского КК Apollo , а также разрабатываемых КК российского проекта Перспективной пилотируемой транспортной системы , NASA Orion , Boeing’s CST-100, «Дракон» является практически моноблочным кораблем. Двигательная установка, топливные баки, аккумуляторы и другое оборудование агрегатного отсека возвращается вместе с кораблем, что является уникальным (аналог SS). На первом этапе развития (грузовой КК) стыковка с МКС , в виду отсутствия системы автономной стыковки, осуществляется тем же образом, что и стыковка японского HTV .
Дракон разрабатывается в нескольких модификациях: пилотируемой (экипаж до 7 человек), грузо-пассажирской (экипаж 4 человека + 2,5 тонны грузов), грузовой (именно в этом варианте он и будет использоваться первое время), и модификация для автономных полётов (DragonLab).
Предполагается, что для КК 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 Элона Маска, двигатели САС, возможно, будут использованы при посадке космического корабля на сушу.
Также предполагается разработка корабля в модификации для полёта на Марс - «Red Dragon». Он представляет собой капсулу для посадки на планету стоимостью 400 млн долларов. На Марс полёт запланирован в 2018 году.
Первый запуск ракеты-носителя
Капсула Dragon в сборочном цехе
12 августа 2010 года в районе залива Морро на тихоокеанском побережье США были успешно проведены испытания парашютной системы, предназначенной для 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.
Первый орбитальный полёт
Старт Falcon 9 с КК «Дракон»
Корабль вышел на орбиту, дважды облетел Землю на высоте 300 км, после чего пошел на снижение. Капсула вошла в атмосферу и согласно плану полёта, раскрыв парашюты, приводнилась в Тихом океане в 19:04 по Гринвичу (22:04 по Москве).
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 космического 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 .
Ожидаемые полёты
Корабль Dragon во время стыковки с МКС (рисунок)
SpaceX получила лицензию на осуществление космического полёта КК Dragon. Федеральное управление гражданской авиации США выдало компании первую коммерческую лицензию на запуск и посадку многоразовых космических кораблей. Согласно этому документу, SpaceX может в течение года осуществить более 200 запусков, если позволят технические возможности.
Согласно контракту, заключенному между NASA и «SpaceX », последняя должна осуществить 15 пусков «Falcon 9 » - три испытательных и 12 штатных миссий по доставке грузов на МКС . Первый полёт к станции запланирован на 30 ноября 2011 года . Однако летные испытания «Falcon 9» и корабля «Dragon» уже не раз откладывались. Ранее сообщалось, что «SpaceX» не удавалось получить сертификат на «одну из критически важных систем ракеты-носителя».
График тестовых полётов
- В первом полёте предусмотрено отделение от ракеты-носителя на орбите, передача телеметрии, получение команд с Земли, демонстрация орбитального маневрирования, терморегуляции, вхождение в атмосферу (продолжительность 5 часов) - успешно выполнен 8 декабря 2010 года.
- Во втором - подход к МКС на 10 км (без совершения стыковки), радиосвязь и управление с борта МКС (продолжительность 5 дней).
- Третий полёт - первая миссия по доставке грузов на МКС (продолжительность 3 дня).
Возможные изменения графика полётов
Между тем, заместитель администратора НАСА по космическим операциям Уильям Герстенмайер заявил, что НАСА планирует осуществить стыковку корабля «Dragon» с МКС в ноябре - декабре 2011 года. Корабль подлетит к станции, зависнет, а манипулятор станции захватит корабль и состыкует его с МКС.
См. также
- Созвездие (космическая программа) (корабль США «Орион»)
Примечания
Ссылки
| Пилотируемые космические полёты | |
|---|---|
| СССР и Россия | |
| США | |
| КНР | |
| Индия |
Orbital Vehicle (с 2016) |
| Евросоюз | |
| Япония | |
| частные | |
| ¹ Только беспилотные полёты, хотя корабль был создан для пилотируемых полётов ² Только суборбитальные полёты |
|
| Компоненты Международной космической станции | |
|---|---|
| Сегменты | |
| Основные модули | |
| Другие устройства | |
| Периодический запуск | |
| Корабли доставки | |
| Запланировано | |
| Отменено |
Модуль проживания Модуль центрифуг Промежуточный отсек управления Обитаемый отсек Дополнительный корабль-спасатель Отсек с двигательной установкой Научно-энергетическая платформа Российские исследовательские модули X-38 |
Wikimedia Foundation . 2010 .
