Szervezet | NASA |
---|---|
Építész | SpaceX |
Indító | Falcon 9 5. blokk |
Indítóbázis | Kennedy Pad Űrközpont 39-A |
Első repülés |
2019. március 2. legénység nélkül 2020. május 30. a legénységgel |
Utolsó járat | 2021. április 23 |
Repülések száma | 4 |
Állapot | Szolgálatban |
Magasság | 8,1 m |
---|---|
Száraz tömeg | 6350 kg |
Teljes tömeg | ~ 13 tonna |
Ergols | Nitrogén-peroxid / UDMH |
Meghajtás |
8 x 73 kN ( SuperDraco ) 16 x 400 N ( Draco ) |
Energiaforrás | Napelemek |
Leszállás | Ejtőernyők |
Rendeltetési hely |
Alacsony Föld-pálya ( Nemzetközi Űrállomás ) |
---|---|
Legénység | 2 és 4 űrhajós között |
Teljes áruszállítás | 6 tonna |
Nyomás alatt álló térfogat | 9,3 m 3 |
Nyomás nélküli térfogat | 37 m 3 |
Autonómia |
Egy hét szabadrepülésben 6 hónap kikötve |
Kifutó típus | NASA dokkoló rendszer |
A Crew Dragon (vagy SpaceX Dragon 2 ) egy űrjármű, amelyet a SpaceX cég fejlesztett ki az amerikai űrügynökség , a NASA megbízásából , és amely 2020 óta felváltja a Nemzetközi Űrállomás legénységét . Az űrhajó hordozására képes a személyzet négy űrhajósok az alacsony pályán . Crew sárkány CST-100 származó Boeing egyik a két hajó válaszul kidolgozott pályázati program CCDeV indított 2010-ben az utóbbi volt a célja, hogy folytassa az átmenetileg biztosított feladatokat az orosz hajók Szojuz a visszavonását követően az amerikai űrsikló 2011-ben .
Az űrhajót nagyrészt a SpaceX Dragon űrhajó ihlette , amely 2012 óta biztosítja a Nemzetközi Űrállomás ellátásának egy részét . A 6,3 tonna feletti üres tömeg esetén a hajó 6 tonna hasznos teher szállítására képes a nyomás alatt álló és a nyomás nélküli részek között elosztva, és legfeljebb 3 tonna rakományt hozhat vissza a Földre. Az űrhajót az ugyanazon gyártó által kifejlesztett, részben újrafelhasználható Falcon 9 rakéta állítja pályára , amely az elmúlt években számos műhold beindításával bizonyította megbízhatóságát. A CST-100-hoz hasonlóan, és ellentétben a legénységet szállító űrhajók előző generációival ( Szojuz , Apolló és Merkúr ), az indításkor fellépő rendellenesség esetén használt mentőeszköz beépített rakétamotorokból áll, amelyek eltávolítják a hordozórakéta hajóját. A Crew Dragon űrhajó elsősorban azzal különbözik a szolgalmi egységek beillesztésétől a személyzet kapszulájába (a CST-100-on ez a berendezés egy külön szervizmodulban található, amelyet a légköri visszatérés előtt engednek ki ), a fotovoltaikus felület nagyobb területe panelek, amelyek kibővített autonómiát biztosítanak a szabad repülés során, valamint az a képesség, hogy több tonna külső hasznos teher szállítható az üreges hengeres modulban, az úgynevezett csomagtérben, amely kiterjeszti az űrhajót. A CST-100-zal ellentétben a Crew Sárkány a Földre visszatérve a tengeren landol. A hajót újrafelhasználásra tervezték.
A fejlesztés az űrhajó jelentősen késik mivel a finanszírozási és fejlesztési kérdésekről: az első legénységgel járat, amelyet az eredetileg tervezett 2016. fokozatosan elhalasztották 2020 első pilóta nélküli minősítési járat el van végezve2019. március 2, és az első repülés személyzettel a következő napon történik2020. május 30. Az űrhajó üzemi üzembe helyezése ( 2020. november 16-i repülés ) véget vet annak a költséges helyzetnek, hogy a NASA az orosz űrügynökségtől függ a legénység számára. A Crew Dragon űrhajó nem csupán a személyzet szállítására szolgál, hanem a SpaceX Dragon rakomány változatának a lecserélésére is, hogy rakományt szállítson a nemzetközi űrállomásra.
Az amerikai űrsikló visszavonása után , amely 2011 nyara óta hatályos, a NASA-nak már nincsenek közlekedési eszközei ahhoz, hogy űrhajósait a nemzetközi űrállomásra vigyék . Az orosz Szojuzhoz kell fordulnia . Amikor 2004-ben meghozták a döntést az űrsikló visszavonásáról, a NASA azt jósolta, hogy a Constellation program részeként kifejlesztett Orion űrhajó 2014-ben űrhajósok szállítására váltja fel. Az Orion űrhajó fejlesztése bonyolult volt, mivel mind alacsony pálya kiszolgálására, mind személyzetének a Holdra és esetleg túlra történő szállítására kellett használni. Ennek a hajónak minden küldetése nagyon drága lesz, mivel a mélyűrbe tervezték.
A projekt halmozódása úgy döntött, hogy a NASA megbízza az űrhajósok alacsony pályára szállításáért felelős hajók fejlesztését. A 2006-ban létrehozott COTS program célja, hogy a kiválasztott jelölteket mind teher-, mind űrhajós szállítással bízza meg (D lehetőség). A COTS programba kiválasztott két jelölt a teherhajó fejlesztésére összpontosított, ami kiemelt fontosságú. 2010-ben a NASA elindítja a Commercial Crew Development vagy a CCDev (francia üzleti fejlesztés a személyzet számára ) programot, hogy új vállalatokat válasszon ki, amelyek valószínűleg azonnal dolgoznak a személyszállításon. A CCDev a COTS programhoz hasonlóan a NASA újfajta együttműködését nyitja meg az űrjárművek fejlesztéséért felelős iparosokkal az emberes űrprogram számára.
