Kereskedelmi személyzet program - Commercial Crew Program

Kereskedelmi személyzeti program
Ország	Egyesült Államok
Szervezet	NASA; Boeing; SpaceX;
Célja	ISS személyzet szállítása
Állapot	Folyamatban lévő
Programtörténet
Időtartam	2011 - jelen
Első repülés
Sikerek	2
Indítási webhely (ek)
Járműinformációk
Személygépkocsi (k)	Crew Dragon; Starliner;
Indító jármű (k)	Sólyom 9 5. blokk; ; Atlasz V N22 ;

A Crew Dragon (balra) közeledik az ISS -hez. A Starliner (jobbra) tesztelésre halmozódik.

A Kereskedelmi Crew Program ( CCP ) kereskedelmi forgalomban működtetett személyzetszállítási szolgáltatást nyújt a Nemzetközi Űrállomásra (ISS) és onnan, a NASA szerződése alapján , és személyzetváltást végez a Nemzetközi Űrállomás program expedíciói között . Az amerikai repülőgépgyártó SpaceX 2020 -ban kezdte meg a szolgáltatásnyújtást a Crew Dragon űrhajó használatával, és a Boeing is csatlakozik, amikor Boeing Starliner űrszondája 2023 -ban üzembe helyezhető.

Az űreszközök az eladó tulajdonában vannak és működtetik őket, a személyzet szállítását pedig kereskedelmi szolgáltatásként biztosítják a NASA -nak. Mindegyik küldetés legfeljebb négy űrhajóst küld az ISS -hez, lehetőség van egy ötödik utas elhelyezésére is. Az operatív repülések körülbelül félévente történnek a körülbelül hat hónapig tartó küldetések esetén. Az űrhajó kiküldetése során az ISS -hez kötődik, és a küldetések általában legalább néhány nappal átfedik egymást. Az űrsikló 2011 -es nyugdíjba vonulása és a 2020 -as első operatív CCP -küldetés között a NASA a Szojuz programra támaszkodva szállította űrhajósait az ISS -re.

Egy Crew Dragon űrszondát indítanak a Falcon 9 Block 5 hordozórakéta tetejére, és a kapszula az Atlanti -óceánon való fröccsenéssel visszatér a Földre . A program első operatív küldetése, a SpaceX Crew-1 2020 november 16-án indult. A Boeing Starliner űrhajó részt vesz az utolsó próbarepülése után , amelyet az Atlas V N22 vagy a Vulcan Centaur hordozórakéta tetején bocsátottak fel . A fröccsenés helyett a Starliner kapszula légzsákkal tér vissza a szárazföldre az Egyesült Államok nyugati részének négy kijelölt helyének egyikén.

A Kereskedelmi Crew Program fejlesztése 2011 -ben kezdődött, amikor a NASA a személyzettel közlekedő járművek belső fejlesztéséről az ISS személyzet rotációjára váltott át a szállítás kereskedelmi iparág fejlesztésére az ISS felé. A következő két évben nyílt versenysorozaton a Boeing, a Blue Origin , a Sierra Nevada és a SpaceX sikeres ajánlatokat tett az ISS személyzet szállítójárműveire vonatkozó javaslatok kidolgozására. 2014-ben a NASA külön fix árú szerződéseket ítélt oda a Boeingnek és a SpaceX-nek, hogy kifejlesszék saját rendszereiket, és űrhajósokat repüljenek az ISS-re. Mindegyik szerződéshez négy sikeres demonstrációra volt szükség a rendszer emberi besorolásának eléréséhez : betéti megszakítás, csavarozatlan pályateszt, indítási megszakítás és személyzeti keringési teszt. Az operatív küldetések eredetileg 2017-ben kezdődtek volna, de a késések miatt a NASA-nak további üléseket kellett vásárolnia a Szojuz űrhajókon, a Szojuz MS-17-ig .

