Основная миссия: 

К Международной космической станции отправляется грузовой корабль Cygnus NG-10, который доставит научные грузы, запасы для экипажа и оборудование для станции.

Корабль Cygnus был разработан Northrop Grumman Innovation Systems для доставки грузов на МКС. Cygnus состоит из двух модулей цилиндрической формы: оборудованного солнечными батареями служебного модуля и герметичного грузового модуля.

Служебный модуль содержит двигательную установку и топливные баки, аккумуляторные и солнечные батареи, системы навигации, управления и контроля корабля. Здесь же находится специальная структура для захвата корабля манипулятором Canadarm2. Двигательная установка использует японские двигатели BT-4, произведённые компанией IHI Aerospace, каждый из которых развивает тягу в 450 Н. В качестве компонентов топлива используется пара несимметричный диметилгидразин и тетраоксид диазота. Герметичный отсек производится итальянской Thales Alenia Space и может вмещать больше трёх тонн груза в зависимости от модификации модуля.

Cygnus OA-6, 2016 год (Credit: NASA)

В этот раз используется версия повышенной вместимости (Enhanced). В такой конфигурации модуль может нести 3500 кг груза, что на 800 кг больше, чем в стандартной версии. С орбиты Cygnus может забрать столько же — но не для возвращения на Землю, а для сгорания в атмосфере планеты вместе с кораблём.

Cygnus доставит 3273 кг различных грузов. Среди них – множество научных и технологических экспериментов, расскажем о некоторых из них:

Компания MadeInSpace продолжает работать над технологией производства оптоволокна в космосе. Они снова отправляют на станцию исследование, посвящённое этой теме. В рамках этого эксперимента MadeInSpace изучают возможность производить оптоволокно из ZBLAN. 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. температурой 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. Поэтому перспектива вести производство такого отповолокна в космосе довольно привлекательно – в условиях микрогравитации количество дефектов значительно уменьшается.

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)

Экперимент, проводимый совместно с фондом Майкла Джея Фокса, тоже отправляется на станцию не впервые. Он посвящён выращиванию кристаллов белка LRRK2, который играет важную роль в возникновении болезни Паркинсона. Наземные исследования более 10 лет пытались кристаллизировать белок, однако в условиях земной гравитации кристаллы получаются слишком маленькие для изучения их структуры. В невесомости возможно выращивать гораздо большие и упорядоченные кристаллы. Когда они вернутся на Землю, учёные смогут проанализировать строение белка, что, в свою очередь, поможет в создании ингибиторов LRRK2 и лекарств для преодоления болезни.

Другой эксперимент посвящён изучению того, как формируются хондры. Хондры – это небольшие затвердевшие структуры из расплавленного камня, которые являются основной составляющей многих метеоритов, и появились на заре нашей солнечной системы. Насчёт того, как именно сформировались сами хондры, есть различные теории, одна из которых предполагает участие электрических зарядов. Этот эксперимент испытает такой вариант формирования хондр: в пыль из форстерита (Mg2SiO4), который встречается в многих метеоритах, будет подаваться электрический заряд. Частицы форстерита будут плавиться и сталкиваться друг с другом, образуя новые структуры и, как ожидается, хондры. Затем учёные будут изучать форму и поверхность получившихся гранул.

На станцию также отправляется 3D-принтер Refabricator. В отличие от других 3D-принтеров на МКС, он может ещё и перерабатывать пластик в высококачественный филамент. Это демонстрационная миссия, но результаты пригодятся для будущего освоения космоса, в котором без 3D-принтеры не обойдётся.

Refabricator (Credit: NASA/MSFC/Emmett Given)

Что ещё пригодится в освоении космоса, так это самовосстанавливающиеся материалы. Влиянию микрогравитации на них посвящено ещё одно исследование. В рамках этого эксперимента рассматривается возможность восстанавливать трещины в бетоне с помощью бактерий. Их вместе с питательным раствором будут подавать на образец повреждённого бетона; ожидается, что бактерии пройдут через процесс кальцификации и таким образом “заделают” трещины.

Кроме этого, Cygnus несёт на борту несколько кубсатов:

• KickSAT-2 – 3U-кубсат исследовательского центра NASA им. Эймса. Это демонстрационная миссия, в ходе которой с кубсата будет выпущено сотню “чипсатов” Sprite. Эти крошечные “спутники” состоят из печатной платы 3.5 х 3.5 см, на которой есть питание, датчики и коммуникационная система. Эксперимент призван показать перспективы использования множества отдельных сенсоров размером с чип для совместного сбора данных. Мусором на орбите эта “флотилия” не останется – по плану все чипсаты сойдут с орбиты через несколько дней после запуска.

Такой вид имеет один чипсат Sprite

• MYSat-1 – кубсат, построенный студентами университета Халифа (ОАЭ). Кубсат несёт камеру для цветной съёмки, а также испытает в космосе литий-ионную батарею, разработанную университетом.
• CHEFsat (Cost-effective High E-Frequency Satellite) – 3U-кубсат исследовательской лаборатории ВМС США, который испытает работу радиоустройств потребительского класса в условиях космоса.

По традиции корабли Cygnus называют в честь астронавтов и других людей, сделавших вклад в космическую программу США. Cygnus NG-10 несёт имя астронавта Джона Янга, который умер в январе 2018 года. 

Джон Янг — один из трёх астронавтов, которые летали к Луне дважды. Во время полёта Аполлон-10 он был пилотом командного модуля, который оставался на орбите вокруг Луны, пока его коллеги Томас Стаффорд и Юджин Сернан совершали манёвры над поверхностью в лунном модуле. А три года спустя, в 1972 году, Янг отправился в предпоследний полёт по лунной программе, Аполлон-16, в качестве командира и впервые ступил на поверхность Луны. Вместе с пилотом лунного модуля Чарльзом Дьюком он провёл на Луне почти трое суток. Три прогулки по поверхности Луны, три поездки на лунном ровере.

А 12 апреля 1981 года был запущен первый спейс шаттл «Колумбия». Командир полёта — Джон Янг. И несколько лет спустя он снова вернулся к «Колумбии», уже на миссии STS-9, командуя первым в истории экипажем из 6 человек. Он готовился и к третьему полёту, который должен был вывести на орбиту телескоп Хаббл, но потеря шаттла «Челленджер» внесла свои коррективы в планы NASA. Янг продолжил работать в агентстве вплоть до выхода в отставку в 2004 году.

19 ноября Cygnus прибудет на МКС. С помощью манипулятора Canadarm2 астронавты Серина Ауньон-Чэнселлор и Александр Герст захватят корабль. Затем управление примет наземная команда, которая пристыкует Cygnus к модулю Unity. На станции он будет оставаться до февраля 2019, но после этого его миссия ещё не закончится. Cygnus поднимется выше, а затем и ниже орбиты МКС, чтобы запустить упомянутые выше кубсаты. После этого корабль будет сведён с орбиты и сгорит в атмосфере.

Ракета-носитель Antares:

Antares — двухступенчатая ракета с возможностью добавления третьей ступени для полётов за пределы низкой околоземной орбиты. В этот раз запускается в конфигурации 230. Код обозначает основные параметры РН: первая цифра определяет двигатели, используемые на первой ступени, 1 — AJ26, 2 — РД-181. Вторая цифра — аналогично версию двигателя Castor 30 на второй ступени (1 — А, 2 — B, 3 — XL). Третья цифра обозначает версию третьей ступени (0 — отсутствует, 1 — двухтопливная третья ступень, 2 — версия, используемая для более высоких орбит). Antares в модификации 230 способна выводить на низкую околоземную орбиту до 7000 кг полезной нагрузки.

(Credit: NASA/Joel Kowsky)

Ракета была разработана компанией Orbital Sciences Corporation (позднее Orbital ATK, теперь Northrop Grumman Innovation Systems) специально для запусков корабля Cygnus в рамках программы NASA коммерческой доставки грузов на станцию. На счету Antares 8 пусков. Первые четыре миссии были успешными, однако пуск в октябре 2014-го года оказался аварийным. Причиной потери ракеты и груза оказались двигатели AJ-26 — модифицированные компанией Aerojet Rocketdyne двигатели НК-33. Было принято решение использовать другие двигатели, и в октябре 2016-го Antares вернулся к полётам, успешно запустив миссию Cygnus CRS OA-5.

Основная конструкция первой ступени — разработка КБ «Южное», во многом основанная на аналогичной первой ступени РН Зенит, и произведённая предприятием «Южмаш». Первая ступень использует топливную пару керосин/жидкий кислород. В РН предыдущей серии на первой ступени использовались двигатели AJ-26 компании Aerojet. Однако они были названы причиной аварии 2014-го года, и потому были заменены парой однокамерных РД-181. Эти двигатели производства НПО «Энергомаш» способны развивать до 2085 кН в вакууме и повысили производительность РН на 20% по сравнению с версией на двигателях AJ-26.
Вторая ступень Antares работает на твёрдом топливе и оснащена двигателем Castor 30, который является разработкой Orbital ATK. Также на второй ступени размещены бортовые компьютеры и система навигации РН. Вместе с адаптером полезной нагрузки всё завершает головной обтекатель диаметром в 3.95 м. Он защищает полезную нагрузку во время полёта сквозь атмосферу и отделяется, когда РН выходит за пределы атмосферы.