A korábbi pilóta nélküli repülési programok ( Mercury , Gemini , Apollo , LEM , Skylab , American Space Shuttle , Nemzetközi Űrállomás programok ) esetében a NASA mérnökei és technikusai meghatározták a fejlesztendő anyag összes jellemzőjét, valamint a támogatást és a felhasználási feltételeket. mielőtt a gyártókra bíznák a fejlesztést. A NASA személyzete komolyan részt vett a tanúsítási és indítási folyamatokban, valamint a repülési műveletekben. Az összes kifejlesztett berendezés, valamint az infrastruktúra az amerikai űrügynökség tulajdonát képezte. A NASA meghatározza a Commercial Crew program specifikációit, amelynek középpontjában az a személyzet biztonságát biztosító, megbízható és mérsékelt költségekkel rendelkező szállítási rendszer áll. Azok a gyártók, akik ezt az igényt kívánják kielégíteni, szabadon meghatározhatják a leghatékonyabb megoldást a NASA által meghatározott célkitűzések elérésére, és a fejlesztés alatt álló berendezéseket birtokolják. Támogatják az indítási és repülési műveleteket. A NASA mérnökei és szakemberei szoros együttműködésben dolgoznak ezekkel a gyártókkal annak érdekében, hogy képesek legyenek irányítani a fejlesztési fázist, miközben biztosítják szakértelmüket és az űrügynökség erőforrásait (tesztpadok stb.). A gyártók az amerikai űrügynökségtől eltérő felhasználóknak is forgalmazhatják termékeiket.
A program specifikációinak való megfelelés érdekében a pályázaton részt vevő vállalatoknak mind egy hordozórakétát, mind egy űrhajót be kell nyújtaniuk, amely megfelel a következő feltételeknek:
A NASA kreativitásra ösztönzi a résztvevőket. Nincs kizárva műszaki megoldás (űrsikló, klasszikus Apollo típusú hajó).
A vállalatok kiválasztása több szakaszban zajlik. A CCDev 1 szakasz, amelynek költségvetése 50 millió USD, 2010-ben zajlik, célja a kutatás és fejlesztés ösztönzése a személyzet űrszállításának területén. Öt vállalatot választanak ki: a Sierra Nevada Corporation leányvállalatán, a SpaceDev- en keresztül , amely felajánlja a Dream Chaser- nek a COTS-program sikertelen jelöltjét; Boeing , társítva a Bigelow Aerospace-hez , amely a CST-100-at kínálja ; Egyesült Indító Szövetség ; Paragon Space Development Corporation ; Kék eredet . A CCDev 2 fázisra (2010-2011), amelynek célja új koncepciók és a meglévő berendezések fejlesztése, 270 millió USD-t különítenek el a Blue Origin, a Sierra Nevada Corporation, a SpaceX és a Boeing. A következő szakasz a teljes szolgáltatás nyújtására irányuló valódi ajánlattételi felhívás volt, de a szenátus nem rendelkezett elegendő költségvetéssel, a NASA javasolja egy köztes fázist, amelyet Commercial Crew Integrated Capabilitynek vagy CCiCap-nak hívnak. Három társaságot választanak ki:
Végül a NASA dönt a 2014. szeptember 6 két jelölt megtartása:
Jellemzők | CST-100 | Crew Dragon | Szojuz TMA M / MS |
---|---|---|---|
Építész | Boeing | SpaceX | RKK Energia |
Írja be a visszatérő járművet | Kapszula | Kapszula | Kapszula |
Tömeg | 10 t | 7,5-10 t | 7,15 t |
Külső átmérő | 4,56 m | 3,7 m . | 2,72 m (süllyesztő modul 2,2 m ) |
Hossz | 5,03 m | 7,2 m | 7,48 m |
Élő térfogat | 11 m 3 | 9,3 m 3 | 9 m 3 |
Energiaforrás | Napelemek + elemek | Napelemek | Napelemek |
Kidobási rendszer | A szervizmodulba integrált tolókerekek | A kapszulába integrált tolókerekek | Mentőtorony |
Autonómia szabad repülésben | 60 óra | Egy hét | 4 nap |
Leszállási módszer | Ejtőernyők + felfújható párnák (Land) | Ejtőernyők (tenger) | Ejtőernyők + meghajtás a maradék sebesség érdekében |
Leszállóhely | Föld vagy tenger | Tenger | föld |
Indító | V. atlasz | Sólyom 9 | Szojuz |
Újrahasználhatóság | Igen | Igen | Nem |
Egy másik jellemző | Nyomás nélküli rakomány teherbírása | A nyomás alatt lévő rész két modulra osztható |
A NASA-val kötött szerződés feltételei szerint a két gyártó számára elkülönített összegek tartalmaznak egy pilóta nélküli képesítési repülést, amelyet egy képesítő repülés követ, amelynek személyzete legalább egy NASA űrhajóst tartalmaz, hogy ellenőrizzék az indítószerkezet, az űrhajó és a rendszerek működését az indítás során, pályán belüli manőverek és dokkolási műveletek a Nemzetközi Űrállomással. Miután a tanúsítási szakasz sikeresen befejeződött, a két gyártó mindegyike két operatív missziót hajt végre, ezt a számot hatra növelve.
A Falcon 9 fejlesztésének kezdetétől fogva egyik célkitűzése az volt, hogy legénységeket küldjön a Nemzetközi Űrállomásra . Ban ben2006. március, A SpaceX bejelenti a Dragon űrhajó fejlesztését , amelyet rakomány és később űrhajósok ISS-be küldésére fognak használni. A pilóta nélküli változatnak képesnek kell lennie 7 űrhajós szállítására az ISS-be, illetve űrhajósokra és rakományra egyszerre.
Ban ben 2006. szeptember, A SpaceX megkapja az első szerződést a NASA-tól rakomány szállítására az ISS-hez, azzal a lehetőséggel, hogy meghosszabbítsák a szerződést űrhajósok küldésére.
A SpaceX 75 millió dollárt kap 2011. áprilisa NASA Commercial Crew program (CCDev2) második szakaszában . Ennek a fázisnak a fő célja egy új folyékony üzemanyag-mentő rendszer kifejlesztése a kapszulába integrálva, amely radikálisan eltér az eddig használt szilárd tüzelőanyag-mentő tornyoktól. A SpaceX megkezdi az akkor DragonRider nevű emberes Dragon tervezését az első, 2014-re tervezett járatra.
