Debiut nowego statku kosmicz­nego

  • Lotnictwo Aviation International 4/2019
Lądowanie pierwszego stopnia rakiety nośnej Falcon-9R.

Lądowanie pierw­szego stop­nia rakiety nośnej Falcon-9R.

2 marca 2019 r. to data, która trwale zapi­sze się w histo­rii astro­nau­tyki – nie­co­dzien­nie bowiem zda­rza się start nowego zało­go­wego statku kosmicz­nego. Dotąd w Stanach Zjednoczonych powstały i weszły do eks­plo­ata­cji jedy­nie cztery kon­struk­cje. Były to: Mercury (1961−63), Gemini (1965−66), Apollo (1968−75) i Space Shuttle (1981−2011). Piąta nosi ofi­cjalną nazwę Crew Dragon (wcze­śniej­sze robo­cze ozna­cze­nia: Dragonrider, Dragon 2 i Dragon v2) i jest dzie­łem firmy Space Exploration Technologies Corporation (SpaceX). O tym, dla­czego powstała, czym różni się od poprzed­ni­czek i jak prze­biegł jej pierw­szy lot orbi­talny, opo­wiem w tym arty­kule.

Dotychczas NASA (National Aeronautics and Space Administration, Narodowa Agencja Aeronautyki i Przestrzeni Kosmicznej), gdy chciała mieć sta­tek kosmiczny, to samo­dziel­nie go pro­jek­to­wała, a jego wyko­na­niem zaj­mo­wała się firma zewnętrzna, która wygry­wała kon­trakt. Jednak na każ­dym eta­pie jego deta­licz­nego pro­jek­to­wa­nia, pro­duk­cji, testo­wa­nia i eks­plo­ata­cji, agen­cja spra­wo­wała wni­kliwą kon­trolę, sam sta­tek był rów­nież jej wła­sno­ścią.

Jednak, jak każda zbiu­ro­kra­ty­zo­wana insty­tu­cja, z cza­sem zatra­ciła moż­li­wość spraw­nego wyko­na­nia kolej­nego pro­jektu, a brak jasnej wizji kie­run­ków dal­szego roz­woju i co za tym idzie finan­so­wa­nia, powo­do­wał że jedy­nie tra­cono kolejne miliardy dola­rów na two­rze­nie bez­u­ży­tecz­nych gra­fik, sto­sów doku­men­ta­cji, a w naj­lep­szym wypadku makiet stat­ków kosmicz­nych i ich rakiet nośnych. Jeszcze przed zakoń­cze­niem eks­plo­ata­cji waha­dłow­ców posta­no­wiono, że w ciągu kilku lat muszą powstać mini­mum dwa różne zało­gowe statki kosmiczne (po tra­gicz­nych doświad­cze­niach z utratą dwóch pro­mów wraz z załogą, jeden sys­tem byłby zawodny), które pozwolą USA na stały dostęp do Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS). Alternatywą było cią­głe finan­so­wa­nie Rosji, jedy­nego part­nera, posia­da­ją­cego sprawny sys­tem trans­portu załóg w postaci stat­ków rodziny Sojuz.

Rosja jest jed­nak part­ne­rem nie­prze­wi­dy­wal­nym i nie tylko stale pod­nosi cenę za „bilet”, ale stwa­rza też poważne pro­blemy natury mili­tar­nej i poli­tycz­nej, jak cho­ciażby anek­sja Krymu. Nakładanymi przez USA sank­cjami można objąć sze­reg osób czy przed­się­biorstw, ale nie da się prze­cież zatrzy­mać eks­plo­ata­cji labo­ra­to­rium kosmicz­nego. Zatem jedy­nym roz­wią­za­niem było się­gnię­cie po naj­bar­dziej opty­malne roz­wią­za­nie, jakim jest part­ner­stwo pań­stwowo-komer­cyjne.

Crew Dragon to stacja kosmiczna z kabiną wielokrotnego użytku, która jednak w lotach dla potrzeb NASA, nie będzie używana ponownie.

Crew Dragon to sta­cja kosmiczna z kabiną wie­lo­krot­nego użytku, która jed­nak w lotach dla potrzeb NASA, nie będzie uży­wana ponownie.NASA już zresztą w 2006 r. uru­cho­miła oparty na takich zasa­dach pro­gram zaopa­try­wa­nia ISS, nazwany COTS (Commercial Orbital Transportation Services), który dosko­nale spraw­dził się w prak­tyce (statki Dragon i Cygnus). Warunki brze­gowe dla nowego statku nie były zapo­rowe – miał być przy­naj­mniej 4-oso­bowy, posia­dać moż­li­wo­ści dostar­cza­nia i zwo­że­nia z powro­tem ładun­ków o masie co naj­mniej 500 kg, zapew­nić zało­dze nie­prze­rwany ratu­nek od chwili wej­ścia do kabiny do jej opusz­cze­nia przez 24 godziny na dobę przez okres nie krót­szy, niż 210 dni (sie­dem mie­sięcy) – to ostat­nie oczy­wi­ście w warun­kach połą­cze­nia z ISS. NASA nie narzu­cała fir­mom żad­nych roz­wią­zań, ani też żad­nych nie wyklu­czała.