Впервые частная компания не только запустила аппарат на околоземную орбиту, но и показала, что способна вернуть его на Землю. Впервые за тридцать лет в Америке появился новый космический корабль, умеющий поднимать пассажиров «наверх» и спускать их «вниз». Впервые частная пилотируемая космонавтика показала, что готова выйти за рамки суборбитальных прыжков.
8 декабря 2010 года в 18:43 по московскому времени компания SpaceX запустила ракету-носитель Falcon 9 с космическим кораблём Dragon .
Это был второй полёт Falcon 9. В ходе первого (в июне 2010 года) на орбиту был выведен полноразмерный прототип «Дракона». Но старт 8 декабря — это первый демонстрационный рейс, проведённый в рамках программы NASA по коммерческой орбитальной транспортировке (COTS).
Интересно, что запуск ракеты Falcon 9 был перенесён на сутки против начального плана из-за двух крошечных трещин, найденных на самом конце сопла двигателя второй ступени. Инженеры посчитали, что трещинки (пробовали их заделать или нет – не пояснено) не повлияют на работу двигателя (и были правы), но сутки потребовались, чтобы проверить остальные части агрегата и убедиться, что трещины не являются признаком более серьёзной проблемы.
На фото – двигатели, подготавливаемые к третьему и четвёртому стартам Falcon 9. Кстати, обе ступени ракеты оснащены почти одинаковыми двигателями Merlin, созданными в самой SpaceX и отличающимися лишь в некоторых деталях. Они оптимизированы соответственно для работы вблизи земли и в вакууме (фото SpaceX).
Американское космическое агентство расчитывает , что «Дракон» сначала выступит в роли грузовика на линии Земля-МКС, а позднее и «в качестве такси», ведь проект SpaceX предусматривает как автоматический, так и пилотируемый вариант «Дракона».
Falcon 9 и Dragon во время подготовки к старту. На нижнем снимке у спускаемой капсулы хорошо виден тепловой щит из PICA-X. Этот материал – собственная разработка SpaceX, базирующаяся на композите, созданном в NASA. PICA-X призван защитить аппарат при возвращении в атмосферу на скорости 7 километров в секунду, когда температура днища поднимается до 1850 градусов Цельсия (Brian Attiyeh, Michael Rooks/SpaceX).
«Дракон» состоит из трёх основных частей: обтекателя, конической герметичной капсулы диаметром 3,6 метра и негерметичного цилиндрического отсека. В капсулу имеется доступ через стыковочный узел, и в ней могут находиться как грузы, так и экипаж.
Цилиндрический приборный отсек под капсулой несёт солнечные батареи, радиаторы, а также груз, не нуждающийся в герметичном хранении. Всего беспилотный вариант «Дракона» может доставить на орбиту до 6 тонн припасов и вернуть на Землю до 3 тонн груза (иллюстрация Space.com).
Нынешний рейс призван проверить системы связи и навигации, а также испытать маневрирование на орбите. Через несколько витков вокруг планеты (и три с лишним часа после запуска) спускаемый аппарат должен приводниться в Тихом океане, в 800 километрах к западу от Мексики.
В августе 2010 года «Дракон» прошёл полный тест парашютной системы: капсулу сбросили с вертолёта в океан с высоты более 4 километров. Вначале аппарат раскрыл пару небольших тормозных парашютов, замедливших и стабилизировавших капсулу, а потом и три основных (фото Roger Gilbertson, Chris Thompson/SpaceX).
25 мая произошло эпохальное для мировой космонавтики событие: впервые частный космический корабль (КК) совершил грузовой рейс и успешно стыковался с МКС. Скорее всего, аппарат Dragon компании SpaceX на долгое время станет основным транспортным средством, доставляющим экипажи и грузы на борт Международной космической станции. В будущем он окажет существенное влияние на космические программы не только США, но и России.
Как летал "дракон"
Первоначально запуск КК Dragon был запланирован на начало марта 2012 года, однако из-за ряда технических проблем его несколько раз откладывали. Только 22 мая ракета-носитель Falcon 9, разработанная компанией SpaceX, стартовала с мыса Канаверал, США. Вскоре корабль вышел на околоземную орбиту и начал готовится к стыковке с МКС. В ходе пролетов рядом со станцией были протестированы датчики и оборудование Dragon.