Ban ben 2011. október, Elon Musk bejelenti, hogy az űrhajó befejezte az előzetes tervezési fázist, különös tekintettel a NASA által jóváhagyott kidobórendszerre, és néhány elem, mint például a tolórugók, a napelemek, a hővédelem vagy az irányító rendszer már gyártás alatt áll. A SpaceX ezután gyártja a SuperDraco motorok első prototípusait , amelyeket egyszerre kell használni a hajó kilökésére, ha szükséges, és a Földre vagy más bolygókra való leszálláshoz. Új tesztlétesítmények épülnek a McGregor-ban és a2012. január, a SuperDraco motort először a földi tesztek sorozatán vetették be.
Ban ben 2012. július, a CCDev2 fázis összes célkitűzése megvalósult, a SpaceX és a NASA áttekintették a repülés egyes fázisainak részletes terveit, különösen biztonsági szempontból.
CCiCap (2012. augusztus - 2014. szeptember)A SpaceX további 440 millió dollárt kap 2012. augusztusa Commercial Crew program harmadik szakaszában, a Commercial Crew Integrated Capability (CCiCap). A SpaceX-nek folytatnia kell az űrhajó tervezését, különös tekintettel a földi létesítményekre, a pályán belüli küldetés áramlására és a biztonságra. Földi kidobási tesztet is el kell végezni2013. december, majd repüléskidobási teszt következik 2014. április, de ezeket a teszteket 2015-re és 2020-ra halasztják. A SpaceX bemutatja a NASA számára az integrált rendszerek tervezéséhez, felépítéséhez és teszteléséhez használt módszereket a 2012. október, majd az űrhajósok biztonságát biztosító rendszerek részletes elemzése 2013 augusztus.
A Crew Dragon belső modellekkel ellátott első modelljét nyilvánosan bemutatják 2014. május.
De az elért haladás ellenére az űrhajó fejlesztését, valamint a Commercial Crew program többi projektjét lelassította az Egyesült Államok Kongresszusának költségvetési vonakodása e program iránt és annak 2014-ig tartó krónikus alulfinanszírozása, mivel a NASA nem tudta előtt ez a nap elosztja a szükséges összegeket ezeknek a vállalatoknak. Ennek eredményeként az eredetileg 2015-re tervezett első járat dátumát 2017-re tolják.
Végső válogatás (2014. szeptember)A Crew Sárkányt a NASA véglegesen kiválasztja 2014. szeptemberűrhajósokat szállítani az ISS-be. A SpaceX 2,6 milliárd dollárt kap az űrhajó fejlesztésének befejezésére, és pilóta nélküli próbarepülést hajt végre, egyet a legénységgel, majd 2–6 operatív repülést.
Ban ben 2014. májusA SpaceX bejelentette a DragonFly prototípus megépítését, amelynek célja az űrhajó hajtott leszálló rendszerének intenzív tesztkampánya lesz.
Elindítják az indító megszakadását szimuláló első tesztet a hordozórakéta meghibásodása után 2015. május 6a Canaveral-foknál. A Launch Complex 40 kilövőpadjára telepített Crew Dragon űrhajó meggyújtja nyolc SuperDraco rakétamotorját , amelyek két tonna hidrazin és nitrogén-peroxid elégetésével 6 tonna alatt 54 tonna tolóerőt biztosítanak . A meghajtott fázis végén az űrhajó eléri a 640 km / h sebességet, és 1500 méteres magasságig folytatja emelkedését. A pálya csúcspontját elérve a hajó alsó része leválik és megdől, a hőpajzsot a föld felé mutatva. Három pilóta ejtőernyő a kapszula kihelyezésének stabilizálására szolgál, majd három fő ejtőernyő lassítja zuhanását. A kapszula az indulás után egy perccel és 39 másodperccel landolt az óceánban, körülbelül 2,6 kilométerre az indítópályától. Az egyik motor meghibásodása ellenére a tesztet sikeresnek tekintik.
A földi kidobási teszt befejezése után a kapszulát McGregornak elküldi 2015. októbertesztkampányának folytatása érdekében. az2015. november 24, egy második lebegési tesztet hajtanak végre. A kábelek által a földre rögzített kapszula 5 másodpercig meggyújtja nyolc SuperDraco motorját, miközben a föld felett fix magasságban marad. Állítólag ez a teszt volt az első egy hosszú sorozatban, de a későbbi teszteket törlik, amikor a SpaceX elhagyja a motoros leszállást.
Az első járat dátumának csúsztatása2013-tól a NASA ellenőrzési szolgálatai formalizálták a program késését. Ennek oka elsősorban a program alulfinanszírozása 2011 és 2013 között, a SpaceX és a Boeing technikai nehézségei, amelyek az űrhajóik fejlesztése során felmerültek, valamint a NASA adminisztratív késedelmei. A Crew Dragon- nak néhány módosítást kell végrehajtania annak vízállóságának biztosítása érdekében, amikor a földre érkezik, amikor visszatér a Földre, mivel a hajót eredetileg a földre tervezték. A NASA részéről, amelynek érvényesítenie kell a gyártók által a biztonság szempontjából hozott döntéseket, szintén hozzájárul a késéshez azáltal, hogy akár 7 hónapos késéssel válaszol a SpaceX és a Boeing által küldött jelentésekre és módosítási kérelmekre.
Körkörös misszió projektBan ben 2017. februárA SpaceX bejelenti a Crew Dragon űrhajó használatával egy körkörös missziót (repülés a Hold felett, mielőtt visszatérne a Földre) , amelyet ebből az alkalomból a Falcon Heavy nehéz rakéta indít . A legénységet két fizető űrturista alkotná. De ezt a projektet elvetették2018. február, mert Elon Musk , a SpaceX főnöke szerint valószínűtlenné válik, hogy a Falcon Heavy-t erre a célra használják, tekintettel a BFR nehéz hordozórakéta fejlesztésének gyors előrehaladására. Ban ben2018. szeptember, A SpaceX elárulta , hogy a projekt megrendelője Yūsaku Maezawa volt , aki ehelyett inkább a BFR-lel hajtotta végre ezt a küldetést a DearMoon nevű művészi projekt kidolgozásával .
