SpaceX CRS-1 - SpaceX CRS-1

SpaceX CRS-1
SpaceX CRS-1 приближается к МКС-cropped.jpg
Дракон CRS-1 приближается к МКС.
Тип миссииМКС пополнение запасов
ОператорНАСА
COSPAR ID2012-054A
SATCAT нет.38846
Продолжительность миссии20 дней, 18 часов, 47 минут
Свойства космического корабля
Космический корабльДракон C103
Тип космического корабляДракон CRS
ПроизводительSpaceX
Начало миссии
Дата запуска8 октября 2012 г.
00:34:07 UTC [1][2]
РакетаСокол 9 v1.0
Запустить сайтмыс Канаверал, SLC-40 [3][4]
ПодрядчикSpaceX
Конец миссии
УтилизацияВосстановлен
Дата посадки28 октября 2012, 19:22 (2012-10-28UTC19: 23Z) универсальное глобальное время [5]
Посадочная площадкаТихий океан
Параметры орбиты
Справочная системаГеоцентрический
РежимНизкая Земля
Наклон51.6°
Эпоха8 октября 2012 г.
Причалить к МКС
Причальный портГармония
RMS захватывать10 октября 2012 г., 10:56 UTC
Дата причала10 октября 2012, 13:03 UTC [6]
Дата отстыковки28 октября 2012, 11:19 UTC [7]
Выпуск RMS28 октября 2012, 13:29 UTC
Время пришвартовано17 дней 22 часа 16 минут
Груз
Масса905 кг
Под давлением905 кг
SpaceX CRS-1 Patch.png
Нашивка миссии NASA SpX-1 

SpaceX CRS-1, также известный как SpX-1,[8] был третий полет для Корпорация космических технологий (SpaceX) без экипажа Дракон грузовой космический корабль, четвертый общий полет двухступенчатой Сокол 9 ракета-носитель, и первая операционная миссия SpaceX под их Коммерческие услуги по снабжению контракт с НАСА. Запуск произошел 8 октября 2012 года в 00:34:07 UTC.[1][2][9][10]

История

В мае 2012 года сообщалось, что Falcon 9 был доставлен в мыс Канаверал.[11] Dragon CRS-1 прибыл 14 августа 2012 года.[12] 31 августа 2012 г. репетиция мокрой одежды (WDR) был завершен для Falcon 9, а 29 сентября были завершены статические огневые испытания; Оба этих испытания были выполнены без капсулы Dragon, прикрепленной к стеку ракеты-носителя.[13][14] Миссия прошла проверку готовности к запуску (LRR) 5 октября 2012 года.[10]

Запуск состоялся 8 октября 2012 года в 00:34:07 UTC и успешно вывел космический корабль Dragon на орбиту, необходимую для его прибытия на Международную космическую станцию ​​с доставкой грузов через несколько дней. Во время запуска в одном из девяти двигателей произошла внезапная потеря давления на 79 секунде полета, и произошло немедленное раннее отключение этого двигателя; обломки можно было увидеть на телескопической видеозаписи ночного пуска. Остальные восемь двигателей работали в течение более длительного периода времени, и программное обеспечение управления полетом скорректировало траекторию, чтобы ввести Дракона в почти безупречный орбита.[15]

Хронология миссии

1 день полета, запуск (8 октября)

SpaceX CRS-1 Falcon 9 запускается 8 октября 2012 года.

