Всё о запуске Crew Dragon. Революция или эволюция?
автор статьи Никита Рябчинский / источник Alpha Centauri
С исторического запуска миссии Demo-2 прошла неделя. За это время сложилась интереснейшая картина в СМИ вокруг освещения данного космического события. Одни устраивают похороны Роскосмоса с мемами и многоразовостью, другие же не видят ничего необычного и говорят о том, что американцы повторили достижения Королёва. Думаю, пора обобщить всю имеющуюся информацию и проанализировать значение нового корабля для мировой космонавтики.
В российских СМИ Crew Dragon очень любят сравнивать с советскими Союзами. Особенно удивляет тезис о «повторении наследия Сергея Павловича». Словно не летали никогда Аполлоны, Джемини и Меркурии, да и если и летали, то шпионы украли со стола Королёва чертежи прославленного Союза. Риторика заведомо глупая, естественно родство с Союзом состоит лишь в базовой схеме, а именно корабле капсульного типа. Небольшой корабль, выводимый ракетой-носителем и не имеющий ни крыльев, ни оперения, как это было у Шаттлов, Бурана и некоторых других разрабатываемых систем — вот что такое Crew Dragon. Внешне Crew Dragon немного напоминает командный модуль Аполлона, но никак не Союз. Но на внешнем сходстве сходства и заканчиваются. Crew Dragon — корабль нового поколения, разработанный под современные задачи и призванный снизить стоимость запуска астронавтов на орбиту. Отказавшись от дорогих в обслуживании и устаревших как морально, так и технически Шаттлов, NАSА сделало ставку на небольшие корабли для низкой околоземной орбиты, выводимые имеющимися в распоряжении ракетами-носителями. Корабли должны быть многоразовыми, рассчитанными на, как минимум, 4 членов экипажа и иметь надежные системы спасения (напомню, что системы спасения в Шаттлах были весьма и весьма экзотичными). Агенство инициировало программу Commercial Crew, в ходе которой поручает разработку и создание систем двум компаниям: SpaceX и Boeing. Последние, впрочем, успешно выполняют заказы NАSА в течение более 50 лет, именно они создали первую ступень (S-IC) легендарного Сатурна-5.
Но если в других программах Boeing работал с NАSА в роли подрядчика, то специфика программы Commercial Crew состоит в том, что агенство перекладывает ответственность за разработку на плечи частных компаний, освобождая огромные ресурсы под другие, более важные задачи (правда вышло, что средства поглотила Артемида, но о ней в другой раз). Компании получили средства на разработку и тестирование пилотируемых кораблей: 4,2 млрд Boeing, 2,6 млрд получили SpaceX. В процессе разработки компаниям давали дополнительное финансирование, но и тут опять же отличился Boeing: мало того, что при одинаковых контрактных обязательствах главная авиастроительная компания получила почти на 2 млрд больше средств, чем SpaceX, так и во время разработкиBoeing получил весомый грант на 287 млн. Суммарно за все фазы программы Commercial Crew Boeing и SpaceX получили 4,8 и 3,1 млрд долларов соответственно. Вообще вызывает вопросы распределение средств между компаниями при одних и тех же требованиях. Тем не менее, пройдя через ошибки тестирования, незапланированные разборки, протекционизм по отношению к конкурентам, SpaceX смогли создать корабль, отвечающий требованиям пилотируемых полетов и запустить на нем экипаж к МКС.
Технические особенности Crew Dragon:
1. Большой объем герметичного отсека (9.3 m3), обеспечивающий комфорт для экипажа и возможность перевозить вместе с ним большое количество груза.
2. Негерметичный отсек, объем которого почти в три раза превышает полезный объем капсулы (37 м3), в котором можно перевозить менее требовательные грузы, такие как надувные модули, батареи и стыковочные адаптеры станций, что было продемонстрировано в процессе эксплуатации кораблей Dragon1.
3. Возможность повторного использования, в том числе и для пилотируемых запусков. Dragon 2 изначально проектировался с задачей многоразового использования для пилотируемых миссий, но долгое время NАSА отказывало SpaceX в возможности запуска астронавтов на повторно используемых капсулах Crew Dragon. Но успешный старт миссии Demo-2 и задержки с кораблем Boeing Starliner (повторные миссии которого агенство разрешило ещё не дожидаясь беспилотного запуска), видимо подтолкнули к принятию столь радостного для компании решения.
