Демо-полет SpaceX COTS 2 —SpaceX COTS Demo Flight 2
 Dragon приближается к МКС 25 мая.
| |
| Тип миссии | пополнение запасов МКС |
|---|---|
| Оператор | СпейсЭкс / НАСА |
| КОСПАР ID | 2012-027А |
| САТКАТ нет. | 38348 |
| Продолжительность миссии | 9 дней, 7 часов, 57 минут |
| Свойства космического корабля | |
| Космический корабль | Дракон C102 |
| Начало миссии | |
| Дата запуска | 22 мая 2012 г., 07:44:38 UTC |
| Ракета | Сокол 9 v1.0 |
| Стартовый сайт | Мыс Канаверал , SLC-40 |
| Подрядчик | СпейсИкс |
| Конец миссии | |
| Утилизация | Восстановлено |
| Дата посадки | 31 мая 2012 г., 15:42 UTC |
| Посадочная площадка | 26°55′12″ с.ш. 120°42′00″ з.д. / 26,92000° с. ш. 120,70000° з. д. |
| Параметры орбиты | |
| Система отсчета | геоцентрический |
| Режим | Низкая Земля |
| наклон | 51,6° |
| Причаливание к МКС | |
| Причальный порт | Гармония надир |
| Дата причаливания | 25 мая 2012 г., 16:02 UTC |
| Дата отчаливания | 31 мая 2012 г., 08:07 UTC |
| выпуск RMS | 31 мая 2012 г., 09:49 UTC |
| Время у причала | 5 дней 16 часов 5 минут |
| |
Демо-полет SpaceX COTS 2 ( COTS 2 ), также известный как Dragon C2+ , был вторым испытательным полетом беспилотного космического корабля SpaceX Cargo Dragon . Он был запущен в мае 2012 года третьим полетом двухступенчатой ракеты-носителя Falcon 9 компании . Полет был выполнен по соглашению, финансируемому НАСА , как вторая демонстрационная миссия Dragon в рамках программы коммерческих орбитальных транспортных услуг (COTS). Целью программы COTS является разработка и демонстрация коммерческих источников пополнения грузов Международной космической станции (МКС). Космический корабль Dragon C2+ стал первым американским кораблем, посетившим МКС после окончания программы Space Shuttle . Кроме того, это был первый коммерческий космический корабль, совершивший сближение и причаливание к другому космическому кораблю.
Первоначально цели миссии C2+ должны были быть выполнены двумя отдельными миссиями; Dragon C2 должен был совершить облет МКС, отработать маневры сближения и связь со станцией, прежде чем вернуться на Землю. Вторая миссия, Dragon C3, должна была быть первой миссией, связанной со станцией. В июле 2011 года НАСА предварительно одобрило объединение целей двух миссий. В декабре 2011 года НАСА официально одобрило объединение миссий COTS 2 и 3 в полет Dragon C2+. Было несколько задержек запуска, последняя из которых произошла 19 мая 2012 года из-за прерывания запуска в последнюю секунду перед стартом.
Dragon C2 + был успешно запущен с мыса Канаверал 22 мая 2012 года. В течение первых трех дней миссии все задачи COTS 2 были успешно выполнены. Фаза COTS 3 миссии началась 25 мая, когда Dragon снова встретился с МКС, а затем был успешно захвачен с помощью Canadarm2 . Позже в тот же день он был пришвартован к станции с помощью роботизированной руки. Dragon оставался там почти шесть дней, в течение которых астронавты выгрузили груз, а затем перезагрузили Dragon грузом, привязанным к Земле . 31 мая Dragon отстыковался от МКС, его капсула приземлилась в Тихом океане у побережья Калифорнии и была извлечена. Все задачи миссии были успешно выполнены, и система Falcon 9-Dragon прошла сертификацию для начала регулярных миссий по доставке грузов на МКС в рамках программы коммерческих услуг снабжения .
