Dragon receives long-planned propulsive landing upgrade after years of development

written by Aaron McCrea | October 10, 2024
Перевёл с английского Андрей Климковский

SpaceX объявила о новой возможности космического корабля Dragon 27 сентября на случай маловероятного отказа парашюта. Теперь Dragon имеет возможность активирования системы пропульсивной посадки с использованием двигателей SuperDraco, что спасает корабль и его экипаж от грубой посадки или неминуемой опасности.

SpaceX презентовала концепцию реактивного приземления Dragon более десяти лет назад. Когда SpaceX представила Dragon 2, он позиционировался как способный к реактивной посадке в любой точке Земли и изначально был разработан для посадки исключительно с помощью SuperDraco. Однако в конечном итоге SpaceX решила использовать парашюты в качестве основной формы спасения для миссий Dragon 2.

Многое пришлось изменить в Dragon 2 с 30 мая 2014 года, чтобы сделать его надежным пилотируемым космическим кораблем, каким мы его знаем сегодня. Теперь SpaceX решила вернуть одну из главных возможностей, которая, как считалось, осталась позади в процессе разработки.

ПОДДЕРЖАТЬ ПРОЕКТ «ВСЕЛЕННАЯ И ЧЕЛОВЕК»

Зачем приземлять пилотируемую капсулу с помощью реактивной тяги?

Быстрое повторное использование было главным приоритетом в первоначальных планах SpaceX по запуску Dragon. SpaceX планировала, что при возвращении из космоса Dragon запустит восемь двигателей SuperDraco и пропульсивно замедлит скорость капсулы. Когда скорость достигнет нуля, капсула приземлится на выдвижные посадочные опоры на указанной посадочной площадке. Это действие могло бы ускорить время, необходимое для восстановления Dragon и возвращения его на стартовую площадку.

Посадка на бетонную посадочную площадку на суше, а не в океане, имеет много преимуществ, особенно когда речь идет о долгосрочной возможности повторного использования и восстановления капсул Dragon. При посадке в океан соленая вода может разъесть алюминиевый корпус и детали из углеродного волокна, из которых построен Dragon. Пропульсивная посадка на Землю предотвратила бы возникновение инвазивной коррозии изначально, что сделало бы быстрое повторное использование гораздо более достижимой целью.

Восемь двигателей SuperDraco на #DragonV2 позволят аппарату приземляться в любом месте с точностью вертолета.

SpaceX (@SpaceX) 30 мая 2014

Более того, посадка Dragon с помощью реактивной тяги также была бы безопаснее для экипажа при выходе из космического корабля. Вытаскивание астронавтов из капсулы — длительный процесс, особенно если они подвергались воздействию микрогравитации в течение длительного времени. Движение океанских волн и процесс извлечения Dragon из воды оказались довольно длительными, а посадка на твердую площадку на суше позволила бы спасательным группам приблизиться к экипажу внутри Dragon и высадить его значительно быстрее.

На момент анонса Dragon 2 и раскрытия возможностей Dragon по приземлению с помощью реактивной тяги SpaceX планировала в конечном итоге использовать Dragon для посадки на поверхность Марса. Эта миссия, получившая название «Red Dragon», была технически осуществима, но SpaceX позже отказалась от планов в пользу Starship.

Атмосфера Марса гораздо менее плотная и более разреженная, чем у Земли, а это значит, что парашюты гораздо менее полезны для посадки. В случае с Red Dragon разреженная атмосфера Марса означала, что Dragon должен был бы приземлиться на поверхность с помощью реактивной тяги без использования парашютов. Имея планы для Red Dragon и зная, что реактивные посадки будут необходимы для будущих миссий на Марс, SpaceX решила заняться реактивными посадками и на Земле.

Почему планы по приземлению Dragon с помощью реактивных двигателей были отменены

Сертификация космического корабля для полета включает в себя длительный и глубокий процесс, прежде чем ему будет разрешено достичь орбиты. Эти меры безопасности экспоненциально замедлили ход миссии Red Dragon, запускаемой на Марс, даже без экипажа. Когда NASA решила не финансировать Red Dragon для возможной миссии по возвращению образцов с Марса, SpaceX отказалась от концепции Red Dragon и сосредоточилась на дальнейшей разработке Dragon 2 для миссий на Земле.

