Сейчас Crew Dragon с первой штатной миссией летит к МКС, но на момент написания этого материала вероятность подходящей погоды для запуска составляла 50%. В любом случае будет небезынтересно разобраться в условиях отмены пуска и в том, на какие этапы делится участок выведения с точки зрения работы системы аварийного спасения.
Вывоз ракеты-носителя с кораблем на старт, фото NASA
Первая попытка запуска миссии Crew-1 14 ноября была перенесена на сутки из-за погодных условий — прибрежного ветра и тропического шторма Эта, задержавшего выход из порта и прибытие в расчетную точку баржи для посадки первой ступени. А список погодных условий, из-за которых отменяется пуск ракеты-носителя Falcon 9 с пилотируемым кораблем Crew Dragon, представлен на сайте NASA. Факторов довольно много:
Ракета и корабль перед пуском 30 мая, фото NASA/Bill Ingalls
Сильный ветер, превышающий 48 км/ч на отметке (высоте) 50 метров стартового комплекса, или высотный сдвиг ветра (явление, когда с небольшим увеличением высоты ветер заметно меняет силу или направление) означают отмену пуска.
Молния, гроза или грозовое облако также недопустимы. Замеченная в радиусе 16 км молния откладывает пуск минимум на 30 минут, за исключением специальных условий. Тот же радиус 16 км (т.е. 10 миль) применяется к грозовым облакам с характерной «наковальней». Также недопустимы кучевые облака, сформировавшиеся в результате столба дыма, или соединенные с землей через такой столб.
Условия обледенения также отменяют пуск — трасса ракеты не может пройти через облако толщиной 1,3 км, которое достигает высоты, где температура ниже нуля, или, без специальных условий, вообще проходить рядом с облаком, верхняя часть которого находится в зоне отрицательных температур.
Электростатический флюксметр
На фото электростатический флюксметр, специальное устройство, измеряющее напряженность электростатического поля, или, говоря простыми словами, насколько наэлектризована атмосфера. На мысе Канаверал стоит три десятка таких устройств, и одного, показывающего значение больше 1500 вольт на метр достаточно, чтобы отменить пуск. 1000 вольт на метр допустимы при наличии специфических условий.
Также за погодой наблюдают в примерно 50 участках по трассе полета — недопустимые значения ветра, волн, осадков в точке, которая может стать местом аварийной посадки, также отменяют пуск.
Стоит отметить, что эти ограничения формировались на протяжении всей истории американской космонавтики и не связаны с конкретными кораблем или ракетой. Например, до «Аполлона-12», в который ударила молния, единственным запретом, касающимся опасности атмосферных разрядов, был запрет на пролет непосредственно сквозь грозовое облако. Также ограничения пришлось ужесточить после того, как в 1987 году удар молнии привел к ошибочной команде на поворот и разрушению в воздухе ракеты-носителя «Атлас-Центавр». А эксперименты с флюксметрами в 1990-1992 позволили, наоборот, несколько ослабить ограничения, разрешив пролет через облака, верхняя часть которых имеет температуру -5°С (до этого было +5°С).
Испытания системы спасения в полете, фото SpaceX
Аварийные режимы спейс шаттла имели свои названия — RTLS (возвращение на старт), TAL (посадка на другой стороне Атлантического океана), ATO (аварийный режим с выходом на орбиту). У Crew Dragon используется нумерация в стиле «Аполлонов» от 1a до 2e.
1a начинается в момент старта (0:00). В случае аварии ракеты-носителя корабль отделится от нее и уйдет в сторону на восьми двигателях SuperDraco. Затем двигатели ориентации развернут его дном по направлению полета, и парашютная система раскроется сразу или, если корабль уже успел подняться высоко, в процессе снижения на стандартной высоте. Корабль должен будет приводниться на линии, проходящей от штата Флорида до штата Северная Каролина.
1b активируется в 01:15 и отличается только районом приводнения у берега штата Вирджиния.
Самый длинный режим 2a включается в 02:36, в районе отделения первой ступени, и длится до начала девятой минуты полета. В этом случае корабль включит двигатели, чтобы прицелиться в конкретную точку аварийной посадки в северной Атлантике.
2b должен включиться в 08:05, и в этом случае корабль развернется и притормозит, чтобы приводниться в точке аварийной посадки недалеко от канадской провинции Новая Шотландия.
