Servicios de reabastecimiento comercial


Los Servicios de reabastecimiento comercial ( CRS ) son una serie de vuelos otorgados por la NASA para la entrega de carga y suministros a la Estación Espacial Internacional (ISS) en naves espaciales operadas comercialmente. [1] Los primeros contratos de CRS se firmaron en 2008 y otorgaron $ 1.6 mil millones a SpaceX por doce Dragon de carga y $ 1.9 mil millones a Orbital Sciences [nota 1] por ocho vuelos Cygnus , que cubren las entregas hasta 2016. También se desarrollaron los cohetes Falcon 9 y Antares bajo el programa CRS para entregar naves espaciales de carga a la ISS.

Estación Espacial Internacional
Cygnus volando libremente cerca de la EEI

Las primeras misiones operativas de reabastecimiento fueron realizadas por SpaceX en 2012 ( SpaceX CRS-1 ) [2] y Orbital Sciences en 2014 ( Cygnus CRS Orb-1 ). [3] [ verificación fallida ]

En 2014 se solicitó una segunda fase de contratos (conocida como CRS-2 ). En 2015, la NASA amplió CRS-1 a veinte vuelos para SpaceX y diez vuelos para Orbital ATK [nota 1] . [4] [5] Los contratos CRS-2 se adjudicaron en enero de 2016 a Orbital ATK [nota 1] Cygnus , Sierra Nevada Corporation Dream Chaser y SpaceX Dragon 2 , para vuelos de transporte de carga a partir de 2019 y se espera que duren hasta 2024.

La NASA ha recibido instrucciones de perseguir opciones de vuelos espaciales comerciales desde al menos 1984, con la Ley de Lanzamiento Espacial Comercial de 1984 y la Ley de Compra de Servicios de Lanzamiento de 1990 . En la década de 2000 se autorizó la financiación del programa de Servicios de Transporte Orbital Comercial , seguido del programa de Desarrollo de Tripulación Comercial .

El 23 de diciembre de 2008, la NASA anunció la adjudicación inicial de contratos de carga: doce vuelos a SpaceX y ocho vuelos a Orbital Sciences Corporation . [6] PlanetSpace , que no fue seleccionado, presentó una protesta a la Oficina de Responsabilidad del Gobierno . [7] El 22 de abril de 2009, la GAO hizo pública su decisión de negar la protesta, permitiendo que el programa continuara. [8]

Los vehículos de lanzamiento Antares y Falcon 9 y las naves espaciales de carga Cygnus y Dragon se desarrollaron utilizando Acuerdos de la Ley Espacial bajo el programa de Servicios de Transporte Orbital Comercial (COTS) de la NASA. [9]

El primer vuelo contratado por la NASA, COTS Demo Flight 1 , tuvo lugar el 8 de diciembre de 2010, lo que demuestra la capacidad de una cápsula Dragon para permanecer en órbita, recibir y responder a comandos terrestres y comunicarse con el sistema de satélite de seguimiento y retransmisión de datos de la NASA . El 15 de agosto de 2011, SpaceX anunció que la NASA había combinado los objetivos del vuelo de demostración 2 de COTS y el siguiente vuelo 3 en una sola misión. [10] [11] El vuelo de demostración 2 de COTS rediseñado se lanzó con éxito el 22 de mayo de 2012, entregando carga a la ISS. La nave volvió a entrar el 31 de mayo, aterrizó en el Océano Pacífico y se recuperó cumpliendo los requisitos de certificación CRS. [12] [13]

Orbital Sciences lanzó por primera vez el cohete Antares desde el puerto espacial regional del Atlántico medio el 21 de abril de 2013 con una carga útil de prueba. [14] Orbital Sciences completó el vuelo de demostración Cygnus Orb-D1 el 29 de septiembre de 2013, y el operacional Cygnus CRS Orb-1 fue lanzado el 9 de enero de 2014. [15] [16] [17] [18]

Los vuelos de transporte comenzaron en la fase 1 de Servicios de reabastecimiento comercial (CRS-1) en 2012:

Vuelos Cargo Dragon

"> Reproducir medios
Dragón sale de la ISS
CRS-8 Dragon en ISS, 2016
  • SpaceX CRS-1 : 8 de octubre de 2012 [2] [19]
  • SpaceX CRS-2 : 1 de marzo de 2013 [20]
  • SpaceX CRS-3 : 18 de abril de 2014 [21]
  • SpaceX CRS-4 : 21 de septiembre de 2014. [22] La cápsula se reutilizó posteriormente . [23]
  • SpaceX CRS-5 : 10 de enero de 2015 [24]
  • SpaceX CRS-6 : 14 de abril de 2015 a las 20:10:41 UTC
  • SpaceX CRS-7 : intentó el 28 de junio de 2015. Error de lanzamiento, IDA-1 destruido.
  • SpaceX CRS-8 : 8 de abril de 2016
  • SpaceX CRS-9 : 18 de julio de 2016
  • SpaceX CRS-10 : 19 de febrero de 2017
  • SpaceX CRS-11 : el 3 de junio de 2017 volvió a volar la cápsula CRS-4 y fue el lanzamiento número 100 desde LC-39A . Los 2.708 kilogramos [23] de carga incluían NICER . [25]
  • SpaceX CRS-12 : 14 de agosto de 2017. Primer 'Bloque 4' Falcon 9, 2.349 kg (5.179 lb) de masa presurizada, 961 kg (2.119 lb) sin presión (detector de rayos cósmicos CREAM). Último vuelo de una cápsula Dragon de nueva construcción. [26]
  • SpaceX CRS-13 : 15 de diciembre de 2017 [27]
  • SpaceX CRS-14 : 2 de abril de 2018
  • SpaceX CRS-15 : 29 de junio de 2018 [28]
  • SpaceX CRS-16 : 5 de diciembre de 2018 [29] [30] [31]
  • SpaceX CRS-17 : 4 de mayo de 2019
  • SpaceX CRS-18 : 25 de julio de 2019
  • SpaceX CRS-19 : 5 de diciembre de 2019
  • SpaceX CRS-20 : 7 de marzo de 2020

Vuelos Cygnus fase 1

Cygnus de tamaño estándar (primeros tres vuelos)
Cygnus de tamaño mejorado (resto)
  • Cygnus CRS Orb-1 [nota 2] : 9 de enero de 2014
  • Cygnus CRS Orb-2 : 13 de julio de 2014
  • Cygnus CRS Orb-3 : 28 de octubre de 2014: falla en el lanzamiento, paquetes de alimentos y cuidados para la tripulación, piezas, experimentos y el satélite de prueba de vuelo Arkyd-3 (no óptico) de los recursos planetarios perdido.

Tras la falla, el sistema Antares 230 se actualizó con motores de primera etapa RD-181 de nueva construcción para proporcionar un mayor rendimiento de carga útil y una mayor confiabilidad. [32] Las siguientes dos naves espaciales se lanzaron en el Atlas V , con el cambio a vehículos de lanzamiento más potentes y la introducción de Enhanced Cygnus que permite a Orbital ATK cubrir su obligación inicial de carga útil contratada por CRS por OA-7. [33] [34]

  • Cygnus CRS OA-4 [nota 3] : 6 de diciembre de 2015 - Atlas V, primer Cygnus mejorado [33]
  • Cygnus CRS OA-6 : 23 de marzo de 2016 - Atlas V
  • Cygnus CRS OA-5 : 17 de octubre de 2016 - Antares 230
  • Cygnus CRS OA-7 : 18 de abril de 2017 - Atlas V

Durante agosto de 2015, Orbital ATK reveló que habían recibido una extensión del programa de reabastecimiento para tres misiones adicionales. Estos vuelos permiten a la NASA cubrir las necesidades de reabastecimiento de la ISS hasta que comience CRS-2. [33]

  • Cygnus CRS OA-8E : 12 de noviembre de 2017.
  • Cygnus CRS OA-9E : 21 de mayo de 2018. [35] [36]
  • Cygnus NG-10 [nota 4] : 17 de noviembre de 2018. [37]
  • Cygnus NG-11 : 17 de abril de 2019. [38] [39]

La NASA inició un proceso formal para iniciar la Fase 2 de los Servicios de reabastecimiento comercial, o CRS-2, a principios de 2014. [40] Más tarde ese año, se celebró un "Día de la industria" en Houston, con siete requisitos de alto nivel revelados a los interesados. fiestas. [41]

Los contratistas de CRS-1 Orbital Sciences [nota 1] y SpaceX presentaron propuestas de CRS-2, junto con Sierra Nevada , Boeing y Lockheed Martin . [42]

La propuesta de SNC utilizaría una versión de carga de su vehículo de tripulación Dream Chaser , el 'Dream Chaser Cargo System'. El Dream Chaser de carga propuesto incluía un módulo de carga desechable adicional para levantar y eliminar la basura. Downmass solo se proporcionaría a través del avión espacial Dream Chaser. [42] La propuesta de Boeing también utilizó una versión de carga de su vehículo de tripulación CST-100 . [43] [44]

Lockheed Martin propuso una nueva nave espacial de carga llamada Júpiter , derivada de los diseños de las naves espaciales MAVEN y Juno de la NASA. Habría incluido un brazo robótico basado en la tecnología Canadarm y un módulo de transporte de carga de 4,4 metros (14 pies) de diámetro llamado Exoliner basado en el Vehículo de Transferencia Automatizado , que se desarrollará conjuntamente con Thales Alenia Space . [44] [45] [46]

Tres empresas se adjudicaron contratos el 14 de enero de 2016. [47] [41] Sierra Nevada Corporación 's Dream Chaser , el SpaceX Dragón 2 , y Orbital ATK [nota 1] Cygnus fueron seleccionados, cada uno por un mínimo de seis lanzamientos. [47] [48] Se indicó que el valor potencial máximo de todos los contratos era de $ 14 mil millones, pero el valor mínimo es considerablemente menor. Los lanzamientos de CRS-2 comenzaron en 2019 y se extenderán al menos hasta 2024.

En diciembre de 2020 se anunciaron tres misiones CRS-2 más para Dragon 2 que cubren hasta CRS-29. [49] [50]

Requisitos

Se esperaba que los contratos incluían una variedad de requisitos: [41]

  • entrega de aproximadamente 14,000 a 17,000 kg (31,000 a 37,000 lb) por año 55 a 70 m 3 (1,900 a 2,500 pies cúbicos) de carga presurizada en cuatro o cinco viajes de transporte
  • entrega de 24 a 30 casilleros eléctricos por año, que requieren energía continua de hasta 120 vatios a 28 voltios, refrigeración y comunicaciones bidireccionales
  • entrega de aproximadamente 1,500 a 4,000 kg (3,300 a 8,800 lb) por año de carga no presurizada, que consta de 3 a 8 artículos, cada artículo requiere una potencia continua de hasta 250 vatios a 28 voltios, refrigeración y comunicaciones bidireccionales
  • devolución / eliminación de aproximadamente 14,000 a 17,000 kg (31,000 a 37,000 lb) por año 55 a 70 m 3 (1,900 a 2,500 pies cúbicos) de carga presurizada
  • eliminación de 1,500 a 4,000 kg (3,300 a 8,800 lb) por año de carga no presurizada, que consta de 3 a 8 artículos
  • varios servicios de apoyo en tierra

Sierra Nevada Dream Chaser en desarrollo, se muestran los preparativos para la prueba de caída de 2013

Cuando la NASA emitió la solicitud de propuesta (RFP) CRS-2 en septiembre de 2014, recibió el interés de cinco compañías: Lockheed Martin Corporation (Lockheed Martin), Boeing, Orbital ATK, Sierra Nevada y SpaceX. La NASA tomó una determinación de alcance competitivo para eliminar a Boeing y Lockheed Martin.

Orbital ATK, Sierra Nevada y SpaceX recibieron contratos CRS-2 en enero de 2016 y las órdenes de trabajo iniciales se adjudicaron en junio de 2016. Cada una de las tres compañías tiene garantizadas al menos seis (6) misiones de carga bajo el contrato CRS-2. A diciembre de 2017, la NASA había otorgado $ 2.6 mil millones en tres contratos con un valor combinado que no debe exceder de $ 14 mil millones. Los funcionarios de la NASA explicaron que la selección de tres empresas en lugar de dos para CRS-2 aumenta la capacidad de carga y garantiza una mayor redundancia en caso de una falla del contratista o un retraso en el horario. Los vuelos CRS-2 comenzaron en noviembre de 2019 con el lanzamiento de la misión Cygnus NG-12 . [51]

La carga interna se transporta típicamente hacia y desde la estación espacial en "el factor de forma del equivalente de una bolsa de transferencia de carga (CTBE) [que es la] unidad para el tamaño de la bolsa que se usa para transportar la carga de los vehículos visitantes , [52] como SpaceX Dragon , Northrop Grumman Cygnus , o vehículo de transferencia JAXA H-II (HTV). Las bolsas tienen un tamaño de 48 cm × 41 cm × 23 cm (19 pulgadas × 16,25 pulgadas × 9 pulgadas) y su masa de transporte está limitada a 27 kg (60 lb ) cada uno. [52] unidades CTBE también se utilizan para el precio, y la carga, los usuarios comerciales de EE.UU. Orbital Segment espacio de estiba. [53]

Vuelos Cygnus fase 2

Carga que se carga como parte de Cygnus NG-15 en 2021
  • Cygnus NG-12 : 2 de noviembre de 2019
  • Cygnus NG-13 : 15 de febrero de 2020
  • Cygnus NG-14 : 3 de octubre de 2020
  • Cygnus NG-15 : 20 de febrero de 2021
  • Cygnus NG-16 : julio de 2021 (previsto) [54]
  • Cygnus NG-17 : febrero de 2022 (previsto) [55]

Vuelos Cargo Dragon

  • SpaceX CRS-21 : 6 de diciembre de 2020
  • SpaceX CRS-22 : 3 de junio de 2021 [55]
  • SpaceX CRS-23 : agosto de 2021 (planificado) [55]
  • SpaceX CRS-24 : diciembre de 2021 (planificado) [55]
  • SpaceX CRS-25 : abril de 2022 [55]
  • SpaceX CRS-26 : septiembre de 2022 [50]
  • SpaceX CRS-27 : enero de 2023 [50]
  • SpaceX CRS-28 : junio de 2023 [50]
  • SpaceX CRS-29 : octubre de 2023 [50]

Vuelos Cargo Dream Chaser

  • SNC Demo-1 : 2022 [56] (segundo vuelo de Vulcan )
  • SNC 1 : 2022 [56]
  • SNC 2: 2023 [ cita requerida ]
  • SNC 3: 2024 [ cita requerida ]
  • SNC 4: 2024 [ cita requerida ]
  • SNC 5: 2025 [ cita requerida ]
  • SNC 6: 2026 [ cita requerida ]

  • Nave espacial de carga
  • Desarrollo de tripulación comercial (CCDev) - desarrollo de vehículos de tripulación
  • Servicios de transporte orbital comercial
  • Comparación de vehículos de carga de la estación espacial
  • Cazador de sueños
  • Cygnus (nave espacial)
  • Tripulación Dragón
  • Módulo de logística multipropósito (contenedor de carga STS)

  1. ^ a b c d e Orbital Sciences obtuvo un contrato de CRS en 2008. En 2015, Orbital Sciences se convirtió en Orbital ATK a través de una fusión empresarial. Orbital ATK recibió un contrato CRS-2 en 2016. En 2018, Northrop Grumman adquirió Orbital ATK .
  2. Cygnus era propiedad y estaba operado por Orbital Sciences para las misiones CRS Orb-1 a CRS Orb-3.
  3. Cygnus era propiedad de Orbital ATK y lo operaba para las misiones CRS OA-4 a CRS OA-9E.
  4. Cygnus pertenece y es operado por Northrop Grumman desde la misión NG-10.

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  • Página web de tripulación comercial y carga de la NASA
  • SpaceX (Corporación de Tecnologías de Exploración Espacial)
  • OSC (Corporación de Ciencias Orbitales)
  • Contratos de CRS y acuerdos de la Ley del Espacio