SpaceX начала подавать заявки на участие в программе NASA Commercial Crew Program с проектом пилотируемого космического корабля с мощной системой двигателей, которая, как планировалось, будет также использоваться в качестве системы аварийного прекращения запуска. После того, как Dragon 1 доказал способность достичь Международной космической станции (МКС), SpaceX была выбрана NASA для производства пилотируемого космического корабля для программы Commercial Crew Program, которая в конечном итоге воплотилась в Dragon 2.

Хотя Dragon 2 и его участие в программе Commercial Crew Program отличались от Red Dragon, идея реактивной посадки Dragon не была немедленно отменена после заключения контракта со SpaceX. Первоначально планировалось, что в случае возникновения проблем с реактивной последовательностью посадки точные посадки на воду с использованием двух тормозных парашютов и четырех основных парашютов станут запасным планом. Однако, несколько месяцев спустя было объявлено, что SpaceX изменила свой выбор системы посадки и теперь занимается посадкой на воду с помощью парашютов, а не посадкой на землю с помощью двигателей SuperDraco.

Dragon 2 был разработан для посадки с использованием двигателей, с парашютами в качестве резерва. Перешли на парашюты в качестве основных из-за сложности обеспечения безопасности, но Dragon все еще может это сделать.

Илон Маск (@ElonMusk) 9 марта 2019

Поскольку парашюты теперь служат основной системой посадки Dragon, реактивная посадка Dragon больше не была основным направлением разработки Dragon 2. Позже выяснилось, что NASA желало более высокого рейтинга надежности защиты от «потери экипажа» для Dragon и чувствовало себя более комфортно с парашютной системой посадки, чем с реактивной системой посадки. NASA также считало, что небольшие отверстия в теплозащитном экране Dragon для четырех выдвижных посадочных опор могут привести к быстрому образованию горячих точек во время входа в атмосферу, что потенциально может привести к разрушению транспортного средства.

Возвращаясь к реактивным посадкам

В марте 2019 года SpaceX завершила Демонстрационную миссию-1 (DM-1), в ходе которой Crew Dragon (пилотируемый вариант Dragon 2) успешно совершил полет на МКС и обратно без каких-либо существенных проблем. После миссии Илон Маск, когда его спросили о реактивной посадке Dragon, сказал, что это «зависит от рассмотрения и одобрения NASA».

Чуть больше месяца спустя после успеха DM-1, Crew Dragon C204 столкнулся с аномалией во время огневого испытания SuperDraco. Эта аномалия привела к полной потере корабля, что, вероятно, привело к широкомасштабным задержкам с любыми планами SpaceX по реактивной посадке Dragon. За пределами SpaceX предполагалось, что аномалия ознаменовала конец любых планов по реактивной посадке Dragon.

Сегодня Crew Dragon известен как чрезвычайно надежный и хорошо проверенный корабль — он совершил 15 успешных пилотируемых миссий на МКС и другие низкие околоземные орбиты и практически не испытывал проблем с парашютной системой посадки. Во время предстартового инструктажа Crew-9 НАСА объявило, что теперь у Dragon есть возможность активировать свои двигатели SuperDraco и выполнять реактивную посадку в случае отказа парашютов. Если произойдет аномалия с парашютами, четыре основных парашюта будут обрезаны, и Dragon включит свои восемь двигателей SuperDraco, чтобы медленно выполнить реактивное приводнение. НАСА заявило, что такая посадка будет «терпимой» для любого экипажа внутри Dragon.

Билл Герстенмайер из @SpaceX говорит, что такая возможность уже реализовывалась ранее, однако это первый случай ее использования в рамках миссии @NASA.

Он подтверждает, что это позволяет Dragon запускать SuperDracos «в самом конце», чтобы обеспечить «приемлемую посадку» для экипажа.

Райан Кейтон (@dpoddolphinpro) 27 сентября 2024

На пресс-конференции после запуска Crew-9, отвечая на вопрос NSF, директор SpaceX по управлению полетами Dragon Сара Уокер объяснила, что правила активации пропульсивной посадки требуют, чтобы все соответствующие системы и датчики были исправны, в противном случае она будет отключена. SpaceX использовала эту возможность на Crew-7 Dragon, но она была отключена до возвращения экипажа, когда неисправный датчик GPS был удален из системы. По состоянию на момент той пресс-конференции 28 сентября пропульсивная возможность посадки все еще была активна для миссии Crew-8, которая вернется не ранее 13 октября. Она также была активна для недавней частной пилотируемой миссии Polaris Dawn.

www.nasaspaceflight.com | 10 октября 2024

Джош Кассада и Фрэнк Рубио завершили свой 3-й выход в открытый космос. Он продлился 7 часов и 8 минут. Команда установила 4-ю развёртываемую солнечную панель iROSA на энергоканале 4A левой фермы МКС.