История
НАСА и SpaceX подписали контракт на услуги по доставке грузов COTS 18 августа 2006 года. Соглашение предусматривало три испытательных полета в рамках первой демонстрационной программы COTS. Первая миссия COTS, COTS Demo Flight 1 , была успешно завершена 8 декабря 2010 года, когда капсула Dragon была успешно поднята с орбиты. В связи с успехом миссии SpaceX попросила НАСА объединить облет МКС COTS 2, в ходе которого космический корабль Dragon должен был приблизиться к станции, но оставаться от нее примерно в 10 км, и полет COTS 3, который должен был пристыковаться к МКС. На встрече 15 июля 2011 года НАСА предварительно одобрило объединение двух миссий COTS для ускорения программы до этапа оперативной поставки в 2012 году. 9 декабря НАСА официально одобрило объединение миссий COTS 2 и 3 в переименованный полет Dragon C2 +. .
Ракета-носитель Falcon 9 прибыла на объекты SpaceX на мысе Канаверал, Флорида, в стартовый комплекс 40 (LC-40) в июле 2011 года. Космический корабль Dragon прибыл на стартовую площадку 23 октября 2011 года. Репетиция мокрой одежды (WDR) была успешно завершена для миссии COTS 2. 16 апреля НАСА завершило проверку готовности к полету (FRR) и заявило, что запуск 30 апреля возможен. После обзора SpaceX объявила о задержке запуска из-за продолжающихся проблем с тестированием программного обеспечения для полета, и следующей важной вехой миссии стало успешное испытание статического пожарного двигателя Falcon 9 30 апреля. НАСА одобрило полетное программное обеспечение Dragon 11 мая, решив проблему, которая ранее была причиной нескольких переносов даты запуска. 17 мая миссия прошла окончательную проверку запуска, и Falcon 9 / Dragon были установлены на стартовой площадке в рамках подготовки к запуску. Первая попытка запуска, предпринятая 19 мая, была прервана в Т-00:00:00,5 из-за проблемы с давлением в одном из двигателей Falcon 9. Окно запуска было почти мгновенным из соображений экономии топлива, оставляя мало права на ошибку из-за ограничений на расход топлива, вызванных дополнительными маневрами, необходимыми для сертификации космического корабля Dragon перед попыткой причаливания к МКС. Окно запуска Dragon могло быть больше, но дополнительное топливо, необходимое для посадки МКС, вероятно, превысило бы запас безопасности из-за испытаний перед швартовкой.
Оригинальный план
Согласно первоначальному плану испытаний Dragon, миссии C2 и C3 должны были выполняться вместо C2+. C2 должен был встретиться с МКС, однако он не выполнял часть миссии по захвату и причаливанию. Третий испытательный полет должен был стать первой миссией Dragon на МКС. После встречи 15 июля 2011 года между представителями SpaceX и НАСА цели миссии COTS 3 были предварительно объединены с предлагаемым демонстрационным полетом COTS 2 из-за двух ранее успешных запусков Falcon 9 и недавно выведенного из эксплуатации флота шаттлов Space Transportation System . .
9 декабря 2011 года НАСА официально одобрило слияние двух миссий и установило начальную дату запуска на 7 февраля 2012 года. В период с декабря по май 2012 года произошло несколько задержек, в основном из-за того, что SpaceX необходимо было дополнительно протестировать аппаратное и программное обеспечение. Миссия Dragon C2+ успешно стартовала 22 мая со стартового комплекса 40 на мысе Канаверал (SLC-40). Он успешно выполнил все задачи миссии COTS 2, затем пришвартовался к МКС и выполнил все задачи миссии COTS 3, прежде чем 31 мая успешно приводнился в Тихом океане у побережья Калифорнии. Поскольку все цели COTS были выполнены во время полета Dragon C2+ в мае 2012 года, потребность в демонстрационном полете COTS 3 отпала.
Хронология миссии
Первый день полета, запуск (22 мая)
Запуск произошел в 03:44 по восточному поясному времени (07:44 по всемирному координированному времени) 22 мая 2012 года. Это был первый запуск Falcon 9 ночью. После старта примерно на 180-й секунде произошло отключение маршевого двигателя, и началось отделение первой ступени. После разделения ступеней загорелась вторая ступень. Затем носовой обтекатель Дракона был сброшен. А примерно через девять минут полета произошло отключение двигателя второй ступени, и он отделился от космического корабля «Дракон». Космический корабль Dragon успешно развернул свои солнечные батареи примерно через 13 минут полета.
