Все про пілотований запуск SpaceX Crew Dragon

2В закладки
Аудио
Пряма трансляція Alpha Centauri (російською)
Дата та час запуску (оновлено) 30 травня о 22:22 за Києвом (19:22 UTC)

этот текст также доступен на русском

Що взагалі відбувається?

27 травня ввечері за планом має відбутися перший пілотований запуск приватного космічного корабля SpaceX Crew Dragon з двома астронавтами на борту. Майже за добу, на висоті 400 кілометрів над поверхнею планети, відбудеться стиковка корабля з Міжнародною космічною станцією, а обидва члени екіпажу розпочнуть свою тривалу місію. Так само, як і чотири сотні людей, що побували там раніше.

Чому це важливо?

Тому що це буде перший запуск американського пілотованого корабля за майже десять років.

Останній Спейс-Шаттл торкнувся земної поверхні 21-го липня 2011-го року. Місія STS-135, що тривала лише пару тижнів, ознаменувала завершення епохи багаторазового космічного човника. Сполучені штати залишилися без власних засобів виведення людей в космос, а всі місії до МКС з тих пір виконувалися тільки на російських «Союзах».

До цього року.

Програма Комерційних пілотованих польотів (Commercial Crew Program) стартувала за рік до останнього польоту Спейс-шаттла. NASA почало шукати заміну човнику, а в основу програми лягла воістину революційна для космонавтики ідея: візництвом астронавтів повинні зайнятися комерційні компанії. Вони побудують кораблі, що виконуватимуть функцію космічного таксі, в той час як NASA контролюватиме процес проектування та випробування, а потім буде оплачувати польоти.

У 2014-му році було обрано двох переможців конкурсу: компанії Boeing та SpaceX. З невеликими затримками, додатковими випробуваннями і доплатою обидва учасники програми дісталися фінального етапу: відправки корабля на станцію.

У березні минулого року SpaceX провела перший випробувальний політ Crew Dragon. Він був без людей на борту, і пройшов дуже вдало. Тепер же Crew Dragon відправляється на орбіту з найціннішим вантажем, для якого і був розроблений. З астронавтами.

Як там справи у Boeing?

А ось перший безпілотний політ Boeing Starliner був невдалим: корабель не зміг дістатися до станції, хоча і здійснив успішну посадку в пустелі Мохаве. Тепер компанії-конкуренту Ілона Маска необхідно завершити розслідування інциденту, виправити усі виявлені помилки і провести ще один безпілотний політ, повністю за свій рахунок. Пілотований Starliner навряд чи полетить на станцію до кінця 2021-го року.

Тут важливо згадати і економічну складову питання: після закриття програми Спейс Шаттл російський оператор запусків постійно підвищував вартість одного крісла для астронавтів NASA і держав-партнерів. У 2020-му році за одне місце в кораблі «Союз» NASA було змушене платити майже $90 млн, у той час як в 2010-му сума становила близько $30 млн.

Якщо розглядати приблизні ціни в російських державних пускових контрактах, виходить, що один астронавт NASA оплачує весь корабель і повну вартість запуску.

За даними звіту NASA OIG про аудит програми пілотованих польотів (2019)

У той же час одне місце на кораблі SpaceX коштуватиме NASA приблизно в $55 млн. І кожен цент із цієї суми, сплаченої американськими платниками податків, залишиться в США.

У нас на каналі виходили великі відеоролики як про SpaceX Crew Dragon, так і про Boeing Starliner. Радимо з ними ознайомитися (увага, відео озвучено російською мовою):

Клацніть сюди, щоб переглянути відео

Хто летить?

Роберт «Боб» Бенкен

До початку космічної кар’єри Бенкен служив у військово-повітряних силах і був льотчиком-випробувачем. Кар’єра в NASA почалася у 2000 році: Бенкен був прийнятий у 18-й набір астронавтів. За плечима Боба два польоти в космос, обидва на шатлі Endeavour: місія STS-123 в 2008-му році і STS-130 в 2010-му. У ході кожного польоту Бенкен зробив три виходи у відкритий космос. Так що з 29 днів, в сумі проведених Бенкеном на орбіті, більше 37 годин випадає на роботу зовні МКС.
У Demo-2 Бенкен буде командувати етапами польоту, які вимагають координування з центром управління польотом МКС: це зближення зі станцією, стикування із нею ж, операції під час перебування на МКС, а також відстикування від станції.

