omega_giperon (omega_hyperon) wrote,
omega_giperon
omega_hyperon

Category:

NASA выбрало двух «частных извозчиков» НК 10/2006

И снова вспомним ход программы COTS - финальный этап, до которого дошли SpaceX и Rocketplane Kistler, для чего обратимся к статье Ю.Журавина из октябрьского номера журнала "Новости космонавтики" за 2006 год:

18 августа NASA официально объявило две фирмы, победившие в конкурсе по первому этапу программы коммерческих орбитальных транспортных услуг COTS (Commercial Orbital Transportation Services; в проекте бюджета NASA на 2007 ф.г. этот же проект именуется Commercial Crew/Cargo (CCC)). Выбор делался из шестерки, вошедшей 9 мая в «короткий список» конкурса (НК №7, 2006, с.26-27):
➊ серия КК CLV компании Andrews Space;
➋ РН K-1 многоразового использования с грузовой капсулой компании Rocketplane Kistler;
➌ шестиместный космоплан Dream Chaser компании SpaceDev;
➍ семейство грузовых и грузопассажирских капсул Apex компании SpaceHab;
➎ грузопассажирский КК Dragon, запускаемый с помощью РН Falcon 9, компании SpaceX;
➏ грузопассажирский КК CXV компании Transformational Space Corporation (t/Space).

Победителями конкурса объявлены компании Space Exploration Technologies (SpaceX, штаб-квартира в г. Эль-Сегундо, Калифорния) и Rocketplane Kistler (RpK, штаб-квартира в г. Оклахома-Сити).

Обе фирмы возглавляют промышленные группы, собранные под программу COTS. В проекте Dragon вместе со SpaceX участвуют ARES Corp., MacDonald Dettwiler & Associates (MDA) Federal Inc., Odyssey Space Research LLC, Paragon Space Development Corp. и SpaceHab Inc. В свою очередь, RpK привлекла к своему проекту Orbital Sciences Corp., Lockheed Martin, Northrop Grumman, Aerojet, Draper Laboratory, Honeywell, Oceaneering International, Orbital Technologies Corp., Alenia Spazio, ATA Engineering, Irvin Aerospace, RS&H, а также Paragon Space Development Corp., работающую и со SpaceX.

Оба победителя конкурса первого этапа программы COTS получили контракты от NASA: SpaceX на сумму 278 млн $, а RpK – на 207 млн $. Первый этап контракта, на который собственно и были выделены деньги, предусматривает завершение разработки проектов транспортных космических систем (ТКС), их наземную экспериментальную отработку и проведение не позднее конца 2008 г. первых летных испытаний.

Всего по условиям контракта необходимо выполнить по три демонстрационных полета, в ходе которых продемонстрировать возможности по доставке на МКС герметичных и негерметичных грузов, а также возвращению грузов на Землю. NASA оставило за собой право по итогам этих испытаний с 2010 г. заключать контракты на закупку услуг по снабжению грузами МКС и возвращению с нее результатов исследований.

Вслед за этим предусмотрен второй этап программы COTS, на котором планируется создать пилотируемый корабль и провести его испытания, чтобы в дальнейшем использовать его для доставки на МКС и возвращения на Землю членов основных экипажей станции. В конкурсе за заключение контрактов по второму этапу программы COTS, который, как ожидается, будет объявлен в 2010 г., смогут участвовать как победители первого этапа – SpaceX и RpK, так и любые другие компании.

Выбирая из шести «полуфиналистов» именно SpaceX и RpK, NASA, по утверждению его представителей, отдавало предпочтение наиболее проработанным и близким к реализации проектам: «Оба имеют разумный технический риск». Агентство также сконцентрировало свое внимание на сравнительно небольших компаниях, а не на своих традиционных подрядчиках. В этой связи очень забавно выглядят заявления руководителей NASA о привлечении к снабжению МКС «частного сектора» в рамках программы COTS(Заместитель администратора и руководитель Директората исследовательских систем в штаб-квартире NASA Скотт Хоровитц (Scott Horowitz) на пресссконференции 18 августа буквально так и сказал: «Агентство намерено покупать услуги по снабжению космической станции у частного сектора США (U.S. private sector)…»). Автоматически получается, что такие корпорации, как Lockheed Martin, Raytheon или Boeing, космические отделения которых уже десятилетия работают на NASA и Минобороны, воспринимаются уже не как «частные», а как «государственные» фирмы.

