Ғарыш станциясы үшін авариялық құтқару капсуласы - X 38

Кіріспе

Эксперименталды ғарыш құтқару қайығы Х 38 – Халықаралық ғарыш станциясы (ХҒС) үшінгі мүмкін апаттық экипажға оралу көлігін (CRV) зерттеу мақсатында NASA әзірлеген эксперименталды қайта кіру аппараты. 1995–2002 жылдар аралығындағы бағдарлама басқа да қолданыстар үшін өзгертілуі мүмкін экипажға оралу көлігінің дизайны тұжырымдамаларын да жасады, мысалы, француздық Ariane 5 ракетасында ұшырылатын АҚШ пен халықаралық ғарыш кемесі болу мүмкіндігі. Бағдарлама аясында ұсынылған экипажға оралу көлігі үшін үш сынақ прототипі ұшу демонстраторы жасалды, олардың әрқайсысы алдыңғы нұсқасына қарағанда жақсартылған. Үшеуі де қанаты жоқ, көтеруге арналған аппараттар болып, сынақ құлауларында қолданылды. X 38 бағдарламасы 2002 жылы бюджеттің қысқартылуына байланысты тоқтатылды.

Дизайн

X 38 жартылай тұрақты түрде ХҒС-ке (ISS) ілесуге арналған. Егер экипаж ауырсынып немесе жарақаттанса, олар құтқару көлігіне кіріп, соққыға тірейтін механизм арқылы кіретін. Қысқа процедураны орындау арқылы экипажға арналған көліктер экипаж мүшелерін Жерге қауіпсіз жеткізер еді. Ажыратылғаннан кейін, аппарат орбиталық деорбитация жүйесін (DPS) пайдалана отырып орбитадан шығарылар еді. Сегіз қозғалтқышты DPS ғарыш кемесінің бағытын реттеп, X 38-ді баяулатып, гравитациялық тартылыс оны Жер атмосферасына қайта тартар еді. DPS модулін Aerojet әзірледі және 2002 жылы V 201 бағдарламасы үшін Джонсон ғарыш орталығына жеткізілді. DPS-тің бөлінуінен кейін X 38 орбитадан шығып, соңғы түсуі мен қонуы үшін басқарылатын парафолды қолданған болар еді. Көтерілгіш корпустық ұшақтардың жоғары жылдамдықпен ұшуы олардың қонуын қиындатады. Парафоль көлікті баяулатып, қонуды жеңілдетуге арналған. Қону шассисі дөңгелектердің орнына шанақтардан тұрды: шанақтар шана сияқты жұмыс істеп, көлік жерге сығана тоқтаған болар еді. X 38-нің пішіні мен мөлшері ғарыш кемесінен ерекшеленді. Экипажға арналған көлік шатлдың жүк бөліміне сыятын. Бірақ бұл оның кішкентай екенін білдірмейді. X 38-дің салмағы 10,660 кг, ұзындығы 9,1 метр болды. Тоғыз сағатқа дейін жұмыс істейтін аккумулятор жүйесі қуат пен тіршілік етуді қамтамасыз ету үшін пайдаланылар еді. Егер экипажға қайта оралу көлігі қажет болса, Жерге жету үшін 2-3 сағат кететін. Қону үшін қолданылатын парафоль парашюті АҚШ армиясы әзірлеген технологияның негізінде жасалған. Бұл үлкен парафоль ең жақсы нәтиже алу үшін 5 кезеңде ашылады. X-38-дің артқы жағынан сүйрегіш парашют шығарылар еді. Бұл сүйрегіш парашют көлікті тұрақтандыру және баяулату үшін пайдаланылар еді. Содан кейін парафоль (687 шаршы метр ауданы) босатылар еді. Ол бес қадаммен ашылады (бұл процесс сатылану деп аталады). Сатылану процесі 45 секундқа созылады, бірақ парашюттің сәтті ашылуы үшін маңызды. Сатылану жоғары жылдамдықты желдің парафольды жыртып кетуіне жол бермейді. Ғарыш кемесінің қонуы толық автоматтандырылған болар еді. Миссиялық басқару орталықтан компьютерлік жүйеге координаттар жіберген болар. Бұл жүйе сондай-ақ жел сенсорларын және Global Positioning System (спутниктік координаттар жүйесі) арқылы қауіпсіз сапарды үйлестіретін. Экипажға арналған көлік медициналық төтенше жағдайларды ескере отырып жасалғандықтан, экипаж мүшелері әрекетке қабілетсіз немесе жарақат алған жағдайда көлік автоматты түрде үйге орала алатын. Қажет болған жағдайда, экипаж резервтік жүйелерге ауысып, көлікті басқару мүмкіндігіне ие болар еді. Сонымен қатар, экипаж кабинасына жеті жоғары биіктіктегі төмен ашылатын (HALO) парашют жиынтығы қосылды, бұл құрал кемеден қашу мүмкіндігін қамтамасыз етуге арналған. X 38 үшін Advanced Docking Berthing System (ADBS) жобаланды және осы жұмыс Джонсон ғарыш орталығы кейіннен Жобалық шоқжұлдыздық жобада жоспарланған көліктер үшін жасаған Төмен әсерлі док жүйесіне әкелді. X 38 көлігі X 35 деп те аталды (бірақ бұл атау АҚШ Әскери-әуе күштері Lockheed Martin компаниясының Joint Strike Fighter бағдарламасына бөлді) және X CRV (эксперименттік экипажға қайту көлігі).

