Американцы снова летают в космос

Экипаж в кабине космического корабля SpaceX Dragon перед взлетом.

Название статьи несколько вводит в заблуждение, потому что американцы постоянно находятся на орбите вокруг света с конца 2000 года, когда их первый постоянный экипаж находился на Международной космической станции. Но Билл Шеперд попал туда на борту российского космического корабля, который доставила российская ракета с российского космодрома. С момента прекращения использования американских космических челноков в середине 2011 года США вынуждены были использовать это единственное доступное средство космического транспорта в течение почти десяти лет. Наконец, между концом мая и началом августа, новое американское судно с экипажем совершило свой первый полет. Лозунг «Американский корабль с американскими космонавтами вылетает из Америки» стал фактом, несмотря на задержку в несколько лет.

Экипаж дракона

Crew Dragon — пилотируемый космический корабль с многоразовой кабиной. Взлетная масса корабля около 13 т, сухая масса 4,2 т, масса груза в кабине до 3,3 т, перевозимая масса до 2,5 т, длина 6,1 м, диаметр 3,66 м. Срок службы составляет 7 суток в автономном полете или 2 года в спячке на Международной космической станции (МКС), хотя в первом пилотируемом полете он был ограничен примерно четырьмя месяцами, что связано с использованием фотоэлектрических панелей с более коротким периодом работы. гарантированная работа. Корабль снят со стартовых площадок стартового комплекса LC-39A Космического центра. Кеннеди (Космический центр Кеннеди, KSC) на мысе Канаверал, Флорида, с использованием ракеты Falcon-9R в варианте Block 5. Crew Dragon состоит из двух основных частей кабины и транспортной секции.

Четырехместная кабина (ранее планировалось разместить до семи человек), внутренним объемом 11 м3, имеет форму усеченного, закругленного конуса, переходящего вверху в цилиндр, с диаметром основания 3,7 м. В его верхней части под откидным защитным кожухом расположен швартовный узел NDS/iLIDS, позволяющий осуществлять автоматическую или ручную швартовку к одному из узлов МКС, оснащенному IDA (International Docking Adapter). Адаптеры IDA размещаются на разъемах PMA-2 и PMA-3 (Pressurized Mating Adapter), прикрепленных к модулю Harmony (Node 2). В боковине имеется люк и четыре мотогондолы, в каждой по два двигателя SuperDraco (тяга 8×71 кН). Эти двигатели действуют как спасательная система.

Для посадки используется парашютная система, в которой количество основных парашютов увеличено с трех до четырех по требованию НАСА. Кроме того, в кабине имеется комплект из 16 маневрово-корректирующих двигателей Draco. Все двигатели питаются гиперголической смесью монометилгидразина и четырехокиси азота, а толчком служит гелий. Компоненты двигательной установки размещены в сферических баках из углеродных композитов, окруженных слоем титана. Абляционный экран третьего поколения PICA-X (Phenolic Impregnated Carbon Ablator-X) расположен в нижней части кабины. Максимальная плановая перегрузка ma не превышает g+3,5 на любом этапе полета.

Негерметичный транспортный отсек имеет цилиндрическую форму, длину 2,3 м, диаметр 3,6 м и объем 14 м3, располагается непосредственно под капсулой и может перевозить до 850 кг груза. Он сбрасывается за несколько минут до схода с орбиты и явно не предназначен для восстановления. На его внешней поверхности расположены солнечные батареи, радиаторы системы терморегуляции и стабилизирующие штанги.

Снова трое американцев на вокзале.

ПАТ – первый тест

27 января 2015 года, выступая на пресс-конференции в Хьюстоне, директор SpaceX Гвинн Шотвелл сообщила, что первый пилотируемый полет Dragon запланирован на начало 2017 года, и в нем примут участие астронавты NASA и SpaceX. В марте на основании документов планирования НАСА было уточнено, что полет, обозначенный как SpX-DM-2, должен состояться в апреле 2017 года и длиться 14 дней.

Сначала все выглядело нормально. Уже 6 мая 2015 года SpaceX провела первые летные испытания корабля под названием PAT (Pad Abort Test). Это была имитация спуска на землю, построенная из ферменной конструкции, установленной на пусковой установке SLC-40 на мысе Канаверал. Испытание от старта до пуска длилось 96 секунд, кабина — прототип с заводским номером 200 — упала в Атлантику на расстоянии 1202 м от стартовой площадки. Полученная максимальная скорость составила 155 м/с в конце работы двигателя, менее чем за шесть секунд до старта. Максимальная перегрузка g+6, максимальная высота 1187 м, основные парашюты — тогда их было всего три — раскрылись на высоте 970 м.

В кабине находился манекен, обычно используемый в краш-тестах автомобилей и оснащенный рядом датчиков. 9 июля 2015 года тогдашний администратор НАСА Чарльз Болден объявил в своем блоге, что для выполнения первых полетов на борту кораблей Dragon v2.0 (так называлась Dragon Crew компания SpaceX) была выбрана группа из четырех астронавтов. CST-100 (теперь Starliner от Boeing). В состав группы входили Дуглас Херли, Роберт Бенкен, Сунита Уильямс и Эрик Бо. С тех пор тема астронавта SpaceX исчезла, хотя официально это никогда не подтверждалось.

Экипаж ДМ-2 и задержки

Первый контакт с Crew Dragon в штаб-квартире SpaceX в Хоторне состоялся 23 ноября 2015 года, а с CST-100 — 7 января 2016 года в Boeing в Сент-Луисе. Луи. 4 февраля 2016 г. компания Shotwell объявила, что как квалификационный полет с экипажем, так и первый эксплуатационный полет (американский экипаж-1, USCV-1) должны состояться в 2017 г. Согласно графику НАСА, опубликованному 31 марта 2016 г., USCV-1 должен начаться в июле 2017 года. Однако со временем эти даты все чаще откладывались. Например, 7 июля 2016 г. запуск 2-суточной миссии DM-22 был назначен на 24 августа 2017 г. А на заседании Консультативного совета НАСА (NAS) 14 ноября 2016 г. эта дата уже была назначена. перенесен на ноябрь 2017 года. Буквально через месяц сайт НАСА сделал еще один скачок, на этот раз до мая 2018 года. На той же странице в информации от 5 октября 2017 года была скорректирована дата запуска ДМ-2 на август 2018 года. А в декабре 23 г. в качестве рождественского подарка получили очередную отсрочку, на этот раз до начала 2017 г. Хотя эта информация была неофициальной, НАСА подтвердило ее 2019 марта 26 г., уточнив дату запуска на 2018 января 17 г. Продолжительность полета составила снова сокращен до 2019 дней.

2 августа 2018 г. мы узнали, что НАСА планирует добавить миссию DM-2 в расписание МКС в апреле 2019 г. Экипаж из двух человек первой пилотируемой миссии SpaceX, просто названной Demo Mission-2 (DM-2), был сформирован и объявлен публике новым администратором НАСА Джимом Брайденстайном и на пресс-конференции в Космическом центре. Джонсона (АО «Космический центр Джонсона») в Хьюстоне 3 августа 2018 г. Херли и Бенкен были включены без формального распределения функций. Кьелл Линдгрен был назначен дублером обоих астронавтов. Между тем, 18 сентября 2017 года Илон Маск скорректировал апрельский срок запуска на второй квартал 2019 года. Вскоре после этого, 4 октября 2018 года, НАСА уточнило эту дату на июнь 2019 года. Между тем астронавты, помимо общей подготовки, появились в последние месяцы в среднем 2-3 раза в месяц в фирменном симуляторе Dragon знакомились с его отдельными системами, в основном с системой рулевого управления. Новое занятие было проведено 2 ноября 2018 года. Тогда космонавты впервые тренировались на тренажере в скафандрах.

Эти костюмы были разработаны в компании производителя корабля. Они аварийного типа, а значит, пригодны для поддержания давления и соответствующего состава атмосферы внутри них в течение нескольких часов, но питаются от корабельных ресурсов и поэтому не пригодны для использования вне корабля. Для них характерна достаточно инновационная конструкция – они состоят из внутреннего герметического слоя, на который надевается костюм-двойка, состоящий из брюк с туфлями и куртки. Все это дополняется перчатками, позволяющими использовать сенсорную панель (Dragon оснащен тремя такими панелями, на которых отображается информация о его работе, параметры орбиты, виды с камер и т. д.) и индивидуально подогнанные шлемы с открывающимся забралом, изготовленные в технологии 3D-печати. Костюм подключается к системам электропитания, вентиляции и передачи данных с помощью одного унифицированного разъема, расположенного в районе бедер. 6 февраля 2019 года из информации, опубликованной в КНЦ, мы узнали, что дата запуска ДМ-2 перенесена на июль 2019 года. Но перед этим должен был состояться демонстрационный беспилотный полет ДМ-1.

ДМ-1 – полет как по маслу

Целью миссии будет проверка корабля в целом и, прежде всего, систем автоматического подхода и швартовки к МКС. В середине июля во Флориду прибыл корабль с заводским номером 201, был шанс, что Demo Mission-1 состоится до конца года. Однако в ноябре было решено, что шансов на такой сценарий нет, и официальная дата старта была объявлена ​​8 января 2019 года. 5 декабря произошел очередной перенос на 18 января.