Сначала КК пролетел на расстоянии 10,4 км от МКС, что позволило испытать системы связи между постом управления МКС и кораблем, в частности, UNF-передатчик CUCU (на сленге астронавтов ее так и называют "ку-ку"). Эта система радиосвязи была доставлена на МКС шаттлом Atlantis еще в 2009 году. Она позволяет экипажу МКС удаленно управлять "драконом". Первой задачей CUCU была передача сигнала с центра управления полетами SpaceX на навигационную систему Dragon – для включения навигационных огней. Это испытание прошло успешно, и на третий день КК сблизился с МКС на расстояние 2,4 км, где состоялись тесты маневровых двигателей. В ходе сближения безупречно работала навигационная GPS/инерциальная система навигации (SIGI). Не обошлось и без проблем. Так, в обзорном куполе МКС пропало изображение на одном из контрольных мониторов станции RWS: вместо изображения "окрестностей" МКС он начал показывать красные и белые полосы. Проблему удалось решить путем переключения питания, и монитор снова заработал. Чуть позже дала сбой система связи со стыковочным узлом на модуле МКС Harmony, куда должен был пристыковаться Dragon, но и эта неполадка была успешно устранена.
Манипулятор МКС Canadarm2 захватил КК Dragon
25 мая началась непосредственно стыковка. Dragon включил маневровые двигатели и сблизился с МКС на расстояние 1,2 км. С этого момента экипаж МКС приступил к проверке лазерной стыковочной системы LIDAR. Эта система представляет собой лазерный сканер, способный создавать 3D-изображение различных объектов. Это новейшая технология, которая в перспективе позволит не только выполнять высокоточную стыковку в космосе, но и совершать посадку на другие планеты. LIDAR испытывали в феврале 2011 года в ходе миссии шаттла Discovery STS-133. Система LIDAR генерирует до 30 мощных лазерных импульсов в секунду, формируя объемную карту объекта на расстоянии от 10 тыс. до 1 м. Ориентируясь на эти изображения, бортовая навигационная система космического корабля выполняет плавную стыковку (или посадку).
Во время сближения один из мониторов станции RWS на МКС отказался работать
Сначала Dragon приблизился к МКС на расстояние 250 м и был "отогнан" немного назад - для проверки возможности экстренного ухода от станции. После этого КК подошел к МКС на 200, а затем и на 100 м. В этот момент испытывались тепловизоры "дракона", которые позволяют увидеть все, что находится впереди корабля.
В конце стыковки Dragon приблизился к МКС на расстояние в 30 м. Именно в этот момент в будущем начнется полностью автоматическая стыковка. Однако в первом полете стыковку должен был выполнить роботизированный манипулятор МКС, к тому же, обнаружились проблемы с системой LIDAR. Специалисты SpaceX были вынуждены отвести КК назад на 70 м, чтобы перенастроить LIDAR – как оказалось, яркие световые блики от поверхности модуля МКС JAXA JEM создавали помехи лазерному радару. По команде с Земли LIDAR сузил поле зрения, и проблема исчезла.
Приблизительно так выглядит изображение, создаваемое лазерным сканером системы LIDAR
После этого Dragon подошел МКС на расстояние 20 м, и член экипажа МКС Дон Петтит захватил его манипулятором Canadarm2 и пристыковал к Международной космической станции. Спустя некоторое время, необходимое для контрольных процедур, астронавты вошли в герметичный отсек "дракона" и начали выгрузку груза, доставленного первым в истории частным космическим "грузовиком". Затем в корабль погрузили примерно 600 кг оборудования и вещей, не нужных на МКС, и закрыли люк. 31 мая Dragon совершил успешную посадку в воды Тихого океана на расстоянии около 900 км от города Лос-Анджелес. Успешно отлетавший корабль был подобран спасательными судами и отправлен для изучения специалистам НАСА и SpaceX.
Dragon пристыкован к МКС
Таким образом, первая миссия частного космического корабля завершилась полным успехом. До сих пор только четыре государства (США, Россия, Япония и ЕС) могли собирать и выводить на околоземную орбиту грузовые корабли. Теперь это доступно и коммерческой компании, причем планы у SpaceX гораздо масштабнее, чем "подработка" космическим извозом.
Как выглядит "дракон"
Многим неспециалистам космический корабль Dragon может показаться шагом назад в сравнении с огромным многоразовым 100-т шаттлом, который мог выводить на околоземную орбиту до 24 т груза и возвращать рекордные 14 т.
