Космическая движуха

НАСА, Northrop Grumman и SpaceX планируют следующий запуск не ранее 12: 07 по восточному времени во вторник, 30 января, для доставки научных исследований, материалов и оборудования на Международную космическую станцию. Грузовой космический корабль Cygnus, стартующей на ракете SpaceX Falcon 9, весом более 8200 фунтов, стартует с космического стартового комплекса #40 на базе Space Force на мысе Канаверал во Флориде. Этот запуск является 20-й коммерческой миссией Northrop Grumman по оказанию услуг по пополнению запасов орбитальной лаборатории агентства.

Прямая трансляция запуска начнется в 11: 50 и будет транслироваться на NASA +, NASA Television, в приложении NASA, на YouTube и на веб-сайте агентства, а предстартовые мероприятия начнутся в среду, 24 января.

Узнайте больше на: nasa.gov/northropgrumman

Космонавт Northrop Grumman Патрисия «Пэтти» Хиллиард Робертсон

Прибытие и отбытие

Космический корабль Cygnus прибудет в орбитальную лабораторию в 4: 15 утра в четверг, 1 февраля, с припасами, оборудованием и важнейшими материалами для непосредственной поддержки десятков научных исследований во время экспедиций 70 и 71. Астронавт НАСА Жасмин Могбели захватит Cygnus с помощью роботизированной руки станции, а астронавт НАСА Лорал О'Хара выступит в качестве дублера.

После захвата космический аппарат будет пристыкован к порту модуля Unity, обращенном к Земле, и проведет около шести месяцев на орбитальной лаборатории, прежде чем отстыковаться в мае. Cygnus также предоставляет оперативные возможности для корректировки орбиты станции.

После отделения зонда Kentucky Re-entry Probe Experiment-2 (KREPE-2), размещенного внутри Cygnus, будут проведены измерения, чтобы продемонстрировать систему тепловой защиты космических аппаратов и их содержимого во время возвращения в атмосферу Земли, что может быть трудно воспроизвести при наземном моделировании.

Прямая трансляция прибытия Cygnus начнется в 2 часа ночи в среду, 31 января.

Основные результаты исследований

Оборудование для научных исследований, доставленное на космическом корабле Cygnus, включают испытания металлического 3D-принтера, производства полупроводников и систем тепловой защиты для возвращения в атмосферу Земли.

3D-печать в космосе

В рамках расследования ЕКА (Европейское космическое агентство), металлический 3D-принтер тестирует аддитивное производство или 3D-печать небольших металлических деталей в условиях микрогравитации.

«Это исследование дает нам начальное представление о том, как такой принтер ведет себя в космосе», - сказал Роб Постема из ЕКА. «3D-принтер может создавать множество форм, и мы планируем напечатать образцы, во-первых, чтобы понять, чем печать в космосе может отличаться от печати на Земле, и, во-вторых, чтобы увидеть, какие типы форм мы можем печатать с помощью этой технологии. Кроме того, это мероприятие помогает показать, как члены экипажа могут безопасно и эффективно работать с печатными металлическими деталями в космосе».

Результаты могут улучшить понимание функциональности, производительности и операций 3D-печати металла в космосе, а также качества, прочности и характеристик напечатанных деталей. Пополнение запасов представляет собой сложную задачу для будущих долгосрочных миссий с участием человека. Члены экипажа могли бы использовать 3D-печать для создания деталей для обслуживания оборудования в будущих длительных космических полетах и на Луне или Марсе, что уменьшило бы необходимость упаковки запасных частей или прогнозировало каждый инструмент или предмет, который может понадобиться, экономя время и деньги при запуске.

Достижения в технологии 3D-печати на металле также могут принести пользу потенциальным применениям на Земле, включая производство двигателей для автомобильной, авиационной и морской промышленности и создание убежищ после стихийных бедствий.

Производство полупроводников в условиях микрогравитации

Производство полупроводников и тонкопленочных интегрированных покрытий (MSTIC) исследует, как микрогравитация влияет на тонкие пленки, которые имеют широкий спектр применения.

Эта технология может позволить автономному производству заменить многие машины и процессы, используемые в настоящее время для производства широкого спектра полупроводников, что потенциально приведет к разработке более эффективных и высокопроизводительных электрических устройств.

Производство полупроводниковых устройств в условиях микрогравитации также может улучшить их качество и сократить затраты материалов, оборудования и рабочей силы. В будущих долгосрочных миссиях эта технология может обеспечить возможность производить компоненты и устройства в космосе, уменьшая потребность в миссиях по пополнению запасов с Земли. Технология также находит применение в устройствах, которые собирают энергию и обеспечивают электроэнергией Землю.

