Commercial Resupply Services

Commercial Resupply Services (CRS) — программа Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) США по доставке грузов на Международную космическую станцию (МКС) и возвращению грузов на Землю с использованием коммерческих космических аппаратов. Программа основана на принципе государственно-частного партнёрства, при котором NASA закупает услуги по транспортировке грузов у частных компаний, а не разрабатывает и эксплуатирует собственные грузовые корабли. CRS стала первой программой, в рамках которой NASA передала ключевые функции по снабжению МКС частному сектору.

История

Предпосылки и концепция

До начала XXI века доставка экипажей и грузов на МКС осуществлялась исключительно государственными космическими агентствами: российским «Роскосмосом» (космические корабли «Союз» и «Прогресс»), американским NASA (шаттлы Space Shuttle) и Европейским космическим агентством (автоматический грузовой корабль ATV). После катастрофы шаттла «Колумбия» в 2003 году и решения о завершении программы Space Shuttle к 2011 году, NASA столкнулось с необходимостью обеспечить доставку грузов на МКС после прекращения полётов шаттлов. В 2005 году NASA запустила программу Commercial Orbital Transportation Services (COTS), направленную на стимулирование развития частных космических транспортных систем. В рамках COTS агентство предоставляло финансовую и техническую поддержку компаниям, разрабатывающим грузовые корабли, но не закупало готовые услуги.

Первый этап (CRS-1)

В 2008 году, на основе успехов программы COTS, NASA объявила о конкурсе на контракты по коммерческой доставке грузов (CRS-1). В декабре 2008 года были заключены контракты с двумя компаниями:

• SpaceX — на 12 миссий по доставке грузов с использованием космического корабля Dragon и ракеты-носителя Falcon 9. Сумма контракта составила около 1,6 миллиарда долларов США.
• Orbital Sciences Corporation (ныне Northrop Grumman Innovation Systems) — на 8 миссий с использованием корабля Cygnus и ракеты Antares. Сумма контракта — около 1,9 миллиарда долларов.

Первая демонстрационная миссия SpaceX (COTS Demo Flight 1) состоялась в декабре 2010 года, а первый регулярный рейс по программе CRS (SpaceX CRS-1) — в октябре 2012 года. Первый полёт Cygnus (Orb-D1) состоялся в сентябре 2013 года, а первый регулярный рейс (Orb-1) — в январе 2014 года.

Второй этап (CRS-2)

В 2014 году NASA объявила о начале второго этапа программы — CRS-2. Контракты были заключены в январе 2016 года с тремя компаниями:

• SpaceX — на модернизированную версию корабля Dragon 2 (грузовой вариант, без экипажа), способную доставлять грузы как в герметичном, так и в негерметичном отсеках.
• Orbital ATK (ныне Northrop Grumman) — на модернизированную версию Cygnus.
• Sierra Nevada Corporation — на космический корабль Dream Chaser (грузовой вариант), который планируется к запуску на ракете Vulcan Centaur.

Первая миссия CRS-2 (SpaceX CRS-21) стартовала в декабре 2020 года. Миссии Cygnus по CRS-2 начались в феврале 2022 года (NG-17). Первый полёт Dream Chaser ожидается не ранее 2025 года.

Характеристики и устройство кораблей

SpaceX Dragon (CRS-1)

• Тип: герметичный капсульный корабль многоразового использования (первая ступень Falcon 9 также многоразовая).
• Грузоподъёмность: до 6 тонн на орбиту (в герметичном отсеке — до 3,3 тонн, в негерметичном — до 2,5 тонн).
• Возврат грузов: способен возвращать на Землю до 3 тонн грузов (включая научные образцы), приводняясь в океан.
• Стыковка: осуществляется с помощью манипулятора Canadarm2 (захват и причаливание к стыковочному узлу Harmony).

SpaceX Dragon 2 (грузовой вариант, CRS-2)

• Тип: герметичный капсульный корабль, модификация пилотируемого Crew Dragon.
• Грузоподъёмность: до 6 тонн на орбиту (герметичный отсек — до 3,3 тонн, негерметичный — до 2,5 тонн).
• Возврат грузов: до 3 тонн.
• Стыковка: автоматическая стыковка к порту IDA (International Docking Adapter) на модуле Harmony.

Cygnus (Northrop Grumman)

• Тип: негерметичный (для грузов, не требующих давления) и герметичный (для грузов, требующих давления) модуль, состоящий из служебного и грузового отсеков.
• Грузоподъёмность: до 3,7 тонн на орбиту (в герметичном отсеке).
• Возврат грузов: не предусмотрен — корабль сгорает в атмосфере после отстыковки от МКС.
• Стыковка: захват манипулятором Canadarm2 и причаливание к стыковочному узлу Unity.

Dream Chaser (Sierra Space)

• Тип: многоразовый крылатый космический аппарат, способный приземляться на взлётно-посадочную полосу.
• Грузоподъёмность: до 5,5 тонн на орбиту (герметичный отсек — до 3,5 тонн, негерметичный — до 2 тонн).
• Возврат грузов: до 1,75 тонн (приземление на полосу).
• Стыковка: автоматическая стыковка к порту IDA.

Применение и значение

Программа CRS обеспечивает регулярную доставку на МКС научного оборудования, продуктов питания, воды, топлива, запасных частей и других необходимых грузов. Корабли также используются для вывоза мусора и отходов (Cygnus сгорает в атмосфере, Dragon возвращает грузы). Возврат грузов на Землю (только Dragon) позволяет доставлять результаты научных экспериментов, образцы материалов и биологические образцы для анализа в лабораториях.

Программа CRS стала важным шагом в развитии коммерческой космонавтики. Она продемонстрировала, что частные компании могут эффективно и надёжно выполнять задачи, ранее считавшиеся прерогативой государственных агентств. Успех CRS стимулировал развитие программ по коммерческой доставке экипажей (Commercial Crew Program) и созданию коммерческих орбитальных станций.

Интересные факты

• Первая миссия CRS-1 (SpaceX CRS-1) в 2012 году стала первым в истории коммерческим полётом к МКС.
• Корабль Cygnus назван в честь созвездия Лебедь (лат. Cygnus).
• Миссии Cygnus часто используются для проведения экспериментов после отстыковки от МКС (например, запуск кубсатов).
• В рамках программы CRS-2 NASA закупила не менее 6 миссий у каждой компании (SpaceX, Northrop Grumman, Sierra Space), с возможностью продления.
• Общая стоимость контрактов CRS-2 оценивается в 14 миллиардов долларов США.

Критика

Программа CRS подвергалась критике за высокую стоимость по сравнению с первоначальными оценками, а также за задержки в разработке кораблей (особенно Dream Chaser). Некоторые эксперты отмечали, что NASA могла бы разработать собственный грузовой корабль дешевле, но сторонники программы указывают на стимулирование инноваций и создание конкурентного рынка космических услуг.

Источники

• NASA. Commercial Resupply Services (CRS) Overview. NASA Fact Sheet.
• SpaceX. Dragon Lab. SpaceX Official Website.
• Northrop Grumman. Cygnus Spacecraft. Northrop Grumman Official Website.
• Sierra Space. Dream Chaser Spaceplane. Sierra Space Official Website.
• NASA. Commercial Orbital Transportation Services (COTS) Program. NASA History Office.
• Berger, E. (2016). NASA Awards CRS-2 Contracts to SpaceX, Orbital ATK, and Sierra Nevada. Ars Technica.