H-II Transfer Vehicle

Материал из Циклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Внешний вид корабля

H-II Transfer Vehicle — грузовой космический корабль.

Содержание

[править] История проекта

В 1988 году, Япония, Канада, США, ЕКА подписали соглашение о сотрудничестве между правительствами государств-членов (IGA) о работе над общей космической станцией. Россия присоединилась к проекту в 1993 году и присоединилась к концепции создания корабля в 1994 году.

В результате Япония начала создавать эскизный проект летательного аппарата для космической станции в 1995 году и начала развивать в 1997 концепцию HTV. Меморандум о взаимопонимании что к созданию космической станции был подписан 24 февраля 1998 года. В международном соглашении было обязательство создать средство транспортировки и доставки на Международную космическую станцию ​​в Японии.

В 2003 году из-за аварии Колумбии была ускорена работа по выводу шаттлов из эксплуатации, и HTV становились все более важными для снабжения припасов на станцию. Сначала, японский опыт проектирования и изготовления основывался исключительно на спутниковых технологиях. Для стыковки HTV с МКС, было предложено полностью автоматизированное сближение, но NASA отвергла его как вариант.

Кстати, первый вариант носителя HTV H-IIA был разработан также для запуска дополнительных грузов.

Созданию HTV в Японии предшествовала разработка многоразового космического самолета, который назывался HOPE-X («Надежда», H-II) и находился на стадии разработки. HOPE также считали пригодным для транспортировки грузов и доставку экипажей к космической станции, и он был кораблем многоразового использования и в отличие от однократного HTV имел другую производительность и стоимость доставки значительно большую, которая в конце концов оказалась неприемлемой. Программа его создания была заморожена.

[править] Расходы на разработку

Всего затраты на разработку в том числе затраты на строительство составили 200 млрд иен и 67700 млн на демонстраторы технологий и около 14 млрд иен на создание носителя H-2B.

[править] Названия

Вариантов названия корабля было несколько тысяч. Финальная название был объявлен после удачного старта, по японской «космической традиции». Это было причиной использования одноразовой названия, которая была использована лишь раз. Был объявлен конкурс по 30 августа в 27 сентября 2010 года получили финальную название, которое объявили 11 ноября 2010 года — «Аист». Общее количество действительных записей в 17026 сообщений «Аист», предложение было число 217.

[править] Конфигурация

Герметичный отсек корабля
Негерметичный отсек

HTV имеет длину около 10 м (в том числе с двигателями маневрирования на одном конце) и 4,4 м в диаметре. Общая масса составляет 10,5 тонн, с 6000 кг (13000 фунтов) полезной нагрузки.

HTV является большим и простым, чем корабль «Прогресс», который поныне используется в России для доставки грузов к станции, поскольку не имеет комплекса стыковки и системы сближения. Вместо этого, выполняется только достаточно близок подлет к станции, чтобы быть захваченным Canadarm-2, который подтянет его в порт стоянки на МКС в модуле Гармония.

HTV может осуществлять поставки в комбинации двух из разных «сегментов», которые могут быть соединены вместе. Один из них под давлением способен транспортировать 6000 кг, который включает в себя дополнительный адаптер док на одном конце, чтобы позволить выгрузки с корабля. Он разработан специально для МКС. Он также будет иметь емкость для доставки в 300 кг воды на станцию. Другой сегмент легче и немного длиннее, негерметичный, который включает в себя люк на стороне, чтобы позволить выгрузки грузов, не проходящих сквозь габарит переходного люка.

Базовая конфигурация, известная как «Смешанный логистический перевозчик», использует один сегмент под давлением и один без давления и может нести 7600 кг груза. В целом его длина составляет 9,2 м. При использовании два сегмента под давлением количество грузов, доставить несколько уменьшается примерно до 7000 кг, а общая длина уменьшается до 7,4 м.

HTV имеет двигатели для создания крутящего момента для управления положением HTV, и двигатели тяги для выполнения орбитальных маневров, таких как стыковка и вход в плотные слои атмосферы. HTV имеет четыре основных двигателя тягой 500 Н и двадцать восемь тягой 110 Н для точной коррекции положения в пространстве.

