Dragon V2

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Dragon V2
Dragon V2 unveiling, exterior (KSC-2014-2724).jpgDragon V2 на церемонии представления
Общие данные
Разработчик

Соединённые Штаты Америки SpaceX

Производитель

Соединённые Штаты Америки SpaceX

Страна

Соединённые Штаты Америки США

Назначение

пассажирский

Задачи

доставка астронавтов на/с МКС

Орбита

Низкая опорная орбита

Экипаж

до 7 человек

Производство и эксплуатация
Статус

разрабатывается

Первый запуск

конец 2017 (планируется)

Ракета-носитель

Falcon 9

Стартовая площадка

SLC-39A, Космический центр Кеннеди

Типичная конфигурация
Двигатель

8 SuperDraco

Двигатели коррекции орбиты

16 Draco

Топливо

ММГ/N2O4

Габариты
Диаметр

3,66 м

Полезный объём

11 m3 (герметичный)

Commons-logo.svg Dragon V2 на Викискладе
Silk-film.png Внешние видеофайлы
Silk-film.png YouTube full-color icon (2017).svg Официальное представление проекта (2014 год)
Silk-film.png YouTube full-color icon (2017).svg Анимация полёта (2014 год)
Silk-film.png YouTube full-color icon (2017).svg Интерьер капсулы (2015 год)
Silk-film.png YouTube full-color icon (2017).svg Анимация полёта (2015 год)

Dragon V2 (также известный как Dragon 2 и Crew Dragon) — частный многоразовый пилотируемый космический корабль компании SpaceX, разработанный по заказу НАСА в рамках программы Commercial Crew Development (CCDev)[1][2], предназначенный для доставки людей на Международную космическую станцию и возвращения их на Землю. Будет выводиться на орбиту ракетой-носителем Falcon 9 со стартового комплекса LC-39A в Космическом центре Кеннеди. Данная пассажирская версия космического корабля Dragon была представлена 30 мая 2014 года Илоном Маском[3].

16 сентября 2014 года компания SpaceX с тандемом Dragon V2 и Falcon 9 стала одним из двух победителей конкурса в рамках подпрограммы Commercial Crew Transportation Capability (CCtCap) и получила контракт от NASA на сумму 2,6 миллиарда долларов США для завершения разработки корабля и его сертификации для полётов к МКС[4]. Контракт включает в себя до шести (2 гарантированные) коммерческих полётов по смене экипажа МКС с 4 астронавтами на борту[5].

28 февраля 2017 года компания объявила, что собирается использовать Dragon V2 для туристических полетов с облетом Луны. Первый полет с двумя туристами на борту планируется на конец 2018 года, для транслунных полетов корабль будет выводиться РН Falcon Heavy[6].

Описание[править | править вики-текст]

Dragon V2 представляет собой усовершенствованную пилотируемую версию многоразового аппарата Dragon, которая позволит экипажу добираться до МКС и возвращаться на Землю с полным управлением приземлением. В капсуле Dragon V2 одновременно смогут находиться до семи астронавтов, в версии, представленной в сентябре 2015 года, было 5 кресел[7]. В отличие от грузовой версии, он будет стыковаться с МКС самостоятельно, без использования манипулятора станции. Стоимость полёта в расчёте на одного космонавта будет составлять 20 млн долларов[3].

Первоначально в мае 2014 года предполагалась управляемая посадка на двигателях (парашютная схема в качестве резерва), опоры для мягкой посадки[8]. По словам разработчиков, благодаря двигателям SuperDraco аппарат способен приземляться практически в любом месте с точностью вертолёта[3], а возможность управляемой посадки сохраняется при отказе 2 из 8 двигателей[9]. В случае отказа двигателей посадка выполняется на парашютах. SuperDraco являются первыми двигателями в космической промышленности, изготовление которых возможно по технологии 3D-печати[9]. В дальнейшем было принято решение, что в первых полётах корабль будет приземляться в океан при помощи парашютов, а посадка на землю при помощи двигателей будет использоваться в будущих полётах после завершения процесса сертификации[10][11].

Конструкция[править | править вики-текст]

Несмотря на внешнее визуальное сходство с грузовым кораблём Dragon, пассажирская версия Dragon V2 содержит массу отличий и усовершенствований, связанных, в том числе, и с повышенными техническими требованиями для кораблей с экипажем.