Хоть КК компании SpaceX может поднимать и возвращать намного меньше груза, чем шаттл, по целому ряду параметров высокотехнологичный Dragon превосходит очень дорогой и сложный шаттл. Dragon сделан с расчетом на будущие дальние полеты и новейшие технологии посадки не на парашюте, а на струе реактивных двигателей. Для того, чтобы понять в чем новизна "дракона", сравним его с российским КК "Союз", который по сей день используется для доставки людей на МКС.
Прежде всего, спускаемый аппарат "дракона" отличается большим объемом герметичного отсека - 10 м 3 . Это позволяет перевозить до 7 астронавтов, в то время как в тесный (около 4 м ³) герметичный отсек спускаемого аппарата "Союза-ТМА" помещаются только 3 космонавта, причем это после доработки, иначе рослые американские астронавты туда просто не влезали. В этом плане преимущества Dragon понятны – ему нужен один рейс для смены экипажа МКС, а не два, как "Союзу". Благодаря современной электронной начинке внутри "дракона" минимум выступающих панелей и ящиков с оборудованием, что повышает комфорт экипажа и удобство наблюдения через широкие 30-см иллюминаторы. Кроме того, у КК Dragon в стыковочном узле большой переходный люк шириной 1,3 м, в то время, как у "Союза" он шириной всего 80 см, что затрудняет погрузку/разгрузку, особенно крупногабаритного оборудования.
Внутри КК Dragon, даже с учетом размещенного груза, весьма просторно
Помимо большого объема герметичного спускаемого аппарата, у Dragon-а есть негерметичный транспортный невозвращаемый модуль объемом 14 м 3 . У "Союза" такого модуля нет, хотя есть так называемый бытовой отсек объемом около 5 м 3 , в котором находится груз и стыковочный узел. В этом плане конструкция КК Dragon гораздо совершеннее: "Союзу" при посадке приходится "выбрасывать в утиль" дорогой герметичный отсек, в котором при этом не разместишь никакого крупного оборудования. В свою очередь, в негерметичный и очень простой по конструкции большой модуль "дракона" можно установить самое разнообразное оборудование, например, телескоп, спутник, дополнительное горючее и кислород для дальних полетов. Разработан специальный расширитель данного отсека, увеличивающий его объем для внушительных 34 м 3 (это в 3 с лишним раза больше салона пассажирской "Газели"). В перспективе это дает возможность совершать дальние полеты, например к Луне, Марсу или астероидам. Dragon оснащен топливными баками емкостью 1290 кг ("Союз-ТМА" 900 кг).
Ну и, конечно, в транспортном варианте Dragon по главному показателю, грузоподъемности, выигрывает даже у транспортного КК "Прогресс": первый может поднять на орбиту 6000 кг груза и вернуть 3000 кг, а второй только 2000 кг и ничего не может привезти обратно. Пилотируемый "Союз" может вернуть на Землю всего лишь около 100 кг, что слишком мало для современных научных экспериментов и перспективного промышленного производства на орбите.
Dragon "подбирается" к "Союзу", который летает в космос уже 45 лет
Из первого рейса Dragon привезет ненужные на МКС панели управления, научные записи, кабели, баллоны, оборудование для экспериментов SETA-2, MSL-CETSOL и MICAST. Все это дорогостоящее снаряжение в противном случае просто было бы погружено на грузовой "Прогресс" или в бытовой отсек "Союза" и сгорело в атмосфере.
Dragon успешно приводнился в Тихом океане
Dragon имеет 18 ракетных двигателей Draco, работающих на смеси четырехокиси азота (окислитель) и монометилгидразина (топливо). Эти двигатели "снимают" КК с ракеты-носителя в случае нештатной ситуации, а также позволяют маневрировать в космосе. Кроме того, в перспективе Dragon будет совершать посадку не с помощью парашютов, а на ракетной тяге, как "серьезные" корабли в фантастических фильмах. Такая схема посадки также пригодится и для приземления на безвоздушные небесные тела или Марс, где атмосфера разрежена и требует парашютов очень большой площади.
Ракета-носитель Falcon-9, которая подняла в космос Dragon, также разработана компанией SpaceX и относится к тому же классу тяжелых ракет, что и российский "Протон-М". Она может поднимать на низкую околоземную орбиту до 10 т груза, а в будущем получит уникальную систему спасения первой ступени с помощью ракетных двигателей.
