SpaceX

Crew Dragon доставит на МКС астронавтов. Это историческое событие Пришло время поговорить о том, как SpaceX Илона Маска выигрывает космическую гонку

26 мая 2020Источник: Meduza

Корабль Crew Dragon (в грузовом варианте) на стартовой площадке во Флориде, 1 марта 2019 года

Joel Kowsky / NASA

27 мая, если все пойдет по плану, американские астронавты впервые после почти девятилетнего перерыва отправятся на Международную космическую станцию не на российском «Союзе», а на американском корабле — Crew Dragon компании SpaceX. Корабли этой серии уже прошли несколько испытаний, один из них даже побывал на МКС — в качестве грузовика. Однако еще никогда от космических аппаратов компании Илона Маска не зависели непосредственно жизни людей — все совершенные до сих пор полеты SpaceX были беспилотными. Нынешняя миссия, получившая обозначение SpaceX Demo-2, должна стать последним испытанием перед началом штатной эксплуатации Crew Dragon, который примет символическую эстафету у шаттла «Атлантис». Именно «Атлантис» был последним пилотируемым американским кораблем, который стартовал к МКС 8 июля 2011 года, причем с той же пусковой площадки LC-39A, на которой сейчас стоит новый корабль.

Старт миссии SpaceX Demo-2, событие и без того неординарное, будет уникальным и еще в одном отношении — впервые в истории запуск пилотируемого корабля в космос пройдет без огромного количества зрителей в Космическом центре имени Джона Кеннеди во Флориде. Виной тому, конечно, продолжающаяся эпидемия коронавирусной инфекции. За стартом ракеты-носителя Falcon 9 Block 5 с экипажем из двух астронавтов с площадки на мысе Канаверал будут наблюдать лишь некоторые журналисты и телеоператоры (а также, возможно, президент США Дональд Трамп). Запуск запланирован на 23:33 по московскому времени 27 мая («Медуза» будет вести онлайн этого события). Первая ступень ракеты после выполнения основной задачи должна будет сесть на баржу «Of Course I Still Love You» («Конечно, я все еще люблю тебя») в Атлантическом океане.

Экипаж первого пилотируемого корабля Crew Dragon состоит из двух опытных астронавтов NASA, имеющих за плечами по два космических полета. Бывший пилот шаттла Дуглас Херли назначен командиром корабля, а полетный специалист Роберт Бенкен — командиром по совместным операциям с МКС. Эти экипажные роли уникальны, они распределены только на случай испытательных полетов. Обычно в кораблях со схемой полета, как у Crew Dragon, в состав экипажа входят командир и бортинженеры.

Херли будет отвечать за участок автономного полета Crew Dragon, а Бенкен — контролировать автоматическую стыковку и расстыковку с МКС. Вместе они должны оценить готовность корабля к доставке людей на орбиту. Кроме того, им предстоит проверить в реальных условиях удобство и функциональность новых спасательных скафандров, разработанных SpaceX.

Астронавты NASA Дуглас Херли (слева) и Роберт Бенкен на генеральной репетиции старта в Космическом центре имени Кеннеди во Флориде. 23 мая 2020 года

13 мая астронавтов отправили на двухнедельный предполетный карантин. Из предосторожности их протестировали на вирус SARS-CoV-2 — в NASA опасаются, как бы не занести его на Международную космическую станцию. 27 мая из карантинной зоны в Космическом центре имени Джона Кеннеди их доставит к стартовой площадке белая Tesla Model Х, на которой изображены эмблемы NASA. На первую ступень ракеты-носителя Falcon 9 Block 5 тоже, разумеется, нанесена эмблема агентства — примечательно, что не современная, а та, что использовалась в период с 1975 по 1992 год.

Полет Crew Dragon до космической станции продлится примерно сутки. Экипаж будет контролировать работу систем корабля и сможет лишь немного поспать. 28 мая Crew Dragon в автоматическом режиме должен причалить к стыковочному адаптеру на узловом модуле Harmony («Гармония») американского сегмента МКС. Любой желающий может уже сейчас увидеть этот процесс в браузерном симуляторе стыковки на сайте SpaceX.

Испытания пройдет не только новый корабль, но и новая (для американцев) система автоматической стыковки.

На космической станции Дуглас Херли и Роберт Бенкен присоединятся к основной экспедиции МКС-63 в составе командира Кристофера Кэссиди (США) и бортинженеров Анатолия Иванишина и Ивана Вагнера (Россия). Стыковка должна пройти в автоматическом режиме. Само по себе это не особо примечательно: пилотируемые «Союзы» и грузовые «Прогрессы» (а также европейские грузовые корабли ATV, которые совершили пять полетов в космос) изначально причаливали к станции автоматически. Однако предшественник нового корабля SpaceX, грузовой Dragon, как и его конкурент Cygnus, пристыковывались в ручном режиме с помощью канадского манипулятора Canadarm2, установленного на МКС.