A motoros leszállás elhagyásaAz egyik leglátványosabb szempontok a projekt SpaceX használata volt egy motoros leszállás: az űrhajó Sárkány Crew csökkenteni kell a sebesség, majd földet óvatosan a szilárd talajon használja csak a 8 rakétamotorokban superdraco a „egységnyi tolóerő 71 kN szerelt párban az ér kerületén, ejtőernyők használata nélkül. Ezt a meghajtórendszert megszakított indítás esetén is alkalmazni kell, hogy biztosítsák a hajó kidobását a meghibásodott hordozórakétától . Ez az eszköz helyettesíti az űrhajósok életének megőrzéséért felelős mentőtorony szokásos rendszerét . Az űrhajónak ejtőernyőkkel is le kellett tudnia szállni a tengeren. A motoros leszállás az első volt az űrben, az összes többi hajó ejtőernyőket használt a tengeren vagy a Földön való leszálláshoz ( Szojuz ), vagy egy sikló leszálláshoz. ahogy az űrsikló . Ban ben2017. júliusA SpaceX úgy dönt, hogy felhagy ezzel a megoldással, amely a legénység biztonságának garantálása érdekében túl nehézkes tanúsítási eljárást ír elő. Ráadásul Elon Musk, a SpaceX elnöke szerint ez a leszállási mód már nem az űrhajó ( Vörös Sárkány ) marsi változata számára előirányzott mód , amely megsemmisíti a két projekt közötti szinergiát. A Crew Dragon ezért ejtőernyőivel landol a tengeren, ez a vészhelyzet a hajó tervezésének kezdetétől fogva tervezett.
Zöld fény a tartályok megtöltéséhez a fedélzeten lévő személyzettelA legénységgel teljesített küldetésekre a NASA-nak űrhajósai vannak a fedélzeten, ha a tartályok megtelnek. Ez az eljárás korlátozza a személyzet elvesztésének kockázatát a tartályok feltöltése során, ami nem elhanyagolható kockázatot jelent, amint azt a Falcon 9 hordozórakéta földi robbanása bizonyítja .2016. szeptember. A SpaceX azt kérte, hogy az indítógép járataira alkalmazott jelenlegi ( terhelés és menés ) eljárást , amelynek feltöltése csak 35 perccel az indítás előtt kezdődik, újítsák meg a legénységgel végzett repülések esetében: a tartályok hajtóanyagokkal való feltöltése rendkívül alacsony hőmérsékleten jelentősen lehetővé teszi növelje a tárolt mennyiséget (a hajtóanyagok ezen a hőmérsékleten sokkal sűrűbbek), és ez az eljárás elkerüli a hajtóanyagok felmelegedését, ami rontaná a hordozórakéta teljesítményét. Ehhez meg kell követelni, hogy a tankokat a személyzet felszállása után meg kell tölteni. A SpaceX intézkedéseit figyelembe véve a NASA bizottsága, amely felelős az indítások biztonságának biztosításáért, 2007 - ben érvényesült2018. május ennek az eljárásnak a személyzet által végzett repülésekre történő alkalmazása.
A költséges járatokat elhalasztották a NASA számáraA Crew Dragon fejlesztése bonyolultabbnak bizonyul, mint amit a SpaceXért felelős személyek elképzeltek, és az Elon Musk által 2016-ban bejelentett első repülés dátuma 2020-ra csúszik. A projekt ezen csúszásának fő forrásai: a NASA költségvetési nehézségei mellett számos építészeti változás:
A NASA kereskedelmi programját érintő költségvetési korlátozások kombinációja és a két gyártó (SpaceX és Boeing) nehézségei a Crew-Dragon, mint CST-100 Starliner fejlesztésekor a működési szakaszba való belépés elhalasztásához vezetnek. Az eredetileg 2017-re tervezett első üzemi járatokat végül 2019 második felére halasztják2015. augusztus, A NASA arra kényszerül, hogy 6 helyet vásároljon űrhajósainak megkönnyebbüléséért a 2018-ban használható Szojuz űrhajó fedélzetén . Ezeket az orosz Roscosmos űrügynökség 490 millió dollárral számlázza (81,7 millió ülésenként, de tartalmaz képzést is). Ban ben2017. február, A NASA ismét 5 további helyet vásárol 74,7 millió egységköltséggel. Végül belegondol2019. februárkét másik hely megszerzése a folytonosság garantálása érdekében a nem orosz űrhajósokat szállító legutóbbi Szojuz-misszió ( 2019 júliusára tervezett Szojuz MS-13- misszió ) és a két új amerikai hajó első operatív repülése között.
Az űrhajó minősítéséhez a NASA kéri a SpaceX-et, hogy végezzen két repülést, amelyek között be kell illeszteni a kilökő rendszer bemutatását abban az időben, amikor az aerodinamikai nyomás maximális ( max Q ), bizonyítva, hogy ez a rendszer képes megbirkózni a legrosszabb idejű hordozórakéta hibájával. .
Az első kvalifikációs járat (2019 március)A Crew Dragon első küldetése, amelynek neve SpX-DM1, elindult2019. március 2re ugródeszkát 39A a Kennedy Space Center . Ennek a pilóta nélküli repülésnek az a célja, hogy ellenőrizze a hajó működését a repülés kritikus szakaszaiban. Az ISS be van kapcsolvaMárcius 3-án, 27 órával az indítás után, és négy napig kikötve marad, mielőtt elindulna az állomásról Március 8. A küldetés sikeres volt, és a hajó néhány órával később Floridánál landolt, ahol egy hajó felvette, amely visszahozta a Canaveral-foki bázisra. Ott meg kell vizsgálni, rehabilitálni kell, majd fel kell készülni a programozott mentőrendszer tesztelésére.
A Crew Dragon űrhajó az SpX-DM1 küldetés során röviddel azelőtt, hogy kikötött volna a Nemzetközi Űrállomásra.
Crew Dragon röviddel azelőtt, hogy kikötött volna a Nemzetközi Űrállomás Harmony moduljához .