Всего же планируется развернуть 6 таких панелей. Два оставшихся массива будут доставлены на станцию кораблём Cargo Dragon в 2023 году в рамках миссии CRS-28 - уже установленные прибыли во время миссий CRS-26 и CRS-22. Ожидается, что после завершения установки эти солнечные панели увеличат мощность выработки электроэнергии для нужд станции более чем на 30%.

Друзья, подписывайтесь на наше сообщество и следите за свежими новостями о космонавтике!

NASA опубликовало запрос на получение дополнительной информации о возможностях перезапуска космического аппарата на орбите. В качестве демонстрации такой возможности планируется использовать телескоп Хаббл. NASA отмечает, что это будет происходить без каких-либо затрат со стороны государства.

Командир миссий программы Polaris Джаред Айзекман по этому поводу написал, что Хаббл заслуживает больше лет службы и более высокий вид на звезды.

Напомним, что в сентябре стало известно о предложении SpaceX в рамках второй миссии программы Polaris вывести космический телескоп Хаббл на более высокую орбиту с помощью космического корабля Dragon. По плану, корабль SpaceX должен пристыковаться к телескопу и вывести его на более высокую орбиту, что продлит время его службы на 15-20 лет.

Друзья, подписывайтесь на наше сообщество и следите за свежими новостями о космонавтике!

В рамках миссии CRS-26 к МКС отправится последний новый корабль Cargo Dragon (далее полёты будут совершать только ранее летавшие корабли). Также SpaceX решила построить ещё один корабль Crew Dragon (5-й в её пилотируемом флоте), он должен быть готов к 2024 году. Корабль строится, чтобы удостовериться, что компания сможет поддержать требуемое количество полётов, которые запрашивают их клиенты.

SpaceX планируют повторно использовать корабли Dragon примерно 15 раз - раньше называлось ограничение максимум в 5 полетов. Оговариваясь, что между миссиями потребуется замена некоторых элементов, в частности текстильных, таких как парашюты.

Друзья, подписывайтесь на наше сообщество и следите за свежими новостями о космонавтике!

Помимо российского космонавта в экипаж Crew-6 включены астронавты NASA Стивен Боуэн и Вуди Хобург, а также астронавт ОАЭ Султан аль-Нейади.

В июле 2022 года Роскосмос и NASA подписали соглашение о перекрёстных полётах трёх российских космонавтов на американских кораблях Crew Dragon и трёх американских астронавтов на российских «Союзах» в 2022–2024 годах. Полёт Андрея Федяева станет третьим из них.

Друзья, подписывайтесь на наше сообщество и следите за свежими новостями о космонавтике!

НАСА и SpaceX подписали Space Act Agreement для изучения возможности увеличения орбиты культового космического телескопа Hubble Space Telescope, потенциально гарантируя, что очень успешная обсерватория останется работоспособной до середины этого века.

Благодаря трем миссиям по обслуживанию, выполненным в 1990-х и 2000-х годах, Hubble остается рабочим более 32 лет после запуска. НАСА считает, что так будет по крайней мере до конца 2020-х или 2030-х годов. Однако многие компоненты телескопа провели десятилетия в суровых космических условиях, что вызывает неудивительные опасения по поводу их долговечности.

Что еще более важно, неумолимый ход времени, гравитации и атмосферы Земли означает, что Hubble гарантированно в конечном итоге снова войдет в атмосферу и сгорит. Эта кончина может наступить уже в середине 2030-х годов, но SpaceX считает, что может помочь продлить жизнеспособность телескопа до 2050-х годов.

Ссылка на твит

НАСА и SpaceX проведут следующие шесть месяцев, обсуждая, можно ли использовать корабль Dragon для увеличения орбиты телескопа до номинальных 600 километров (~372 мили). Обе стороны заявляют, что в соглашении также будет рассмотрена возможность обслуживания миссий Dragon, что может иметь еще большее значение для Хаббла. Несмотря на то, что такое большое поднятие орбиты, вероятно, удержит его на орбите в течение десятилетий, нет никакой гарантии, что телескоп останется работоспособным, чтобы в полной мере использовать дополнительное время, которое у него будет.