Возможность автоматической стыковки для пилотируемого полета крайне важна. Она позволяет попасть на станцию в случае, если предыдущий экипаж покинул ее из-за аварии или при критическом состоянии здоровья космонавтов (иначе говоря, в случае, когда управлять манипулятором некому). Ручное управление кораблем Crew Dragon, как и на «Союзе», тоже предусмотрено. Роберт Бенкен проверит ручной режим стыковки со станцией во время испытательного полета.

Экипаж нового корабля займется техническим обслуживанием МКС. Как долго продлится миссия, неизвестно.

На космической станции экипаж корабля Crew Dragon проведет от 30 до 119 суток. Окончательное решение о длительности миссии NASA примет только после стыковки. Убедившись, что она прошла штатно и замечаний к герметичности нет, специалисты будут ежедневно оценивать состояние бортовых систем корабля.

Сын Дугласа Херли смотрит на стартовую площадку, с которой в космос отправится его отец. Фото из инстаграма жены Херли, астронавта Карен Найберг.

В карьере Херли и Бенкена до сих пор были только короткие полеты на шаттлах по программе сборки МКС, но они прошли подготовку для работы на станции по научной программе и техническому обслуживанию. Оба астронавта были в Звездном городке, где ознакомились с российским сегментом станции. В рамках миссии Роберт Бенкен, имеющий большой опыт выходов в открытый космос, вместе с Кристофером Кэссиди заменит снаружи станции старые никелево-водородные аккумуляторные батареи на новые литиево-ионные.

Завершив работу на МКС и забрав возвращаемые грузы, Дуглас Херли и Роберт Бенкен вернутся на Землю, приводнившись с помощью парашютов в Атлантическом океане, недалеко от Флориды, где их подберет спасательное судно Go Navigator.

Возвращаемые аппараты Crew Dragon — многоразовые, но по контракту с NASA для доставки людей на станцию их будут использовать лишь однократно. При этом SpaceX разрешено использовать эти же капсулы повторно для грузовых миссий на МКС.

На случай неудачи с испытательным полетом корабля Crew Dragon NASA заключило с Роскосмосом контракт на полет американского астронавта на российском корабле «Союз МС-17» в октябре 2020 года. За этот полет агентство заплатит более 90 миллионов долларов. Также в течение двух с половиной лет NASA дополнительно доставит на Международную космическую станцию 800 килограммов российских грузов.

Первый пилотируемый полет — очевидная победа SpaceX. Компания Илона Маска опередила Boeing в космической гонке.

Знаменитый список «тогда поговорим», касающийся достижений SpaceX, скоро придется снова отредактировать. Пилотируемый космический полет — фантастический результат для частной компании.

Начало успехам SpaceX было положено в 2010 году, когда президент США Барак Обама свернул программу возвращения американцев на Луну «Созвездие», инициированную его предшественником Джорджем Бушем в 2004-м. Для замены шаттлов, признанных недостаточно надежными и чрезмерно дорогими в обслуживании, было решено начать программу по созданию коммерческих пилотируемых кораблей, используя опыт программы «Коммерческих услуг орбитальной транспортировки» по доставке грузов на МКС. Этот процесс курировала Лори Гарвер, первый заместитель руководителя NASA Чарльза Болдена.

В 2011 году была завершена сборка американского сегмента МКС, и шаттлы «Дискавери», «Атлантис» и «Индевор» отправились в музеи. Так начался самый долгий перерыв в самостоятельных полетах американцев в космос. Доставку экипажей на МКС возложили на «Союзы», что позволило «Роскосмосу» заработать хорошие деньги на контрактах с NASA — американское агентство оплачивало полеты своих астронавтов и астронавтов из Канады, Европы и Японии, места которым выделяли по квоте в зависимости от вклада в программу МКС.

Вообще говоря, в американской космической программе (как и в советской или китайской) уже бывали перерывы между пилотируемыми полетами. Среди них как относительно небольшие — два года между «Джемини-12» (1966 год) и «Аполлоном-7» (1968 год), — так и довольно длительные. От запуска «Аполлона» в 1975 году до полета шаттла «Колумбия» 12 апреля 1981-го прошло шесть лет. Нынешний перерыв стал рекордным: на создание замены шаттлам потребовалось около 10 лет.