План миссии, опубликованный НАСА перед миссией, требовал, чтобы Falcon 9 достиг сверхзвуковая скорость через 70 секунд после старта и пройти через зону максимального аэродинамического давления "макс Q "- момент, когда механическое напряжение на ракете достигает пика из-за комбинации скорости ракеты и сопротивления, создаваемого атмосферой Земли - 10 секунд спустя. План предусматривал отключение двух двигателей первой ступени, чтобы уменьшить ускорение ракеты. примерно через 2 минуты 30 секунд после начала полета, когда Falcon 9 будет номинально иметь высоту 90 километров (56 миль) и лететь со скоростью, в 10 раз превышающей скорость звука. Остальные двигатели планировалось отключить вскоре после этого - событие, известное как основное- выключение двигателя (MECO). Через пять секунд после MECO первая и вторая ступени разделяются. Семь секунд спустя, одиночный вакуумный двигатель Merlin второй ступени должен был загореться, чтобы начать 6-минутное 14-секундное горение, чтобы ввести Dragon в низкая околоземная орбита. Через сорок секунд после возгорания второй ступени планировалось выбросить защитный носовой обтекатель Dragon, прикрывающий причальный механизм Dragon. Через 9 минут 14 секунд после пуска двигатель второй ступени должен был отключиться (SECO). Спустя тридцать пять секунд планировалось, что Dragon отделится от второй ступени Falcon 9 и достигнет своей предварительной орбиты. Дракон, согласно плану, затем развернет свои солнечные батареи и откроет дверь отсека управления и управления навигацией (GNC), в которой находятся датчики, необходимые для встречи и встречи Дракона приспособление для захвата.[16]

2 день полета (9 октября)

План миссии предусматривал, что космический корабль Дракон выполнит коэллиптический ожог, который поместит его в круговую форму. коэллиптическая орбита.[16]

3 день полета (10 октября)

Когда Дракон преследовал Международная космическая станция, космический корабль установил УВЧ-связь с помощью своего модуля сверхвысокой частоты связи (CUCU) COTS. Также с помощью панели управления экипажем (ПКП) на борту станции экипаж экспедиции контролировал подход. Эта способность экипажа посылать команды Дракону важна на этапах рандеву и отбытия миссии.[16]

На последнем подходе к станции было выполнено движение "идти / нет". Центр управления полетами Хьюстон и команда SpaceX в Хоторне, чтобы позволить Dragon выполнить еще один запуск двигателя, в результате чего он оказался в 250 метрах (820 футов) от станции. На этом расстоянии Dragon начал использовать свои системы наведения ближнего действия, состоящие из ЛИДАР и тепловизоры. Эти системы подтвердили, что положение и скорость Dragon точны, сравнив изображение LIDAR, которое получает Dragon, с тепловизорами Dragon. Группа управления полетом Dragon в Хоторне при содействии группы управления полетом НАСА в зале управления полетами Международной космической станции Космического центра Джонсона приказала космическому кораблю приблизиться к станции из положения ожидания. После того, как команды Хьюстона и Хоторна выполнили еще один шаг / нет, Дракону разрешили войти в Сферу запрета (KOS), воображаемую сферу, нарисованную на 200 метров (660 футов) вокруг станции, что снижает риск столкновения. Дракон проследовал на позицию в 30 метрах (98 футов) от станции и был автоматически задержан. Еще один отказ был завершен. Затем Дракон направился к точке захвата 10 метров (33 фута). Был проведен последний прием / отказ, и команда управления полетом в Хьюстоне уведомила экипаж о том, что они идут на поимку Дракона.[16]

На тот момент член экипажа 33-й экспедиции Акихико Хошиде Японского агентства аэрокосмических исследований использовала 17,6-метровую (58 футов) роботизированную руку станции, известную как Canadarm2, потянулся к космическому кораблю Dragon и схватился за него в 10:56 UTC.[6] Хошайд с помощью командира экспедиции 33. Сунита Уильямс НАСА направил Дракона на обращенную к Земле сторону станции Модуль гармонии. Уильямс и Хошайд поменялись местами, и Уильямс осторожно привез Дракона к Хармони. Общий причальный механизм в 13:03 UTC.[6]

Открытие люка между Драконом и модулем Гармонии, которое изначально не планировалось до 11 октября, было перенесено наверх и произошло в 17:40 UTC.[6]

Остаток миссии (с 11 по 28 октября)

Дракон, как видно из Купол 14 октября 2012 г.

