05.11.2019

Dragon компании spacex. SpaceX впервые в истории повторно отправила в космос космический грузовик Dragon. Манипулятор МКС Canadarm2 захватил КК Dragon



Либо Илону Маску на самом деле не терпится побыстрее попасть на Марс, либо его инженерам удается создавать необходимые технологии намного быстрее, чем ожидалось. В любом случае, компания SpaceX 27 апреля объявила о своих планах запустить беспилотный космический корабль Red Dragon ("Красный дракон") к Красной планете в 2018 году, на четыре года раньше, чем предполагалось.


На сегодняшний день NASA уже разработало беспилотные марсоходы, которые могут собирать образцы с поверхности Марса для их проверки на наличие признаков жизни. Если эти образцы доставить на Землю, где их смогут изучить в оборудованных на последнему слову техники лабораториях, то этот поиск может стать более плодотворным. NASA готовится отправить еще один марсоход на Марс в ближайшие 5 лет. Он будет собирать образцы горных пород и грунта, но у космического агентства пока нет четких планов, каким образом их можно вернуть на Землю.


Стоит вспомнить компанию SpaceX и ее беспилотный корабль Dragon capsule, который вошел в историю в 2012 году, как первый коммерческий космический корабль для перевозки грузов на МКС, а также со станции на Землю. SpaceX в данный момент разрабатывает модификацию космического корабля Dragon в качестве беспилотного спускаемого аппарата на поверхность Марса. В прошлом году эта идея вызвала интерес у исследователей NASA.

Согласно предложению NASA, спускаемый аппарат Red Dragon будет доставлен к Марсу разрабатываемой сейчас компанией SpaceX ракетой Falcon Heavy. Запуск первоначально намечался на 2022 год. В ходе этой миссии образцы, собранные марсоходом, должны будут быть доставлены обратно на Землю для изучения.


Поскольку Falcon Heavy уже близок к завершению, а в этом году планируется пробный запуск, SpaceX анонсировал планы по отправке Red Dragon в космос в течение нескольких лет. Более подробно о космическом корабле, предназначенном для полетов на Марс, глава компании SpaceX планирует рассказать в конце сентября 2016 года на Международной конференции по астронавтике.

Пока еще не ясно, как это вписывается в график НАСА, которое планирует собрать образцы горных пород, но Илон Маск уже сделал громкое заявление, что Red Dragon заложит основу для возможной колонизации Марса.

Маск также добавил в своем аккаунте Twitter, что его компания SpaceX планирует разработать корабль Dragon 2, который сможет совершать посадки "в любом месте Солнечной системы", а миссия Red Dragon на Марс является только первым испытательным полетом. При этом канадско-американский предприниматель также сообщил, что у текущей версии "Дракона" кабина для пилотов по объему примерно равна внедорожнику, что будет неудобно для длительных пилотируемых полетов.


Заявления Маска не беспочвенны - уже сейчас SpaceX работает над пилотируемой версией Dragon. Первые пилотируемые испытательные полеты должны начаться в течение двух-трех лет, и Маск публично заявил, что примерно в 2025 году будет открыта эра пассажирских полётов на Марс.

Недавно все мировые СМИ сообщили, что . Возможно, и полёты на Марс в недалёком будущем станут реальностью.

Dragon - частный транспортный космический корабль компании SpaceX, разработанный по заказу NASA в рамках программы Commercial Orbital Transportation Services, который должен прийти на замену космическим шаттлам и избавить США от зависимости от российских носителей, в частности, «Союза». На текущий момент Dragon является единственным в мире аппаратом, способным возвращаться из космоса на Землю. Пилотируемые полеты запланированы уже на 2018 год. Предполагается, что для корабля Dragon будет создана уникальная система аварийного спасения (САС), размещающаяся не на мачте над космическим кораблем, а в самом корабле. По заявлению главы и генерального конструктора SpaceX Илона Маска, двигатели САС, возможно, будут использованы при посадке космического корабля на сушу.

