CST-100 Starliner

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
CST-100
CST-100 Starliner at Boeing's spacecraft test facilities in El Segundo, California.png
Капсула для лётных испытаний
„Boeing Crewed“
Общие данные
Разработчик Соединённые Штаты Америки Boeing
Производитель Соединённые Штаты Америки Boeing
Страна Соединённые Штаты Америки США
Назначение пассажирский
Задачи доставка астронавтов на/с МКС
Орбита Низкая опорная орбита
Срок активного существования 60 часов
Срок автономного существования 210 дней
Экипаж до 7 человек
Производство и эксплуатация
Статус беспилотное испытание
Всего запущено 1
Первый запуск 20 декабря 2019
(беспилотный)
Ракета-носитель Atlas-5 N22
Стартовая площадка SLC-41, Канаверал
Типичная конфигурация
Стартовая масса 13 000 кг
Топливо гидразин и N2O4
Габариты
Длина 5,03 м
Диаметр 4,56 м
Полезный объём 11 м3 (герметичный)
Commons-logo.svg Медиафайлы на Викискладе

Boeing CST-100 Starliner (от англ. Crew Space Transportation) — американский частично многоразовый пилотируемый транспортный космический корабль, разрабатываемый с 2014 года компанией Боинг в рамках Программы развития коммерческих пилотируемых кораблей (Commercial Crew Transportation Capability, CCtCap), организованной и финансируемой НАСА.

Первый запуск корабля (частично успешный) состоялся в декабре 2019 года; миссия с экипажем запланирована на первый квартал 2020 года[1].

Стыковка корабля с МКС может производиться к Международному стыковочному адаптеру IDA-2 или IDA-3 системы стыковки NASA на модуле «Гармония»[2].

История[править | править код]

1 февраля 2010 года НАСА поддержала разработку космического аппарата Боинг, выделив компании грант в размере 18 млн долларов[3].

Первые изображения CST-100 были продемонстрированы публике на авиашоу в Фарнборо (Англия) в июле 2010 года[4]. Тогда же предполагалось, что CST-100 может быть введён в эксплуатацию в 2014 году[5].

В августе 2011 года компания Боинг сообщила, что CST-100 впервые отправится в космос в 2015 году — как в беспилотном, так и в пилотируемом варианте. В мае 2014 было заявлено о первом беспилотном испытательном запуске корабля в январе 2017 года; первый орбитальный полёт пилотируемого корабля с двумя астронавтами был запланирован на середину 2017 года[6].

16 сентября 2014 года Боинг стала одним из двух победителей конкурса в рамках подпрограммы CCtCap и получила контракт от НАСА на сумму 4,2 млрд долларов для завершения разработки корабля и его сертификации для полётов к МКС[7]. По условиям контракта, кабина каждого корабля должна вмещать экипаж в составе не менее четырёх человек и 100 кг грузов. Кроме того, аппарат должен обладать возможностью оставаться пристыкованным к станции в течение 210 дней, чтобы обеспечивать доставку астронавтов и космонавтов обратно на Землю, а в случае необходимости — их экстренную эвакуацию. НАСА рассчитывает, что новые корабли позволят увеличить экипаж станции до семи человек, и благодаря этому научным исследованиям можно будет уделять гораздо больше времени[8].

В августе 2016 года началась сборка корабля[9]. В октябре дату первого беспилотного запуска отложили на июнь 2018 года, пилотируемый сертификационный полёт — на август 2018 года.[10] В октябре 2017 первый беспилотный запуск в расписании перенесли на август 2018, первый пилотируемый — на ноябрь того же года[11].

На март 2018 года Боинг имел три капсулы «Starliner» («Starliner» 1, 2 и 3) находящихся в процессе производства: первый — тестовый модуль предназначен для испытаний и сертификации систем эвакуации экипажа; второй будет использован в пилотируемом испытательном полёте, он полетит после третьего, который используется для беспилотного полёта[12]. В апреле 2018 из неофициальных источников в СМИ поступила информация, что первый беспилотный запуск корабля будет перенесён ещё на три месяца — на 27 ноября 2018 года[13].