В течение двух с половиной недель экипаж МКС выгрузил полезную нагрузку Dragon и перезагрузил ее для возвращения на Землю.[16]

После завершения миссии в орбитальной лаборатории вновь прибывший бортинженер 33-й экспедиции. Кевин Форд использовал роботизированную руку Canadarm2, чтобы отделить Дракона от Гармонии, вывести его на точку освобождения 15 метров (49 футов) и освободить транспортное средство. Затем Дракон произвел серию из трех ожогов, чтобы направить его по траектории в сторону от станции. Примерно через шесть часов после того, как Dragon покинул станцию, он произвел сжигание с орбиты, которое длилось до 10 минут. Дракону требуется около 30 минут, чтобы повторно войти в атмосферу Земли, что привело к его приводнению в Тихий океан, примерно в 450 километрах (280 миль) от побережья южной Калифорнии. Хобот Дракона, в котором находятся его солнечные батареи, были выброшены.[16]

Капсула SpX-1 замечена в порту 30 октября 2012 года.

Посадка контролировалась автоматической стрельбой из его Драко двигателей во время вход в атмосферу. В тщательно рассчитанной последовательности событий двойное тормозные парашюты развернуться на высоте 13 700 метров (44 900 футов) для стабилизации и замедления космического корабля. Полное раскрытие парашютов вызывает выпуск трех основных парашютов, каждый диаметром 35 метров (115 футов), на высоте около 3000 метров (9800 футов). Пока парашютисты отделяются от космического корабля, основные парашюты дополнительно замедляют спуск космического корабля примерно до 4,8–5,4 метра в секунду (от 16 до 18 футов / с). Даже если Dragon потеряет один из основных парашютов, два оставшихся парашюта все равно позволят безопасно приземлиться. Ожидается, что капсула Dragon приземлится в Тихом океане, примерно в 450 километрах (280 миль) от побережья южной Калифорнии. SpaceX использует лодку длиной 30 метров (98 футов), оборудованную А-образной рамой и шарнирным краном, лодку для экипажа длиной 27,3 метра (90 футов) для телеметрических операций и две надувные лодки с жестким корпусом длиной 7,3 метра (24 фута) для выполнения подъема. операции. На борту находится около дюжины инженеров и техников SpaceX, а также команда дайверов из четырех человек. После того, как капсула Dragon приводнилась, команда спасателей закрепила транспортное средство и поместила его на палубу для обратного пути к берегу.[16]

Технические специалисты SpaceX открыли боковой люк автомобиля и извлекли важные по времени предметы. Важнейшие грузы были помещены на быстроходный катер для поездки в Калифорнию на 450 километров (280 миль) для последующего возвращения в НАСА, которое затем позаботилось о ценном научном грузе и проанализировало образцы после полета.[17] Остальной груз был выгружен, как только капсула Dragon достигла испытательного центра SpaceX в МакГрегоре, штат Техас.[18]

Полезная нагрузка

Космический корабль Dragon интегрируется в Falcon 9 30 сентября 2012 года.

Основная полезная нагрузка

При запуске CRS-1 Dragon был загружен примерно 905 кг (1 995 фунтов) груза, 400 кг (880 фунтов) без упаковки.[16] Включено 118 килограммов (260 фунтов) припасов для экипажа, 117 килограммов (258 фунтов) критических материалов для поддержки 166 экспериментов на борту станции и 66 новых экспериментов, а также 105,2 килограмма (232 фунта) оборудования для станции, а также а также другие разные предметы.[16]

Dragon вернул 905 кг (1995 фунтов) груза, 759 кг (1673 фунта) без упаковки.[16] Включено 74 кг (163 фунта) снаряжения для экипажа, 393 кг (866 фунтов) научных экспериментов и экспериментального оборудования, 235 кг (518 фунтов) оборудования космической станции, 33 кг (73 фунта) оборудования. скафандр оборудование и 25 килограммов (55 фунтов) разных предметов.[16]

Вторичная полезная нагрузка

За несколько месяцев до запуска 150 кг (330 фунтов) прототип второго поколения Orbcomm спутник планировалось запустить как вторичная полезная нагрузка со второй ступени Falcon 9.[19][20]

Хотя вторичная полезная нагрузка достигла орбиты вывода Дракона, неисправность двигателя на одном из девяти двигателей первой ступени Falcon 9 во время подъема привела к автоматическому отключению двигателя и более длительному сгоранию первой ступени на оставшихся восьми двигателях для выхода на орбиту. ввод с одновременным увеличением использования топлива по сравнению с номинальной миссией.