Во время пятой и последней миссии по обслуживанию космического корабля «Шаттл» астронавты НАСА установили стыковочный адаптер (механизм мягкого захвата) на телескоп Хаббл. Хотя не существовало никаких конкретных планов для каких-либо дополнительных миссий по обслуживанию, установка этого адаптера сделала это технико-экономическое обоснование возможным.

Теоретически этот стыковочный адаптер мог бы сделать поднятие орбиты Хаббла гораздо более осуществимым, безопасным и доступным, чем миссия по обслуживанию с экипажем в стиле шаттла. Космический корабль SpaceX Cargo Dragon 2 имеет те же возможности автономной стыковки, что и его пилотируемый брат, и стоит меньше для запуска и эксплуатации, поэтому не исключено, что Dragon без экипажа может автономно состыковаться с Хабблом и поднять его орбиту. Джессика Дженсен, вице-президент SpaceX по работе с клиентами и интеграции, говорит, что вариант без экипажа будет изучаться наряду с обслуживанием экипажа и альтернативами увеличения орбиты.

Стыковочный адаптер Хаббла виден в крайнем правом углу телескопа. Это не совсем то же самое, что адаптер, который использует Dragon, но модификация существующего адаптера для работы с Хабблом не будет большой проблемой. (НАСА)

По словам Патрика Кроуза, руководителя проекта космического телескопа Хаббл НАСА, без перезагрузки НАСА необходимо будет рассмотреть возможность отдельной миссии, чтобы обеспечить управляемый уход массивного телескопа с орбиты к «концу десятилетия». Тем временем целевое увеличение в исследовании «от 40 до 70 километров» может продлить срок службы орбиты Хаббла на «15–20 лет» или даже до 2050-х годов. Но в качестве технико-экономического обоснования есть шанс, что будет сделан вывод о том, что использование Dragon — с экипажем или без экипажа — для разгона или обслуживания HST нецелесообразно. Наиболее вероятным результатом будет вывод о том, что проект осуществим с технической точки зрения, но недостижим с финансовой точки зрения.

В проект входит миллиардер и частный астронавт Джаред Исаакман, который принимал непосредственное участие в пресс-конференции 29 сентября. В сентябре 2021 года Исаакман вместе с четырьмя другими астронавтами стал первым в истории частным астронавтом, вышедшим на орбиту. После впечатляющего успеха Inspiration4 отношения Исаакмана со SpaceX стали еще теснее. В начале 2022 года пара объявила о новом начинании — программе Polaris, в рамках которой в ближайшие несколько лет предполагается провести еще как минимум два или три частных запуска астронавтов.

Ссылка на твит

Расширяя сферу своих амбиций, программа Polaris намерена представить первый в мире скафандр для выхода в открытый космос, разработанный в частном порядке, протестировать связь между космическими кораблями с использованием сети космических лазеров Starlink и завершить первый пилотируемый запуск ракеты SpaceX Starship следующего поколения. Само по себе решение о частном финансировании и разработке скафандра для выхода в открытый космос, а также о возможности проведения выходов в открытый космос из Crew Dragon представляет собой большой шаг вперед для SpaceX и частных космических полетов, если оно будет реализовано.

Но что особенно важно, когда его спросили о синергии между программой Polaris, SpaceX и НАСА, Исаакман сообщил, что он и SpaceX готовы провести шестую миссию по обслуживанию Хаббла более или менее на безвозмездной основе, «с небольшими потенциальными затратами для правительства или вообще без них». По словам Исаакмана, вполне возможно, что «исследование может привести к тому, что [миссия обслуживания Хаббла] станет второй миссией [программы Polaris]».

Ссылка на твит

Polaris Dawn, первая миссия программы, недавно была перенесена с запуска в конце 2022 года на март 2023 года. Четыре частных астронавта, назначенных для этой миссии (включая самого Исаакмана), недавно начали подготовку к историческому частному выходу в открытый космос, в котором увидят как два из четырех астронавты пытаются ненадолго покинуть свой космический корабль Crew Dragon в новых костюмах, разработанных SpaceX. С целевым апогеем 1400 километров (~ 870 миль) миссия также попытается побить рекорд самой высокой околоземной орбиты, достигнутой астронавтами, и попытка выхода в открытый космос также произойдет на рекордной высоте 700 километров (~ 435 миль).

Первоисточник: