SpaceX COTS Demo Flight 2

SpaceX Demo Flight 2
COTS2Dragon.6.jpg
Draken närmar sig ISS den 25 maj.
Uppdragstyp ISS återförsörjning
Operatör SpaceX / NASA
COSPAR ID 2012-027A Edit this at Wikidata
SATCAT nr. 38348
Uppdragets varaktighet 9 dagar, 7 timmar, 57 minuter
Rymdskeppsegenskaper
Rymdskepp Dragon C102
Uppdragets början
Lanseringsdag 22 maj 2012, 07:44:38 ( 2012-05-22UTC07:44:38Z ) UTC
Raket Falcon 9 v1.0
Starta webbplats Cape Canaveral , SLC-40
Entreprenör SpaceX
Slutet på uppdraget
Förfogande Återställd
Landningsdatum 31 maj 2012, 15:42 ( 2012-05-31UTC15:43Z ) UTC
Landningsplats
Orbital parametrar
Referenssystem Geocentrisk
Regimen Låg jord
Lutning 51,6°
Förtöjning vid ISS
Förtöjningshamn Harmoni nadir
Förläggningsdatum 25 maj 2012, 16:02 UTC
Avhoppningsdatum 31 maj 2012, 08:07 UTC
RMS-släpp 31 maj 2012, 09:49 UTC
Tid förtöjd 5 dagar 16 timmar 5 minuter
SpaceX COTS 2 emblem.png  

SpaceX COTS Demo Flight 2 ( COTS 2 ), även känd som Dragon C2+ , var den andra testflygningen för SpaceX :s obemannade Cargo Dragon- rymdfarkost. Den sjösattes i maj 2012 på den tredje flygningen av företagets tvåstegs bärraket Falcon 9 . Flygningen utfördes under ett finansierat avtal från NASA som det andra Dragon-demonstrationsuppdraget i programmet Commercial Orbital Transportation Services (COTS). Syftet med COTS-programmet är att utveckla och demonstrera kommersiella källor för laståterförsörjning av den internationella rymdstationen ( ISS). Rymdfarkosten Dragon C2+ var det första amerikanska fordonet som besökte ISS sedan slutet av rymdfärjans program . Det var också den första kommersiella rymdfarkost som träffades och lade till med en annan rymdfarkost.

Inledningsvis skulle målen för C2+-uppdraget ha uppnåtts genom två separata uppdrag; Dragon C2 skulle ha genomfört en förbiflygning av ISS, övat mötesmanövrar och kommunikation med stationen, innan han återvände till jorden. Ett andra uppdrag, Dragon C3, skulle ha varit det första uppdraget som hamnade på stationen. I juli 2011 gav NASA preliminärt godkännande att kombinera målen för de två uppdragen. I december 2011 godkände NASA formellt sammanslagningen av COTS 2- och 3-uppdragen till Dragon C2+-flygningen. Det förekom flera lanseringsförseningar, den sista inträffade den 19 maj 2012, på grund av en lanseringsavbrott under sista sekunden före uppskjutningen.

Dragon C2+ lanserades framgångsrikt från Cape Canaveral den 22 maj 2012. Under uppdragets första tre dagar slutfördes alla COTS 2-målen framgångsrikt. Uppdragets COTS 3-fas började den 25 maj när Dragon träffades igen med ISS och sedan lyckades fångas med Canadarm2 . Den lades till stationen senare samma dag med hjälp av robotarmen. Dragon stannade i nästan sex dagar under vilka astronauterna lossade last och sedan laddade om Dragon med jordbunden last . Den 31 maj lossade Dragon från ISS, dess kapsel landade i Stilla havet utanför Kaliforniens kust och återfanns. Alla målen för uppdraget slutfördes framgångsrikt, och Falcon 9-Dragon-systemet blev certifierat för att starta reguljära lastleveransuppdrag till ISS under programmet Commercial Resupply Services .

Historia

Dragon C102-kapseln sänks ner på sin bål vid LC-40 den 16 november 2011 under bearbetning före lansering.

