В 2014 году американская компания ULA провела конкурс на поставку двигателей для первой ступени своей новой ракеты «Вулкан» (Vulcan). По его итогам контракт был заключен не с опытной Aerojet Rocketdyne, предлагавшей разработать кислородно-керосиновые двигатели AR-1, а с молодым игроком на рынке – Blue Origin. Компания Джеффа Безоса успешно разработала и довела до эксплуатации небольшие водородные двигатели BE-3 и после них взялась за создание мощных кислородно-метановых двигателей BE-4. Они найдут применение не только не «Вулкане», но и на собственной частично многоразовой ракете «Нью Гленн» (New Glenn) компании Blue Origin.

BE-4 – жидкостный ракетный двигатель закрытого цикла, использующий сжиженный природный газ (метан) в качестве горючего и жидкий кислород в качестве окислителя. Он имеет тягу 245 тс (2,4 МН) при давлении в камере сгорания 134 атм. Двигатель изначально разрабатывался с упором на повторное использование и рассчитан на 100 стартов и посадок.

Изначально предполагалось, что ULA получит первые двигатели в 2017 году. Этот срок давно прошел, но разработка BE-4 до сих пор не завершена. Вчера сайт Arstechnica со ссылкой на анонимные и неофициальные источники в американской ракетно-космической отрасли описал те проблемы, с которыми столкнулась Blue Origin при работе над этим проектом.

Ракета New Glenn до сих пор находится на «бумажной» стадии, однако первый полет «Вулкана» запланирован на 2022 год. Летом 2020 года Blue Origin предоставила ULA два «примерочных» образца двигателя и планировала до конца года отгрузить два летных образца, но этого не произошло. Согласно актуальному графику, ULA получит летный двигатель в конце 2021 года, но и этот план, по данным Arstechnica, основан на предположении, что в ближайшее время разработчики не столкнутся с новыми проблемами.

Поначалу разработка BE-4 шла уверенно, хоть и с заметными задержками. Однако в мае 2017 года огневые испытания двигателя закончились аварией, которая была связана с работой турбонасосного агрегата и привела к частичному разрушению стенда. После этого разработка двигателя затормозилась, и это произошло сразу по нескольким причинам.

В том же 2017 году компанию Blue Origin возглавил новый человек – Боб Смит, при котором приоритет получили друге проекты. Разработка двигателей шла в условиях сниженных вложений в «железо». Такой подход позволил сэкономить средства. Альтернативной ему является подход с излишними вложениями в «железо», при котором компоненты и материалы у субподрядчиков закупаются в избыточном объеме. В этом случае разработка шла бы быстрее, но и расходы на нее возросли.

Ситуация начала меняться в 2019 году, когда сменился руководитель группы разработки BE-4 в Blue Origin. Спустя 12-18 месяцев его подход принес плоды, и работы пошли быстрее. Поскольку первоначальная оценка стоимости программы была чрезмерно оптимистичной (оговоренная с ULA цена оказалась ниже себестоимости), была создана новая команда, которая изучает вопрос снижения стоимости производства двигателя. Однако эта команда работает параллельно с основными разработчиками, которые должны завершить создание BE-4 как можно быстрее.

Дополнительные сложности разработки BE-4 связаны с тем, что заказчиком ракеты «Вулкан» компании ULA выступают американские военные. Они выдвигают очень жесткие требования к двигателю – в частности, к стабильности горения, – и достичь необходимых показателей оказалось нелегко. Как отметил источник Arstechnica, масса выпущенной по проекту «бумаги» превысит массу двигателя.

Большую часть 2019 года инженеры Blue Origin потратили на перепроектирование турбонасосного агрегата двигателя. В начале 2020 года шли испытания обновленного двигателя, но очередным ударом по графику стала пандемия COVID-19. В прошлом году инженеры, по большей части, работали удаленно.

Сейчас Blue Origin считает, что основные технические проблемы проекта решены. Инженеры успешно провели огневые испытания двигателя новой в конфигурации. В ходе теста двигатель без нареканий отработал приблизительную продолжительность своего включения на «Вулкане». Осенью 2021 года Blue Origin планирует испытания еще двух двигателей, которые будут близки к финальной версии, хоть и с некоторыми отличиями.

В настоящее время два летные образца двигателей для ULA находятся в процессе постройки. Официально Blue Origin обещает отгрузить их до конца года, но для этого специалистам компании придется очень поторопиться.

Первый двигатель пройдет упрощенные испытания и будет отправлен ULA сразу после осенних тестов, о которых говорилось выше. Таким образом, он отправится к заказчику без полноценных квалификационных испытаний. Такие испытания будут проведены только на его дублере – идентичном образце, который будет построен сразу после первого двигателя. Затем аналогичным образом Blue Origin поступит со вторым летным образцом BE-4.