Háttér

2004-ben a Aldridge Bizottság - által létrehozott elnök George W. Bush követő Space Shuttle Columbia katasztrófa - szólított legénységgel repülőjegy Hold egy Crew Exploration Vehicle zárójelentésben. A NASA 2005 -ös engedélyezési törvényét követően létrejött a Constellation program , amely a holdkutatási céljai mellett egy felülvizsgált Orion nevű Crew Exploration Vehicle személyzet rotációs repülést irányított a Nemzetközi Űrállomásra (ISS). Az Orion felváltotta az Orbital Space Plane -t, amelyet kifejezetten az ISS legénységének forgására terveztek. 2009 -ben a Barack Obama elnök által kinevezett Augustinus Bizottság megállapította, hogy a program finanszírozása és erőforrásai nem elegendőek céljainak megvalósításához anélkül, hogy ütemtervük jelentős késedelmet szenvedne, és a finanszírozás 3 milliárd dollárral növekedne, ami arra késztette a NASA -t, hogy kezdje el fontolni a program alternatíváit. . A Csillagkép programot hivatalosan 2010 -ben törölték, a NASA újraindította az Oriont a Földön kívüli felfedezésre, és együttműködött a kereskedelmi partnerekkel az ISS legénységének rotációjához és más legénységi tevékenységekhez az alacsony Föld körüli pályán, miután 2011 -ben visszavonult az űrsikló program . véget NASA függősége Roscosmos " Szojuz programot nyilvánít űrhajósok az ISS.

Fejlődés

CCDev díjak

Sierra Nevada Dream Chaser, a Commercial Crew Development három döntősének egyike; kiválasztásának elmaradása Sierra Nevada sikertelen jogi kihívását eredményezte

A NASA 2010. évi engedélyezési törvénye 1,3 milliárd USD -t különített el a meglévő Commercial Crew Development (CCDev) program három évre történő kiterjesztésére. Míg a program első versenye 2010 -ben az amerikai helyreállítási és újrabefektetési törvény részeként a különböző emberi űrrepülési technológiák fejlesztésének finanszírozására összpontosított a magánszektorban , addig a második forduló, a CCDev 2, az űrhajósok űrhajósokra való eljuttatására irányuló javaslatokra összpontosított. az ISS -től. A verseny CCDev 2 Forrás áprilisában kötött 2011-ben, a Blue Origin részesülő US $ 22 millió fejlesztésére, valamint a kettős kúpos orrkúp kapszula koncepció, SpaceX részesülő US $ 75 millió fejlesztése a a legénységgel változatát Sárkány űrjármű és egy emberméretű Falcon 9 dob járművet, a Sierra Nevada Corporation megkapta US $ 80 millió fejlesztése álom Chaser , és a Boeing részesülő US $ 92.300.000, hogy fejlesszék a CST-100 Starliner . A SpaceX -et korábban a NASA szerződtette az ISS utánpótlási járatainak üzemeltetésére Dragon űrhajójukkal, a NASA Kereskedelmi Utánpótlási Szolgáltatásainak részeként . A program harmadik fordulója, a Commercial Crew Integrated Capability (CCiCap) célja, hogy anyagilag támogassa a nyertes pályázatok kidolgozását 21 hónapon keresztül 2014 májusáig, felkészülve az ISS -en belüli személyzeti kiküldetésekre öt éven belül. Annak ellenére, hogy elnyerte a CCDev 1 és a CCDev 2 díjakat, a Blue Origin úgy döntött, hogy nem versenyez a CCiCap -ben, hanem inkább a tulajdonosuk, Jeff Bezos magánbefektetéseire támaszkodik , hogy továbbfejlessze a személyzet űrrepülését. A CCiCap finanszírozására irányuló verseny 2012 augusztusában ért véget: a Sierra Nevada Dream Chaser -nek 212,5 millió dollárt, a SpaceX Crew Dragon -nak 440 millió dollárt, a Boeing Starliner -nek pedig 460 millió dollárt ítéltek oda. Míg az Alliant Techsystems integrált Liberty hordozórakéta és űrszonda döntős volt, azt elutasították, mivel aggodalmak merültek fel az Alliant Techsystems javaslatának részleteiben.

