Экспериментальный спасательный космический корабль X-38

Введение

Экспериментальный космический спасательный аппарат

X-38 был экспериментальным аппаратом, предназначенным НАСА для исследования возможного аварийного средства возвращения экипажа (CRV) с Международной космической станции (МКС). Программа, реализовывавшаяся в 1995–2002 годах, также разработала концепции конструкции аппарата для возвращения экипажа, которую можно было бы модифицировать для других целей, например, для возможного совместного американско-международного пилотируемого космического корабля, запускаемого с помощью французской ракеты-носителя Ariane 5. В рамках программы было создано в общей сложности три лётных прототипа для предлагаемого аппарата возвращения экипажа, каждый из которых представлял собой улучшенную версию предыдущего. Все три аппарата были бесплановыми летательными аппаратами поднимающей силы, использовавшимися в испытаниях со сбросом. Программа X-38 была закрыта в 2002 году из-за сокращения финансирования.

Дизайн

X-38 должен был быть полупостоянно пристыкован к МКС. В случае, если члены экипажа заболеют или получат травмы во время миссии, они могли бы войти в спасательный аппарат через герметичный стыковочный механизм. После выполнения короткой процедуры, аппараты возвращения экипажа автоматически доставили бы членов экипажа на Землю в безопасном режиме. После отстыковки аппарат выводился бы с орбиты с помощью двигательной установки для сведения с орбиты (DPS). Восьмидвигательная DPS корректировала бы ориентацию космического корабля и включала двигатели в обратном направлении для снижения скорости X-38, позволяя гравитационному притяжению вернуть его в атмосферу Земли. Модуль DPS был разработан компанией Aerojet и доставлен в Космический центр имени Джонсона в 2002 году для программы V-201. После сброса DPS, X-38 планировалось свести с орбиты и использовать управляемый парашют-крыло для финального спуска и посадки. Высокие скорости, на которых работают летательные аппараты с подъемным корпусом, могут затруднить их посадку. Парашют-крыло использовался бы для снижения скорости и облегчения посадки. Шасси аппарата состояло из полозьев, а не колес: полозья работали как санки, позволяя аппарату скользить до полной остановки на земле. Форма и размеры X-38 отличались от «Космического челнока». Аппарат возвращения экипажа мог бы поместиться в грузовой отсек «Шаттла». Однако это не означает, что он был бы небольшим. X-38 весил 10 660 кг и имел длину 9,1 метра. Система электропитания, рассчитанная на девять часов работы, предназначалась для обеспечения энергией и жизнеобеспечения. Если бы потребовался аппарат возвращения экипажа, ему потребовалось бы всего два-три часа, чтобы достичь Земли. Парашют-крыло, используемое для посадки, было разработано на основе технологий, разработанных армией США. Этот большой парашют-крыло развертывается в 5 этапов для достижения оптимальной производительности. Тормозной парашют выпускался бы из задней части X-38. Этот тормозной парашют использовался бы для стабилизации и снижения скорости аппарата. Затем выпускался парашют-крыло (площадью 687 квадратных метров). Он раскрывался бы в пять этапов (процесс называется ступенчатым развертыванием). Хотя процесс ступенчатого развертывания занимает всего 45 секунд, он важен для успешного раскрытия парашюта. Ступенчатое развертывание предотвращает повреждение парашюта-крыла сильными ветрами. Посадка космического корабля должна была быть полностью автоматизированной. Центр управления полетами отправлял бы координаты бортовой компьютерной системе. Эта система также использовала бы датчики ветра и глобальную систему позиционирования (спутниковую систему координат) для обеспечения безопасного возвращения на Землю. Поскольку аппарат возвращения экипажа был разработан с учетом медицинских чрезвычайных ситуаций, было логично, что аппарат мог бы автоматически найти дорогу домой в случае, если члены экипажа были недееспособны или получили травмы. При необходимости экипаж мог бы управлять аппаратом, переключившись на резервные системы. Кроме того, в кабине экипажа было предусмотрено семь парашютных систем с раскрытием на большой высоте и малой скоростью (HALO), предназначенных для обеспечения возможности покинуть аппарат в аварийной ситуации. Для X-38 была разработана система Advanced Docking Berthing System (ADBS), работа над которой привела к созданию системы мягкой стыковки, которую позже Космический центр имени Джонсона разработал для планируемых аппаратов в рамках проекта Constellation. Аппарат X-38 также был известен как X-35 (но это обозначение уже было присвоено ВВС США проекту Lockheed Martin в рамках программы Joint Strike Fighter) и X CRV (экспериментальный аппарат возвращения экипажа).

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).