4. Интегрированная система аварийного спасения (САС) на жидкостных ракетных двигателях. К плюсам такой схемы можно отнести: возможность многократного применения в разных миссиях (вам не нужно каждый раз выкидывать двигатели), возможность активации САС на всех этапах полета. В теории, САС корабля Crew Dragon может помочь капсуле выйти на орбиту, при отказе второй ступени на последних секундах полета. Недостатки этой системы не так очевидны, как может показаться на первый взгляд. Прошлогодняя авария при запуске САС была неожиданностью, никто не мог предугадать, что топливо так АКТИВНО прореагирует с титаном клапана. Но эту проблему SpaceX изящно устранили, заменив клапан на разрывные мембраны. К недостаткам можно отнести и токсичное топливо: двигатели SuperDraco (как и двигатели ориентации Draco) работают на монометилгидразине и тетраоксиде диазота. Токсичное топливо не раз критиковалось в кругах экспертов, но альтернативы ему пока нет. Токсичное топливо используется и на отечественном Союзе, и на корабле Starliner. Третьим возможным недостатком называют вытеснительную подачу топлива, т.е. посредством нагнетания давления в баках. Но многочисленные испытания системы (особенно тщательно тестировали после инцидента с кораблем миссии Demo-1, если не ошибаюсь, провели более ста испытаний) показали надежность работы САС, а успешный In-Flight-Abort Test (тест на прерывание в полете) и предшествующее статическое испытание только закрепили уверенность в работе системы.
5. Возможность брать грузы до 6 тонн (вместе с негерметичным отсеком).
6. Сенсорные панели управления. Это решение тоже не раз подвергалось критике, особенно со стороны Роскосмоса. К сожалению, адекватной статистики по сравнению механических систем управления и сенсорных не нашел, но стоит заметить, что схожая ситуация наблюдается и в среде авиационной. Сенсорные системы контроля находят все большее применение на современных лайнерах, да даже от штурвала отказываются в пользу джойстика (привет, Airbus!), что говорит о том, что сенсорные системы вполне надежны.
7. Новый абляционный материал для теплозащитного щита. Используется третье поколение материала PICA-X.
8. Новый стыковочный механизм NDS, рассчитанный на стыковку со стыковочным узлом IDA на МКС. Тут-то отечественные СМИ и подняли шумиху: в корабле Маска российские детали. Да, есть деталь, но это силовое кольцо, сделанное предприятием Энергия, только находится оно не на корабле, а в адаптере IDA. Дело в том, что новые стыковочные порты разработаны и собираются всеми партнерами по МКС, что означает единый стандарт стыковочных узлов для станции. Таким образом реализуются партнерские принципы при эксплуатации МКС. И не удивительно, что в элементе, сделанном по международному сотрудничеству, найдется деталь из России. Сам же корабль американский. К слову, оба адаптера IDA доставлены кораблями Dragon первой версии.
Crew Dragon подлетает к МКС
Так революция ли? Пожалуй, нет. Илон Маск не сделал революцию, не убил Роскосмос и не затмил NASA. И всё же мы вправе говорить о качественном эволюционном скачке при разработке пилотируемых аппаратов. Многоразовый корабль и многоразовая ракета, дешевые в обслуживании и радикально снижающие стоимость доставки человека на орбиту — мы уже видели нечто похожее по заявлениям, но теперь это становится реальностью. Falcon 9 не только показала свою надежность за 10 лет эксплуатации ( особенно последняя версия Block 5), но и доказала, что многоразовый носитель можно разработать за относительно небольшие средства, и, что многоразовость является выгодной. Гвинн Шотвелл, президент SpaceX, заявляла, что повторное использование стоит меньше половины стоимости первой ступени ракеты. Сколько экономится при пяти запусках можно только гадать, но очевидно, что весьма много. И пусть двигатели не самые мощные, а именно мощностью так гордятся в Роскосмосе, но Merlin 1D — двигатель многоразовый, способный запускаться несколько раз за полет при экстремальных режимах возврата, что куда полезнее для многоразовых систем.
