На прошедшей неделе в блоге НАСА было опубликовано сообщение о запланированных на следующий год тестовых запусках космических кораблей нового поколения. Как ожидается, в случае успеха в ближайшем будущем они должны будут доставлять экипажи на Международную космическую станцию. На 2019 год НАСА назначило два запуска кораблей без экипажа и два пилотируемых. Даты пока объявлены с точностью до месяца, но в одном случае известна точная дата – 7 января 2019 года в космос отправится Crew Dragon 2, созданный компанией SpaceX.
Проект Commercial Crew & Cargo Program Office, направленный на создание новых космических кораблей, которые доставляли бы экипажи и грузы на МКС, развивается в течение последнего десятилетия. Напомним, что после прекращения полетов «Спейс шаттл» в 2011 году единственными кораблями, обеспечивающими доставку экипажей на МКС, остались российские «Союзы». Грузы сейчас доставляются различными автоматическими космическими кораблями: российскими «Прогрессами», Dragon компании SpaceX (в транспортной модификации), японским Kounotori и Cygnus компании Orbital Sciences Corporation. Нынешний контракт НАСА и Роскосмоса о доставке экипажей на МКС действует до ноября 2019 года.
С 2010 года несколько аэрокосмических компаний участвовали в объявленном НАСА конкурсе пилотируемых миссий к МКС. Выбранные на нескольких отборочных этапах кандидаты получали финансирование для своих проектов. Наконец, в сентябре 2014 года было объявлено, что основными победителями отбора стали компании Boeing и SpaceX, суммарно получившие 6,8 миллиардов долларов на завершение своих космических кораблей. Пилотируемый корабль Boeing называется CST-100 Starliner, SpaceX представляет новую версию своего космического корабля Dragon под названием Dragon V2.
CST-100 Starliner, Dragon V2 и Международная космическая станция
Поскольку в расписании Dragon V2 стоит раньше, мы начнем рассказ с него. Как уже говорилось, первый запуск назначен на 7 января. Он пройдет без экипажа. Dragon V2 должен будет достигнуть орбитальной станции, пристыковаться к ней, провести 30 суток в совместном полете, затем отстыковаться и благополучно вернуться на Землю. В случае успеха уже в июне на корабле к МКС полетят двое астронавтов. Программа полета будет аналогичной, только между стыковкой с МКС и отправлением в обратный путь пройдет не 30, а 14 суток. Ранее тестовый беспилотный запуск Dragon V2 планировался еще на ноябрь 2017 года, а пилотируемый – на весну 2018 года. Но доработка корабля потребовала больше времени. Оба запуска, беспилотный и пилотируемый, должны состояться на стартовом комплексе LC-39 Космического центра имени Кеннеди во Флориде.
Crew Dragon V2
Полеты предыдущей модели Dragon к МКС регулярно проходят с 2010 года. В отличие от своего предшественника Dragon V2 будет собираться в двух модификациях - грузовой (Cargo Dragon) и пилотируемой (Crew Dragon). В обеих модификациях корабли будут снабжены восемью реактивными двигателями SuperDraco, работающими на смеси монометилгидразина и тетраоксида диазота. Каждый двигатель способен создавать тягу до 73 килоньютонов, но в пилотируемых полетах их тяга будет ограничена до 68 килоньютонов, чтобы сделать их работу более стабильной. Основной задачей этих двигателей будет обеспечение мягкой посадки корабля после его возвращения с орбиты (в космос корабль доставит ракета-носитель Falcon 9). Использование для этой цели парашюта рассматривается на Dragon V2 лишь как запасной вариант, хотя в первых полетах будет применяться именно парашют. Мягкую посадку с использованием двигателей доведут до ума и реализуют несколько позже. Для ориентации и орбитального маневрирования будут использоваться двигатели меньшей мощности – Draco. Их на корабле установлено шестнадцать, тяга каждого в вакууме составляет 400 ньютонов.
У двигателей SuperDraco есть и вторая задача. В случае необходимости с их помощью будет осуществляться аварийное спасение экипажа. При аварии ракеты-носителя в ходе старта двигатели должны будут стремительно унести корабль с экипажем как можно дальше от ракеты. Стабилизация полета в этом случае будет достигаться при помощи закрылков на негерметичном грузовом отсеке. Когда отсоединившийся корабль поднимется на высоту в полтора километра, грузовой отсек отсоединится, а капсула с экипажем начнет приземление или с помощью системы парашютов, или с использованием торможения двигателями SuperDraco.
Стыковка Dragon V2 с МКС
Первое испытание системы аварийного прерывания полета было успешно проведено еще в мае 2015 года на стартовой площадке SLC-40 на мысе Канаверал. Тогда Dragon V2 взлетел со стенда, воспроизводящего верхнюю часть ракеты Falcon 9. Двигатели вынесли его на высоту 1187 метров за 5,5 секунды, затем произошло отсоединение грузового отсека и раскрытие сперва тормозных, затем основных парашютов. Спуск занял 99 секунд, после чего корабль сел на поверхность океана в 1,2 километра от места старта. Максимальная перегрузка составила 6 g. Еще один тест на прерывание полета будет проведен в 2019 году после первого беспилотного запуска. Для него будет использован корабль, вернувшийся из космоса.
Схема испытаний аварийного прерывания полета в 2015 году
Характеристики корабля CST-100 Starliner компании Boeing схожи с Dragon V2. Оба корабля многоразовые, оба способны нести до семи человек экипажа (но в первый пилотируемый полет отправятся не двое, а трое астронавтов), у обоих полезный объем герметичного отсека составляет 11 кубических метров. Для вывода «Старлайнера» на орбиту будет использоваться ракета Atlas V.
CST-100 Starliner
Задания для тестовых полетов «Старлайнера» те же: беспилотный полет включая 30 дней совместного полета с МКС и пилотирумый полет с двумя неделями на МКС. Согласно анонсу НАСА, первый полет назначен на март, а второй на август 2019 года. Между ними пройдет еще одно испытание системы аварийного прерывания полета.
Приземление CST-100 Starliner во время испытаний
Испытание двигателя RS-88
По расчетам разработчиков, «Старлайнер» сможет находиться на орбите до семи месяцев и совершать до десяти полетов в космос. Корабль использует реактивные двигатели RS-88 с этанолом в качестве топлива и жидким кислородом в качестве окислителя. Тяга одного двигателя составляет 220 килоньютонов. Для запусков этого корабля предназначается площадка SLC-40 на мысе Канаверал.
Уже известны имена астронавтов, которые должны будут совершить первые пилотируемые полеты на обоих кораблях. На борту Dragon V2 на МКС отправятся Боб Бенкен (Bob Behnken) и Дуг Херли (Doug Hurley), в экипаж CST-100 Starliner войдут астронавты НАСА Эрико Бо (Eric Boe) и Николь Аунапу-Манн (Nicole Aunapu Mann), а также пилот-испытатель и астронавт из компании Boeing Крис Фергюсон (Chris Ferguson).