В августе 2018 года НАСА опубликовало новые ориентировочные даты для тестовых полётов корабля: беспилотный запуск ожидался в конце 2018 или в начале 2019 года, пилотируемый — в середине 2019 года[14]. В октябре 2018 года даты для тестовых полётов корабля были смещены соответственно на март и август 2019 года[15]. В апреле 2019 года даты были изменены: беспилотный пуск — в августе 2019 года, а пилотируемый — в конце 2019 года. Эти сроки также не были соблюдены.

3 апреля 2019 года NASA утвердило продление второй, пилотируемой, испытательной миссии корабля Starliner. Миссия продлится несколько месяцев, а не дней, как планировалось изначально; конкретные сроки указаны не были. Продление мотивировано необходимостью обеспечения непрерывного пребывания американских астронавтов на борту МКС на случай задержек разработки и запусков коммерческих кораблей, в условиях завершения приобретения мест для астронавтов на российских кораблях «Союз». Экипажем миссии станут астронавты NASA Николь Манн и Майкл Финк, а также тестовый пилот компании Boeing и бывший астронавт Крис Фергюсон[16].

Тестирование[править | править код]

Стендовые испытания САС[править | править код]

Silk-film.png Внешние видеофайлы
Silk-film.png YouTube full-color icon (2017).svg Огневые испытания двигателей

В июле 2018 года появились данные об аномалии во время тестового прожига четырёх двигателей системы аварийного спасения, который проводился в июне перед испытаниями аварийного отделения корабля от ракеты-носителя на стартовой площадке[17]. В Боинге подтвердили, что после завершения прожига и отключения двигателей 4 из 8 клапанов, контролирующих подачу компонентов топлива, застряли в открытом положении, что привело к утечке гидразина. Компанией было принято решение отложить испытания для расследования причин аномалии и принятия корректирующих действий[18].

23 мая 2019 на полигоне в Нью-Мексико были проведены успешные наземные огневые испытания двигателей корабля Starliner, включая двигатели CAC и маневровые двигатели служебного отсека в разных режимах. Клапаны двигателей, неполадки которых вызвали утечку топлива на предыдущем испытании были перепроектированы и заменены новыми[19].

Pad Abort Test[править | править код]

Silk-film.png Внешние видеофайлы
Silk-film.png YouTube full-color icon (2017).svg Анимация полёта от Boeing
Silk-film.png YouTube full-color icon (2017).svg Вебкаст испытания от NASA
Silk-film.png YouTube full-color icon (2017).svg Стабилизированное видео полёта
Старт корабля

4 ноября 2019 года было выполнено полётное испытание системы аварийного спасения, которое имитировало работу системы в случае аварии ракеты-носителя на стартовой площадке. Корабль Starliner взлетел со стенда на стартовом комплексе LC-32 ракетного полигона Уайт-Сендс в Нью-Мексико в 14:15 UTC. Четыре двигателя СAC работали в течение 5 секунд, а отдельные маневровые двигатели в течение 10 секунд, разогнав корабль до скорости более 1000 км/ч. Капсула достигла намеченной высоты около 1350 м, затем последовательно отсоединились служебный отсек и тепловой щит, после чего были выпущены тормозные, вытяжные и основные парашюты. Несмотря на то, что раскрылись только два основных парашюта из трёх, капсула мягко приземлилась на надувные подушки через 78 секунд после старта. По словам представителей NASA и Boeing, капсула спроектирована таким образом, чтобы успешно приземлится в случае отказа одного из основных парашютов. Испытания признаны успешными, поскольку приземление соответствовало приемлемым параметрам безопасности экипажа[20][21].

7 ноября компания Boeing сообщила, что причиной нераскрытия стала неправильная установка штыря, который соединял основной парашют с вытяжным парашютом. При просмотре фотографий, выполненных при укладке парашютов в соответствующие отсеки было обнаружено, что соединяющий парашюты штифт не был установлен корректно. По словам представителя компании, для исключения повторения проблемы потребуется только незначительные изменение в процедуре укладки[22].

Беспилотный запуск и возникшие проблемы[править | править код]

Капсула после успешной посадки
Основная статья: Boe-OFT

Запуск корабля к МКС в беспилотном варианте был произведён 20 декабря 2019 года[23] с авиабазы на мысе Канаверал (штат Флорида) с помощью ракеты-носителя Atlas V с российскими двигателями РД-180[24]. После того, как CST-100 успешно отделился от ракеты-носителя, произошёл непредвиденный сбой в системе расчёта полётного времени корабля. В результате этого сбоя было израсходовано много топлива, нужного для планировавшейся на следующий день стыковки с МКС. Кроме того, произошло непредвиденное временное прерывание сеанса связи с кораблём из-за которого был пропущен момент включения двигателей для выхода на орбиту сближения с МКС. В НАСА полагают, что сеансу связи помешали коммуникационные спутники Tracking and Data Relay Satellite System, в зазоре между полями покрытия которых в этот момент находился Starliner. В итоге, было принято решение отменить стыковку корабля с МКС и попытаться вывести корабль Starliner на орбиту, которая позволит ему вернуться на Землю в течение 48 часов[25]. Позднее двигатели корабля всё же включились и подняли перигей орбиты до 187 км. Несмотря на неудачную попытку стыковки корабля с МКС, специалистам NASA и Boeing удалось за время нахождения корабля на орбите провести множество запланированных испытаний[26].

22 декабря в 12:58 UTC Starliner совершил успешную посадку на полигоне Уайт-Сэндз в штате Нью-Мексико. Посадка прошла в штатном режиме при помощи трёх парашютов. Использованный в этом полёте корабль планируется доставить в штат Флорида, где он пройдёт подготовку для повторного использования[27].

Конструкция[править | править код]

Спускаемый аппарат CST-100 («100» в названии корабля означает высоту 100 км, см. Линия Кармана[28]) будет больше, чем командный модуль Apollo, однако меньше спускаемого аппарата Orion. CST-100 разработан для совершения относительно недолгих путешествий.

Аппарат в перспективе будет использоваться для доставки грузов и экипажа. CST-100 сможет перевозить команду из 7 человек. Предполагается, что аппарат будет доставлять экипаж на Международную космическую станцию и орбитальный комплекс Бигелоу (Bigelow Aerospace Orbital Space Complex).[29] Срок в состыкованном состоянии с МКС — до 6 месяцев.

Головной обтекатель (небольшой обтекатель на стыковочном узле) CST-100 будет использоваться для увеличения обтекаемости капсулы воздухом, а после выхода из атмосферы будет выполнено его отделение. Позади панели обтекателя находится стыковочный узел для стыковки с МКС и, предположительно, другими орбитальными станциями. Для управления аппаратом предназначены 3 пары двигателей: два по бокам для маневрирования, два основных, создающих основную тягу, и два дополнительных. Капсула снабжена двумя иллюминаторами: спереди и сбоку. CST-100 состоит из двух модулей: приборно-агрегатного отсека и спускаемого аппарата. Последний предназначен для обеспечения нормального существования астронавтов на борту аппарата и хранения грузов, а первый включает в себя все необходимые системы управления полётом и будет отделён от спускаемого аппарата перед входом в атмосферу.

Одна из особенностей CST-100 — дополнительные возможности орбитального маневрирования: если топливо в системе, разделяющей капсулу и ракету-носитель, не использовано (в случае неудачного старта), оно может потом расходоваться на орбите.

Запуск CST-100 компания Boeing будет производить с помощью ракеты-носителя Atlas V в новом варианте N22 со стартовой площадки SLC-41 базы ВВС США на мысе Канаверал.

Система посадки[править | править код]

Возвращение капсулы на Землю обеспечит одноразовая теплозащита, парашюты и надувные подушки (для финального этапа посадки).

Энергоснабжение[править | править код]

У CST-100 солнечные батареи расположены на задней стенке служебного модуля. Батареи состоят из трёх полос фотоэлектрических преобразователей, повёрнутых под разными углами для более эффективного захвата солнечного света. Батареи способны выдавать полезную мощность в 2,9 кВт[30].

Список полётов[править | править код]

Название миссии Дата, время (UTC) Экипаж Результат
запуска стыковки
с МКС
время в
состыкованном
состоянии с МКС
приземления на МКС с МКС/
1 Boe-OFT
(Orbital Flight Test)
20 декабря 2019
11:36 UTC[23]
стыковка отменена[31] 22 декабря 2019
12:58 UTC
Частичный успех
Первый испытательный полёт к МКС (без экипажа). Из-за сбоя таймера полётного времени, после отделения от ракеты-носителя корабль израсходовал слишком много топлива для коррекции своего расположения, исключив тем самым возможность произвести сближение и стыковку со станцией. Однако, Starliner совершил успешную посадку на полигоне в Нью-Мексико спустя 2 дня после запуска[32].
Планируемые полёты
2 Boe-CFT
(Crew Flight Test)
1 квартал 2020 года[1] 3 3
Второй испытательный полёт CST-100 Starliner к МКС (с экипажем или беспилотный)[33].

Аналогичные разработки[править | править код]

Сравнение с аналогичными проектами[править | править код]

Сравнение характеристик разрабатываемых пилотируемых космических кораблей (Править)
Название Федерация Orion Dragon V2 Starliner (CST-100) Гаганьян
Разработчик Россия РКК «Энергия» Соединённые Штаты Америки Lockheed Martin Соединённые Штаты Америки SpaceX Соединённые Штаты Америки Boeing Китай CAST Индия ISRO
Внешний вид PPTS-01.jpg Orion with ATV SM.jpg SpaceX Dragon v2 (Crew) artist depiction (16787988882) CST-100.jpg
[[Файл:|240px]]
Многозадачность
  • к Луне, DSG
  • к Марсу[37]
  • к МКС
  • к астероиду[38]
  • к ОС на НОО (МКС)
  • грузовая модификация к ОС на НОО
  • к Луне (без посадки) (2018)[39][40]
  • к ОС на НОО (МКС)
НОО
Год первого орбитального
беспилотного запуска
2023 (Иртыш (Союз-5))
2024 (Ангара-А5B)[43]
2027[35] или 2028[43] (Енисей)
2014 (Delta IV Heavy)
2021 (SLS)[44]
2 марта 2019 (Falcon 9) 20 декабря 2019 (Атлас-5) (без стыковки с МКС) планируется 2020 (LM-5B или LM-7)[45] дек. 2020 - 2021[46]
Год первого пилотируемого
полёта
2024 (Иртыш (Союз-5))[47][35]
202? (Енисей)[35]
2023 (SLS)[44] планируется февраль 2020 планируется начало 2020 дек. 2021 - 2022[46]
При полёте на НОО
Экипаж, чел. 4[35][48] или 5[49] или 6[50] 4[51] по контракту с НАСА — 4, + 1 турист
максимальная — 7
до 6 чел.[41][42] 3[46]
Стартовая масса, т 14,4[35][48] 12 14 14
Масса полезного груза в пилотируемом полёте, т 0,5[35][48]
Масса полезного груза грузовой версии, т 2 3,31
Продолжительность полёта в составе станции До 365 дней (НОО)[35][48] До 720 дней До 210 дней
Продолжительность автономного полёта До 30 дней[35][48] До 1 недели До 60 часов 7[46]
Ракета-носитель LM-5B[45] или LM-7 GSLV Mk.III
При полёте к Луне
Экипаж, чел 4[35][48] 4 2[55] 3-4[41][42]
Стартовая масса, т 20,0[35][48] 25,0 20
Масса полезного груза в пилотируемом полёте, т 0,1[35][48]
Продолжительность полёта в составе станции До 180 дней[35][48]
Продолжительность автономного полёта До 30 дней[35][48] До 21,1 дня
Ракета-носитель