NASA och SpaceX undertecknade ett kontrakt för COTS-laståterförsörjningstjänster den 18 augusti 2006. Avtalet krävde tre testflygningar, under COTS fas 1-demonstrationsprogrammet. Det första COTS-uppdraget, COTS Demo Flight 1 , slutfördes framgångsrikt den 8 december 2010, när Dragon-kapseln framgångsrikt återhämtades från omloppsbana. På grund av uppdragets framgång bad SpaceX NASA att kombinera COTS 2 ISS förbiflygning, som skulle ha sett en Dragon rymdfarkost närma sig stationen men stanna cirka 10 km bort från den, och COTS 3-flygningen som skulle lägga till med ISS. Vid ett möte den 15 juli 2011 godkände NASA preliminärt att kombinera de två COTS-uppdragen för att påskynda programmet till den operativa leveransfasen 2012. Den 9 december godkände NASA officiellt sammanslagning av COTS 2- och 3-uppdragen till den omdöpta Dragon C2+-flygningen .

Falcon 9-raketen anlände till SpaceX:s Cape Canaveral, Florida-anläggningar vid Launch Complex 40 (LC-40) i juli 2011. Uppdragets Dragon-rymdskepp anlände till uppskjutningsplatsen den 23 oktober 2011. Den 1 mars 2012 kallades ett nedräkningstest med bränsle. en Wet Dress Rehearsal (WDR), slutfördes framgångsrikt för COTS 2-uppdraget. Den 16 april slutfördes dess Flight Readiness Review (FRR) av NASA och konstaterade att en uppskjutning den 30 april var genomförbar. Efter granskningen tillkännagav SpaceX en lanseringsförsening på grund av fortsatta problem med flygprogramvarutestning, och nästa stora uppdragsmilstolpe var det framgångsrika Falcon 9-testet med statisk brandmotor den 30 april. NASA godkände Dragons flygprogramvara den 11 maj, vilket löste ett problem som tidigare varit ansvarigt för flera uppskjutningar av lanseringsdatum. Den 17 maj klarade uppdraget sin sista uppskjutningsgranskning och Falcon 9/Dragon restes på uppskjutningsrampen som förberedelse för uppskjutningen. Det första uppskjutningsförsöket, den 19 maj, avbröts vid T-00:00:00.5 på grund av ett tryckproblem i en av Falcon 9:s motorer. Uppskjutningsfönstret var nästan omedelbart, av bränsleeffektivitetsskäl, och lämnade liten marginal för fel på grund av bränsleförbrukningsbegränsningar orsakade av de extra manövrarna som krävdes för att certifiera Dragon-rymdskeppet innan man försökte lägga sig med ISS. Dragons uppskjutningsfönster kunde ha varit längre, men det extra bränsle som krävs för att fånga ISS skulle sannolikt ha överträffat säkerhetsmarginalerna, på grund av testerna före kaj.

Ursprunglig plan

Enligt den ursprungliga Dragon-testplanen skulle C2- och C3-uppdragen ha flugits istället för C2+. C2 skulle ha träffat ISS, men den skulle inte ha utfört infångnings- och kajningsdelen av uppdraget. Den tredje testflygningen var tänkt att vara Dragons första uppdrag att lägga till vid ISS. Efter ett möte den 15 juli 2011 mellan SpaceX och NASA-tjänstemän, kombinerades COTS 3-uppdragets mål preliminärt med den föreslagna COTS 2-demonstrationsflygningen, på grund av Falcon 9:s två tidigare framgångsrika uppskjutningar och rymdtransportsystemets skyttelflotta som nyligen pensionerades .

Den 9 december 2011 godkände NASA formellt sammanslagningen av de två uppdragen och satte det första lanseringsdatumet till den 7 februari 2012. Flera förseningar inträffade mellan december och maj 2012, mestadels på grund av att SpaceX behövde testa hårdvara och mjukvara ytterligare. Dragon C2+-uppdraget lanserades framgångsrikt den 22 maj, från Cape Canaveral Launch Complex 40 (SLC-40). Den slutförde framgångsrikt alla COTS 2-uppdragsmål, låg sedan till kaj med ISS och fullbordade alla COTS 3-uppdragsmål, innan den framgångsrikt plaskade ner i Stilla havet utanför Kaliforniens kust den 31 maj. Eftersom alla COTS-mål uppfylldes under Dragon C2+-flygningen i maj 2012, eliminerades behovet av COTS Demo Flight 3.

