SpaceX COTS Demo Flight 2 ( COTS 2 ), también conocido como Dragon C2+ , fue el segundo vuelo de prueba de la nave espacial no tripulada Cargo Dragon de SpaceX . Se lanzó en mayo de 2012 en el tercer vuelo del vehículo de lanzamiento de dos etapas Falcon 9 de la compañía . El vuelo se realizó bajo un acuerdo financiado por la NASA como la segunda misión de demostración de Dragon en el programa Commercial Orbital Transportation Services (COTS). El propósito del programa COTS es desarrollar y demostrar fuentes comerciales para el reabastecimiento de carga de la Estación Espacial Internacional (ISS). La nave espacial Dragon C2+ fue el primer vehículo estadounidense en visitar la ISS desde el final del programa del Transbordador Espacial . También fue la primera nave espacial comercial en encontrarse y atracar con otra nave espacial. [4]
Inicialmente, los objetivos de la misión C2+ debían cumplirse mediante dos misiones separadas: la Dragon C2 habría realizado un sobrevuelo de la ISS, practicado maniobras de encuentro y comunicaciones con la estación, antes de regresar a la Tierra. Una segunda misión, la Dragon C3, habría sido la primera misión en atracar en la estación. En julio de 2011, la NASA dio su aprobación provisional para combinar los objetivos de las dos misiones. En diciembre de 2011, la NASA aprobó formalmente la fusión de las misiones COTS 2 y 3 en el vuelo Dragon C2+. Hubo varios retrasos en el lanzamiento, el último de los cuales se produjo el 19 de mayo de 2012, debido a un aborto del lanzamiento durante el último segundo antes del despegue.
El Dragon C2+ fue lanzado con éxito desde Cabo Cañaveral el 22 de mayo de 2012. Durante los tres primeros días de la misión, se completaron con éxito todos los objetivos COTS 2. La fase COTS 3 de la misión comenzó el 25 de mayo, cuando el Dragon se reunió nuevamente con la ISS y luego fue capturado con éxito utilizando el Canadarm2 . Fue atracado en la estación más tarde ese día, utilizando el brazo robótico. El Dragon permaneció allí durante casi seis días, durante los cuales los astronautas descargaron la carga y luego volvieron a cargar el Dragon con la carga con destino a la Tierra . El 31 de mayo, el Dragon se desató de la ISS, su cápsula aterrizó en el Océano Pacífico frente a la costa de California y fue recuperada. Todos los objetivos de la misión se completaron con éxito y el sistema Falcon 9-Dragon recibió la certificación para iniciar misiones regulares de entrega de carga a la ISS bajo el programa de Servicios de Reabastecimiento Comercial .
El 18 de agosto de 2006, la NASA y SpaceX firmaron un contrato para servicios de reabastecimiento de carga COTS. [5] [6] El acuerdo exigía tres vuelos de prueba, en el marco del programa de demostración de fase 1 de COTS. [7] La primera misión COTS, COTS Demo Flight 1 , se completó con éxito el 8 de diciembre de 2010, cuando la cápsula Dragon se recuperó con éxito de la órbita. Debido al éxito de la misión, SpaceX pidió a la NASA que combinara el vuelo de sobrevuelo de la ISS COTS 2, que habría visto a una nave espacial Dragon aproximarse a la estación pero permanecer a unos 10 km de ella, y el vuelo COTS 3 que atracaría en la ISS. [7] En una reunión del 15 de julio de 2011, la NASA aprobó provisionalmente la combinación de las dos misiones COTS para acelerar el programa hacia la fase de misión de suministro operativo en 2012. [8] El 9 de diciembre, la NASA aprobó oficialmente la fusión de las misiones COTS 2 y 3 en el vuelo renombrado Dragon C2+. [9] [10]
