27 мая вечером по планам должен был состояться первый пилотируемый запуск частного космического корабля SpaceX Crew Dragon с двумя астронавтами на борту. Из-за плохой погоды запуск перенесли на 30 мая, примерно на 22 часа московского времени. Спустя почти сутки на высоте 400 километров над поверхностью планеты корабль пристыкуется к Международной космической станции, а оба члена экипажа приступят к своей продолжительной миссии. Как и четыре сотни людей, побывавших там ранее.
Почему это важно?
Потому что это будет первый запуск американского пилотируемого корабля за почти десять лет.
Последний Спейс-шаттл коснулся земной поверхности 21-го июля 2011-го года. Продлившаяся пару недель миссия STS-135 ознаменовала завершение эпохи многоразового космического челнока. Соединённые штаты остались без собственных средств выведения людей в космос, и все миссии к МКС с тех пор выполнялись только на российских «Союзах».
До этого года.
Программа Коммерческих пилотируемых полётов (Commercial Crew Program) стартовала за год до последнего полёта Спейс-шаттла. NASA принялось искать замену челноку, а в основу программы легла поистине революционная для космонавтики идея: извозом астронавтов должны заняться коммерческие компании. Они построят корабли и будут выполнять функцию космического такси, в то время как NASA проконтролирует процесс проектирования и испытания, а затем будет оплачивать полёты.
В 2014-м году были выбраны два победителя конкурса: компании Boeing и SpaceX. С небольшими задержками, дополнительными испытаниями и доплатой оба участника программы добрались до финального этапа: отправки корабля на станцию.
В марте прошлого года SpaceX провела первый испытательный полёт Crew Dragon. Он был без людей на борту, и прошёл очень успешно. Теперь же Crew Dragon отправляется на орбиту с самым ценным грузом, для которого и был разработан — астронавтами. Миссия получила название Demo-2 — второй демонстрационный полёт.
Здесь важно упомянуть и экономическую составляющую вопроса: после закрытия программы Спейс Шаттл российский оператор запусков постоянно повышал стоимость одного кресла для астронавтов NASA и государств-партнёров. К 2020-му году за одно место в корабле «Союз» NASA было вынуждено платить почти $90 млн, в то время как в 2010-м сумма составляла около $30 млн.
Если рассматривать приблизительные цены в российских государственных пусковых контрактах, получается, что один астронавт NASA оплачивает весь корабль и полную стоимость запуска.
В то же время одно место на корабле SpaceX обойдётся NASA примерно в $55 млн. И каждый цент из этой суммы, оплаченной американскими налогоплательщиками, останется в США.
На канале портала Alpha Centauri выходили большие видеоролики как о SpaceX Crew Dragon, так и о Boeing Starliner. Советуем с ними ознакомиться:
Кто летит?
Роберт «Боб» Бенкен (Robert Louis «Bob» Behnken)
До начала космической карьеры Бенкен служил в военно-воздушных силах и был лётчиком испытателем. Карьера в NASA началась в 2000 году — Бенкен был принят в 18-й набор астронавтов. За плечами Бенкена два полёта в космос, оба на шаттле Endeavour: миссия STS-123 в 2008-м и STS-130 в 2010 году. В ходе каждого полёта Бенкен совершил три выхода в открытый космос. Так что из 29 дней, в сумме проведённых Бенкеном на орбите, больше 37 часов приходится на работу снаружи МКС.
В Demo-2 Бенкен будет командовать этапами полёта, требующими координирования с центром управления полётом МКС: это сближение со станцией, стыковка со станцией, операции во время пребывания на МКС, а также отстыковка от станции.
Дуглас «Даг» Хёрли (Douglas Gerald Hurley)
Как и многие астронавты, Хёрли начинал с военной службы и был лётчиком-испытателем военно-морского флота. Он был принят в отряд астронавтов NASA в 2000 году — одновременно с Бенкеном. С тех пор Хёрли побывал в космосе дважды, проведя на орбите 28 дней: в 2009 году он был пилотом шаттла миссии STS-127, а в 2011-м был пилотом шаттла Atlantis во время полёта STS-135, последнего для программы шаттлов.
В качестве командира корабля Хёрли будет отвечать за процедуры, связанные с запуском и посадкой Crew Dragon.
Всё о графике полёта
[ОБНОВЛЕНО] Запуск был отложен на 30-е мая из-за плохой погоды.
Запуск Demo-2 был запланирован на 27 мая. Переносы, конечно, возможны из-за обнаруженных в последний момент технических проблем или из-за погоды. Погода при этом будет важна не только на самом космодроме, но и в ряде заранее установленных зон вдоль трассы полёта Falcon 9. Это места, куда Crew Dragon приводнится в случае возникновения аварийной ситуации на одном из этапов полёта до выхода на орбиту. Если же запуск не состоится 27-го, следующая попытка может быть предпринята 30 и 31 мая.
Время
Этап запуска
-45:00
Руководитель запуска SpaceX подтверждает готовность к заправке ракеты топливом
-42:00
Отвод рукава для посадки астронавтов
-37:00
Система аварийного спасения Dragon приведена в готовность
-35:00
Начинается заправка ракеты RP-1 (ракетное топливо-1, керосин)
-35:00
Начинается заправка первой ступени ракеты жидким кислородом
-16:00
Начинается заправка второй ступени ракеты жидким кислородом
-07:00
Начинается охлаждение двигателей Falcon 9 перед стартом
-05:00
Dragon переводится на внутреннее питание
-01:00
Бортовой компьютер начинает финальную предстартовую проверку
-01:00
Начинается наддув топливных баков до уровня полётного давления
-00:45
Руководитель запуска SpaceX подтверждает готовность к запуску
-00:03
Отдаётся команда на зажигание двигателей
00:00
Старт Falcon 9
00:58
MaxQ — момент максимального аэродинамического давления на ракету
02:33
Отключение двигателей первой ступени
02:36
Разделение первой и второй ступеней
02:44
Включение двигателя второй ступени
07:15
Включение двигателей первой ступени при возвращении в атмосферу
08:47
Отключение двигателей второй ступени
08:52
Включение двигателей первой ступени для посадки
09:22
Приземление первой ступени на плавучую платформу Of Course I Still Love You
12:00
Отделение Dragon от второй ступени
12:46
Открытие носового конуса Dragon
Crew Dragon проведёт на орбите около 19 часов. Забегая вперёд, сразу скажем, что Crew Dragon тоже может долетать до МКС по короткой схеме, как и «Союз». Но в первом испытательном полёте с людьми на борту торопиться некуда. Crew Dragon ожидает полный «тест-драйв»: будет наблюдаться работа всех систем, в том числе и ручное управление кораблём для маневрирования на орбите. А ещё астронавты успеют узнать, насколько уютен Crew Dragon для сна.
На следующий день Crew Dragon нагонит МКС. Хёрли вновь возьмёт на себя управление кораблём для проведения демонстрационных маневров вблизи станции. Стыковка с узлом IDA-2 модуля «Гармония» планируется около 14:10 UTC и будет проводиться в автономном режиме. Астронавты будут только следить за процессом и смогут вмешаться, если что-то пойдёт не так.
На станции Бенкена и Хёрли встретят члены 63-й длительной экспедиции — Крис Кэссиди (Christopher Cassidy), Анатолий Иванишин и Иван Вагнер. А вот как долго Бенкен и Хёрли будут оставаться со своими товарищами на орбите, ещё не решено. Это может быть срок от одного до четырёх месяцев.
Окончательно продолжительность миссии определят уже во время полёта. Она зависит от нескольких факторов. Во-первых, состояния самого Crew Dragon — все ли системы будут работать как положено. Пусть и второй, но это всё-таки испытательный полёт! Ещё одним фактором будет готовность следующей капсулы Crew Dragon, которая предназначена для первого эксплуатационного полёта, то есть уже «рядовой» рабочей миссии. В NASA хотели бы подержать Demo-2 на орбите как можно дольше, чтобы по возвращению можно было быстро завершить сертификацию корабля и сразу приступить к запуску следующей миссии. Если Demo-2 решат продлить, то Crew Dragon сможет оставаться у станции почти 120 дней.
Ограничение обусловлено ресурсом солнечных панелей корабля, которые испытывают некоторую деградацию на орбите. Это происходит из-за атомарного кислорода на низких орбитах, который образуется при распаде молекул кислорода О2 под воздействием ультрафиолетового излучения. Атомарный кислород более активен химически и взаимодействует с внешними элементами космических аппаратов, приводя к их постепенному окислению и ухудшению характеристик. Это известная проблема и решаемая: например, солнечные панели МКС защищены специальным покрытием из диоксида кремния. Можете, кстати, не переживать: следующие «Драконы» рассчитаны на стандартные 210 дней на орбите, так что не уступают «Союзам».
Falcon 9 и Crew Dragon
Crew Dragon — многоразовый орбитальный пилотируемый корабль, разработанный SpaceX. Crew Dragon представляет собой новое поколение кораблей Dragon. Хотя в целом он визуально очень похож на привычную нам старую грузовую версию, инженерам пришлось немало потрудиться, чтобы переработать проект корабля под пилотируемые полёты.
Сразу отметим, что для миссий NASA будут запускаться только новые корабли. Вероятно, SpaceX будут использовать их повторно для других заказчиков, например, для туристических полётов на орбиту.
Герметичная капсула Crew Dragon может вмещать до семи человек (но в полётах для NASA будет летать максимум четыре). Внутри капсулы всё выглядит довольно минималистично, а привычная приборная панель с кучей кнопок и тумблеров заменена сенсорными дисплеями. Можно спорить, какой дизайн надёжнее, но по словам астронавтов к работе с дисплеем просто нужно привыкнуть. Полёт Crew Dragon может проходить полностью в автономном режиме. Это включает, конечно, и стыковку со станцией.
Нижняя часть капсулы выделена под служебный отсек: здесь находится авионика, система жизнеобеспечения, а также двигатели Draco для маневрирования на орбите.
Служебный отсек также включает в себя восемь двигателей SuperDraco, которые используются в качестве системы аварийного спасения. SuperDraco привлекли к себе особенное внимание в 2019 году, когда огневые испытания Crew Dragon закончились взрывом и потерей капсулы. Но SpaceX провели работу над ошибками и успели показать надёжность системы в последующих полётных испытаниях.
Стыковочный порт Crew Dragon спрятан под носовым конусом сверху капсулы, который открывается вскоре после выхода на орбиту. Этот носовой конус также скрывает под собой маневровые движки Draco и навигационные датчики.
Возвращается капсула не на землю, как «Союзы» или Starliner, а садится на воду. Чтобы убедиться в надёжности парашютной системы, SpaceX провели больше 100 испытаний, самые последние из которых состоялись этой весной.
Хвостовая часть капсулы соединена с негерметичным грузовым отсеком. Как и старый грузовой Dragon, Crew Dragon может брать с собой объёмные грузы, предназначенные для размещения снаружи МКС. Но грузовой отсек также представляет самое большое визуальное отличие Crew Dragon от Dragon прошлого поколения. «Крыльев» из солнечных батарей у Crew Dragon нет — солнечные панели и радиаторы для терморегуляции встроены в грузовой отсек.
Многоразовому кораблю — многоразовая ракета. Falcon 9 — двухступенчатая ракета, полностью разработанная SpaceX. На её счету уже 84 успешных запуска, что делает её самой активной из ныне использующихся американских ракет.
- В качестве горючего используется ракетное топливо-1 (RP-1, керосин) и жидкий кислород в качестве окислителя. Эти компоненты закачиваются сверхохлаждёнными, поскольку тогда они имеют большую плотность, и позволяют вместить в один и тот же объем большую массу топлива. На низкую околоземную орбиту Falcon 9 может выводить до 22800 кг полезной нагрузки, а на геопереходную — до 8300 кг.
- Первая ступень оснащена 9 двигателями Merlin, разработанными SpaceX (по количеству двигателей и название ракеты — Falcon 9). Каждый из них обеспечивает до 914 кН тяги в вакууме. Двигатели расположены так называемой октасеткой — 8 по кругу и 1 в центре. В таком расположении они позволяют поддержать миссию даже при отказе одного или двух двигателей. Такая способность из всех ракет есть только у Falcon 9. К тому же, двигатели Merlin способны регулировать тягу, что играет важную роль при посадке первой ступени.