2012 decemberében a három CCiCap -nyertes további 10 millió dollár támogatást kapott a "tanúsítási termék -szerződések" (CPC) két sorozatából elsőként, hogy további vizsgálatokat, mérnöki szabványokat és tervezési elemzést tegyen lehetővé a NASA biztonsági követelményeinek való megfelelés érdekében legénységi űrrepüléshez. A második CPC sorozat a Commercial Crew Transportation Capability (CCtCap) néven nyilvánult meg, a CCDev program utolsó szakasza, ahol a NASA nyílt verseny útján tanúsítja az üzemeltetőt, hogy személyzettel repüljön az ISS -re. Az ajánlattételi időszakot 2014. január 22-én bezárták. A Sierra Nevada egy héttel később bejelentette, hogy a Dream Chaser űrszonda magánfinanszírozású pályarendelő repülését tervezték a Sierra Nevada által megvásárolni kívánt Atlas V hordozórakéta segítségével. 2014. szeptember 16 -án a CCtCap úgy döntött, hogy a SpaceX Crew Dragon és a Boeing Starliner egyedüli nyertesei, a SpaceX 2,6 milliárd dolláros szerződést, a Boeing pedig 4,2 milliárd dolláros szerződést kapott. Sierra Nevada tiltakozást nyújtott be a Kormányzati Elszámoltatási Hivatalhoz (GAO), válaszul "komoly kérdésekre és következetlenségekre hivatkozva a forrásválasztási folyamatban". Az Egyesült Államok Szövetségi Kereskedelmi Bírósága helybenhagyta azt a döntést, amely lehetővé tette a Crew Dragon és a Starliner fejlesztését a tiltakozás ideje alatt, hivatkozva az ISS legénységi műveleteivel kapcsolatos aggodalmakra a Kereskedelmi Crew Program késése esetén. A GAO elutasította a Sierra Nevada 2015 januárjában megfogalmazott tiltakozását, kijelentve, hogy a GAO által összegyűjtött bizonyítékok hiteltelenné tették Sierra Nevada NASA -val szembeni állításait; Sierra Nevada elfogadta a döntést. A társaság a CCtCap eredményét követően elbocsátott 90 személyt, akik a Dream Chaser-en dolgoztak, és az űreszközt kereskedelmi űrrepülésre bérbe vett járműként helyezték át. A Dream Chaser rakományváltozatát később a NASA fejlesztette ki és választotta ki, hogy lecserélhetetlen utánpótlás -küldetéseket juttasson el az ISS -hez a Commercial Resupply Services 2 szerződés alapján.

Utóválasztás

A Crew Dragon C204 (jobbra) megsemmisült a tesztelés során, ami a Kereskedelmi Crew Program számos késésének egyikét okozta az évtizedes fejlesztés során

Míg a Commercial Crew Program első járatait eredetileg 2017 végéig akarták elindítani, a Boeing 2016 májusában jelentette be, hogy első személyzeti járatukat 2018 -ra halasztják a Starliner Atlas V N22 hordozórakétájával kapcsolatos problémák miatt. 2016 decemberében a SpaceX bejelentette, hogy első legénységi járataikat is 2018-ra halasztják, miután az Amos-6 elvesztette a Falcon 9 , a Crew Dragon hordozórakéta véletlen indítópultjának robbanását . Mivel a Szojuz programban az amerikai űrhajósok számára 2018 óta nem indul újabb járat , a GAO aggodalmát fejezte ki, és 2017 februárjában javasolta, hogy a NASA dolgozzon ki tervet a személyzet rotációjára további késések esetén. Miután a település egy pert az orosz repülőgépipar gyártó Energia felett Sea Launch , Boeing kapott lehetőséget, legfeljebb öt helyet Soyuz járatok, amelyek a NASA vásárolt Boeing. A NASA bejelentette az űrhajósokat, akiket 2018 augusztusában választottak a Crew Dragon és a Starliner járművek kipróbálására, majd két hónappal később bemutatta a Crew Dragon és a Starliner bemutató küldetéseit a 2019-es dátumokra. A kibontott SpaceX Demo-1 küldetést március 2-án indították 2019, amelyben a Crew Dragon sikeresen kikötött az ISS -sel, és hat nappal az indítás után visszatért a Földre. A küldetés során használt kapszula azonban véletlenül megsemmisült a SuperDraco hajtóművek statikus tűzvizsgálatán 2019 áprilisában, ami további késedelmet okozott a jövőbeni Crew Dragon járatok indításában. A Boeing Orbitális Repülési Teszt és a Boeing Crew Repülési Teszt , amelyeket mindketten elhalasztottak a Starliner megszakítási rendszerének sikertelen tesztje miatt, ismeretlen okok miatt tovább tolódtak a 2019 elejétől a közepéig tartó dátumról 2019 végére.

A Boeing 2018 novemberében és 2019 decemberében hajtotta végre a Boeing Pad Abort tesztet . A NASA sikeresnek fogadta el a tesztet, annak ellenére, hogy az ejtőernyőket nem sikerült bevetni, mivel a rendszer három ejtőernyő alatt tervezték. A Boeing 2018 decemberében elvégezte az orbitális repülési tesztet, és a Starliner szoftverének jelentős meghibásodásaival találkozott, amelyek kizárták az ISS -hez való szándékos dokkolást, és a küldetés csonkítását kérték. Az orbitális repülési tesztet a NASA független felülvizsgálat után "jól látható közeli hívásnak" nyilvánította, a második orbitális repülési tesztet (Boeing OFT-2) 2021 júliusára tervezték, és a Boeing fedezte a repülés költségeit. további CCDev -finanszírozás. A Kereskedelmi Crew Program előrehaladásával kapcsolatos további bizonytalanságok közepette a NASA helyet vásárolt a Soyuz MS-17 küldetésen, hogy biztosítsa a 64 -es expedíción való részvételt abban az esetben, ha a program operatív küldetései tovább késnek, további Soyuz ülések vásárlásával az MS- 17 lehetőségként írják le. A SpaceX repülés közbeni megszakítási tesztjét 2020 januárjában sikeresen lebonyolították, ezzel előkészítve a Crew Dragon- SpaceX Demo-2- utolsó, legénységi tesztrepülését, amely 2020 májusában bocsátotta az ISS-re Bob Behnken és Doug Hurley űrhajósokat. első üzemi repülőgépét, a SpaceX Crew-1-et , 2020. november 16-án. A tervek szerint 2021. május 2-ig dokkolt az ISS-nél. A SpaceX Crew-2 2021. április 23-án indult útjára, és a tervek szerint 2021 novemberéig marad az ISS-en. a SpaceX Crew-3 tervezett érkezése után . Amikor 2021. augusztus 3-án a Boeing OFT-2 a padon volt az indulásra készülve, problémák merültek fel a kapszula meghajtórendszerében lévő 13 szeleppel. Az indítást súrolták, és a kapszula végül visszatért a gyárba. A probléma elemzése 2021 szeptemberében még folyamatban volt, és a bevezetést határozatlan időre elhalasztották. Ennek a csavarozatlan tesztnek meg kell előznie az első legénységi tesztet, amely most nem valószínű, hogy 2022 vége előtt megtörténik.

Űrhajó

A Commercial Crew Program a SpaceX Crew Dragon segítségével szállítja az űrhajósokat az ISS -re és onnan. A Boeing Starliner csatlakozik ehhez a szerephez, miután emberi minősítést kapott. Mindkét űrhajó automatizált, de vészhelyzet esetén személyzetük manuálisan vezérelheti érintőképernyőn keresztül . Mindkét űrhajó személyzeti kabinja 11 köbméter (390 köbméter) nyomás alatti térfogatú, és akár hét személyzetet is képes szállítani, bár a NASA csak négy legénységet küld el a program minden küldetésére; a NASA rendelkezésére áll egy ötödik ülést elfoglaló bővítmény. A NASA dokkolórendszert mindkét űrhajó az ISS-hez való kikötéshez használja , és felváltja a korábbi Kereskedelmi Orbitális Szállítási Szolgáltatások űrszonda, például az első generációs Dragon által használt közös kikötési mechanizmust , és mindkettő akár 210 napig is eltarthat az ISS-hez dokkolt űrben . Ezenkívül az űreszközt úgy tervezték, hogy megfeleljen a NASA biztonsági szabványának, azaz a 270-ből 1 katasztrofális meghibásodás esélye , ami magasabb, mint az űrsikló 90-ből való esélye.

Crew Dragon

A SpaceX Crew Dragon a cég Dragon 2 típusú űrhajóinak egyik változata, amely az első generációs Dragon továbbfejlesztett változata. Szélessége 3,7 méter (12 láb), törzse nélkül 4,4 méter (14 láb), törzsével 7,2 méter (24 láb). Míg a csomagtartókat a kapszulabe való belépés előtt eldobják, a személyzet kabinjait újrafelhasználásra tervezték. Alternatív megoldásként a Crew Dragon űrhajó kicsomagolt Cargo Dragon űrhajóként is felhasználható a SpaceX Kereskedelmi Utánpótlási Szolgáltatások 2 küldetésében való használatra, és mindegyik kapszula akár öt alkalommal is repülhet. A Crew Dragon űrhajó akár egy hetet tölthet szabadon, anélkül, hogy az ISS -hez kötődne. Minden Crew Dragon kapszula fel van szerelve egy kilövési menekülési rendszerrel, amely nyolc SpaceX SuperDraco motorból áll, amelyek egyenként 71 000 newton (16 000 font) tolóerőt biztosítanak. Míg ezeket a hajtóműveket eredetileg hajtóműves leszállásra szánták, amikor visszatértek a Földre, és az első tesztjárművet felszerelték ilyen képességekre, ezeket a terveket végül felhagyták az Atlanti -óceánra érkező hagyományos fröccsenő visszatéréssel . A SpaceX CCtCap szerződése szerint a Crew Dragon járaton minden egyes ülés 60–67 millió dollár között mozog, míg a NASA főfelügyelői hivatala (OIG) minden ülés névértékét körülbelül 55 millió dollárra becsülte.

Starliner

A Boeing CST-100 Starliner-"CST" a "Crew Space Transportation" rövidítése-4,6 méter (15 láb) átmérőjű és 5,1 méter (17 láb) magas. A Starliner személyzetmodulja legfeljebb tíz járatra használható fel, míg a szervizmodul minden repülés során elhasználódik. Különböző motorok által gyártott Aerojet Rocketdyne számára orbitális manőverezés , magatartása kontroll , reakció-szabályozás, és a dob menekülési, hasznosítják a Starliner. Nyolc reakcióvezérlő motor az űrhajó legénységének moduljában és 28 reakcióvezérlő motor az űrhajó szervizmoduljában egyenként 380 newtonot (85 font erő) és 445 newtonot (100 font erőt) biztosít. A szervizmodulon található 20 egyedi Orbital Maneuvering and Attitude Control (OMAC) motor 6700 newton (1500 font) tolóerőt biztosít, míg négy RS-88 motor 178 000 newton (40 000 font) tolóerőt biztosít. mindegyik egy indítási megszakítási forgatókönyvben. A névleges repülés során, indítás megszakítása nélkül a Starliner felhasználhatja az RS-88-as motorjai számára fenntartott el nem használt üzemanyagot, hogy segítsen OMAC-hajtóműveinek az orbitális behelyezési égésben, miután a Centaur felső szintjét elválasztották az indítás során. Az űrbe kerülve a Starliner űrhajó szabadon repülve akár 60 órát is túlélhet. A Crew Dragon -tól eltérően a Starliner -t úgy tervezték, hogy az óceán helyett a szárazföldön térjen vissza a Földre, légzsákok segítségével tompítja a jármű ütközését a talajjal. Négy oldalak a nyugati szomszédos Egyesült Államok - a Dugway Proving Ground a Utah , Edwards Air Force Base a California , White Sands Missile tartomány a New Mexico , és Willcox Playa in Arizona - szolgál majd leszállás tartományok visszatérnek Starliner űrhajó, bár egy vészhelyzet esetén fel van szerelve a fröccsenő visszaküldés végrehajtására is. A Boeing CCtCap szerződése szerint a CST-100-as járat minden ülőhelye 91–99 millió dollár között mozog, míg a NASA OIG becslése szerint minden ülés névértéke körülbelül 90 millió dollár.

Küldetések

A NASA küldetései az ISS -hez átlagosan félévente indulnak, a Boeingre és a SpaceX -re pedig hat operatív járatra szerződnek. A SpaceX Crew-1 küldetése, a program első operatív repülése, Victor Glover , Mike Hopkins , Soichi Noguchi és Shannon Walker 2020 novemberében az ISS-re vitte a Resilience fedélzetére . A rugalmasságot eredetileg a Crew-2-re tervezték használni , de a C204 tesztelés során történt véletlen megsemmisüléséből adódó ütemezési változtatás után újra kiosztották . Míg a NASA űrhajósai a Crew Dragon vagy a Starliner járatokra kaptak megbízást, Noguchi - a JAXA űrhajós - nyitva állt arra, hogy bármelyik űrhajó elindítsa az első operatív küldetést. Mivel Chris Cassidy megérkezett az ISS-re a Szojuz MS-16 idején, az űrhajósok megérkezése a Resilience fedélzetére jelentette az első alkalmat az űrsikló program óta, amelyben az ISS amerikai orbitális szegmense teljes egészében négy személyzettel felszerelt. A Crew-2 2021 áprilisában indult, először repülő Falcon 9 elsőfokú emlékeztető és egy felújított Crew Dragon segítségével. A misszió Shane Kimbrough -t , Megan McArthurt , Akihiko Hoshide -ot és Thomas Pesquet -t szállította az Endeavour fedélzetére . A Crew-3 2021 októberében Thomas Marshburn-t , Raja Charit , Matthias Maurert és Kayla Barront viszi az ISS-hez, a Crew-4 pedig 2022 áprilisában indítja útjára Kjell Lindgren-t , Bob Hines-t és Samantha Cristoforetti- t. Bejelentik a NASA nemzetközi partnereit. A Boeing első operatív küldetése a programban, a Starliner-1 , 2022- ben Sunita Williams , Josh Cassada , Jeanette Epps és Koichi Wakata űrhajósokat szállítja az ISS-re a Calypso fedélzetén .

Operatív CCP küldetések
Küldetés	Tapasz	Indítási dátum	Indítsa el a járművet	Űrhajó	Időtartam
Küldetés	Tapasz	Legénység
		2020. november 15	Falcon 9 5. blokk ( B1061.1 )	Crew Dragon ( C207.1 Rugalmasság )	167d, 6h, 29m
		Michael Hopkins Victor Glover Soichi Noguchi Shannon Walker
		2021. április 23	Falcon 9 5. blokk ( B1061.2 )	Crew Dragon ( C206.2 Endeavour )	178d, 1h, 31m (folyamatban)
		Shane Kimbrough Megan McArthur Akihiko Hoshide Thomas Pesquet
		2021. október 30	Falcon 9 5. blokk ( B1067.2 )	Crew Dragon ( C210.1 Endurance )	Tervezett
		Raja Chari Thomas Marshburn Mátyás Maurer Kayla Barron
		2022. április 15	Sólyom 9 5. blokk	Crew Dragon	Tervezett
		Kjell Lindgren Bob Hines Samantha Cristoforetti TBA
		2022 október	Sólyom 9 5. blokk	Crew Dragon	Tervezett
		Nicole Aunapu Mann Josh Cassada Koichi Wakata TBA
		NET 2022	Atlasz V N22	Boeing Starliner ( S3.2 Calypso )	Tervezett
		Sunita Williams TBA Jeanette Epps TBA