Примечания[править | править код]

  1. 1 2 Boeing, SpaceX press towards commercial crew test flights this year (неопр.). Дата обращения 27 октября 2019.
  2. Boeing: Cosmic Connection. www.boeing.com. Дата обращения 14 декабря 2019.
  3. Boeing: NASA Selects Boeing for American Recovery and Reinvestment Act Award to Study Crew Capsule-based Design (англ.). Boeing (2 Feb. 2010). Архивировано 3 мая 2012 года. (Проверено 21 июля 2011)
  4. New Spaceship Could Fly People to Private Space Stations (англ.). Space.com (19 July 2010). Архивировано 3 мая 2012 года. (Проверено 21 июля 2011)
  5. Корпорация Boeing включилась в космическую гонку. Podrobnosti.ua (27 июля 2010). (Проверено 9 августа 2011)
  6. Boeing CST-100 Space Taxi Maiden Test Flight to ISS Expected Early 2017 - One on One Interview with Chris Ferguson, Last Shuttle Commander. universetoday.com (9 мая 2014).
  7. American Companies Selected to Return Astronaut Launches to American Soil (англ.). nasa.gov (16 September 2014).
  8. NASA заказало у SpaceX второй полёт к МКС. ТАСС (30 июля 2016). Дата обращения 30 июля 2016.
  9. В США начали сборку частного пилотируемого космического корабля Starliner // РИА
  10. Boeing Delays First CST-100 Starliner Operational Flight to December 2018 (англ.)
  11. NASA’s Commercial Crew Program Target Test Flight Dates (англ.). NASA (5 October 2017).
  12. Sheetz, Michael Look inside Boeing’s race against SpaceX to launch the next generation of human spaceflight (англ.). CNBC (15 марта 2018).
  13. Испытательный полёт к МКС корабля Boeing Starliner перенесён на три месяца
  14. NASA’s Commercial Crew Program Target Test Flight Dates (англ.). NASA (2 August 2018).
  15. NASA’s Commercial Crew Program Target Test Flight Dates (англ.). NASA (4 October 2018).
  16. NASA approves extension of Boeing commercial crew test flight (англ.). SpaceNews (4 April 2019).
  17. Boeing suffers a setback with Starliner’s pad abort test (англ.). Ars Technica (21 July 2018).
  18. Boeing delays crew capsule test flights after abort engine problem. Spaceflight Now (1 августа 2018).
  19. Boeing completes tests of Starliner thrusters (англ.). SpaceNews (24 May 2019).
  20. Boeing performs Starliner pad abort test (англ.). SpaceNews (4 November 2019).
  21. Boeing tests crew capsule escape system (англ.). Spaceflight Now (4 November 2019).
  22. Missing pin blamed for Boeing pad abort parachute anomaly (англ.). SpaceNews (7 November 2019).
  23. 1 2 Корабль Starliner впервые стартовал к МКС в беспилотном режиме. ТАСС (20 декабря 2019). Дата обращения 20 декабря 2019.
  24. Корабль Starliner поднял орбиту на 50 километров для подготовки к посадке
  25. В НАСА отказались от стыковки космического корабля Starliner с МКС. РИА Новости (20 декабря 2019). Дата обращения 20 декабря 2019.
  26. NASA и Boeing успешно посадили Starliner. ТАСС (22 декабря 2019). Дата обращения 22 декабря 2019.
  27. Приземлился, но не пристыковался. Завершён космический полёт Starliner. Радио Sputnik (22 декабря 2019). Дата обращения 22 декабря 2019.
  28. New Spaceship Could Fly People to Private Space Stations // SPACE.com.