Uppdragets tidslinje

Flygdag 1, lansering (22 maj)

COTS 2 Falcon 9 lanseras framgångsrikt med rymdfarkosten Dragon den 22 maj 2012.

Lanseringen skedde kl. 03:44 EDT (07:44 UTC) den 22 maj 2012. Detta var första gången en Falcon 9 lanserades på natten. Efter lyftet stängdes huvudmotorn av vid ungefär 180 sekunders markeringen och det första steget började separeras. Efter stegseparation antändes det andra steget. Drakens noskon kastades sedan bort. Och ungefär nio minuter in i flygningen inträffade motoravstängningen i andra steget och separerades från rymdfarkosten Dragon. Rymdskeppet Dragon satte igång sina solpaneler cirka 13 minuter in i flygningen.

De första COTS 2-testerna började under detta flygsegment, när Dragon utförde ett test av sitt Absolute GPS-system (AGPS) med hjälp av satelliter för globala positioneringssystem för att bestämma dess plats. Därefter öppnade Dragon sin vikdörr som inhyste dess griparmatur och tillhörande navigationssensorer, en värmekamera och det LIDAR- baserade DragonEye. Efter att en utcheckning av dessa sensorer slutförts, visade Dragon sin förmåga att avbryta under en inflygning, först med en kontinuerlig avfyring av sina Draco -motorer och sedan med en pulsad avfyring. En demonstration av fridrift började sedan, vilket gjorde att rymdfarkosten kunde flyta fritt utan att använda dess dragkrafter som normalt skulle korrigera dess omloppsbana.

Flygdag 2 (23 maj)

På flygdag två påbörjade Dragon en serie av thruster-brännskador, som kallas "höjdjusteringsbränning" (HA-1) och "co-elliptisk" bränning (CE-1). CE-1-brännan ändrade Dragons banas egenskaper genom att placera den i en cirkulär bana runt jorden. HA-1-brännan höjde Dragons höjd till inom några kilometer under ISS, som förberedelse för nästa dags mötesdemonstration.

Flygdag 3 (24 maj)

Dragon-rymdskepp sett från ISS under fly-under dag tre, 24 maj 2012.

På flygdag tre utförde Dragon höjdjustering burn 2 (HA-2) klockan 07:58 UTC, för att komma inom cirka 10 km (6,2 mi) från ISS, "kommunikationszonen". Vid 08:43 UTC höjde co-elliptical burn 2 (CE-2) sin omloppsbana till nästan samma plan som ISS och förde den till inom 2 500 m (8 200 fot) under stationen. Under denna "fly-under" etablerade Dragon kommunikation med stationen med sin COTS Ultra-High Frequency Communication Unit (CUCU). Dragon utförde ett test av sitt relativa GPS-system (RGPS), som använde rymdfarkostens relativa positioner till rymdstationen för att bestämma dess plats. Med hjälp av Crew Command Panel (CCP) ombord på Cupola-modulen interagerade Expedition 31-besättningen kort med Dragon, övervakade underflygningen och strax före 11:00 UTC skickade ett kommando till Dragon att tända dess stroboskopljus. Cirka 11:25 UTC närmade sig draken ISS. När underflygningen var klar, avfyrade Dragon sina propeller för att börja en slinga framför, ovanför och sedan bakom stationen i ett ovalt mönster för racerbanan på ett avstånd mellan 7 till 10 km (4,3 till 6,2 mi). Draken utförde en sista bränning för dagen, klockan 11:57 UTC, som flyttade den bort från ISS, och satte upp rymdfarkosten för ett återmöte med stationen nästa dag. Efter att Dragon rensat stationens närhet godkände NASA att kajplatsen skulle ske på dag 4, vilket innebär att alla ursprungliga COTS 2-uppdragskrav uppfylldes.

Flygdag 4 (25 maj)

Rymdfarkosten Dragon ligger förtöjd vid den internationella rymdstationen dag fyra, 25 maj 2012.

På flygdag fyra utförde Dragon HA-3- och CE-3-propellerförbränning för att få den 2,5 km (1,6 mi) under stationen igen. NASA:s Mission Control Houston- team gav sedan SpaceX klartecken för att utföra ytterligare en uppsättning brännskador som förde Dragon till inom 1 400 m (4 600 fot) från stationen. Ett annat beslut fattades vid Mission Control Houston, och sedan flyttade Dragon till 250 m (820 fot) från stationen. Vid denna tidpunkt började COTS 3 demonstrationsmålen. Dragons DragonEye-system visade och bekräftade att dess position och hastighet var korrekta genom att jämföra dess LIDAR-bild med dess värmekamera. En serie kassamanövrar påbörjades. SpaceX flygkontrollteam i Hawthorne, Kalifornien, beordrade rymdfarkosten att närma sig stationen från dess hållposition. Den rörde sig från 250 till 220 m (820 till 720 fot) under stationen. Besättningen, med hjälp av kommandopanelen, instruerade sedan Dragon att dra sig tillbaka, och rymdfarkosten flyttade tillbaka ner till hållpunkten. Detta test säkerställde att Dragons räckvidd till ISS var korrekt, och att flygkontrollteamet såg rymdfarkostens acceleration och bromsning fungera som förväntat. Det var i ett hållmönster på 250 m (820 fot), och återigen beordrade Dragon-flygteamet det att närma sig stationen. Vid positionen 220 m (720 fot) beordrade besättningen fordonet att hålla.

Ett annat beslut fattades i Houston, och Dragon tilläts komma in i Keep-Out Sphere (KOS), ett virtuellt område 200 m (660 fot) runt stationen avsett att förhindra kollision med det kretsande komplexet. Två ytterligare och oplanerade lastrum inträffade: ett på 150 m (490 fot) för att ytterligare verifiera LIDAR; och slutligen en av SpaceX på 70 m (230 fot) för att omkonfigurera LIDARerna. Straxreflektioner från JAXA JEM-modulens externa anläggning (EF) orsakade störningar på LIDAR; SpaceX bestämde sig för att begränsa LIDAR:s synfält för att eliminera reflektionerna.

Dragon fortsatte till en position 30 m (98 fot) från stationen och stannade automatiskt för att stanna. Ett annat beslut togs, och sedan fortsatte Dragon till fångstpunktspositionen på 9 m (30 fot). Ett slutgiltigt beslut togs och Mission Control Houston-teamet meddelade besättningen att de skulle gå för att fånga Dragon. Don Pettit, besättningsmedlem i Expedition 31, stationens mobila servicesystem ( Canadarm2 ) för att nå ut och gripa rymdfarkosten Dragon kl. 13:56 UTC över västra Australien . Vid fångst berättade Pettit skämtsamt till ISS CAPCOM Megan McArthur , "Det ser ut som att vi fick oss en drake i svansen. Vi tycker att denna sim gick riktigt bra, vi är redo att vända på det och göra det på riktigt." Pettit, med hjälp av besättningskollegan André Kuipers , guidade och lade sedan Dragon till Harmony -modulens jordnära gemensamma hamnmekanism kl. 16:02 UTC.

Flygdag 5 och återstoden av uppdraget (26 till 31 maj)

Don Pettit öppnar Dragon's hatch den 26 maj.

På flygdag fem, efter att ha utvärderat luftkvaliteten inuti Dragon, öppnade besättningen luckan mellan Dragon och stationen kl. 05:53 EDT (09:53 UTC). Pettit och den ryske kosmonauten och stationsbefälhavaren Oleg Kononenko var de första besättningsmedlemmarna som gick in i draken. De bar skyddsglasögon och andningsmasker när de utförde ytterligare tester för att se till att atmosfären inuti kapseln var säker, vilket det var, även om Pettit noterade att "insidan luktar som en helt ny bil."

Dragon tillbringade ungefär sex dagar förtöjd vid rymdstationen, vilket gav astronauterna tid att lossa sin last. De lastade sedan om den med jordbunden last. Den 27 maj, medan han kontrollerades av Mission Control Houston, användes Dextre för att undersöka Dragons stam.

Återhämtning av COTS 2 Dragon den 31 maj.

