ПопулярнеРедакціяСвіже
КращеОбговорюване

Всё о запуске Crew Dragon. Революция или эволюция?

Этот текст также доступен на русском языке
4
Falcon 9 и Crew Dragon отправляются на стартовую площадку

С исторического запуска миссии Demo-2 прошла неделя. За это время сложилась интереснейшая картина в СМИ вокруг освещения данного космического события. Одни устраивают похороны Роскосмоса с мемами и многоразовостью, другие же не видят ничего необычного и говорят о том, что американцы повторили достижения Королёва. Думаю, пора обобщить всю имеющуюся информацию и проанализировать значение нового корабля для мировой космонавтики.

В российских СМИ Crew Dragon очень любят сравнивать с советскими Союзами. Особенно удивляет тезис о “повторении наследия Сергея Павловича”. Словно не летали никогда Аполлоны, Джемини и Меркурии, да и если и летали, то шпионы украли со стола Королёва чертежи прославленного Союза. Риторика заведомо глупая, естественно родство с Союзом состоит лишь в базовой схеме, а именно корабле капсульного типа. Небольшой корабль, выводимый ракетой-носителем и не имеющий ни крыльев, ни оперения, как это было у Шаттлов, Бурана и некоторых других разрабатываемых систем – вот что такое Crew Dragon. Внешне Crew Dragon немного напоминает командный модуль Аполлона, но никак не Союз. Но на внешнем сходстве сходства и заканчиваются. Crew Dragon – корабль нового поколения, разработанный под современные задачи и призванный снизить стоимость запуска астронавтов на орбиту. Отказавшись от дорогих в обслуживании и устаревших как морально, так и технически Шаттлов, NАSА сделало ставку на небольшие корабли для низкой околоземной орбиты, выводимые имеющимися в распоряжении ракетами-носителями. Корабли должны быть многоразовыми, рассчитанными на, как минимум, 4 членов экипажа и иметь надежные системы спасения (напомню, что системы спасения в Шаттлах были весьма и весьма экзотичными). Агенство инициировало программу Commercial Crew, в ходе которой поручает разработку и создание систем двум компаниям: SpaceX и Boeing. Последние, впрочем, успешно выполняют заказы NАSА в течение более 50 лет, именно они создали первую ступень (S-IC) легендарного Сатурна-5. Но если в других программах Boeing работал с NАSА в роли подрядчика, то специфика программы Commercial Crew состоит в том, что агенство перекладывает ответственность за разработку на плечи частных компаний, освобождая огромные ресурсы под другие, более важные задачи (правда вышло, что средства поглотила Артемида, но о ней в другой раз). Компании получили средства на разработку и тестирование пилотируемых кораблей: 4,2 млрд Boeing, 2,6 млрд получили SpaceX. В процессе разработки компаниям давали дополнительное финансирование, но и тут опять же отличился Boeing: мало того, что при одинаковых контрактных обязательствах главная авиастроительная компания получила почти на 2 млрд больше средств, чем SpaceX, так и во время разработки Boeing получил весомый грант на 287 млн. Суммарно за все фазы программы Commercial Crew Boeing и SpaceX получили 4,8 и 3,1 млрд долларов соответственно. Вообще вызывает вопросы распределение средств между компаниями при одних и тех же требованиях. Тем не менее, пройдя через ошибки тестирования, незапланированные разборки, протекционизм по отношению к конкурентам, SpaceX смогли создать корабль, отвечающий требованиям пилотируемых полетов и запустить на нем экипаж к МКС.

Технические особенности Crew Dragon:

  1. Большой объем герметичного отсека (9.3 m3), обеспечивающий комфорт для экипажа и возможность перевозить вместе с ним большое количество груза.
  2. Негерметичный отсек, объем которого почти в три раза превышает полезный объем капсулы (37 м3), в котором можно перевозить менее требовательные грузы, такие как надувные модули, батареи и стыковочные адаптеры станций, что было продемонстрировано в процессе эксплуатации кораблей Dragon 1.
  3. Возможность повторного использования, в том числе и для пилотируемых запусков. Dragon 2 изначально проектировался с задачей многоразового использования для пилотируемых миссий, но долгое время NАSА отказывало SpaceX в возможности запуска астронавтов на повторно используемых капсулах Crew Dragon. Но успешный старт миссии Demo-2 и задержки с кораблем Boeing Starliner (повторные миссии которого агенство разрешило ещё не дожидаясь беспилотного запуска), видимо подтолкнули к принятию столь радостного для компании решения.
  4. Интегрированная система аварийного спасения (САС) на жидкостных ракетных двигателях. К плюсам такой схемы можно отнести: возможность многократного применения в разных миссиях (вам не нужно каждый раз выкидывать двигатели), возможность активации САС на всех этапах полета. В теории, САС корабля Crew Dragon может помочь капсуле выйти на орбиту, при отказе второй ступени на последних секундах полета. Недостатки этой системы не так очевидны, как может показаться на первый взгляд. Прошлогодняя авария при запуске САС была неожиданностью, никто не мог предугадать, что топливо так АКТИВНО прореагирует с титаном клапана. Но эту проблему SpaceX изящно устранили, заменив клапан на разрывные мембраны. К недостаткам можно отнести и токсичное топливо: двигатели SuperDraco (как и двигатели ориентации Draco) работают на монометилгидразине и тетраоксиде диазота. Токсичное топливо не раз критиковалось в кругах экспертов, но альтернативы ему пока нет. Токсичное топливо используется и на отечественном Союзе, и на корабле Starliner. Третьим возможным недостатком называют вытеснительную подачу топлива, т.е. посредством нагнетания давления в баках. Но многочисленные испытания системы (особенно тщательно тестировали после инцидента с кораблем миссии Demo-1, если не ошибаюсь, провели более ста испытаний) показали надежность работы САС, а успешный In-Flight-Abort Test (тест на прерывание в полете) и предшествующее статическое испытание только закрепили уверенность в работе системы.
  5. Возможность брать грузы до 6 тонн (вместе с негерметичным отсеком).
  6. Сенсорные панели управления. Это решение тоже не раз подвергалось критике, особенно со стороны Роскосмоса. К сожалению, адекватной статистики по сравнению механических систем управления и сенсорных не нашел, но стоит заметить, что схожая ситуация наблюдается и в среде авиационной. Сенсорные системы контроля находят все большее применение на современных лайнерах, да даже от штурвала отказываются в пользу джойстика (привет, Airbus!), что говорит о том, что сенсорные системы вполне надежны.
  7. Новый абляционный материал для теплозащитного щита. Используется третье поколение материала PICA-X.
  8. Новый стыковочный механизм NDS, рассчитанный на стыковку со стыковочным узлом IDA на МКС. Тут-то отечественные СМИ и подняли шумиху: в корабле Маска российские детали. Да, есть деталь, но это силовое кольцо, сделанное предприятием Энергия, только находится оно не на корабле, а в адаптере IDA. Дело в том, что новые стыковочные порты разработаны и собираются всеми партнерами по МКС, что означает единый стандарт стыковочных узлов для станции. Таким образом реализуются партнерские принципы при эксплуатации МКС. И не удивительно, что в элементе, сделанном по международному сотрудничеству, найдется деталь из России. Сам же корабль американский. К слову, оба адаптера IDA доставлены кораблями Dragon первой версии.
Crew Dragon подлетает к МКС

Так революция ли? Пожалуй, нет. Илон Маск не сделал революцию, не убил Роскосмос и не затмил NASA. И всё же мы вправе говорить о качественном эволюционном скачке при разработке пилотируемых аппаратов. Многоразовый корабль и многоразовая ракета, дешевые в обслуживании и радикально снижающие стоимость доставки человека на орбиту – мы уже видели нечто похожее по заявлениям, но теперь это становится реальностью. Falcon 9 не только показала свою надежность за 10 лет эксплуатации ( особенно последняя версия Block 5), но и доказала, что многоразовый носитель можно разработать за относительно небольшие средства, и, что многоразовость является выгодной. Гвинн Шотвелл, президент SpaceX, заявляла, что повторное использование стоит меньше половины стоимости первой ступени ракеты. Сколько экономится при пяти запусках можно только гадать, но очевидно, что весьма много. И пусть двигатели не самые мощные, а именно мощностью так гордятся в Роскосмосе, но Merlin 1D – двигатель многоразовый, способный запускаться несколько раз за полет при экстремальных режимах возврата, что куда полезнее для многоразовых систем.

Совместная работа девяти движков Merlin 1D

Даг Хёрли и Боб Бенкен уже поделились своими впечатлениями от полета на Crew Dragon. Они отметили отличную управляемость корабля, сказав, что управление такое же, как и на симуляторе. Корабль очень послушный и очень комфортный. Боб даже сделал сальто в корабле) В то же время, астронавты отметили, что ракета прокладывала путь к орбите тяжелее, чем Шаттл, чувствовалась тряска. Скорее всего это связано именно с особенностями Шаттла, конструкция которого позволяла выходить на орбиту с меньшими перегрузками и меньшей тряской. Некоторые успели и на основе этой информации прийти к выводу, что Crew Dragon уступает Союзу, но и Шаттл Союзу не родственник, да и Боб и Даг на Союзах не летали и ни разу их не сравнивали.

Дуглас (Даг) Хёрли (на переднем плане) и Боб Бенкен
Прибытие

Что ещё смущает людей? Конечно же скафандры! Они никуда не годятся, ведь сделаны в Голливуде! Не знаю, откуда такое отношение к Голливуду, но доля правды есть: ДИЗАЙН скафандров разработан художником Хосе Фернандесом, придумавшим костюмы для супергероев. Только это не значит, что в NASA и SpaceX работают глупые люди, не думающие о безопасности. Скафандры прошли множество проверок, в том числе в вакуумных камерах. И они никогда не были рассчитаны на использование вне корабля, только внутри, на случай разгерметизации. Про отечественные скафандры как всегда не договаривают: скафандры, в которые одеты экипажи Союзов также не очень хорошая защита в условиях открытого космоса, они сильно отличаются от тех, что используются для работ за бортом МКС.

Астронавты на репетиции запуска. Позади них Tesla Model X, которая довезет до стартовой площадки.