- В этой миссии используется первая ступень версии Block 5, финальной модификации Falcon 9. Ступень имеет номер B1058.1 и запускается впервые — все пилотируемые запуски для NASA проходят на новых ступенях. Возвращение ступени планируется на автономную баржу Of Course I Still Love You, которая находится примерно в 500 километрах от берега.
- Со второй ступенью первую соединяет композитная структура, которая содержит механизм разделения ступеней. После отделения на высоте около 80 км, первая ступень начинает свой путь назад, а вторая — продолжает основную миссию. Вторая ступень имеет один двигатель Merlin. Оптимизированный для работы в вакууме, он обеспечивает до 934 кН тяги и отрабатывает около 6 минут полёта, после чего полезная нагрузка — в данном случае корабль — отделяется и выводится на нужную орбиту.
Возвращение старого лого NASA
В этот раз на первую ступень нанесены два логотипа NASA: не только привычная нам синяя «тефтелька», а ещё и лаконичный футуристичный логотип, который американцы ласково называют «червяком». Они же красуются рядом на автомобилях Тесла, которые доставляют астронавтов на стартовую площадку, и даже на самих полётных скафандрах.
Вы могли привыкнуть к «червяку» на футболках, кепках и прочем мерче, который выезжает за счёт популярности NASA. Но у целого поколения американцев этот логотип вызывает ностальгические чувства, поскольку использовался с 1972 по 1992 год и прочно ассоциируется с программой космических шаттлов, которая была символом захватывающей новой эры космонавтики и космических исследований.
Глава NASA Джим Брайденстайн решил вернуть «червяка». Решение несколько спорное — одновременное использование двух логотипов может выглядеть странно. Но знаковые красные буквы намекают, что космические полёты снова становятся увлекательными.
Захват флага
На Международной космический станции уже десятый год хранится один особенный американский флаг. Всякой национальной символики на станции хватает, но этот флаг — не просто выражение патриотизма или фон для видеоконференций. Этот флаг был на борту шаттла Columbia во время самого первого полёта программы в 1981 году, и он же был доставлен на МКС последней миссией шаттла в 2011 году. Астронавты, среди которых был и Дуглас Хёрли, тогда ещё не могли знать, на сколько растянется перерыв в полётах на американских космических кораблях. Флаг оставили на МКС с условием: забрать его может только экипаж, стартовавший из США.
Тогда же SpaceX — в то время молодая компания c парой запусков за плечами — незамедлительно приняла вызов:
SpaceX commencing flag capturing sequence…
— SpaceX (@SpaceX) July 15, 2011
В 2011-м было сложно представить, что в этой гонке за флагом победит не устоявшийся гигант отрасли, а новый игрок с небольшим на тот момент опытом. Но SpaceX вновь доказали, что их нельзя недооценивать.
Что будет дальше
Если полёт Demo-2 пройдёт успешно, то следующим этапом для SpaceX и NASA будет завершение сертификации корабля. После этого Crew Dragon будет введён в эксплуатацию и возьмётся за регулярную доставку астронавтов на МКС, начиная с миссии Crew-1, которая пока планируется на осень.
Американские астронавты продолжат летать и на «Союзе», а российские космонавты — начнут летать на Crew Dragon. Это будет происходить на бартерной основе, так что платить друг другу за места на кораблях стороны не будут.
SpaceX сможет обратиться к по-настоящему коммерческим пилотируемым полётам для частных заказчиков.
Так что дальше всё будет только интереснее!
Медиа
Где смотреть?
- Alpha Centauri:
- NASA TV: YouTube, расписание транслируемых программ
- SpaceX: ссылка будет опубликована перед запуском
Где узнать больше о миссии?
Фото и видеоматериалы
- NASA: архив видео и фото, альбом Flickr раз и два
- Более подробный список ссылок на материалы NASA для прессы
- SpaceX: Flickr
Автор: Ирина Ларина, Alpha Centauri.
