Amerykanie znów latają w kosmos

Załoga w kabinie statku kosmicznego SpaceX Dragon przed startem.

Załoga w kabinie statku kosmicznego SpaceX Dragon przed startem.

Tytuł artykułu jest nieco mylący, gdyż Amerykanie przebywają przecież nieprzerwanie na orbicie okołoziemskiej już od końca roku 2000, kiedy to na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej znalazła się jej pierwsza stała załoga. Ale Bill Shepherd dotarł tam na pokładzie rosyjskiego statku kosmicznego, wyniesionego rosyjską rakietą z rosyjskiego kosmodromu. Od chwili, gdy w połowie 2011 r. amerykańskie promy kosmiczne zakończyły swe loty, Stany Zjednoczone przez prawie dekadę musiały korzystać z tego jedynego dostępnego środka transportu kosmicznego. Wreszcie pomiędzy końcem maja a początkiem sierpnia wykonał swój pierwszy lot nowy amerykański statek z załogą. Hasło „amerykański statek, z amerykańskimi astronautami, startujący z terenu Ameryki, stało się, pomimo kilkuletniego opóźnienia, faktem.

Crew Dragon

Crew Dragon to załogowy statek kosmiczny z kabiną wielokrotnego użytku. Masa startowa statku wynosi około 13 t, sucha 4,2 t, masa ładunku wynoszonego w kabinie do 3,3 t, zwożonego do 2,5 t, długość 6,1 m, średnica 3,66 m. Żywotność wynosi 7 dni w locie autonomicznym lub 2 lata w stanie hibernacji w składzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS), cho w pierwszym locie załogowym była ograniczona do około czterech miesięcy, ze względu na użycie paneli ogniw fotowoltaicznych o krótszym okresie gwarantowanego funkcjonowania. Statek jest wynoszony z wyrzutni kompleksu startowego LC-39A Ośrodka Kosmicznego im. Kennedy’ego (Kennedy Space Center, KSC) na florydzkim Przylądku Canaveral za pomocą rakiety Falcon-9R w wersji Block 5. Crew Dragon składa si z dwóch zasadniczych części kabiny i sekcji transportowej.

Czteroosobowa (wcześniej planowano pomieszczenie do siedmiu osób) kabina o objętości wnętrza 11 m3 ma kształt ściętego zaoblonego na wierzchołku stożka przechodzącego w walec, o średnicy podstawy 3,7 m. W jej górnej części, pod otwieraną na zawiasach pokrywą ochronną, umieszczony jest węzeł cumowniczy NDS/iLIDS, umożliwiający automatyczne bąd ręczne cumowanie do jednego z węzłów ISS, wyposażonych w adapter IDA (International Docking Adapter). Adaptery IDA umieszczone są na łącznikach PMA-2 i PMA-3 (Pressurized Mating Adapter), przytwierdzonych do modułu Harmony (Node 2). Na ścianie bocznej znajdują si właz oraz cztery gondole, z których każda zawiera dwa silniki SuperDraco (ciąg 8×71 kN). Silniki te pełnią rol systemu ratunkowego.

Do lądowania stosowany jest system spadochronowy, w którym ilość spadochronów głównych została zwiększona na prośb NASA z trzech do czterech. Prócz tego, kabina posiada zestaw 16 silników manewrowo-korekcyjnych Draco. Wszystkie silniki napędzane są mieszanką hipergoliczną składającą si z monometylohydrazyny i czterotlenku azotu, a czynnikiem wypychającym jest hel. Składniki systemu napędowego umieszczone są w kulistych zbiornikach zbudowanych z kompozytów węglowych, otoczonych warstwą tytanu. Na spodzie kabiny umieszczona jest osłona ablacyjna PICA-X (Phenolic Impregnated Carbon Ablator-X) trzeciej generacji. Maksymalne planowane przeciążenie ma nie przekracza w żadnej fazie lotu g+3,5.

Nieciśnieniowa sekcja transportowa ma kształt walca o długości 2,3 m, średnicy 3,6 m i objętości 14 m3, umieszczona jest bezpośrednio pod kapsułą i może pomieści do 850 kg ładunku. Jest odrzucana kilka minut przed deorbitacją i oczywiście nie jest przewidziana do odzyskania. Na jej zewnętrznej powierzchni umieszczone są baterie słoneczne, radiatory systemu termoregulacji oraz brzechwy stabilizacyjne.

Na stacji znów trzech Amerykanów.

Na stacji znów trzech Amerykanów.

