Cacciatore di sogni

Dream Chaser
Space Cargo Descrizione di questa immagine, commentata anche di seguito Campagna di prova nell'agosto 2013. Record di identità
Organizzazione NASA
Costruttore Sierra Nevada
Tipo di nave Nave da carico spaziale
Launcher Vulcano / Atlas V
Primo volo intorno al 2021
Stato In sviluppo
Caratteristiche
Altezza 9 m
13,5 m. (con modulo cargo)
Diametro 7,2 m
5 metri (ala piegata)
Massa totale ~ 20 tonnellate
Fonte di energia Pannelli solari
Atterraggio Binario 3000 x 45 m.
Prestazione
Destinazione Stazione Spaziale Internazionale
Trasporto totale 5,5 t.
Trasporto pressurizzato 5 t.
Trasporto non pressurizzato 1,5 tonnellate
Reso merci 1,75 tonnellate
Volume pressurizzato 15,3 m³ (con modulo di carico)
Volume non pressurizzato 7,2 m³
Delta-V 270 m / s
Autonomia 2-3 settimane
Energia elettrica 1.500 watt

Dream Chaser (inglese dream hunter ) è un cargo spaziale sviluppato dalla compagnia Sierra Nevada per trasportare merci alla Stazione Spaziale Internazionale . Con una massa di circa 20 tonnellate al lancio e una lunghezza di 9 metri, questo cargo spaziale riutilizzabile può trasportare 5,5 tonnellate di carico e riportare sulla Terra circa 1,75 tonnellate. Il Dream Chaser è uno space shuttle di tipo portante il corpo fortemente ispirato all'HL-20 che è un prototipo sviluppato dalla NASA alla fine degli anni 80. Decolla verticalmente su un lanciatore convenzionale e atterra come lo space shuttle statunitense su una pista di atterraggio. Lo space shuttle effettuerà 6 missioni di rifornimento per la Stazione Spaziale Internazionale. Il suo primo volo è previsto per la fine del 2021. Sarà messo in orbita da un lanciatore Vulcan che debutterà contemporaneamente.

Il progetto Dream Chaser è iniziato nel 2004. È stato sviluppato in risposta al bando di gara COTS della NASA per il rifornimento di carburante della Stazione Spaziale Internazionale . Non è stato selezionato, ma nel febbraio 2010 è stato selezionato per la prima fase del programma CCDev ( Commercial Crew Development ) della NASA, il cui obiettivo è garantire la sostituzione degli equipaggi della Stazione Spaziale Internazionale. Ma ancora una volta non è trattenuto. È stato finalmente selezionato all'inizio del 2016, nell'ambito del secondo contratto firmato dalla NASA per il rifornimento della Stazione Spaziale Internazionale ( CRS 2 ).

I precursori

Navetta spaziale sovietica BOR-4

Dream Chaser riprende un'architettura derivata dal corpo che trasporta HL-20 sviluppata durante 7 anni dalla NASA alla fine degli anni 1980. A quel tempo gli ingegneri sovietici sviluppano una mini-navetta spaziale, di tipo portante , battezzata BOR-4 . Hanno lanciato con successo un prototipo in scala ridotta nello spazio quattro volte tra il 1982 e il 1984. A partire dal 1983, gli ingegneri del centro di ricerca Langley della NASA hanno prodotto modelli basati sulle foto del BOR-4 e hanno testato quelle foto qui nelle loro gallerie del vento . Il modello è molto stabile in tutte le condizioni di volo incontrate, dalla velocità subsonica a Mach 20 con un carico termico ridotto durante il rientro atmosferico e una capacità di offset di 2.040  km dall'asse di discesa. Sono state apportate modifiche al design originale per migliorare l'aerodinamica alle basse velocità con l'aiuto di ingegneri che hanno lavorato negli anni '60 sul corpo HL-10 della Northrop, che all'epoca era in fase di test per 1.200 ore nella galleria del vento .

L'antenato del Dream Chaser: l'HL-20

L' incidente della navetta spaziale Challenger nel 1986 evidenzia la necessità per gli astronauti della futura Stazione Spaziale Internazionale di avere una macchina sostitutiva che consenta loro di tornare sulla Terra in caso di indisponibilità delle navette. Alla fine del 1986 il centro di Langley ha studiato lo sviluppo di un mini-shuttle HL-20 ( Horizontal Landing 20 ) basato sul progetto del BOR-4 sovietico. La sonda HL-20 è progettata per riportare sulla Terra un equipaggio di 8 persone. Il suo costo di realizzazione è basso, il coefficiente di sicurezza è alto, può atterrare su piste di atterraggio con caratteristiche standard. Un mockup in scala 1 viene utilizzato per eseguire test di abilità e diverse aziende aerospaziali americane stanno conducendo studi di industrializzazione. Ma il progetto è stato interrotto nel 1993 in seguito alla decisione americana di sviluppare la Stazione Spaziale Internazionale con la Russia. In questa nuova configurazione, la nave Soyuz svolgerà il ruolo di una nave di soccorso. Il Dream Chaser sviluppato dalla Sierra Nevada per soddisfare le esigenze della NASA riprende i piani dell'HL-20 adattandoli alle esigenze (trasporto merci per il rifornimento di carburante della Stazione Spaziale Internazionale .

Architettura tecnica

Il Dream Chaser decolla verticalmente sopra un lanciatore e atterra come un aliante. Grazie alle sue forme, specifiche per qualsiasi corpo portante , ha una portanza significativa che gioca un ruolo centrale nel modo in cui ritorna sulla Terra. Durante il rientro atmosferico, un veicolo spaziale convenzionale subisce una decelerazione molto forte (da 3 a 4 g ma forse molto di più) mentre il mini-shuttle può limitare questa decelerazione a 1,5 g. Il suo sollevamento gli permette di atterrare come un aliante sulla pista di un aeroporto . A differenza della navetta spaziale statunitense , è possibile utilizzare una pista di lunghezza standard. Infine, ha la capacità di spostarsi di 1.500  km durante il suo ritorno sulla Terra per raggiungere eventualmente un aeroporto diverso se quello inizialmente preso di mira non è disponibile per ragioni meteorologiche. La nave può essere lanciata almeno 15 volte e il 90% dei suoi componenti è riutilizzabile.

Dati tecnici dettagliati

Il Dream Chaser è costituito dall'effettiva navetta spaziale, fortemente modellata sull'HL-20, e da un modulo di carico di forma conica attaccato all'estremità posteriore che viene utilizzato principalmente per lo stoccaggio del carico e che viene lasciato cadere e distrutto all'atterraggio. Terra. Lo space shuttle, che ha una massa a vuoto di circa 9 tonnellate, è lungo circa 9 metri e ha un'apertura alare di circa 7 metri. Questa scala è di soli 5 metri nella sua configurazione di lancio con le estremità piegate alari per adattarsi sotto il cofano del lanciatore ).

Propulsione

Il Dream Chaser ha una propulsione che gli consente di cambiare la sua orbita e controllare il suo atteggiamento. Il delta-V totale è di 270 m / s per i cambi di orbita e propulsore utilizzando propellenti ipergolici per il controllo dell'assetto . Nella proposta iniziale alla NASA, il Dream Chaser utilizza la propulsione ibrida per i cambiamenti dell'orbita.

Energia

L'energia è fornita da pannelli solari orientabili fissati su entrambi i lati del modulo di carico. Questi forniscono fino a 1.500 watt di cui 750 possono essere utilizzati per alimentare il carico utile.

Regolazione termica

La temperatura dello space shuttle è mantenuta entro un determinato intervallo da un sistema di termoregolazione attivo ACTS costituito da due circuiti indipendenti in cui circola una miscela di acqua e glicole propilenico che attraversa le principali fonti di calore. Sei radiatori con una superficie totale di 10,7 m² fissati alla superficie del modulo di carico ed esposti nello spazio sono responsabili dell'evacuazione del calore trasportato dal circuito frigorifero. Dissipano tra 610 e 1.142 watt

Ormeggio

Il Dream Chaser non ha una camera di equilibrio ma un semplice portello posto nella parte posteriore del modulo di carico. Dopo una fase di avvicinamento, la navicella viene afferrata dal braccio telecomandato della Stazione Spaziale Internazionale e ancorata a uno dei portelli della Stazione Spaziale.

Carico utile

Dream Chaser può trasportare un massimo di 5,5 tonnellate di carico alla Stazione Spaziale. Questo può includere fino a 5 tonnellate di carico pressurizzato, vale a dire posizionato nella parte pressurizzata della nave che comunica con l'interno della Stazione Spaziale dopo l'attracco, e 1,5 tonnellate di carico non pressurizzato per le parti esterne della Stazione Spaziale ( pezzi di ricambio per dispositivi, esperimenti scientifici esibiti nello spazio). La parte pressurizzata ha un volume totale (con il modulo di carico) di 15,3 m³. Il carico non pressurizzato viene distribuito tra tre armadietti fissati ai lati del modulo di carico, il cui volume cumulativo è di 7,2 m³. Al ritorno sulla Terra, il veicolo spaziale può riportare 1,75 tonnellate di carico nella parte pressurizzata della navetta (risultati di esperimenti, tuta spaziale da riparare, esperimento scientifico, ecc.). Il modulo cargo, che viene distrutto durante il rientro atmosferico , può essere caricato con 3,25 tonnellate di rifiuti nella parte pressurizzata e 1,5 tonnellate di rifiuti nella parte non pressurizzata. La stiva può contenere 1,75 tonnellate di carico più 500 kg di carico esterno. I rifiuti della Stazione Spaziale vengono immagazzinati nel modulo esterno per la distruzione durante il rientro.

Confronto tra versioni passeggeri e merci

Una prima versione del Dream Chaser viene offerta alla NASA per subentrare agli equipaggi. La versione finalmente scelta viene utilizzata per il trasporto delle merci. Le principali differenze tra le due versioni sono riportate nella tabella sottostante.

Differenze tra le versioni passeggeri e cargo
Caratteristica Versione passeggero
Versione cargo (versione mantenuta dalla NASA)
Lanciare Nessun tappo per consentire l'espulsione Cap
Ali Ali non pieghevoli Ali pieghevoli
Modulo esterno Modulo di carico aggiuntivo per aggiungere merci
Propulsione Propulsione principale per consentire l'espulsione
e significative manovre orbitali
Carico utile 7 passeggeri + merci 5 tonnellate di merci pressurizzate e 500 kg di
merci non pressurizzate 1,75 tonnellate portate a terra
Tipo di trasporto Ritorno merci pressurizzate
Trasporto in uscita / ritorno pressurizzato Trasporto in
uscita non pressurizzato Rifiuti distrutti al ritorno
Arrangiamenti
Sedili oblò
Attrezzature
Sistema di controllo ambientale del sistema di supporto vitale		 Pannelli solari sul modulo esterno

Lanciare

La navicella Dream Chaser è posta in orbita da un lanciatore Vulcan della United Launch Alliance in decollo da Cape Canaveral . Se questo programma di avvio in fase di sviluppo non è disponibile, viene utilizzato un programma di avvio Atlas V.

Storico

Prima proposta per il programma COTS

Nel 2006 la NASA ha lanciato il bando COTS destinato a subappaltare all'industria spaziale privata parte del rifornimento della Stazione Spaziale Internazionale al fine di compensare il ritiro dello space shuttle americano previsto per la fine del 2010. La società SpaceDev offre un veicolo spaziale portante il corpo chiamato Dream Chaser derivato dall'HL-20 sviluppato per 7 anni dalla NASA alla fine degli anni '80 e che all'epoca fu testato per 1.200 ore in una galleria del vento . SpaceDev, che all'epoca impiegava poche decine di persone, fu creato nel 1997 da Jim Benson  (in) e nel 1999 rilevò tutte le licenze nel campo della propulsione ibrida detenute dalla American Rocket Company  (in) che fallì nel 1996 SpaceDev sviluppa il micro satellite CHIPSat e fornisce il propulsore ibrido di SpaceShipOne . Il Dream Chaser viene selezionato per la prima fase del programma COTS ma viene eliminato nel round successivo.

Acquisizione di SpaceDev da Sierra Nevada Corporation

Jim Benson  (in) decide nel 2006 di lasciare la compagnia per sviluppare il Dream Chaser e offrirlo per voli suborbitali motorizzandolo con una propulsione ibrida sviluppata da SpaceDev ma morì nel 2008. Allo stesso tempo, nel 2007, SpaceDev ha firmato un accordo di partnership con United Launch Alliance in modo che il Dream Chaser può essere lanciato da un Atlas V launcher . Dopo la morte di Benson, SpaceDev è stata acquisita nel dicembre 2008 dal produttore di elettronica militare Sierra Nevada Corporation (SNC), che impiega quasi 3.000 persone e ha sede a Denver, in Colorado. SpaceDev ha cambiato il suo nome in Sistemi spaziali della Sierra Nevada Corporation nel 2009.

Il programma CCDeV della NASA

Dal momento del ritiro, per motivi di sicurezza, della navetta spaziale americana nel luglio 2011, il soccorso degli equipaggi della Stazione Spaziale Internazionale è assicurato solo dalle navi russe Soyuz . Questa situazione pone l'agenzia spaziale americana in una situazione di dipendenza nei confronti dell'agenzia spaziale russa scarsamente supportata e costosa (426 milioni di dollari per il trasporto di astronauti americani per l'anno 2016 e la prima metà del 2017). La NASA decide di affidare al settore privato lo sviluppo di un nuovo veicolo spaziale il cui ruolo è quello di garantire il sollievo degli astronauti americani che soggiornano a bordo della Stazione Spaziale. A tal fine, sta lanciando il programma CCDeV , il cui obiettivo è finanziare i primi sviluppi di diverse proposte per selezionare il miglior candidato.