Что по итогу? NASA получило корабль нового поколения, оптимальное по ряду характеристик средство доставки людей и грузов в космос. Более того, в ходе реализации программы Commercial Crew агенство поспособствовало развитию частного сектора на рынке космических запусков, устроило условия для конкурентной борьбы и развития отрасли и теперь мы видим, как начинания этой программы реализуются в амбициозной Артемиде – программе возвращения на Луну. О ней и её проблемах мы поговорим в следующий раз.

Ещё одно фото прибытия на станцию

*Фотографии взяты с сайтов NASA, SpaceX

Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту та натисніть Ctrl+Enter.

32

Це користувацький матеріал, який було написано учасником спільноти, що не входить до складу редакції чи адміністрації. Підтримуючи авторів оцінками, ви допомагаєте нашій спільноті розвиватися.

Увійдіть, щоб читати ще 37 коментарів, брати участь в обговореннях та не бачити рекламу.
Корисний Джеф Бізнес
Вечность назад

Я бы добавил ещё одно. Теслы называют "iPad на колесах" или "компьютер на колесах". И это главное. Весь автопром делает автомобили с электроприводом, а Маск - "компьютеры на колесах". Другой подход, другой менталитет, другой результат. Электромобили не были сами по себе чем-то новым, когда появились Теслы. Они просто пришли из других подходов и стали революционно иными. Фальконы тоже строились вокруг компьютеров. Правда, на это как-то не обратили внимания. Драконы тоже строились вокруг компьютеров. И об этом как-то не говорят. Crew Dragon уже стал, в каком-то смысле, "iPad на ракете". И подход от "компьютера к кораблю" стал более очевидным. Создание Драконов, само по себе, не нечто революционное. Ну, очередной космический корабль капсульного типа. И раньше летали... Но Драконы совсем другие и подход к их конструкциям - от компьютеров. Драконы - единственные в мире МОНОБЛОЧНЫЕ МНОГОРАЗОВЫЕ корабли капсульного типа. Есть такая проблема теплозащиты. Рост массы и габаритов спускаемого аппарата вызывает экспоненциальный рост тепловой нагрузки при входе в атмосферу. Поэтому, спускаемый аппарат всех кораблей старались уменьшить и облегчить. На всех предыдущих кораблях для этого избавлялись от агрегатного отсека, очень, между прочим, дорогого - там все двигатели, баки, много другого очень недешевого оборудования. Крохотный спускаемый аппарат Союза вызвал необходимость иметь "орбитальный отсек", от которого тоже избавляются перед входом в атмосферу. Когда другие говорят про "многоразовые" корабли, будь то проект Заря, Орион, Старлайнер или Орел (он же в девичестве Федерация), то имеется в виду только многоразовая обитаемая капсула. Всё остальное, что составляет корабль - расходуемый материал. Между тем, обитаемая капсула не такой дорогой отсек всего корабля, от его многоразовости больше риска, чем выгоды. Не таковы Драконы. Моноблок - это неразделимые в едином корпусе обитаемый и агрегатный отсеки. Второй, расходуемой частью корабля является пустой цилиндр внешнего багажника. Это единственная невозвращаемая и несравнимо более дешевая часть Драконов. Фактически, Драконы ПОЛНОСТЬЮ многоразовые (и это подтверждено - 3 Дракона выполнили по 3 рейса на МКС). Я так понимаю, что на Дракон-1 они набрались опыта и теперь знают, как сделать так, чтобы радикально снизить стоимость межполетного обслуживания у Crew Dragon. Поэтому, новость, что НАСА неожиданно быстро, даже не дожидаясь посадки Индевора, согласилась сертифицировать многоразовое использование нового корабля для пилотируемых полетов, не стала для меня неожиданной или сногсшибательной. Я этого ожидал, хотя и думал, что насайцы ещё какое-то время поупираются рогом. Итак, мы имеем теперь "iPod-на-ракете". И доставка астронавтов на старт Теслами Х стала символом приемственности. С чем всех нас и поздравляю.

Якісна Гвін Шотвелл
Вечность назад

Хорошая статья, автор все логично и лаконично расписал. Моё почтение.

Зворушливий Wall-E
Вечность назад

І все ж таки, якщо підсумувати висновки по кожному висвітленому пункту, в мене нічого окрім "революція" не складається. Все свідчить про те, що саме зараз відбувається (від лат. revolutio — переворот, змінення, кардинальна зміна) — швидка радикальна зміна всієї самостійної органічної або неорганічної системи. Тож, дивним було бачити інтермеццо "Так революция ли? Пожалуй, нет" посеред суцільного фактичного потоку підтверджень швидкої радикальної зміни пілотованої космонавтики. Наступна віха — Starship

Показать скрытые комментарии

Загружаем комментарии...

Повідомити про помилку

Текст, який буде надіслано нашим редакторам:

Отправить Отмена
[X]
Зареєструйтесь на сайті щоб не бачити рекламу, створювати та відслідковувати теми, зберігати статті в особисті закладки і брати участь в обговореннях
Якщо не виходить увійти тут, спробуйте за посиланням.