Cygnus (kosmická loď)
Author
Albert FloresCygnus (lat. „labuť“) je bezpilotní nákladní kosmická loď vyvinutá a vyráběná americkou společností Orbital ATK (dříve Orbital Sciences Corporation) v rámci programu komerční orbitální dopravy (Commercial Orbital Transportation Services, COTS) americké kosmické agentury NASA. V roce 2018 výrobu převzala firma Northrop Grumman. Cygnus je určen k dopravě nákladu na Mezinárodní vesmírnou stanici (ISS). Do vesmíru je vynášen raketou Antares z kosmodromu MARS (Středoatlantský regionální kosmodrom), případně raketou Atlas V z mysu Canaveral na východním pobřeží USA.
Historie programu
Poté, co byl v lednu 2004 americkým prezidentem Georgem W. +more Bushem oznámen plán vyřazení amerických raketoplánů Space Shuttle z provozu po dokončení Mezinárodní vesmírné stanice, čelila NASA hrozící závislosti na již provozovaných nebo připravovaných ruských, evropských a japonských bezpilotních zásobovacích lodích Progress, ATV a HTV. Rozhodla se proto v programu COTS podpořit vývoj a výrobu bezpilotních nákladních lodí.
Program vyústil v uzavření dvou kontraktů Commercial Resupply Services (CRS) na dopravu zásob na ISS mezi NASA a společnostmi SpaceX (loď Dragon vynášená raketou Falcon 9) a Orbital Sciences Corporation (loď Cygnus vynášená raketou Antares). Uzavřením smlouvy v hodnotě 1,9 miliardy USD přijala společnost Orbital závazek dodat na ISS až 20 tun nákladu v osmi lodích Cygnus do roku 2016.
Společnost Orbital pro splnění kromě lodi Cygnus vytvořila nový raketový nosič střední třídy Taurus II, který byl během vývoje přejmenován na Antares. Ten nejprve v dubnu 2013 úspěšně absolvoval test bez lodi Cygnus, ale se simulátorem její hmoty. +more Cílem mise označované A-ONE bylo prokázat, že raketa Antares je schopna dosáhnout nominálního výkonu a umístit na nízkou oběžnou dráhu Země maketu o objemu a hmotnosti lodi Cygnus. První ukázkový Cygnus (mise Orb-D1) při přiblížení k ISS v září 2013. Skutečná kosmická loď ke svému ukázkovému prvnímu letu na špici rakety Antares odstartovala 18. září 2013 pod označením Orb-D1 a úspěšně se připojila k ISS. Už 9. ledna 2014 pak společnost Orbital vypustila první řádný let programu CRS.
V říjnu 2014 selhal při startu poprvé vypouštěný model rakety Antares 130 s novým typem druhého stupně a s lodí CRS Orb-3. Společnost poté ustoupila od řady raket Antares 100 a uspíšila přípravu řady 200. +more Současně ve snaze co nejdříve pokračovat v plnění dodávek na ISS zakoupila postupně celkem 3 rakety Atlas V, což jí umožnilo vynášet ve vylepšené (angl. enhanced) lodi téměř dvojnásobené množství nákladu.
První let vylepšeného Cygnusu s raketou Atlas V odstartoval v prosinci 2015. Společnost Orbital (v té době už pod jménem Orbital ATK) se pak postupně vrátila k vlastní raketě Antares, jejíž verze 230 byla také schopna vynést vylepšený Cygnus s vyšší hmotností užitečného zatížení.
Společnost tak i přes havárii letu CRS Orb-3 splnila svůj závazek ze smlouvy z roku 2008. Protože však nebyla dokončena jednání o navazujícím programu CRS-2, NASA doobjednala v srpnu 2015 k původním osmi letům další dva a později ještě jeden. +more Tyto tři lety bývají v některých zdrojích označovány za číslem označovány písmenem E jako připomenutí, že jde o lety z rozšířeného (angl. extended) programu CRS. Lety lodí Cygnus, označované původně zkratkou Orb (Orb-1 atd. ) a později zkratkou názvu společnosti Orbital ATK (OA-4 atd. ), jsou navíc od desátého komerčního letu označovány zkratkou NG (NG-10 atd. ) na znamení skutečnosti, že společnost Orbital (včetně jejích produktů Cygnus a Antares) v roce 2018 převzala společnost Northrop Grumman.
Přípravy programu CRS-2, které NASA zahájila v září 2014, pak pokračovaly až do roku 2016, kdy společnostem Orbital ATK, Sierra Nevada Corporation a SpaceX byly zadány první zakázky - každé z nich je podle smlouvy CRS-2 garantováno nejméně 6 nákladních letů. Prvním letem CRS-2 byla v listopadu 2019 mise Cygnus NG-12 (prvním letem Space X podle nové smlouvy byla mise SpaceX CRS-21 na přelomu let 2020 a 2021, zatímco Sierra Nevada teprve připravuje ukázkový let svého raketoplánu Dream Chaser).
Northrop Grumman v listopadu 2020 oznámil, že získal v rámci smlouvy CRS-2 zakázku na další dva lety, které by se měly uskutečnit v roce 2023. V březnu 2022 si NASA u společnosti objednala dalších 6 z celkem 12 nově nasmlouvaných zásobovacích misí až do roku 2026 (zbylých 6 misí získala společnost SpaceX). +more Northrop Grumman tak ze smlouvy CRS-2 získala celkem 14 misí (SpaceX celkem 15).
Design lodi Cygnus
Srovnání lodí Cygnus v původní (vlevo) a vylepšené verze používané od roku 2015 (vpravo) Loď se skládá ze dvou válcových modulů. +more Větší z nich, hermetizovaný nákladový modul ( PCM), který vyrábí italská společnost Thales Alenia Space, měl v původní verzi délku 3,66 metru, průměr 3,07 metru, suchou hmotnost (bez nákladu a paliva) 1 500 kg. Vnitřní hermetizovaný prostor o objemu 18,9 m³ mohl pojmout až 2 tuny nákladu. U vylepšené (enhanced) verze Cygnusu používané od letu OA-4 se PCM prodloužil na 4,86 metru, což umožnilo zvětšit hermetizovaný objem na 27 m3 a nosnost na nejméně 3 500 kg nákladu. Suchá hmotnost PCM se zvýšila na 1 800 kg. Na horní části (ve směru letu při startu) je umístěn kotvící mechanismus CBM (Common Berthing Mechanism) pro připojení k stanici a umožnění přístupu její posádky do hermetizovaného prostoru lodi. Z ISS může Cygnus v PCM odvést až 1200 kg odpadu, se kterým zanikne v atmosféře Země. Kruhové solární panely vylepšené verze lodi Cygnus (NG-16). Menší servisní modul ( SM) vyrábí firma Orbital ATK. Obsahuje především manévrovací motor o tahu 450 newtonů, nádrže s palivem (hydrazin a oxid dusičitý), navigační, řídicí a komunikační systém lodi a mechanismus pro zachycení lodi robotickou rukou Canadarm2. Přesné manévrování dále zajišťuje 32 trysek rozmístěných po celém povrchu lodi.
Součástí servisního modulu jsou také dva solární panely. U původní verze byly klasické do strany rozevírací obdélníkové panely osazeny gallium arsenidovými články o celkovém výkonu 3,5 kilowattů (kW). +more U vylepšené verze je použita technologie Ultraflex, v níž se panely rozevírají jako vějíř a po plném rozvinutí vytvoří kruhový panel ([url=https://www. youtube. com/watch. v=j-vl2I3bTEI&ab_channel=NorthropGrumman]video[/url]). Výhodou technologie je úspora prostoru i hmotnosti na méně než čtvrtinu oproti běžným panelům o stejném výkonu.
Celková hmotnost vylepšené lodi bez nákladu a paliva je cca 3750 kg.
Výroba a integrace kosmické lodi Cygnus probíhá ve výrobním zařízení v městě Dulles ve Virginii. Ze stejného místa jsou řízení operace mise v koordinaci s řídicím střediskem v Houstonu v Texasu.