Первоначальные тесты COTS 2 начались во время этого сегмента полета, когда Dragon провела тестирование своей системы Absolute GPS (AGPS), используя спутники глобальной системы позиционирования для определения своего местоположения. Затем Dragon открыл дверь своего отсека, в которой находились приспособление для захвата и датчики относительной навигации, тепловизор и DragonEye на основе лидара. После того, как проверка этих датчиков была завершена, Dragon продемонстрировал свою способность прерывать работу во время захода на посадку, сначала с помощью непрерывного запуска своих двигателей Draco , а затем с импульсным запуском. Затем началась демонстрация свободного дрейфа, позволяющая космическому кораблю свободно парить без использования двигателей, которые обычно корректируют его орбитальную траекторию.
День полета 2 (23 мая)
Во второй день полета Dragon начал серию включений двигателей, называемых «регулировкой высоты» (HA-1) и «коэллиптическим» включением (CE-1). Ожог CE-1 изменил характеристики орбиты Dragon, переведя его на круговую орбиту вокруг Земли. Сжигание HA-1 подняло высоту Dragon до нескольких километров ниже МКС в рамках подготовки к демонстрации рандеву на следующий день.
День полета 3 (24 мая)
В третий день полета Dragon выполнил корректировку высоты 2 (HA-2) в 07:58 UTC, чтобы приблизиться примерно на 10 км (6,2 мили) к МКС, «зоне связи». В 08:43 UTC коэллиптический ожог 2 (CE-2) поднял свою орбиту почти до той же плоскости, что и МКС, и опустил ее на 2500 м (8200 футов) ниже станции. Во время этого «пролета» Dragon установил связь со станцией, используя свой блок сверхвысокочастотной связи COTS (CUCU). Компания Dragon провела испытание своей системы относительного GPS (RGPS), которая использовала относительное положение космического корабля по отношению к космической станции для определения ее местоположения. Кроме того, используя панель управления экипажем (CCP) на борту модуля «Купола» , экипаж 31-й экспедиции ненадолго взаимодействовал с Dragon, наблюдая за пролетом, и незадолго до 11:00 UTC отправил команду Dragon включить стробоскоп. Примерно в 11:25 UTC Dragon максимально приблизился к МКС. После того, как пролет был завершен, Dragon запустил свои двигатели, чтобы начать петлю впереди, над и затем позади станции по овальной схеме гоночной дорожки на расстоянии от 7 до 10 км (от 4,3 до 6,2 мили). В 11:57 по всемирному координированному времени «Дракон» выполнил последний прожиг, в результате чего он удалился от МКС и подготовил космический корабль к повторному сближению со станцией на следующий день. После того, как Dragon очистил окрестности станции, НАСА одобрило причаливание на 4-й день, что означает, что все первоначальные требования миссии COTS 2 были выполнены.
День полета 4 (25 мая)
В четвертый день полета Dragon выполнил прожигание двигателей HA-3 и CE-3, чтобы снова опустить его на 2,5 км (1,6 мили) ниже станции. Затем команда НАСА по управлению полетами в Хьюстоне дала SpaceX добро на выполнение еще одной серии ожогов, в результате которых Dragon оказался в пределах 1400 м (4600 футов) от станции. Еще одно решение было принято в Центре управления полетами в Хьюстоне, после чего Dragon переместился на 250 м (820 футов) от станции. В этот момент начались демонстрационные цели COTS 3. Система DragonEye компании Dragon продемонстрировала и подтвердила, что ее положение и скорость были точными, сравнив изображение с лидара с его тепловизорами. Началась серия контрольных маневров. Команда управления полетами SpaceX в Хоторне, штат Калифорния, приказала космическому кораблю приблизиться к станции из своего положения. Он переместился с 250 до 220 м (от 820 до 720 футов) ниже станции. Экипаж, используя панель управления, приказал Драгону отступить, и космический корабль вернулся в точку удержания. Этот тест гарантировал, что дальность полета Dragon до МКС была точной, и что команда управления полетом увидела, что ускорение и торможение космического корабля работают, как и ожидалось. Он находился в зоне ожидания на высоте 250 м (820 футов), и летная группа Dragon снова приказала ему приблизиться к станции. На высоте 220 м (720 футов) экипаж приказал машине остановиться.