Konkurs

Tak w 2009 r. powstał wie­lo­eta­powy, kon­kur­sowy pro­gram doświad­czalny CCP (Commercial Crew Program). Program CCP obej­mo­wał trzy fazy:

    • CCDev (Commercial Crew Development), 2010 – 2011;
    • CCDev2 (Commercial Crew Development Round 2), 2011 – 2012;
    • CCiCap (Commercial Crew inte­gra­ted Capability), 2012 – 2014.

W fazie pierw­szej na nagrody prze­zna­czono zale­d­wie 50 mln USD. Nie będzie to dziwne, gdy zoba­czymy zada­nia, które nale­żało wyko­nać, by je uzy­skać – nie były to pro­jekty stat­ków, a jedy­nie jego kilku pod­sys­te­mów, czy też roz­wią­zań tech­no­lo­gicz­nych, ewen­tu­al­nie można je było trak­to­wać jako wpar­cie dla firm, co wywo­łało zresztą wśród innych pro­te­sty. Pieniądze zostały roz­dy­spo­no­wane w nastę­pu­jący spo­sób:

      • 3,7 mln USD dla Blue Origin na kon­struk­cję sys­temu ratun­ko­wego typu pusher (z sil­ni­kami pcha­ją­cymi) oraz budowę testo­wego kom­po­zy­to­wego modułu zało­go­wego;
      • 18 mln USD dla The Boeing Company (Boeing) na budowę statku CST-100;
      • 1,4 mln USD dla Paragon Space Development Corporation na kon­struk­cję sys­temu pod­trzy­my­wa­nia warun­ków życia;
      • 20 mln USD dla Sierra Nevada Corporation (SNC) na roz­wój nie­wiel­kiego waha­dłowca Dream Chaser;
      • 6,7 mln USD dla United Launch Alliance (ULA) na dopra­co­wa­nie sys­temu wykry­wa­nia zagro­żeń pod­czas star­tów rakiet rodziny Atlas-5 i Delta-4.

    W dru­giej run­dzie przy­znano łącz­nie 269,3 mln USD. Beneficjenci musieli w ciągu 12 – 14 mie­sięcy wyka­zać się reali­za­cją powie­rzo­nych zadań. Zostały nimi firmy:

    • Blue Origin – 22 mln USD na roz­wój sys­temu trans­portu orbi­tal­nego skła­da­ją­cego się z rakiety nośnej z odzy­ski­wa­nymi sil­ni­kami oraz statku kosmicz­nego;
    • SNC – 80 mln USD na budowę mini waha­dłowca Dream Chaser;
    • Space Exploration Technologies (SpaceX) – 75 mln USD na przy­sto­so­wa­nie swo­jego auto­ma­tycz­nego statku trans­por­to­wego Dragon do lotów zało­go­wych;
    • Boeing – 92,3 mln USD na budowę statku CST-100.
Crew Dragon nad modułem Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.

Crew Dragon nad modu­łem Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.

W trak­cie trwa­nia tej fazy dwie firmy dostały roz­sze­rzone dofi­nan­so­wa­nie na wyko­na­nie zadań w ramach kon­trak­tów – SNC 25,6 mln, Boeing zaś 20,6 mln USD. Dodatkowo doszło do pod­pi­sa­nia trzech nie­za­leż­nych umów pomię­dzy NASA a fir­mami:

      • ULA – na przy­sto­so­wa­nie rakiety Atlas-5 dla stat­ków firm Boeing, SNC i Blue Origin;
      • Alliant Techsystems (ATK) i Astrium – na opra­co­wa­nie kon­cep­cji rakiety nośnej Liberty, opar­tej na bazie rakiet Ares-1 i Ariane-V;
      • Excalibur Almaz – na budowę statku kosmicz­nego na bazie lądow­nika zde­mo­bi­li­zo­wa­nego radziec­kiego statku TKS (Transportnyj Korabl Snabżenija).

    Finalistami trze­ciej rundy CCiCap (daw­niej nazy­wa­nej CCDev3) zostali:

    • SNC – 212,5 mln USD na kon­ty­nu­ację prac nad waha­dłow­cem Dream Chaser;
    • SpaceX – 440 mln USD na kon­ty­nu­ację przy­sto­so­wa­nie Dragona do lotów zało­go­wych;
    • Boeing – 460 mln USD na kon­ty­nu­ację budowy statku CST-100.

Podobnie, jak i poprzed­nio, firmy dostały w trak­cie trwa­nia rundy dodat­kowe fun­du­sze od NASA – pierw­sza 15 mln USD, a dwie pozo­stałe po 20 mln USD.
Od 2012 r., nie­za­leż­nie od bie­gną­cych pro­gra­mów, roz­po­częto kolejne rundy współ­za­wod­nic­twa, obej­mu­jące cer­ty­fi­ka­cję powsta­ją­cych stat­ków zgod­nie z wyma­ga­niami NASA:

  • CPC (Certification Products con­tracts), 2013 – 2014;
  • CCtCap (Commercial Crew Transportation Capability), 2014 – 2019.
  • Waldemar Zwierzchlejski

To jest skrócona wersja artykułu.

CZYTAJ E-WYDANIE KUP WYDANIE PAPIEROWE