Cygnus (космический корабль)

Cygnus (космический корабль)

13.11.2020

Cygnus (МФА: [ˈsɪɡnəs], рус. Сигнус, от лат. Cygnus — Лебедь) — частный автоматический грузовой космический корабль снабжения. Разработан Orbital Sciences Corporation в рамках программы Commercial Orbital Transportation Services. Предназначен для доставки грузов к Международной космической станции после завершения программы «Спейс шаттл». Конструкция корабля не предусматривает возвращение грузов на Землю, поэтому после отстыковки от МКС и сведения с орбиты грузовой корабль Cygnus с утилизируемым мусором с МКС разрушается при входе в плотные слои атмосферы.

Запуск осуществляется с помощью ракеты-носителя «Антарес», ранее именовавшейся Taurus II. В 5-м, 6-м и 8-м запуске корабля использовалась ракета-носитель «Атлас-5» компании United Launch Alliance (ULA), в связи с переоборудованием ракеты-носителя «Антарес» после аварии миссии Cygnus CRS Orb-3.

Предпосылки создания

Ранее НАСА осуществляло доставку грузов на МКС с помощью «Шаттлов». В связи с окончанием программы «Спейс шаттл» были основаны программы COTS (Commercial Orbital Transportation Services — «коммерческая орбитальная транспортировка») и CRS (Commercial Resupply Service — «коммерческие услуги снабжения»). Суть программы COTS заключается в создании частными компаниями недорогих средств доставки грузов на орбиту, а CRS — с фактической доставкой грузов. После проведённого конкурсного отбора, НАСА заключило контракты на создание кораблей и ракет-носителей для их выведения на орбиту с компаниями SpaceX (система Falcon 9 — Dragon) и Orbital Sciences Corporation (система «Антарес — Cygnus»).

С помощью кораблей Cygnus и Dragon, НАСА стремится снизить зависимость от своих международных партнёров в обслуживании МКС.

История

19 февраля 2008 года победителем второго, дополнительного раунда конкурса в рамках программы Commercial Orbital Transportation Services была выбрана компания Orbital Sciences Corporation, заключившая соглашение с НАСА на сумму 288 млн долларов на разработку и демонстрацию ракеты-носителя «Антарес» и космического корабля Cygnus.

22 декабря 2008 года НАСА заключила с Orbital Sciences контракт общей стоимостью в 1,9 млрд долларов на 8 полётов корабля Cygnus к МКС до 2016 года.

В 18:07 UTC 9 января 2014 года со Среднеатлантического регионального космопорта состоялся запуск ракеты-носителя «Антарес» c космическим кораблём Cygnus, начав первую коммерческую миссию Cygnus CRS Orb-1 компании Orbital Sciences Corporation.

В декабре 2014 года, после неудачной миссии Cygnus CRS Orb-3 было объявлено, что как минимум один ближайший запуск корабля Cygnus будет выполнен ракетой-носителем «Атлас-5» 401, был подписан соответствующий контракт с компанией United Launch Alliance. Ввиду того, что ракета-носитель «Атлас-5» может доставить на 35 % больше полезной нагрузки, а новая версия «Антарес-230» — на 20 % больше полезной нагрузки, в сравнении с ракетой-носителем «Антарес-130», планируется выполнить контракт с НАСА за 7 миссий снабжения, вместо планировавшихся ранее восьми.

В марте 2015 года НАСА приняла решение о дополнительной миссии снабжения МКС для корабля Cygnus в 2017 году.

С улучшенной версией корабля Cygnus, компания Orbital Sciences Corporation принимает участие в конкурсе Commercial Resupply Services 2 (CRS2).

В августе 2015 НАСА утвердила ещё 2 дополнительные миссии снабжения МКС для корабля Cygnus, доведя общее количество миссий до 10.

14 января 2016 года НАСА выбрала компанию Orbital ATK одним из 3 победителей конкурса второй фазы программы снабжения Международной космической станции Commercial Resupply Services 2 (CRS2). Компания получила контракты на как минимум 6 миссий для корабля Cygnus.

В ноябре 2020 года, в рамках CRS2, НАСА заключило контракт с Northrop Grumman на две дополнительные миссии корабля Cygnus к МКС. Запуски запланированы на 2023 год.

Конструкция

Корабль состоит из двух модулей цилиндрической формы: оборудованного солнечными батареями служебного модуля и герметичного грузового модуля.

Корабль Cygnus не предназначен для возвращения грузов на Землю, по завершению миссии его сводят с орбиты, и он сгорает в плотных слоях атмосферы.

Служебный модуль

Производителем служебного модуля является Orbital Sciences, за основу была взята их космическая платформа STAR Bus и компоненты от разработки автоматической межпланетной станции Dawn.

Служебный модуль содержит двигательную установку и топливные баки, аккумуляторные и солнечные батареи, системы навигации, управления и контроля корабля. Здесь же находится специальная структура для захвата корабля манипулятором «Канадарм2».

Стандартная версия корабля была оснащена солнечными батареями изготовленные компанией Dutch Space. На улучшенную версию установлены панели солнечных батарей Ultra Flex от компании Alliant Techsystems (ATK). Новая, круговая форма крыльев солнечных батарей уменьшает занимаемое ими место в сложенном состоянии и снижает их массу на 25 %. Солнечные батареи производят до 4 кВт электроэнергии.

Двигательная установка использует японские двигатели BT-4, произведённые компанией IHI Aerospace. Каждый двигатель развивает тягу в 450 Н. В качестве компонентов топлива используется пара метилгидразин и тетраоксид диазота.

Герметичный модуль

Производителем герметичного грузового модуля является итальянская компания Thales Alenia Space, ответственная за герметичный грузовой отсек ATV, а также Многоцелевой модуль снабжения, разработанный ранее для НАСА при эксплуатации «Шаттлов».

Герметичный отсек, в отличие от ATV пристыковывается к другому модулю МКС и имеет другой стыковочный узел. Корабль пристыковывается, используя Единый механизм пристыковки к модулю «Гармония» или «Юнити», входящих в американский сегмент МКС. Стыковка и расстыковка с МКС осуществляется в ручном режиме с использованием манипулятора «Канадарм2». Так же пристыковываются американский корабль Dragon и японский H-II Transfer Vehicle.

Корабль использует механизм сближения и увода от станции, похожий на применяемый для японского корабля HTV.

Модуль потребляет около 850 Вт электроэнергии.

Корабль имеет две версии герметичного отсека. Стандартная версия, длиной 3,66 метра, способна доставлять на орбиту до 2 тонн груза объёмом 18,9 м3, улучшенная версия, длиной 4,86 метра, способна доставлять на МКС до 3,5 тонн груза объёмом 27 м3. В герметичный отсек стандартной версии может быть загружено до 1,2 тонны мусора для утилизации при завершении миссии снабжения.

Полёты

Герметичный грузовой блок каждой миссии назван в честь умершего астронавта НАСА.
Стартовый комплекс ракеты-носителя «Антарес» — LP-0A, Уоллопс/MARS
Стартовый комплекс ракеты-носителя «Атлас-5» — SLC-41, на базе ВВС США на мысе Канаверал

Сравнение с аналогичными проектами