Еще одно решение было принято в Хьюстоне, и Дракону было разрешено войти в Защитную Сферу (KOS), виртуальную зону в 200 м (660 футов) вокруг станции, предназначенную для предотвращения столкновения с орбитальным комплексом. Произошло два дополнительных и незапланированных удержания: одно на высоте 150 м (490 футов) для дальнейшей проверки LIDAR; и, наконец, один от SpaceX на высоте 70 м (230 футов) для перенастройки лидаров. Блуждающие отражения от внешнего устройства (EF) модуля JAXA JEM создавали помехи для лидара; SpaceX решила сузить поле зрения лидара, чтобы устранить отражения.
Dragon занял позицию в 30 м (98 футов) от станции и автоматически остановился для удержания. Было принято еще одно решение, после чего Дракон перешел к точке захвата на высоте 9 м (30 футов). Окончательное решение было принято, и команда Центра управления полетами в Хьюстоне уведомила экипаж, что они отправляются на захват Дракона. В этот момент из модуля «Купола» член экипажа 31-й экспедиции Дон Петтит использовал мобильную систему обслуживания станции ( Canadarm2 ), чтобы протянуть руку и схватить космический корабль «Дракон» в 13:56 UTC над Западной Австралией . После захвата Петтит в шутку сказал ISS CAPCOM Меган Макартур : «Похоже, мы получили дракона за хвост. Мы думаем, что этот симулятор прошел очень хорошо, мы готовы изменить его и сделать это по-настоящему». Петтит с помощью другого члена экипажа Андре Кейперса направил, а затем пришвартовал «Дракон» к обращенному к Земле общему причальному механизму модуля «Гармония» в 16:02 UTC.
5-й день полета и оставшаяся часть миссии (с 26 по 31 мая)
В пятый день полета, после оценки качества воздуха внутри Dragon, экипаж открыл люк между Dragon и станцией в 05:53 по восточному поясному времени (09:53 UTC). Петтит и российский космонавт и командир станции Олег Кононенко были первыми членами экипажа, вошедшими в «Дракон». Они были в защитных очках и респираторах, когда проводили дальнейшие тесты, чтобы убедиться, что атмосфера внутри капсулы безопасна, хотя Петтит отметил, что «внутри пахнет как новая машина».
Dragon провел на космической станции около шести дней, что дало астронавтам время выгрузить свой груз. Затем они перезагрузили его земным грузом. 27 мая, когда Декстр находился под контролем Центра управления полетами Хьюстона, он использовался для осмотра багажника Дракона.
В последний день на станции, 31 мая, экипаж отчалил Dragon от Harmony с помощью Canadarm2 в 05:49 по восточному поясному времени (09:49 UTC). Рука переместила Дракона примерно на 10 м (33 фута) от станции и отпустила его. Затем Дракон выполнил серию включений двигателей, которые вывели его на траекторию, уводя от окрестностей станции. Затем Центр управления полетами Хьюстон подтвердил, что Драгон находится на безопасном пути от комплекса. SpaceX проинструктировала Dragon закрыть дверь своего отсека, и примерно через четыре часа после того, как Dragon покинула станцию, он начал проводить девятиминутный уход с орбиты. Капсула «Дракон» сбросила свой ствол и начала вновь входить в атмосферу Земли. Его теплозащитный экран защищал его на протяжении большей части входа в атмосферу, и когда он находился на достаточно низкой высоте, были раскрыты два его тормозных парашюта , а затем три основных парашюта. Капсула Dragon приводнилась в Тихий океан примерно в 900 км (560 миль) от полуострова Баха примерно в 11:42 по восточному поясному времени (15:42 UTC) и была извлечена небольшим флотом спасательных судов у подрядчика, нанятого SpaceX, American. Морской.