Обе системы используют двухкомпонентное ракетное топливо, а именно монометилгидразин (ММГ) в качестве топлива и оксид азота (MON3) в качестве окислителя. Оба типа двигателей производятся компанией Аэроджет, двигатель 500Н имеет сходство с двигателем R-4D , который является производным от программы Apollo и 110 Н-й двигатель R-1E — это корректирующий двигатель из программы Шаттл . HTV имеет близькозапас топлива около 2400 кг в четырех баках.

После того как на орбите будет завершен процесс разгрузки, HTV будет загружен отходами и отстыкован. Корабль затем сойдет с орбиты и сгорит при входе в атмосферу, остатки падают в специальный район Тихого океана, закрытый для судоходства.

[править] Основные сведения

Запуск корабля

Грузовой корабль HTV имеет примерно 9,2 метра в длину (вместе с двигателями системы орбитального маневрирования в хвостовой части) и 4,4 метра в диаметре. Без груза, корабль весит примерно 10,5 тонн. По сравнению с российским транспортным кораблем «Прогресс», который осуществляет дооснащение МКС в настоящее время, полезная нагрузка «HTV» больше. Японский транспортник не имеет системы автономного стыковки — предполагается, что кораблем будут управлять с МКС, после его приближения к станции. С помощью канадского манипулятора «Канадарм-2» его захватят и состыкуют с одним из стыковочных узлов модуля «Гармония». В корабле предусмотрены дополнительные стыковочные узлы. С их помощью, корабль может пристыковываться к модулям «Дестини» и «Коламбус», в отличие от российских кораблей. Энергоснабжение грузового судна осуществляется в том числе, солнечными батареями. Подобно «Прогресса», после разгрузки HTV заполняется отходами, отстыковывается от станции и сгорает в атмосфере.

[править] Запуски

Первый корабль был выведен на орбиту с японского космодрома Танэгасима ракетой-носителем H-IIB (усовершенствованной версии H-IIA). 10 сентября 2009 в 17:01:46 UTC состоялся первый запуск.

Второй корабль назван «Конотори» («белый аист») был запущен к МКС 22 января 2011 года со стартового комплекса Есинобу, что входит в состав космического центра Танегасима. Запуск осуществлен в 15:29 по местному времени.

Корабль доставил на станцию ​​более 5 тонн различных грузов, в том числе для японского модуля «Кибо».

Всего, в 2017 году, планируется осуществить 9 запусков.

[править] Конструкция

Грузовой корабль HTV состоит из трех основных частей. В хвостовой части расположен двигатель, средняя содержит системы управления и энергообеспечения. Грузовой отсек находится в носовой части.

Грузовой отсек, известный под именем «Комбинированный Грузовой Модуль» состоит из двух частей. Конструкцией отсека предусмотрены два типа таких сегментов: герметичный и негерметичный.

Отсек можно комплектовать двумя различными комбинациями сегментов:

  • герметичным / негерметичным;
  • герметичным / герметичным.

Герметичный сегмент способен вместить шесть тонн полезной нагрузки; оснащен дополнительным стыковочным узлом (для разгрузки корабля в нештатной ситуации). Может нести восемь международных стандартных стоек полезной нагрузки. Также, в конструкции имеется резервуар, в который может поместиться до 300 кг воды для нужд МКС.

Негерметичный сегмент легче и длиннее чем герметичен. На одной из его сторон расположен специальный люк для разгрузки громоздких предметов, которые не могут быть перемещены через стандартные стыковочные переходники МКС. Предусмотрено и место под внешний груз.

Комбинация двух герметичных сегментов несет большую нагрузку, чем комбинация герметичного и негерметичного сегментов, которая в свою очередь немного удлиняет корабль.

[править] Сравнение с другими видами транспорта

Корабли типа Спейс Шаттл выведены из эксплуатации в 2011 году и одним из основных средств доставки грузов на МКС станет HTV, а также Российский Прогресс с европейским (ATV). Прогресс и ATV имеют узел для стыковки диаметром 80 см для использования. И для поставки традиционных грузов для космического многоцелевого модуля логистики (MPLM) будет полагаться исключительно на HTV.

Прогресс и ATV позволяют переносить на борт станции материалы, которые могут проходить через небольшой люк, МКС оснащена емкостями и трубопроводами для поставки топлива. HTV не имеет возможности транспортировки топлива. Прогресс и ATV для стыковки с МКС и транспортировки топлива с хвостовой части в емкости МКС. HTV может присоединиться к МКС также перпендикулярно ориентации станции, не имеют возможности Ribusuto.