Az űrállomás személyzete a fedél kinyitása után lép be a Crew Dragon űrhajóba.
A SuperDraco motorok 2019. április 20-i statikus tesztje során egy erőszakos robbanás teljesen megsemmisítette a Crew Dragon kapszulát. Az ezt követően végzett vizsgálatok azt mutatják, hogy a robbanás a héliumot tartalmazó nyomástartó áramkör nitrogén-peroxid-ellátó áramkörének szivárgásából származott. A szivárgás egy titánszelepnél történt. A probléma kijavítása érdekében a szelepet egy szakadótárcsa helyettesíti. A Crew Dragon űrhajó meghajtási rendszerének módosításait sikeresen tesztelték2019. november 13.
Kiadási rendszer teszt (2020 január)A nagy magasságú űrhajók kilökő rendszerének tesztjét 2020. január 19-én hajtották végre. Az űrhajót Falcon 9 rakéta hajtotta 1 perc 25 másodpercig 15 km magasságig . A hordozórakéta motorjait ezután kialszik, és a hajó kilök, meggyújtva Superdraco motorjait, majd néhány másodperccel később a rakéta megsemmisül. A Crew Dragon szuborbitális úton folytatta repülését, mielőtt 4 perccel 45 másodperccel az indulás után ejtőernyőket nyitott volna, majd 9 perc repülés után sikeresen landolt az Atlanti-óceánon.
Második kvalifikációs járat (2020. május)A második kvalifikációs járat és az első repülés SpX-DM2 személyzettel indult2020. május 30. A legénység a NASA űrhajósaiból áll Robert Behnken és Douglas Hurley . A felszállás UTC-kor 19 : 22- kor történt gond nélkül, és 19 : 35- kor végrehajtották a pályát. Crew Dragon csatlakozik az ISS-hez2020. május 3119 óra repülés után. Az ISS-nél töltött két hónapos tartózkodás után az űrhajósok továbbmentek az állomásról1 st augusztus és elkezdett manőverezni a Földre, és a kapszula sikeresen landolt a Mexikói-öbölben Augusztus 2-a. A repülés sikeres befejezését követően az űrhajó képes arra, hogy operatív küldetéseit a2020 szeptember.
A kvalifikációs repülések befejezése után meg kell kezdeni az operatív repüléseket, amelyek biztosítják a Nemzetközi Űrállomás legénységének megkönnyebbülését . A NASA 2017-ben 12 járatra írt alá szerződést, ebből 6-ot a Crew Dragon kapszula hajt végre 2020 és 2024 között (előrejelzés). Minden járat legfeljebb 4 fős személyzetet szállít, a Szojuz hajók folytatják az orosz űrhajósok szállítását.
2020-tól a Crew Dragon űrhajónak nemcsak át kell vennie a személyzetet, hanem ki kell cserélnie a SpaceX Dragon rakomány verzióját is, hogy rakományt szállítson a Nemzetközi Űrállomásra.
A Crew Dragon főbb jellemzői a következők.
A Crew Dragon hajó nagyrészt a Dragon cargo változatra épül . Ellentétben az előző űreszköz-generációkkal ( Szojuz , Apolló és Senzhou ), amelyek egy magas légi mentőtoronnyal mozogtak a hajóról egy hordozórakéta meghibásodása esetén , a Crew Dragon űrhajó beépített rakétamotorokat használ, amelyek a kapszulát egymástól elmozdítják. nyomva, és amely a küldetés hátralévő részében használható orbitális manőverekre. Ezeknek a rakétamotoroknak eredetileg az ejtőernyőket kellett volna váltaniuk a Földre való visszatéréshez, de ezt a lehetőséget végül nem tartották meg. Eltér a versenytársától, a CST-100-tól, főként a felhasznált energiaforrás ( napelemek az elemek helyett), a szolgalom (tartályok, elemek, oxigén stb.) És a személyzet kapszulájának ( a CST-n ) integrációja. 100 ezt a berendezést egy külön szervizmodul tartalmazza, amelyet a légköri visszatérés előtt szabadítanak fel ), valamint az a képesség, hogy több tonna külső hasznos teher szállítható az üreges hengeres modulban, amelyet az edényt kiterjesztő csomagtartónak neveznek. A Dragon cargo változattól eltérően a napelemeket nem a hajó testének két oldalán helyezik el, hanem rögzítve vannak és a csomagtartó felét vonják be. A Crew Sárkánynak valóban kevesebb energiára van szüksége, ami lehetővé tette ezt a megoldást. A másik fontos különbség a NASA dokkoló rendszer (NDS) típusú dokkoló rendszer, amely felváltja az űrhajó által használt CBM rendszert . A két Crew Dragon és a CST-100 űrszonda elsőként alkalmazza ezt a NASA által kifejlesztett nemzetközi androgün dokkoló rendszert. A kör alakú nyílás belső átmérője 80 cm (szemben a CBM 127 cm-es négyzetével ).
A 8,23 méteres Crew Dragon űrhajó két részegységet tartalmaz. A hajó teteje csonka kúp alakú kapszulából áll, 4,88 méter magas és maximális átmérője 3,96 méter. Alapját hőpajzs alkotja, amely védi a hajót a légköri visszatérés során . A túlnyomásos részt a személyzet számára szánják (össztérfogat 9,3 m 3 ), és tartalmaz Draco helyzetszabályozó és irányító motorokat, hajtóanyagtartályokat stb. A kapszula teteje egy kicsi, eltávolítható fedéllel rendelkezik, amely megvédi a Nemzetközi Űrállomás dokkolókamráját, amikor az űrhajót pályára állítják és visszahozzák a Földre. A kapszulának négy viszonylag nagy lőrése van a korábbi edényekhez képest. Az oldalsó nyílás lehetővé teszi a személyzet számára, hogy beszálljon a hajóba. Két nyílás található a nyílás felett és alatt: a felső nyílás fedi a pilóta ejtőernyők rekeszét, amelyek a kapszula első fékezését és stabilizálását hajtják végre a Földre való visszatérés során, míg az alsó nyílás hozzáférést biztosít a négy fő ejtőernyő rekeszéhez. A hengeres edény aljának, amelyet törzsnek hívnak ( törzs angolul), 3,66 méter magas, átmérője 3,66 méter. A hajó ezen részét a küldetés után nem állítják helyre, mert a légköri visszatérés előtt ledobják, és közben megsemmisülnek. Felületének felét az áramellátásra szánt fotovoltaikus cellák, míg a másik felét az edény hőszabályozására szánt radiátorok borítják. A kis csűrők segítenek a hajó aerodinamikus stabilizálásában, ha a hajtóművei kilökik azt az indítószerkezet meghibásodását követően . A csomagtartó üreges, és lehetővé teszi a nyomás nélküli rakomány szállítását, ha szükséges. A rendelkezésre álló térfogat 37 m 3 . Az űrhajó 6 tonna hasznos terhet tud szállítani a pályán (a túlnyomásos részben vagy sem), és a nyomás alatt lévő részen 3 tonna rakományt hozhat vissza a Földre.