Первая пассажирская команда SpaceX собрана, дата полета - назначена, и теперь настало время подготовить ее к путешествию в космос. В понедельник президент SpaceX Гвинн Шотвелл показала первым четырем астронавтам NASA, которые поедут в космос на новеньком пассажирском космическом аппарате компании, сам , построенный для программы коммерческих пилотируемых полетов NASA. Также компания рассказала, какие инструменты будут использовать астронавты для подготовки к этим полетам.

ТАСС-ДОСЬЕ. 14 августа 2017 г. американская компания SpaceX осуществила запуск из Космического центра им. Джона Кеннеди (штат Флорида) ракеты-носителя Falcon 9. На орбиту выведен корабль Dragon с 12-ой рабочей миссией на Международную космическую станцию (МКС). На борту корабля находится 2,91 т различных грузов.

Dragon - американский частный космический корабль многоразового использования. В настоящее время эксплуатируется грузовая версия корабля, которая используется для снабжения МКС.

История проекта

Разработчик и изготовитель Dragon - компания SpaceX (Space Exploration Technologies, Хоторн, шт. Калифорния), которая основана в 2002 г. канадско-американским инженером, миллиардером Илоном Маском.

С самого начала проект подразумевал создание корабля для доставки экипажей на околоземную орбиту и возвращения их на Землю. 2 июня 2005 г. SpaceX объявила о подписании соглашения с Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства США (NASA) о разработке корабля для пилотируемых полетов. Для отработки технологий была создана грузовая версия Dragon.

В августе 2006 г. компания была выбрана NASA для демонстрационных полетов на МКС по доставке и возвращению грузов. Согласно договоренности, SpaceX должна была осуществить три запуска Dragon с помощью своей ракеты- носителя Falcon 9 (планировались на 2008-2009 гг.). А в декабре 2008 г. NASA подписало с компанией контракт на 12 полетов Dragon с грузами для МКС на сумму $1,6 млрд США (в случае заказа дополнительных полетов предусматривалось увеличение общей суммы контракта до $3,1 млрд). Впоследствии была достигнута договоренность об увеличении полетов с 12 до 20.

30 мая 2014 г. компания представила пилотируемую версию корабля Dragon v2 (другое название: Crew Dragon). Первый демонстрационный беспилотный полет Dragon v2 запланирован на ноябрь 2017 г., с экипажем на борту - на май 2018 г.). В сентябре того же года между НАСА и SpaceX был заключен контракт стоимостью $2,6 млрд для завершения разработки Dragon v2 и его сертификации для полетов на МКС. А в ноябре и декабре 2015 г. были подписаны контракты на полет к МКС двух пилотируемых кораблей.

27 апреля 2016 г. SpaceX объявила, что планирует отправить на Марс беспилотный космический корабль Red Dragon. Запуск запланирован на 2020 г. (ранее рассматривался 2018 г.) и будет осуществлен новой ракетой Falcon Heavy.

Кроме того, Dragon может использоваться для автономных полетов как научная лаборатория - в версии DragonLab.

Характеристики

Dragon представляет собой корабль-капсулу. Конструктивно состоит из трех основных элементов: носовой части (отделяется при выводе на орбиту), герметичного модуля объемом 11 куб. м (возвращаемая часть) и негерметичного грузового отсека 14 куб. м (отделяется при возвращении на Землю перед входом в атмосферу). Снаружи негерметичного отсека размещены солнечные батареи (мощность - 1,5-2 киловатт).

Возвращаемый модуль предназначен для грузов, требующих герметичной перевозки (в версии Dragon v2 - для членов экипажа), в нем также располагается служебный отсек с системой управления, топливными баками, двигательной установкой. 18 двигателей Draco разработки SpaceX работают на монометилгидразине и азотном тетраоксиде.

Стыковка с МКС осуществляется путем захвата корабля манипулятором Canadarm2 ("Канадарм2"), которым управляют члены экипажа станции. Возвращение на Землю осуществляется в ходе управляемого спуска с парашютом в воды Тихого океана.