Přehled letů lodí Cygnus
Lodi Cygnus jsou vynášeny nosnou raketou Antares ze Středoatlantského regionálního kosmodromu (angl. Mid-Atlantic Regional Spaceport, MARS), který se nachází v sousedství kosmodromu a střediska NASA Wallops ve státu Virginie na východním pobřeží USA. +more Výjimku tvořily 3 lety, u nichž byly nosičem rakety Atlas V 401 vypouštěné z vojenské základny na mysu Cape Canaveral na Floridě.
Původní verze lodi se k ISS připojovaly prostřednictvím spodního (k zemi mířícího) portu na modulu Harmony, označovaného Harmony nadir. Vylepšené verze (od mise Cygnus OA-4) se připojují přes spodní port modulu Unity, označovaný Unity nadir).
Stejně jako u dalších lodí, které se k ISS nepřipojují automaticky jako lodi Progress, Dragon 2 a ATV, ale pomocí robotické ruky Canadarm2 (kromě Cygnusů se to týkalo také japonských lodí HTV a první řady Dragonů firmy SpaceX) se za čas připojení (ukotvení - berthing) považuje okamžik fyzického spojení stykovacích uzlů (portů) obou těles a podobně za čas odpojení (odkotvení - unberthing) okamžik oddělení portů.
Kosmická loď | Nosná raketa | Náklad (kg) | Start (UTC) | Připojení k ISS (UTC) | Port ISS | Odpojení od ISS (UTC) | Doba spojení s ISS | Zánik (UTC) | Pozn. | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | Cygnus D1 - CRS Orb-D | Antares 110 | 589 | 18. +more září 2013, 14:58 | 29. září 2013, 12:44 | Harmony nadir | 22. října 2013, 10:04 | 22 dní, 21 hodin, 20 minut | 23. října 2013 | Ukázkový let |
2 | Cygnus Orb-1 - CRS Orb-1 | Antares 120 | 1 260 | 9. ledna 2014, 18:07:05 | 12. ledna 2014, 13:05 | Harmony nadir | 18. února 2014, 10:25 | 36 dní, 21 hodin, 20 minut | 19. února 2014 | 1. let podle smlouvy CRS |
3 | Cygnus Orb-2 - CRS Orb-2 | Antares 120 | 1 494 | 13. července 2014, 16:52:14 | 16. července 2014, 12:53 | Harmony nadir | 15. srpna 2014, 09:14 | 29 dní, 20 hodin, 21 minut | 17. srpna 2014 | |
4 | Cygnus Orb-3 - CRS Orb-3 | Antares 130 | 28. října 2014, 22:22:38 | První let s druhým stupněm Castor 30XL. Během startu došlo k fatální anomálii a v následné explozi byl Cygnus zničen. | První let s druhým stupněm Castor 30XL. Během startu došlo k fatální anomálii a v následné explozi byl Cygnus zničen. | První let s druhým stupněm Castor 30XL. Během startu došlo k fatální anomálii a v následné explozi byl Cygnus zničen. | První let s druhým stupněm Castor 30XL. Během startu došlo k fatální anomálii a v následné explozi byl Cygnus zničen. | První let s druhým stupněm Castor 30XL. Během startu došlo k fatální anomálii a v následné explozi byl Cygnus zničen. | ||
5 | Cygnus OA-4 - CRS OA-4 | Atlas V 401 | 3 514 | 6. prosince 2015, 21:44:57 | 9. prosince 2015, 14:14 | Unity nadir | 19. února 2016, 12:25 | 71 dní, 22 hodin, 11 minut | 20. února 2016 | 1. let pokročilé verze |
