Транспортная машина H-II - H-II Transfer Vehicle

Транспортное средство H-II
Коунотори
Iss020e0413802 - cropped.jpg
Транспортный корабль H-II (HTV-1) приближается к МКС
Страна происхождения Япония
Оператор JAXA
Приложения Автоматизированный грузовой космический корабль для пополнения запасов МКС
Характеристики
Тип космического корабля Груз
Стартовая масса 16500 кг (36400 фунтов)
Сухая масса 10500 кг (23100 фунтов)
Объем Напорный : 14 м 3 (490 куб. Футов)
Габаритные размеры
Длина ~ 9,8 м (32 фута) (включая подруливающие устройства)
Диаметр 4,4 м (14 футов)
Емкость
Полезная нагрузка на МКС
Масса 6,000–6,200 кг (13,200–13,700 фунтов)
Производство
Положение дел Списано (оригинальная модель)
В разработке (HTV-X)
На заказ 1
Построено 9
Запущен 9
Первый запуск 10 сентября 2009 г.
Последний запуск 20 мая 2020

H-II Transfer Vehicle ( HTV ), также называемый Kounotori (こうのとり, Kōnotori , « Восточный аиста » или « белый аист ») , является расходным, автоматизированный космический аппарат грузов используется для пополнения запасов на KIBO японского экспериментального модуля (ДСР) и Международная космическая станция (МКС). Японское агентство аэрокосмических исследований ( JAXA ) работает над дизайном с начала 1990-х годов. Первая миссия, HTV-1 , первоначально планировалась к запуску в 2001 году. Она была запущена в 17:01 UTC 10 сентября 2009 года на ракете- носителе H-IIB . Название Kounotori было выбрано для HTV компанией JAXA, потому что «белый аист несет в себе изображение передачи важных вещей (ребенка, счастья и других радостных вещей), следовательно, оно точно выражает миссию HTV по транспортировке необходимых материалов на МКС. ". HTV очень важен для пополнения запасов МКС, потому что после вывода из эксплуатации космического корабля "Шаттл" это единственный аппарат, который может перевозить новые международные стандартные стойки полезной нагрузки (ISPR) шириной 41,3 дюйма (105 см ) и утилизировать старые ISPR, которые могут вместить 51 дюйм. (130 см) туннели между модулями в орбитальном сегменте США .

Дизайн

Состав
Вид изнутри секции герметичного грузового транспорта HTV-1.
Canadarm2 удаляет негерметичный груз из HTV-2.
Четыре основных двигателя. Меньшие двигатели управления ориентацией можно увидеть в правой части этого вида HTV-1.

HTV имеет длину около 9,8 метра (32 фута) (включая маневренные двигатели на одном конце) и 4,4 метра (14 футов) в диаметре. Полная масса в пустом состоянии составляет 10 500 кг (23 100 фунтов) с максимальной общей полезной нагрузкой 6000 кг (13 000 фунтов) при максимальной стартовой массе 16 500 кг (36 400 фунтов).

HTV по своим функциям сравним с российским « Прогрессом» , квадроциклом ESA , коммерческим Cargo Dragon 1 и Cargo Dragon 2 компании SpaceX . Плюс космический корабль Cygnus , каждый из которых доставляет на МКС припасы. Как и вездеход, HTV несет более чем вдвое большую полезную нагрузку, чем Progress, но запускается менее чем вдвое реже. В отличие от космических кораблей Progress, Cargo Dragon 2 и ATV, которые используют стыковочные порты автоматически, HTV и American Dragon 1 приближаются к МКС поэтапно, и как только они достигают ближайшей к МКС орбиты стоянки, экипаж захватывает их с помощью манипулятора Canadarm2 и ставит их на причал. к открытому причальному порту на модуле Harmony .

HTV имеет внешний отсек для полезной нагрузки, к которому может получить доступ роботизированная рука после того, как она пришвартована к МКС. Новые полезные нагрузки могут быть перемещены непосредственно из HTV в Кибо ' выставленного объект s. Внутри она имеет восемь Международной стандарт Payload Стойки (МОФДЗ) в общей сложности, которые могут быть выгружены экипажем в среде рукава рубашки . После выхода на пенсию NASA «s Space Shuttle в 2011 году, HTVs стал единственным космическим кораблем , способный транспортировать ISPRS к МКС. SpaceX Dragon и Northrop Grumman Cygnus может нести сумки пополнения запаса груза , но не ISPRS.

Целью модульной конструкции HTV было использование различных конфигураций модулей для соответствия различным требованиям миссии. Однако для снижения стоимости разработки было решено использовать только смешанную конфигурацию PLC / ULC.

