SpaceX Dragon 1 fue una clase de catorce naves espaciales de carga parcialmente reutilizables desarrolladas por SpaceX , una empresa de transporte espacial privada estadounidense. La nave espacial voló 23 misiones entre 2010 y 2020. Dragon fue lanzada a la órbita por el vehículo de lanzamiento Falcon 9 de la compañía para reabastecer la Estación Espacial Internacional (ISS). Fue reemplazada por la nave espacial Dragon 2 , que tiene versiones tripuladas y de carga.
Durante su vuelo inaugural en diciembre de 2010, Dragon se convirtió en la primera nave espacial construida y operada comercialmente en ser recuperada con éxito de la órbita. El 25 de mayo de 2012, Dragon se convirtió en la primera nave espacial comercial en encontrarse y acoplarse con éxito a la ISS. [7] [8] [9] SpaceX contrató para entregar carga a la ISS bajo el programa de Servicios de Reabastecimiento Comercial de la NASA , y Dragon comenzó vuelos de carga regulares en octubre de 2012. [10] [11] [12] [13] Con la nave espacial Dragon y Cygnus de Northrop Grumman , la NASA buscó aumentar sus asociaciones con la industria aeronáutica y de aviación comercial nacional. [14]
El 3 de junio de 2017, la cápsula C106 , ensamblada en gran parte a partir de componentes previamente volados de la misión CRS-4 en septiembre de 2014, fue lanzada nuevamente por primera vez en CRS-11 , después de ser renovada. [15]
El último vuelo de la nave espacial Dragon 1 se lanzó el 7 de marzo de 2020 (UTC) en la misión de reabastecimiento de carga ( CRS-20 ) a la Estación Espacial Internacional (ISS). Esta fue la última misión del primer contrato de Servicios de Reabastecimiento Comercial (CRS-1) de SpaceX y marcó el retiro de la flota Dragon 1. Los próximos vuelos de reabastecimiento comercial de SpaceX a la ISS bajo el segundo programa de Servicios de Reabastecimiento Comercial (CRS-2) utilizan la variante Cargo Dragon de la nave espacial Dragon 2 , que es capaz de acoplarse de forma totalmente automática a la ISS. [16]
Historia
SpaceX comenzó a desarrollar la nave espacial Dragon a fines de 2004, haciendo un anuncio público en 2006 con un plan de entrar en servicio en 2009. [17] También en 2006, SpaceX ganó un contrato para utilizar Dragon para servicios de reabastecimiento comercial a la Estación Espacial Internacional para la agencia espacial federal estadounidense , NASA . [18]
Contrato de reabastecimiento de la NASA para la Estación Espacial Internacional
El 18 de agosto de 2006, la NASA anunció que SpaceX había sido elegida, junto con Kistler Aerospace , para desarrollar servicios de lanzamiento de carga para la ISS. [18] El plan inicial requería que se realizaran tres vuelos de demostración de la nave espacial Dragon de SpaceX entre 2008 y 2010. [19] [20] SpaceX y Kistler iban a recibir hasta 278 millones de dólares y 207 millones de dólares respectivamente, [20] si cumplían con todos los hitos de la NASA, pero Kistler no cumplió con sus obligaciones y su contrato fue rescindido en 2007. [21] Más tarde, la NASA volvió a otorgar el contrato de Kistler a Orbital Sciences Corporation . [21] [22]
El 23 de febrero de 2009, SpaceX anunció que el material de protección térmica de carbono impregnado con fenólico elegido , PICA-X, había pasado las pruebas de estrés térmico en preparación para el lanzamiento inaugural de Dragon. [24] [25] El sensor principal de operaciones de proximidad para la nave espacial Dragon, el DragonEye, se probó a principios de 2009 durante la misión STS-127 , cuando se montó cerca del puerto de atraque del transbordador espacial Endeavour y se usó mientras el transbordador se aproximaba a la Estación Espacial Internacional . Las capacidades lidar y termografía (imágenes térmicas) del DragonEye se probaron con éxito. [26] [27] La unidad de comunicación UHF COTS (CUCU) y el panel de mando de la tripulación (CCP) se entregaron a la ISS durante la misión STS-129 a finales de 2009. [28] La CUCU permite a la ISS comunicarse con Dragon y el CCP permite a los miembros de la tripulación de la ISS emitir comandos básicos a Dragon. [28] En el verano de 2009, SpaceX contrató al ex astronauta de la NASA Ken Bowersox como vicepresidente de su nuevo Departamento de Seguridad de Astronautas y Garantía de Misiones, en preparación para las tripulaciones que utilizarán la nave espacial. [29]