  • Носовой конус, защищающий стыковочный адаптер во время полёта в атмосфере, имеет скошенную форму и будет многоразовым. Перед стыковкой с МКС конус будет открываться и закрываться после отстыковки.
  • Сам стыковочный адаптер также будет другим. Вместо используемого на грузовом варианте универсального механизма CBM будет использован новый механизм NDS[en], который поддерживает как полностью автоматическую стыковку, так и ручную, из кабины корабля. Вторая часть механизма стыковки (IDA[en]*) будет установлена на МКС до конца 2015 года.
  • Диаметр 4 смотровых окон в герметическом отсеке корабля будет увеличен[12].
  • В герметическом отсеке (кабине) для экипажа и груза находятся 2 ряда сидений из углеродного волокна(4+3 места), системы контроля внутренней среды(температуры от 15 до 26 градусов Цельсия) и системы жизнеобеспечения, панель управления с экранами, на которые выводятся все необходимые данные и показатели полёта, и кнопками, дублирующими основные функции космического корабля[12]. Во время полёта астронавты будут одеты в разработанные SpaceX костюмы жизнеобеспечения, которые позволяют выжить в случае разгерметизации кабины[13].
Двигатели SuperDraco
  • Двигательная установка Dragon V2 состоит из 8 двигателей SuperDraco, которые будут использоваться в качестве системы аварийного спасения и для управляемого приземления, и 16 двигателей Draco, используемых для маневрирования в космосе. Система двигателей разбита на 4 отдельных блока, в каждом по 2 спаренных двигателя SuperDraco и по 4 двигателя Draco[13]. Оба типа двигателей работают на одном виде топлива, смеси монометилгидразина и тетраоксида диазота, и могут многократно перезапускаться. Каждый двигатель SuperDraco может создавать тягу до 73 кН с удельным импульсом 235 с на уровне моря. Однако, для повышения устойчивости системы максимальная тяга двигателей, устанавливаемых на Dragon V2, будет снижена до 68 кН. Тяга двигателей SuperDraco регулируется в широком диапазоне, суммарная максимальная тяга 8 двигателей на уровне моря может достигать 545 кН[14].
  • Служебный отсек, как и в грузовом исполнении корабля, располагается по периметру нижней части капсулы. Содержит:
  1. Авионику, которая была полностью переработана в сравнении с грузовым Dragon.
  2. Систему жизнеобеспечения экипажа.
  3. Систему балансировки капсулы для большей управляемости углом вхождения в атмосферу при возвращении.
  4. Маневровые двигатели Draco.
  5. Сферические композитные резервуары, изготовленные с использованием титана и углепластика, предназначенные для сжатого гелия и компонентов топлива для двигателей SuperDraco и Draco. Гелий используется для создания высокого рабочего давления в камерах сгорания двигателей.
  6. Посадочные опоры и выдвигающие их механизмы.
  7. Спаренные двигатели SuperDraco вынесены за периметр капсулы в выступающие двигательные отсеки.
  • Возможность приземления корабля с использованием парашютов останется, как и на грузовой версии корабля, будет использоваться в качестве запасной. При достижении определённой высоты снижения системы корабля проанализируют готовность двигателей SuperDraco для управляемого приземления, и, в случае выявления любых неполадок, будет проведено приземление при помощи парашютов. Даже при отказе 2 двигателей сохраняется способность корабля для успешного управляемого приземления.
  • Тепловой щит, необходимый для вхождения в атмосферу, будет использовать новое, третье поколение абляционного материала PICA-X.
  • 4 выдвигающиеся опоры обеспечивают достаточно мягкое и устойчивое приземление на твёрдую поверхность, даже без смягчения коротким включением двигателей в момент касания земли[10].
  • Переработанный негерметический грузовой отсек несколько удлинён в сравнении с грузовой версией, содержит панели солнечных батарей и радиаторы системы терморегуляции корабля. Закрылки помогут стабилизировать корабль при использовании системы аварийного спасения. Разворачивающиеся в широкие крылья панели солнечных батарей будут заменены, в целях сокращения количества механизмов и упрощения системы в целом. Вместо этого панели солнечных батарей будут полностью покрывать одну половину внешней поверхности отсека, которая будет повёрнута к солнцу во время полёта в космосе[13].

Система аварийного спасения[править | править вики-текст]

В отличие от распространённой, «тянущей» схемы системы аварийного спасения, состоящей из обтекателя с твердотопливным двигателем на верхушке корабля и отделяемой после выхода аппарата за пределы атмосферы (например, Аполлон, Союз, Орион), Dragon V2 будет использовать собственные двигатели SuperDraco («толкающая» схема) при возможных аварийных ситуациях. Все 8 двигателей будут включаться одновременно для максимально быстрого отдаления от аварийной ракеты-носителя. Обновлённый негерметический отсек с системой закрылков будет оставаться соединённым с капсулой для стабилизации полёта. При достижении высоты 1,5 км негерметический отсек будет отсоединён и начнется процесс приземления космического корабля. Возможны разные варианты приземления: при помощи системы тормозных и основных парашютов или с использованием двигателей SuperDraco для управляемого приземления на посадочную площадку.