Основному подрядчику полезной нагрузки, НАСА, требуется более 99% расчетной вероятности того, что ступень какой-либо дополнительной полезной нагрузки с аналогичным наклонением орбиты Международная космическая станция достигнет своей орбитальной высоты над станцией. Из-за отказа двигателя Falcon 9 использовал больше пропеллент чем предполагалось, что снизило оценку вероятности успеха примерно до 95%. Из-за этого вторая ступень не пыталась повторить попытку, и Orbcomm-G2 остался на непригодной для использования орбите.[21][22] и сгорел в атмосфере Земли в течение 4 дней после запуска.[23][24]

И SpaceX, и Orbcomm до начала миссии знали о высоком риске того, что вспомогательный спутник с полезной нагрузкой может оставаться на более низкой высоте орбиты вывода Dragon, и это был риск, который Orbcomm согласился принять, учитывая значительно более низкую стоимость запуска. для вторичной полезной нагрузки.[23]

Попытки запуска

ПытатьсяПланируетсяРезультатПовернисьПричинаТочка принятия решенияПогода идет (%)Примечания
1Октябрь 8 2012, 12:34:07Частичный успех:
Успех для основной полезной нагрузки.
Отказ вторичной полезной нагрузки.		—80 [1][25]Через 79 секунд после запуска номер двигателя. 1 потерял давление, и ракета приказала ему выключиться.[26] Из-за отказа двигателя на первой ступени протоколы безопасности сближения с МКС не позволили разместить спутник Orbcomm с дополнительной полезной нагрузкой на правильной орбите.[27]

Неисправность двигателя Falcon 9

Видео запуска SpaceX CRS-1 Falcon 9

Во время подъема 79 секунд[28] После запуска произошла неисправность одного из девяти двигателей первой ступени Falcon 9. SpaceX в течение нескольких лет подчеркивала, что первая ступень Falcon 9 предназначена для работы в режиме «двигатель не работает», с возможностью отключения одного или нескольких неисправных двигателей и продолжения успешного всплытия.[29] В случае, если первая ступень SpaceX CRS-1 остановила двигатель № 1, и в результате продолжалось горение первой ступени на оставшихся восьми двигателях дольше, чем обычно, при несколько уменьшенной тяге, чтобы вывести космический корабль Dragon на правильную орбиту.[30] Хотя это и было непреднамеренно, это была первая демонстрация в полете конструкции Falcon 9 с "выключенным двигателем".[15][31] и «обеспечивает четкую демонстрацию возможностей двигателя».[32][28]