The X 38 was intended to be semi permanently docked to the ISS. If the crew became sick or injured during the course of their mission, they would enter the rescue vehicle through a hatched docking mechanism. With execution of a short procedure, the crew return vehicles would automatically fly the crew members safely to Earth. Once undocked, the vehicle would be deorbited using a deorbital propulsion system (DPS). The eight thruster DPS would adjust the spacecraft's attitude and retrofire to slow the X 38 down, allowing gravitational attraction to pull it back into Earth's atmosphere. A DPS module was developed by Aerojet and delivered to Johnson Space Center in 2002 for V 201. Following the jettison of the DPS, the X 38 would have glided from orbit and used a steerable parafoil for its final descent and landing. The high speeds at which lifting body aircraft operate can make them challenging to land. The parafoil would have been used to slow the vehicle and make landing easier. The landing gear consisted of skids rather than wheels: the skids worked like sleds so the vehicle would have slid to a stop on the ground. Both the shape and size of the X 38 were different from that of the Space Shuttle. The Crew Return Vehicle would have fitted into the payload bay of the shuttle. This does not, however, mean that it would have been small. The X 38 weighed 10,660 kg and was 9.1 meters long. The battery system, lasting nine hours, was to be used for power and life support. If the Crew Return Vehicle was needed, it would only take two to three hours for it to reach Earth. The parafoil parachute, employed for landing, was derived from technology developed by the U. S. Army. This massive parafoil deploys in 5 stages for optimum performance. A drag chute would have been released from the rear of the X 38. This drag chute would have been used to stabilize and slow the vehicle down. The parafoil (area of 687 square meters) was then released. It would open in five steps (a process called staging). While the staging process only takes 45 seconds, it is important for a successful chute deployment. Staging prevents high speed winds from tearing the parafoil. The spacecraft's landing was to be completely automated. Mission Control would have sent coordinates to the onboard computer system. This system would also have used wind sensors and the Global Positioning System (a satellite based coordinate system) to coordinate a safe trip home. Since the Crew Return Vehicle was designed with medical emergencies in mind, it made sense that the vehicle could find its way home automatically in the event that crew members were incapacitated or injured. If there was a need, the crew would have the capability to operate the vehicle by switching to the backup systems. In addition, seven high altitude low opening (HALO) parachute packs were included in the crew cabin, a measure designed to provide for the ability to bail out of the craft. An Advanced Docking Berthing System (ADBS) was designed for the X 38 and the work on it led to the Low Impact Docking System the Johnson Space Center later created for the planned vehicles in Project Constellation. The X 38 vehicle was also known as the X 35 (but that designation was already allocated by the USAF to Lockheed Martin's entry in the Joint Strike Fighter Program) and the X CRV (experimental Crew Return Vehicle).