PAT – pierwszy test

27 stycznia 2015 r., występując na konferencji prasowej w Houston, dyrektor SpaceX Gwynne Shotwell oznajmiła, że pierwszy lot załogowy Dragona planowany jest na początek 2017 r. i wezmą w nim udział astronauci z NASA oraz ze SpaceX. W marcu, na podstawie dokumentów planistycznych NASA, doprecyzowano, że lot oznaczony jako SpX-DM-2 powinien mieć miejsce w kwietniu 2017 r. i trwać 14 dni.

Początkowo wszystko wyglądało dobrze. Już 6 maja 2015 r. SpaceX przeprowadził pierwszy test lotu statku pod nazwą PAT (Pad Abort Test). Było to naziemne symulowane przerwanie startu, wykonane z kratownicowej konstrukcji, umieszczonej na wyrzutni SLC-40 na Cape Canaveral. Test od startu do wodowania trwał 96 s, kabina – prototyp o numerze seryjnym 200 – opadła do Atlantyku w odległości 1202 m od miejsca startu. Uzyskana prędkość maksymalna wyniosła 155 m/s na końcu pracy silników, niespełna sześć sekund od startu. Maksymalne przeciążenie wyniosło g+6, maksymalna wysokość 1187 m, spadochrony główne – wówczas jeszcze tylko trzy – otwarły się na wysokości 970 m.

W kabinie umieszczony był manekin, używany zwykle podczas samochodowych testów zderzeniowych, wyposażony w szereg czujników. 9 lipca 2015 r. ówczesny administrator NASA Charles Bolden oznajmił na swoim blogu, że wybrana została czteroosobowa grupa astronautów, którzy wykonają pierwsze loty na pokładzie statków Dragon v2.0 (tak wówczas nazywano Crew Dragona firmy SpaceX) oraz CST-100 (obecnie Starliner firmy Boeing). W skład grupy weszli: Douglas Hurley, Robert Behnken, Sunita Williams oraz Eric Boe. Od tej chwili temat astronauty SpaceX zniknął, choć nie zostało to nigdy oficjalnie potwierdzone.

Załoga DM-2 i opóźnienia

Pierwszy kontakt ze statkiem Crew Dragon w siedzibie SpaceX w Hawthorne miał miejsce 23 listopada 2015 r., a z CST-100 7 stycznia 2016 r. u Boeinga w St. Louis. 4 lutego 2016 r. Shotwell oznajmiła, że zarówno lot kwalifikacyjny z załogą, jak i pierwszy eksploatacyjny (United States Crew Vehicle-1, USCV-1), powinny odbyć się w 2017 r. Według grafiku NASA, opublikowanego 31 marca 2016 r., USCV-1 powinien startować w lipcu 2017 r. Jednak z upływem czasu, terminy te ulegały rosnącym opóźnieniom. Na przykład 7 lipca 2016 r. start misji DM-2, mającej trwać 22 dni, wyznaczono na 24 sierpnia 2017 r. A podczas posiedzenia Rady Konsultacyjnej NASA (NASA Advisory Council, NAS), która miała miejsce 14 listopada 2016 r., termin ten został już przesunięty na listopad 2017 r. Zaledwie miesiąc później na stronie internetowej NASA nastąpił kolejny przeskok, tym razem aż do maja 2018 r. Ta sama strona, w informacji datowanej na 5 października 2017 r. skorygowała termin startu DM-2 na sierpień 2018 r. A 23 grudnia 2017 r., w ramach prezentu świątecznego, dostaliśmy kolejne opóźnienie, tym razem już do początku 2019 r. Choć ta informacja była nieoficjalna, NASA potwierdziła ją 26 marca 2018 r., doprecyzowując datę startu na 17 stycznia 2019 r. Jednocześnie czas trwania lotu ponownie ograniczono do 14 dni.

2 sierpnia 2018 r. dowiedzieliśmy się, że NASA planuje wstawić do grafiku ISS misję DM-2 w kwietniu 2019 r. Dwuosobowa załoga pierwszej misji załogowej SpaceX, nazwanej po prostu Demo Mission-2 (DM-2), została sformowana i podana do wiadomości publicznej przez nowego administratora NASA Jima Bridenstine a na konferencji prasowej w Ośrodku Kosmicznym im. Johnsona (Johnson Space Center, JSC) w Houston 3 sierpnia 2018 r. Znaleźli się w niej, bez formalnych przydziałów funkcji, Hurley i Behnken. Dublerem obu astronautów został mianowany Kjell Lindgren. Tymczasem 18 września 2017 r. Elon Musk skorygował kwietniowy termin startu na drugi kwartał 2019 r. Niedługo później, 4 października 2018 r., NASA doprecyzował ten termin na czerwiec 2019 r. Tymczasem astronauci, oprócz przygotowania ogólnego, pojawiali się w ciągu ostatnich miesięcy średnio 2-3 w miesiącu w firmowym symulatorze Dragona, by zapoznawać się z jego poszczególnymi systemami, głównie z systemem kierowania. Nowością była sesja treningowa, wykonana 2 listopada 2018 r. Wówczas astronauci po raz pierwszy ćwiczyli na symulatorze w skafandrach.