El vehículo de lanzamiento Falcon 9 llegó a las instalaciones de SpaceX en Cabo Cañaveral, Florida, en el Complejo de Lanzamiento 40 (LC-40) en julio de 2011. [11] La nave espacial Dragon de la misión llegó al sitio de lanzamiento el 23 de octubre de 2011. [12] El 1 de marzo de 2012, se completó con éxito una prueba de cuenta regresiva con combustible llamada Wet Dress Rehearsal (WDR) para la misión COTS 2. [13] El 16 de abril, la NASA completó su Revisión de preparación para el vuelo (FRR) y declaró que era factible un lanzamiento el 30 de abril. [13] [14] Después de la revisión, SpaceX anunció un retraso en el lanzamiento debido a los continuos problemas de prueba del software de vuelo, y el siguiente hito importante de la misión fue la exitosa prueba del motor de fuego estático del Falcon 9 el 30 de abril. [15] La NASA aprobó el software de vuelo de Dragon el 11 de mayo, solucionando un problema que anteriormente había sido responsable de varios aplazamientos de fechas de lanzamiento. [16] El 17 de mayo, la misión pasó su revisión final de lanzamiento y el Falcon 9/Dragon se erigió en la plataforma de lanzamiento en preparación para el lanzamiento. [17] El primer intento de lanzamiento, el 19 de mayo, fue abortado a las T-00:00:00.5 debido a un problema de presión en uno de los motores del Falcon 9. [18] La ventana de lanzamiento fue casi instantánea, por razones de eficiencia de combustible, dejando poco margen de error debido a las restricciones de consumo de combustible causadas por las maniobras adicionales requeridas para certificar la nave espacial Dragon antes de intentar atracar en la ISS. [19] La ventana de lanzamiento de Dragon podría haber sido más larga, pero el combustible adicional requerido para alcanzar la ISS probablemente habría superado los márgenes de seguridad, debido a las pruebas previas al atraque. [20] [21]
Según el plan original de pruebas de la Dragon, se habrían realizado las misiones C2 y C3 en lugar de la C2+. La C2 se habría encontrado con la ISS, pero no habría realizado la parte de captura y atraque de la misión. El tercer vuelo de prueba estaba previsto que fuera la primera misión de la Dragon en atracar en la ISS. Tras una reunión del 15 de julio de 2011 entre los funcionarios de SpaceX y la NASA, los objetivos de la misión COTS 3 se combinaron provisionalmente con el vuelo de demostración propuesto COTS 2, debido a los dos lanzamientos exitosos anteriores del Falcon 9 y a que la flota de transbordadores del Sistema de Transporte Espacial se había retirado recientemente. [22]
El 9 de diciembre de 2011, la NASA aprobó formalmente la fusión de las dos misiones y fijó la fecha de lanzamiento inicial para el 7 de febrero de 2012. [23] Se produjeron varios retrasos entre diciembre y mayo de 2012, principalmente debido a que SpaceX necesitaba realizar más pruebas de hardware y software. [10] La misión Dragon C2+ se lanzó con éxito el 22 de mayo, desde el Complejo de Lanzamiento 40 de Cabo Cañaveral (SLC-40). [24] Completó con éxito todos los objetivos de la misión COTS 2, luego se atracó en la ISS y completó todos los objetivos de la misión COTS 3, antes de amerizar con éxito en el Océano Pacífico, frente a la costa de California el 31 de mayo. [25] Dado que todos los objetivos COTS se cumplieron durante el vuelo Dragon C2+ en mayo de 2012, se eliminó la necesidad del vuelo de demostración COTS 3. [26]
El lanzamiento se produjo a las 03:44 EDT (07:44 UTC) del 22 de mayo de 2012. [27] Esta fue la primera vez que se lanzó un Falcon 9 de noche. [28] Después del despegue, el motor principal se apagó aproximadamente en la marca de 180 segundos, y la primera etapa comenzó a separarse. Después de la separación de las etapas, la segunda etapa se encendió. [20] El cono de la nariz de la Dragon fue entonces arrojado. [20] Y aproximadamente a los nueve minutos de vuelo, el motor de la segunda etapa se apagó y se separó de la nave espacial Dragon. [20] La nave espacial Dragon desplegó con éxito sus paneles solares aproximadamente a los 13 minutos de vuelo. [20] [29]