Впрочем, вышеперечисленные крупнейшие аэрокосмические предприятия США на момент проведения конкурса по COTS вели борьбу за многомиллиардный контракт на изготовление корабля CEV Orion. Если бы они одновременно получили контракт и на грузопассажирские КК проекта COTS, неизбежно возникал конфликт интересов: корпорации сконцентрировались бы на выполнении более дорогого заказа, отодвинув дешевый COTS на второй план.

Нельзя сказать, однако, что выбранные SpaceX и RpK – наиболее успешные и беспроблемные из шести «полуфиналистов».

Из всей шестерки только SpaceX уже начала испытания своей РН Falcon 1, на базе которой компания планирует создать более тяжелый носитель Falcon 9 для КК Dragon. Более того, компания уже имеет полтора десятка заказов на Falcon 1 и Falcon 9, восемь из которых – от NASA и Минобороны США. Однако первый пуск исходной ракеты 25 марта 2006 г. завершился аварией, что как минимум на полгода задержало программу отработки. Проект КК Dragon остается пока лишь на бумаге, хотя еще 6 марта SpaceX объявила о завершении трехлетнего этапа разработки и о переходе к стадии его изготовления.

Еще менее презентабельно выглядит на фоне SpaceX компания RpK. Это будет по сути уже вторая ее попытка создать РН K-1. Одна из двух составных частей RpK – корпорация Kistler Aerospace – разрабатывала эту РН с 1993 г. Компания намеревалась запускать носитель с полигона Вумера в Австралии и для реализации своих планов потратила около 550 млн $, взятых в кредит. Руководство фирмы очень рассчитывало на контракты с NASA, которые позволили бы завершить создание РН. Однако проект, в отличие от Falcon 1, не дошел даже до стадии летных испытаний. По оценкам, на завершение работ по K-1 требовалось еще около 500 млн $. NASA же прекратило взаимодействие с Kistler ввиду отсутствия заметного продвижения работ. Следствием этого стало объявление Kistler Aerospace 15 июля 2003 г. о своем банкротстве. В марте 2004 г., правда, ходили слухи о возможном заключении контракта NASA с Kistler и возобновлении работ по K-1. Однако лишь перспективы программ мы COTS вернули проект KK1 к жизни, причем после присоединения 27 февраля 2006 г. Kistler Aerospace к компании Rocketplane Ltd., разрабатывавшей тогда свой ракетоплан для туристических суборбитальных полетов. А 25 июля 2006 г. RpK подписала договор об объединении усилий по созданию нового КК для снабжения МКС с компанией Orbital Sciences Corporation, являющейся многолетним подрядчиком NASA в областях создания КА и их запуска.

Вообще, выход RpK в финал конкурса выглядит неожиданным только на первый взгляд. Для победы в нем фирма действовала в манере, больше подходящей для традиционных подрядчиков NASA: распространила субподряды по KK1 и корабля среди множества компаний, имевших хорошие политические связи с Конгрессом США и администрациями наиболее влиятельных штатов. Именно так воспринимается партнерство RpK в программе COTS с Orbital Sciences, Lockheed Martin, Northrop Grumman, Aerojet и Honeywell (Следует учесть, что Kistler Aerospace плотно сотрудничала с Northrop Grumman, Aerojet и Honeywell еще до объявления конкурса COTS: см., в частности, НК №9, 1998, с.32236, №5, 1999, с.50. – Ред.).

Тем не менее NASA не смущает ни авария SpaceX, ни банкротство RpK. На пресс-конференции 18 августа по итогам конкурса на контракт по COTS заместитель администратора NASA Скотт Хоровитц заявил: «[Путь в] космос труден. Здесь случаются неудачи. Планы должны учитывать, что неудачи неизбежны… Каждая компания сталкивается с неудачами. Что же касается банкротства, мы подробно рассмотрели ближайшие планы по реструктуризации RpK, и они нас удовлетворили». В NASA уверены, что SpaceX и RpK смогут создать необходимые ТКС, и что расходы агентства на покупку услуг этих компаний будут существенно ниже, чем при финансировании всего проекта за государственный счет. Речь идет именно о снижении расходов NASA на покупку услуг, а не снижении стоимости создания кораблей и ракет.