A SuperDraco párban van összeállítva.
SuperDraco a SpaceX McGregor tesztpadján.
A Crew Dragon kétféle folyékony hajtóanyagú rakétamotorral rendelkezik , amelyekre jellemző a nitrogén-peroxid és az UDMH hipergolique keverékének használata . A nyolc SuperDraco rakétamotorokhoz , a tolóerő 73 kilonewtons , használata csak lehetséges a kapszula kivetése a meghibásodása esetén a launcher . A 16 drakót 400 newton egységnyi tolóerővel orbitális manőverekre és korrekciókra használják. Ezek a motorok négy, három csoportra oszlanak a kapszula alján, valamint további négyre az edény elején a kivehető kúp alatt. A motorok úgy vannak elrendezve, hogy bizonyosak meghibásodása esetén biztosítsák a redundanciát.
Az életfenntartó rendszer célja a hajókabin légkörének jellemzőinek fenntartása azáltal, hogy négy ember legfeljebb öt napig tartózkodhat ott. Fogyasztása közben megújítja az oxigént, a nyomást a tengerszinthez közeli értéken tartja (101,3 kPa), biztosítja, hogy a páratartalom 25 és 75% között legyen, eltávolítja a szén-dioxidot (CO 2), amelyet a személyzet légzése okoz, eloszlatja az űrhajósok és az elektronika által termelt hőt, miközben a hőmérsékletet 18,3 és 26,7 ° C között tartja. Ezt a rendszert abból a rendszerből fejlesztették ki, amelyet apró állatok (egerek) életben tartására használtak a Dragon teherhajóban.
Az életfenntartó rendszer felszerelésének többségét az űrhajósok által elfoglalt ülések alatt a hajó túlnyomásos rekeszében helyezik el . A (CO 2) lítium-hidroxid felhasználásával két csoport három sűrített levegőből és oxigéntartályból (két oxigéntartály és négy sűrített levegő tartály). Ezek a tartályok a NASA által kifejlesztett X-38 Nemzetközi Űrállomás Crew Rescue Vessel számára kifejlesztett tartályokon alapulnak (a projekt törölve). A tartályoknak lehetővé kell tenniük a minimális 55 kilopascal nyomás fenntartását szivárgás vagy a légkör önkéntes megtisztítása esetén az utóbbinak kiürítéséhez, ha azt tűz vagy szennyező anyag szennyezte. Amikor az űrhajósok öltönyt viselnek, az ülésükön aljzatok vannak, amelyekhez köldökzsinórjukat csatlakoztatják, hogy megújítsák és fenntartsák a benne lévő hőmérsékletet. A páramentesítő a kabin légkörében található felesleges vizet eltávolítja azáltal, hogy az a térbe engedi. A hőmérséklet-szabályozás kétféle módon történik. Amikor az edény az űrben van, a levegőt egy áramkörrel érintkezve hűtik, amelyben egy hűtőfolyadék kering, amely maga távolítja el az űrben lévő kalóriákat az edény "csomagtartójának" felületére telepített radiátorokon keresztül. Az indítás során és a leszállás után a hőmérsékletet kellően alacsony értéken tartják egy hagyományos hűtőkörrel, amely a külső légkört használja.
Kezdetben azt tervezték, hogy az űrhajó belsejét legfeljebb hét űrhajós befogadására fogják felszerelni, míg a NASA által a nemzetközi űrállomás legénységének megkönnyebbüléséhez használt változatban kevesebbet kellett volna használni az űrhajósok számának növelése érdekében. rendelkezésre álló hely a szállított anyag számára. Az ejtőernyős leszállás helyett a motoros leszállás elhagyása után a szállított űrhajósok számát négyre kellett csökkenteni, hogy figyelembe vegyék a lassulási erőket az l 'óceán felszínével való érintkezéskor (a az üléseket felül kellett vizsgálni, ami a belső elrendezés átszervezéséhez vezetett). A pilóta és a másodpilóta kikötőhelye felé néző lapos érintőképernyők összes adatot és vezérlőt összefognak. Vészhelyzetek esetén a személyzet klasszikus kézi gombokkal és központi fogantyúval rendelkezik a kapszula kilövésére indításkor. A kabinot úgy tervezték, hogy véletlen nyomásmentesítés esetén is működjön . Hogy megbirkózzanak ezzel az eshetőséggel, az űrhajósok egy teljes testű vízálló és lángálló űrruhát viselnek , amelyet a SpaceX tervezett a repülés során . Köldökvezeték köti össze az öltönyt és az edényt. Az űrruha támogatja a külső és utastéri kommunikációt, valamint a hőszabályozást. A sisak 3D nyomtatással készül. A kesztyű lehetővé teszi az érintőképernyők használatát.
SpaceX Crew-1 hajózószemélyzet edzésen (2020 augusztus).
SpaceX Crew-1 hajózó személyzet a pályán (2020 nov.).
Során a légköri visszatérés, az űrjármű védve által termelt hőt az átalakulás a kinetikus energia a hőenergia egy hőpajzs a fenolos impregnált szén Ablator (PICA-X) típusú egy adaptált változata a felhasznált anyag a Stardust teret szonda .