Очередь 2c наступит в 08:29, и корабль будет разгоняться, чтобы достигнуть района посадки недалеко от Ирландии.
Для 2d, начинающегося в 08:39 район посадки будет тем же, но кораблю придется тормозить.
И самый последний и самый короткий режим 2e, который активен последние две секунды полета — 08:49-08:50, является аналогом ATO у шаттла — корабль довыведется своими двигателями на орбиту и продолжит полет.
Миссия SpaceX Crew-1, она же USCV-1 или просто Crew-1 — первый штатный, не испытательный, полет корабля Crew Dragon к Международной космической станции. Четыре астронавта, Майкл Хопкинс, Виктор Гловер, Соити Ногути (JAXA) и Шеннон Уокер должны присоединиться к уже работающим на МКС росиянам Сергею Рыжикову, Сергею Кудь-Сверчкову и американке Кэтлин Рубинс и проработать на станции обычную полугодовую вахту.
Этапы типового полета корабля Crew Dragon к МКС можно посмотреть по реконструкции в симуляторе Orbiter на примере испытательной миссии DM-2.
Вывоз ракеты-носителя с кораблем на старт, фото NASA
Что отменяет пуск
Первая попытка запуска миссии Crew-1 14 ноября была перенесена на сутки из-за погодных условий — прибрежного ветра и тропического шторма Эта, задержавшего выход из порта и прибытие в расчетную точку баржи для посадки первой ступени. А список погодных условий, из-за которых отменяется пуск ракеты-носителя Falcon 9 с пилотируемым кораблем Crew Dragon, представлен на сайте NASA. Факторов довольно много:
Ракета и корабль перед пуском 30 мая, фото NASA/Bill Ingalls
Сильный ветер, превышающий 48 км/ч на отметке (высоте) 50 метров стартового комплекса, или высотный сдвиг ветра (явление, когда с небольшим увеличением высоты ветер заметно меняет силу или направление) означают отмену пуска.
Молния, гроза или грозовое облако также недопустимы. Замеченная в радиусе 16 км молния откладывает пуск минимум на 30 минут, за исключением специальных условий. Тот же радиус 16 км (т.е. 10 миль) применяется к грозовым облакам с характерной «наковальней». Также недопустимы кучевые облака, сформировавшиеся в результате столба дыма, или соединенные с землей через такой столб.
Условия обледенения также отменяют пуск — трасса ракеты не может пройти через облако толщиной 1,3 км, которое достигает высоты, где температура ниже нуля, или, без специальных условий, вообще проходить рядом с облаком, верхняя часть которого находится в зоне отрицательных температур.
Электростатический флюксметр
На фото электростатический флюксметр, специальное устройство, измеряющее напряженность электростатического поля, или, говоря простыми словами, насколько наэлектризована атмосфера. На мысе Канаверал стоит три десятка таких устройств, и одного, показывающего значение больше 1500 вольт на метр достаточно, чтобы отменить пуск. 1000 вольт на метр допустимы при наличии специфических условий.
Также за погодой наблюдают в примерно 50 участках по трассе полета — недопустимые значения ветра, волн, осадков в точке, которая может стать местом аварийной посадки, также отменяют пуск.
Стоит отметить, что эти ограничения формировались на протяжении всей истории американской космонавтики и не связаны с конкретными кораблем или ракетой. Например, до «Аполлона-12», в который ударила молния, единственным запретом, касающимся опасности атмосферных разрядов, был запрет на пролет непосредственно сквозь грозовое облако. Также ограничения пришлось ужесточить после того, как в 1987 году удар молнии привел к ошибочной команде на поворот и разрушению в воздухе ракеты-носителя «Атлас-Центавр». А эксперименты с флюксметрами в 1990-1992 позволили, наоборот, несколько ослабить ограничения, разрешив пролет через облака, верхняя часть которых имеет температуру -5°С (до этого было +5°С).
Аварийные режимы
Испытания системы спасения в полете, фото SpaceX
Аварийные режимы спейс шаттла имели свои названия — RTLS (возвращение на старт), TAL (посадка на другой стороне Атлантического океана), ATO (аварийный режим с выходом на орбиту). У Crew Dragon используется нумерация в стиле «Аполлонов» от 1a до 2e.