Skafandry te zaprojektowano w firmie producenta statku. Są one typu awaryjnego, co oznacza, że nadają się do podtrzymywania ciśnienia i odpowiedniego składu atmosfery w ich wnętrzu przez kilka godzin, ale zasilane są z zasobów statku, a zatem nie nadają się do użycia ich poza jego wnętrzem. Cechują się dość nowatorską konstrukcją – składają się z wewnętrznej warstwy hermetycznej, na które nakładany jest dwuczęściowy kostium, składający się ze spodni wraz z butami oraz kurtka. Całość uzupełniają rękawice, umożliwiające korzystanie z panelu dotykowego (Dragon wyposażony jest w trzy takie panele, na których są wyświetlane informacje o jego działaniu, parametry orbity, widoki z kamer itp.) oraz indywidualnie dopasowywane hełmy z otwieraną przyłbicą, wytwarzane w technologii drukowania 3D. Podłączenie skafandra do systemów zasilania, wentylacyjnego oraz przesyłu danych wykonane jest za pomocą jednego zunifikowanego przyłącza, znajdującego się w okolicy biodra. 6 lutego 2019 r. dowiedzieliśmy się z informacji opublikowanej w KSC, że termin startu DM-2 przesunął się na lipiec 2019 r. Ale wcześniej musiał odbyć się bezzałogowy lot demonstracyjny DM-1.

DM-1 – lot jak maśle

Celem misji miało by przetestowanie statku jako całości, a przede wszystkim systemów automatycznego zbliżenia i cumowania do ISS. W połowie lipca statek o numerze seryjnym 201 przybył na Floryd, pojawiła si szansa, że Demo Mission-1 odbędzie si jeszcze przed końcem roku. Jednak w listopadzie uznano, że nie ma szans na taki scenariusz i podano oficjalną dat startu 8 stycznia 2019 r. 5 grudnia nastąpiło kolejne przesunięcie terminu, na 18 stycznia.

Na opóźnienie miały wpływ trzy czynniki opóźnienie certyfikacji, czasowe zamknięcie instytucji rządowych USA (tzw. shutdown) oraz przeprowadzenie misji transportowej Dragon-16. Rakieta Falcon-9R (z pierwszym stopniem o numerze seryjnym B.1051) trafiła na wyrzutni 27 grudnia. Celem było sprawdzenie dopasowania infrastruktury wyrzutni (głównie systemów mocowania, tankowania oraz ramienia dostępu załogi) i rakiety oraz samego statku. W żargonie kosmicznym nazywane jest to suchym testem, gdyż nie dochodzi do tankowania materiałów pędnych. Po kilku dniach testów rakieta powróciła do hangaru HIF, a data startu została przesunięta na 10 lutego. Po raz drugi rakieta trafiła na stanowisko startowe 22 stycznia, tym razem celem był test tankowania i odliczania aż do krótkotrwałego zapłonu silników pierwszego stopnia (WDR, Wet Dress Rehearsal, test mokry). Został on wykonany 24 stycznia i zakończył si sukcesem. W międzyczasie termin startu „popłynął najpierw na 16, a potem na 23 lutego, a 30 stycznia na początek marca.

Rakieta powróciła do HIF, a 6 lutego oficjalnie wyznaczono start na sobot 2 marca. Rakieta ponownie trafiła na wyrzutni 28 lutego. Tego samego dnia, 36 godzin przed planowanym startem, trzy jednostki pływające barka OCISLY (Of Course I Still Love You) oraz statki Hollywood i GO Quest dotarły do miejsca planowanego lądowania pierwszego stopnia. W kabinie, oprócz 200 kg ładunków, przeznaczonych dla załogi ISS, było też dwoje „pasażerów. W lewym fotelu, ubrany w skafander, siedział opleciony czujnikami manekin ATD (Anthropomorphic Test Device), nazwany przez Elona Muska „Ripley, na cześć granej przez Sigourney Weaver postaci astronautki w filmie „Obcy ósmy pasażer Nostromo. Obok spoczywała maskotka Earth (Ziemia), którą Musk określił jako „super high tech zero-g indicator super zaawansowany technologicznie wskaźnik nieważkości.