På sin sista dag på stationen, 31 maj, lossade besättningen Dragon från Harmony med Canadarm2 kl. 05:49 EDT (09:49 UTC). Armen flyttade Dragon cirka 10 m (33 fot) bort från stationen och släppte den. Dragon utförde sedan en serie motorbränningar som placerade den på en bana för att ta den bort från närheten av stationen. Mission Control Houston bekräftade sedan att Dragon var på en säker väg bort från komplexet. SpaceX instruerade Dragon att stänga sin vikdörr och ungefär fyra timmar efter att Dragon lämnade stationen började den utföra sin nio minuter långa deorbitbränning. Drakkapseln kastade sin stam och började återinträda i jordens atmosfär. Dess värmesköld skyddade den under större delen av återinträdet och när de var tillräckligt låga i höjd sattes dess två drogfallskärmar ut, följt av dess tre huvudfallskärmar. Dragon-kapseln stänkte ner i Stilla havet cirka 900 km (560 mi) från Baja-halvön cirka 11:42 EDT (15:42 UTC) och återfanns av en liten flotta av bärgningsfartyg från entreprenören som anlitats av SpaceX, amerikansk Marin.

Kapselresa efter uppdraget

Den 5 juni anlände Dragon-kapseln till hamnen i Los Angeles och transporterades med lastbil till McGregor, Texas . Där avlägsnades dess giftiga manöverdrivmedel och den 13 juni överfördes dess last till NASA:s ägo. Lasten transporterades sedan till Johnson Space Center i Houston för vidare bearbetning. Den 18 juli 2012 visades COTS 2 Dragon tillfälligt upp för en inbjuden publik inne i ett tält, framför Historical Society of Washington, DC-byggnaden . Den 7 september 2012 Steve Jurvetson , en styrelseledamot på SpaceX, att C2+-kapseln genomgick analys efter flygning i McGregor. Senare under 2012 förväntades Dragon-kapseln transporteras tillbaka till Hawthorne, Kalifornien . Under presskonferensen efter flygningen uttalade VD och CTO för SpaceX Elon Musk att det inte finns några definitiva planer för kapseln men att han skulle vilja se den tas på en turné runt USA. Kapseln visades på Electronic Entertainment Expo 2013 i Los Angeles, Kalifornien från 11 till 13 juni. Den historiska Dragon C2+-kapseln placerades slutligen på permanent skärm hängande från taket på SpaceX huvudkontor .

Den 23 augusti 2012 meddelade NASA att SpaceX och deras Falcon 9-Dragon-system var certifierade för att påbörja sitt fraktleveranskontrakt. Kontraktet på 1,6 miljarder dollar kräver minst 12 återförsörjningsuppdrag. Den första av dessa flygningar lanserades den 7 oktober 2012.

Nyttolast

Inredningen av rymdfarkosten Dragon den 26 maj, visar en del av den levererade lasten.

Den trycksatta sektionen transporterade 525 kg (1 157 lb) last till ISS, vilket inkluderade mat, vatten, kläder, lastväskor, datorhårdvara, NanoRacks Modul 9 (studentexperiment och vetenskaplig utrustning) och annan diverse last. Ingen trycklös last levererades på detta uppdrag.

Ett oanmäld tillägg till lastmanifestet, som offentliggjordes efter lanseringen, var en liten behållare, fäst på den andra etappens topp, innehållande 1-grams askresterna av över 300 personer inklusive Project Mercury Astronaut Gordon Cooper och James Doohan , skådespelaren som spelade Scotty i tv-programmet Star Trek på 1960-talet. Kvarlevorna flögs halvhemligt av Celestis , ett företag som tidigare har flugit gravkapslar på SpaceX:s Falcon 1 bärraket. Det andra steget och gravkapseln förblev i den ursprungliga omloppsbanan Dragon C2+ sattes in i och brändes upp i jordens atmosfär en månad senare.

En del av den returnerade lasten ses i McGregor, Texas den 13 juni 2012.

