omega_giperon (omega_hyperon) wrote,
omega_giperon
omega_hyperon

Category:

Программа COTS набирает обороты НК 04/2007

Продолжаем вспоминать программу COTS: в ней выбраны два победителя - SpaceX и Rocketplane Kistler, о чем и рассазывает статья Ю.Журавина из апрельского номера журнала "Новости космонавтики" за 2007 год, которую и привожу ниже. Особенно стоит обратить внимание на указанные в статье сроки и объемы финансирования. К слову - конкурс, в результате которого была выбрана концепция КК "Орел" (он же "Федерация", он же ПТК НП, он же ППТС), проходил в 2009 году.

Программа Коммерческих орбитальных транспортных услуг COTS (Commercial Orbital Transportation Services), которая предусматривает создание частных КА для снабжения МКС, набирает обороты. NASA начало регулярные – раз в полгода – рассмотрения хода ее реализации.

Напомним, что 18 августа 2006 г. в рамках первого этапа программы COTS NASA заключило контракты с компаниями SpaceX (Space Exploration Technologies, штаб-квартира в г. Эль-Сегундо, шт. Калифорния) и RpK (Rocketplane Kistler, штаб-квартира в г.Оклахома-Сити, шт. Оклахома) на суммы 278 млн $ и 207 млн $ соответственно.

SpaceX предложила проект грузопассажирского КК Dragon, запускаемого с помощью РН Falcon 9, а компания RpK – РН K-1 многоразового использования, оснащенную герметичным грузовым модулем PCM (Pressurized Cargo Module), негерметичным грузовым модулем UCM (Unpressurized Cargo Module) или пилотируемым модулем CrM (Crew Module; НК №10, 2006).

Контракты предусматривают разработку проектов транспортных космических систем и проведение их первых летных испытаний не позднее конца 2008 г. По их условиям необходимо выполнить по три демонстрационных полета и подтвердить возможность доставки грузов на МКС (как для герметичных отсеков станции, так и для размещения снаружи), а также возвращение грузов с орбиты на Землю.

Второй этап программы COTS предусматривает уже регулярные миссии частных кораблей с грузами и, возможно, экипажами по трассе «Земля – МКС – Земля». Эти полеты NASA будет закупать в зависимости от потребностей. Агентство особо подчеркивает, что контракты второго этапа необязательно будут заключены с кем-то из двух названных фирм.

В начале февраля 2007 г. NASA заключило некоммерческие соглашения по программе COTS с компаниями t/Space (Transformational Space Corp, г. Рестон, шт. Вирджиния) и PlanetSpace Inc. (г. Чикаго). Они тоже будут работать над созданием своих проектов, но оплачивать работы фирмы будут из своих средств. Тем не менее этими соглашениями агентство решило поддержать инициативу других частных компаний по коммерциализации космической деятельности.

При заключении контрактов с SpaceX и RpK NASA объявило, что будет раз в полгода рассматривать ход работ по финансируемым проектам. За первый такой полугодовой этап обе фирмы отчитались в начале февраля 2007 г. «Если эти компании смогут сохранить такой быстрый темп [реализации программы COTS], первый демонстрационный запуск будет выполнен в срок», – заявил менеджер отдела Программы коммерческих экипажей и грузов в Космическом центре имени Джонсона Алан Линденмойер (Alan Lindenmoyer). К этому же моменту как компании, так и NASA выпустили дополнительную информацию по проектам и планам программы COTS. Ниже предлагается ее краткое изложение.

Программа COTS в NASA

NASA окончательно определилось со сроками реализации программы COTS и с техническими требованиями к транспортным системам. Разработка и три летные демонстрации грузовых кораблей в рамках первого этапа COTS должны завершиться к концу 2009 ф.г., однако первый этап COTS продлится предположительно до конца 2011 ф.г. В это время планируется провести демонстрационные полеты пилотируемых вариантов систем, созданных по контракту COTS. Разработки этих версий кораблей и их запуски NASA оплатит отдельно (см. табл. 1).

В случае успеха демонстрационных полетов на втором этапе программы COTS планируется до начала 2010 ф.г. подписать контракты на предоставление услуг по доставке грузов на МКС, а к началу 2012 ф.г. – на ротацию экипажей. И если все пойдет по плану, на эти корабли ляжет основная нагрузка после прекращения эксплуатации шаттлов в 2010 ф.г. Впрочем, не обязательно, что это будут корабли SpaceX или RpK. NASA надеется, что с 2015 ф.г. к снабжению МКС и ротации экипажей смогут подключиться корабли CEV.