Моделирование возвращения в атмосферу

Ученые, проводящие исследования на космической станции, часто возвращают свои эксперименты на Землю для дополнительного анализа и изучения. Но условия, в которых находятся космические аппараты во время входа в атмосферу, включая экстремальную жару, могут оказать непреднамеренное воздействие на их содержимое. Системы тепловой защиты, используемые для экранирования космических аппаратов и их содержимого, основаны на числовых моделях, которые часто не подтверждаются данными реального полета, что может привести к значительному завышению размеров необходимой системы и занять ценное пространство и массу. Эксперимент по возвращению зонда Кентукки-2 (KREPE-2), являющийся частью усилий по совершенствованию технологии системы тепловой защиты, использует три капсулы, оснащенные различными теплозащитными материалами и различными датчиками для получения данных о реальных условиях возвращения.

«Развивая успех KREPE-1, мы усовершенствовали датчики для сбора большего количества измерений и усовершенствовали систему связи для передачи большего количества данных», - сказал Александр Мартин, главный исследователь из Университета Кентукки. «У нас есть возможность протестировать несколько теплозащитных экранов, предоставленных НАСА, которые никогда ранее не тестировались, и еще один, полностью изготовленный в Университете Кентукки, также первый».

Капсулы могут быть оборудованы для других экспериментов по возвращению в атмосферу, способствуя улучшению теплозащиты для применения на Земле, например, для защиты людей и сооружений от лесных пожаров.

Дистанционная роботизированная хирургия

Демонстрация технологии роботизированной хирургии проверяет работоспособность небольшого робота, которым можно дистанционно управлять с Земли для выполнения хирургических процедур. Исследователи планируют сравнить процедуры в условиях микрогравитации и на Земле, чтобы оценить влияние микрогравитации и временные задержки между космосом и землей.

Робот использует две «руки», чтобы захватывать и разрезать резиновые ленты, которые имитируют хирургическую ткань и обеспечивают натяжение, которое используется для определения места и способа разрезания, по словам Шейна Фарритора, директора по технологиям Virtual Incision Corp., разработчика исследования из Университета Небраски.

Более длительные космические полеты повышают вероятность того, что членам экипажа могут потребоваться хирургические процедуры, будь то простые швы или экстренная аппендэктомия. Результаты этого исследования могут способствовать разработке роботизированных систем для выполнения этих процедур. Кроме того, доступность хирургов в сельских районах страны сократилась почти на треть в период с 2001 по 2019 год. Миниатюризация и возможность дистанционного управления роботом помогают сделать хирургию доступной в любом месте и в любое время на Земле.

НАСА спонсирует исследования миниатюрных роботов уже более 15 лет. В 2006 году дистанционно управляемые роботы выполняли процедуры в рамках подводной миссии NASA Extreme Environment Mission Operations (NEEMO) 9. В 2014 году миниатюрный хирургический робот выполнял имитацию хирургических операций на параболическом самолете в условиях невесомости.

Выращивание хрящевой ткани в космосе

Конструкция из отсечной хрящевой ткани демонстрирует две технологии: наноматрицу Janus Base и наноприемник Janus Base. Наноматрица - это материал для инъекций, который обеспечивает каркас для формирования хряща в условиях микрогравитации, который может служить моделью для изучения заболеваний хряща. Nanopiece обеспечивает терапию на основе РНК (рибонуклеиновой кислоты) для борьбы с заболеваниями, вызывающими дегенерацию хряща.

Способность хряща к самовосстановлению ограничена, а остеоартрит является основной причиной инвалидности пожилых пациентов на Земле. Микрогравитация может вызвать дегенерацию хряща, которая имитирует прогрессирование связанного со старением остеоартрита, но происходит быстрее, поэтому исследования в условиях микрогравитации могут привести к более быстрой разработке эффективных методов лечения. Результаты этого исследования могут способствовать регенерации хряща в качестве средства лечения повреждений и заболеваний суставов на Земле и способствовать разработке способов поддержания здоровья хряща в будущих миссиях на Луну и Марс.

Основные сведения о грузах

Ракета-носитель Falcon 9 компании SpaceX запустит космический корабль Northrop Grumman Cygnus к Международной космической станции

Оборудование

• Сборка водородного купола включает в себя все заменяющие компоненты для электролиза водорода и кислорода в составе сборки для производства кислорода Международной космической станции. Эти предметы хранятся в закрытом куполе, поддерживаемом при давлении, близком к вакуумному, предназначенном для предотвращения взрыва или возгорания в блоке электролизных элементов во время работы. Купол обеспечивает второй барьер для защиты от внутренней утечки воздуха в кабине и внешней утечки в багажную полку, и перед запуском он наполняется газообразным азотом. Он будет запущен в качестве запасного на орбите.

• Ионообменный слой — Блок замены ионообменного слоя состоит из пары последовательно расположенных трубок, содержащих ионообменные смолы, которые удаляют органические кислоты из сточных вод каталитического реактора, и микробиологическую смолу обратного клапана, которая вводит йод в воду в качестве биоцидного агента. Он будет запущен в качестве запасного на орбите.