В процессе испытания системы, а также в первых испытательных полётах Dragon V2 к МКС будет использоваться вариант с использованием парашютов. Полностью управляемое приземление на двигателях SuperDraco (без использования парашютов) будет проводиться после лицензирования NASA этого процесса[10][11].

Лицензирование корабля Dragon V2 для пилотируемых полётов к МКС в рамках программы NASA Commercial Crew Integrated Capability включает два испытания системы аварийного спасения.

Pad Abort Test[править | править вики-текст]

Silk-film.png Внешние видеофайлы
Silk-film.png YouTube full-color icon (2017).svg Pad Abort Test (видео SpaceX)
Silk-film.png YouTube full-color icon (2017).svg Pad Abort Test (видео NASA)
Silk-film.png YouTube full-color icon (2017).svg Видео с корабля

Испытание проведено 6 мая 2015 года на стартовой площадке SLC-40, мыс Канаверал. Испытуемый Dragon V2 взлетел со стенда, имитирующего верхнюю часть ракеты-носителя Falcon 9. Все 8 двигателей SuperDraco работали в течение 5,5 секунд, затем при достижении апогея в 1187 м был отсоединён грузовой отсек, через несколько секунд были выпущены 2 тормозных, а затем и 3 основных парашюта. Корабль приводнился через 99 секунд после запуска на расстоянии в 1202 м от стартовой площадки. Внутри корабля находился испытательный манекен с многочисленными датчиками, во время аварийного полёта максимальные перегрузки составили 6 g[15][16][17][18]. Dragon V2 достиг скорости 160 км/ч за 1,2 секунды, максимальная скорость составила 555 км/ч[19].

In-Flight Abort Test[править | править вики-текст]

Испытание планируют провести после первого орбитального беспилотного полёта (SpX-DM1), ориентировочно в начале 2017 года. Ранее запланированное на конец 2015 года испытание было отложено, в связи с желанием NASA и компании SpaceX испытать более актуальную версию корабля. При испытаниях системы аварийного спасения будет использован корабль, вернувшийся после испытательного орбитального полёта. Также перенесено место испытания: со стартовой площадки SLC-4-East на базе Ванденберг на стартовую площадку SLC-39A в Космическом центре Кеннеди, с которого и будут запускаться пилотируемые полёты к МКС. Таким образом, условия испытания будут максимально приближены к условиям пилотируемого запуска[20].

Испытуемый Dragon V2 будет размещён непосредственно на модифицированной первой ступени Falcon 9 с тремя двигателями без использования второй ступени. После старта ракеты-носителя и достижения ею уровня максимального аэродинамического сопротивления (приблизительно через 1,5—2 минуты после запуска) будет запущена система аварийного спасения космического корабля. Приземлится корабль также в океан, с использованием парашютов.

Система управляемой посадки[править | править вики-текст]

В мае 2014 года компания SpaceX анонсировала планируемую программу испытаний прототипа корабля (кодовое название DragonFly) с целью отработки процесса управляемого приземления с использованием двигателей SuperDraco[21]. В Федеральное управление гражданской авиации США (FAA) был отправлен подробный план программы для получения соответствующих разрешений[14].

Испытания будут проводится на испытательном полигоне SpaceX в МакГрегоре. Программа рассчитана на 2 года, до 30 проводимых испытаний ежегодно[14]:

  • Propulsive Assist — сбрасывание корабля вертолётом с высоты 3 км, раскрытие парашютов, посадка на двигателях (5 секунд работы двигателей) — 2 испытания;
  • Full Propulsive Landing — сбрасывание корабля вертолётом с высоты 3 км, посадка только на двигателях (5 секунд работы двигателей) — 2 испытания;
  • Propulsive Assist Hopping — взлёт с земли, раскрытие парашютов, посадка на двигателях (25 секунд работы двигателей) — 8 испытаний;
  • Full Propulsive Hopping — взлёт с земли, зависание в воздухе, посадка только на двигателях (25 секунд работы двигателей) — 18 испытаний.

В октябре 2015 испытательный образец корабля Dragon V2 был доставлен в МакГрегор. Это тот же корабль, который использовался при испытания системы аварийного спасения (Pad Abort Test). Корабль подвесят с помощью подъёмного крана для серии испытаний с управляемым зависанием в воздухе при помощи кратковременного включения двигателей[22].