Совместная работа девяти движков Melin 1D
Даг Хёрли и Боб Бенкен уже поделились своими впечатлениями от полета на Crew Dragon. Они отметили отличную управляемость корабля, сказав, что управление такое же, как и на симуляторе. Корабль очень послушный и очень комфортный. Боб даже сделал сальто в корабле) В то же время, астронавты отметили, что ракета прокладывала путь к орбите тяжелее, чем Шаттл, чувствовалась тряска. Скорее всего это связано именно с особенностями Шаттла, конструкция которого позволяла выходить на орбиту с меньшими перегрузками и меньшей тряской. Некоторые успели и на основе этой информации прийти к выводу, что Crew Dragon уступает Союзу, но и Шаттл Союзу не родственник, да и Боб и Даг на Союзах не летали и ни разу их не сравнивали.
Дуглас (Даг) Хёрли (на переднем плане) и Боб Бенкен
Что ещё смущает людей? Конечно же скафандры! Они никуда не годятся, ведь сделаны в Голливуде! Не знаю, откуда такое отношение к Голливуду, но доля правды есть: ДИЗАЙН скафандров разработан художником Хосе Фернандесом, придумавшим костюмы для супергероев. Только это не значит, что в NASA и SpaceX работают глупые люди, не думающие о безопасности. Скафандры прошли множество проверок, в том числе в вакуумных камерах. И они никогда не были рассчитаны на использование вне корабля, только внутри, на случай разгерметизации. Про отечественные скафандры как всегда не договаривают: скафандры, в которые одеты экипажи Союзов также не очень хорошая защита в условиях открытого космоса, они сильно отличаются от тех, что используются для работ за бортом МКС.
Астронавты на репетиции запуска. Позади них Tesla Model X, которая довезет до стартовой площадки
Что по итогу? NASA получило корабль нового поколения, оптимальное по ряду характеристик средство доставки людей и грузов в космос. Более того, в ходе реализации программы Commercial Crew агенство поспособствовало развитию частного сектора на рынке космических запусков, устроило условия для конкурентной борьбы и развития отрасли и теперь мы видим, как начинания этой программы реализуются в амбициозной Артемиде — программе возвращения на Луну. О ней и её проблемах мы поговорим в следующий раз.
Следите за актуальными новостями в сообществе SpaceX!
Важные открытия сделанные на МКС.
Международная космическая станция (МКС) являет собой передовой космический форпост человечества, где вот уже на протяжении 15 лет постоянно обитают люди. Поскольку МКС вращается вокруг земли, она, фактически, находится в состоянии свободного падения, противодействуя земной гравитации, и предоставляя идеальную платформу для изучения космоса.
Гарет Дориан.
Научные эксперименты и исследования на борту станции, как правило, междисциплинарные, и включают в себя такие области науки как микробиология, космическая наука, фундаментальная физика, биология человека, астрономия, метеорология и наблюдение за Землей. Давайте же рассмотрим самые значимые открытия, сделанные на Международной космической станции.
1. Уязвимость и слабость человеческого тела
Воздействие условий космической среды на организм человека во время длительных полетов является чрезвычайно важным вопросом, детальное изучение которого позволит нам в будущем совершать долгие космические путешествия. Например, полет на Марс займет около года, и к этому следует добавить еще год, который будет необходим для возвращения на Землю.
Исследования условий микрогравитации на МКС продемонстрировали, что человеческий организм за время миссии теряет значительную часть мышечной и костной массы. Технологии минимизации негативного влияния микрогравитации на организм включают использование специальных тренажеров для упражнений на сопротивление. Эксперименты с использованием подобных тренажеров подтвердили, что эта технология позволяет значительно ограничить потерю костной и мышечной массы.
В сочетании с исследованиями оптимального режима питания для космонавтов и приема определенных медицинских препаратов, эти эксперименты позволили улучшить методы лечения остеохондроза, болезни, которой страдают миллионы человек.
2. Межпланетное загрязнение
Долгосрочной целью многих космических агентств является пилотируемый полет на Марс. Красная планета особенно интересует человечество, поскольку она является одним из самых доступных космических объектов, на которых существовала или до сих пор существует внеземная жизнь. Очень важно, чтобы мы случайно не заразили Марс земными организмами. Следует также следить за тем, чтобы не заразить Землю возможными марсианскими формами жизни во время возвращения миссии с образцами.
Некоторые выносливые бактерии, такие как Bacillus subtilis (Сенная палочка) уже поддавались воздействию космических условий на борту МКС. Они были защищены от солнечной радиации, и показали высокие показатели выживания. Космического вакуума и экстремальных температур оказалось недостаточно для того, чтобы убить эти микроорганизмы. Эти бактерии могут выжить в условиях межпланетного полета на Марс. Они даже смогут выжить на самой красной планете, попав туда абсолютно случайно на поверхности космического корабля.
Это открытие имело значительные последствия. Если микроорганизмы, или их ДНК, могут выжить в условиях межпланетного полета, это подтверждает вероятность того, что жизнь на Землю могла изначально попасть из другой планеты или астероида.
3. Выращивание кристаллов для медицинских целей
Основным вызовом для создания эффективных лекарств является понимание формы молекул протеина в людском организме. Протеины в нашем теле отвечают за множество биологических функций, включая репликацию и расщепление ДНК. Протеиновая кристаллография является основным инструментом для расширения нашего понимания структуры протеина.
На земле рост кристаллов замедляется гравитационными процессами, в результате чего более массивные частицы собираются на дне сосуда с жидкостью.
В условиях микрогравитации эти кристаллы могут вырастать до больших размеров, чем на Земле, что значительно упрощает анализ их структуры. Протеиновые кристаллы, выращенные на МКС, используются для разработки новых лекарств от таких болезней как рак и мышечная дистрофия.
4. Космическое излучение и темная материя
Космическое пространство пронизывают постоянные потоки заряженных частиц, которые называются космическим излучением. Когда эти космические лучи достигают атмосферы Земли, они дробятся, создавая поток вторичных частиц, который мы можем зафиксировать на поверхности. Некоторые космические лучи могут излучаться от взрывов в результате создания сверхновой звезды или вспышек на солнце. В большинстве случаев источник этого излучения нам неизвестен.
Чтобы лучше понять эти загадочные лучи, мы должны поймать их до того, как они достигнут атмосферы Земли. Установленный на МКС Магнитный альфа-спектрометр (AMS) является самым чувствительным детектором частиц, который человечество отправляло в космос. Это устройство собирает космические лучи, измеряет их энергию и определяет направление.
В 2013 году первые результаты исследований показали, что электроны космических лучей и их античастицы, позитроны, излучаются из всех направлений в космосе, а не из одного определенного места.
Приблизительно одна четверть энергии массы вселенной состоит из темной материи, которая имеет неизвестный нам состав, и может быть источником космического излучения. Теоретическое существование темной материи предусматривает присутствие во внутренней части Млечного пути (и других галактик). Подтверждением этой теории служит изотопная природа электронов и позитронов космических лучей, собранных магнитным альфа-спектрометром на МКС.
Истинная природа космического излучения и темной материи является одной из самых больших загадок современной астрофизики.
5. Эффективное горение
Специально зажечь огонь на орбитальной космической станции — это, очевидно, не самая лучшая идея. Однако, оказывается, что физика пламя в условиях микрогравитации довольно интересна. Изучение гашения огня проходит в специальном устройстве, где крохотные зажигаются капли топлива, которые в условиях микрогравитации формируют сферы.
Пламя на Земле выглядит так, как мы его привыкли видеть, потому что гравитационные процессы в всходящем потоке воздуха направляют смесь топлива и газа вверх. В условиях микрогравитации не существует восходящего потока, и поэтому пламя распространяется в форме сферы вокруг источника горения. Желтый цвет огня появляется в результате накала крохотных твердых частиц. Эти частицы образовываются в результате неполного сгорания топлива и являются загрязнителем.
В условиях микрогравитации происходит более полное и, следовательно, более эффективное сгорание топлива. Пламя свечи на Земле горит желтым цветом, тогда как в космосе это пламя является голубым и выделяет намного меньше дыма. Эти исследования позволяют детально изучить процессы формирования сажи и дыма, которые оказывают негативное влияние на окружающую среду и здоровье человека. Эксперименты с горением также позволяют расширить понимание того, как капли топлива в двигателе внутреннего сгорания переходят из жидкого состояния в газообразное. В будущем данные исследования могут помочь в создании более эффективных двигателей внутреннего сгорания на Земле.
