EVERYDAY ASTRONAUT | DRAGON 2 DM-2: ПЕРВАЯ ПИЛОТИРУЕМАЯ КОСМИЧЕСКАЯ МИССИЯ SPACEX
Это адаптированный гугло-перевод статьи Тима Додда (Everyday Astrounavt) к первому пилотируемому запуску Crew Dragon. Размещен для лучшего представления, что и как пишут о запуске в американской космотусовке. В русской сети встречаются "авторские" тексты без указания первоисточника:) Рекомендую читать оригиналы авторских материалов, а не пересказы.
ЧТО ВСЕ ЭТО ЗНАЧИТ?
Корабль Dragon 2, также известный как Crew Dragon, является первым частным пилотируемым космическим кораблем, который сможет доставить астронавтов на околоземную орбиту. После успеха Demonstration Mission 1 (DM-1) и тестовых миссий In-Flight Abort test Space Exploration Technologies (SpaceX) готовится к миссии DM-2, запланированной на 27 мая 2020 года. Астронавты НАСА Дуглас Дж. Херли и Роберт Л. Бенкен отправятся на Международную космическую станцию (МКС) на новой ракете-носители Falcon 9 (B1058.1) в космическом корабле Crew Dragon (C206). Космический корабль и ракета находятся на космодроме и проходят финальные испытания перед стартом.
ВРЕМЯ СТАРТА (ВОЗМОЖНЫ ИЗМЕНЕНИЯ)
27 мая 2020 года 20:33:31 UTC | 16:33:31 EDT
НАЗВАНИЕ МИССИИ И ЧТО ЭТО?
Демонстрационная миссия SpaceX 2 (DM-2), первая пилотируемая
LAUNCH PROVIDER (КАКАЯ РАКЕТНАЯ КОМПАНИЯ ЗАПУСКАЕТ?)
SpaceX
КЛИЕНТ (КТО ПЛАТИТ ЗА ЭТО?)
НАСА
РАКЕТА-НОСИТЕЛЬ
Falcon 9 (Block 5). Серийный номер B1058.1
МЕСТО ЗАПУСКА
Launch Complex-39A (LC-39A) в космическом центре им. Кеннеди, Флорида
МАССА ПОЛЕЗНОГО ГРУЗА
12 055 кг (26 577 фунтов)
КУДА ЛЕТИТ КОСМИЧЕСКИЙ КОРАБЛЬ?
Стыковка с Международной космической станцией (МКС) на околоземной орбите
БУДУТ ЛИ ОНИ ПЫТАТЬСЯ ВОЗВРАТИТЬ ПЕРВУЮ СТУПЕНЬ?
Да
ГДЕ ПРИЗЕМЛИТСЯ ПЕРВАЯ СТУПЕНЬ?
В 510 км от места старта в океане на корабль-дрон Of Course I Still Love You (OCISLY)
БУДУТ ЛИ ОНИ ПЫТАТЬСЯ ВОЗВРАТИТЬ ОБТЕКАТЕЛЬ?
Нет, обтекателей в этой миссии нет
ЭТО БУДЕТ:
— Первый пилотируемый полет с территории США с 8 июля 2011 г
— Первая пилотируемая миссия космического корабля SpaceX's Dragon 2
— 85-й запуск Falcon 9
— 52-я посадка первой ступени
— 8-я миссия SpaceX в 2020 году
ГДЕ СМОТРЕТЬ
— SpaceX официальный стрим
— Официальный стрим НАСА ТВ
— Тим Додд, Everyday Astronaut, будет в прямом эфире, начиная примерно с 60 минут до старта! Команды Everyday Astronaut и NASA настоятельно призывают и просят всех оставаться дома и соблюдать все местные, региональные и федеральные правила.
Пожалуйста, наслаждайтесь миссией с нами из дома!
Графика Джеффа Барретта, Ракета Stanley Creative
КТО ЭТИ АСТРОНАВТЫ?
DOUGLAS G. HURLEY
Даг Херли — американский летчик-испытатель и астронавт НАСА. Он будет командиром миссии «Demo-2». Отвечает за общий успех миссии. Поскольку Dragon 2 полностью автономен, роль командира не имеет столько обязанностей, как в эпоху Space Shuttle. Астронавты воспользуются ручным управлением только в случае чрезвычайной ситуации. В штатном режиме их космический корабль автоматически состыкуется со станцией.
