CST-100 Starliner

CST-100 Starliner
«CST-100 Starliner». Комп'ютерна графіка.
Основні параметри
Повна назва	CST-100 Starliner
Виготівник	Boeing
Оператор	Boeing Bigelow Aerospace
Тип апарата	пілотований транспортний засіб
Дата запуску	20 грудня 2019 року[1] (непілотований) 2022 (пілотований)
Космодром	США
Технічні параметри
Маса	13 т
Розміри	діаметр — 4,56 м довжина — 5,03 м об'єм — 11 м3
Час активного існування	60 годин (вільний політ) 210 днів (при стикуванні)
Орбітальні дані
Тип орбіти	Низька навколоземна орбіта

CST-100 Starliner (англ. Crew Space Transportation) — пілотований транспортний космічний корабель, що розробляється компанією Boeing у співпраці з компанією Bigelow Aerospace за програмою NASA Commercial Crew Development. Головне завдання — транспортування екіпажу до МКС^[2] і до приватних космічних станцій, як-от Комерційна космічна станція Бігелоу^[3].

Starliner схожий із космічним апаратом «Оріон», який будується для NASA компанією Lockheed Martin^[4]. Капсула має діаметр 4,56 м, що трохи більше за командний модуль «Аполлона» і менше, ніж капсула «Оріона»^[5]. Starliner має транспортувати до семи астронавтів і здатен залишатися на орбіті до семи місяців. Планується багаторазовість капсули — до 10 польотів^[6]. Капсула сумісна з кількома ракетами — Falcon 9, Atlas V, Дельта IV і майбутньою ракетою «Вулкан»^[7]. Запуски планується здійснювати насамперед ракетою-носієм Atlas V N22^[8] зі стартового майданчика SLC-41^[en] з бази ВПС США на мисі Канаверал у штаті Флорида.

Під час першого етапу програми NASA Commercial Crew Development (CCDev) компанія Boeing отримала фінансування у розмірі $18 млн для подальшої розробки проєкту корабля^[9]. Під час другого етапу Boeing отримала $93 млн для продовження проєкту^[10]. 3 серпня 2012 року NASA оголосила про подальше фінансування компанії Boeing у розмірі $460 млн за проєктом CST-100^[11]. 16 вересня 2014 року NASA обрала CST-100 разом із капсулою Dragon 2 компанії SpaceX для програми Commercial Crew Transportation Capability (CCtCap) разом із подальшим фінансуванням у розмірі $4,2 млрд^[12]. Станом на квітень 2022 року, очікуються тести капсули CST-100 з автоматичним стикуванням з МКС не раніше травня 2022 року.

20 травня 2022 року безпілотна капсула Starliner компанії Boeing уперше пристикувалася до Міжнародної космічної станції^[13].

Історія

Передумови

Дизайн капсули компанія перейняла від корабля «Аполлон», NASA, Спейс Шаттл і програм МКС, як-от Orbital Express^[en], що спонсувались Агентством передових оборонних дослідницьких проєктів США (DARPA)^[5]. CST-100 не має спільних рис із кораблем «Оріон», проте іноді його путають з проєктом Orion Lite, який розроблявся компанією Bigelow Aerospace при технічній підтримці Lockheed Martin^[14]. Капсула використовуватиме стикувальну систему NASA для стикування і використання легкого аблятора Boeing для його теплового щита^[15][16][17]. Сонячні панелі космічного корабля вироблятимуть 2900 Вт електроенергії і розташовуватимуться на захисному щиті від космічного сміття і мікрометеоритів на сервісному модулі корабля^[18].

Космічний корабель спроєктований з можливістю запуску різними ракетами — Atlas V, Дельта IV, Falcon 9 і розроблюваної «Вулкан»^[19][20]. На відміну від попередніх капсул, CST-100 Starliner здійснюватиме посадку на землю, а не в океан. Заплановані п'ять посадкових майданчиків на заході США, що надасть капсулі близько 450 можливостей для посадки кожного року^[21].