• Каталитический реактор — Установка замены каталитического реактора окисляет летучие органические соединения из сточных вод, чтобы их можно было удалять с помощью газоотделителя и установок замены ионообменного слоя как части системы рециркуляции воды станции. Он будет запущен в качестве запасного на орбите.

• Контейнер для обслуживания биоцидов — Узел обслуживания охлаждающей жидкости внутренней системы терморегулирования предназначен для подачи о-фталевого альдегида, биоцида, используемого для очистки внутренних контуров охлаждения в лаборатории Destiny и экспериментальных модулях Harmony, Tranquility, Columbus и Japanese, для предотвращения роста микроорганизмов в системе терморегулирования. Это устройство заменит текущее, установленное в лаборатории.

• Цилиндрическое маховое колесо — Цилиндро-маховое устройство ARED (Advanced Resistive Exercise Device) в сборе обеспечивает резистивные нагрузки для анаэробных упражнений астронавтов. Цилиндрические маховики создают силы инерции для имитации земного притяжения во время упражнений.

• Комплект для модификации солнечных батарей на Международной космической станции 7 – Этот комплект для модернизации состоит из верхней, средней и нижней стоек (по одной для левой и правой), каркаса, кронштейнов и вспомогательного оборудования для новых солнечных панелей. Это третий в серии из четырех комплектов для модификации, необходимых для поддержки установки четвертого комплекта модернизированных солнечных батарей. Новые батареи предназначены для усиления оригинальных солнечных батарей станции, которые со временем пришли в негодность. Сменные солнечные батареи устанавливаются поверх существующих, чтобы обеспечить чистое увеличение мощности, при этом каждая батарея вырабатывает более 20 киловатт энергии.

• Регулятор давления в сборе для обработки мочи и насос в сборе — Узел откачивает узел перегонки мочи при запуске и периодически продувает неконденсирующиеся газы и водяной пар и перекачивает их в узел трубопровода сепаратора. Корпус продувочного насоса, регулятор давления и коллекторы в сборе насоса имеют жидкостное охлаждение, способствующее конденсации пара, тем самым уменьшая объем продувочного газа. Все эти системы составляют систему, используемую для скрытого отвода мочи в питьевую воду.

• Пакет для сбора и адаптер — Требуется для минимального, номинального отбора проб воды на микробиологию. Оценка качества воды в полете необходима, чтобы гарантировать, что вода приемлемого, определенного качества будет доступна на борту космической станции.

Наблюдайте и участвуйте

Прямая трансляция запуска со станции космических сил на мысе Канаверал, Флорида, будет транслироваться на NASA TV, NASA + и на веб-сайте агентства. Прямая трансляция начнется в 11:50 30 января.

Прямая трансляция встречи и захвата Cygnus на космической станции начнется в 14:45 1 февраля. Узнайте больше о том, как наблюдать и участвовать.

ВАШИНГТОН — Оборудование для дозаправки спутников, разработанное Northrop Grumman, является первым, которое было выбрано в качестве предпочтительного стандарта для военных спутников США, объявила компания 29 января.

В качестве шага, который может сформировать рынок обслуживания спутников на орбите, U.S. Space Force Space Systems Command определило модуль пассивной дозаправки Northrop Grumman (PRM) в качестве предпочтительного интерфейса для обеспечения будущей дозаправки военных спутников в космосе. PRM оснащен стыковочным механизмом, позволяющим кораблю-заправщику на орбите перекачивать топливо на другой спутник для продления срока его службы.

Northrop Grumman заявила, что Space Systems Command, которое курирует программы космической логистики и обслуживания, также поддержит разработку компанией орбитального топливозаправщика для работы на геостационарной орбите, который будет вмещать до 1000 кг гидразинового топлива и доставлять его на спутники клиентов по запросу.

Лорен Смит, руководитель программы дозаправки в космосе Northrop Grumman, сказала, что выбор PRM был основан на зрелости и технической жизнеспособности конструкции, а также опыте компании по обслуживанию спутников на орбите. Дочерняя компания Northrop Grumman в области SpaceLogistics остается единственной коммерческой фирмой, которая успешно обслуживала спутники на геостационарной орбите, дважды состыковавшись со спутниками клиента Intelsat на высоте около 22 000 миль над Землей для продления срока службы космических аппаратов.

Преимущество на формирующемся рынке

Принятие на вооружение PRM Northrop Grumman, хотя и не эксклюзивное, знаменует собой первый случай, когда Космические силы публично определили предпочтительную систему.

U.S. Space Force также оценивают другие технологии, в том числе интерфейс дозаправки, разработанный стартапом Orbit Fab, известный как быстросъемный интерфейс для перекачки жидкости (RAFTI). Другие компании, такие как Lockheed Martin и Astroscale, также разрабатывают интерфейсы для соединения спутников с обслуживающими транспортными средствами.