Русские — мои друзья: астронавт Марк Ванде Хай дал первое послеполётное интервью
Астронавт NASA Марк Ванде Хай дал первое интервью после возвращения с МКС на корабле «Союз МС-19» 30 марта. По его словам, несмотря на ухудшение международной ситуации, обстановка на борту МКС осталась благоприятной. А говоря о взаимоотношениях с русскими коллегами на борту, отметил, что они были, есть и будут его дорогими друзьями.
«Мы во всём поддерживали друг друга. И у меня никогда не было сомнений в способности продолжить работать с ними дальше», — подчеркнул Марк.
Напомним, что Роскосмос вернул Ванде Хая, как и планировал, в составе экипажа корабля «Союз МС-19» вместе с Антоном Шкаплеровым и Петром Дубровым. С последним, кстати, он обновил национальные рекорды по времени пребывания на МКС за одну экспедицию (355 суток). Наши космонавты также дали послеполётное интервью, Pro космос об этом писал.
Сотрудники Boeing, дававшие показания против компании, выиграли в корпоративную лотерею полёт на Starliner
Авиастроительная корпорация Boeing огласила результаты внутренней лотереи, в которой были разыграны пассажирские места на первый в истории полёт космического корабля CST-100 Starliner. Среди победителей оказались бывшие и действующие сотрудники, выступавшие свидетелями в судебном процессе по делу о производственных нарушениях.
Глава управления космического туризма Boeing Саймон Килпатрик рассказал, что экспериментальный рейс с живыми пассажирами на борту запланирован на середину июня. Корабль будет выведен на околоземную орбиту и проведёт там 30 часов, после чего приводнится в водах Тихого океана. В ходе этого полёта люди, дававшие показания о якобы ненадёжных системах безопасности и двигателях Boeing, смогут сами убедиться в своей неправоте. Конечно, несчастные случаи нельзя исключать, но в руководстве компании уверены, что за ними не могут стоять причины, которые описывали свидетели.
«Мы просто решим большое количество проблем одним махом, – говорит Килпатрик. – У всех, кто поливал нас грязью и говорил, что якобы наши самолёты ненадёжны, будет возможность оказаться своими глазами увидеть, как они неправы, причём с высоты 500 километров. Мы надеемся, что полёт пройдёт без инцидентов, но при любом сценарии количество людей, которые клевещут на нас в судах, после этого полёта сократится».
Друг познается в чате
«Чат на чат» — новое развлекательное шоу RUTUBE. В нем два известных гостя соревнуются, у кого смешнее друзья. Звезды создают групповые чаты с близкими людьми и в каждом раунде присылают им забавные челленджи и задания. Команда, которая окажется креативнее, побеждает.
Реклама ООО «РУФОРМ», ИНН: 7714886605
Еще немного фотографий с МКС
В продолжении поста Фотографии недавнего выхода астронавтов в открытый космос для модернизации энергосистемы МКС
Chris Cassidy: "Вчера Bob Behnken и я выполнили второй выход в открытый космос, чтобы продолжить обновление батарей МКС. Вид под моими ногами был довольно впечатляющим!"
Фото Земли от Doug Hurley
Юго-запад Ливии
Doug Hurley: "Los Angeles Basin, где находится штаб-квартира SpaceX, где был построен Dragon Endeavour. Можно увидеть острова Санта-Каталина и Сан-Клементе"
Иван Вагнер: "МачуПикчу — древний город Америки, находящийся на вершине горного хребта на высоте 2400 метров, также называют «Город в руинах» или «Город среди облаков». И это название оправдывает себя, т.к. практически месяц я пытался поймать его"
Doug Hurley: "Багамские острова, одна из самых красивых достопримечательностей на Земле из космоса"
Фото МКС от Ивана Вагнера
Иван Вагнер: "Новара — город на с-з Италии, расположенный в сердце региона Пьемонт. Это очаровательный город с интересным историческим центром, включающим здания средневекового и ренессансного периодов"
Иван Вагнер: "Иногда, пролетая над нашей Землей, видишь такие картины, которые не мог и вообразить! Красивые и неповторимые рисунки природы, от которых невозможно оторвать глаз. Запечатлел один из них.
Багамские Острова — государство на одноимённых островах к северу от Карибского моря и Кубы"
Атлантический океан и юго-западное побережье Африки
Bob Behnken: "Мои любимые виды нашей планеты, которые захватывают границу между ночью и днем"