La nave espacial Cygnus es un consumible estadounidense nave espacial de carga desarrollada por Orbital Sciences Corporation y ahora fabricado y puesto en marcha por Northrop Grumman Space Systems como parte de la NASA 's comercial reabastecimiento Servicios de programa (CRS). Se puso en marcha por la Northrop Grumman cohete Antares o ULA 's Atlas V y está diseñado para transportar suministros a la Estación Espacial Internacional (ISS) tras la jubilación de la American transbordador espacial . Desde agosto de 2000, misiones de reabastecimiento de la EEIhan sido piloteados regularmente por la nave espacial Russian Progress , así como por el Vehículo de Transferencia Automatizado Europeo y el Vehículo de Transferencia H-II japonés . Con la nave espacial Cygnus y el SpaceX Dragon , la NASA busca aumentar sus asociaciones con la industria aeronáutica y de aviación comercial nacional. [2]
Fabricante | Northrop Grumman |
---|---|
País de origen | Estados Unidos |
Operador | Northrop Grumman |
Aplicaciones | Reabastecimiento de la ISS |
Especificaciones | |
Tipo de nave espacial | Vehículo de carga sin tripulación |
Masa de lanzamiento | 6.600 kilogramos |
Secado masivo | 3.400 kilogramos |
Capacidad de carga útil | 2.000 kilogramos |
Volumen | 18,9 m 3 |
Energía | 3,5 kW |
Vida de diseño | 1 semana a 2 años [1] |
Dimensiones | |
Largo | 5,1 metros |
Diámetro | 3,07 metros |
Producción | |
Estado | En servicio |
Construido | 10 |
En orden | 11 |
Lanzado | 10 |
Operacional | 1 |
Retirado | 8 |
Perdió | 1 |
Lanzamiento inaugural | 18 de septiembre de 2013 |
Último lanzamiento | 20 de febrero de 2021 |
Cygnus es la palabra griega latinizada para cisne y una constelación del norte .
Desarrollo
Con Rocketplane Kistler incapaz de cumplir con las obligaciones de financiación para su vehículo de lanzamiento K-1 según los términos del acuerdo COTS, la NASA decidió el 18 de octubre de 2007 rescindir su contrato con Rocketplane Kistler y volver a adjudicar su contrato después de una competencia. [3] El 19 de febrero de 2008, la NASA anunció que había elegido Orbital Sciences como el nuevo ganador. [4] El 23 de diciembre de 2008, la NASA otorgó a Orbital Sciences un contrato de 1.900 millones de dólares en el marco del programa de Servicios de reabastecimiento comercial (CRS). Según este contrato, Orbital Sciences acordó entregar hasta 20 toneladas de carga a la ISS hasta 2016 en ocho vuelos de la nave espacial Cygnus. [2]
En abril de 2010, Orbital había mostrado un modelo a escala real de la nave espacial de entrega de carga Cygnus en el Simposio Espacial Nacional (NSS) en Colorado Springs, CO. [5]
Lanzado en un vehículo de lanzamiento de clase media Antares (rebautizado como Taurus II ) o Atlas V , el primer vuelo de Cygnus estaba previsto originalmente para diciembre de 2010. [6] · [7] La misión de demostración Cygnus se lanzó con éxito el 18 de septiembre de 2013 . [8] el 12 de enero de 2014, la primera misión de reabastecimiento Cygnus programada llegó a la estación espacial; la cápsula llevaba regalos de Navidad y fruta fresca para los astronautas. Su llegada se retrasó, primero por la necesidad de reparar la estación, y luego por el clima gélido en el sitio de lanzamiento y las erupciones solares que obligaron a aplazamientos. [8] · [9]
Con el lanzamiento en diciembre de 2015 de Orb CRS-4 en Atlas V , la versión mejorada de Cygnus hizo su debut. Si bien se planeó desde el principio volar en la quinta misión, la falla del Orb CRS-3 y el posterior traslado al Atlas V significaron un retraso. Por otro lado, las lecciones aprendidas sobre el embalaje y las capacidades adicionales del Atlas permitieron aumentar la carga útil a 3.500 kg (7.700 lb). [10]
Diseño