  29. Капсула CST-100: альтернатива шаттлам от Boeing.
  30. The Sun to Power the Starliner (англ.). NASA (15.11.2016).
  31. В НАСА заявили, что Starliner не будет стыковаться с МКС. РИА Новости (20 декабря 2019). Дата обращения 20 декабря 2019.
  32. Starliner lands in New Mexico (англ.). SpaceNews (22 December 2019).
  33. Перед запуском Starliner с экипажем может потребоваться беспилотная миссия. regnum.ru. Дата обращения 9 января 2020.
  34. 1 2 Россия в ближайшие годы не откажется от использования космических кораблей «Союз». ТАСС (12 марта 2015).
  35. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Российский космос: история будущего. Евгений Микрин, Телестудия Роскосмоса (26.01.2018).
  36. В Роскосмосе рассказали о будущем корабля «Федерация»
  37. Первый шаг к Марсу. Lenta.ru (5 декабря 2014). Дата обращения 24 марта 2015. Архивировано 6 декабря 2014 года.
  38. США испытают новейший космический корабль «Орион» в декабре
  39. 1 2 3 SpaceX to send privately crewed dragon spacecraft beyond the moon next year (англ.), SpaceX (27.02.2017). Архивировано 28 февраля 2017 года.
  40. 1 2 3 Jeff, Foust SpaceX no longer planning crewed missions on Falcon Heavy (англ.). spacenews.com (05.02.2018).
  41. 1 2 3 4 我国新一代载人飞船将实现近地轨道飞行和载人登月双重任务 (кит.). Science and Technology Daily (8 марта 2016).
  42. 1 2 3 4 China's new spaceship to rival the best in the world (англ.). China daily (8 March 2016).
  43. 1 2 3 4 РОСКОСМОС 2.0. ПОСТАВЛЕННЫЕ РУКОВОДСТВОМ СТРАНЫ ЗАДАЧИ БУДУТ ВЫПОЛНЕНЫ. Роскосмос (18 июля 2018). Архивировано 19 июля 2018.
  44. 1 2 FY 2019 Budget estimates. НАСА. (февраль 2018).
  45. 1 2 Jones, Andrew China’s Long March 5 heavy-lift rocket to fly again around November in crucial test (англ.). spacenews.com (14 марта 2018).
  46. 1 2 3 4 Rs 10,000 crore plan to send 3 Indians to space by 2022 (англ.). The Times of India (29 December 2018).
  47. Дмитрий Рогозин: ни один агрессор не рискнёт развязать войну против России. РИА Новости (03 июня 2017). Архивировано 3 июля 2017 года.
  48. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 В РКК "Энергия" рассказали об отличиях лунной и околоземной версий корабля "Федерация". ТАСС (03.09.2019).
  49. Корабль «Федерация» могут создать в двух версиях (21.06.2017).
  50. Владимир Солнцев: РКК «Энергия» открывает Центр виртуального проектирования (22.02.2017).
  51. After redesigns, the finish line is in sight for SpaceX’s Crew Dragon spaceship. spaceflightnow.com (7 декабря 2019).
  52. Eve of Launch: 2016 Goals Vital to Commercial Crew Success (англ.). NASA (20 января 2016). Архивировано 21 января 2016 года.
  53. United Launch Alliance and the Boeing Company Unveil the Atlas V Configuration for the CST-100 Starliner Crew Capsule (англ.), ULA (13.10.2016). Архивировано 13 октября 2016 года.
  54. ULA sees clean handover of Boeing crew launches to Vulcan rocket (англ.). spaceflightnow.com (18 апреля 2015). Архивировано 18 апреля 2015 года.
  55. SpaceX plans to send two people around the Moon (англ.), theverge.com (27.02.2017).

Ссылки[править | править код]