Скотт Хоровитц пояснил, каким образом агентство сократит свои расходы: «Мы ожидаем, что объединение денег NASA и привлеченных частных капиталов позволит им [SpaceX и RpK] закончить создание своих ТКС и провести три демонстрации полета начиная с 2008 г.». Хоровитц, правда, отказался уточнить, сколько денег необходимо будет найти SpaceX и RpK помимо средств NASA, предложив отвечать на этот вопрос самим компаниям (представители которых на пресс-конференции не присутствовали).

Вместе с Хоровитцем пояснения по COTS 18 августа давали два других должностных лица NASA, которые отвечают за эту программу: руководитель программы в Директорате исследовательских систем головного офиса NASA Марк Тимм (Marc Timm) и менеджер отдела программы ССС в Космическом центре имени Джонсона NASA Алан Линденмойер (Alan Lindenmoyer). Они сообщили некоторые подробности о порядке выделения средств NASA на программу COTS. SpaceX и RpK будут ежеквартально отчитываться перед агентством о ходе работ. Предусматриваются и специальные промежуточные отчеты по защите проекта, испытаниям двигательной установки, летным испытаниям. Компании будут получать очередную часть причитающихся по контракту средств только тогда, когда отчитаются перед NASA за предыдущий этап. Размер платежей будет год от года увеличиваться: если в бюджете 2006 ф.г. предусматривалось выделить на COTS лишь 40 млн $, то в 2007 ф.г. уже 130 млн $, а в 2008 ф.г. – около 200 млн $.

Однако менеджеры NASA отмечают, что программа COTS существенно отличается от проектов, которые были реализованы агент ством до сих пор. Обычно NASA выпускало детальные требования и спецификации для заказываемой подрядчикам космической техники или инфраструктуры. В случае с COTS определяются только конечные цели программы и приоритетные цели крупных этапов; за подрядчиками остается свобода выбора путей достижения целей. Конечный продукт остается в собственности подрядчиков, NASA же оставляет за собой право покупать их услуги в будущем – до шести полетов к МКС в год после 2010 г. Создатели коммерческих систем смогут использовать их также по своему усмотрению: для полетов в интересах биотехнологии, микрогравитационного материаловедения или просто космического туризма.

По мнению NASA, проект COTS никак не скажется на программе корабля CEV. Коммерческие КК должны использоваться для снабжения МКС и ротации ее экипажей в 2010–2015 гг., чтобы NASA не зависело от европейских, японских и российских кораблей. А полеты CEV планируются не раньше 2014 г., и их главная цель – экспедиция на Луну.

Новое о «Драконе»

В НК №7, 2006, с.26-27, было коротко рассказано о грузопассажирском КК Dragon компании SpaceX. С того момента появилась дополнительная информация о проекте.
Корабль может быть подготовлен к запуску в трех конфигурациях:
➀ полностью грузовой вариант Dragon Cargo, когда весь объем возвращаемого аппарата (ВА) занимают грузы;
➁ полностью пилотируемый вариант Dragon Crew, когда в ВА в два яруса (четыре сверху и три снизу) размещаются семь кресел для астронавтов;
➂ грузопассажирский вариант Dragon Cargo/Crew, когда место трех кресел нижнего яруса занимают грузы.

Пока основной задачей SpaceX считает создание полностью грузового варианта для первого этапа программы COTS. Остальные варианты будут изготовлены либо на втором этапе COTS, либо при наличии дополнительных инвестиций.

В варианте Dragon Cargo его диаметр составит 3.6 м, высота с приборно-агрегатным отсеком (ПАО) и теплозащитной крышкой – 5.8 м. При запуске на низкую околоземную орбиту высотой 200 км и наклонением 51.6° стартовая масса корабля составит 9300 кг, из которых 3400 кг придется на полезный груз. Корпус ВА имеет коническую форму с углом полураствора 15° и сферическим днищем. Диаметр ВА – 3.6 м, высота – 3.0 м. Смещение центра тяжести относительно центра давления ВА позволяет обеспечить управляемый спуск капсулы в атмосфере Земли с аэродинамическим качеством.