Испытания[править | править вики-текст]

Silk-film.png Внешние видеофайлы
Silk-film.png YouTube full-color icon (2017).svg Тест с зависанием в воздухе
(24 ноября 2015 года)

24 ноября 2015 года проведёно испытание с 5-секундным зависанием корабля в воздухе, в рамках процесса сертификации системы посадки, проводимой NASA по программе Commercial Crew Program. Восемь двигателей SuperDraco работали с суммарной производимой тягой около 145 кН, 1/4 от максимальной тяги корабля[23].

График полётов[править | править вики-текст]

Название миссии Дата (UTC) Экипаж Логотип
запуска стыковки
с МКС
время в
состыкованном
состоянии с МКС
приземления на МКС с МКС/
Запланированные
1 SpX-DM1
(Demo Mission 1)
ноябрь 2017[24]
Первый испытательный полёт Dragon V2 к МКС (без экипажа); планируется стыковка, 30-дневное задание, отстыковка и приземление с использованием парашютов[25].
2 SpX-DM2
(Demo Mission 2)
май 2018[24] 2 2
Второй испытательный полёт Dragon V2 к МКС (с экипажем); планируется стыковка, 14-дневное задание, отстыковка и приземление с использованием парашютов[25].

Сравнение с аналогичными проектами[править | править вики-текст]

Сравнение характеристик разрабатываемых пилотируемых космических кораблей
Название Федерация Orion Dragon V2 Starliner (CST-100) Dream Chaser
Разработчик Россия РКК «Энергия» Соединённые Штаты Америки Lockheed LockheedMartinLogo.png Соединённые Штаты Америки SpaceX SpaceX-Logo.svg Соединённые Штаты Америки Boeing Boeing full logo.svg Соединённые Штаты Америки SpaceDev SNC logo.png Китайская Народная Республика
Внешний вид PPTS-01.jpg Orion with ATV SM.jpg SpaceX Dragon v2 (Crew) artist depiction (16787988882) CST-100.jpg Dream Chaser pre-drop tests.6.jpg
Начало лётных
испытаний (год)
2022[26] 2014 2018 2018[27][28] 2020[29]
Начало пилотируемых
полётов (год)
2024[26] 2021[30] 2018[31][32] 2018[27]
Экипаж при полёте
на ОС (МКС), чел.
4 - 5[33] или 6[34] по контракту c НАСА — 4
максимальная — 7
по контракту с НАСА — 4
максимальная — 7
максимальная — 7[35]
Экипаж при полёте
к Луне, чел
4 4 2[источник не указан 50 дней]
Многозадачность
  • к Луне (без посадки)
  • к астероиду[38]
  • к Марсу[39]
  • грузовая модификация
  • к Луне (без посадки)[40]
  • к ОС на НОО (МКС)
  • грузовая модификация
  • к ОС на НОО (МКС)
  • грузовая модификация к ОС на НОО (МКС)
  • грузовая модификация
Стартовая масса, т К Луне: 20,5

К ОС: 14,4

К Луне: 25

К МКС: 25

К МКС: 12 К МКС: 14 К МКС: 20
Груз на МКС, т 2 3,31 5,5
Срок активного
существования
До 1 года До 210 дней До 2 лет До 7 месяцев до 210 дней
Срок автономного
существования
До 30 дней До 21,1 дней До 1 недели До 60 часов
Ракета-носитель