Путешествие в капсуле после миссии
5 июня капсула Dragon прибыла в порт Лос-Анджелеса и была доставлена грузовиком в Макгрегор, штат Техас . Там его токсичное топливо для маневрирования было удалено, и 13 июня его груз был передан во владение НАСА. Затем груз был доставлен в Космический центр имени Джонсона в Хьюстоне для дальнейшей обработки. 18 июля 2012 года COTS 2 Dragon был временно продемонстрирован приглашенной публике в палатке перед зданием Исторического общества Вашингтона, округ Колумбия . 7 сентября 2012 года Стив Юрветсон , член совета директоров SpaceX, сообщил, что капсула C2+ проходит послеполетный анализ еще в МакГрегоре. Позже, в 2012 году, капсула Dragon должна была быть доставлена обратно в Хоторн, штат Калифорния . Во время послеполетной пресс-конференции генеральный директор и технический директор SpaceX Илон Маск заявил, что окончательных планов относительно капсулы нет, но он хотел бы, чтобы она совершила турне по Соединенным Штатам. Капсула была представлена на выставке Electronic Entertainment Expo 2013 в Лос-Анджелесе, Калифорния, с 11 по 13 июня. В конечном итоге историческая капсула Dragon C2+ была размещена на постоянной экспозиции, свисающей с потолка в штаб- квартире SpaceX .
23 августа 2012 года НАСА объявило, что SpaceX и их система Falcon 9-Dragon были сертифицированы для начала контракта на доставку грузов. Контракт на 1,6 миллиарда долларов предусматривает как минимум 12 миссий по пополнению запасов. Первый из этих рейсов был запущен 7 октября 2012 года.
Полезная нагрузка
.jpg)
Герметичная секция доставила на МКС 525 кг (1157 фунтов) груза, в том числе продукты питания, воду, одежду, грузовые сумки, компьютерное оборудование, модуль NanoRacks 9 (студенческие эксперименты и научное оборудование) и другие разные грузы. В ходе этой миссии не доставлялся негерметичный груз.
Необъявленным дополнением к грузовому манифесту, обнародованному после запуска, была небольшая канистра, прикрепленная к верхней части второй ступени, содержащая 1-граммовый пепел останков более 300 человек, включая астронавта проекта «Меркурий» Гордона Купера и актера Джеймса Духана . сыгравший Скотти в телешоу «Звездный путь» в 1960-х годах. Останки были полусекретно доставлены компанией Celestis , которая в прошлом запускала погребальные канистры на ракете-носителе SpaceX Falcon 1 . Вторая ступень и погребальный контейнер остались на начальной орбите, на которую был выведен Dragon C2+, и через месяц сгорели в атмосфере Земли.
По возвращении на Землю Дракон доставил на Землю герметичный груз массой 665 кг (1466 фунтов); груз включал экспериментальные образцы, экспериментальное оборудование, оборудование систем МКС и оборудование модуля внекорабельной мобильности . Одним из экспериментов, возвращенных Dragon, был эксперимент по расширенной реологии истории сдвига (SHERE), проводимый Исследовательским центром Гленна НАСА . SHERE исследовал влияние вращательного напряжения на полимерные жидкости. Предметы от SHERE включали ящик для инструментов, жидкостные модули, лотки для хранения, кабели и клавиатуру, а также записи научных данных. Еще одним экспериментом, вернувшимся с Dragon, был многопользовательский аппарат для сжигания капель (MDCA) и интегрированная установка для сжигания жидкостей и сжигания (CIR). На обратном рейсе планировалось перевезти 660 кг (1460 фунтов).
Еще одним экспериментом, вернувшимся в конце этой миссии, была стойка для исследований в области материаловедения (MSRR), которая исследовала эксперименты в условиях микрогравитации на стержнях из алюминиевого сплава. Из MSRR были возвращены картриджи из тепловых и вакуумных исследований, проведенных на металлических стержнях в исследованиях SETA-2 и MSL-CETSOL и MICAST.
Первоначально SpaceX также намеревалась запустить два дополнительных спутника с полезной нагрузкой с Dragon где-то в первые 72 часа после запуска; однако 28 декабря 2011 года SpaceX и Orbcomm объявили о пересмотренном графике, в соответствии с которым развертывание спутников было исключено из плана полета Dragon C2 +.