Durante marzo de 2015, se anunció que SpaceX había recibido tres misiones adicionales bajo la Fase 1 de Servicios de Reabastecimiento Comercial. [31] Estas misiones adicionales son SpaceX CRS-13 , SpaceX CRS-14 y SpaceX CRS-15 y cubrirían las necesidades de carga de 2017. El 24 de febrero de 2016, SpaceNews reveló que SpaceX había recibido cinco misiones más bajo la Fase 1 de Servicios de Reabastecimiento Comercial . [32] Este tramo adicional de misiones tenía SpaceX CRS-16 y SpaceX CRS-17 manifestadas para el año fiscal 2017, mientras que SpaceX CRS-18 , SpaceX CRS-19 y SpaceX CRS-20 se manifestaron nocionalmente para el año fiscal 2018.
Servicios de reabastecimiento comercial, fase 2
El período de definición y licitación del contrato de Servicios de Reabastecimiento Comercial-2 (CRS-2) comenzó en 2014. En enero de 2016, la NASA adjudicó contratos a SpaceX , Orbital ATK y Sierra Nevada Corporation por un mínimo de seis lanzamientos cada uno, con misiones planificadas hasta al menos 2024. El valor potencial máximo de todos los contratos se anunció en 14 mil millones de dólares estadounidenses, pero los requisitos mínimos serían considerablemente menores. [33] No se reveló más información financiera.
Los lanzamientos de CRS-2 comenzaron a finales de 2019.
Vuelos de demostración
El CRS Dragon siendo acoplado a la ISS por el manipulador Canadarm2 durante la misión COTS 2.Interior de la cápsula COTS 2 Dragon.Recuperación de la cápsula COTS 2 Dragon el 31 de mayo de 2012.
El primer vuelo del Falcon 9, un vuelo privado , tuvo lugar en junio de 2010 y lanzó una versión reducida de la cápsula Dragon. Esta Unidad de Calificación de la Nave Espacial Dragon se había utilizado inicialmente como banco de pruebas en tierra para validar varios de los sistemas de la cápsula. Durante el vuelo, la misión principal de la unidad era transmitir datos aerodinámicos capturados durante el ascenso. [34] [35] No estaba diseñada para sobrevivir al reingreso, y no lo hizo.
La NASA contrató a SpaceX para realizar tres vuelos de prueba, pero luego redujo ese número a dos. La primera nave espacial Dragon se lanzó en su primera misión (contratada por la NASA como COTS Demo Flight 1 ) el 8 de diciembre de 2010 y se recuperó con éxito después de reingresar a la atmósfera terrestre . La misión también marcó el segundo vuelo del vehículo de lanzamiento Falcon 9. [36] El sensor DragonEye voló nuevamente en STS-133 en febrero de 2011 para realizar más pruebas en órbita. [37] En noviembre de 2010, la Administración Federal de Aviación (FAA) había emitido una licencia de reingreso para la cápsula Dragon, la primera licencia de este tipo otorgada a un vehículo comercial. [38]
El segundo vuelo de Dragon , también contratado por la NASA como misión de demostración, se lanzó con éxito el 22 de mayo de 2012, después de que la NASA hubiera aprobado la propuesta de SpaceX de combinar los objetivos de misión COTS 2 y 3 en un solo vuelo Falcon 9/Dragon, rebautizado como COTS 2+. [5] [39] Dragon realizó pruebas orbitales de sus sistemas de navegación y procedimientos de aborto, antes de ser atrapado por el Canadarm2 de la ISS y atracar con éxito en la estación el 25 de mayo de 2012 para descargar su carga. [7] [40] [41] [42] [43] Dragon regresó a la Tierra el 31 de mayo de 2012, aterrizó como estaba programado en el Océano Pacífico, y nuevamente fue recuperado con éxito. [44] [45]
Regreso de materiales de investigación desde la órbita