Максимальная высота корабля - 7,2 м, максимальный диаметр - 3,7 м, масса (без топлива) - 4,2 т, продолжительность работы на орбите - до двух лет. Он может доставлять на орбиту грузы общим весом до 6 т и объемом до 25 куб. м, возвращать на Землю - до 3 т (11 куб. м).

Запуски и инциденты

Запуски корабля Dragon проводятся ракетой Falcon 9 из Космического центра им. Джона Кеннеди (расположен на острове Мерритт северо-западнее мыса Канаверал). Ранее использовалась площадка базы ВВС США на мысе Канаверал, но она была разрушена из-за взрыва ракеты 1 сентября 2016 г.

Первый, тестовый, полет корабля состоялся 8 декабря 2010 г. В ходе второго испытательного полета, 22-31 мая 2012 г., Dragon впервые пристыковался к МКС (находился в ее составе с 25 по 31 мая). Он стал первым частным космическим кораблем, состыковавшимся со станцией. Первый коммерческий полет к МКС осуществлен 8-28 октября 2012 г.: Dragon доставил на станцию продовольствие, одежду, оборудование, на Землю возвратил результаты экспериментов, проводимых на МКС.

Запуск 28 июня 2015 г. Dragon с седьмой миссией на МКС завершился аварией. Ракета Falcon 9 взорвалась на 139-й секунде полета, обломки упали в Атлантический океан. Корабль должен был доставить на станцию около 2 т различных грузов, в том числе новый стыковочный узел IDA (International Docking Adaptor; изготовлен компанией Boeing) для модернизации американского сегмента МКС.

Всего к 14 августа 2017 г. проведено 13 запусков космического корабля - 12 успешных и один аварийный. Из них два тестовых и 11 рабочих (по программе МКС).

Предыдущий запуск Dragon состоялся 4 июня 2017 г. в 00:08 мск, возвращаемая капсула корабля впервые использовалась повторно (участвовала в полете в сентябре - октябре 2014 г.). 5 июня корабль с 2,7 т различных грузов пристыковался к МКС и пробыл в составе станции почти месяц. Dragon был отстыкован от МКС 3 июля в 09:41 мск и в тот же день его возвращаемая капсула успешно приводнилась в Тихом океане, близ побережья Калифорнии. На Землю с МКС было возвращено 1,9 т грузов, в основном результаты научных экспериментов и образцы технологических разработок.

25 мая произошло эпохальное для мировой космонавтики событие: впервые частный космический корабль (КК) совершил грузовой рейс и успешно стыковался с МКС. Скорее всего, аппарат Dragon компании SpaceX на долгое время станет основным транспортным средством, доставляющим экипажи и грузы на борт Международной космической станции. В будущем он окажет существенное влияние на космические программы не только США, но и России.

Как летал "дракон"

Первоначально запуск КК Dragon был запланирован на начало марта 2012 года, однако из-за ряда технических проблем его несколько раз откладывали. Только 22 мая ракета-носитель Falcon 9, разработанная компанией SpaceX, стартовала с мыса Канаверал, США. Вскоре корабль вышел на околоземную орбиту и начал готовится к стыковке с МКС. В ходе пролетов рядом со станцией были протестированы датчики и оборудование Dragon.

Сначала КК пролетел на расстоянии 10,4 км от МКС, что позволило испытать системы связи между постом управления МКС и кораблем, в частности, UNF-передатчик CUCU (на сленге астронавтов ее так и называют "ку-ку"). Эта система радиосвязи была доставлена на МКС шаттлом Atlantis еще в 2009 году. Она позволяет экипажу МКС удаленно управлять "драконом". Первой задачей CUCU была передача сигнала с центра управления полетами SpaceX на навигационную систему Dragon – для включения навигационных огней. Это испытание прошло успешно, и на третий день КК сблизился с МКС на расстояние 2,4 км, где состоялись тесты маневровых двигателей. В ходе сближения безупречно работала навигационная GPS/инерциальная система навигации (SIGI). Не обошлось и без проблем. Так, в обзорном куполе МКС пропало изображение на одном из контрольных мониторов станции RWS: вместо изображения "окрестностей" МКС он начал показывать красные и белые полосы. Проблему удалось решить путем переключения питания, и монитор снова заработал. Чуть позже дала сбой система связи со стыковочным узлом на модуле МКС Harmony, куда должен был пристыковаться Dragon, но и эта неполадка была успешно устранена.