В ответ на аномалию НАСА и SpaceX совместно сформировали Совет по послеполетным исследованиям CRS-1.[33] Предварительная информация от комиссии послеполетного обзора показывает, что двигатель нет. 1 топливный купол над соплом лопнул, но не взорвался. Горящее топливо, вышедшее до остановки двигателя, вызвало разрыв обтекателя, что видно на видеозаписи полета.[34] Последующие расследования, выявленные на слушаниях в Конгрессе, выявили проблему в результате необнаруженного дефекта материала в кожухе камеры двигателя, который, вероятно, возник во время производства двигателя. Во время полета данные показывают, что этот дефект материала в конечном итоге превратился в брешь в основной камере сгорания. Это нарушение выпустило струю горячего газа и топлива в направлении основной топливной магистрали, вызвав вторичную утечку и, в конечном итоге, быстрое падение давления в двигателе. В результате бортовой компьютер дал команду выключить Двигатель №2. 1 и Falcon 9 продолжили свой путь, чтобы обеспечить выход Dragon на орбиту для последующего сближения и стыковки с МКС.[35]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c Час обучения НАСА. Телевидение: NASA TV. 8 октября 2012 г.
  2. ^ а б «SpaceX, цель НАСА. Запуск 7 октября для миссии по снабжению космической станции». НАСА. 20 сентября 2012 г.. Получено 26 сентября 2012.
  3. ^ "Манифест запуска SpaceX". SpaceX. Получено 31 мая 2012.
  4. ^ «Сводный график запусков НАСА». НАСА. Получено 21 июн 2012.
  5. ^ Кларк, Стивен (28 октября 2012 г.). «Возвращение дракона: коммерческое судно на родине». SpaceFlightNow. Получено 30 октября 2012.
  6. ^ а б c d Кларк, Стивен (10 октября 2012 г.). «Дракон прибывает на станцию ​​с коммерческой доставкой». SpaceFlightNow. Получено 18 октября 2012.
  7. ^ Карро, Марк (28 октября 2012 г.). "Капсула SpaceX Dragon CRS-1 отправляется с космической станции". Авиационная неделя. Архивировано из оригинал 6 октября 2012 г.. Получено 30 октября 2012.
  8. ^ Хартман, Дэн (23 июля 2012 г.). "Статус программы Международной космической станции" (PDF). НАСА. Получено 18 октября 2012.
  9. ^ Пастор, Энди (7 июля 2012 г.). «SpaceX запускает грузовой полет на космическую станцию». Wall Street Journal. Получено 8 октября 2012.
  10. ^ а б Кларк, Стивен (5 октября 2012 г.). "Коммерческое пополнение запасов космической станции начнется в воскресенье". SpaceFlightNow. Получено 6 октября 2012.
  11. ^ Кларк, Стивен (18 мая 2012 г.). «Историческая коммерческая миссия SpaceX - это всего лишь испытательный полет.'". SpaceFlightNow. Получено 25 августа 2012.
  12. ^ Кларк, Стивен (24 августа 2012 г.). «НАСА готово к оперативным грузовым полетам SpaceX». SpaceFlightNow. Получено 25 августа 2012.
  13. ^ Бергин, Крис (31 августа 2012 г.). «SpaceX успешно провела WDR на своем последнем Falcon 9». NASASpaceFlight (не связано с НАСА). Получено 1 сентября 2012.
  14. ^ Бергин, Крис (29 сентября 2012 г.). «Falcon 9 запускает свои двигатели, пока МКС готовится к прибытию Dragon». NASASpaceFlight (не связано с НАСА). Получено 29 сентября 2012.
  15. ^ а б Фуст, Джефф (8 октября 2012 г.). "Коммерческие космические полеты переходят к делу". Космический обзор. Получено 10 октября 2012.
  16. ^ а б c d е ж грамм час я j k "Пресс-кит миссии SpX CRS-1" (PDF). НАСА, SpaceX, 45-е космическое крыло. 4 октября 2012 г.. Получено 6 октября 2012.
  17. ^ «Обновления миссии Dragon CRS-1». ПРОСТРАНСТВО101. Архивировано из оригинал 12 февраля 2013 г.. Получено 8 октября 2013.
  18. ^ "Отчет о миссии Дракона | Возвращение Дракона: Коммерческий корабль вернулся домой". Космический полет сейчас. Получено 8 октября 2013.
