Дата: 29 июня 2018
Пусковое окно: 12:42 по Киеву/МСК (09:42 UTC)
Место: стартовый комплекс 40, база ВВС США, мыс Канаверал, Флорида, США^{на карте}
Ссылка на трансляцию: Alpha Centauri
Посадка: не планируется
Первая ступень: второй полёт, Block 4 (повторное использование после миссии TESS)

Основная миссия: На орбиту отправляется 15-я грузовая миссия SpaceX Dragon в рамках программы коммерческого снабжения МКС. На борту грузового корабля – 2697 кг грузов, что включает в себя научные эксперименты и оборудование для станции, а также запасы для экипажа. Часть этого груза – 985 кг – приходится на приборы в негерметичном отсеке корабля, его “багажнике”. Это инструменты, которые будут затем извлечены манипулятором Canadarm2 и установлены снаружи станции.
Для капсулы Dragon, которую запускают в этой миссии, это будет уже второе посещение МКС. Впервые эта капсула побывала на орбите в рамках миссии CRS-9. Из нового у корабля только негерметичный отсек, солнечные панели (которые сбрасываются каждый раз при возвращении в атмосферу) и теплозащитное покрытие. Это уже третий раз, когда в запуске для NASA повторно используются и Dragon, и первая ступень Falcon 9.

Пожалуй, один из самых интересных “пассажиров” запуска – “умный ассистент” CIMON. Это эксперимент под руководством немецкого космического агентства и Airbus. В качестве искусственного интеллекта в нём используется технология Watson AI от IBM Cloud.

Астронавт ESA Александр Герст и CIMON (Credit: DLR)

Предполагается, что CIMON будет помогать астронавтам во время работы: например, показывать процедуры или даже предлагать свои решения. Астронавт в таком случае сможет обеими руками работать над заданием, а ориентироваться в инструкциях с помощью голосового управления. В CIMON предварительно загрузили процедуры и план модуля Колумбус, а также его натренировали на фотографиях и образцах Александра Герста (немецкого астронавта, который сейчас пребывает на станции). Александр Герст также участвовал в выборе “лица” и “голоса” своего нового помощника. Пока этот эксперимент – скорее демонстрационный, чтобы узнать возможности ИИ в условиях такой сложной системы как МКС, а также чтобы изучить, какое взаимодействие человек-машина разовьется между экипажем и CIMON.

Научный груз, запускаемый в этот раз, как всегда богат на биологические эксперименты. Традиционно, на МКС отправится следующая партия мышей по программе исследований Rodent Research. В этот раз будет изучаться влияние условий невесомости на микрофлору кишечника мышей. Часть мышей проведет на МКС 30 дней, после чего будут возвращены на Землю, остальные же пробудут на станции 90 дней.

Эмблема эксперимента Rodent Research 7 (Credit: NASA)

Эксперимент компании Angiex испытает разработанный ими перспективный препарат от рака, который хорошо показал себя в испытаниях на мышах. В отличие от других препаратов, этот не только разрушает раковые клетки, но и поддерживающие их кровеносные сосуды. Однако компании необходимо проверить, что лекарство не навредит здоровым кровеносным сосудам. Для этого необходимо провести эксперименты на образцах эндотелиальной ткани, которая выстилает стенки кровеносных сосудов, но на земле пока не удалось вырастить подходящие модели клеточных культур, которые похожи на клетки эндотелия. Исследователи проверят гипотезу о том, что выращенные в невесомости клетки являются подходящей моделью, и проверят на них действие своего лекарства. Результаты эксперимента могут, в перспективе, привести к разработке менее токсичных, но эффективных лекарств от рака.
Другой эксперимент будет изучать, как водоросли растут в условиях невесомости, чтобы в будущем вывести водоросли подходящих характеристик. В перспективе, водоросли могут использоваться для переработки углекислого газа и в качестве пищи для экипажа длительных космических экспедиций.

Вновь на станцию отправится эксперимент компании MadeInSpace по производству оптоволокна в невесомости. Материалом выступает стекло ZBLAN — фторидное стекло из тяжёлых металлов, оптоволокно из которого превосходит более распространённое кремниевое по оптическим параметрам, в частности по коэффициенту пропускания в инфракрасном диапазоне. Но у него есть и свои недостатки. Между температурой стеклования (т.е. перехода жидкости в стеклообразное состояние) и температурой кристаллизации разница совсем небольшая — всего 124°C, поэтому в волокнах ZBLAN очень быстро формируются нежелательные кристаллиты. Они отражают и преломляют свет, не давая возможности передавать сигнал дальше. Даже небольшое количество кристаллов может серьёзно снизить эффективность оптоволокна. Но как выяснили эксперименты в 1990-х, микрогравитация значительно уменьшает количество дефектов.

Оптоволокно, полученное в условиях невесомости (слева) и на земле (справа). Эксперимент проводился в 1996 году во время параболического полёта на самолёте NASA KC-135 (Credit: NASA)

В негерметичном отсеке Dragon размещён прибор ECOSTRESS, который будет отслеживать температуру растительности на земной поверхности. Терморегуляция растений происходит за счёт процесса транспирации – испарения воды через поры (устьица) в листьях и стеблях. Однако в случае нехватки воды, для её экономии поры закрываются, следовательно, температура растений поднимается. Через эти же поры растение получает воздух для фотосинтеза и дыхания и выпускает синтезированный кислород. Если растение переживает длительный период недостатка воды, растение со временем умрёт от перегрева и недостатка питательных веществ. ECOSTRESS поможет отслеживать состояние растительности и с помощью его наблюдений специалисты смогут вовремя корректировать орошение сельскохозяйственных угодий.
Другой груз в негерметичном отсеке – запасной механизм захвата для манипулятора Canadarm2. Таких механизма два, по одному с каждого конца манипулятора, и они используются для захвата грузовых кораблей, перемещения грузов и оборудования снаружи станции. В октябре прошлого года астронавтам пришлось заменить один из механизмов, так что теперь на станцию отправляется новый запасной экземпляр.

Негерметичный отсек Dragon с механизмом захвата Canadarm2 и ECOSTRESS (Credit: SpaceX)

Что касается менее серьезного груза, Dragon доставит астронавтам “самый крепкий кофе в мире”. Реклама бренда Death Wish Coffee (кофе “Предсмертное желание”) заверяет, что у этого кофе очень высокое содержание кофеина и сильный вкус. Бывшая астронавтка NASA Николь Стотт побывала на подкасте компании и упомянула, что после изматывающего выхода в открытый космос отлично подходит чашечка крепкого кофе. В итоге Стотт и Death Wish Coffee скооперировались, чтобы вместе с NASA подготовить специальную смесь кофе и отправить его астронавтке Серине Ауньон-Чэнселлор, которая сейчас пребывает на МКС и любит этот напиток.

(Credit: NPS)

Также на станцию отправляется плюшевая собака – маскот Системы национальных троп США. Это система туристических маршрутов, которой в этом году исполняется 50 лет. Плюшевый пёс по имени Симен-младший символизирует ньюфаундленда, который составлял компанию Льюису и Кларку – руководителям первой сухопутной экспедиции через западную территорию США до Тихого океана и обратно в начале 1800-х.

Через примерно 10 минут после запуска, Dragon выйдет на орбиту, затем развернёт солнечные батареи и начнёт двухдневный путь до станции. Когда корабль достигнет МКС, манипулятор Canadarm2 под управлением астронавтов произведёт захват Dragon, после чего наземные операторы удалённо его пристыкуют. На станции корабль пробудет около 4 недель, затем в него переместят груз, предназначенный для возвращения на Землю, и Dragon отправится домой — уже во второй раз.

РН: Falcon 9 — двухступенчатая ракета, полностью разработанная SpaceX. Этот пуск будет 57-м для Falcon 9 и, в случае успеха, 55-м удачным.

В качестве горючего используется ракетное топливо-1 (RP-1, керосин) и жидкий кислород в качестве окислителя. Эти компоненты закачиваются сверхохлаждёнными, поскольку тогда они имеют большую плотность, и позволяют вместить в один и тот же объем большую массу топлива. На низкую околоземную орбиту Falcon 9 Full Thrust может выводить до 22800 кг полезной нагрузки, а на геопереходную — до 8300 кг.

Первая ступень оснащена 9 двигателями Merlin, разработанными SpaceX (по количеству двигателей и название ракеты — Falcon 9). Каждый из них выдает до 914 кН тяги в вакууме. Двигатели расположены так называемой октасеткой — 8 по кругу и 1 в центре. В таком расположении они позволяют поддержать миссию даже при отказе одного или двух двигателей. Такая способность из всех ракет есть только у Falcon 9. К тому же, двигатели Merlin способны регулировать тягу, что играет важную роль при посадке первой ступени.

Старт миссии TESS 18 апреля 2018 года. Credit: SpaceFlight Insider

В этой миссии используется первая ступень версии Block 4, которая включает повышенную тягу двигателей Merlin 1D, титановые решётчатые рули и ряд других обновлений. Она имеет номер B1045.2 и запускается во второй раз (что следует из последней цифры в шифре); первым запуском для неё была недавняя миссия по поиску экзопланет. Возвращение первой ступени не планируется, и этот запуск станет последним полётом Falcon 9 с первой ступенью версии Block 4. Все дальнейшие пуски будут использовать ступень более новой версии, Block 5, которая рассчитана на большее количество повторных полётов. Тем не менее, первая ступень этого пуска оснащена всем необходимым для приземления, поскольку SpaceX воспользуются возможностью отработать технологии посадки на пределе возможностей. В итоге ступень “приводнится” в океане.

Со второй ступенью первую соединяет композитная структура, которая содержит механизм разделения ступеней. После отделения на высоте около 80 км, первая ступень начинает свой путь назад, а вторая — продолжает основную миссию. Вторая ступень имеет один двигатель Merlin. Оптимизированный для работы в вакууме, он выдает до 934 кН и отрабатывает около 6 минут полёта, после чего полезная нагрузка — грузовой корабль Dragon или какой-нибудь спутник — отделяется и выводится на нужную орбиту.