Пилотируемая версия КК Dragon должна стартовать после 2015 года, а пока первый частный КК будет совершенствоваться и одновременно выполнять грузовые рейсы на МКС. В будущем SpaceX планирует отправить свой корабль к Луне, Марсу, астероидам и составить конкуренцию "правительственному" кораблю Orion, который разрабатывается компанией Boeing и изначально рассчитан на дальние полеты. Не исключено, что уже в ближайшей перспективе богатые корпорации будут наравне с правительствами крупнейших стран осваивать космическое пространство.
Михаил Левкевич
Dragon - частный транспортный космический корабль компании SpaceX, разработанный по заказу NASA в рамках программы Commercial Orbital Transportation Services, который должен прийти на замену космическим шаттлам и избавить США от зависимости от российских носителей, в частности, «Союза». На текущий момент Dragon является единственным в мире аппаратом, способным возвращаться из космоса на Землю. Пилотируемые полеты запланированы уже на 2018 год. 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.
Первая пассажирская команда SpaceX собрана, дата полета - назначена, и теперь настало время подготовить ее к путешествию в космос. В понедельник президент SpaceX Гвинн Шотвелл показала первым четырем астронавтам NASA, которые поедут в космос на новеньком пассажирском космическом аппарате компании, сам , построенный для программы коммерческих пилотируемых полетов NASA. Также компания рассказала, какие инструменты будут использовать астронавты для подготовки к этим полетам.
В понедельник 8 октября был запущен в свой первый коммерческий полет к международной космической станции частный космический грузовик Dragon компании Space Exploration Technologies (SpaceX). Запуск был произведен в 04.35 по московскому времени с космодромана мысе Канаверал (штат Флорида) при помощи ракеты-носителя Falcon 9.
Стыковка Dragon с МКС запланирована на 10 октября, около 15.30 по московскому времени. Корабль должен будет пристыковаться к станции при помощи 17-метрового манипулятора Canadarm, которым будут управлять астронавт НАСА Санита Уильямс (Sunita Williams) и японец Акихико Хошиде (Akihiko Hoshide).
В мае 2012 года корабль уже совершил испытательный полет и состыковался с МКС, доставивна борт станции около 500 кг груза, в основном, одежду и продовольствие.
Сейчас грузовик доставит на станцию около 450 килограммов грузов, в том числе оборудование для проведения 166 научных экспериментов, питание и одежду для экипажа, компоненты для бортовых систем. Также на МКС будет доставлена холодильная установка GRACIER, которая предназначена для хранения образцов при температуре минус 160 градусов.На станцию она летит не пустой: в ней лежит мороженое для экипажа. А назад на Землю холодильная установка вернется уже с образцами экспериментов.
Возвращение грузовика на Землю планируется на конец октября, когда после завершения экспедиции, корабль должен приводниться в Тихом океане недалеко от берегов южной Калифорнии. Предполагается, что он вернет на Землю около 900 килограммов грузов, включая результаты научных исследований, и почти 230 кг деталей оборудования станции.
Корабль Dragon состоит из двух отсеков: командного-агрегатного модуля конической формы и переходного, предназначенного для стыковки со второй ступенью ракеты-носителя, который также служит как негерметичный контейнер для размещения грузов. Питание корабля обеспечивается с помощью солнечных батарей и аккумуляторов.
Dragon является единственным в мире космическим грузовиком, способным возвращаться на Землю. Баки для топлива, двигатели, аккумуляторы и остальное оборудование агрегатного отсека возвращаются вместе с кораблем, что не может сделать, ни один другой грузовик.
Кроме грузового варианта корабля разрабатываются и другие его модификации: пилотируемый (с экипажем до 7 человек), грузо-пассажирский (4 человека экипажа и 2,5 тонны грузов),и вариант для автономных полетов (DragonLab). Кроме того, предполагается разработка корабля в модификации для полета к Марсу - "Red Dragon".
Согласно соглашению между NASA и SpaceX Dragon должен совершить 12 экспедиций по доставке грузов на Международную космическую станцию. Общая стоимость контракта составляет 1,6 миллиарда долларов.
Вот несколько фотографий, сделанных входе предыдущего испытательного полета корабля Dragon в мае 2012 года (Image Credit: NASA):
 |