1a начинается в момент старта (0:00). В случае аварии ракеты-носителя корабль отделится от нее и уйдет в сторону на восьми двигателях SuperDraco. Затем двигатели ориентации развернут его дном по направлению полета, и парашютная система раскроется сразу или, если корабль уже успел подняться высоко, в процессе снижения на стандартной высоте. Корабль должен будет приводниться на линии, проходящей от штата Флорида до штата Северная Каролина.
1b активируется в 01:15 и отличается только районом приводнения у берега штата Вирджиния.
Самый длинный режим 2a включается в 02:36, в районе отделения первой ступени, и длится до начала девятой минуты полета. В этом случае корабль включит двигатели, чтобы прицелиться в конкретную точку аварийной посадки в северной Атлантике.
2b должен включиться в 08:05, и в этом случае корабль развернется и притормозит, чтобы приводниться в точке аварийной посадки недалеко от канадской провинции Новая Шотландия.
Очередь 2c наступит в 08:29, и корабль будет разгоняться, чтобы достигнуть района посадки недалеко от Ирландии.
Для 2d, начинающегося в 08:39 район посадки будет тем же, но кораблю придется тормозить.
И самый последний и самый короткий режим 2e, который активен последние две секунды полета — 08:49-08:50, является аналогом ATO у шаттла — корабль довыведется своими двигателями на орбиту и продолжит полет.
Общая информация
Миссия SpaceX Crew-1, она же USCV-1 или просто Crew-1 — первый штатный, не испытательный, полет корабля Crew Dragon к Международной космической станции. Четыре астронавта, Майкл Хопкинс, Виктор Гловер, Соити Ногути (JAXA) и Шеннон Уокер должны присоединиться к уже работающим на МКС росиянам Сергею Рыжикову, Сергею Кудь-Сверчкову и американке Кэтлин Рубинс и проработать на станции обычную полугодовую вахту.
Этапы типового полета корабля Crew Dragon к МКС можно посмотреть по реконструкции в симуляторе Orbiter на примере испытательной миссии DM-2.
v1000
Интересно, а есть планы заменить жидкостные двигатели на твердотопливные? Даже если они останутся встроенными.
bobcatt
А зачем? Безопасности это не добавит, скорее наоборот.
lozga Автор
Нерационально. В существующей компоновке хотя бы топливо САС можно переиспользовать для обычного полета. И вообще идея довольно спорная, двигатели весят немало, таскать их на орбиту и обратно такое себе удовольствие.
Вообще, твертодопливная внутренняя САС есть на суборбитальном New Shepard, но там это хотя бы можно объяснить экономией на обслуживании при частых пусках.
Ellarihan
Возможно что роскошь в виде таскания на орбиту двигателей САС становится возможной из-за того, что Falcon 9 тут фактически недогружен. Первая ступень сохраняет способность посадки, а значит масса нагрузки далека от предельных значений.
Everm
Разве что кто-то придумает дешевые многоразовые ТТРД сопоставимые или лучше по характеристикам чем ЖРД.
v1000
я почему-то думал, что твердотопливные превосходят жидкостные по скорости выхода на максимальную мощность, а также по удельной мощности. многоразовость в таком размере можно обеспечивать заменой блока, потому как все равно контакт с морской водой при посадке не лучший вариант для двигателя. да и сам он, мне кажется, гораздо проще и дешевле. заодно решается проблема токсичных газов при посадке, и безопасности топлива на орбите.
striver
ТТРД — спичка, ЖРД — зажигалка.
Everm
Этого явно оказалось недостаточно, в том числе и подобной «многоразовости», чтобы сменить двигатели на ТТРД даже сразу после отказа от реактивной посадки еще на этапе разработки. На мой взгляд, сейчас нужна еще более серьезная причина для смены двигателей на уже летающем и сертифицированном корабле.
sith
Как я понимаю, сопла SuperDraco «запечатаны» до момента включения двигателя. Т.е. контакта с водой при посадке нет. Могу ошибаться.
minusnaminus
Заменить двигатели на твердотопливные не получится, они туда просто не поместятся — в нишах стоят только двигатели, топливо же хранится в другой части корабля. Твердотопливный же двигатель — цельный элемент, его так не разделить