La nave espacial Dragon puede devolver 3.500 kilogramos (7.700 lb) de carga a la Tierra , que puede ser toda masa de eliminación sin presión, o hasta 3.000 kilogramos (6.600 lb) de carga presurizada, desde la ISS, [2] y es la única nave espacial actual capaz de regresar a la Tierra con una cantidad significativa de carga. Aparte de la cápsula de tripulación rusa Soyuz , Dragon es la única nave espacial actualmente en funcionamiento diseñada para sobrevivir al reingreso. Debido a que Dragon permite el regreso de materiales críticos a los investigadores en tan solo 48 horas desde el amerizaje , abre la posibilidad de nuevos experimentos en la ISS que pueden producir materiales para su posterior análisis en tierra utilizando instrumentación más sofisticada. Por ejemplo, CRS-12 devolvió ratones que han pasado tiempo en órbita, lo que ayudará a comprender cómo la microgravedad afecta los vasos sanguíneos tanto en el cerebro como en los ojos, y a determinar cómo se desarrolla la artritis. [47]
Vuelos operacionales
Dragon fue lanzado en su primer vuelo operativo CRS el 8 de octubre de 2012, [10] y completó la misión con éxito el 28 de octubre de 2012. [48] La NASA inicialmente contrató a SpaceX para 12 misiones operativas, y luego extendió el contrato CRS con 8 vuelos más, lo que elevó el total a 20 lanzamientos hasta 2019. En 2016, un nuevo lote de 6 misiones bajo el contrato CRS-2 fue asignado a SpaceX; esas misiones están programadas para ser lanzadas entre 2020 y 2024.
Reutilización de cápsulas que ya han volado
La undécima misión CRS de SpaceX, la CRS-11 , se lanzó con éxito el 3 de junio de 2017 desde la plataforma LC-39A del Centro Espacial Kennedy , siendo la centésima misión lanzada desde esa plataforma. Esta misión fue la primera en volver a poner en órbita una cápsula Dragon que ya había volado. Esta misión entregó 2708 kilogramos [49] de carga a la Estación Espacial Internacional , incluido el Explorador de Composición Interior de Estrellas de Neutrones (NICER). [50] La primera etapa del vehículo de lanzamiento Falcon 9 aterrizó con éxito en la Zona de Aterrizaje 1. Esta misión lanzó por primera vez una cápsula Dragon renovada, [51] número de serie C106 , que había volado en septiembre de 2014 en la misión CRS-4 , [52] y fue la primera vez desde 2011 que una nave espacial reutilizada llegó a la ISS. [53] La cápsula Gemini SC-2 es la única otra cápsula reutilizada, pero solo volvió a volar suborbitalmente en 1966.
La CRS-13 , la decimotercera misión CRS de SpaceX, fue el segundo uso de una cápsula Dragon previamente volada, pero la primera vez en concordancia con un propulsor de primera etapa reutilizado. Se lanzó con éxito el 15 de diciembre de 2017 desde el Complejo de Lanzamiento Espacial 40 de la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral en el primer intento. Este fue el primer lanzamiento desde SLC-40 desde la anomalía de la plataforma AMOS-6 . El propulsor fue el núcleo previamente volado de la misión CRS-11 . Esta misión entregó 1560 kilogramos (3440 lb) de masa presurizada y 645 kilogramos (1422 lb) sin presurizar. Regresó de la órbita y amerizó el 13 de enero de 2018, lo que la convirtió en la primera cápsula espacial en ser reutilizada en órbita más de una vez. [55]
En 2006, Elon Musk declaró que SpaceX había construido "un prototipo de cápsula de tripulación de vuelo, incluyendo un sistema de soporte vital de 30 días-hombre completamente probado". [17] Una simulación de vídeo del funcionamiento del sistema de escape de lanzamiento fue publicada en enero de 2011. [56] Musk declaró en 2010 que el coste de desarrollo de un Dragon y Falcon 9 tripulados sería de entre 800 millones y 1.000 millones de dólares. [57] En 2009 y 2010, Musk sugirió en varias ocasiones que los planes para una variante tripulada del Dragon estaban en marcha y tenían un plazo de dos a tres años para su finalización. [58] [59] SpaceX presentó una oferta para la tercera fase de CCDev, CCiCap . [60] [61] Esto evolucionó hasta convertirse en la variante Crew Dragon del SpaceX Dragon 2 .