Если, как об этом говорят сейчас представители NASA, эксплуатация МКС завершится в 2015 ф.г., потребность в коммерческих кораблях для доставки грузов на МКС сохранится на протяжении только шести лет, а экипажей и того меньше – четыре года.

Годовая потребность NASA в доставке на МКС оценивается в 8750 кг «герметичных» грузов (требующих транспортировки в условиях нормального атмосферного давления. – Ред.), включая 2500 кг эксплуатационных грузов и до 12 грузов класса MLE (то есть эквивалентных стандартной ячейке средней палубы шаттла – 462.3х271.8х518.2 мм и массой 27–32 кг) с электропитанием и терморегулированием. Прогнозируемая потребность в доставке на станцию «негерметичных» грузов (транспортировка которых возможна в условиях открытого космоса) составляет до 4500 кг в год. Наконец, необходимо ежегодно доставлять на МКС 1100 кг воды и 300 кг газов для пополнения атмосферы станции. На Землю ежегодно требуется возвращать до 4000 кг грузов.

Коммерческая ротация экипажа должна обеспечивать возможность постоянной работы на американском сегменте станции экипажа из трех человек.

Валин Торн (Valin Thorn), заместитель менеджера отдела Программы коммерческих экипажей и грузов в Центре Джонсона, оценивает потенциальный рынок по обслуживанию МКС в 300–700 млн $ в год. Это на порядок меньше, чем стоило бы снабжение станции и ротация экипажа с использованием шаттлов, и, по осторожным оценкам Торна, экономия от обращения к коммерческим поставщикам позволила бы даже продлить срок эксплуатации МКС за 2015 ф.г.

Ход проекта Falcon-9/Dragon

8 февраля NASA провело предварительную защиту программы пуска РН Falcon 9 для первого демонстрационного орбитального полета корабля многократного использования Dragon, разработанного SpaceX. К этому моменту проект уже прошел ряд важных этапов: в сентябре 2006 г. SpaceX провела защиту плана реализации программы, а в ноябре 2006 г. – защиту системных требований.

Первый испытательный полет CDF1(Cargo Demo Flight) намечен на сентябрь 2008 г. Его длительность составит 5 часов. Программа предусматривает запуск с помощью РН Falcon 9 со стартового комплекса на оове Омелек в составе атолла Кваджалейн или с нового стартового комплекса на мысе Канаверал, если таковой уже будет готов.

За три витка корабля Dragon вокруг Земли планируется проверить работу системы терморегулирования, системы управления бортовым комплексом, взаимодействие телеметрической системы и наземного комплекса передачи и приема информации. С помощью двигательной установки предусмотрено изменение параметров орбиты КК. Этап входа в атмосферу, аэродинамического торможения и приземления должен стать заключительным этапом испытаний Dragon в этом полете.

Проект корабля Dragon компании SpaceX
Второй и третий демонстрационные полеты – CDF2 и CDF3 – планируются соответственно на июнь и сентябрь 2009 г. CDF2 рассчитан на 5 сут. Его задачей станут долговременные орбитальные испытания всех систем КК. В полете предполагается провести моделирование сближения с МКС, роль которой будет исполнять вторая ступень РН Falcon 9. Стыковка со ступенью не планируется.

В полете CDF3 длительностью 3 сут предусмотрена первая автоматическая стыковка Dragon с МКС. Целевых грузов на станцию доставлять в ходе этой миссии не планируется, в возвращаемом аппарате КК будет закреплен балласт.

На выполнение всех этих работ первого этапа NASA выделило 278 млн $. Ежегодно в 2007–09 гг. в марте SpaceX будет отчитываться NASA в расходовании бюджетных средств. В зависимости от хода испытаний грузовой версии системы Falcon 9/Dragon с 2010 г. NASA, возможно, начнет финансирование ее пилотируемой версии, на что агентство намерено выделить еще 308 млн $. По большому счету, грузовая и пилотируемая версии КК Dragon отличаются только комплектацией системы жизнеобеспечения и компоновкой гермоотсека корабля (элементы крепления грузов и кресла).