A teherhajó régebbi változatától eltérően a Crew Dragon autonóm módon dokkolhat a Nemzetközi Űrállomással . Ezenkívül a nyílást védő kúp nem szabadul fel a térbe, hanem kivehető és szerves része a járműnek, ami lehetővé teszi újrafelhasználását. A dokkoló rendszer NASA dokkoló rendszer (NDS) típusú , az űrhajó által használt CBM rendszer helyett . A két Crew Dragon és a CST-100 űrszonda elsőként alkalmazza ezt a NASA által kifejlesztett nemzetközi androgün dokkoló rendszert. A kör alakú nyílás belső átmérője 80 cm (szemben a CBM 127 cm-es négyzetével ), és lehetővé teszi az energia, az adatok, a vezérlőelemek, a levegő, a kommunikáció és a potenciálisan hajtóanyagok, a víz, az oxigén és a nyomástartó gáz átadását. Az űrhajók kikötése érdekében a Nemzetközi Űrállomás két IDA adapterrel (IDA-2 és IDA-3) van felszerelve. Ezek a PMA-k dokkoló portjaira vannak telepítve, amelyek a Harmony modul elülső és zenit portjaihoz vannak rögzítve . A PMA-kat korábban az amerikai űrsikló használta, amelynek APAS-95 típusú androgén perifériás dokkoló rendszere volt. Az IDA-2 telepítve volt2016. augusztus 19alatt űrséta az állomás legénysége, míg az IDA-3 set-up zajlik2019 augusztus.
IDA dokkoló adapter telepítve a Nemzetközi Űrállomásra.
A kikötés földi bemutatása az NDS rendszerrel.
A SpaceX úgy tervezte meg az űrhajóját, hogy tucatnyi repülést tudjon végrehajtani. A kezdetben vonakodó NASA 2020 júniusában végül elfogadta, hogy a Crew Dragon űrhajót, valamint az indítót újból felhasználják a személyzet forgatásához. Ezen hajók egy részét a CRS-2 űrállomás-szállítási szerződés részeként rakományként is felhasználják.
A Crew Dragon űrhajó indítását a Floridában , a Kennedy Űrközpontban található Launch Complex 39A kilövőhelyéről hajtják végre . Ezt az indító készletet az Apollo program részeként és az amerikai űrsikló küldetésein használták . Az űrsikló ( STS-135 küldetés ) utolsó járata 2011. július 8-án indult erről az indítóállomásról. A hordozórakéta előkészítéséhez használt rögzített tornyot úgy alakították át, hogy megfeleljen a Falcon 9 hordozórakéta jellemzőinek . A személyzet hajóra szállását lehetővé tevő kar 21 méterrel megemelkedett, és a személyzet és a technikusok kiürítéséhez használt csúszda rendellenesség esetén is felemelkedett. Az űrhajót és a hordozórakétát vízszintesen teljesen összeállítják, majd egy olyan épületben (a Vízszintes Integrációs Létesítményben ) tesztelik, amelyet a SpaceX épített az indítópályától nem messze. Az összeállítást egy szállítószalag ( Transporter Erector vagy TE) szállítja az indítópadra, majd függőlegesen kiegyenesíti. Mindezek a létesítmények lehetővé teszik a Falcon 9 rakéták utasszállító vagy rakományos változatának, valamint a Falcon Heavy rakéta összeszerelését és indítását.
SpaceX Crew-1 küldetés Falcon 9 hajó és rakéta a gyülekező épületben.
Átjáró, amely lehetővé teszi a legénység számára, hogy hozzáférjen a Crew Dragonhoz.
Az egyetlen hordozórakéta, amely képes a Crew Dragon pályára állítására, a Falcon 9 rakéta „ blokk 5 ” változatában. Ez a kétlépcsős rakéta első repülését 2012-ben tette meg, és azóta csaknem száz repüléssel bizonyította megbízhatóságát (2020-tól). 70 méter magas 549 tonna felszállási súly esetén ez a rakéta több mint 22,8 tonnát tud alacsony pályára (a Nemzetközi Űrállomás alatti magasságban) és 8,3 tonnát geostacionárius transzferpályára állítani . Első szakasza újrafelhasználható, de ha ezt az opciót megvalósítják, a hasznos teher alacsony pályán 16,8 tonna, geostacionárius transzferpályán pedig 5,8 tonna. A két fokozatot a Merlin 1D motorok hajtják (9 az első, egy a második) 903 kiloNewton egységnyi tolóerővel és 298 másodperces fajlagos impulzussal (a földön). A NASA specifikációinak teljesítése érdekében, amelynek célja a legénység elvesztésének valószínűségének 1/270 alatti csökkentése, a SpaceX kifejlesztett egy új verziót, amelyet a SpaceX által forgalmazott többi küldetéshez is használtak. A követelmények között szerepel, hogy az indítószerkezetnek a maximálisan kiszámított terhelésnél 40% -kal nagyobb terhelést kell támogatnia, míg a műholdak indításához ez az érték csak 25% .
Az indítás csak akkor valósul meg, ha bizonyos számú meteorológiai feltétel teljesül: a hordozórakéta tetején 55 km / h-nál kisebb szélsebesség, a magasságban nincs szélnyírás, az indítást megelőző 30 percben nincs villámlás. Felszállás, hiányzás a környező húsz kilométeren üllőszerű gomolyfelhővel társuló zivatar, 0 fok alatti belső hőmérsékletű vastag felhőréteg nincs. Ezenkívül a hajó Észak-Atlanti-óceán feletti ösvényének meteorológiai körülményeinek , ahol a hajó valószínűleg leszáll a hordozórakéta meghibásodása esetén, lehetővé kell tenni az utóbbinak helyreállítását, ha a repülés megszakad.
A hordozórakéta és a hajó néhány nappal az indítás dátuma előtt felálló szállítóeszközén hagyja el az összeszerelő épületet, és függőleges helyzetben vannak az indítópadon. Néhány órával a felszállás előtt a legénység az indítópad mellett szomszédos rögzített torony hídján lépett be a hajóba.