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Liftoff! SpaceX Dragon Launches 1st Private Space Station Cargo Mission. Space.com (8 October 2012 (UTC)).
  2. Press Briefed On the Next Mission to the International Space Station. NASA (20 March 2012). Проверено 11 апреля 2012.
  3. 1 2 3 В Калифорнии представлен космический корабль Dragon V2 — «такси» для астронавтов на МКС (рус.). itar-tass.com (30 мая 2014).
  4. American Companies Selected to Return Astronaut Launches to American Soil (англ.). nasa.gov (16 September 2014).
  5. NASA Commercial Crew Awards Leave Unanswered Questions (англ.). spacenews.com (19 September 2014).
  6. SPACEX TO SEND PRIVATELY CREWED DRAGON SPACECRAFT BEYOND THE MOON NEXT YEAR
  7. SpaceX. Crew Dragon Interior (видео). youtube.com (10 сентября 2015).
  8. SpaceX. SpaceX Dragon V2 Unveil Event (видео). youtube.com (29 мая 2014).
  9. 1 2 SpaceX представила новый космический корабль Dragon V2 (рус.). itc.ua (30 мая 2014).
  10. 1 2 3 Dragon V2 will initially rely on parachute landings (англ.). nasaspaceflight.com (28 August 2014).
  11. 1 2 Eve of Launch: 2016 Goals Vital to Commercial Crew Success (англ.). nasa.gov (20 January 2016).
  12. 1 2 SpaceX показала интерьер пилотируемого корабля Dragon V2 (рус.). lenta.ru (11 сентября 2015).
  13. 1 2 3 Statement of Garrett Reisman before the Subcommittee on Space Committee on Science, Space, and Technology U.S. House Of Representatives (англ.). science.house.gov.
  14. 1 2 3 Draft Environmental Assessment for Issuing an Experimental Permit to SpaceX for Operation of the Dragon Fly Vehicle at the McGregor Test Site, Texas, May 2014 – Appendices (англ.). faa.gov.
  15. Musk, Elon. Max acceleration was 6X gravity, altitude 1187m, lateral distance 1202m and velocity 155 m/s. Main chutes deployed 970m. (англ.), twitter.com (6 May 2015).
  16. SpaceX - Dragon 2 Pad Abort Test Updates (англ.). spaceflight101.com.
  17. SpaceX crew capsule completes dramatic abort test (англ.). spaceflightnow.com (6 May 2015).
  18. Dragon 2 conducts Pad Abort leap in key SpaceX test (англ.). nasaspaceflight.com (6 May 2015).
  19. Musk, Elon. Dragon abort test stats: 0 to 100 mph in 1.2 sec, top speed of 345 mph (англ.), twitter.com (6 May 2015).
  20. NASA and SpaceX Delay Dragon In-Flight Abort Test (англ.). spacenews.com (2 July 2015).
  21. Elon Musk's SpaceX Plans DragonFly Landing Tests (англ.). nbcnews.com (21 May 2014).
  22. SpaceX DragonFly arrives at McGregor for testing (англ.). nasaspaceflight.com (21 October 2015).
  23. Dragon crew capsule’s propulsive landing system tested (англ.). spaceflightnow.com (22 January 2015).
  24. 1 2 SpaceX's first launch of astronauts slips to 2018 (англ.). Florida Today (12 December 2016).
  25. 1 2 Commercial crew demo missions lined up for Dragon and CST-100 (англ.). nasaspaceflight.com (5 March 2015).
  26. 1 2 Дмитрий Рогозин: ни один агрессор не рискнет развязать войну против России. РИА Новости (03 июня 2017). Архивировано 3 июля 2017 года.
  27. 1 2 Boeing Delays CST-100, Still Targets 2018 ISS Mission (англ.) (10.10.2016). Архивировано 13 октября 2016 года.
  28. 1 2 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.
  29. 1 2 United Launch Alliance Signs Contract with Sierra Nevada Corporation to Launch Dream Chaser® Spacecraft to Deliver Cargo to International Space Station (англ.), ULA (19.07.2017). Архивировано 19 июля 2017 года.
  30. KSC meeting portrays SLS as scrambling for a manifest plan (англ.). www.nasaspaceflight.com (12 января 2016). Архивировано 16 января 2016 года.
  31. Private Space Taxis on Track to Fly in 2017 (англ.), Scientific American (27.01.2015). Архивировано 27 января 2015 года. Проверено 27 января 2015.
  32. Mission Awards Secure Commercial Crew Transportation for Coming Years (англ.), NASA (04.01.2017).
  33. Корабль "Федерация" могут создать в двух версиях (21.06.2017).
  34. Владимир Солнцев: РКК "Энергия" открывает Центр виртуального проектирования (22.02.2017).
  35. Dream Chaser® Space System (Crewed) (англ.), Sierra Nevada Corporation. Архивировано 19 июля 2017 года.
  36. Россия в ближайшие годы не откажется от использования космических кораблей «Союз»
  37. В Роскосмосе рассказали о будущем корабля «Федерация»
  38. США испытают новейший космический корабль «Орион» в декабре
  39. Первый шаг к Марсу. Lenta.ru (5 декабря 2014). Проверено 24 марта 2015. Архивировано 6 декабря 2014 года.
  40. 1 2 SpaceX to send privately crewed dragon spacecraft beyond the moon next year (англ.) (27.02.2017). Архивировано 28 февраля 2017 года.
  41. 1 2 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 China's new spaceship to rival the best in the world (англ.). China daily (8 March 2016).
  43. Eve of Launch: 2016 Goals Vital to Commercial Crew Success (англ.). NASA (20 января 2016). Архивировано 21 января 2016 года.
  44. ULA sees clean handover of Boeing crew launches to Vulcan rocket (англ.). spaceflightnow.com (18 апреля 2015). Архивировано 18 апреля 2015 года.