Космический Dragon взлетел за серией рекордов. Американский космический корабль Dragon

Основатель компании SpaceX Илон Маск (Elon Musk) на специальной конференции 29 мая (30 мая в 6:00 мск) представил публике проект космического корабля «Дракон» (Dragon), предназначенного для запуска на орбиту американских астронавтов.

Презентация нового корабля происходит на фоне трех событий, заслуживающих внимания. Во-первых, заметное охлаждение отношений между Россией и США привело к кризису в совместных космических проектах, включая МКС. Как известно, на данный момент единственным кораблем, способным доставлять международные экипажи на МКС, является российский «Союз-ТМА». Публичная полемика дошла до того, что вице-премьер России Д. Рогозин 29 апреля написал в своем твиттере, что американским астронавтам придется добираться на орбиту при помощи батута. Основатель SpaceX Илон Маск уже через несколько часов, также через твиттер, анонсировал сегодняшнюю пресс-конференцию, и отметил, что батут астронавтам не понадобится. Второе событие, на которое я хочу обратить внимание, произошло всего несколько дней назад. НАСА официально объявило, что продлевает контракт с Роскосмосом на доставку астронавтов на МКС до конца 2017 года, включая возвращение экипажа на Землю в 2018-м. Этот, по всей видимости, последний контракт такого рода перенес ожидаемое начало эксплуатации американских пилотируемых кораблей примерно на полгода. Наконец, в-третьих, в начале этой недели в интернете появился отчет Федерального управления авиации США. Выяснилось, что компания SpaceX запросила лицензию управления на проведение испытаний двигательной посадочной системы корабля Dragon. Многие наблюдатели связали предстоящие испытания с работой по проектированию пилотируемой модификации корабля. Однако раскрыть все детали проекта смогла только сегодняшняя пресс-конференция.

В первую очередь наблюдателей интересовали технические особенности корабля, который Маск назвал Dragon v2. Увы, конференция оказалась не очень щедра на цифры, а представленный макет выглядел далеким от летного образца, несмотря на последующие заявления Маска о том, что большая часть представленного оборудования является уже готовой к испытаниям техникой. Как предсказывалось многими специалистами, новый корабль будет больше своего грузового предшественника. Максимальный диаметр Dragon v2 явно превысит 3,7 м грузового корабля, масса также увеличится. Неожиданностью стало и то, что в новый корабль смогут поместиться семь астронавтов. Многие аналитики предсказывали, что количество мест уменьшится до четырех – именно на такую вместительность рассчитывает НАСА. Однако Элон Маск сообщил, что корабль, как и планировалось раньше, будет рассчитан на перевозку семи астронавтов. Внешний вид пилотируемого корабля сильно отличается от грузового, что не было никем предсказано. Изменилась даже внешняя форма: усеченный корпус заменен на сложную трехчастную фигуру с продольными ребрами. Носовой колпак-обтекатель теперь не будет отстреливаться после выхода в космос, а станет неотъемлемой частью капсулы. При стыковке колпак предполагается сдвигать, подобно крышке. Посадочные опоры будут выдвигаться прямо из лобового теплозащитного экрана. А вот догадки о новом энерго-грузовом отсеке подтвердились. Его снабдят четырьмя продольными ребрами, раскладные солнечные батареи заменят на покрывающие весь корпус, как у японского HTV.

Ожидания аналитиков, основанные на старых концептах и макетах SpaceX, в основном не оправдались, не считая, впрочем, новой автоматической системы сближения и стыковки. Универсальная двигательная система корабля – ключевая часть его архитектуры. Планируется использовать ее для увода «Дракона» от ракеты-носителя в случае аварии на раннем этапе полета, для мягкой посадки корабля на сушу и в качестве маршевой установки при передвижении в космосе. Система будет состоять из четырех кластеров по два двигателя SuperDraco тягой 7,4 тонны каждый. Было принято решение отказаться от больших носообразных выступов по бокам корабля: в новом концепте двигатели находятся в углублениях внутри капсульного корпуса. Над ними лишь немного выступают широкие ребра. Точность посадки корабля, как заявляет SpaceX, не должна уступать точности вертолета. Отмечается, что SuperDraco будут первыми реактивными двигателями, полностью напечатанными на 3D-принтере. Схема посадки корабля Dragon v2 предполагает основную роль реактивной системы. Парашюты останутся только как запасной вариант торможения на случай проблем с двигателями. Реактивная посадочная система, согласно словам Маска, сможет пережить потерю двух двигателей.