Az indítási sorrend szinte mindig azonos időrendben zajlik. A hordozórakéta tartályainak feltöltése 45 perccel a tervezett felszállási idő (t) előtt kezdődik, amikor a személyzet már a hajón tartózkodik. 3 perccel később visszavonták azt a folyosót, amely lehetővé tette az űrhajósok számára az űrhajó elérését. 37 perccel a felszállás előtt élesítik a hajó mentőrendszerét, és megkezdődik az első szakasz tartályainak feltöltése, majd t-16 'a második szakasz tartályainak sora. A t-5 '-nél a hajó energiáját akkumulátoraiból kapja. T-45 másodpercnél az indításért felelős személy zöld utat ad a műveletek folytatásához. Három másodperccel az indítás előtt megkezdődik a rakétamotor gyújtási sorrendje.
45 másodperccel a felszállás után (t + 45 s) az indító eléri a Max Q-t (maximális dinamikus nyomáspont). Az első fokozat motorjait t + 2min33 s-nál kikapcsolják: az első fokozatot három másodperccel később engedik el, a második fokozat motorjait t + 2 perc 44 mp-nél kapcsolják be. A második szakasz a felszállás után 8 perccel és 47 másodperccel kikapcsol. Az edény t + 12 perc és 46 másodperc múlva vált el a második lépcsőtől, és a kikötési rendszert védő kúp nyitási sorrendje elindult. Az első helyreállított fázis t + 8 perc 47 mp-es fékezési sorrendet indít el, majd a Florida mellett található bárkán t + 9 perc 42 mp-nél landol.
Abban az esetben, ha a hordozórakéta a felszállás előtt meghiúsul (és amíg a személyzet jelen van a hajóban) vagy a meghajtott fázis alatt, több forgatókönyvet terveznek megmenteni a hajó és legénysége számára a különböző konfigurációkban (magasság, sebesség ,. ..):
A Crew Dragon űrhajó, miután önállóan elkülönült a Nemzetközi Űrállomástól , meghajtását használja, hogy csökkentse a pálya sebességét. Néhány óra múlva elvégzi az utolsó manővereket, hogy belépjen a légkörbe, hogy a hajó leszálljon a tervezett helyreállítási területen. Az időjárási viszonyoktól függően Floridán kívül több helyszín is kiválasztható, és szükség esetén a Mexikói-öbölben is lehet árkolni . A kikötési rendszert (műszereket és nyílást ) védő kúpos nyílás zárva van. Az edény nyomás nélküli részét felszabadítják, és az edényt úgy irányítják át, hogy hőpajzsa előre nézzen, hogy megvédje az edényt a légkör súrlódása által okozott hőtől. Az edény elejét gyorsan felmelegítik 1600 ° C-ot elérő hőmérsékletre . Ebben a fázisban a hajó a tolóerőkkel szabályozza a belépési szöget, hogy optimalizálja a pályáját és a lehető legközelebb kerüljön a célponthoz. Az elért pontosság néhány kilométer. Körülbelül 13,7 km magasságban az űrhajó elindítja két kis pilóta ejtőernyő bevetését, amelyek stabilizálják és lassítják az űrhajót. A három fő ejtőernyőt körülbelül 3 kilométeres magasságban helyezik el, és mintegy 20 km / h-ra csökkentik az ereszkedés sebességét . Az űrhajó körülbelül 50 perccel landolt, miután megkezdte azokat a manővereket, amelyek kiváltották a légköri visszatérést. A hajót gyorsan helyreállították, és visszatették a leszállási zónában tartózkodó hajóhoz. Az űrhajósok ekkor elhagyják a hajót.
Repülés száma | Küldetés | Tapasz | Kapszula | Dob | Visszatérés | Legénység | Eredmények |
---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | Demo-1 | C201 | 2019. március 2 | 2019. március 8 | Legénység nélkül | Siker | |
Pilóta nélküli képesítési repülés | |||||||
- | Repülési kidobási teszt | C205 | 2020. január 19 | Legénység nélkül | Siker | ||
Légköri repülés a kapszula kilökő rendszer tesztelésére | |||||||
2 | Demo-2 | C206 törekvés | 2020. május 30 | 2020. augusztus 30 |
Robert Behnken Douglas Hurley |
Siker | |
Kvalifikációs repülés a legénységgel | |||||||
3 | 1-es személyzet | C207 Rugalmasság | 2020. november 16 | 2021. május 2 |
Michael Hopkins Victor Glover Soichi Noguchi Shannon Walker |
Siker | |
Első üzemi repülés | |||||||
4 | 2-es legénység | C206 törekvés | 2021. április 23 | 2021. november (előirányzott) |
Robert Shane Kimbrough K. Megan McArthur Akihiko Hoshide Thomas Pesquet |
Folyamatban | |
5. | Inspiráció4 | C207 Rugalmasság | 2021. szeptember 15 | 2021. szeptember (előirányzott) |
Jared Isaacman Sian Proctor Hayley Arceneaux Christopher Sembroski |
Előre látható | |
Első magánrepülés; az első operatív repülés az ISS-nél történő kikötés nélkül. | |||||||
6. | 3-as legénység | 2021. október 31 |
Raja Chari Tom Marshburn Matthias Maurer Kayla Barron |
Előre látható | |||
7 | Axióma Tér-1 | 2022 január |
Michael López-Alegría, Larry Connor, Mark Pathy Eytan Stibbe |
Előre látható | |||
Első magánrepülés az ISS-be | |||||||
8. | 4-es legénység | 2022 |
Kjell N. Lindgren Robert Hines Samantha Cristoforetti Ki kell hirdetni |
Előre látható | |||
9. | Axióma Tér-2 | 2022 ősze |
Peggy Whitson John Shoffner To hirdetik To be kell jelenteni |
Előre látható | |||
Második magánrepülés az ISS-be |
Repülés száma | Küldetés | Kapszula | Dob | Célkitűzés | Eredmények |
---|---|---|---|---|---|
1 | CRS-21 | C208 | 2020. december 6 | Rakomány az ISS-be | Siker |
2 | CRS-22 | C209 | 2021. június 3 | Rakomány az ISS-be | Siker |
3 | CRS-23 | C208 | 2021. augusztus 18 | Rakomány az ISS-be | Előre látható |