Первый раунд разработки концепции новых пилотируемых космических кораблей начался в 2010 году, NASA выделило на программу 50 миллионов долларов. Эти деньги поделили компании Blue Origin, Boeing, Paragon Space Development Corporation, Sierra Nevada Corporation и United Launch Alliance. Кстати, примерно в это же время началась работа над российским пилотируемым кораблем нового поколения «Орел».

Второй этап с увеличенным до 270 миллионов долларов финансированием стартовал в 2011 году. Деньги, которые выделило NASA, получили четыре компании: Blue Origin, Boeing, Sierra Nevada Corporation и SpaceX. На следующий год отбор прошли уже только три из них: Boeing, Sierra Nevada Corporation и SpaceX. Им выделили в совокупности 30 миллионов долларов.

В 2014 году были объявлены два победителя, с которыми заключили контракты на создание транспортных систем (ракета, пилотируемый корабль и инфраструктура) по доставке астронавтов на МКС. SpaceX получила от NASA 2,6 миллиарда долларов, а Boeing — 4,2 миллиарда долларов.

На ранних этапах проектирования Crew Dragon довольно сильно отличался от корабля, который стоит сейчас на стартовом столе. Например, в концепцию закладывали посадку без парашюта, когда торможение обеспечивают только двигатели. Однако требования по надежности, выдвинутые NASA, отсекли многие из подобных инноваций и привели проект корабля к более-менее классической схеме.

В марте 2019 года состоялся первый полет Crew Dragon к МКС (испытательная миссия SpaceX Demo-1). Корабль доставил продукты на станцию и вернул нужные грузы на Землю. Вместо астронавтов на борту находился манекен Эллен Рипли в скафандре, названный в честь героини фантастического фильма Ридли Скотта «Чужой» (отметившего в тот год 40-летие выхода на экраны).

С этого момента почти все были уверены, что SpaceX — несомненный фаворит комической гонки с Boeing. Но ситуация изменилась всего за месяц: 21 апреля 2019 года при наземных испытаниях двигателей капсулы Crew Dragon, как раз перед зачетным тестом системы аварийного спасения, произошел взрыв. Boeing начал догонять со своим проектом космического корабля Starliner. 4 ноября был проведен успешный тест его системы аварийного спасения, а 20 декабря стартовала испытательная миссия Boeing Orbital Flight Test — первый полет Starliner к МКС на ракете-носителе Atlas V с российскими двигателями РД-180. Как и в миссии SpaceX Demo-1, астронавтов на борту заменял манекен: это был манекен клепальщицы Роузи, одетый в скафандр производства Boeing.

К сожалению, Роузи не было суждено прибыть на МКС. В системе расчета полетного времени корабля произошел сбой, который привел к перерасходу топлива. Стыковка с МКС была отменена, корабль протестировали в автономном полете на более низкой орбите и 22 декабря он совершил успешную посадку с помощью парашютов и надувных подушек на полигоне Уайт-Сэндз в штате Нью-Мексико. Впоследствии при анализе результатов полета выявили большое количество программных ошибок. NASA решило, что беспилотный запуск Starliner к МКС в обязательном порядке надо повторить за счет компании-разработчика. Boeing сразу же перешел в аутсайдеры гонки со SpaceX. Эта и другие неудачи привели к отставке главного исполнительного директора корпорации Денниса Мюленбурга.

В то же время SpaceX очень быстро продвигалась к первому пилотируемому полету. 19 января 2020-го компания провела зачетный тест системы аварийного спасения экипажа Crew Dragon с летящей ракеты, а 1 мая успешно испытала систему парашютов. Таким образом, все формальные требования для выполнения последнего сертификационного теста — полета на МКС с астронавтами-испытателями — были соблюдены.

Одновременно с проектированием Crew Dragon началась работа над новым российским кораблем. Его первый запуск постоянно переносят.

Для сравнения с результатами американской программы по коммерческой доставке астронавтов на МКС можно привести российскую программу создания четырехместного пилотируемого корабля нового поколения «Орел» (прежнее название — «Федерация»).

Пилотируемый транспортный корабль (ПТК) нового поколения.

Roscosmos Media

Работа над новым российским кораблем началась в 2009 году. Его планировалось отправить в первый автономный испытательный полет в низкоорбитальной модификации в 2017-м — на новой ракете-носителе «Ангара-А5П» с космодрома Восточный. Но задержки одновременно в создании корабля, ракеты и стартового стола привели к переносу первого запуска сначала на 2021 год, а затем на 2022-й — причем уже не с Восточного, а с Байконура, и с помощью новой российской ракеты «Союз-5», а не с помощью «Ангары». Более того, впоследствии запуск снова отложили. По последним планам, «Орел» должен стартовать в 2023 году — и все-таки с космодрома Восточный на ракете «Ангара-А5П».

Сурс https://vk.com/wall-180431204_1512