Las pruebas iniciales del COTS 2 comenzaron durante este segmento de vuelo, cuando Dragon realizó una prueba de su sistema Absolute GPS (AGPS), utilizando satélites del sistema de posicionamiento global para determinar su ubicación. [19] A continuación, Dragon abrió la puerta de su bahía que albergaba su dispositivo de agarre y sensores de navegación relativa, una cámara termográfica y el DragonEye basado en LIDAR . [30] Después de completar una verificación de estos sensores, Dragon demostró su capacidad de abortar durante una aproximación, primero con un encendido continuo de sus motores Draco y luego con un encendido pulsado. [30] Luego comenzó una demostración de deriva libre, lo que permitió que la nave espacial flotara libremente sin usar sus propulsores que normalmente corregirían su trayectoria orbital. [19] [30]
En el segundo día de vuelo, la Dragon inició una serie de encendidos de propulsores, llamados encendido de "ajuste de altura" (HA-1) y encendido "coelíptico" (CE-1). [19] [30] [a] El encendido CE-1 cambió las características de la órbita de la Dragon al colocarla en una órbita circular alrededor de la Tierra. [19] [30] El encendido HA-1 elevó la altitud de la Dragon a unos pocos kilómetros por debajo de la ISS, en preparación para la demostración de encuentro del día siguiente. [32]
En el tercer día de vuelo, Dragon realizó la segunda quema de ajuste de altura (HA-2) a las 07:58 UTC, para situarse a unos 10 km (6,2 mi) de la ISS, la "zona de comunicación". [33] [34] A las 08:43 UTC, la segunda quema coelíptica (CE-2) elevó su órbita a casi el mismo plano que la ISS, y la llevó a 2.500 m (8.200 pies) por debajo de la estación. [34] [35] Durante este "vuelo por debajo", Dragon estableció comunicaciones con la estación utilizando su Unidad de comunicación de frecuencia ultraalta (CUCU) COTS. [34] Dragon realizó una prueba de su sistema GPS relativo (RGPS), que utilizó las posiciones relativas de la nave espacial con respecto a la estación espacial para determinar su ubicación. [36] [37] Además, utilizando el Panel de Comando de la Tripulación (CCP) a bordo del módulo Cupola , la tripulación de la Expedición 31 interactuó brevemente con Dragon, monitoreando el vuelo bajo y justo antes de las 11:00 UTC enviando un comando a Dragon para encender su luz estroboscópica. [37] Aproximadamente a las 11:25 UTC, Dragon realizó su aproximación más cercana a la ISS. [37] Una vez que se completó el vuelo bajo, Dragon encendió sus propulsores para comenzar un bucle al frente, arriba y luego detrás de la estación en un patrón ovalado de pista de carreras a una distancia de entre 7 y 10 km (4,3 y 6,2 mi). [34] Dragon realizó una quema final para el día, a las 11:57 UTC, que lo alejó de la ISS y preparó la nave espacial para un reencuentro con la estación al día siguiente. [37] Después de que Dragon despejó las cercanías de la estación, la NASA aprobó que el atraque ocurriera el día 4, lo que significa que se cumplieron todos los requisitos originales de la misión COTS 2. [38] [39]
En el cuarto día de vuelo, Dragon realizó quemas de propulsores HA-3 y CE-3 para llevarlo a 2,5 km (1,6 mi) por debajo de la estación una vez más. [40] El equipo de Control de Misión de Houston de la NASA le dio entonces a SpaceX el visto bueno para realizar otra serie de quemas que llevaron a Dragon a 1.400 m (4.600 pies) de la estación. [40] Se tomó otra decisión en el Control de Misión de Houston, y luego Dragon se movió a 250 m (820 pies) de la estación. [41] En este punto, comenzaron los objetivos de demostración COTS 3. [40] El sistema DragonEye de Dragon demostró y confirmó que su posición y velocidad eran precisas comparando su imagen LIDAR con sus cámaras termográficas. [40] Comenzó una serie de maniobras de