Бенкен та Герлі під час передстартових тренувань (Credit: SpaceX)

Дуглас «Даг» Герлі

Як і багато інших астронавтів, Герлі починав з військової служби та був льотчиком-випробувачем військово-морського флоту. У NASA він був прийнятий до загону астронавтів у 2000 році, одночасно з Бенкеном. Відтоді Герлі побував в космосі двічі та провів на орбіті 28 днів: у 2009-му році він був пілотом шатла Endeavour місії STS-127, а в 2011-му став пілотом шатла Atlantis під час польоту вже згаданої місії STS-135, останньої для програми шатлів.
Як командир корабля Герлі відповідатиме за процедури, пов’язані із запуском та посадкою Crew Dragon.

Щодо графіка польоту

[ОНОВЛЕНО] Запуск був відкладений на 30 травня через непогоду.

Запуск Demo-2 був запланований на 27 травня. Відкласти його, звичайно, можуть: через виявлені в останній момент технічні проблеми або, наприклад, через погоду. До того ж погода буде важлива не тільки на самому космодромі, але і в ряді заздалегідь визначених зон уздовж траси польоту Falcon 9. Це місця, куди Crew Dragon приводниться у разі виникнення аварійної ситуації на одному з етапів польоту до виходу на орбіту. Якщо ж запуск не відбудеться 27-го, наступну спробу можна очікувати 30-го та 31-го травня.

Детальний розклад
Час Етап запуску
-45:00 Керівник запуску SpaceX підтверджує готовність до заправки ракети паливом
-42:00 Відведення рукава для посадки астронавтів
-37:00 Система аварійного порятунку Dragon приведена в готовність
-35:00 Починається заправка ракети RP-1 (ракетне паливо-1, гас)
-35:00 Починається заправка першого ступеня ракети рідким киснем
-16:00 Починається заправка другого ступеня ракети рідким киснем
-07:00 Починається охолодження двигунів Falcon 9 перед стартом
-05:00 Dragon перемикають на внутрішнє живлення
-01:00 Бортовий комп’ютер розпочинає фінальну передстартову перевірку
-01:00 Починається наддув паливних баків до польотного рівня тиску
-00:45 Керівник запуску SpaceX підтверджує готовність до запуску
-00:03 Віддається команда на запалювання двигунів
00:00 Старт Falcon 9
00:58 MaxQ — момент максимального аеродинамічного тиску на ракету
02:33 Відключення двигунів першого ступеня
02:36 Розділення першого та другого ступенів
02:44 Включення двигуна другого ступеня
07:15 Включення двигунів першого ступеня при поверненні в атмосферу
08:47 Відключення двигунів другого ступеня
08:52 Включення двигунів першого ступеня для посадки
09:22 Приземлення першого ступеня на плавучу платформу Of Course I Still Love You
12:00 Відділення Dragon від другого ступеня
12:46 Відкриття носового конуса Dragon

Crew Dragon проведе на орбіті близько 19 годин. Одразу зазначимо, що Crew Dragon теж може долітати до МКС за короткою схемою, як і «Союз». Але в першому випробувальному польоті з людьми на борту поспішати нікуди. Crew Dragon очікує повний «тест-драйв»: буде спостерігатися робота всіх систем, зокрема ручне керування кораблем для маневрування на орбіті. А ще астронавти встигнуть дізнатися, наскільки затишний Crew Dragon для сну.

Наступного дня Crew Dragon нажене МКС. Герлі знову візьме на себе управління кораблем для проведення демонстраційних маневрів поблизу станції. Стикування з вузлом IDA-2 модуля «Гармонія» планується приблизно о 14:10 UTC і буде проводитися в автономному режимі. Астронавти лише спостерігатимуть за процесом і зможуть втрутитися, якщо щось піде не так.

На станції Боба і Герлі зустрінуть члени 63-й тривалої експедиції — Кріс Кессіді, Анатолій Іванишин та Іван Вагнер. А ось як довго Бенкен і Герлі залишатимуться зі своїми товаришами на орбіті, ще не вирішено. Це може бути термін від одного до чотирьох місяців.

Остаточно тривалість місії визначать вже під час польоту. Вона залежить від декількох факторів. По-перше, від стану самого Crew Dragon — чи всі системи будуть справними. Нехай це вже другий, проте все одно випробувальний політ! Іншим фактором буде готовність наступної капсули Crew Dragon, яка призначена для першого експлуатаційного польоту, тобто вже «рядової» робочої місії. У NASA хотіли б потримати Demo-2 на орбіті якомога довше, щоб по поверненню можна було швидко завершити сертифікацію корабля і відразу приступити до запуску наступної місії. Якщо Demo-2 вирішать продовжити, то Crew Dragon зможе залишатися біля станції майже 120 днів.

Чому 120 днів? Адже «Союзи» можуть залишатися у МКС цілих 200 днів!

