스페이스 클럽 특수 Atlas 5 구성을 사용하는 Starliner 테스트 비행, 비정상적인 발사 궤도

[발사지휘센터]

Boeing의 Starliner 승무원 캡슐이 장착 된 United Launch Alliance Atlas 5 로켓이 수요일 플로리다의 Cape Canaveral Air Force Station의 수직 통합 시설에서 출시됩니다. 크레딧 : United Launch Alliance

케이프 커 내버 럴 (Cape Canaveral)에서 금요일에 이륙 할 예정인 유나이티드 런치 얼라이언스 아틀라스 5 (United Launch Alliance Atlas 5) 로켓의 81 번째 비행은 조종사가없는 시험 비행에서 보잉의 스타 라이너 승무원 캡슐을 국제 우주 정거장으로 보냈을 때 처음으로 나올 예정이다.

발사대는 일반적으로 이륙하는 동안 위성을 둘러싼 페이로드 덮개없이 비행하며 우주 비행사의 안락함을 위해 최적화 된 독특한 궤도 궤도에서 Starliner를 구동하는 업그레이드 된 이중 엔진 Centaur 상단을 데뷔합니다.

Atlas 5의 새 버전은 52.4 미터 (172 피트)입니다. ULA는 Starliner 임무를 위해 설계된 Atlas 5 버전에 대해 새로운 명칭 인 N22를 추가했습니다. N22는 페이로드 페어링이 필요없고 2 개의 견고한 로켓 부스터와 2 개의 엔진 Centaur 상단을 의미합니다.

로켓 위에는 Boeing의 Starliner 캡슐이 있으며, 이는 Apollo 명령 모듈보다 약간 넓은 15 피트 (약 4.6 미터)입니다. 금요일 발사 예정인 Starliner의 Orbital Flight Test는 NASA와 Boeing이 우주 정거장의 다음 임무에 우주 비행사를 배치하기 전에 캡슐의 성능을 시연 할 것입니다.

미래의 우주 비행사가 비행 중에 볼 수있는 환경에 대한 데이터를 수집하기 위해 Starliner 승무원 내부에 "Rosie"라는 테스트 더미가 장착되어 있습니다.

NASA는 2010 년부터 보잉과 약 50 억 달러 규모의 스타 라이너 우주선 개발을위한 계약을 체결했다. 우주국은 우주 항공사와 비슷한 계약을 맺고 3 월에 우주 정거장으로 첫 비행을하지 않은 크루 드래곤 우주선을 개발했으며 2020 년 초 우주 비행사와 비행을 시작할 예정이다.

Boeing의 상용 승무원 프로그램 담당 부사장 겸 관리자 인 John Mulholland는“상업용 승무원 프로그램에서 처음으로 결정한 전략 중 하나는 전례없는 안전 및 미션 성공 기록을 위해 Atlas 5를 발사 차량으로 선택하는 것이 었습니다.

ULA 지상 승무원은 로켓을 Cape Canaveral의 Complex 41 발사대로 옮겨 최종 카운트 다운 준비를 시작했습니다.

Atlas 5 출시 카운트 다운은 오후 7시 16 분에 시작될 것으로 예상됩니다. EST 목요일 (0016 GMT 금요일), EST (1136 : 43 GMT) 오전 6:36:43에 즉각적인 발사 기회를 제공하는 지구의 회전으로 인해 국제 우주 정거장의 궤도면 아래에 발사대가 발사되는 시점과 거의 같습니다.

Atlas 5에 액체 수소 및 액체 산소 추진제를 채운 후 (첫 번째 단계의 등유가 이미 선상에 장착되어 있음) ULA의 발사 팀은 이륙 전 마지막 몇 분 안에 폴링됩니다. 모든 시스템이 작동하면 카운트 다운 시계가 T- 마이너스 4 분에 다시 시작되고 아래로 내려 가서 이륙합니다.

Atlas 5의 러시아 산 RD-180 주 엔진은 860,000 파운드의 추력을 발생시키기 위해 발화 및 최대 출력까지 스로틀 한 다음, 로켓의 두 개의 고체 연료가 발사되어 발사대에서 패드 41을 추진합니다.

Atlas 5는 우주 정거장의 궤도 경로에 맞춰 북동쪽으로 돌면서 66 초 안에 음속을 능가합니다. Aerojet Rocketdyne에서 제작 한 트윈 솔리드 로켓 부스터는 Atlas 5가 케이프 커 내버 럴에서 처음으로 올라가는 동안 추가 에너지 폭발을 일으키기 위해 90 초 이상 연소 할 것입니다. 부스터 케이싱은 T + 플러스 2 분, 22 초에 분사되어 대서양으로 떨어질 것입니다.

Starliner 우주선은 승무원 접근 암이 확장 된 패드 41에서 볼 수 있습니다. 크레딧 : United Launch Alliance

RD-180 엔진은 Atlas 5의 안내 컴퓨터의 명령에 응답하여 액체 추진제 소비로 로켓이 가벼워 짐에 따라 Starliner 우주선의 가속도가 약 3.5G로 제한됩니다.

Atlas 5의 브론즈 1 단계는 4 분 29 초에 T + plus에서 종료되며 6 초 후에 로켓의 켄타 우어 상위 단계와 분리됩니다. Starliner 우주선의 전방 도킹 메커니즘을 통한 상승 커버는 41 초 T + 플러스 4 분에 두 조각으로 분사되고, Centaur의 T + 플러스 4 분 45 초에 Aerojet Rocketdyne RL10A-4-2 엔진 2 개가 점화됩니다.

Starliner 우주선의 발사는 이중 엔진 Centaur 상위 단계를 사용하는 최초의 Atlas 5 임무입니다. 80 개의 이전 Atlas 5는 모두 단일 엔진 Centaur 변형으로 비행했습니다.

이중 엔진 Centaur 스테이지는 이전의 가장 최근의 Atlas 로켓 변형에서 가장 최근 2004 년에 100 번 이상 비행했습니다. 1962 년 이후 Centaur 스테이지와 함께 251 개의 임무 중 166 개는 Centaur의 이중 엔진 구성을 사용했습니다.

Centaur의 RL10 엔진은 초 냉각 액체 수소 및 액체 산소를 소비하여 약 45,000 파운드의 추력을 누적 생성합니다.

ULA의 Starliner 프로그램의 미션 관리자 인 Caleb Weiss는“이러한 추가 엔진은 무거운 탑재량을 LEO (낮은 지구 궤도)로 끌어 올리는 추가 추진력을 제공합니다. “또한 우리는이 궤도를 더 얕게 궤적으로 내버려 둘 수도 있습니다. 우리가 승무원과 함께 중단해야한다면 더 유리합니다. 따라서 추가 신뢰를 통해 승무원의 안전을 최적화하는 방식으로 궤도를 설계 할 수 있습니다.”

얕은 궤도는 향후 임무에서 Starliner 우주 비행사의 g- 포스를 감소시키고 승무원 캡슐이 발사 순서의 어느 시점에서든 안전하게 중단 될 수 있도록 도와줍니다. 평탄한 상승 프로파일은 또한 Starliner 우주선이 북대서양의“정전 구역”에서 튀어 나오는 것을 막아 캐나다 나 아일랜드 근처의 해안에 낙태를 가능하게합니다.

그러나 Starliner의 발사 중단 엔진은 조종되지 않은 궤도 비행 시험에서는 활성화되지 않습니다. 엔지니어는 Atlas 5의 컴퓨터 인 비상 감지 시스템에 중단 "트리거"를 적절하게 설정하여 실행 중 주요 매개 변수를 모니터링하고 중단시 Starliner를 로켓에서 멀어 지도록 명령합니다. 조건.

비상 감지 시스템 및 Starliner 중단 시스템에 대한 자세한 내용은 이전 이야기를 읽으십시오.

지상 시험 중단 엔진 유닛은 금요일 발사를 위해 Starliner에서 날고 있습니다.

Atlas 5의 1 단계 부스터와 분리 된 Starliner 우주선 및 이중 엔진 Centaur 무대에 대한 아티스트의 컨셉. 크레딧 : United Launch Alliance

금요일, 켄타우루스가 화상을 입기 시작하자마자 T + 플러스 5 분, 5 초에 스타 라이너 우주선 기단의 공기 역학적 치마가 풀려 나옵니다.

ULA와 보잉은 2016 년 풍동 테스트 중에 발견 된 공기 역학적 문제를 해결하기 위해 설계 수정을 개발했습니다. 70 인치 길이 (1.8 미터)의 에어로 스커트 확장 장치는 Centaur 상부 스테이지 위에 설치되며 발사 중에 Starliner 우주선의 바닥에 배치됩니다.

“우리는 프로그램, 윈드 터널 테스트에서 초기에 수행 된 많은 분석을 수행했으며, 그 결과 차량에서 최적의 안정성을 얻는다는 사실이 밝혀졌습니다. 우주선의 공기 역학적 표면을 더 후미로 확장하고 싶었습니다. 그곳에서 우리는 70 인치 에어로 스커트를 만들었습니다.“Weiss는 Spaceflight Now와의 인터뷰에서 말했다.

보잉의 ULA 최고 운영 책임자이자 전 스타 라이너 관리자 인 존 엘본 (John Elbon)은 풍동 테스트 결과 스타린 러 우주선이 대기를 통해 쟁기질 할 때 공기 역학적 충격파가 켄타 우어의 상단 근처에 부착 될 것이라고 밝혔다. 그는“이곳에서 약간의 공기 음향 소음이 발생했다”고 말했다.

Elbon은“존재하는 환경은 하드웨어의 수준을 넘어 서기 때문에 에어로 스커트를 추가함으로써 흐름이 원활 해졌습니다. "우리는 그런 소음을 내지 않으며 몸매가 좋습니다."

Weiss는“이러한 변경 사항을 통합하고 나면 되돌아 가서 추가적인 풍동 테스트를 수행했으며, 개선 된 모든 기능을 통해 공기 역학을 개선하고 안정성을 개선 할 수있었습니다.”라고 Weiss는 말했습니다.

Centaur 상단 스테이지의 추진제 탱크는 두께가 0.02 인치 (0.5mm)에 불과한 초박형 스테인리스 스틸 스킨으로 모양을 유지하기 위해 가압 상태를 유지해야합니다. 얇은 탱크 벽 덕분에 Centaur는 무게가 가벼워 비행시 효율성이 크게 향상되었습니다.

로켓이 대기의 두껍고 낮은 층 위로 올라가면 아틀라스 5의 새로운 에어로 스커트는 더 이상 필요하지 않으며 두 개의 반쪽으로 분사됩니다.

Centaur 상위 스테이지의 RL10 엔진은 7 분 이상 발사되어 Starliner 우주선이 지구 주위의 안정적인 궤도에 진입하는 데 필요한 속도에 부딪치게됩니다. 준 궤도 궤도는 얕고 승무원 친화적 발사 프로파일의 결과입니다.

Centaur 안내 시스템은 적도의 51.6도 경사로 112 마일 (181 킬로미터)에서 44 마일 (72 킬로미터) 사이의 궤도를 목표로합니다. 대 궤도 궤도의 44 마일 높이의 베이지 색 또는 낮은 지점은 지구 대기 내부에 있으며, 이는 Starliner가 추가 추진력없이 대기로 다시 들어가서 지구로 돌아올 수 있음을 의미합니다.

우주선의 서비스 모듈에 장착 된 Starliner의 자체 궤도 조작 및 자세 제어 엔진은 로켓에서 분리 된 후 우주선을 궤도로 밀어 국제 우주 정거장으로 여행을 시작합니다. 화상은 약 40 초 동안 지속될 것으로 예상되며, 이륙 후 약 31 분 후에 시작됩니다.

한편, Centaur 상위 단계는 호주 남서쪽 인도양에 파괴적인 재진입을하기 전에 아치형 궤도를 따라 진행될 것입니다.