Манипулятор МКС Canadarm2 захватил КК Dragon

25 мая началась непосредственно стыковка. Dragon включил маневровые двигатели и сблизился с МКС на расстояние 1,2 км. С этого момента экипаж МКС приступил к проверке лазерной стыковочной системы LIDAR. Эта система представляет собой лазерный сканер, способный создавать 3D-изображение различных объектов. Это новейшая технология, которая в перспективе позволит не только выполнять высокоточную стыковку в космосе, но и совершать посадку на другие планеты. LIDAR испытывали в феврале 2011 года в ходе миссии шаттла Discovery STS-133. Система LIDAR генерирует до 30 мощных лазерных импульсов в секунду, формируя объемную карту объекта на расстоянии от 10 тыс. до 1 м. Ориентируясь на эти изображения, бортовая навигационная система космического корабля выполняет плавную стыковку (или посадку).


Во время сближения один из мониторов станции RWS на МКС отказался работать

Сначала Dragon приблизился к МКС на расстояние 250 м и был "отогнан" немного назад - для проверки возможности экстренного ухода от станции. После этого КК подошел к МКС на 200, а затем и на 100 м. В этот момент испытывались тепловизоры "дракона", которые позволяют увидеть все, что находится впереди корабля.

В конце стыковки Dragon приблизился к МКС на расстояние в 30 м. Именно в этот момент в будущем начнется полностью автоматическая стыковка. Однако в первом полете стыковку должен был выполнить роботизированный манипулятор МКС, к тому же, обнаружились проблемы с системой LIDAR. Специалисты SpaceX были вынуждены отвести КК назад на 70 м, чтобы перенастроить LIDAR – как оказалось, яркие световые блики от поверхности модуля МКС JAXA JEM создавали помехи лазерному радару. По команде с Земли LIDAR сузил поле зрения, и проблема исчезла.


Приблизительно так выглядит изображение, создаваемое лазерным сканером системы LIDAR

После этого Dragon подошел МКС на расстояние 20 м, и член экипажа МКС Дон Петтит захватил его манипулятором Canadarm2 и пристыковал к Международной космической станции. Спустя некоторое время, необходимое для контрольных процедур, астронавты вошли в герметичный отсек "дракона" и начали выгрузку груза, доставленного первым в истории частным космическим "грузовиком". Затем в корабль погрузили примерно 600 кг оборудования и вещей, не нужных на МКС, и закрыли люк. 31 мая Dragon совершил успешную посадку в воды Тихого океана на расстоянии около 900 км от города Лос-Анджелес. Успешно отлетавший корабль был подобран спасательными судами и отправлен для изучения специалистам НАСА и SpaceX.


Dragon пристыкован к МКС

Таким образом, первая миссия частного космического корабля завершилась полным успехом. До сих пор только четыре государства (США, Россия, Япония и ЕС) могли собирать и выводить на околоземную орбиту грузовые корабли. Теперь это доступно и коммерческой компании, причем планы у SpaceX гораздо масштабнее, чем "подработка" космическим извозом.

Как выглядит "дракон"

Многим неспециалистам космический корабль Dragon может показаться шагом назад в сравнении с огромным многоразовым 100-т шаттлом, который мог выводить на околоземную орбиту до 24 т груза и возвращать рекордные 14 т.

Хоть КК компании SpaceX может поднимать и возвращать намного меньше груза, чем шаттл, по целому ряду параметров высокотехнологичный Dragon превосходит очень дорогой и сложный шаттл. Dragon сделан с расчетом на будущие дальние полеты и новейшие технологии посадки не на парашюте, а на струе реактивных двигателей. Для того, чтобы понять в чем новизна "дракона", сравним его с российским КК "Союз", который по сей день используется для доставки людей на МКС.