verificación. El equipo de control de vuelo de SpaceX en Hawthorne, California, ordenó a la nave espacial que se acercara a la estación desde su posición de espera. [40] Se movió de 250 a 220 m (820 a 720 pies) por debajo de la estación. [40] La tripulación, usando el panel de comando, entonces ordenó a Dragon que se retirara, y la nave espacial se movió de nuevo hacia abajo al punto de espera. [40] Esta prueba aseguró que el alcance de Dragon a la ISS fuera preciso, y que el equipo de control de vuelo vio que la aceleración y el frenado de la nave espacial funcionaban como se esperaba. [40] Estaba en un patrón de espera a 250 m (820 pies), y una vez más el equipo de vuelo de Dragon le ordenó que se acercara a la estación. [40] En la posición de 220 m (720 pies), la tripulación ordenó al vehículo que se detuviera. [40]
En Houston se tomó otra decisión y se permitió a Dragon entrar en la esfera de exclusión (KOS), un área virtual de 200 m (660 pies) alrededor de la estación destinada a evitar colisiones con el complejo en órbita. [42] Se produjeron dos retenciones adicionales y no planificadas: una a 150 m (490 pies) para verificar aún más el LIDAR; y finalmente una por parte de SpaceX a 70 m (230 pies) para reconfigurar los LIDAR. [43] Los reflejos dispersos de la instalación externa (EF) del módulo JAXA JEM provocaron interferencias con el LIDAR; [41] SpaceX decidió reducir el campo de visión del LIDAR para eliminar los reflejos. [43]
Dragon se dirigió a una posición a 30 m (98 pies) de la estación y se detuvo automáticamente para detenerse. [43] Se tomó otra decisión y luego Dragon se dirigió a la posición del punto de captura a 9 m (30 pies). [43] Se tomó una decisión final y el equipo de Control de Misión de Houston notificó a la tripulación que iban a capturar a Dragon. [43] En ese momento, desde el módulo Cupola, el miembro de la tripulación de la Expedición 31, Don Pettit, utilizó el Sistema de Servicio Móvil ( Canadarm2 ) de la estación para alcanzar y agarrar la nave espacial Dragon a las 13:56 UTC sobre Australia Occidental . [44] Tras la captura, Pettit le dijo en broma a la ISS CAPCOM Megan McArthur : "Parece que tenemos un Dragon por la cola. Creemos que esta simulación salió muy bien, estamos listos para darle la vuelta y hacerlo de verdad". [42] Pettit, con la ayuda de su compañero de tripulación André Kuipers , guió y luego atracó a Dragon en el mecanismo de atraque común orientado hacia la Tierra del módulo Harmony a las 16:02 UTC. [45]
El quinto día de vuelo, después de evaluar la calidad del aire dentro de la cápsula Dragon, la tripulación abrió la escotilla entre la cápsula y la estación a las 05:53 EDT (09:53 UTC). [46] Pettit y el cosmonauta ruso y comandante de la estación Oleg Kononenko fueron los primeros miembros de la tripulación en ingresar a la cápsula Dragon. [47] Llevaban gafas protectoras y máscaras respiratorias mientras realizaban más pruebas para asegurarse de que la atmósfera dentro de la cápsula fuera segura, lo que en efecto era, aunque Pettit señaló que "el interior huele como un auto nuevo". [48]
La Dragon pasó aproximadamente seis días atracada en la estación espacial, lo que les dio tiempo a los astronautas para descargar su carga. [49] Luego la volvieron a cargar con carga con destino a la Tierra. [50] El 27 de mayo, mientras estaba bajo control del Centro de Control de Misión de Houston, Dextre fue utilizada para inspeccionar el tronco de la Dragon. [51]