6 | Cygnus OA-6 - CRS OA-6 | Atlas V 401 | 3 519 | 22. března 2016, 03:05:52 | 26. března 2016, 14:52 | Unity nadir | 14. června 2016, 11:43 | 79 dní, 20 hodin, 51 minut | 22. června 2016 | |
7 | Cygnus OA-5 - CRS OA-5 | Antares 230 | 2 342 | 17. října 2016, 23:45:40 | 23. října 2016, 11:28 | Unity nadir | 21. listopadu 2016, 12:35 | 29 dní, 1 hodina, 7 minut | 28. listopadu 2016 | |
8 | Cygnus OA-7 - CRS OA-7 | Atlas V 401 | 3 376 | 18. dubna 2017, 15:11 | 22. dubna 2017, 10:16 | Unity nadir | 4. června 2017, 11:05 | 43 dní, 0 hodin, 49 minut | 3. července 2017 | |
9 | Cygnus OA-8 - CRS OA-8 | Antares 230 | 3 338 | 12. listopadu 2017, 12:20:26 | 14. listopadu 2017 10:04 | Unity nadir | 6. prosince 2017, 13:11 | 22 dní, 3 hodiny, 7 minut | 18. prosince 2017 | |
10 | Cygnus OA-9 - CRS OA-9E | Antares 230 | 3 350 | 21. května 2018, 08:44:06 | 24. května 2018 12:13 | Unity nadir | 15. července 2018 12:37 | 55 dní, 3 hodiny, 53 minut | 30. července 2018 | |
11 | Cygnus NG-10 - CRS NG-10E | Antares 230 | 3 350 | 17. listopadu 2018, 09:01:31 | 19. listopadu 2018 12:31 | Unity nadir | 8. února 2019 16:16 | 81 dní, 3 hodiny, 45 minut | 25. února 2019 | |
12 | Cygnus NG-11 - CRS NG-11E | Antares 230 | 3 350 | 17. dubna 2019 20:46:07 | 19. dubna 2019 09:28 | Unity nadir | 6. srpna 2019, 16:15 | 109 dní, 6 hodin, 47 minut | 6. prosince 2019 | |
13 | Cygnus NG-12 - CRS NG-12 | Antares 230+ | 3 705 | 2. listopadu 2019, 13:59:47 | 4. listopadu 2019, 11:21 | Unity nadir | 31. ledna 2020, 11:15 | 87 dní, 23 hodin, 54 minut | 17. března 2020, 23:17 | 1. let podle smlouvy CRS-2 |
14 | Cygnus NG-13 - CRS NG-13 | Antares 230+ | 3 377 | 15. února 2020, 20:21:01 | 18. února 2020, 11:16 | Unity nadir | 11. května 2020, 13:00 | 83 dní, 1 hodina, 44 minut | 29. května 2020, 19:29 | |
15 | Cygnus NG-14 - CRS NG-14 | Antares 230+ | 3 551 | 3. října 2020, 01:16:14 | 5. října 2020, 12:01 | Unity nadir | 6. ledna 2021, 12:25 | 93 dní, 0 hodin, 24 minut | 26. ledna 2021, 20:23 | |
16 | Cygnus NG-15 - CRS NG-15 | Antares 230+ | 3 810 | 20. února 2021, 17:36:50 | 22. února 2021, 12:16 | Unity nadir | 29. června 2021, 13:20 | 127 dní, 1 hodina, 4 minuty | 2. července 2021, 01:15 | |
17 | Cygnus NG-16 - CRS NG-16 | Antares 230+ | 3 723 | 10. srpna 2021, 22:01:05 | 12. srpna 2021, 13:42 | Unity nadir | 20. listopadu 2021, 13:40 | 99 dní, 23 hodin, 58 minut | 15. prosince 2021, 06:30-09:45 | |
18 | Cygnus NG-17 - CRS NG-17 | Antares 230+ | 3 800 | 19. února 2022, 17:40:03 | 21. února 2022, 12:02 | Unity nadir | 28. června 2022, ~07:00 | 126 dní a ~20 hodin | 29. června 2022, ~06:55 | |
Kosmická loď | Nosná raketa | Náklad (kg) | Start (UTC) | Připojení k ISS (UTC) | Port ISS | Odpojení od ISS (UTC) | Doba spojení s ISS | Zánik (UTC) | Pozn. |
Odkazy
Reference
Související články
Seznam nepilotovaných letů k ISS
Externí odkazy
Kategorie:Bezpilotní nákladní kosmické lodě Kategorie:Kosmonautika USA Kategorie:Orbital Sciences Corporation