Demo-2 станет третьим полетом Херли в космос и первым после выхода в отставку Space Shuttle. Он был пилотом на STS-127, а второй раз летал пилотом на STS-135, последнем в истории программы Shuttle. Он был в экипаже последнего американского пилотируемого запуска, в далеком 2011 году, и теперь будет в первой миссии по возвращению американцев в космос с помощью американских космических кораблей. Херли провел в космосе 28 дней, 11 часов и 12 минут и не имеет выходов в открытый космос (EVA).
Даг Херли (вверху) и Боб Бенкен (внизу) Фотографии предоставлены НАСА
ROBERT (BOB) L. BEHNKEN
Боб Бенкен — инженер-испытатель и астронавт НАСА. Он будет пилотом в этом полете. Поможет командиру Херли с навигацией в маловероятном случае чрезвычайной ситуации. Был командиром отряда астронавтов НАСА с 2012 по 2015 год и вернулся к активной летной деятельности. Женился на другом астронавте НАСА — К. Меган Макартур, которая теперь служит заместителем командира отряда астронавтов.
Первый полет в космос Бенкен совершил на борту корабля Space Shuttle STS-123 в качестве специалиста. Его второй космический полет был на STS-130, также в качестве специалиста. Провел в космосе 29 дней, 12 часов и 17 минут. Выполнил шесть выходов в открытый космос, пока Shuttle был на МКС. Совершил три выхода в открытый космос на STS-123 и еще три на STS-130. Провел примерно 37,5 часов за пределами станции.
ЧТО ТАКОЕ FALCON 9 BLOCK 5?
Ракета-носитель SpaceX Falcon 9 впервые стартовала в 2010 году. С тех пор Falcon 9 летал, в общей сложности, 85 раз. 82 из этих запусков были полностью успешными, один частично успешный (CRS-1), одна наземная авария (AMOS-6) и одна авария в полете (CRS-7). DM-2 станет 86-м полетом ракеты-носителя. За прошедшие годы ракета прошла через несколько модернизаций, не считая Falcon Heavy. Текущей версией является Falcon 9 Block 5, выпущенный в 2018 году и являющийся сегодня основной версией в эксплуатации SpaceX.
Block 5 является последней модернизацией Falcon 9 и сертифицирован для запусков людей в космос. Задача создания Block 5 состояла в том, чтобы использовать весь свой опыт, которые SpaceX получила, при создании ракете многоразового использования, способной отправить Crew Dragon с людьми на орбиту.
ИЗМЕНЕНИЯ ДЛЯ ПИЛОТИРУЕМЫХ ПОЛЕТОВ
Первое требование, которое НАСА установило для сертификации Falcon 9, заключалось в том, чтобы «заморозить» конструкцию. До Block 5, по словам представителя SpaceX, не было двух одинаковых Falcon 9. Из-за этих постоянных улучшений NASA требовало, чтобы SpaceX выполнил семь миссий подряд без изменений конструкции ракеты-носителя.
Второе существенное изменение потребовало изменение конструкции резервуара высокого давления из углепластика (COPV). Именно COPV на верхней ступени ракеты вызвал две предыдущие аварии Falcon 9 (AMOS-6 и CRS-7).
ЭТАПЫ МНОГОРАЗОВОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
Также было сделано много доработок Block 5, связанных с лучшей возможностью повторного использования, которые не были критически важны для оценки пилотируемых полетов. SpaceX усилил посадочные опоры, модернизировал решетчатые рули, добавил межступенчатый переходный отсек из углепластика, использовал термостойкую внешнюю краску и модернизировал двигатели. Для получения дополнительной информации об изменениях в Block 5 и других блоках Falcon 9, посмотрите это видео от Everyday Astronaut:
Тим Додд, «Астронавт на каждый день», рассказывает о всех версиях ракеты Falcon 9, начиная с версии 1.0 до Block 5. (перейти к видео)
DRAGON 2 НА FALCON 9 В МИССИИ DM-2
Первая ступень, используемая в этой миссии — B1058.1. Она была испытана на полигоне SpaceX в Макгрегоре, штат Техас, 19 августа 2019 года, а затем отправлена в Космический центр Кеннеди (KSC). В течение следующих нескольких месяцев Falcon 9 и Dragon 2 находились в сборочном знании KSC Launch Complex-39A (LC-39A).
АМЕРИКАНСКИЕ ПИЛОТИРУЕМЫЕ ПОЛЕТЫ
Со времени запуска последнего космического корабля Space Shuttle "Atlantis", запущенного 8 июля 2011 года, в Соединенных Штатах не было своего космического пилотируемого корабля. В 2010 году, перед последним полетом Shuttle, НАСА создало программу Commercial Crew Program (CCP), чтобы построить новый пилотируемый корабль. Целью этой программы является создание безопасного, надежного и экономически эффективного способа пилотируемых запусков с территории США на низкую околоземную орбиту (LEO).
Dragon 2 стал одним из двух победителей в конкурсе. НАСА выбрало двух коммерческих партнеров, SpaceX и Boeing, для строительства двух типов пилотируемых кораблей для полетов на МКС. Они должны обеспечить гарантированный доступ в космос, поэтому обеим компаниям пришлось разрабатывать космические корабли, которые стартуют на разных ракетах.
JIM BRIDENSTINE И CCP
Говоря о программе CСP 14 февраля 2019 года администратор НАСА Джим Бриденстайн заявил, что НАСА хочет «стать одним из многих клиентов на коммерческом пусковом рынке». Затем он объяснил, что НАСА будет использовать прецедент, созданный в программе ССР, для возвращения на Луну. Модель контрактов с фиксированной ценой, используемая в CCP, также будет использована для программы Artemis human lander system (HLS). Он предполагает, что клиентами будут не только другие страны, но и частный космический туризм.
Crew Dragon С206 соединен с Falcon 9, Block 5 1058 перед статическим прожигом двигателей на стартовой площадке. Первые ступени слева направо: B1051, B1059, B1058 и B1060. (Предоставлено: SpaceX)
«ЧЕРВЬ» ВЕРНУЛСЯ
В честь возвращения запусков в космос американских астронавтов на американских ракетах с американской земли НАСА и SpaceX решили вернуть старый логотип. Нанесли логотип «червя» на первую ступень, и, вероятно, он появятся на второй ступени и/или на Crew Dragon. Но НАСА заявило, что «агентство все еще выбирает, как и где будет использоваться логотип».
В 1970-х, после того, как синий логотип «фрикадельки» стал слишком трудным для печати, НАСА создала современный и простой логотип, разработав дизайн «червя», чтобы заменить «фрикадельки». Название логотипа является неофициальным и дано из-за внешнего вида логотипа. Этот логотип использовался в большинстве миссий НАСА, начиная с 1975 года, на протяжении всей эпохи Space Shuttle до конца столетия.
Логотип «червя» на первой ступени Falcon 9 в здании горизонтальной интеграции SpaceX. (Источник: SpaceX)
ПРОФИЛЬ МИССИИ ДЛЯ FALCON 9 & DRAGON 2
Вы можете задаться вопросом, почему SpaceX приземляется на морскую платформу, несмотря на то, что Crew Dragon такая легкая нагрузка? Ответ прост: это необходимо для безопасности экипажа и возможности аварийного прерывания полета на любом участке выведения.
Чтобы обеспечить эти условия, SpaceX должен выводить Dragon 2 на орбиту по более плавному и длительному профилю полета, чем при выполнении грузового задания. Это означает, что у Falcon не остается запаса топлива, чтобы вернуться в зону приземления мыса Канаверал 1 (LZ-1). Ниже приведено сравнение профиля полета по возвращению на стартовую площадку (RTLS) при грузовых миссиях снабжению (CRS) МКС и миссии пилотируемого корабля CCP при посадке на морскую платформу (ASDS).
CRS (справа) и CCP (слева). (Источник: спасибо Деклану Мерфи на flightclub.io)
FALCON 9 ПЕРВАЯ СТУПЕНЬ
Первая ступень будет работать в течение примерно двух минут и 35 секунд перед тем, как отключиться и отделиться от второй ступени, на которой находится Crew Dragon. После этого первая ступень выполнит разворот и торможение, повторное включение перед входом в атмосферу, и последнее включение двигателей при приземлении на морскую платформу ASDS от SpaceX Of Course I Still Love You (OCISLY). SpaceX ожидает, что первая ступень совершит мягкую посадку примерно через девять минут и 52 секунды после старта. Во время выведения — при условии, что нет аварийного прерывания — Dragon 2 будет испытывать перегрузки не выше 3G (29,4 м/с/с).
FALCON 9 ВТОРАЯ СТУПЕНЬ
Вакуумный двигатель Merlin 1-D на второй ступени Falcon 9 будет работать приблизительно шесть минут и 17 секунд, выводя Dragon 2 на LEO. Dragon 2 отделится от второй ступени примерно через 11 минут после старта. Носовая крышка стыковочного узла откроется через 60 секунд. После выполнения серии орбитальных маневров, Dragon 2 состыкуется с МКС примерно через 19 часов после запуска. НАСА ТВ предоставит прямую трансляцию этого события.
Crew Dragon пристыковывается к МКС на DM-1. (Источник: НАСА)
Изначально планировалось, что космический корабль Dragon 2 останется на станции в течение 8 дней, но теперь продолжительность миссии увеличена до трех месяцев (с верхним пределом до 110 дней). После отстыковки Dragon удалится от станции, произведет разделение отсеков, а затем выполнит сход с орбиты примерно через пять часов после расстыковки. Планируется приводнения Dragon в Атлантическом океане. НАСА ТВ будет освещать эти события. А Go Searcher, Go Navigator и другие корабли флота SpaceX у восточного побережья подберут Dragon после приводнения.
Crew Dragon на палубе корабля после приводнения. (Источник: НАСА)
ЧТО НОВОГО В DRAGON 2 С МОМЕНТА ПОСЛЕДНЕГО ЗАПУСКА?
Со времени первого запуска Dragon 2 в миссии SpaceX DM-1 в него было внесено несколько изменений. Мы рассмотрим эти изменения ниже и объясним, как они сделали космический корабль более безопасным. Задержки, вызванные этими изменениями, стоили того, так как этот космический корабль стал лучше, чем тот, который летал в марте 2019 года.
ДИСКИ SUPERDRACO BURST
20 апреля 2019 года SpaceX столкнулась с аномалию Dragon 2 на испытательном стенде, которая уничтожила космический корабль DM-1 (C201). При выполнении тестирования экстремальной вибрации и избыточного давления в топливной системе корабля во время включения двигателей аварийного спасения SuperDraco. Испытания проводились перед следующей миссией космического корабля DM-1 — испытания на аварийное прерывание полета.
Изучив данные, SpaceX пришел к выводу, что сбой произошел в двигателях аварийного спасения SuperDraco Dragon 2. Перед подключением системы наддува через гелиевый обратный клапан просочилась порция тетроксида азота. Во время резкого повышения давления, известного как «гидравлический удар», эта «пробка» прошла обратно через обратный клапан. В богатой окислителем среде титановые компоненты клапана загорелись, что привело к взрыву. Из-за сбоя SpaceX пришлось заменить многоразовый титановый клапан на разрывную мембрану и добавить защитные створки на двигатели прерывания.
Crew Dragon запускает 8 двигателей SuperDraco во время прерывания полета. (Источник: SpaceX)
ПАРАШЮТЫ MARK 3
Еще одно большое изменение в Dragon 2 — парашюты. Парашюты Mark 2 безупречно сработали на беспилотной миссии DM-1 SpaceX в марте 2019 года. Однако, 11 октября 2019 года, во время презентации Dragon 2, Джим Бриденстайн и Илон Маск объявили, что SpaceX переделывает систему парашютов.
Изучив данные DM-1 после полета, SpaceX обнаружила, что элементы парашютов испытали большие нагрузки, чем предсказывали модели. Интересно, что это была не их вина. Начиная с эры «Аполлона», НАСА использовало старые модели для моделирования действующих сил на парашютные стропы. Только после того, как SpaceX оснастила Dragon 2 дополнительными датчиками для парашютного механизма, выявилась неадекватность моделирования действующих сил.
