Беспилотный грузовой космический корабль «Dragon. Космический Dragon взлетел за серией рекордов Dragon в космосе

ТАСС-ДОСЬЕ. 14 августа 2017 г. американская компания SpaceX осуществила запуск из Космического центра им. Джона Кеннеди (штат Флорида) ракеты-носителя Falcon 9. На орбиту выведен корабль Dragon с 12-ой рабочей миссией на Международную космическую станцию (МКС). На борту корабля находится 2,91 т различных грузов.

Dragon - американский частный космический корабль многоразового использования. В настоящее время эксплуатируется грузовая версия корабля, которая используется для снабжения МКС.

История проекта

Разработчик и изготовитель Dragon - компания SpaceX (Space Exploration Technologies, Хоторн, шт. Калифорния), которая основана в 2002 г. канадско-американским инженером, миллиардером Илоном Маском.

С самого начала проект подразумевал создание корабля для доставки экипажей на околоземную орбиту и возвращения их на Землю. 2 июня 2005 г. SpaceX объявила о подписании соглашения с Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства США (NASA) о разработке корабля для пилотируемых полетов. Для отработки технологий была создана грузовая версия Dragon.

В августе 2006 г. компания была выбрана NASA для демонстрационных полетов на МКС по доставке и возвращению грузов. Согласно договоренности, SpaceX должна была осуществить три запуска Dragon с помощью своей ракеты- носителя Falcon 9 (планировались на 2008-2009 гг.). А в декабре 2008 г. NASA подписало с компанией контракт на 12 полетов Dragon с грузами для МКС на сумму $1,6 млрд США (в случае заказа дополнительных полетов предусматривалось увеличение общей суммы контракта до $3,1 млрд). Впоследствии была достигнута договоренность об увеличении полетов с 12 до 20.

30 мая 2014 г. компания представила пилотируемую версию корабля Dragon v2 (другое название: Crew Dragon). Первый демонстрационный беспилотный полет Dragon v2 запланирован на ноябрь 2017 г., с экипажем на борту - на май 2018 г.). В сентябре того же года между НАСА и SpaceX был заключен контракт стоимостью $2,6 млрд для завершения разработки Dragon v2 и его сертификации для полетов на МКС. А в ноябре и декабре 2015 г. были подписаны контракты на полет к МКС двух пилотируемых кораблей.

27 апреля 2016 г. SpaceX объявила, что планирует отправить на Марс беспилотный космический корабль Red Dragon. Запуск запланирован на 2020 г. (ранее рассматривался 2018 г.) и будет осуществлен новой ракетой Falcon Heavy.

Кроме того, Dragon может использоваться для автономных полетов как научная лаборатория - в версии DragonLab.

Характеристики

Dragon представляет собой корабль-капсулу. Конструктивно состоит из трех основных элементов: носовой части (отделяется при выводе на орбиту), герметичного модуля объемом 11 куб. м (возвращаемая часть) и негерметичного грузового отсека 14 куб. м (отделяется при возвращении на Землю перед входом в атмосферу). Снаружи негерметичного отсека размещены солнечные батареи (мощность - 1,5-2 киловатт).

Возвращаемый модуль предназначен для грузов, требующих герметичной перевозки (в версии Dragon v2 - для членов экипажа), в нем также располагается служебный отсек с системой управления, топливными баками, двигательной установкой. 18 двигателей Draco разработки SpaceX работают на монометилгидразине и азотном тетраоксиде.

Стыковка с МКС осуществляется путем захвата корабля манипулятором Canadarm2 ("Канадарм2"), которым управляют члены экипажа станции. Возвращение на Землю осуществляется в ходе управляемого спуска с парашютом в воды Тихого океана.

Максимальная высота корабля - 7,2 м, максимальный диаметр - 3,7 м, масса (без топлива) - 4,2 т, продолжительность работы на орбите - до двух лет. Он может доставлять на орбиту грузы общим весом до 6 т и объемом до 25 куб. м, возвращать на Землю - до 3 т (11 куб. м).

Запуски и инциденты

Запуски корабля Dragon проводятся ракетой Falcon 9 из Космического центра им. Джона Кеннеди (расположен на острове Мерритт северо-западнее мыса Канаверал). Ранее использовалась площадка базы ВВС США на мысе Канаверал, но она была разрушена из-за взрыва ракеты 1 сентября 2016 г.

Первый, тестовый, полет корабля состоялся 8 декабря 2010 г. В ходе второго испытательного полета, 22-31 мая 2012 г., Dragon впервые пристыковался к МКС (находился в ее составе с 25 по 31 мая). Он стал первым частным космическим кораблем, состыковавшимся со станцией. Первый коммерческий полет к МКС осуществлен 8-28 октября 2012 г.: Dragon доставил на станцию продовольствие, одежду, оборудование, на Землю возвратил результаты экспериментов, проводимых на МКС.

Запуск 28 июня 2015 г. Dragon с седьмой миссией на МКС завершился аварией. Ракета Falcon 9 взорвалась на 139-й секунде полета, обломки упали в Атлантический океан. Корабль должен был доставить на станцию около 2 т различных грузов, в том числе новый стыковочный узел IDA (International Docking Adaptor; изготовлен компанией Boeing) для модернизации американского сегмента МКС.

Всего к 14 августа 2017 г. проведено 13 запусков космического корабля - 12 успешных и один аварийный. Из них два тестовых и 11 рабочих (по программе МКС).

Предыдущий запуск Dragon состоялся 4 июня 2017 г. в 00:08 мск, возвращаемая капсула корабля впервые использовалась повторно (участвовала в полете в сентябре - октябре 2014 г.). 5 июня корабль с 2,7 т различных грузов пристыковался к МКС и пробыл в составе станции почти месяц. Dragon был отстыкован от МКС 3 июля в 09:41 мск и в тот же день его возвращаемая капсула успешно приводнилась в Тихом океане, близ побережья Калифорнии. На Землю с МКС было возвращено 1,9 т грузов, в основном результаты научных экспериментов и образцы технологических разработок.

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

Wikimedia Foundation . 2010 .

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.

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