Космический корабль Dragon компании SpaceX

Dragon рассчитан на многократное использование, для чего SpaceX разработала собственное теплозащитное покрытие корпуса ВА.

Систему жизнеобеспечения для пилотируемого и грузопассажирского вариантов корабля создаст компания Paragon Space Development. Фирмы Odyssey Space Research, SpaceHab и ARES будут разрабатывать средства безопасности КК и проводить экспертизу надежности Dragon.

В передней части ВА располагается откидная теплозащитная сферическая крышка, под ней – стыковочный агрегат типа пассивного узла PCBM, используемого на МКС. Dragon рассчитан на сближение с МКС с помощью собственных средств навигации и двигателей. Непосредственное причаливание будет проводиться либо автономно, либо с использованием манипулятора Canadarm 2. Создатель манипулятора – канадская фирма MDA, являющаяся одним из подрядчиков SpaceX, как раз отвечает за разработку способа и средств причаливания КК.

Двигательная установка, баки с топливом для нее, а также часть служебных систем располагаются в одноразовом объединенном ПАО, расположенном под ВА и отделяемом перед входом КК в атмосферу Земли. ДУ используется для довыведения КК на околоземную орбиту, коррекций орбиты, сближения с МКС, схода с орбиты, а также в качестве системы аварийного спасения в случае аварии РН на первых минутах полета.

В качестве средства выведения используется самый легкий вариант двухступенчатой модульной РН Falcon 9 разработки SpaceX, основанной на технологиях, примененных при создании Falcon 1, первый старт которой состоялся с пусковой установки на о-ве Омелек атолла Кваджалейн (архипелаг Маршалловы острова) и завершился аварией. Высота Falcon 9 с КК составит 50.0 м, максимальный диаметр – 3.6 м, стартовая масса – 273.0 т. РН способна вывести на околоземную орбиту полезную нагрузку массой 8700 кг. Довыведение более тяжелого КК Dragon будет осуществляться с помощью собственной ДУ. По планам SpaceX, первая ступень Falcon 9 с самого начала будет рассчитана на посадку на воду для ее повторного запуска, в перспективе планируется создать и вторую ступень многоразового использования.

Топливо обеих ступеней – кислородно-керосиновое; на первой ступени РН планируется установить девять ЖРД Merlin 1C каждый тягой 378 кН на уровне моря. Это дальнейшая модернизация двигателя Merlin 1A, используемого на РН Falcon 1, и форсированного Merlin 1B, создаваемого сейчас для Falcon 5. На второй ступени будет стоять один Merlin 1C с высотным соплом.


РН Falcon 9 с КК Dragon: 1 – РН Falcon 9, 2 – КК Dragon, 3 – стыковочный агрегат типа пассивного узла PCBM, 4 – люк для загрузки и выгрузки КК на Земле, 5 – откидная сферическая крышка (откинутое положение), 6 – иллюминаторы, 7 – двигатели ориентации (используются при полете по орбите и спуске в атмосфере), 8 – люк для перехода из КК в МКС, 9 – три секции солнечных батарей (одна стационарная и две откидные). Рис. автора

SpaceX намерена изготовить первый экспериментальный образец ВА Dragon для наземной отработки в начале 2007 г. Первый испытательный пуск корабля запланирован на IV квартал 2008 г. во время четвертого полета РН Falcon 9. Все три первых испытательных запуска Dragon будут выполняться с атолла Кваджалейн, однако SpaceX намерена для штатной эксплуатации корабля построить стартовый комплекс в Космическом центре имени Кеннеди во Флориде.

По словам основателя и владельца SpaceX – предпринимателя Элона Маска (Elon Musk), он сам намерен вложить в проект Falcon 9/Dragon для его завершения 200 млн $ помимо 278 млн $, которые выделит NASA. Маск уже профинансировал из собственных средств создание РН Falcon 1 в объеме около 100 млн $. По словам предпринимателя, стоимость запуска Dragon будет ниже, чем корабля «Союз», полет которого оценивается в 50 млн $. «Мы планируем быть несколько рентабельнее, чем «Союз», стоимость которого, как известно, составляет лишь 6–7% от стоимости полета шаттла», – заявил Элон Маск.