  19. ^ "Orbcomm с нетерпением ждет запуска нового спутника на Next Falcon 9" (Пресс-релиз). Космические новости. 25 мая 2012 года. Получено 28 мая 2012.
  20. ^ Хартман, Дэн (23 июля 2012 г.). "Статус программы Международной космической станции" (PDF). НАСА. Получено 28 августа 2012.
  21. ^ Кларк, Стивен (11 октября 2012 г.). «Корабль Orbcomm падает на Землю, компания заявляет о полной потере». Космический полет сейчас. Получено 11 октября 2012.
  22. ^ Линдси, Кларк (10 октября 2012 г.). «SpaceX CRS-1: заявление SpaceX - обзор отказа двигателя 1-й ступени». NewSpace Watch. Архивировано из оригинал 29 января 2013 г.
  23. ^ а б де Сельдинг, Питер Б. (11 октября 2012 г.). "Корабль Orbcomm, запущенный Falcon 9, падает с орбиты". Космические новости. Получено 9 марта 2014. Orbcomm попросил SpaceX нести один из их небольших спутников (весом несколько сотен фунтов, против Dragon - более 12 000 фунтов) ... Чем выше орбита, тем больше тестовых данных [Orbcomm] сможет собрать, поэтому они попросили, чтобы мы попытались перезапустите и увеличьте высоту. НАСА согласилось разрешить это, но только при условии наличия значительных запасов топлива, поскольку орбита будет близка к Международная космическая станция. Важно понимать, что Orbcomm с самого начала понимал, что маневр по поднятию орбиты был предварительным. Они признали, что существует высокий риск того, что их спутник останется на орбите вывода Дракона. В противном случае SpaceX не согласилась бы запустить свой спутник, поскольку это не входило в основную миссию и существовал известный материальный риск отсутствия повышения высоты.
  24. ^ Корабль Orbcomm упал на Землю, компания заявляет о полной потере
  25. ^ «Все выглядит очень хорошо для запуска». НАСА. 7 октября 2012 г.. Получено 7 октября 2012.
  26. ^ "ОБНОВЛЕНИЕ МИССИИ SPACEX CRS-1". Получено 9 октября 2012.
  27. ^ "ORBCOMM ЗАПУСКАЕТ ПРОТОТИП СПУТНИКА OG2" (PDF). В архиве (PDF) из оригинала 21 октября 2012 г.. Получено 9 октября 2012.
  28. ^ а б Деньги, Стюарт (9 октября 2012 г.). «Falcon 9 теряет двигатель (и обтекатель), демонстрирует стойкость». Внутренне пространство. Получено 10 октября 2012. обеспечивает четкую демонстрацию работоспособности двигателя.
  29. ^ «Обзор Falcon 9». SpaceX. 8 мая 2010 г.
  30. ^ Линдси, Кларк (8 октября 2012 г.). "SpaceX CRS-1: Пресс-конференция после конференции". NewSpace Watch. Архивировано из оригинал 17 декабря 2012 г.
  31. ^ Хенниган, штат Висконсин (8 октября 2012 г.). «Ракетный двигатель SpaceX выключается во время запуска на станцию». Лос-Анджелес Таймс. Получено 8 октября 2012.
  32. ^ Свитак, Эми (26 ноября 2012 г.). "Falcon 9 RUD?". Авиационная неделя. Получено 21 марта 2014.
  33. ^ Линдси, Кларк (12 октября 2012 г.). «SpaceX CRS-1: Комиссия по анализу сформирована для расследования отказа двигателя». NewSpace Watch. Архивировано из -engine-failure.html оригинал Проверять | url = ценить (помощь) 29 января 2013 г.
  34. ^ Бергин, Крис (19 октября 2012 г.). «Дракону нравится оставаться на МКС, несмотря на незначительные проблемы - начинается расследование Falcon 9». NASAspaceflight.com. Получено 21 октября 2012. На первом этапе возникла проблема с двигателем №1, одним из девяти «Мерлин 1С», после того, как - понятно - разорвался топливный купол над соплом. Двигатель не взорвался, но вызвал разрыв обтекателя, защищающего двигатель от аэродинамических нагрузок, и его падение с транспортного средства из-за сброса давления в двигателе..
  35. ^ «SpaceX: Обзор аномалий двигателя». Aviationweek.com. В архиве из оригинала 4 декабря 2017 г.. Получено 8 октября 2013.

внешняя ссылка