CST-100 матиме одне місце для космічного туриста, контракт Boeing і NASA дає змогу продавати це місце для подорожі на низьку навколоземну орбіту^[22].

Розробка

Капсула CST-100 вперше була продемонстрована публіці у червні 2010 засновником компанії Bigelow Aerospace Робертом Бігелоу^[23]. Скорочення CST означає Crew Space Transportation (транспортування екіпажу в космос)^[24]. Також повідомлялось, що цифра 100 значить висоту лінії Кармана — 100 км, що є однією з ознак досягнення космосу^[25][26]. Для рятувальної системи корабля мають використовуватись двигуни RS-88^[en][27].

Після отримання відповідних коштів компанія, відповідно до угоди з NASA, повинна була виконати ключові пункти впродовж 2010 року:

• Вивчення і вибір типу аварійної системи рятування екіпажу — штовхаючого типу і буксирного типу;
• Огляд визначення системи;
• Тестування обладнання системи аварійного рятування екіпажу;
• Демонстрація основного теплового щита капсули;
• Демонстрація систем авіоніки;
• Демонстрація виготовлення оболонки капсули під тиском;
• Демонстрація системи спуску капсули (тест-скидання і приводнення капсули);
• Демонстрація системи життєзабезпечення;
• Демонстрація автоматичного польоту і стикування (обладнання і програмне забезпечення);
• Демонстрація макету капсули екіпажу.

У липні 2010 року Boeing повідомила, що капсула за умов достатнього фінансування і необхідних погоджень буде готова у 2015 році. Компанія додала, що це можливо за умов підтримки NASA за програмою Commercial Crew Transport, що була оголошена адміністрацією Барака Обами для 2011 фінансового року. Роджер Крон^[en], керівник компанії, пояснив, що інвестиції NASA дадуть змогу продовжити роботу над проєктом, без цієї підтримки, це було б складно. Роджер Крон також зазначив, що, окрім напрямку роботи з МКС, ключовою була співпраця з компанією Bigelow Aerospace^[5].

Boeing отримала $92,3 млн за контрактом від NASA у квітні 2011 року для подальшої розробки CST-100 за другою фазою програми Commercial Crew Development^[28]. 3 серпня 2012 року НАСА оголосила про надання компанії Boeing $460 млн для подальшої розробки корабля^[11].

31 жовтня 2011 року NASA оголосило про партнерство з агентством Space Florida^[en] задля надання компанії Boeing ангару Центра обслуговування орбітального корабля в Космічному центрі імені Кеннеді для виготовлення і тестування корабля CST-100^[29].

16 вересня 2014 року NASA обрало Boeing (CST-100) та SpaceX (Dragon 2) як дві компанії, які розроблять системи доставки екіпажу з США до МКС. Boeing отримала за контрактом $4,2 млрд для завершення і сертифікації капсули CST-100 до 2017 року, SpaceX отримала за контрактом a $2,6 млрд для завершення і сертифікації корабля Dragon 2. Контрактами передбачено не менш одного тестового пілотованого польоту з одним астронавтом NASA на борту. Після сертифікації корабля Starliner, контрактом передбачено виконання 2-6 пілотованих місій до МКС^[30]. Вільям Херстенмайер адміністратор NASA з пілотованих місій зазначив, що корабель CST-100 сильніший ніж два інші^[31].

Договір з NASA дає компанії Boeing змогу продавати місця в капсулі для космічних туристів. Boeing пропонує передбачати одне місце для кожного польоту корабля за ціною, яка буде конкурувати з ціною квитків для космічних туристів Роскосмосу^[32].

4 вересня 2015 року Boeing оголосила про нову назву космічного корабля, нова назва — CST-100 Starliner, назва посилається на літак Boeing 787 Dreamliner, який виготовляє Boeing Commercial Airplanes^[33] У листопаді 2015 року NASA оголосила про усунення компанії з програми Commercial Resupply Services під час другої фази тендерного відбору для доставки вантажів до МКС^[34].