När Dragon återvände till jorden förde Dragon tillbaka 665 kg (1 466 lb) trycksatt last tillbaka till jorden; lasten inkluderade experimentprover, experimenthårdvara, ISS systemhårdvara och Extravehicular Mobility Unit- hårdvara. Ett av experimenten som Dragon returnerade var Shear History Extension Rheology Experiment (SHERE) administrerat av NASA:s Glenn Research Center . SHERE undersökte rotationsspänningseffekter på polymervätskor. Föremål från SHERE inkluderade en verktygslåda, vätskemoduler, förvaringsbrickor, kablar och ett tangentbord och inspelningar av vetenskapliga data. Ett annat experiment som återkom med Dragon var Multi-user Droplet Combustion Apparatus (MDCA) och Combustion Integrated Rack-Fluids and Combustion Facility (CIR). Returflyget var planerat att bära 660 kg (1 460 lb)

Ett annat experiment som återvände i slutet av detta uppdrag var Material Science Research Rack (MSRR), som undersökte mikrogravitationsexperiment på stavar av aluminiumlegering. Återkommande från MSRR var patroner från termiska och vakuumundersökningar gjorda på metallstavar i SETA-2 och MSL-CETSOL och MICAST studierna.

Ursprungligen hade SpaceX också för avsikt att skjuta upp två sekundära nyttolastsatelliter från Dragon någon gång under de första 72 timmarna efter lanseringen; dock den 28 december 2011 tillkännagav SpaceX och Orbcomm ett reviderat schema som tog bort satellitutbyggnaden från Dragon C2+-färdplanen.

Förseningar

COTS Demo Flight 2 skulle äga rum så tidigt som 2010, men försenades av interna SpaceX-problem; och sedan 2011 av NASA-frågor. Som planerat på manifesten skulle COTS 2 flyga i juni 2011. Den försenades till slutet av 2011 och följdes sedan av ytterligare försening av haveriet med det ryska laståterförsörjningsfartyget Progress 44 i augusti ; denna incident kunde ha tvingat ISS att tillfälligt överges i mitten av november. Ytterligare en försening orsakades på grund av förtöjningsproceduren som kräver att två ISS-personal är utbildade och tillgängliga för proceduren; i början av december 2011 tränades bara en person för att lägga draken. Lanseringsdatumet flyttades enligt följande: 6 juni 2011, 8 oktober 30 november och 19 december; och 7 januari 2012, 30 april och 7 maj.

Med ett späckat uppskjutningsschema vid Cape Canaveral, och med andra uppdrag till ISS, tillkännagav NASA och SpaceX inte ett nytt datum förrän i mitten av mars för en uppskjutning den 30 april. Mer testning krävdes av SpaceX för datorkoden som kontrollerade kajplats, vilket orsakade att ytterligare en försening tillkännagavs den 23 april, vilket försenade uppskjutningen till den 7 maj kl. 09:38 EDT (13:38 UTC). En ytterligare försening tillkännagavs av NASA, vilket skjuter upp lanseringen till någon gång i maj. Den 4 maj sattes det nya riktade lanseringsdatumet till den 19 maj klockan 04:55 EDT/08:55 UTC. Uppskjutningen fortsatte nominellt men avbröts automatiskt vid T−00:00:00,5 när trycket i motor nummer 5 steg till oacceptabla gränser. Efter att ha gjort reparationer sattes lanseringsdatumet till den 22 maj kl 03:44 EDT (07:44 UTC), med ett sekundärt backupdatum 23 maj kl 03:22 EDT (07:22 UTC) om en längre fördröjning blev nödvändig.

Startförsök

Försök Planerad Resultat Vänd dig om Anledning Beslutspunkt Vädret går (%) Anteckningar
1 19 maj 2012, 08:55:26 Avbryta Teknisk 19 maj 2012, 08:55 (T−0:00:00.5) 80 % Starten avbröts automatiskt med högre än acceptabelt tryck upptäckt i motor 5. Detta berodde på en felaktig backventil , som sedan byttes ut senare samma dag.
2 22 maj 2012, 07:44:38 Framgång 2 dagar, 22 timmar, 49 minuter 90 % Nominell uppskjutning, förde in Dragon i preliminär omloppsbana, nio minuter och 48 sekunder efter uppskjutningen.

Galleri

Se även

Anteckningar

Bibliografi

externa länkar