На задержку повлияли три фактора, задержка с сертификацией, временное закрытие государственных учреждений США (так называемый шатдаун) и выполнение транспортной миссии Dragon-16. Ракета Falcon-9R (с первой ступенью, заводской номер B.1051) попала в пусковую установку 27 декабря. Цель состояла в том, чтобы проверить соответствие инфраструктуры пусковой установки (в основном кронштейна для установки, дозаправки и доступа экипажа), инфраструктуры ракеты и самого корабля. На космическом жаргоне это называется сухим испытанием, так как заправка топливом не производится. После нескольких дней испытаний ракета вернулась в ангар ОПО, а дату пуска перенесли на 10 февраля. Второй раз ракета попала на стартовую площадку 22 января, на этот раз целью была проверка дозаправки и обратного отсчета до кратковременного зажигания двигателей первой ступени (WDR, мокрая генеральная репетиция, мокрое испытание). Он был исполнен 24 января и завершился успешно. Между тем, дата начала «отплывала» сначала 16 февраля, затем 23 февраля, а с 30 января до начала марта.

Ракета вернулась на ОПО, и 6 февраля официально запланирован ее запуск в субботу, 2 марта. 28 февраля ракета снова попала в пусковую установку. В тот же день, за 36 часов до запланированного взлета, три судна баржи OCISLY (Конечно, я все еще люблю тебя), а также Hollywood и GO Quest достигли запланированного места посадки первого этапа. В кабине помимо 200 кг груза, предназначенного для экипажа МКС, находились еще и два «пассажира». На левом сиденье в скафандре сидел обернутый датчиками манекен ATD (Anthropomorphic Test Device), названный Илоном Маском «Рипли», в честь астронавта Сигурни Уивер в фильме «Чужой, восьмой пассажир Ностромо». Рядом с ним был талисман Земля, который Маск назвал «сверхвысокотехнологичным индикатором невесомости» сверхвысокотехнологичным индикатором невесомости.

2 марта время запуска с учетом коррекции орбиты МКС и ее текущего положения было установлено на 07:49:03, стартовое окно было зафиксировано, поэтому ракета должна была взлететь именно в этот момент, или ждать почти 24 часа. Процедура автоматизированного взлета началась на Т-45:00 [минуты:секунды] после согласования с директором запуска на дозаправку. Система спасения корабля была включена на Т-37:00. Через две минуты началась заправка топливом РП-1 в баки обеих ступеней ракеты, а в Т-33:00 началась заправка жидкого кислорода в первую ступень. Кислород второй степени начал поступать за 16 минут до взлета. Охлаждение сопла первой ступени начиналось, когда до Т-0 оставалось семь минут. Dragon был переведен на внутреннее питание за 5 минут до взлета. За 60 секунд до взлета начался прогрев, ЭВМ ракеты взял на себя управление отсчетом времени и полетом, перепускные клапаны в топливных баках закрылись и давление начало расти, В Т-45 секунд, руководитель пуска дал разрешение на взлет, на Т-3 секунды началась последовательность зажигания двигателей первой степени. Запуск прошел по плану. В Т+58 сек происходила максимальная механическая нагрузка на ракеты, в Т+02:35 отключались двигатели первой ступени. Спустя три секунды ступеньки разошлись, и еще через четыре заработал двигатель второй ступени. Был в эксплуатации до Т+08:59.

Тем временем первая нога после двух маневров торможения (в Т+07:48 и в Т+09:24) приземлилась на OCISLY в Т+09:52. После гашения тяги и стабилизации положения, через 11 минут после взлета Crew Dragon DM-1 отсоединился от второй ступени, еще через несколько минут началось открытие пусковой крышки. Достигнутая орбита была, как и планировалось, на потолке 194-358 км с наклонением 51,66°. Вторая нога совершила деорбитальное возгорание и сгорела к западу от Австралии около 08:39. В течение суток корабль совершил две корректировки орбиты, а на следующий день еще две, после чего оказался вблизи МКС. Стыковка в автоматическом режиме через ИДА-2/ПМА-2 была произведена 3 марта в 10:51, вес корабля тогда составлял 12055 XNUMX кг. После испытаний на герметичность экипаж станции осмотрел салон «Дракона», надев на всякий случай противогазы, но после анализа состава атмосферы вредных газов обнаружено не было.

Crew Dragon DM-1 находился на Международной космической станции менее пяти дней, отключение произошло 8 марта в 07:32. Dragon маневрировал на орбиту с потолком 395-401, где сбросил ствол в 12:48. В 12:52:53 включили тормозные двигатели и проработали около 15 минут. Это заставило его уйти с орбиты и вторгнуться в атмосферу в 13:33. Запуск состоялся в 13:45 в Атлантике к востоку от Флориды в точке примерно 76,7° з.д., 30,5° с.ш. Каюту забрало принимающее судно GO Searcher и на следующий день доставило в порт Канаверал. Первая миссия нового корабля была выполнена успешно.