K-1 для COTS

К маю, когда подводились промежуточные итоги конкурса по COTS, о проекте компании RpK практически не было никакой информации, кроме того, что планируется использовать РН K-1, ранее разрабатывавшуюся компанией Kistler Aerospace. Из-за этого в НК №7, 2006 (с.26-27) было ошибочно заявлено, что проект орбитального модуля для доставки грузов на МКС будет представлять собой модификацию суборбитального космоплана, разработанного компанией Rocketplane в борьбе за X-Prize. Однако для первого этапа программы COTS компания RpK предложила вариант возвращаемой второй ступени с цилиндрической грузовой капсулой.


РН K-1 с модулем EPM: 1 – РН K-1, 2 – вторая ступень OV, 3 – модуль полезной нагрузки EPM. Рис. автора


Основной элемент предлагаемой RpK транспортной системы – полностью многоразовый двухступенчатый носитель K-1 стартовой массой 428.1 т, максимальным диаметром 6.7 м и высотой 36.9 м. Обе ступени работают на топливе «жидкий кислород – керосин». Первая ступень, именуемая «вспомогательной стартовой платформой» LAP (Launch Assist Platform), имеет диаметр 6.7 м и высоту 18.3 м. На ней установлены три двигателя АJ26-58 (Российский двигатель НК-33А разработки СНТК «Двигатели НК» (г. Самара), оснащенный отдельными американскими подсистемами, в частности клапанами, устройствами запуска, шарниром и приводами качания камеры. Вместе с НК-43А (AJ26-59) для второй ступени компания GenCorp Aerojet в 1997 г. закупила 34 таких двигателя, созданных в рамках программы «лунного» носителя Н-1). Вторая ступень – орбитальный аппарат OV (Orbital Vehicle) диаметром 4.3 м и высотой 18.6 м (вместе с полезной нагрузкой) – будет оснащена одним маршевым двигателем AJ26-59 и двумя двигателями маневрирования AJ26-60.


Двигатель НК-33А будет использоваться на РН K-1

Обе ступени K-1 многоразового использования, покрыты теплозащитным материалом и рассчитаны на мягкую посадку на сушу с помощью парашютной системы и надувных амортизаторов.

Носовая часть второй ступени представляет собой удлиненный модуль полезной нагрузки EPM (Extended Payload Module) диаметром 4.27 м и высотой 5.0 м. Модуль снабжен откидной сферической теплозащитной крышкой высотой 3.1 м. Под ней располагается стыковочный узел типа PCBM для причаливания к МКС. EPM в ходе всего полета жестко соединен со второй ступенью OV, двигательная установка которой обеспечивает маневрирование и сближение с МКС. Причаливание к станции будет проводиться с помощью манипулятора МКС Canadarm2. В модуле EPM на станцию можно будет доставить 4500 кг полезной нагрузки и вернуть на Землю 2000 кг.


Корабли компании Kistler будут пристыковываться с помощью манипулятора МКС

Запуски K-1 ранее планировалось проводить с полигона Вумера в Австралии. По заявлению вице-президента RpK Уилбура Трафтона (Wilbur Trafton), первый старт K-1 с Вумеры планируется в конце 2008 г., однако компания изучает возможность строительства стартовой площадки для РН либо на мысе Канаверал, либо в штате Невада. Кроме того, по словам Трафтона, RpK уже начала работу над проектом запускаемого с помощью K-1 пилотируемого корабля, который, как ожидается, станет эксплуатационным в 2011–2012 гг. По предварительным данным, пятиместный пилотируемый модуль будет также иметь цилиндрическую форму и устанавливаться на ступени OV вместо грузового модуля EPM.

Основными субподрядчиками RpK по проекту будут Orbital Sciences, отвечающие за создание ступени OV с модулем EPM, и корпорация Lockheed Martin, на заводе которой в г. Мичуд (пригород Нового Орлеана) будет осуществляться производство топливных баков РН, а также общая сборка K-1 (сейчас там собираются внешние баки для шаттлов). По оценкам Трафтона, 207 млн $ от NASA составляют примерно треть от требуемой для завершения проекта суммы. Остальь ные 400 млн $ вложат частные инвесторы.

По информации NASA, сайта COTS Watch, компаний SpaceX, RpK и сообщениям агентств MSNBC и Reuters
Tags: cots, МКС, Новости космонавтики, космос, найденное, переделка, чтобы не пропало
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 5 comments