En su último día en la estación, el 31 de mayo, la tripulación desató a Dragon de Harmony usando el Canadarm2 a las 05:49 EDT (09:49 UTC). [3] El brazo movió a Dragon unos 10 m (33 pies) lejos de la estación y lo liberó. [3] Dragon luego realizó una serie de quemaduras de motor que lo colocaron en una trayectoria para alejarlo de las cercanías de la estación. [52] El Control de Misión de Houston confirmó entonces que Dragon estaba en un camino seguro lejos del complejo. [52] SpaceX ordenó a Dragon que cerrara la puerta de su bahía y aproximadamente cuatro horas después de que Dragon abandonara la estación, comenzó a realizar su quema de desorbitación de nueve minutos de duración. [36] La cápsula Dragon desprendió su tronco y comenzó a reingresar a la atmósfera de la Tierra. [52] Su escudo térmico lo protegió durante la mayor parte del reingreso y cuando estaba lo suficientemente bajo en altitud se desplegaron sus dos paracaídas de frenado , seguidos de sus tres paracaídas principales. [53] La cápsula Dragon se estrelló en el Océano Pacífico a unos 900 km (560 mi) de la Península de Baja California aproximadamente a las 11:42 EDT (15:42 UTC) y fue recuperada por una pequeña flota de buques de recuperación del contratista contratado por SpaceX, American Marine. [54] [55] [56]
El 5 de junio, la cápsula Dragon llegó al puerto de Los Ángeles y fue transportada en camión a McGregor, Texas . [57] Allí se le retiró el propulsor tóxico para maniobras y el 13 de junio su carga fue transferida a posesión de la NASA. [58] Luego, la carga fue transportada al Centro Espacial Johnson en Houston para su posterior procesamiento. [58] El 18 de julio de 2012, la cápsula Dragon COTS 2 se exhibió temporalmente a una audiencia invitada dentro de una carpa, frente al edificio de la Sociedad Histórica de Washington, DC . [59] El 7 de septiembre de 2012, Steve Jurvetson , miembro de la junta directiva de SpaceX, informó que la cápsula C2+ estaba siendo sometida a un análisis posterior al vuelo en McGregor. [60] Más tarde, en 2012, se esperaba que la cápsula Dragon fuera transportada de regreso a Hawthorne, California . [58] Durante la conferencia de prensa posterior al vuelo, el CEO y CTO de SpaceX Elon Musk declaró que no hay planes definitivos para la cápsula, pero que le gustaría verla en una gira por los Estados Unidos. [61] La cápsula se exhibió en la Electronic Entertainment Expo de 2013 en Los Ángeles, California, del 11 al 13 de junio. [62] [63] La histórica cápsula Dragon C2+ finalmente se colocó en exhibición permanente colgando del techo en la sede de SpaceX .
El 23 de agosto de 2012, la NASA anunció que SpaceX y su sistema Falcon 9-Dragon estaban certificados para comenzar su contrato de entrega de carga. [64] El contrato de 1.600 millones de dólares prevé al menos 12 misiones de reabastecimiento. [65] El primero de esos vuelos se lanzó el 7 de octubre de 2012.
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La sección presurizada transportó 525 kg (1157 lb) de carga a la ISS, que incluía alimentos, agua, ropa, bolsas de carga, hardware de computadora, el Módulo NanoRacks 9 (experimentos estudiantiles y equipo científico) y otra carga diversa. [66] [67] No se entregó carga no presurizada en esta misión. [68]
Una adición no anunciada al manifiesto de carga, que se hizo público después del lanzamiento, fue un pequeño recipiente, fijado a la parte superior de la segunda etapa, que contenía los restos de cenizas de 1 gramo de más de 300 personas, incluido el astronauta del Proyecto Mercury, Gordon Cooper , y James Doohan , el actor que interpretó a Scotty en el programa de televisión Star Trek en la década de 1960. [69] Los restos fueron trasladados de forma semisecreta por Celestis , una empresa que ha trasladado contenedores funerarios en el pasado en el vehículo de lanzamiento Falcon 1 de SpaceX. [70] La segunda etapa y el contenedor funerario permanecieron en la órbita inicial en la que se insertó Dragon C2+, [71] y se quemaron en la atmósfera de la Tierra un mes después. [72]