Прежде всего, спускаемый аппарат "дракона" отличается большим объемом герметичного отсека - 10 м 3 . Это позволяет перевозить до 7 астронавтов, в то время как в тесный (около 4 м ³) герметичный отсек спускаемого аппарата "Союза-ТМА" помещаются только 3 космонавта, причем это после доработки, иначе рослые американские астронавты туда просто не влезали. В этом плане преимущества Dragon понятны – ему нужен один рейс для смены экипажа МКС, а не два, как "Союзу". Благодаря современной электронной начинке внутри "дракона" минимум выступающих панелей и ящиков с оборудованием, что повышает комфорт экипажа и удобство наблюдения через широкие 30-см иллюминаторы. Кроме того, у КК Dragon в стыковочном узле большой переходный люк шириной 1,3 м, в то время, как у "Союза" он шириной всего 80 см, что затрудняет погрузку/разгрузку, особенно крупногабаритного оборудования.


Внутри КК Dragon, даже с учетом размещенного груза, весьма просторно

Помимо большого объема герметичного спускаемого аппарата, у Dragon-а есть негерметичный транспортный невозвращаемый модуль объемом 14 м 3 . У "Союза" такого модуля нет, хотя есть так называемый бытовой отсек объемом около 5 м 3 , в котором находится груз и стыковочный узел. В этом плане конструкция КК Dragon гораздо совершеннее: "Союзу" при посадке приходится "выбрасывать в утиль" дорогой герметичный отсек, в котором при этом не разместишь никакого крупного оборудования. В свою очередь, в негерметичный и очень простой по конструкции большой модуль "дракона" можно установить самое разнообразное оборудование, например, телескоп, спутник, дополнительное горючее и кислород для дальних полетов. Разработан специальный расширитель данного отсека, увеличивающий его объем для внушительных 34 м 3 (это в 3 с лишним раза больше салона пассажирской "Газели"). В перспективе это дает возможность совершать дальние полеты, например к Луне, Марсу или астероидам. Dragon оснащен топливными баками емкостью 1290 кг ("Союз-ТМА" 900 кг).

Ну и, конечно, в транспортном варианте Dragon по главному показателю, грузоподъемности, выигрывает даже у транспортного КК "Прогресс": первый может поднять на орбиту 6000 кг груза и вернуть 3000 кг, а второй только 2000 кг и ничего не может привезти обратно. Пилотируемый "Союз" может вернуть на Землю всего лишь около 100 кг, что слишком мало для современных научных экспериментов и перспективного промышленного производства на орбите.


Dragon "подбирается" к "Союзу", который летает в космос уже 45 лет

Из первого рейса Dragon привезет ненужные на МКС панели управления, научные записи, кабели, баллоны, оборудование для экспериментов SETA-2, MSL-CETSOL и MICAST. Все это дорогостоящее снаряжение в противном случае просто было бы погружено на грузовой "Прогресс" или в бытовой отсек "Союза" и сгорело в атмосфере.


Dragon успешно приводнился в Тихом океане

Dragon имеет 18 ракетных двигателей Draco, работающих на смеси четырехокиси азота (окислитель) и монометилгидразина (топливо). Эти двигатели "снимают" КК с ракеты-носителя в случае нештатной ситуации, а также позволяют маневрировать в космосе. Кроме того, в перспективе Dragon будет совершать посадку не с помощью парашютов, а на ракетной тяге, как "серьезные" корабли в фантастических фильмах. Такая схема посадки также пригодится и для приземления на безвоздушные небесные тела или Марс, где атмосфера разрежена и требует парашютов очень большой площади.

Ракета-носитель Falcon-9, которая подняла в космос Dragon, также разработана компанией SpaceX и относится к тому же классу тяжелых ракет, что и российский "Протон-М". Она может поднимать на низкую околоземную орбиту до 10 т груза, а в будущем получит уникальную систему спасения первой ступени с помощью ракетных двигателей.