Financiación del desarrollo
En 2014, SpaceX publicó los costos totales combinados de desarrollo tanto para el vehículo de lanzamiento Falcon 9 como para la cápsula Dragon. La NASA aportó 396 millones de dólares, mientras que SpaceX aportó más de 450 millones de dólares para financiar ambos esfuerzos de desarrollo. [62]
Producción
Las cápsulas SpaceX Dragon se fabrican en la fábrica de SpaceXUna cápsula Dragon siendo enviada desde la sede de SpaceX en Hawthorne, California, febrero de 2015.
En diciembre de 2010, se informó que la línea de producción de SpaceX fabricaba una nueva nave espacial Dragon y un cohete Falcon 9 cada tres meses. Elon Musk declaró en una entrevista de 2010 que planeaba aumentar la producción a una Dragon cada seis semanas para 2012. [63] Los materiales compuestos se utilizan ampliamente en la fabricación de la nave espacial para reducir el peso y mejorar la resistencia estructural. [64]
Dibujo que muestra las secciones presurizadas (rojas) y no presurizadas (naranja) del Dragón.Vista isométrica del dragón
La nave espacial Dragon consta de una tapa de cono de nariz , una cápsula balística de cono romo convencional y un baúl de transporte de carga sin presurizar equipado con dos paneles solares . [66] La cápsula utiliza un escudo térmico PICA-X, basado en una variante patentada del material ablativo de carbono impregnado fenólico (PICA) de la NASA, diseñado para proteger la cápsula durante la entrada atmosférica a la Tierra , incluso a altas velocidades de retorno de misiones lunares y marcianas . [67] [68] [69] La cápsula Dragon es reutilizable y puede volar múltiples misiones. [66] El baúl no es recuperable; se separa de la cápsula antes del reingreso y se quema en la atmósfera de la Tierra . [70] La sección del baúl, que lleva los paneles solares de la nave espacial y permite el transporte de carga sin presurizar a la ISS, se utilizó por primera vez para carga en la misión SpaceX CRS-2 .
La nave espacial se lanza a bordo de un cohete Falcon 9. [71] La cápsula Dragon está equipada con 18 propulsores Draco . [68] Durante sus vuelos iniciales de carga y tripulación, la cápsula Dragon aterrizará en el Océano Pacífico y regresará a la costa en barco. [72]
Para los vuelos de carga de la Dragon a la ISS, el Canadarm2 de la ISS engancha su dispositivo de sujeción de vuelo y ancla la Dragon al segmento orbital estadounidense de la estación utilizando un mecanismo de atraque común (CBM). [73] La Dragon no tiene un medio independiente para mantener una atmósfera respirable para los astronautas y, en su lugar, circula en aire fresco de la ISS. [74] Para misiones típicas, se planea que la Dragon permanezca atracada a la ISS durante unos 30 días. [75]
La cápsula Dragon puede transportar 3.310 kilogramos (7.300 libras) de carga, que puede ser toda presurizada, toda despresurizada o una combinación de ambas. Puede regresar a la Tierra 3.310 kilogramos (7.300 libras), que pueden ser toda masa de desecho despresurizada, o hasta 3.310 kilogramos (7.300 libras) de carga de retorno presurizada, impulsada por las limitaciones del paracaídas. Hay una restricción de volumen de 14 metros cúbicos (490 pies cúbicos) de carga no presurizada en el maletero y 11,2 metros cúbicos (400 pies cúbicos) de carga presurizada (hacia arriba o hacia abajo). [76] El maletero se utilizó por primera vez de manera operativa en la misión CRS-2 de Dragon en marzo de 2013. [77] Sus paneles solares producen una potencia máxima de 4 kW . [6]