Это заставило SpaceX и Boeing усилить стропы. Их объем и вес увеличились, а парашютам потребовалось увеличение площади купола. В результате парашюты больше не помещались в штатном отсеке. Чтобырешить эту проблему, SpaceX сменило материал строп на zylon, что позволило им преодолеть ограничения. Были сделаны парашюты Mark 3.
4-МЕСТНЫЙ CREW DRAGON
Последним изменением в Crew Dragon стало удаление сидений во втором ряду после того, как НАСА не понравились данные перегрузок во время миссии DM-1. НАСА считает, что перегрузки, приложенные к астронавтам, слишком велики, и SpaceX убрал места в нижнем ряду и изменил положение сидений первого ряда. Эта новая конфигурация сокращает экипаж с семи астронавтов до четырех.
Чтобы узнать больше о SpaceX Dragon 2 и Boeing CST-100 Starliner, посмотрите видео от Everyday Astronaut.
ХРОНОМЕТРАЖ МИССИИ
ПОДГОТОВКА И ЗАПУСК
Час/Мин/Сек Событие
00:45:00 SpaceX Launch Director проверяет подготовку к загрузке топлива
00:42:00 Убирается коридор доступа экипажа к кораблю
00:37:00 Активируется Система спасения запуска Dragon
00:35:00 Начинается закачка керосина RP-1
00:35:00 Начинается закачка кислорода LOX в 1-ю ступень
00:16:00 Начинается закачка кислорода LOX во 2-ю ступень
00:07:00 Falcon 9 запускает охлаждение двигателей перед запуском
00:05:00 Dragon переходит во внутреннее питание
00:01:00 Бортовой компьютер начинает последние проверки перед запуском
00:01:00 Начинается повышение давления в топливных баках до полетного давления
00:00:45 SpaceX Launch Director проверяет готовность к запуску
00:00:03 Система управления двигателями подает команду на запуск пусковой последовательности включения двигателей
- 00:00:00 Falcon 9 стартует
ВЫВЕДЕНИЕ DRAGON 2 НА ОРБИТУ
Час/Мин/Сек СобытиеВИДЕО МИССИИ
00:00:58 Max Q (момент максимального аэродинамического сопротивления)
00:02:30 Отключение двигателей 1-й ступени (MECO)
00:02:34 Разделение 1- й и 2-й ступеней
00:02:36 Запуск двигателя 2-й ступени
00:07:12 1-я ступень осуществляет разворот и торможение (ENTRY BURN)
00:08:43 Остановка двигателя 2-й ступени (SECO-1)
00:08:45 1-я ступень тормозит при входе в атмосферу (LANDING BURN)
00:09:09 1-я ступень осуществляет посадку
00:12:02 Crew Dragon отделяется от 2-й ступени
00:12:48 Начинается свободный полет корабля Dragon на орбите
КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ПОГОДЫ
Есть несколько погодных критериев, которые должны быть «в норме» для запуска Falcon 9 с Crew Dragon. Во-первых, это местная погода вокруг мыса Канаверал и к северу на 370 км. Кроме того, у восточного побережья Северной Америки и у побережья Ирландии имеется 50 мест для возможных районов аварийной посадки.
Плохая погода в зонах аварийной посадки может вызвать перенос запуска. Метеорологическая обстановка контролируется 45th Space Wing Weather Squadron совместно с отделом Department of Defense Human Space Flight Support (HSFS) Министерства обороны США. Переносы из-за погоды в зоне аварийной посадки случались, время от времени, во время полетов Space Shuttle.
Для получения информации о погоде в день запуска см. Ежедневный прогноз, выпущенный метеорологической службой 45-й эскадрильи ВВС.
DM-2 LIVESTREAM С EVERYDAY ASTROUNAVT
Тим Додд, Everyday Astrounavt, будет транслировать этот запуск, начиная примерно с 60 минут до старта. Подключайся, задавай вопросы и присоединяйся к разговору в прямом эфире!
Если вы хотите узнать, когда планируются запуски, просмотрите страницу Prelaunch Previews. Наконец, сайт SpaceX Fleet отслеживает корабли SpaceX на море!
Первоисточник:
