Dragon 2

Dragon 2 — серия многоразовых пилотируемых и грузовых космических кораблей, разработанных американской компанией SpaceX (Space Exploration Technologies Corp.). Корабль предназначен для доставки экипажа и грузов на Международную космическую станцию (МКС) и другие низкие околоземные орбиты, а также для возвращения людей и материалов на Землю. Dragon 2 является развитием грузового корабля Dragon 1 и пришёл ему на смену в рамках программы NASA Commercial Crew Program (CCP).

История создания

Предпосылки и разработка

После завершения программы Space Shuttle в 2011 году США лишились собственного средства пилотируемой космонавтики. Для доставки астронавтов на МКС NASA было вынуждено пользоваться услугами российских кораблей «Союз». В 2014 году NASA заключило контракты с SpaceX и Boeing на разработку новых пилотируемых кораблей в рамках программы Commercial Crew Program. SpaceX получила контракт на сумму 2,6 миллиарда долларов на разработку Dragon 2.

Первоначально корабль проектировался как пилотируемая версия грузового Dragon 1, но в ходе разработки претерпел значительные изменения. В 2015 году SpaceX представила прототип, который отличался от предшественника наличием системы аварийного спасения (САС) на основе восьми двигателей SuperDraco, встроенных в корпус, а также посадочными опорами для вертикальной посадки на сушу. Однако в 2017 году от планов посадки на сушу отказались в пользу приводнения в океан, что упростило конструкцию и снизило риски.

Испытания

Первый орбитальный полёт беспилотной версии Dragon 2 (миссия SpaceX DM-1) состоялся 2 марта 2019 года. Корабль успешно состыковался с МКС и вернулся на Землю 8 марта 2019 года. В апреле 2019 года во время наземных испытаний двигателей SuperDraco произошла авария, в результате которой корабль, предназначенный для следующего испытательного полёта, был уничтожен. После расследования и доработок, 19 января 2020 года был проведён успешный тест системы аварийного спасения (In-Flight Abort Test), в ходе которого корабль отделился от ракеты-носителя на высоте около 19 км и благополучно приводнился.

Первый пилотируемый полёт (миссия SpaceX DM-2) состоялся 30 мая 2020 года. Астронавты NASA Роберт Бенкен и Дуглас Хёрли стали первыми людьми, выведенными на орбиту американским кораблём с 2011 года. Корабль успешно состыковался с МКС 31 мая и вернулся на Землю 2 августа 2020 года.

Конструкция

Общая компоновка

Dragon 2 представляет собой капсулу конической формы, состоящую из двух основных отсеков: герметичного капсульного отсека (Crew Capsule) и негерметичного грузового отсека (Trunk). Капсула имеет диаметр 4 метра и высоту 3,7 метра (без грузового отсека). Полная высота корабля с грузовым отсеком составляет около 8,1 метра. Стартовая масса корабля — около 12 055 кг (для пилотируемой версии).

Система жизнеобеспечения

Герметичный отсек рассчитан на экипаж до 7 человек, однако по контракту с NASA в пилотируемых миссиях используется конфигурация на 4 астронавта. Внутренний объём герметичного отсека составляет 9,3 кубических метра, а с учётом дополнительного пространства для грузов — до 10,9 кубических метров. Система жизнеобеспечения поддерживает давление, температуру и состав воздуха, а также удаляет углекислый газ. Корабль оснащён тремя иллюминаторами и четырьмя креслами из углеродного волокна с сенсорными панелями управления.

Система аварийного спасения (САС)

В отличие от традиционных кораблей с отдельной башней САС, Dragon 2 использует встроенную систему. Восемь двигателей SuperDraco, работающих на гиперголическом топливе (монометилгидразин и тетраоксид диазота), вмонтированы в корпус капсулы. В случае аварии на старте или в полёте они способны за 0,5 секунды оторвать корабль от ракеты-носителя и увести его на безопасное расстояние. Двигатели SuperDraco также используются для манёвров на орбите и для торможения перед входом в атмосферу.

Теплозащита

Корабль оснащён теплозащитным экраном PICA-X (Phenolic Impregnated Carbon Ablator), разработанным SpaceX. Он защищает капсулу от температур до 2000 °C при входе в атмосферу. Экран является многоразовым и может выдерживать несколько полётов без замены.

Система стыковки

Dragon 2 использует стыковочный механизм NASA Docking System (NDS), который обеспечивает автоматическую стыковку с МКС. Система совместима с Международным стыковочным адаптером (IDA), установленным на станции. Стыковка происходит в автоматическом режиме, но астронавты могут взять управление на себя в случае необходимости.

Парашютная система

Для посадки на Землю корабль использует три парашюта типа «круглый купол» (Mk3), которые раскрываются на высоте около 2 км. Парашюты обеспечивают скорость снижения около 5-6 м/с. Перед приводнением корабль сбрасывает теплозащитный экран, чтобы открыть посадочные опоры (для версии Crew Dragon они не используются при приводнении, но предусмотрены конструктивно).

Модификации

Crew Dragon (C206 — C211)

Пилотируемая версия корабля, предназначенная для доставки экипажа на МКС. Вмещает до 4 астронавтов, оснащена креслами, системами жизнеобеспечения и управления. Используется в программе Commercial Crew Program. Первый полёт — 30 мая 2020 года (миссия SpaceX DM-2). По состоянию на 2025 год выполнено 8 пилотируемых миссий (включая DM-2, Crew-1, Crew-2, Crew-3, Crew-4, Crew-5, Crew-6, Crew-7).

Cargo Dragon 2 (C208 — C209)

Грузовая версия корабля, пришедшая на смену Dragon 1. Отличается отсутствием кресел, системы жизнеобеспечения для экипажа и части сенсорных панелей. Вмещает до 6 тонн груза в герметичном отсеке и до 3 тонн в негерметичном грузовом отсеке. Первый полёт — 6 декабря 2020 года (миссия SpaceX CRS-21). Используется для доставки грузов на МКС по контракту Commercial Resupply Services 2 (CRS-2).

Dragon XL (проект)

Предполагаемая модификация для доставки грузов на окололунную орбиту в рамках программы NASA Artemis. Корабль должен был иметь увеличенный грузовой отсек и более мощные двигатели. Проект находится на стадии концепции, конкретные сроки реализации не определены.

Полёты

Пилотируемые миссии

Первая пилотируемая миссия (DM-2) состоялась в мае-августе 2020 года. С 2020 года Crew Dragon стал основным средством доставки астронавтов NASA и партнёров на МКС. Корабль также используется для коммерческих полётов, таких как миссия Inspiration4 (сентябрь 2021 года) — первый полностью гражданский орбитальный полёт, и миссия Polaris Dawn (2024 год), в ходе которой был совершён первый частный выход в открытый космос.

Грузовые миссии

Cargo Dragon 2 начал полёты в декабре 2020 года. Корабль доставляет на МКС научное оборудование, продовольствие, топливо и другие грузы. Возвращает на Землю результаты экспериментов и отработавшее оборудование. По состоянию на 2025 год выполнено более 20 грузовых миссий.

Испытательные полёты

• SpaceX DM-1 (март 2019) — беспилотный полёт к МКС.
• In-Flight Abort Test (январь 2020) — испытание системы аварийного спасения.
• SpaceX DM-2 (май-август 2020) — первый пилотируемый полёт.

Критика и инциденты

Авария на наземных испытаниях (2019)

20 апреля 2019 года во время статических огневых испытаний двигателей SuperDraco на мысе Канаверал произошёл взрыв, полностью уничтоживший корабль C201. Расследование показало, что причиной стала утечка окислителя (тетраоксида диазота) через клапан, что привело к химической реакции с титановым корпусом клапана. После инцидента конструкция клапанов была изменена.

Проблемы с туалетом (2021)

В сентябре 2021 года во время миссии Inspiration4 выяснилось, что система сбора мочи в корабле дала течь. После возвращения на Землю в ноябре 2021 года во время миссии Crew-3 проблема была устранена путём замены трубопровода.

Задержки программы

Разработка Dragon 2 столкнулась с многократными задержками. Первоначально первый пилотируемый полёт планировался на 2017 год, но состоялся только в 2020 году. Причины — технические сложности, авария 2019 года и бюрократические процедуры сертификации NASA.

Значение и перспективы

Dragon 2 стал первым американским пилотируемым кораблём, созданным частной компанией, и первым многоразовым пилотируемым кораблём в истории. Его успешная эксплуатация восстановила независимый доступ США к МКС. Корабль также продемонстрировал возможность коммерческой пилотируемой космонавтики, что стимулировало развитие частных космических программ. В перспективе Dragon 2 может использоваться для полётов к коммерческим орбитальным станциям (например, Axiom Space) и для миссий на низкую околоземную орбиту.

Источники

• NASA. Commercial Crew Program — Press Kit. 2020.
• SpaceX. Dragon 2 User’s Guide. 2019.
• Berger, E. Liftoff: The Story of SpaceX. 2021.
• Wall, M. SpaceX’s Crew Dragon: The First Private Spacecraft to Carry Astronauts. Space.com. 2020.
• Clark, S. SpaceX’s Crew Dragon suffers catastrophic failure during test. Spaceflight Now. 2019.