Первый двигатель пройдет упрощенные испытания и будет отправлен ULA сразу после осенних тестов, о которых говорилось выше. Таким образом, он отправится к заказчику без полноценных квалификационных испытаний. Такие испытания будут проведены только на его дублере – идентичном образце, который будет построен сразу после первого двигателя. Затем аналогичным образом Blue Origin поступит со вторым летным образцом BE-4.

Космическая лента

Обсудить

Пилотируемый корабль Starliner компании Boeing был разработан по программе НАСА CCDev (Commercial Crew Development, Разработка коммерческих пилотируемых кораблей) для доставки астронавтов на Международную космическую станцию. Как и корабль SpaceX Crew Dragon, он должен выполнить один беспилотный полет к МКС и один полет с людьми на борту, прежде чем НАСА сертифицирует корабль для перевозки астронавтов.

Первый испытательный полет Starliner состоялся 20 декабря 2019 года. Сразу после отделения от ракеты «Атлас-5» корабль начал испытывать серьезные проблемы: из-за ошибки в таймере бортовой компьютер предполагал, что корабль уже находится на опорной орбите, тогда как в действительности он находился на суборбитальной траектории и должен был выполнить самостоятельное довыведение. Автоматика не запустила двигатели корабля, и с некоторой задержкой они были активированы вручную по командам с Земли. В процессе этих операций корабль израсходовал много топлива. Остатков в топливных баках было недостаточно для полета к МКС, а потому сближение и стыковка со станцией были отменены. 22 декабря Starliner вернулся на Землю.

По результатам последующего расследования выяснилось, что ошибка с таймером была далеко не единственной в программном обеспечении корабля. Помимо других ошибок, которые привели к сбоям в системе связи, была обнаружена проблема с двигателями служебного модуля, потенциально представлявшая угрозу экипажу. Всего американское космическое агентство выписало 80 различных рекомендаций по внесению изменений в ПО корабля. НАСА отказалось зачесть первый полет Starliner на орбиту и потребовало его повторить.

Boeing провел большую работу над ошибками, которая включала переделку программного обеспечения и глубокое тестирование всех систем Starliner. Повторный беспилотный полет Starliner к МКС получил название OFT-2 (Orbital Flight Test, орбитальные летные испытания). После нескольких переносов весной 2021 года он был назначен на 30 июля, но затем дата была изменена на 3 августа. Этот сдвиг официально объясняется нештатной ситуацией с российским модулем «Наука», который активировал двигатели после стыковки с МКС и нарушил ориентацию станции.

Вывоз ракеты Atlas V с кораблем Starliner на стартовую площадку SLC-41 на мысе Канаверал состоялся 2 августа. В этот же день в ходе проверок корабля была выявлена проблема, которую Boeing описал как «неожиданные показания положения клапана в двигательной системе». Любопытно, что об этом общественности сообщили только 3 августа в пресс-релизе об очередном переносе миссии, за три часа до предполагаемого старта.

В первоначальном сообщении говорилось, что пуск Altas V может состояться уже в среду 4 августа, но позднее Boeing и НАСА отказались от этой идеи. Специалисты сформировали программу для решения проблемы с клапаном, которая требует возвращения ракеты с кораблем в вертикальный монтажно-испытательный комплекс. Анализ ситуации выявил несколько возможных причин произошедшего, и их изучение также потребует времени.

Следующая возможная дата старта – 7 августа, но пока нельзя сказать, будет ли готов корабль к этому дню.

Если OFT-2 пройдет успешно, то пилотируемый испытательный полет Starliner к МКС может состояться уже в конце 2021 года.

Обсудить

 

На прошлой неделе сайт не обновлялся, но жизнь в мировой космонавтике не остановилась.

Новостей было не очень много, но одна из них отличается особой значимостью. Российский сегмент Международной космической станции обзавелся новым модулем впервые за 10 лет (или за 20 лет, если учитывать только полноразмерные и полнофункциональные модули станции). 29 июля 2021 года в 16:29 многоцелевой лабораторный модуль (МЛМ-У) «Наука» пристыковался к стыковочному узлу модуля «Звезда». Он летел – или, с учетом всех проблем, скорее, полз – до МКС восемь суток, как и планировалось изначально.

Как известно, корпус модуля «Наука» был построен в 1990-х годах в качестве дублера корпуса «Зари» (ФГБ-1). Постройка МЛМ на основе существующего корпуса шла несколько позднее, во второй половине 2000-х и начале 2010-х годов. В этот период бюджет Роскосмоса начинал расти после провала 90-х и первой половины нулевых, но ситуация с кадрами оставалась очень тяжелой. МЛМ удалось достроить, однако он вобрал в себя проблемы одного из самых тяжелых периодов в истории российской космонавтики.

За прошедшие годы стандарты в российской космонавтике сильно изменились. Запуск такого артефакта из прошлого как МЛМ-У стал испытанием для команды ЦУПа. Космический аппарат постоянно сбоил (что, наверное, было вполне нормально для советских модулей), а у специалистов в центре управления не было опыта оперативного решения подобных проблем, как и опыта работы с такой старой техникой. В результате, полет «Науки» к МКС не обошелся без опасных ситуаций, и даже через четыре часа после стыковки аппарат непредвиденно включил двигатели, заставив всю МКС выполнить полтора оборота вокруг своей оси. К счастью, это происшествие обошлось без последствий для станции.

Люк приборного отсека модуля «Наука» был открыт 30 июля. На следующий день космонавты вошли в основную часть МЛМ-У. Первые два выхода в открытый космос в рамках работ по интеграции модуля в состав МКС должны состояться в сентябре. А в течение года на МЛМ будут установлены европейская рука-манипулятор ERA и шлюзовая камера.

Космическая лента

Обсудить

 

Первые дни в космосе многоцелевого лабораторного модуля «Наука» выдались весьма тяжелыми. Сразу после запуска с модулем была потеряна связь, что заставило понервничать специалистов. После восстановления связи Центр управления получил телеметрическую информацию с «Науки», в которой были зафиксированы различные проблемы. Не было подтверждено раскрытие антенны системы «Курс-А» и стыковочной мишени, наблюдались сбои в работе инфракрасных датчиков ориентации. Также датчики зафиксировали аномальное давление в топливных баках. Проблемы фиксировались и в двигателях модуля.

В связи этим Роскосмос не стал в пятницу отстыковывать от МКС и сводить с орбиты модуль «Пирс», место которого должна занять «Наука».

В ходе последующих сеансов связи было установлено, что антенна «Курса» раскрылась, а давление в баках стабилизировалось. Неофициально предполагается, что из-за ошибки в программном обеспечении клапан преждевременно открыл магистраль между топливными баками низкого давления и высокого давления. Получившее давление превышало штатное, при котором работают два основных двигателя «Науки» – ДКС, двигатели коррекции и сближения.

22 июля перигей орбиты «Науки», снизившийся до 190 км, был поднят при помощи 250-секундного включения малых двигателей причаливания и стабилизации (ДПС). Модуль поднялся на высоту 374 x 225 км.

Переломным в судьбе модуля стал вечер пятницы 23 июля. В 21:08 мск было проведено успешное тестовое включение основного двигателя, который отработал корректно. В результате короткого включения орбита космического аппарата поднялась на 14 км в перигее и 7 км в апогее. А по итогам двух длительных включений ДКС в субботу 24 июля апогей орбиты «Науки» вплотную приблизился к высоте орбиты МКС.

Сейчас модуль находится на орбите высотой 406 x 334 км с наклонением 51,64⁰. У него достаточно топлива для подлета к МКС и стыковки. Следующая коррекция орбиты намечена на 27 июля.

Определенные неполадки были обнаружены в системе стыковки «Курс-А» модуля «Наука», однако повторные ее испытания 25 июля закончились успешно. В случае отказа системы при стыковке, что нередко происходило со старыми «Курсами», космонавты смогут вручную пристыковать модуль в телеоператорном режиме управления (ТОРУ).

В субботу на МКС началась подготовка модуля «Пирс» к затоплению. Она продолжилась в воскресенье. Отстыковка корабля «Прогресс МС-16» вместе с «Пирсом» должна состояться сегодня в 13:53 мск. Корабль войдет в атмосферу в 17:42 и к 17:51 прекратит свое существование. Трансляция отстыковки начнется в 13:30.

Стыковка «Науки» с МКС не была перенесена. Как и планировалось изначально, она должна состояться 29 июля.

На протяжении всех этих дней Роскосмос из своих официальных комментариев исключает любые упоминания о проблемах с модулем «Наука». Он лишь постфактум сообщает о проводимых коррекциях орбиты, не указывая, как они отличаются от первоначальных планов. Пресс-служба Роскосмоса лишь два раза сообщила о переносе отстыковки модуля «Пирс»: в сообщении от 22 июля говорится, что она состоится в субботу 24-го (изначально планировалась 23-го), а 25 июля Роскосмос сообщил, что «Пирс» будет затоплен 26-го. При этом Роскосмос никак не объяснил и не прокомментировал отказ от затопления «Пирса» в субботу. Журналисты узнавали о переносах, прослушивая открытый канал связи с МКС.