Задержки
Демонстрационный полет 2 COTS должен был состояться еще в 2010 году, но был отложен из-за внутренних проблем SpaceX; а затем в 2011 году по выпускам НАСА. Как и планировалось в манифестах, COTS 2 должен был вылететь в июне 2011 года. Он был отложен до конца 2011 года, а затем последовала дальнейшая задержка из-за отказа российского грузового корабля снабжения « Прогресс-44» в августе; этот инцидент мог привести к временному закрытию МКС в середине ноября. Еще одна задержка была вызвана процедурой швартовки, для которой требуется, чтобы два сотрудника МКС были обучены и доступны для этой процедуры; в начале декабря 2011 года только один человек был обучен швартовке «Дракона». Дата запуска перенесена следующим образом: 6 июня 2011 г., 8 октября, 30 ноября и 19 декабря; и 7 января 2012 г., 30 апреля и 7 мая.
Из-за плотного графика запуска на мысе Канаверал и других миссий на МКС НАСА и SpaceX не объявляли новую дату запуска 30 апреля до середины марта. SpaceX потребовалось дополнительное тестирование компьютерного кода, который контролировал причаливание, в результате чего 23 апреля было объявлено о новой задержке, а запуск был отложен до 7 мая в 09:38 по восточному поясному времени (13:38 UTC). НАСА объявило о дальнейшей отсрочке, перенеся запуск где-то на май. 4 мая новая целевая дата запуска была назначена на 19 мая в 04:55 по восточному поясному времени / 08:55 по всемирному координированному времени. Запуск прошел штатно, но был автоматически прерван в Т−00:00:00,5, когда давление в двигателе № 5 поднялось до недопустимых пределов. После ремонта дата запуска была назначена на 22 мая в 03:44 по восточному поясному времени (07:44 по всемирному координированному времени) с дополнительной резервной датой на 23 мая в 03:22 по восточному поясному времени (07:22 по всемирному координированному времени), если возникла необходимость в более длительной задержке.
Попытки запуска
| Пытаться | Планируется | Результат | Повернись | Причина | Точка принятия решения | Погода идет (%) | Примечания |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 19 мая 2012 г., 8:55:26 | Прервать | — | Технические | 19 мая 2012 г., 8:55 (T−0:00:00,5) | 80% | Запуск был автоматически прерван из-за того, что в двигателе 5 было обнаружено превышение допустимого давления. Это произошло из-за неисправного обратного клапана , который позже в тот же день был заменен. |
| 2 | 22 мая 2012 г., 7:44:38 | Успех | 2 дня 22 часа 49 минут | 90% | Номинальный запуск, вывод Dragon на предварительную орбиту через девять минут и 48 секунд после запуска. |
Галерея
Капсула COTS 2 Dragon в ангаре SpaceX на LC-40 23 октября 2011 г.
Технические специалисты SpaceX укладывают груз в COTS 2 Dragon на LC-40 4 апреля 2012 года.
Астронавты Дональд Петтит (на переднем плане) и Андре Кейперс тренируются в борьбе с Драконом в симуляции на борту МКС 11 апреля 2012 года.
Дракон с магистральными понтонами установлен 26 апреля 2012 года.
Вертикаль Falcon 9 / Dragon на стартовой площадке 18 мая 2012 г. в рамках подготовки к запуску.
На стартовой площадке около 05:00 по восточному поясному времени 19 мая 2012 г. (через пять минут после автоматического прерывания). Strongback применяется повторно.
Falcon 9, рейс 3, запуск 22 мая 2012 г. (видео).
Dragon C2+, четвертый день полета, причаливание к МКС 25 мая 2012 г.
Декстр осматривает багажник Дракона 27 мая 2012 г.
Экспедиция 31 позирует внутри Дракона 29 мая 2012 года.
Найденная капсула Dragon C2+ в Макгрегоре, штат Техас, 13 июня 2012 года.
Художественный рендеринг Dragon, пришвартованного к МКС.
Смотрите также
Примечания
Рекомендации
Список используемой литературы
- «Пресс-кит COTS 2 Mission» (PDF) (пресс-релиз). SpaceX/НАСА. 14 мая 2012 г. Архивировано из оригинала (PDF) 17 июля 2012 г .. Проверено 16 мая 2012 г.
- Макалистер, Фил (24 июля 2012 г.). «Брифинг о статусе коммерческих космических полетов» (PDF) (пресс-релиз). НАСА. Архивировано из оригинала (PDF) 29 августа 2012 года . Проверено 20 августа 2012 г.