Впрочем HTV также может использоваться для утилизации ненужного оборудования и отходов, аналогично Прогресса.

[править] Система сближения и стыковки

HTV будет отличную от предшественников систему сближения и стыковки. Другие космические аппараты используют российские системы автоматического стыковки, HTV является первым в мире аппаратом, будет пристыковываться к МКС путем захвата рукой-манипулятором и стыковаться с его помощью со станцией. Этот метод, разработанный в рамках американской программы COTS для использования в космических аппаратов, разработанных негосударственными коммерческими организациями.

Грузы из внутреннего объема доставляются внутрь станции, а с внешней отсека — размещаются, с помощью того же канадского манипулятора, снаружи станции для дальнейшего использования для ремонта наружных элементов станции и проведения экспериментов в открытом космосе.

[править] Возможность использования НАСА

В июле 2008 года было сообщено, что Соединенные Штаты и космическое агентство НАСА начали неофициальные переговоры с JAXA о покупке космического корабля HTV в качестве преемника Шаттла, из-за озабоченности НАСА о заправке и обслуживанию МКС после его отставку трансфер флота в 2010 году. На следующий день, НАСА выпустило заявление для прессы, заявив, что «НАСА неофициально или неофициально обсуждали покупку H-II передачи транспортных средств». Космическое агентство прежнему привержена «отечественных коммерческих грузов снабжения на космическую станцию.» NASA работает с частными фирмами, такими как запуск SpaceX и Orbital Sciences Corporation.

[править] Улучшения

Поскольку в 2015 году планируется семь запусков HTV, следует считать, что за этот период будут осуществлены определенные улучшения. Некоторые улучшения были осуществлены уже во втором аппарате, который стартовал 22 января 2011 . В следующем также запланированы улучшения.

[править] Улучшение светодиодного освещения

Для дополнительного освещения, на МКС используется люминесцентная лампа. Люминесцентная лампа изготовлена ​​в США.

В HTV была разработана система светодиодного освещения которая должна быть быть установлена ​​на энергоблок № 2 с 2011 года. Эта система освещения разработана Panasonic Electric Works, JAXA с целью применить светодиодные устройства из-за невозможности их деградации или сбоев, в отличие от флуоресцентных ламп. 20 светодиодов, устанавливаться на боту вряд ли будут полностью использоваться одновременно и будут иметь резервируемую систему питания. Впервые использован в HTV, и МКС будет и впредь использоваться в исследованных.

[править] Локализация двигателя

Моторный модуль производства компании Aerojet. HTV был использовать эти двигатели из-за того, что Япония в 1990-е годы имела дефицит отечественных достижений в сфере разработок двигателей для вывода на орбиту и маневрирования на ней. С 2000-х годов было разработано немало двигателей для эффективной работы на орбите. Было установлено, что двигатели отечественного производства имеют достаточную степень надежности и могут обеспечена потребности программы.

[править] Улучшенный аккумулятор

В проекте HTV изначально планировалось использовать лишь солнечные батареи для питания, однако впоследствии было решено, что стоит добавить аккумуляторные батареи. Впоследствии, оказалось, что аккумулятор не обеспечит необходимой производительности в космическом пространстве. С момента перехода к оригинальной конструкции, аккумуляторные батареи пидзаряджалы благодаря солнечному элементу, который был разработан, чтобы дублировать вмонтированы батареи.

[править] Солнечные батареи

HTV не имеет привычных раскрытых панелей солнечных батарей, как в других кораблей. Солнечные батареи размещены на его цилиндрической поверхности. HTV имеет вставки из солнечных батарей на корпусе, которые улучшают тепловые свойства обшивки. Из-за снижения веса, уменьшения тепловыделения, и повышения уровня производства электроэнергии легкие солнечные батареи были применены, чтобы улучшить работу корабля на орбите.

[править] Улучшение ракеты H-IIB

H-IIB имеет унифицированную вторую ступень с носителем H-IIA, на последней допускается применение главного обтекателя с максимальным диаметром спутника только 3,2 м. На H-IIB в свою очередь разрешается использовать надкалиберной главный обтекатель, что позволяет выводить на орбиту спутники диаметром 4 метра. Кроме того, H-IIB имеет первую степень того же диаметра, а вторая ступень около 5.2 м, чтобы увеличить объем криогенного топлива для увеличения максимальной полезной нагрузки, и в свою очередь увеличить грузоподъемность HTV.