궤도 궤도는 위성 발사에서는 드문 일이지만 우주 왕복선에서 사용하는 기술과 비슷합니다. 외부 연료 탱크에서 극저온 추진제에 의해 공급되는 셔틀의 3 가지 주요 엔진은 궤도로 진입하는 데 필요한 속도보다 짧은 속도에 도달하면서 궤도를 우주로 가속했습니다.

소모성 외부 탱크를 분사 한 후, 셔틀은 발사 후 궤도에 진입하기 위해 약 30 분 동안 우주에서 기동 엔진을 발사했습니다. 그렇지 않으면 셔틀이 임무를 줄이고 대기로 다시 들어갔을 것입니다.

Starliner는 OFT 임무 및 후속 승무원 비행에서 유사한 발사 프로파일을 따릅니다.

우주 비행사의 우주복 바이저를 반영한 ​​국제 우주 정거장과 함께 보잉의 스타 라이너 우주선 도킹에 대한 작가의 그림. 크레딧 : Boeing

휴스턴에있는 NASA의 존슨 우주 센터 (Johnson Space Center)의 비행 관제사는 우주 정거장으로의 캡슐 여행을위한 스타 라이너 임무를 감독합니다.

Starliner는 우주 정거장으로가는 길에서 일련의 데모 화상을 수행하여 함정의 추진기, 컴퓨터 및 항법 및 제어 시스템이 6 인 승무원과 함께 궤도 연구 단지에 접근 할 준비가되었는지 확인합니다.

또한 엔지니어는 Starliner 비전 기반 전기 광학 센서 추적 어셈블리 또는 VESTA의 일부인 열 화상 카메라가 올바르게 작동하는지 확인하려고합니다. 비전 기반 내비게이션 센서는 우주선이 자동으로 우주 정거장에 도킹하는 데 도움이됩니다.

우주 정거장으로 비행하는화물 차량은 일반적으로 연구실의 로봇 팔이 범위 내에서 이동하면 캡처됩니다. 그러나 Starliner와 SpaceX 's Crew Dragon은 우주 왕복선이 우주 정거장에 연결된 방식과 유사하게 도킹되도록 설계되었습니다.

스테이션의 하모니 모듈을 사용한 도킹은 토요일 오전 EST (1327 GMT)로 예정되어 있습니다.

우주 정거장 승무원이 Starliner 우주선으로 이어지는 해치를 열고 데이터를 수집하기 위해 캡슐에 들어갑니다. 또한 NASA에 따르면 595 파운드 (270 킬로그램)의화물을 하역하여 Starliner 우주선, 주로 음식과 옷을 배달 할 것입니다.

Starliner는 12 월 27 일까지 역에 계속 연결되어 있으며, 도킹이 해제되어 뉴 멕시코의 White Sands Space Harbor에 낙하산을 이용한 에어백 쿠션이있는 프리 데이트 착륙을 시작합니다.

재사용 가능한 캡슐은 12 월 28 일 오전 5시 48 분 (EST : 오전 3시 48 분 (MST, 1048 GMT))에 White Stands에 착륙 할 예정입니다. 보잉 팀은 다음 비행을 앞두고 개보수를 위해 케네디 우주 센터로 우주선을 반환합니다. 국제 우주 정거장에 대한 두 번째 승무원 임무.

케네디 우주 센터에서 내년 보잉 승무원 비행 테스트를 위해 다른 스타 라이너 우주선이 최종 조립되고있다. 보잉 우주 비행사 인 크리스 퍼거슨 (Chris Ferguson), 전 NASA 우주 왕복선 사령관 인 NASA 우주 비행사 인 마이크 핀케 (Mike Fincke)와 니콜 맨 (Nicole Mann)은 스타 라이너의 첫 비행 임무를 우주 정거장으로 날릴 것입니다.

승무원 비행 시험 후 정기 승무원 교체 임무가 스테이션으로 시작됩니다. 보잉 사는 2024 년까지 최소 6 명의 승무원 페리 운항 계약을 체결했습니다.

스페이스 클럽(Space Club)