У травні 2016 року Boeing відклала перший запуск CST-100 з 2017 до 2018 року^[35][36]. У жовтні 2016 року компанія відклала програму на шість місяців з початку до кінця 2018 року через проблеми з постачанням і другою капсулою CST-100. Станом на 2016 рік компанія сподівається відправити астронавтів NASA до МКС у грудні 2018 року^[35][37].

У квітні 2018 року NASA погодила перших двох астронавтів для польоту на CST-100 Starliner запланованого на листопад 2018 року, що відбудеться скоріше за все у 2019 або у 2020 році. Якщо запуск затримається, передбачається, що корабель матиме ще одного астронавта і додаткове корисне навантаження. Замість двох тижнів, як спочатку планувалось, NASA зазначає, що планується, що екіпаж може залишитись на МКС до шести місяців як і у випадку звичайного польоту астронавтів^[38].

25 травня 2023 року голова комісії з питань безпеки NASA закликав агентство не поспішати з випробувальним польотом літака Boeing CST-100 Starliner з екіпажем, закликавши до незалежного «глибокого вивчення» технічних проблем космічного корабля. Коли NASA і Boeing оголосили 29 березня 2023 року липневу дату запуску CFT, з відстрочкою на три місяці, офіційні особи сказали, що це дасть їм більше часу для завершення сертифікації космічного корабля, зокрема його парашутів. Затримка також була потрібна для перевірки системи авіоніки в космічному кораблі після виявлення логічної помилки в одному з блоків. Тому в ході виступу на відкритому засіданні Консультативної групи з аерокосмічної безпеки голова комітету Патрісія Сандерс висловила скептицизм відносно того, що NASA і Boeing встигнуть вирішити відомі проблеми зі Starliner для його запуску з екіпажем, запланованого на 21 липня 2023 року^[39].

Тестові випробування

Тест капсули CST-100 у сухому озері Деламар, Невада, з відділенням подушок безпеки у квітні 2012 року.

Тестові запалювання двигунів RS-88 у грудні 2003 року.

Починаючи з 2011 року розпочались тестові випробування на макеті корабля.

У вересні 2011 року Boeing повідомила про завершення серії наземних тестів для перевірки конструкції амортизуючих подушок. Вони розташовані під тепловим щитом капсули. Тепловий сконструйований таким чином, що на висоті 1500 м від відкидується. Амотризуючі подушки наповнюються сумішшю азоту і кисню, проте це не та суміш, яка іноді використовується в автомобільних подушках безпеки. Тести проходили у пустелі Мохаве, у південно-східній частині Каліфорнії зі швидкістю 16 та 48 км/год для імітації умов, максимально наближених до тих, що матимуть місце під час робочих приземлень. Тестову випробувальну установку побудувала компанія Bigelow Aerospace, яка так само проводила і тестування^[24].

У квітні 2012 року Boeing успішно завершила тест зі скиданням макету капсули CST-100 над пустелею Невада в сухому озері Деламар, успішно були протестовані три головні парашути системи, які відділились на висоті 3400 м^[40].

У серпні 2013 року Boeing анонсувала про оцінку двома астронавтами NASA аспектів комунікації, ергономіку і панель керування капсулою CST-100, астронавти дізнались, як майбутні астронавти керуватимуть космічним кораблем, який буде транспортувати їх до МКС, а також з іншими цілями на ННО^[41].