A su regreso a la Tierra, Dragon trajo consigo 665 kg (1466 lb) de carga presurizada; la carga incluía muestras de experimentos, hardware de experimentos, hardware de sistemas de la ISS y hardware de la Unidad de Movilidad Extravehicular . [66] [73] Uno de los experimentos que trajo Dragon fue el Experimento de Reología Extensional de Historia de Corte (SHERE) administrado por el Centro de Investigación Glenn de la NASA . [74] SHERE investigó los efectos del estrés rotacional en fluidos poliméricos. [74] Los elementos de SHERE incluían una caja de herramientas, módulos de fluidos, bandejas de almacenamiento, cables y un teclado, y grabaciones de datos científicos. [74] Otro experimento que regresó con Dragon fue el Aparato de Combustión de Gotas Multiusuario (MDCA) y el Bastidor Integrado de Combustión: Fluidos y Instalación de Combustión (CIR). [74] Se planeó que el vuelo de regreso llevara 660 kg (1460 lb)
Otro experimento que regresó al final de esta misión fue el Material Science Research Rack (MSRR), que investigó experimentos de microgravedad en barras de aleación de aluminio. [74] Del MSRR regresaron cartuchos de investigaciones térmicas y de vacío realizadas en barras de metal en SETA-2 y los estudios MSL-CETSOL y MICAST. [74]
Originalmente, SpaceX también tenía la intención de lanzar dos satélites de carga útil secundarios desde el Dragon en algún momento de las primeras 72 horas después del lanzamiento; [75] sin embargo, el 28 de diciembre de 2011, SpaceX y Orbcomm anunciaron un cronograma revisado que eliminó el despliegue del satélite del plan de vuelo del Dragon C2+. [76]
El vuelo de demostración COTS 2 debía tener lugar en 2010, pero se retrasó por problemas internos de SpaceX; y luego en 2011 por problemas de la NASA. [77] Como estaba planeado en los manifiestos, el vuelo de demostración COTS 2 debía volar en junio de 2011. [9] Se retrasó hasta finales de 2011, y luego siguió un retraso adicional por la falla del buque de reabastecimiento de carga ruso Progress 44 en agosto; este incidente podría haber obligado a abandonar temporalmente la ISS a mediados de noviembre. [78] Otro retraso fue causado por el procedimiento de atraque que requiere que dos personas de la ISS estén capacitadas y disponibles para el procedimiento; a principios de diciembre de 2011 solo una persona fue capacitada para atracar el Dragon. [79] La fecha de lanzamiento se movió de la siguiente manera: 6 de junio de 2011, 8 de octubre, 30 de noviembre y 19 de diciembre; [80] y 7 de enero de 2012, 30 de abril y 7 de mayo. [80]
Con un apretado calendario de lanzamientos en Cabo Cañaveral, y con otras misiones a la ISS, la NASA y SpaceX no anunciaron una nueva fecha hasta mediados de marzo para un lanzamiento el 30 de abril. [81] [82] SpaceX requirió más pruebas para el código informático que controlaba el atraque, lo que provocó que se anunciara otro retraso el 23 de abril, retrasando el lanzamiento al 7 de mayo a las 09:38 EDT (13:38 UTC). [83] [84] La NASA anunció un nuevo retraso, empujando el lanzamiento a algún momento en mayo. [83] El 4 de mayo, la nueva fecha de lanzamiento prevista se fijó para el 19 de mayo a las 04:55 EDT/08:55 UTC. El lanzamiento se llevó a cabo nominalmente, pero se abortó automáticamente a T−00:00:00.5 cuando la presión en el motor número 5 aumentó a límites inaceptables. [85] Después de realizar las reparaciones, la fecha de lanzamiento se fijó para el 22 de mayo a las 03:44 EDT (07:44 UTC), con una fecha de respaldo secundaria para el 23 de mayo a las 03:22 EDT (07:22 UTC) si se hacía necesario un retraso más largo. [20]
La presidenta de SpaceX, Gwynne Shotwell, analiza la ventana de lanzamiento entre las 25:30 y las 27:00 durante la conferencia de prensa.
...el primer lanzamiento nocturno de un cohete Falcon 9.
Véase la actualización de las 9:58 am.