Для управления ориентацией HTV и выполнения орбитальных маневров, таких как сближение и вход в атмосферу, корабль имеет четыре главных двигателя класса 500 N и двадцать восемь двигателей управления ориентацией класса 110 N. Оба используют бипропеллент, а именно монометилгидразин (MMH) в качестве топлива и смешанные оксиды азота (MON3) в качестве окислителя. HTV-1, HTV-2 и HTV-4 Использование Аэроджет 'S 110 N R-1E, Спейс Шаттл ' с нониусом двигателем , и 500 Н на основе космического аппарата Apollo «с R-4D . Позже HTVs использовать 500 N класса HBT-5 подруливающим и 120 N класса НВТ-1 двигатели , сделанные японским производителем IHI Aerospace Co., Ltd . HTV несет около 2400 кг топлива в четырех баках.

После завершения процесса разгрузки HTV загружается отходами и разгружается. Затем транспортное средство сходит с орбиты и разрушается при входе в атмосферу, обломки падают в Тихий океан .

Рейсы

Первоначально на 2008–2015 годы планировалось семь миссий. С продлением проекта МКС до 2028 года были добавлены еще три миссии, причем в десятом полете была видна улучшенная версия с удешевленной стоимостью под названием HTV-X .

Первый аппарат был запущен на ракете H-IIB , более мощной версии более ранней H-IIA , в 17:01 UTC 10 сентября 2009 года со стартовой площадки 2 стартового комплекса Ёсинобу в Космическом центре Танегасима .

По состоянию на декабрь 2020 года было успешно запущено в общей сложности девять миссий - по одной в год в 2015–2019 годах (хотя запусков в 2017 году не было, что отодвинуло последнюю на 2020 год) - на одну миссию меньше, чем планировалось в августе 2013 года. время, когда шла четвертая миссия HTV.

Планируется, что улучшенная версия корабля HTV-X будет впервые использована в десятом полете и будет выполнять плановые обязанности по пополнению запасов МКС в 2021-2024 годах (с первым запуском, запланированным на февраль 2022 года). Кроме того, JAXA согласилось обеспечить логистические полеты для пополнения запасов HTV-X на мини-космическую станцию ​​Gateway (запущенную Falcon Heavy или Ariane 6) в рамках своего вклада в Gateway в дополнение к совместной разработке жилого модуля с ESA.

HTV Дата / время запуска ( UTC ) Дата / время причала (UTC) Ракета-носитель Дата / время повторного входа (UTC) Исход
HTV-1 10 сентября 2009, 17:01:56 17 сентября 2009, 22:12 H-IIB F1 1 ноября 2009, 21:26 Успех
HTV-2 22 января 2011, 05:37:57 27 января 2011, 14:51 H-IIB F2 30 марта 2011, 03:09 Успех
HTV-3 21 июля 2012, 02:06:18 27 июля 2012, 14:34 H-IIB F3 14 сентября 2012, 05:27 Успех
HTV-4 3 августа 2013, 19:48:46 9 августа 2013, 15:38 H-IIB F4 7 сентября 2013, 06:37 Успех
HTV-5 19 августа 2015, 11:50:49 24 августа 2015, 17:28 H-IIB F5 29 сентября 2015, 20:33 Успех
HTV-6 9 декабря 2016, 13:26:47 13 декабря 2016, 18:24 H-IIB F6 5 февраля 2017, 15:06 Успех
HTV-7 22 сентября 2018, 17:52:27 27 сентября 2018, 18:08 H-IIB F7 10 ноября 2018, 21:38 Успех
HTV-8 24 сентября 2019, 16:05:05 28 сентября 2019, 14:09 H-IIB F8 3 ноября 2019, 02:09 Успех
HTV-9 20 мая 2020, 17:31:00 25 мая 2020, 12:13 H-IIB F9 (последний) 20 августа 2020, 07:07 Успех
HTV-X1 FY2022 H3 F3 Планируется
HTV-X2 FY2023 H3 Планируется

Преемник

HTV-X

В мае 2015 года Министерство образования, культуры, спорта, науки и технологий Японии объявило о предложении заменить HTV на улучшенную, более дешевую версию, предварительно названную HTV-X.

Предложение HTV-X по состоянию на июль 2015 года выглядит следующим образом:

  • В максимально возможной степени использовать конструкцию герметичного логистического контейнера (ПЛК) HTV, за исключением добавления бокового люка для позднего доступа груза к стартовой площадке.
  • Заменить негерметичный логистический носитель (UPLC), модуль авионики и силовой модуль новым сервисным модулем.
  • Для загрузки негерметичного груза наверху служебного модуля, а не внутри космического корабля.

Повторное использование конструкции ПЛК позволит минимизировать стоимость и риски разработки. Сосредоточение системы управления реакцией (RCS) и солнечных панелей на сервисном модуле упростит проводку и трубопроводы, снизит вес и стоимость производства. Загрузка негерметичного груза за пределы космического корабля позволяет получить более крупный груз, ограниченный только обтекателем ракеты-носителя. Цель состоит в том, чтобы снизить стоимость вдвое, сохраняя или расширяя возможности существующего HTV.