Космическая лента

Обсудить

 

Сегодня подмосковный ЦУП продолжил работы с двигателями коррекции и сближения модуля «Наука», которые были успешно испытаны вчера. По словам Дмитрия Рогозина, в 17:20 и 17:54 мск были проведены коррекции орбиты модуля «Наука» при помощи одного из двух двигателей ДКС. Полученную в результате этих маневров орбиту он назвал «расчетной».

Одновременно с этим, космонавты на Международной космической станции начали готовить модуль «Пирс» к затоплению. Они закрыли люк и приступили к откачке воздуха из отсека. Ожидается, что корабль «Прогресс МС-16» с «Пирсом» отстыкуется от станции завтра в 15:28 мск.

Следующая коррекция орбиты запланирована на вторник 27 июля.

Космическая лента

Обсудить

В течения дня Роскосмос не сообщил никаких новых подробностей о состоянии многоцелевого лабораторного модуля (МЛМ-У) «Наука», который был выведен на орбиту Земли вечером в среду 21 июля.

Нам достоверно известно, что модуль провел коррекцию орбиты в четверг при помощи двигателей причаливания и стабилизации (ДПС). Основные двигатели коррекции и сближения (ДКС) недоступны. По неофициальной информации, проблемы связаны с избыточным давлением, которое после запуска образовалось в топливных баках низкого давления.

Неравнодушные пользователи сети «Интернет» предполагают, что МЛМ-У необходимо в ближайшее время поднять высоту полета, чтобы замедлить «уход» плоскости орбиты от плоскости орбиты МКС. Если этого не сделать, то «Науке» не хватит топлива не перелет к станции. Исходя из этого предполагается, что ЦУП запланировал вечером в пятницу провести серию маневров при помощи двигателей причаливания и стабилизации. Нельзя исключать и того, что сегодня после 21:00 будет предпринята попытка провести тестовое короткое включение ДКС.

Работа специалистов усложняется тем, что радиокомплекс на борту модуля «Наука» работает не очень хорошо. О результатах сегодняшних маневров скоро узнаем от астрономов-любителей, которые следят за орбитой МЛМ-У. В случае успеха, о результатах коррекции орбиты, вероятно, сообщит и Роскосмос.

Сейчас становится все более очевидным, что добраться до космической станции при помощи ДПС модуль «Наука» не сможет. А потому его судьба будет зависеть от восстановления работоспособности основных двигателей. Широкой публике неизвестно достоверно, поможет ли расходование топлива двигателями стабилизации снизить давление в баках, предназначенных для двигателей коррекции, хотя эта версия остается основной.

Роскосмос официально не объявлял о желании отложить назначенную на субботу отстыковку модуля «Пирс» от МКС, однако ее перенос на воскресенье выглядит вполне вероятным.

UPD. Предположительно, тестовое включение двигателей коррекции прошло успешно.

Космическая лента

Обсудить

 

В четверг вечером Роскосмос сообщил, что модуль «Наука» провел два включения двигательной установки. Первый тестовый маневр состоялся в 18:07 мск, двигатели были включены на 17,23 с. Величина импульса составила 1 м/с. Второе включение двигателей состоялось в 20:19 мск и продлилось 250,04 секунды. Импульс составил 14,59 м/с.

В результате второго маневра перигей орбиты «Науки» увеличился с приблизительно 190 км до 230,43 км (по данным НОРАД – 224,4 км).

Можно с достаточно большой уверенностью предполагать, что для коррекции орбиты использовались малые двигатели причаливания и стабилизации (ДПС), а не основные двигатели коррекции и сближения (ДКС), о проблемах с которыми сообщалось ранее. Этот маневр позволил выиграть время для решения проблем модуля, но его успех не означает, что ДПС удастся использовать для полета к МКС.

Сегодня специалисты продолжат работу над новой схемой перелета «Науки» к космической станции. Роскосмос анонсировал проведение дополнительных импульсов для построения орбиты в пятницу. Вероятно, они будут проведены вне зависимости от того, есть ли у «Науки» возможность долететь до МКС.

Поэтому наилучшим индикатором прогресса станет судьба малого модуля «Пирс». Если Роскосмос подтвердит отделение от МКС и затопление «Пирса» в субботу, это будет означать, что специалисты уверены в возможности доставить «Науку» на орбиту космической станции. А очередной перенос операций по подготовке к остыковке «Пирса» станет мрачным сигналом для будущего «Науки».

UPD. Роскосмос подтвердил, что сегодня космонавты будут готовить «Пирс» к отстыковке. Но это не означает, что отстыковка модуля состоится в субботу.

UPD 2. Отстыковка модуля «Пирс» от МКС переносится на воскресенье 25 июля.

Космическая лента

Обсудить