Дальнейшие аппараты могут иметь значительно улучшенные системы, что еще больше улучшит эксплуатационные характеристики корабля.

[править] Многоразовая транспортная система (HTV-R)

Из-за сворачивания программы Спейс Шаттл, и обострение проблемы доставки грузов на МКС было решено принять меры по сокращению экспериментальных образцов. Имеющиеся средства были направлены для обеспечения транспортировки на МКС грузов и экипажей в 2010 кораблями Союз . Они являются единственным средством доставки экипажей, а также способны транспортировать около 500 кг груза. Япония, учитывая этот фактор, вынуждена была перераспределить часть средств на проект HTV-R. Это позволит развить будущие пилотируемые космические корабли, а также получить опыт разработки спусковых аппаратов.


В 2010 г. JAXA запланировало добавить к кораблю опциональную спускаемую капсулу. Спускная транспортная капсула после отделения от корабля HTV будет способна возвращать с орбиты МКС на Землю 1,6 тонн груза. ВПолеты машин такого типа начнутся в 2016 году.

[править] Перспективы

HTV в перспективе возможно сможет доставлять на МКС людей. Предполагается, что аппарат будет способен совершать полет на всех этапах в автоматическом режиме. Однако эти инициативы были опубликованы только в научных работах, и официально принятого решения о разработке пока нет.

[править] При полете на Луну

В двигательной установки закладывалась возможность увеличения мощности и обеспечение этим вывода груза на лунную орбиту. Кроме того, токсичные компоненты такой двигательной установки легче хранить в космическом пространстве, чем жидкий водород.

[править] Пилотируемые космические аппараты

JAXA разрабатывает план развития H-II Transfer Vehicle в 2015 и предусматривает создание транспортного пилотируемого космического корабля, и 2025 планирует перейти к практической стадии. HTV предполагается будет доставлять космонавтов на станции. Планируется создание спускаемого аппарата, а поскольку требования по безопасности эквивалентны требованиям к пилотируемого космического корабля, так что это позволяет рассматривать HTV в качестве основы для разработки Японией пилотируемого космического корабля. Таким образом, космическая станция может быть создана с помощью описанных выше вариантов (HTV-R) разработки технологии для пилотируемого космического корабля. JAXA планирует подготовить план развития пилотируемых космических кораблей в 2015 году.

Инициативы в 2020 году по HTV-R базируются на проектах пилотируемых возвращаемых капсулах и разрабатываемых многократных крылатых беспилотных системах. Чтобы объединить их, пытаются разработать многократный пилотируемый космический корабль к 2025 году.

Инициатива эта была объявлена ​​в июне 2008 года. По данным, HTV и четырехместная пилотируемая капсула будут объединены на основе моторного модуля. Грузовой HTV в замене способен вернуть 1,6 тонны грузов с МКС на Землю. Ожидается, что он будет запущен в 2017 году. Максимальная конфигурация, модуля также включает в себя систему жизнеобеспечения и систему аварийного спасения. Эта инициатива была основана в 2001 году, когда НАСД объявил Расширение Миссии исследовательского центра Инициатива «Фудзи». Поскольку корабли имеют много общего с кораблями Союз и Шэньчжоу, то вопрос заключается в разработке с нуля модуля-пилотируемой капсулы для спуска, остальные: электрические системы, двигатели, уже разработаны.

Тип HTV с пилотируемой капсулой предусматривает небольшое обновление моторного модуля и модуля проживания.

[править] Проект японской космической станции

Создание HTV, основанное на идее создания собственной Японской космической станции создавался чтобы построить ее. Носитель H-IIB запускал бы на орбиту модули вместо средств доставки грузов. HTV, как полагают, использовался бы в этом качестве.

Этот же подход осуществляется при идее создания российской космической станции. В России модули МКС и станции Мир созданны на основе модулей корабля ТКС и были разработаны на одной базе, потому что, сами по себе могут быть пристыкованы к МКС, а бортинженер МКС был бы в состоянии контролировать высоту и положение станции в пространстве. Китайский космический корабль «Шэньчжоу» также предназначен для использования в качестве космической станции вместе с кораблем.

[править] Ссылки

Персональные инструменты
Пространства имён

Варианты
Действия
Навигация
Инструменты