2 marca moment startu, uwzględniający korekt orbity ISS i jej aktualną pozycj, wyznaczono na 07:49:03, okno startowe było stałe, czyli rakieta musiała wystartowa dokładnie w tej chwili, bąd odczeka prawie 24 godziny. Zautomatyzowana procedura startowa zaczęła si w czasie T-45:00 [minuty:sekundy] od wydania zgody dyrektora startu na tankowanie. W T-37:00 uzbrojono system ratunkowy statku. Dwie minuty później rozpoczęto tankowanie paliwa RP-1 do zbiorników obu stopni rakiety, a w T-33:00 rozpoczęto tankowanie ciekłego tlenu do pierwszego stopnia. Tlen do drugiego stopnia zaczął płyną 16 minut przed startem. Chłodzenie dysz pierwszego stopnia rozpoczęto, gdy do T-0 pozostało siedem minut. Dragon został przełączony na zasilanie wewnętrzne 5 minut przed startem. 60 sekund przed startem rozpoczęła si rozgrzewka komputer rakiety przejął nadzór nad odliczaniem i lotem, a w zbiornikach materiałów pędnych zamknięto zawory upustowe i zaczęto podnosi ciśnienie, W T-45 sekund dyrektor startu wydał zgod na start, w T-3 sekundy rozpoczęła si sekwencja zapłonu silników pierwszego stopnia. Start nastąpił zgodnie z planem. W T+58 sekund nastąpiło maksymalne obciążenie mechaniczne na rakiet, w T+02:35 wyłączone zostały silniki pierwszego stopnia. Trzy sekundy później stopnie rozdzieliły si, po kolejnych czterech uruchomiono silnik drugiego stopnia. Funkcjonował on do chwili T+08:59.

Tymczasem pierwszy stopie po wykonaniu dwóch manewrów hamujących (w T+07:48 i w T+09:24) wylądował na OCISLY w T+09:52. Po wygaszeniu ciągu i ustabilizowaniu pozycji, 11 minut po starcie Crew Dragon DM-1 odłączył si od drugiego stopnia, minut później rozpoczęto otwieranie pokrywy startowej. Osiągnięta orbita była zgodnie z założeniami na pułapie 194-358 km o inklinacji 51,66°. Drugi stopie wykonał zapłon deorbitacyjny i spłonął na zachód od Australii około 08:39. W ciągu dnia statek wykonał dwie korekty orbity, a w dniu następnym dwie kolejne, po czym znalazł si w pobliżu ISS. Dokowanie w trybie automatycznym poprzez IDA-2/PMA-2 wykonano 3 marca o 10:51, statek miał wówczas mas 12055 kg. Po wykonaniu testów hermetyczności, załoga stacji dokonała inspekcji wnętrza Dragona, wchodząc na wszelki wypadek w maskach przeciwgazowych, jednak po analizie składu atmosfery nie wykryto w niej żadnych szkodliwych gazów.

Statek Crew Dragon DM-1 przebywał w składzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej zaledwie niespełna pięć dni, do odłączenia doszło 8 marca o 07:32. Dragon odmanewrował na orbit o pułapie 395-401, na której odrzucił o 12:48 bagażnik. O 12:52:53 włączono silniki hamujące, które funkcjonowały około 15 minut. Spowodowało to zejście z orbity i wtargnięcie w atmosfer o 13:33. Wodowanie nastąpiło o 13:45 na Atlantyku na wschód od Florydy, w punkcie o przybliżonych współrzędnych 76,7°W, 30,5°N. Kabina została wyłowiona przez statek odbiorczy GO Searcher i dostawiona do portu Canaveral w dniu następnym. Pierwsza misja nowego statku została zakończona pełnym sukcesem.

PrzemysŁ zbrojeniowy

 ZOBACZ WSZYSTKIE

WOJSKA LĄDOWE

 ZOBACZ WSZYSTKIE

Wozy bojowe
Artyleria lądowa
Radiolokacja
Dowodzenie i łączność

Siły Powietrzne

 ZOBACZ WSZYSTKIE

Samoloty i śmigłowce
Uzbrojenie lotnicze
Bezzałogowce
Kosmos

MARYNARKA WOJENNA

 ZOBACZ WSZYSTKIE

Okręty współczesne
Okręty historyczne
Statki i żaglowce
Starcia morskie

HISTORIA I POLITYKA

 ZOBACZ WSZYSTKIE

Historia uzbrojenia
Wojny i konflikty
Współczesne pole walki
Bezpieczeństwo
bookusertagmagnifiercrossmenulistfunnelsort-amount-asc