Сильное впечатление на журналистов произвел интерьер нового корабля, хотя стоит отметить, что на представленном макете он не выглядит достаточно проработанным. Ложементы для астронавтов будут располагаться в двух плоскостях: три кресла снизу и четыре над ними. Системы управления расположены симметрично над верхним рядом кресел (как у ПТК НП). Это позволит сразу двум астронавтам пилотировать корабль.

После презентации было рассказано о будущих планах работы. Предполагаемый график SpaceX несколько оптимистичнее ожиданий НАСА (нельзя не отметить, что эта компания почти никогда не выдерживает заявленных сроков разработки и эксплуатации своей техники). По словам Илона Маска, первые испытательные полеты нового корабля в беспилотном режиме начнутся уже в 2015 году. В середине 2016-го предполагается запустить пилотируемый Dragon с профессиональной командой астронавтов SpaceX. Через год, когда надежность всех систем корабля получит подтверждение, начнется его эксплуатация в рамках программы коммерческих пилотируемых полетов НАСА. После презентации Илон Маск также упомянул собственный космический стартовый комплекс SpaceX, который компания планирует

В ходе которой к МКС был отправлен космический корабль Dragon c грузом на борту, примечательна многим. Не в последнюю очередь тем, что на МКС на этот раз отправили большое количество научного оборудования, которое позволит провести ряд интересных и нужных для науки экспериментов (их планируется провести около 250). Об этом на Geektimes .

Кроме того, эта миссия отличается от всех других тем, что к МКС был запущен космический грузовик, который уже был в космосе. Речь идет о повторном использовании космического корабля Dragon, который был ранее возвращен на Землю и восстановлен. Таким образом, SpaceX доказывает возможность удешевления полетов в космос и доставки грузов на борт МКС.

Вообще говоря, грузовик Dragon (разные корабли) побывал в космосе уже 13 раз, 11 запусков было осуществлено в рамках программы НАСА, которая носит название . Всего в рамках этой программы к МКС летает два космических грузовика. Dragon - первый, а Cygnus от Orbital ATK - второй. Но лишь Dragon пережил полет в космос, спуск на Землю и повторный полет.

Dragon состоит из герметичной капсулы, которая несет груз на станцию и забирает отходы с МКС, а также негерметичного отсека, в котором помещаются солнечные батареи. К сожалению, восстановить можно лишь саму капсулу, а вот отсек с батареями и прочим оборудованием повторно использовать нельзя - он сгорает в атмосфере при возвращении. Перед возвращением капсула отделяется от этого отсека.

Первый Dragon полетел в космос в декабре 2010 года, два раза облетев Землю и погрузившись после этого в воды Тихого океана. В мае 2012 на орбиту отправился второй грузовик, который уже полетел к МКС. Кстати, Dragon, который понес свой груз к орбитальной станции сейчас, впервые полетел в космос в 2014 году, в рамках миссии CRS-4. Запущен он был с Мыса Канаверал 21 сентября, а с МКС грузовик состыковался 23-го. 25 октября Dragon вернулся на Землю, спустившись на парашютах. Система не приземлилась, а приводнилась в Тихом океане.

После этого грузовик тщательно осмотрели и восстановили, включая замену теплового щита. Как оказалось, большинство систем Dragon сохранились в работоспособном состоянии.

Всего два месяца назад SpaceX успешно запустила в космос Falcon 9, повторно использовав первую посадочную ступень. Тогда компания отправила на орбиту спутник связи SES-10. Кстати, в ходе текущей миссии компании снова удалось вернуть первую стартовую ступень ракеты на Землю.

SpaceX пришлось пройти долгий путь для того, чтобы сделать это возможным. Сейчас возвращение ступеней ракет-носителей этой компании - уже почти что рутинная задача, но за всем этим кроется сложная, кропотливая работа инженеров, ученых, самого Маска и других сотрудников.

Изначально компания пыталась вернуть первую ступень своей ракеты на парашютах. Но ступень не выдержала вход в атмосферу, так что парашюты были бесполезны. После обновления в 2009 году конфигурация ступени была изменена. Так, двигатели Merlin-1C заменили на Merlin-1D, а также расположили двигатели не квадратом, а восьмиугольником, назвав эту конфигурацию OctaWeb.

В 2015 году была представлена финальная разработка, получившая название Falcon 9 Full Thrust. Здесь было сделано много изменений по сравнению с первыми вариантами. Одна из важнейших модификаций - сжатие жидкого кислорода при сверхнизкой температуре, что позволило заливать больший объем окислителя. Кстати, в 2016 году при заправке Falcon 9 случилась , в результате чего ракета взорвалась. SpaceX одновременно лишилась ракеты и груза на сумму в $200 млн. Тогда специалисты выяснили, что проблема была в тонкой переборке резервуара, которая не выдержала повышенного давления. Вообще говоря, тогда случилось сразу несколько технических сбоев одновременно, что считалось практически невозможным, что и привело к взрыву.