Отраслевые аналитики отмечают, что установление технических стандартов будет ключевым фактором для того, чтобы этот сектор промышленности набрал обороты. Поскольку индустрия дозаправки спутников все еще находится в зачаточном состоянии, одобрение Космических сил, возможно, дает Northrop Grumman преимущество первопроходца и устанавливает ранний стандарт на рынке, который еще не принял официальных спецификаций.

Технические характеристики будут опубликованы позднее

В интервью SpaceNews Смит сказал, что командование космических систем намерено предоставить технические характеристики модуля PRM в распоряжение отрасли в целом. «У SSC есть комплект поставки. Они опубликуют достаточно информации, чтобы кто-нибудь мог сделать PRM, если бы захотел», - сказала она. «Мы действительно хотим, чтобы PRM распространялся. Стандарты важны для развития всей экосистемы спутникового обслуживания».

Смит добавил, что решение объявить PRM предпочтительным интерфейсом было принято после «тщательного инженерного анализа, в ходе которого рассматривалось наше решение, его техническая зрелость и жизнеспособность для достижения успеха». Но она отметила, что U.S. Space Force «безусловно, могли бы выбрать другие» по мере развития технологий на коммерческом рынке.

Подразделение оборонных инноваций выделило финансирование на разработку PRM. По словам Смита, правительственные и коммерческие спутники, оснащенные адаптером, должны выйти на орбиту к 2025 году. Она не смогла определить, на каких конкретно военных спутниках будет установлен модуль, но сказала, что PRM отправится в дебютную миссию нового обслуживающего космического корабля SpaceLogistics, названного Mission Robotic Vehicle (MRV), запланированную на 2025 год.

Следующий шаг: заправщик GAS-T.

Northrop Grumman также заключила контракт с Space Force на нераскрытую стоимость на разработку специального спутника-заправщика для полетов на геостационарной орбите, который будет вмещать до 1000 кг гидразина и доставлять топливо для других спутников.

Летающая заправочная станция, получившая название Geosynchronous Auxiliary Support Tanker, или GAS-T, будет построена на кольцеобразной платформе Northrop Grumman ESPAStar D, относительно большой платформе весом почти 2000 килограммов.

На орбитальном танкере будет достаточно гидразина для заправки нескольких клиентских спутников. Вместо того, чтобы служить просто складом топлива, GAS-T будет причаливать к клиенту, выполняя операции сближения и стыковки.

Смит сказал, что GAS-T финансируется за счет средств Space Force и внутренних инвестиций компании. До сих пор нет сроков его доставки или развертывания на орбите.

«GAS-T поможет SSC проинформировать о потенциальных будущих потребностях, рассмотреть вопросы снижения рисков, если они захотят перейти к демонстрации технологии или операционных систем», - сказал Смит. «Мы думаем о GAS-T как о pathfinder».

Спутниковая платформа ESPAStar-D имеет несколько портов, один из которых предназначен для дозаправки полезной нагрузки. Остальные будут служить для подключения внешних топливных баков. Полезная нагрузка для дозаправки будет иметь так называемый активный модуль дозаправки, или ARM.

«ARM и PRM спроектированы так, чтобы работать вместе как своего рода активная и пассивная половины для стыковки и дозаправки», - сказал Смит.

«Невероятно сложная» миссия

Смит сказал, что дозаправка геостационарных спутников на орбите представляет большие технические проблемы. Геостационарный космический аппарат должен вращаться по экватору точно с такой же скоростью, с какой вращается Земля, чтобы оставаться в фиксированном положении на земле и летать со скоростью, превышающей 3 километра в секунду. Они должны одновременно состыковаться с космическим кораблем-заправщиком, также летящим вокруг планеты.

«Вы должны все сделать правильно, ошибки очень непростительны», - сказал Смит. При геосинхронной дозаправке нет места ошибке, поскольку малейшее столкновение может привести к образованию обломков, подвергая опасности другие геостационарные спутники, «потенциально нанося ущерб ценному активу, который вы намеревались заправить».

«Это невероятно сложный район для выполнения миссии», - добавила она.

Но поскольку U.S. Space Force сигнализируют о своем спросе, промышленность должна предоставлять надежные возможности обслуживания в больших масштабах, сказал Смит. «Как отрасль, мы все должны работать сообща, чтобы обеспечить маневренность, которая, по словам правительства, им необходима».

Для дозаправки спутников требуется совместная работа нескольких поставщиков и отраслевых партнеров, добавила она, поскольку ни одна компания не может удовлетворить весь спектр требований. «Чтобы это была устойчивая экосистема дозаправки, нам необходимо сотрудничать с другими».

Люди на орбите сегодня