Масса КК Dragon после стыковки с МКС составит 8500 кг. Характеристики различных вариантов корабля приведены в табл. 2.

Возвращаемый аппарат КК Dragon будет состоять из:
➊ носового конуса, закрывающего при запуске верхний люк и стыковочный узел;
➋ гермоотсека для размещения грузов и/или экипажа;
➌ служебного отсека, в котором будут стоять авионика, топливные баки, парашюты и другие вспомогательные системы.

Двигательная установка КК будет включать 18 двигателей, работающих на монометилгидразине и четырехокиси азота. Эти двигатели будут использоваться как для управления ориентацией, так и для орбитального маневрирования. Объем топливных баков рассчитан на 1200 кг топлива, предназначенного для коррекций орбиты, сближения и стыковки с МКС, а также для схода с орбиты. На Dragon планируется использовать либо российский стыковочный узел типа АПАС, либо разрабатываемый сейчас американский стыковочный агрегат типа LIDS.

В гермоотсеке КК возможна перевозка ПН типа MLE, а также грузов в стандартных мягких сумках CTB (Cargo Transfer Bags), используемых сейчас в полетах на МКС.

Под возвращаемым аппаратом будет расположена негерметичная секция. В ней будут размещаться грузы, предназначенные для работы в открытом космосе. Снаружи секции будут располагаться две панели солнечных батарей и радиаторы системы терморегулирования.

Dragon может доставлять на МКС семь человек
Пилотируемая версия Dragon позволяет варьировать численность экипажа (от 3 до 7 человек) и массу доставляемых грузов в зависимости от целей конкретного полета. Загрузка корабля стандартными типами грузов будет выполняться за 8–12 сут до старта. Срочные грузы можно будет заложить в корабль за два часа до старта. В это же время будет проводиться и посадка в корабль экипажа. Три первых пилотируемых полета «Дракона» могут быть осуществлены в июне и декабре 2011 г. и в апреле 2012 г.

Ход проекта K-1

Компания RpK, в свою очередь, 6 февраля согласовала с NASA требования к интерфейсам между двухступенчатой грузовой транспортной системой многократного использования K-1 и МКС.

В сентябре 2006 г. Rocketplane Kistler провела защиту плана реализации своего проекта, в ноябре согласовала список частных инвесторов программы, а в начале февраля 2007 г. прошла защиту системных требований. Кроме того, уже состоялись критические защиты проектов двух многоразовых ступеней РН K-1 – LAP (Launch Assist Platform – вспомогательная стартовая платформа) и OV (Orbital Vehicle – орбитальный аппарат). Ряд важных элементов LAP и OV уже направлены на завод в г. Мичуд под Новым Орлеаном (шт. Луизиана) для сборки.

По планам RpK, в августе 2007 г. состоится критическая защита проекта герметичного грузового модуля PCM, а в сентябре – негерметичного грузового модуля UCM. В июле 2008 г. начнется отгрузка готовых ступеней и модулей РН K-1 на космодром Вумера (Австралия). Всего планируется иметь в составе ракетно-космической системы K-1 две первые ступени LAP, три вторые ступени OV и по два грузовых модуля – герметичные PCM (доставка 3094 кг за полет на орбиту высотой 410 км) и негерметичные UCM (3832 кг за полет).

В ноябре 2008 г. RpK намерена провести первый испытательный полет РН K-1. Носитель будет состоять из первой и второй ступени, но без целевого модуля. Первый полноценный демонстрационный полет системы KK1 с доставкой полезного груза на станцию и возвращением на Землю намечен на январь, а второй – на март 2009 г.

На выполнение этих работ NASA выделило 207 млн $. RpK будет ежегодно (но в феврале, а не в марте, как SpaceX) предоставлять NASA промежуточные финансовые отчеты.

С 2010 г. агентство планирует выделение дополнительных 200 млн $ на разработку и испытания пилотируемой версии системы, состоящей из РН K-1 и пилотируемого модуля CrM. RpK уже разработала эскизный проект такого CrM на пять человек, и при условии своевременного выделения финансирования готова выполнить первый пилотируемый полет в августе 2012 г.

По материалам NASA, SpaceX и RpK
Tags: cots, spacex, МКС, Новости космонавтики, информация к размышлению, 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 

  • 2 comments