Boeing повідомила у травні 2016 року, що тестування корабля перенесені на 8 місяців для зменшення ваги капсули і вирішенні аеродинамічних проблем, які виникли під час запуску на ракеті Atlas V^[42]. Орбітальний тестовий політ заплановано на весну 2019 року. Ракета-носій для цього польоту — Atlas V N22 забезпечить ULA^[43]. Перший пілотований політ заплановано на літо 2019 року і залежить від результатів тесту Boe-OFT, який триватиме 14 днів і матиме на борту одного астронавта і одного тестового пілота Boeing, які відправляться до МКС^[44]. 5 квітня 2018 року NASA оголосила про перший політ з двома астронавтами відбудеться у 2019 або 2020 році. Якщо запуск буде відкладено, то корабель відправить до МКС ще одного астронавта з припасами. NASA повідомляє, що збільшений екіпаж може залишитись на МКС до 6 місяців, що є звичайним часом перебування на станції екіпажу місії. Це пов'язано із завершенням контракту з Росією з доставки астронавтів до МКС в кінці 2019 року^[45]. NASA оголосила перший екіпаж з чотирьох астронавтів, які працюватимуть зі SpaceX та Boeing: Роберт Бенкен, Ерік Аллен Боу, Суніта Лін Вільямс та Дуглас Джеральд Херлі^[46].

У липні 2018 року Boeing оголосила призначення колишнього астронавта NASA Крістофера Фергюсона^[en] для польоту на кораблі CST-100 під час тестового польоту.

У липні 2018 року з'явилися дані про аномалію під час тестового запуску чотирьох двигунів системи аварійного порятунку, який проводився в червні перед випробуваннями аварійного відділення корабля від ракети-носія на стартовому майданчику^[47]. Компанія Boeing підтвердила, що після завершення прожигу і відключення двигунів, 4 з 8 клапанів, які контролюють подачу компонентів палива, застрягли у відкритому положенні, що призвело до витоку гідразину. Компанією було прийнято рішення відкласти випробування для розслідування причин аномалії і прийняття коригувальних дій. Тестування системи аварійного порятунку корабля тепер планують провести навесні 2019 року, після першого тестового орбітального польоту без екіпажу^[48].

Випробування системи аварійного рятування було здійснено 4 листопада 2019 року^[49]. Після від'єднання капсули, один з трьох парашутів не розкрився і капсула здійснила приземлення лише з двома парашутами^[50][51]. Однак приземлення капсули було безпечним і тестування в цілому визнали успішним^[52].

Список польотів

Місія	Дата запуску(UTC)	Екіпаж	Примітки	Тривалість польоту	Повернення
Тест системи аварійного порятунку	04.11.2019, 14:15 (UTC)		Тестування системи аварійного порятунку, здійснено у Нью-Мексико.	95 с	Успішно
Boe-OFT	20.12.2019, 11:36 (UTC)		Непілотований орбітальний тестовий політ Starliner, перерваний через помилку програмного забезпечення.	8 днів (план), 2 дні (факт)	Успішно
Boeing Orbital Flight Test 2	20.05.2022		Непілотований орбітальний тестовий політ Starliner. Успішно пристикувався до МКС.	8 днів (план)
Boe-CFT	2022	Крістофер Фергюсон Майкл Фінк Ніколь Манн	Перший пілотований політ космічного корабля CST-100.
CFT	07.05.2024 05:34 (UTC+3)	Бутч Вілмор Суніта Вільямс	Пілотований орбітальний випробувальний політ з екіпажом космічного корабля CST-100 Starliner[53][54].	8 днів (план)

Екіпаж

3 серпня 2018 року NASA оголосило імена астронавтів для перших місій корабля Starliner^[55][56]. Еріка Боу через стан здоров'я було замінено у січні 2019 року на Едварда Фінка^[57].

• Перший тестовий політ — Boe-CFT: Едвард Майкл Фінк, Крістофер Фергюсон, Ніколь Аунапу Манн
• First mission crew — USCV-2: Суніта Лін Вільямс, Джош Кассада, Ногуті Соїті

Космічний туризм

Компанія Space Adventures анонсувала отримання прав на продаж квитків до МКС на борту CST-100, після того, як розпочнуться регулярні польоти^[58].

Технічні партнери

Див. також

• New Shepard
• Crew Exploration Vehicle
• Dragon 2
• Dream Chaser
• Федерація
• Приватні космічні польоти

Примітки

Посилання

• Сторінка CST-100 [Архівовано 29 березня 2015 у Wayback Machine.] на Boeing.com