Обмеження обумовлено ресурсом сонячних панелей корабля, які зазнають певної деградації на орбіті. Це відбувається через атомарний кисень на низьких орбітах. Він утворюється при розпаді молекул кисню О2 під впливом ультрафіолетового випромінювання. Атомарний кисень більш активний хімічно і взаємодіє із зовнішніми елементами космічних апаратів, призводить до їх поступового окислення і погіршення характеристик. Це проблема нова и вона має рішення: наприклад, сонячні панелі МКС захищені спеціальним покриттям з діоксиду кремнію. Можете, до речі, не хвилюватися: наступні «Дракони» вже розраховані на стандартні 210 днів на орбіті, а тому не поступаються «Союзам».

Політ завершиться відстикуванням від станції та поверненням на Землю. Crew Dragon приводниться в Атлантичному океані біля узбережжя Флориди, де екіпаж і капсулу зустріне судно SpaceX Go Navigator.

Falcon 9 та Crew Dragon

Crew Dragon — багаторазовий орбітальний пілотований корабель, розроблений SpaceX. Crew Dragon — це нове покоління кораблів Dragon. Хоча в цілому він візуально дуже схожий на звичну нам стару вантажну версію, інженерам довелося чимало попрацювати, щоб переробити проект корабля під пілотовані польоти.

Credit: SpaceX

Одразу нагадаємо, що для місій NASA будуть запускатися тільки нові кораблі. Ймовірно, SpaceX будуть використовувати їх повторно для інших клієнтів, наприклад, для туристичних польотів на орбіту.

Герметична капсула Crew Dragon може вмістити до семи осіб (але в польотах для NASA буде літати максимум чотири). Усередині капсули все виглядає досить мінімалістично, а звична приладова панель з купою кнопок і перемикачів замінена сенсорними дисплеями. Можна сперечатися, який дизайн є більш надійним, але за словами астронавтів до роботи з дисплеєм просто потрібно звикнути. Політ Crew Dragon може проходити повністю в автономному режимі. Це включає, звичайно, і стикування зі станцією.

Credit: NASA
Як виглядає капсула Crew Dragon зсередини

Нижня частина капсули виділена під службовий відсік: тут знаходиться авіоніка, система життєзабезпечення, а також двигуни Draco для маневрування на орбіті.

Службовий відсік також включає в себе вісім двигунів SuperDraco, які використовуються в якості системи аварійного порятунку. SuperDraco привернули до себе особливу увагу в 2019 році, коли вогневі випробування Crew Dragon закінчилися вибухом і втратою капсули. Але SpaceX провели роботу над помилками і встигли показати надійність системи в наступних польотних випробуваннях .

Стикувальний порт Crew Dragon знаходиться під носовим конусом зверху капсули, який відкривається невдовзі після виходу на орбіту. Цей носовий конус також приховує під собою маневрові двигуни Draco і навігаційні датчики.

Повертається капсула не на землю, як «Союзи» або Starliner, а сідає на воду. Щоб переконатися в надійності парашутної системи, SpaceX провели більше 100 випробувань, останні з яких відбулися цієї весни.

Хвостова частина капсули з’єднана з негерметичним вантажним відсіком. Як і старий вантажний Dragon, Crew Dragon може брати з собою об’ємні вантажі, призначені для розміщення зовні МКС. Але вантажний відсік також є найбільшою візуальною відмінністю Crew Dragon від Dragon минулого покоління. «Крил» із сонячних батарей у Crew Dragon немає — сонячні панелі і радіатори для терморегуляції вбудовані у вантажний відсік.

Credit: NASA

Для багаторазового корабля — багаторазова ракета. Falcon 9 — двоступенева ракета, повністю розроблена SpaceX. На її рахунку вже 84 успішних запуски, що робить її найактивнішою з американських ракет, що зараз використовуються.

Трошки подробиць про саму ракету

Falcon 9 використовує ракетне паливо-1 (RP-1, гас) в якості пального і рідкий кисень в якості окисника. Ці компоненти закачуються надохолодженими, оскільки тоді вони мають велику щільність, і дозволяють вмістити в один і той же об’єм більшу масу палива. На низьку навколоземну орбіту Falcon 9 може виводити до 22800 кг корисного навантаження, а на геоперехідну — до 8300 кг.

Перший ступінь оснащений 9 двигунами Merlin, розробленими SpaceX (за кількістю двигунів ракета і отримала назву — Falcon 9). Кожен з них забезпечує до 914 кН тяги у вакуумі. Двигуни розташовані так званою октасіткою — 8 по колу і 1 в центрі. Завдяки такому розташуванню можливо продовжити політ навіть при відмові одного або двох двигунів. Така здатність з усіх ракет є тільки у Falcon 9. До того ж, двигуни Merlin здатні регулювати тягу, що грає важливу роль для приземлення першого ступеня.