SpaceX planeó volar la nave espacial Dragon en una configuración de vuelo libre, conocida como DragonLab . [66] Sus subsistemas incluyen propulsión, potencia, control térmico y ambiental (ECLSS), aviónica , comunicaciones, protección térmica , software de vuelo, sistemas de guía y navegación , y equipo de entrada, descenso, aterrizaje y recuperación. [4] Tiene una masa ascendente combinada total de 6000 kilogramos (13 000 lb) en el momento del lanzamiento y una masa descendente máxima de 3000 kilogramos (6600 lb) al regresar a la Tierra . [4] En noviembre de 2014, había dos misiones DragonLab enumeradas en el manifiesto de lanzamiento de SpaceX: una en 2016 y otra en 2018. [79] Sin embargo, estas misiones se eliminaron del manifiesto a principios de 2017, sin una declaración oficial de SpaceX. [80] Los Biosatélites estadounidenses alguna vez realizaron funciones similares de entrega de carga útil sin tripulación, y los satélites rusos Bion todavía continúan haciéndolo.
Las siguientes especificaciones son publicadas por SpaceX para los vuelos comerciales no pertenecientes a la NASA ni a la Estación Espacial Internacional de las cápsulas Dragon renovadas, que figuran como vuelos "DragonLab" en el manifiesto de SpaceX. Las especificaciones para la Dragon Cargo contratada por la NASA no se incluyeron en la hoja de datos de DragonLab de 2009. [4]
Recipiente a presión
Volumen de carga útil interior presurizado y ambientalmente controlado de 10 metros cúbicos (350 pies cúbicos). [4]
Entorno a bordo: 10–46 °C (50–115 °F); humedad relativa 25~75%; presión de aire 13,9~14,9 psia (958,4~1027 hPa ). [4]
Compartimento de sensores sin presión (carga útil recuperable)
Volumen de carga útil sin presurizar: 0,1 metros cúbicos (3,5 pies cúbicos).
14 metros cúbicos (490 pies cúbicos) de volumen de carga útil en el tronco de 2,3 metros (7 pies 7 pulgadas), detrás del escudo térmico del recipiente a presión, con extensión opcional del tronco a una longitud total de 4,3 metros (14 pies), el volumen de carga útil aumenta a 34 metros cúbicos (1200 pies cúbicos). [4]
Admite sensores y aperturas espaciales de hasta 3,5 metros (11 pies) de diámetro. [4]
Sistemas de energía, comunicación y mando
Energía: paneles solares gemelos que proporcionan 1500 vatios en promedio y 4000 vatios de pico, a 28 y 120 V CC . [4]
Dragon utiliza un diseño "tolerante a la radiación" en el hardware y software electrónico que componen sus computadoras de vuelo . El sistema utiliza tres pares de computadoras, cada una de las cuales verifica constantemente a las otras, para crear un diseño tolerante a fallas . En caso de una alteración de la radiación o un error leve, uno de los pares de computadoras realizará un reinicio suave . [30]
Incluyendo las computadoras de vuelo, Dragon emplea 18 unidades de procesamiento triplemente redundantes, para un total de 54 procesadores. [30]
Dragon Crew : clase de naves espaciales parcialmente reutilizables de 2020Pages displaying short descriptions of redirect targets
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Enlaces externos
Sitio web oficial de SpaceX
Acuerdo entre SpaceX y la NASA para el lanzamiento del CCDev2
Informes de progreso bimensuales del SpaceX CCDev2
Entrega de carga de Dragon a la ISS (video destacado de COTS 2)
Transporte de tripulación del Dragon a la ISS (representación gráfica)
"SpaceX revela su nueva cápsula espacial Dragon". Slate . 30 de mayo de 2014.
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