Ракета-носитель Falcon 9 впервые совершила плановый полет в июне 2010 года. Ну а сегодня в 00:07 по московскому времени состоялся очередной запуск, в ходе которого на МКС планируется доставить около трех тонн груза. Через 8 минут после старта первая ступень ракеты успешно приземлилась недалеко от места запуска. Космический корабль Dragon был успешно выведен на промежуточную орбиту. Этот запуск должны были выполнить еще в 2 июня, но из-за неблагоприятной погоды его пришлось перенести на 4 июня, причем решение об отмене запуска было принято за считанные минуты до старта.

Что же, осталось лишь поздравить SpaceX с очередным успехом.

28 июня 2015 года ракета Falcon 9, которой предстояло вывести на орбиту космический грузовик Dragon с грузом для МКС, на старте с космодрома на мысе Канаверал (штат Флорида).

Частный американский транспортный космический корабль Dragon (Дракон) был разработан компанией SpaceX.

Корабль предназначен как для автономных полетов (в этом случае он будет получать название DragonLab), так и для доставки на МКС астронавтов и различных грузов. Корабль может использоваться либо в пилотируемом варианте — в этом случае на орбиту он сможет доставить семь человек, либо в грузо-пассажирском варианте — в этом случае на орбиту он доставит четырех человек и 2,5 тонны грузов, либо как беспилотный корабль для снабжения МКС.

Общая длина корабля - 7,2 метра; максимальный диаметр - 3,7 метра.

Dragon состоит из двух модулей: командного отсека конической формы и цилиндрического приборно-агрегатного отсека. Энергоснабжение корабля, как и у российского "Союза", обеспечивают солнечные батареи и аккумуляторы. Общая компоновка и облик корабля схожи с космическими кораблями серии Apollo и проектируемыми в настоящее время новыми кораблями Orion.

Особая гордость разработчиков — концепция безопасности корабля. Под капсулой находится сервисный модуль, который в случае аварии Dragon экипаж и груз за счет того, что способен быстро отстыковаться от базовой станции.

Dragon - единственный в мире действующий грузовой космический корабль, способный возвращаться на Землю.

В передней части капсулы под откидным носовым обтекателем может располагаться стыковочный агрегат для причаливания к МКС. Объем возвращаемого аппарата (ВА) позволяет размещать в нем различные грузы. Под капсулой ВА находится объединенный приборно-агрегатный отсек (ПАО). Его двигатели используются как для маневров на орбите, так и в качестве системы аварийного спасения (САС) в случае аварии при запуске.

В качестве средства выведения корабля Dragon используется двухступенчатая ракета-носитель (РН) Falcon 9, также разработанная SpaceX.
В декабре 2010 года корабль Dragon совершил первый полет на орбиту и успешно приводнился в Тихом океане. Таким образом, SpaceX стала первой частной компанией, выведшей в космос корабль и успешно вернувшей его на Землю — то, что раньше удавалось лишь трем государствам: США, России и Китаю.

Второй корабль Dragon был запущен 22 мая 2012 года с космодрома на мысе Канаверал. 25 мая после серии проверок систем навигации, способности маневрировать и слушаться команд он был пристыкован к МКС. В составе станции корабль пробыл до 31 мая. На МКС им было привезено 520 килограммов груза: несколько коробок с оборудованием для экспериментов, одежда, ноутбуки, батареи и еда — 117 стандартных обедов для космонавтов. На Землю корабль около 660 килограммов грузов. Это, в частности, насос системы переработки мочи, компоненты фильтрационной установки для воды и детали скафандров.

После этого корабль совершил свыше десяти вылетов.

28 июня 2015 года ракета Falcon 9, которой предстояло вывести на орбиту космический грузовик Dragon с грузом для МКС, на старте с космодрома на мысе Канаверал (штат Флорида).

Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников

В рамках программы Commercial Orbital Transportation Services (COTS), предназначенный для доставки и возвращения полезного груза и, в перспективе, людей на .

Необходимость в новых грузовых кораблях возникла у США по причине прекращения полётов Шаттлов.

“Dragon” - единственный в мире действующий грузовой космический корабль, способный возвращаться на .

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 , который служит как негерметичный контейнер для размещения грузов и одноразового оборудования - и радиаторов системы охлаждения. Энергоснабжение корабля, как и у российского 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 м 3 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.

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):