Упрощение общей конструкции позволит снизить стартовую массу HTV-X до 15 500 кг с 16 500 кг для HTV, а максимальный вес груза будет увеличен до 7200 кг (вес нетто 5850 кг без веса опорной конструкции) от HTV. 6000 кг (нетто 4000 кг).

В декабре 2015 года план разработки HTV-X был одобрен стратегическим штабом космической политики при кабинете министров , нацеленный на запуск в 2021 финансовом году для полета HTV-X1 (Техническая демонстрационная машина) на ракете H3 . По состоянию на июнь 2019 года новые планы МКС от Группы интеграции планирования полетов НАСА устанавливают запуск HTV-X1 на февраль 2022 года, что соответствует графику.

В соответствии с соглашением о программе партнерства по открытой платформе между Японией и США (JP-US OP3) в декабре 2015 года о расширении сотрудничества по эксплуатации МКС до 2024 года, Япония предоставит свою долю расходов на эксплуатацию МКС в виде перевозки по HTV-X, а также будет дана возможность разработать возможную небольшую возвратную капсулу.

Окончательная форма HTV-X состоит из трех модулей: нижнего герметичного логистического модуля длиной 3,5 м, почти идентичного модулю HTV, удлиненного на 0,2 м и с добавленным боковым люком для доступа к поздней загрузке при соединении с ним. ракета; центральный сервисный модуль длиной 2,7 м, способный работать независимо от других модулей, который содержит две группы солнечных панелей, вырабатывающих 1 кВт электроэнергии, в отличие от 200 Вт, генерируемых HTV, батареи, способные обеспечить пиковую мощность 3 кВт по сравнению с 2 кВт оригинала и канал связи 1 Мбит / с в дополнение к исходному каналу 8 кбит / с, хотя основные двигатели были удалены, поэтому HTV-X полностью зависит от системы управления реакцией ( RCS) двигатели, установленные в кольцо вокруг сервисного модуля для приведения в движение, отдельные компоненты сервисного модуля были установлены снаружи сверху для облегчения доступа космонавтов. Последний компонент представляет собой негерметичный грузовой модуль длиной 3,8 м, по сути, полый цилиндр с полками, которые значительно увеличивают объем негерметичного груза.

HTV-X имеет длину 6,2 м или 10 м с установленным негерметичным грузовым модулем. Адаптер обтекателя полезной нагрузки и распределитель полезной нагрузки были расширены с 1,7 м до 4,4 м, чтобы можно было заменить грузовой модуль под давлением на альтернативные модули, чтобы повысить прочность конструкции и разместить боковой люк.

Другие полезные нагрузки, которые рассматриваются для замены негерметичного грузового модуля при выполнении миссий по снабжению МКС, включают комплект внешних датчиков, технологические испытания воздушного шлюза IDSS с автоматической стыковкой станции, как это используется кораблями "Прогресс" и ATV, пробные встречи и стыковка с кораблем. смоделированный спутниковый модуль, спутник меньшего размера, совмещающий запуск для достижения орбиты МКС, капсула возврата станции, сборка миссии за пределами околоземной орбиты, такой как лунный посадочный модуль, из меньших модулей и действие космического буксира, перемещающего по орбите негерметичные грузовые модули к МКС, позволяя такие вещи, как в качестве перерабатываемых материалов, избыточное топливо и запасные части должны храниться на орбите для будущего использования, а не выбрасываться.

По состоянию на 2021 год рассматривается эволюционная версия HTV-X под названием HTV-XG для перевозки грузов в Лунные врата в рамках программы Artemis .

Бывшие эволюционные предложения

HTV-R

С 2010 года JAXA планировала добавить возможность возврата капсулы. В этой концепции герметичный груз HTV будет заменен возвращаемым модулем, способным возвращать 1600 кг (3500 фунтов) груза с МКС на Землю.

Кроме того, в концептуальные планы на 2012 год входил следующий проект космического корабля к 2022 году, который вмещал бы экипаж из трех человек и перевозил до 400 кг (880 фунтов) груза.

Пополнение запаса форпоста Лагранжа

По состоянию на 2014 год и JAXA, и Mitsubishi проводили исследования HTV следующего поколения в качестве возможного вклада Японии в предлагаемую международную заставу с экипажем в точке L2 Земля-Луна . Этот вариант HTV должен был быть запущен HX Heavy и может нести 1800 кг грузов на EML2. Модификации нынешнего HTV включают добавление солнечных электрических лопастей и расширение топливного бака.

Вариант с оценкой людей

В заявлении, объявленном в июне 2008 года, «Предварительное исследование пилотируемого космического корабля с системой спасения и ракеты H-IIB» предлагалось объединить силовой модуль HTV с капсулой, рассчитанной на человека, на четыре человека.

Японская космическая станция

Японскую космическую станцию ​​предлагается построить из модулей HTV. Этот метод аналогичен тому , как модули в Мире , а также многие модули России орбитального сегмента на МКС основаны на TKS конструкции грузового автомобиля.

Галерея

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки