Корабль Crew Dragon¶

Crew Dragon (также известный как Dragon 2) — американский многоразовый пилотируемый космический корабль, разработанный компанией SpaceX. Предназначен для доставки экипажа и грузов на Международную космическую станцию (МКС) и другие орбитальные станции, а также для автономных полётов. Является дальнейшим развитием грузового корабля Dragon 1. Корабль способен перевозить до семи астронавтов, однако в рамках контракта с NASA обычно используется для экипажа из четырёх человек.

¶История создания

¶Предпосылки и программа Commercial Crew

Разработка Crew Dragon началась в 2010-х годах в рамках программы NASA Commercial Crew Program (CCP), направленной на создание частных пилотируемых космических кораблей для доставки астронавтов на МКС. После завершения программы Space Shuttle в 2011 году США утратили собственную возможность пилотируемых запусков и были вынуждены использовать российские корабли «Союз». Для восстановления независимости в 2010 году NASA заключило контракты с несколькими компаниями, включая SpaceX и Boeing (разрабатывавшую корабль CST-100 Starliner).

¶Разработка и испытания

В 2014 году SpaceX получила контракт на сумму 2,6 миллиарда долларов на завершение разработки Crew Dragon и проведение сертификационных полётов. Первый беспилотный испытательный полёт (Demo-1) состоялся 2 марта 2019 года. Корабль успешно состыковался с МКС и вернулся на Землю 8 марта 2019 года.

20 апреля 2019 года во время наземных испытаний двигателей SuperDraco на мысе Канаверал произошла авария: взрыв уничтожил корабль, предназначенный для следующего испытательного полёта. Расследование выявило дефект в конструкции клапанов системы подачи окислителя. После доработок и дополнительных испытаний, включая успешный тест системы аварийного спасения (Pad Abort Test) 19 января 2020 года, корабль был допущен к пилотируемому полёту.

¶Первый пилотируемый полёт

30 мая 2020 года состоялся первый пилотируемый полёт Crew Dragon (миссия Demo-2) с астронавтами NASA Робертом Бенкеном и Дугласом Хёрли на борту. Это был первый запуск американских астронавтов с территории США с 2011 года и первый в истории пилотируемый запуск частного космического корабля. Корабль успешно состыковался с МКС 31 мая 2020 года и вернулся на Землю 2 августа 2020 года.

¶Конструкция и устройство

¶Капсула экипажа

Crew Dragon представляет собой капсулу конической формы, аналогичную по форме грузовому Dragon 1, но с рядом существенных отличий. Внешний диаметр капсулы составляет около 4 метров, высота — около 8,1 метра (включая носовой обтекатель). Внутренний объём герметичного отсека — около 9,3 кубических метров, что примерно на 30 % больше, чем у российского «Союза».

¶Система жизнеобеспечения

Корабль оснащён системой жизнеобеспечения, поддерживающей давление, температуру и состав атмосферы (азотно-кислородная смесь) в пределах, комфортных для экипажа. Система регенерации воздуха и воды позволяет экипажу находиться на борту до 210 суток в автономном режиме (при стыковке с МКС срок ограничен ресурсами станции).

¶Двигательная установка

Crew Dragon использует 16 двигателей Draco для орбитальных манёвров и ориентации, а также 8 двигателей SuperDraco для аварийного спасения экипажа. Двигатели SuperDraco расположены по периметру капсулы и способны развивать тягу до 71 кН каждый. В случае аварии на старте или во время полёта они могут отвести капсулу с экипажем на безопасное расстояние от ракеты-носителя. Система аварийного спасения (САС) Crew Dragon является встроенной, то есть не требует отдельной башни с твердотопливным двигателем, как на кораблях «Союз».

¶Система стыковки

Корабль оснащён стыковочным узлом, совместимым с Международным стандартом стыковки (IDSS). Это позволяет ему стыковаться с МКС и другими станциями, оборудованными аналогичными узлами (например, с китайской станцией «Тяньгун»). Стыковка происходит автоматически, с возможностью ручного управления экипажем при необходимости.

¶Теплозащита и посадка

Для защиты от высоких температур при входе в атмосферу используется теплозащитный экран из абляционного материала PICA-X (разработанного SpaceX на основе технологии NASA). Посадка осуществляется на парашютах (четыре основных купола) и с помощью системы мягкой посадки на водную поверхность (Атлантический океан или Тихий океан). В отличие от грузового Dragon 1, Crew Dragon не использует реактивную систему посадки.

¶Модификации и варианты

¶Crew Dragon (пилотируемый)

Основная версия, предназначенная для перевозки экипажа. Оборудована креслами, системами жизнеобеспечения, панелями управления и туалетом. Вместимость — до 7 человек, но в рамках контракта с NASA обычно используется для 4 астронавтов.

¶Cargo Dragon 2 (грузовой)

Версия, предназначенная для доставки грузов на МКС. В отличие от пилотируемой, не имеет кресел и систем жизнеобеспечения для экипажа. Может перевозить до 6 тонн груза в герметичном отсеке и до 3 тонн в негерметичном (внешнем) контейнере. Первый полёт грузового Dragon 2 состоялся в 2020 году (миссия CRS-21).

¶Dragon XL (проект)

Проект грузового корабля для доставки грузов на лунную орбитальную станцию Gateway в рамках программы NASA Artemis. Предполагается, что Dragon XL будет иметь увеличенный объём герметичного отсека и сможет доставлять до 5 тонн груза. Разработка продолжается.

¶Полёты и миссии

¶Список основных пилотируемых миссий (по состоянию на 2024 год)

• Demo-2 (май-август 2020) — первый пилотируемый полёт, экипаж: Роберт Бенкен, Дуглас Хёрли.
• Crew-1 (ноябрь 2020 — май 2021) — первая регулярная миссия по контракту с NASA, экипаж: Майкл Хопкинс, Виктор Гловер, Соити Ногути (JAXA), Кэтлин Рубинс.
• Crew-2 (апрель-ноябрь 2021) — экипаж: Шейн Кимброу, Меган Макартур, Акихико Хосидэ (JAXA), Томас Песке (ESA).
• Crew-3 (ноябрь 2021 — май 2022) — экипаж: Раджа Чари, Томас Маршбёрн, Маттиас Маурер (ESA), Кейла Бэррон.
• Crew-4 (апрель-октябрь 2022) — экипаж: Челл Линдгрен, Роберт Хайнс, Саманта Кристофоретти (ESA), Джессика Уоткинс.
• Crew-5 (октябрь 2022 — март 2023) — экипаж: Николь Манн, Джош Кассада, Коити Ваката (JAXA), Анна Кикина (Роскосмос).
• Crew-6 (март-сентябрь 2023) — экипаж: Стивен Боуэн, Уоррен Хобург, Султан Аль-Нейади (MBRSC), Андрей Федяев (Роскосмос).
• Crew-7 (август 2023 — март 2024) — экипаж: Жасмин Могбели, Андреас Могенсен (ESA), Сатоси Фурукава (JAXA), Константин Борисов (Роскосмос).
• Crew-8 (март-октябрь 2024) — экипаж: Мэттью Доминик, Майкл Барратт, Джанетт Эппс, Александр Гребёнкин (Роскосмос).

¶Частные и туристические миссии

• Inspiration4 (сентябрь 2021) — первый полностью частный полёт без профессиональных астронавтов, организованный миллиардером Джаредом Айзекманом. Экипаж из четырёх человек провёл три дня на орбите Земли.
• Axiom Mission 1 (Ax-1) (апрель 2022) — первая миссия компании Axiom Space по доставке частных астронавтов на МКС. Экипаж: Майкл Лопес-Алегрия, Ларри Коннор, Марк Пати, Эйтан Стиббе.
• Axiom Mission 2 (Ax-2) (май 2023) — вторая миссия Axiom Space, экипаж: Пегги Уитсон, Джон Шоффнер, Али Аль-Карни, Райана Барнави.
• Polaris Dawn (запланирована на 2024 год) — частная миссия Джареда Айзекмана, предполагающая первый выход в открытый космос с борта Crew Dragon.

¶Сравнение с другими пилотируемыми кораблями

¶Интересные факты

• Crew Dragon стал первым в истории частным пилотируемым космическим кораблём, совершившим орбитальный полёт.
• Корабль может совершать полностью автоматическую стыковку с МКС без участия экипажа и наземных служб.
• Система аварийного спасения Crew Dragon была успешно испытана в реальном полёте 19 января 2020 года (Pad Abort Test), когда корабль за 5 секунд оторвался от стартового стола на высоту около 1,5 км.
• В 2021 году Crew Dragon использовался для миссии Inspiration4, в ходе которой впервые в истории на орбиту отправился экипаж, полностью состоящий из непрофессиональных астронавтов.
• Корабль способен нести до 7 человек, но в рамках контракта с NASA обычно используется для 4 астронавтов, так как остальные места заняты системами жизнеобеспечения и дополнительным оборудованием.

¶Критика и ограничения

Основные недостатки Crew Dragon связаны с его конструкцией и эксплуатацией. Посадка на воду (в океан) требует наличия поисково-спасательных судов, что увеличивает время эвакуации экипажа после приводнения. В отличие от «Союза», который может приземлиться на сушу, Crew Dragon не может совершить посадку на твёрдую поверхность, что ограничивает его применение в районах без океана. Кроме того, корабль не предназначен для полётов к Луне или другим небесным телам без дополнительных модификаций (например, Dragon XL). Также отмечалась высокая стоимость запуска (около 220 миллионов долларов за миссию по контракту с NASA), хотя это сопоставимо с ценой запуска «Союза» (около 90 миллионов долларов за место).

¶Источники

• NASA. Commercial Crew Program Overview. 2020.
• SpaceX. Dragon 2 User’s Guide. 2019.
• Berger, E. Liftoff: Elon Musk and the Desperate Early Days That Launched SpaceX. 2021.
• SpaceNews. Crew Dragon Demo-2 Mission Report. 2020.
• Роскосмос. Сравнительный анализ пилотируемых космических кораблей. 2022.