Пилотируемая версия КК Dragon должна стартовать после 2015 года, а пока первый частный КК будет совершенствоваться и одновременно выполнять грузовые рейсы на МКС. В будущем SpaceX планирует отправить свой корабль к Луне, Марсу, астероидам и составить конкуренцию "правительственному" кораблю Orion, который разрабатывается компанией Boeing и изначально рассчитан на дальние полеты. Не исключено, что уже в ближайшей перспективе богатые корпорации будут наравне с правительствами крупнейших стран осваивать космическое пространство.

Михаил Левкевич

Впервые частная компания не только запустила аппарат на околоземную орбиту, но и показала, что способна вернуть его на Землю. Впервые за тридцать лет в Америке появился новый космический корабль, умеющий поднимать пассажиров «наверх» и спускать их «вниз». Впервые частная пилотируемая космонавтика показала, что готова выйти за рамки суборбитальных прыжков.

8 декабря 2010 года в 18:43 по московскому времени компания SpaceX запустила ракету-носитель Falcon 9 с космическим кораблём Dragon .

Это был второй полёт Falcon 9. В ходе первого (в июне 2010 года) на орбиту был выведен полноразмерный прототип «Дракона». Но старт 8 декабря — это первый демонстрационный рейс, проведённый в рамках программы NASA по коммерческой орбитальной транспортировке (COTS).

Интересно, что запуск ракеты Falcon 9 был перенесён на сутки против начального плана из-за двух крошечных трещин, найденных на самом конце сопла двигателя второй ступени. Инженеры посчитали, что трещинки (пробовали их заделать или нет – не пояснено) не повлияют на работу двигателя (и были правы), но сутки потребовались, чтобы проверить остальные части агрегата и убедиться, что трещины не являются признаком более серьёзной проблемы.
На фото – двигатели, подготавливаемые к третьему и четвёртому стартам Falcon 9. Кстати, обе ступени ракеты оснащены почти одинаковыми двигателями Merlin, созданными в самой SpaceX и отличающимися лишь в некоторых деталях. Они оптимизированы соответственно для работы вблизи земли и в вакууме (фото SpaceX).

Американское космическое агентство расчитывает , что «Дракон» сначала выступит в роли грузовика на линии Земля-МКС, а позднее и «в качестве такси», ведь проект SpaceX предусматривает как автоматический, так и пилотируемый вариант «Дракона».

Falcon 9 и Dragon во время подготовки к старту. На нижнем снимке у спускаемой капсулы хорошо виден тепловой щит из PICA-X. Этот материал – собственная разработка SpaceX, базирующаяся на композите, созданном в NASA. PICA-X призван защитить аппарат при возвращении в атмосферу на скорости 7 километров в секунду, когда температура днища поднимается до 1850 градусов Цельсия (Brian Attiyeh, Michael Rooks/SpaceX).


«Дракон» состоит из трёх основных частей: обтекателя, конической герметичной капсулы диаметром 3,6 метра и негерметичного цилиндрического отсека. В капсулу имеется доступ через стыковочный узел, и в ней могут находиться как грузы, так и экипаж.
Цилиндрический приборный отсек под капсулой несёт солнечные батареи, радиаторы, а также груз, не нуждающийся в герметичном хранении. Всего беспилотный вариант «Дракона» может доставить на орбиту до 6 тонн припасов и вернуть на Землю до 3 тонн груза (иллюстрация Space.com).

Нынешний рейс призван проверить системы связи и навигации, а также испытать маневрирование на орбите. Через несколько витков вокруг планеты (и три с лишним часа после запуска) спускаемый аппарат должен приводниться в Тихом океане, в 800 километрах к западу от Мексики.

В августе 2010 года «Дракон» прошёл полный тест парашютной системы: капсулу сбросили с вертолёта в океан с высоты более 4 километров. Вначале аппарат раскрыл пару небольших тормозных парашютов, замедливших и стабилизировавших капсулу, а потом и три основных (фото Roger Gilbertson, Chris Thompson/SpaceX).