У цій місії використовується перший ступінь версії Block 5, фінальної модифікації Falcon 9. Ступінь має номер B1058.1 і запускається вперше — усі пілотовані запуски для NASA проходять на нових ступенях. Повернення ступеню планується на автономну баржу Of Course I Still Love You, яка знаходиться приблизно в 500 кілометрах від берега.

Перший ступінь з’єднаний з другим композитною структурою, яка містить механізм розділення ступенів. Після відділення на висоті близько 80 км, перший ступінь починає свій шлях назад, а другий — продовжує основну місію. Другий ступінь має один двигун Merlin. Оптимізований для роботи у вакуумі, він забезпечує до 934 кН тяги і відпрацьовує близько 6 хвилин польоту, після чого корисне навантаження — у даному випадку корабель — відділяється і виводиться на потрібну орбіту.

Повернення старого лого NASA

Цього разу на перший ступінь нанесені два логотипи NASA: не лише звична нам синя «фрикаделька», а ще й лаконічний футуристичний логотип, який американці ласкаво називають «черв’яком». Обидва лого красуються на автомобілях Тесла, що доставляють астронавтів на стартовий майданчик. І навіть на самих польотних скафандрах.

Уперше з 1992 року цей варіант логотипу NASA офіційно використовується агентством

Ви могли звикнути до «черв’яка» на футболках, кепках та іншому мерчі, який «живе» за рахунок популярності NASA. Але у цілого покоління американців цей логотип викликає ностальгічні почуття, оскільки він використовувався з 1972 по 1992 рік і міцно асоціюється з програмою космічних шатлів, що була символом захопливої нової ери космонавтики та космічних досліджень.

Голова NASA Джим Брайденстайн вирішив повернути «черв’яка». Рішення в чомусь суперечливе — одночасне використання двох логотипів може виглядати дивно. Але знакові червоні літери натякають на те, що космічні польоти знову стають цікавими.

Захоплення прапора

На Міжнародній космічній станції вже десятий рік зберігається один особливий американський прапор. Всілякої національної символіки на станції вистачає, але цей прапор — не просто вираз патріотизму або фон для відеоконференцій. Цей прапор був на борту шаттла Columbia під час найпершого польоту програми в 1981 році, і він же був доставлений на МКС останньою місією шаттла в 2011 році. Астронавти, серед яких був і Дуглас Герлі, тоді ще не могли знати, на скільки розтягнеться пауза в польотах на американських космічних кораблях. Прапор залишили на МКС з умовою: забрати його зможе тільки екіпаж, що стартував з США.

Тоді ж SpaceX — на той час молода компанія з парою запусків за плечима — негайно прийняла виклик:

«SpaceX розпочинає операцію по захопленню прапора…»

У 2011-му було складно уявити, що в цій гонці за прапором переможе не старий гігант галузі, а новий гравець з невеликим на той момент досвідом. Але SpaceX знову довела, що її не можна недооцінювати.

Що буде далі?

Якщо політ Demo-2 відбудеться успішно, то наступним етапом для SpaceX і NASA буде завершення сертифікації корабля. Після цього Crew Dragon введуть в експлуатацію, і він візьметься за регулярну доставку астронавтів на МКС, починаючи з місії Crew-1, яка поки планується на осінь.

Американські астронавти продовжать літати на «Союзі», а російські космонавти — почнуть літати на Crew Dragon. Це буде відбуватися на бартерній основі, тому платити один одному за місця на кораблях сторони більше не будуть.

SpaceX зможе розпочати по-справжньому комерційні польоти для приватних клієнтів.

Отже, далі все буде тільки цікавіше!

Медіа

Де дивитися?

  • Alpha Centauri: (трансляція російською)

Де дізнатися більше про місію?

Фото та відеоматеріали

Цей текст поширюється під ліцензією Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 (CC BY-SA 4.0).

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

44
Войдите, чтобы видеть ещё 25 комментариев, участвовать в обсуждении и не видеть рекламу.
Сергей Королёв
Вечность назад

Ще цікавий факт про екіпаж - в обох дружини теж астронавти.

Юрий Г.
Вечность назад

Шалений шмат роботи зробили. Скажу — ОГО!

Дмитрий Олегович
Вечность назад

Сначала лайк, потом читать )

Показать скрытые комментарии

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам:

Отправить Отмена
[X]
Если не получается зайти отсюда, попробуйте по ссылке.