La nave espacial Cygnus consta de dos componentes básicos: el módulo de carga presurizada (PCM) y el módulo de servicio (SM). El PCM es fabricado por Thales Alenia Space en Turín , ( Italia ). Los PCM iniciales tienen una masa vacía de 1.500 kg [11] y un volumen de 18 m 3 ·. [12] El módulo de servicio está construido por Orbital ATK y se basa en los buses de las naves espaciales GEOStar y LEOStar , así como en componentes del desarrollo de la nave espacial Dawn . Tiene una masa bruta de 1.800 kg con propulsión proporcionada por propulsores que utilizan los propulsores hipergólicos hidracina y tetróxido de nitrógeno y es capaz de producir hasta 4 kW de energía eléctrica a través de dos paneles solares de arseniuro de galio . [12] El 12 de noviembre de 2009, Dutch Space anunció que proporcionará los paneles solares para la nave espacial inicial Cygnus. [13]
Se planea que la cuarta nave espacial Cygnus y todas las posteriores sean de la variante "Mejorada", ya que la variante estándar ha sido retirada. [14] Estos utilizarán un PCM estirado de 1.800 kilogramos (peso vacío) que aumenta el volumen interior a 27 m 3 y el módulo de servicio utilizará paneles solares Orbital ATK Ultraflex que proporcionarán la misma cantidad de energía que los paneles solares anteriores, pero en una masa más baja. [12] · [14] Un nuevo escenario superior construido por Orbital ATK , el Castor 30XL, se utilizará junto con el Cygnus mejorado; Debido a la etapa superior más potente y los paneles solares más livianos, la carga útil que Cygnus puede entregar a la ISS aumentará en 700 kg. [15]
Durante las misiones nominales de CRS, Cygnus maniobra cerca de la Estación Espacial Internacional, donde el brazo robótico Canadarm2 agarra la nave espacial y la atraca en un Mecanismo de Atraque Común en el módulo Harmony de manera similar al Vehículo de Transferencia H-II japonés y al otro estadounidense. Vehículo CRS, el SpaceX Dragon . [12] Para misiones típicas, está previsto que Cygnus permanezca atracado durante unos 30 días. [16] · [17] Cygnus no proporciona capacidad de retorno, pero puede cargarse con equipo obsoleto y basura para un reentrada destructivo similar a los vehículos Progress de Rusia . [18]
Una variante previamente planificada de Cygnus habría reemplazado el PCM con el Módulo de carga sin presión (UCM), basado en el transportista logístico ExPRESS de la NASA , y se habría utilizado para transportar carga sin presión, como las unidades de reemplazo orbital de la ISS . [6] · [19] Otra variante propuesta habría reemplazado el PCM con el Módulo de retorno de carga (RCM), lo que habría permitido a Cygnus devolver la carga a la Tierra. [6] ·
Versiones CRS-2
El 10 de abril de 2014, la NASA anunció a los posibles licitadores nuevos requisitos (CRS-2) para la entrega y eliminación de carga presurizada y no presurizada hacia y desde la Estación Espacial Internacional. Para cumplir con los requisitos de la NASA para el contrato CRS-2, Orbital ATK armó una oferta que incluía tres variantes diferentes de su nave espacial Cygnus para cumplir con los diversos requisitos descritos en el contrato CRS-2. Orbital se adjudicó un contrato de logística CRS-2 el 14 de enero de 2016. [20]
La primera versión sería el Cygnus mejorado mejorado para transportar entre un 10% y un 15% más de carga presurizada que la versión actual del CRS-1 Cygnus.
La segunda versión sería un módulo de carga presurizada (PCM) más grande que usaría un cohete Atlas V. Esto entregaría el mayor volumen de carga presurizada a ISS.
La tercera versión sería un módulo de carga sin presión (UCM), basado en el transportista logístico ExPRESS de la NASA . El Cygnus sin presión se vería diferente a sus contrapartes presurizadas, con un transportador de carga que tomaría el lugar del PCM. El Cygnus sin presión atracaría en el Mecanismo de Atraque Común (CBM), al igual que los vehículos de carga actuales en el Segmento Operativo de EE. UU. (USOS).
En esencia, lo que Orbital ATK propuso para su contrato CRS-2 fue un diseño Cygnus basado en Antares y un Cygnus basado en Atlas para aprovechar las capacidades de elevación de ambos vehículos, colocando el Cygnus más pequeño en Antares y el Cygnus más grande con más carga en un Atlas V.
Variante del módulo Lunar Gateway
En agosto de 2019, la NASA decidió obtener su diseño exclusivo para el Módulo de habitación mínima (ahora conocido como Puesto avanzado de vivienda y logística, o HALO) del Gateway to Northrop Grumman Innovation Systems, que ofrecía un diseño minimalista de 6.1 metros (20 pies) por Diseño de 3 metros (9,8 pies) basado directamente en el Cygnus mejorado, así como un diseño más grande de 7 metros (22,9 pies) por 4,4 metros (14,4 pies) también basado en el Cygnus, [21] [22] a la fuera de los cuales se agregarán puertos de acoplamiento radiales, radiadores montados en el cuerpo (BMR), baterías y antenas de comunicaciones. Northrop Grumman Innovation Systems optó por construir el diseño minimalista, que ofrecía la ventaja de la compatibilidad de componentes y la prueba acelerada de los sistemas de soporte vital en las naves espaciales Cygnus existentes. [23] [24] El módulo albergará a la tripulación del Artemis 3 y el Human Landing System para fines de 2024. Las restricciones de peso probablemente requieran el lanzamiento a bordo de un vehículo de lanzamiento comercial, potencialmente el Falcon Heavy , en enero de 2024. [25 ] [21] [24] El 5 de junio de 2020, la NASA otorgó a Northrop Grumman Innovation Systems un contrato de $ 187 millones para completar el diseño preliminar de HALO. La NASA firmará un contrato por separado con Northrop para la fabricación del HALO y para la integración con el elemento de potencia y propulsión (PPE), que está construyendo Maxar. [23] [24]
Misiones
La lista incluye solo misiones manifestadas actualmente. Actualmente se planea lanzar cinco misiones desde la Plataforma de Lanzamiento 0A del Puerto Espacial Regional del Atlántico Medio en Antares , mientras que dos se lanzaron en el cohete Atlas V desde Cabo Cañaveral SLC-41 . [26]
El PCM de cada misión hasta ahora lleva el nombre de una persona fallecida de la NASA (en su mayoría astronautas ).
# | Misión | Parche | Carga útil | Variante | Fecha de lanzamiento | Cohete | Masa de carga útil | Salir | Árbitro. |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
0 | Simulador de masa Cygnus | Simulador de carga útil Cygnus | N / A | 21 de abril de 2013, 21:00:00 UTC | Antares 110 | Éxito | [27] · [28] | ||
El primer lanzamiento de Antares, demostró el rendimiento y la capacidad de Antares para colocar su carga útil en una órbita objetivo precisa. [29] | |||||||||
1 | Orbe-D1 G. David Low | Vuelo de demostración de Cygnus 1 Orbital Sciences COTS | Estándar | 18 de septiembre de 2013, 14:58:00 UTC | Antares 110 | 1.299 libras (589 kg) | Éxito | [30] · [31] · [27] · [32] | |
Primera misión Cygnus, primera misión en encontrarse con ISS, primera misión en atracar con ISS, segundo lanzamiento de Antares. El encuentro entre el nuevo carguero Cygnus y la Estación Espacial Internacional se retrasó debido a un problema de enlace de datos de la computadora, [33] pero el problema se resolvió y el atraque siguió poco después. [34] | |||||||||
2 | Orbe-1 C. Gordon Fullerton | Orbital-1 | Estándar | 9 de enero de 2014, 18:07:05 UTC | Antares 120 | 2780 libras (1260 kg) | Éxito | [31] · [27] · [35] · [32] | |
Primera misión de servicio de reabastecimiento comercial (CRS) para Cygnus, primer lanzamiento de Antares utilizando el escenario superior Castor 30B. | |||||||||
3 | Orbe-2 Janice E. Voss | Vuelo 2 de Orbital Sciences CRS | Estándar | 13 de julio de 2014, 16:52:14 UTC | Antares 120 | 3293 libras (1494 kg) | Éxito | [27] · [32] | |
Segunda misión del Servicio de reabastecimiento comercial (CRS) para Cygnus. | |||||||||
4 | Orbe-3 Deke Slayton | Orbital Sciences CRS Vuelo 3 | Estándar | 28 de octubre de 2014, 22:22:38 UTC | Antares 130 | 4.883 libras (2.215 kg) | Falla | [36] · [32] | |
Primer lanzamiento de Antares en utilizar Castor 30XL en el escenario superior, retrasado debido a que el barco se encontraba en la zona segura de lanzamiento. El segundo intento de despegue sufrió una anomalía catastrófica que resultó en una explosión poco después del lanzamiento. El contenido de la carga incluía alimentos y paquetes de atención para la tripulación, piezas, experimentos y el satélite de prueba de vuelo Arkyd-3 (no óptico) de Planetary Resources . | |||||||||
5 | OA-4 Deke Slayton II | Vuelo 4 orbital ATK CRS | Mejorado | 6 de diciembre de 2015, 21:44:57 UTC | Atlas V 401 | 7.746 libras (3.514 kg) | Éxito | [37] · [38] · [32] | |
Primera misión Cygnus mejorada; Orbital Sciences contrató a United Launch Alliance para lanzar este Cygnus en un cohete Atlas V desde la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral . | |||||||||
6 | OA-6 Rick Marido | Vuelo orbital ATK CRS 6 | Mejorado | 23 de marzo de 2016, 03:05:52 UTC | Atlas V 401 | 7758 libras (3519 kg) | Éxito | [37] · [39] · [38] · [40] · [32] | |
Segunda misión para volar en un Atlas V. Orbital Sciences tenía una opción con United Launch Alliance para realizar un tercer lanzamiento Cygnus en un cohete Atlas V si era necesario. | |||||||||
7 | OA-5 Alan Poindexter | Vuelo orbital ATK CRS 5 | Mejorado | 17 de octubre de 2016, 23:45:36 UTC | Antares 230 | 5,163 libras (2,342 kg) | Éxito | [41] · [42] · [43] | |
El cohete Antares 230 que transportaba Cygnus despegó a las 23:45:36 UTC del 17 de octubre de 2016. El encuentro se logró con éxito el 23 de octubre de 2016 a las 14:53 UTC. | |||||||||
8 | OA-7 John Glenn | Vuelo orbital ATK CRS 7 | Mejorado | 18 de abril de 2017, 15:11:26 UTC [44] | Atlas V 401 | 7,443 libras (3,376 kg) | Éxito | [45] · [39] · [38] · [40] · [32] | |
9 | OA-8E Gene Cernan | Vuelo orbital ATK CRS 8 | Mejorado | 12 de noviembre de 2017, 12:19:51 UTC [46] | Antares 230 | 7.359 libras (3.338 kg) | Éxito | [45] · [39] · [38] · [40] | |
El 11 de noviembre de 2017, el lanzamiento se eliminó con menos de 2 minutos restantes en el conteo cuando una aeronave ingresó a la zona de peligro. El intruso era un avión de aviación general a aproximadamente 6 millas (∼10 km) de la costa y que volaba a una altitud de aproximadamente 500 pies (152 m); no respondía a las llamadas. [47] | |||||||||
10 | OA-9E J.R. Thompson | Vuelo orbital ATK CRS 9 | Mejorado | 21 de mayo de 2018, 08:44:06 UTC [48] | Antares 230 | 7.385 libras (3.350 kg) | Éxito | [49] | |
11 | NG-10 John Young | Vuelo 10 de Northrop Grumman CRS | Mejorado | 17 de noviembre de 2018, 09:01:31 UTC [50] | Antares 230 | 7.386 libras (3.350 kg) | Éxito | [26] · [50] | |
12 | NG-11 Roger Chaffee | Vuelo 11 de Northrop Grumman CRS | Mejorado | 17 de abril de 2019, 20:46:07 UTC [51] | Antares 230 | 7.575 libras (3.436 kg) | Éxito | [52] | |
13 | NG-12 Alan Bean | Vuelo 12 de Northrop Grumman CRS | Mejorado | 2 noviembre 2019, 13:59:47 UTC | Antares 230+ | 8.221 libras (3.729 kg) | Éxito | ||
14 | NG-13 Robert Lawrence Jr. | Vuelo 13 de Northrop Grumman CRS | Mejorado | 15 de febrero de 2020, 20:21:01 UTC [53] [54] | Antares 230+ | 8,009 libras (3,633 kg) | Éxito | ||
El 9 de febrero de 2020, el lanzamiento se eliminó con menos de tres minutos restantes en el recuento debido a lecturas fuera de lo nominal de un sensor de soporte en tierra. [55] | |||||||||
15 | NG-14 Kalpana Chawla | Vuelo 14 de Northrop Grumman CRS | Mejorado | 3 de octubre de 2020, 01:16:14 UTC [56] | Antares 230+ | 7.624 libras (3.458 kg) | Éxito | ||
1 de octubre de 2020, lanzamiento retrasado a las 11:00 debido a que el barco está dentro del alcance [57] 1 de octubre de 2020, el lanzamiento se eliminó con 2:40 restantes debido a un problema de soporte en tierra (aborto automatizado) [58] | |||||||||
dieciséis | NG-15 Katherine Johnson | Vuelo 15 de Northrop Grumman CRS | Mejorado | 20 de febrero de 2021, 17:36:50 UTC | Antares 230+ | 8.400 libras (3.800 kg) | Éxito | ||
17 | NG-16 TBA | Vuelo 16 de Northrop Grumman CRS | Mejorado | 1 de julio de 2021 | Antares 230+ | TBA | TBA | ||
18 | NG-17 TBA | TBA | Vuelo 17 de Northrop Grumman CRS | Mejorado | Febrero de 2022 [59] | Antares 230+ | TBA | TBA | |
19 | NG-18 TBA | TBA | Vuelo 18 de Northrop Grumman CRS | Mejorado | 2023 [60] | Antares 230+ | TBA | TBA | |
20 | NG-19 TBA | TBA | Vuelo 19 de Northrop Grumman CRS | Mejorado | 2023 [60] | Antares 230+ | TBA | TBA | |
[60]
Ver también
- Retiro del transbordador espacial
- Comparación de vehículos de carga de la estación espacial
Referencias
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La misión típica será de unos 30 días, incluido el encuentro, el tiempo a bordo de la estación y el tiempo para desorbitar. Podríamos extender eso a 60 o 90 a pedido de la NASA, sin embargo, una vez que nos separemos de la estación espacial, la nave espacial en sí, dependiendo de su carga de combustible, probablemente podría volar fácilmente durante otro año, en términos de para qué están certificados los componentes.
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- ^ Clark, Stephen (1 de octubre de 2020). "Northrop Grumman" optimista "para recibir más pedidos de misiones de carga de la NASA" . Vuelo espacial ahora . Consultado el 4 de octubre de 2020 .
Obviamente, ya estamos volando nuestra tercera misión [NG-14] en CRS-2. Entonces, a este ritmo, terminaremos nuestras primeras seis misiones en la primera parte del 22. La misión final actualmente en el programa Cygnus de Northrop Grumman es NG-17.
- ^ a b c "Northrop Grumman recibió misiones de reabastecimiento de carga adicionales a la estación espacial internacional" . Northrop Grumman (Comunicado de prensa). 11 de noviembre de 2020 . Consultado el 6 de diciembre de 2020 .
enlaces externos
- Página de noticias de Ciencias Orbitales para Cygnus
- Actualización de la misión de reabastecimiento comercial de la NASA: Northrop Grumman
- Página de Thales Alenia Space para Cygnus
- Animación por computadora del Cygnus estándar que entrega carga a la ISS - Youtube