Selezione del Dream Chaser

SNC è una delle società che risponde al bando di gara del programma CCDeV proponendosi di utilizzare il suo Dream Chaser per il trasporto degli astronauti. Il 1 ° febbraio 2010, il Dream Chaser è selezionata dalla NASA per la prima fase del programma. SNC riceve 20 milioni di dollari per fornire uno studio dettagliato. In questa fase si oppone al più classico progetto proposto dalla compagnia Boeing associata a Bigelow Aerospace  : la capsula CST-100 Starliner . Nell'aprile 2011, ha ricevuto 80 milioni di dollari per continuare a sviluppare questo progetto.

Sviluppo del progetto

Nell'agosto 2012, il progetto Dream Chaser è stato selezionato per far parte della fase 3 del programma CCDev (Commercial Crew Development).

Nel maggio 2013, Sierra Nevada Corporation Space Systems ha raggiunto due nuovi traguardi nell'ambito del CCiCap ( Commercial Crew Integrated Capability ) della NASA . Il primo è il "Program Implementation Review", che è la revisione dell'implementazione del programma, che fornisce alla NASA piani dettagliati per spostare il Dream Chaser in avanti per il trasporto dell'equipaggio. La SNC ha inoltre presentato la sua analisi di affidabilità e sicurezza dei sistemi integrati dei principali componenti della nave e del lanciatore Atlas 5 di United Launch Alliance .

Primi test di volo

Nel luglio 2013, il Dream Chaser soprannominato "Eagle", appena arrivato al centro di ricerca di Dryden , ha iniziato diverse serie di test di rotolamento da 10 a 100  chilometri orari utilizzando un veicolo di traino e traino appositamente adattato. Lo shuttle Enterprise ha sperimentato lo stesso risultato nel 1977 per la fase ALT (test di avvicinamento e atterraggio dello space shuttle) svolta anche lì presso il centro di ricerca Edwards della NASA.

Questi test sono l'inizio del primo volo libero su cui si svolge 26 ottobre 2013. Caduto da un elicottero a un'altitudine di 4000  m per eseguire una planata, il prototipo si schianta sulla pista di atterraggio della base aerea di Edwards a causa di un guasto del suo carrello di atterraggio.

Il 10 gennaio 2014 l' Agenzia spaziale europea è entrata nel progetto firmando un accordo che prevede l'identificazione di tecnologie europee suscettibili di essere adattate al Dream Chaser , nonché una serie di studi sulle missioni con equipaggio oltre la Stazione Spaziale Internazionale e il possibilità di creare un consorzio industriale comprendente partner europei per utilizzare il Dream Chaser nelle missioni europee. L'ESA annuncia che offre questo tipo di accordo anche agli altri due progetti concorrenti.

Il progetto alla fine non è stato selezionato dalla NASA durante la selezione finale pubblicata il 16 settembre 2014, dove sono stati selezionati i suoi due concorrenti.

Confronto delle caratteristiche principali dei tre candidati del programma CCDeV rispetto a quelle della sonda Soyuz
Caratteristica CST-100 Dragon V2 Cacciatore di sogni Soyuz TMA m / MMS
Costruttore Boeing SpaceX Sierra Nevada RKK Energia
Tipo veicolo di rientro Capsula classica Capsula classica Cuscinetto del corpo Capsula classica
Massa 10 tonnellate 7,5-10 tonnellate 11,3 tonnellate 7,15 tonnellate
Diametro esterno 4,56  m 3,6  m 7  m 2,72  m (modulo di abbassamento 2,2  m )
Lunghezza 5,03  m 7,2  m 9  m 7,48  m
Volume pressurizzato 11  m 3 9,3  m 3 16  m 3 4 + 6,5  m 3
Fonte di energia Pannelli solari + batterie Pannelli solari Batterie Pannelli solari
Sistema di espulsione Propulsori integrati Propulsori integrati Propulsori integrati Torre di salvataggio
Autonomia in volo libero 60 ore Una settimana ? 4 giorni
Metodo di Atterraggio Paracadute + cuscini gonfiabili (Land) Atterraggio verticale con propulsione (eventualmente abbandonato per i paracadute) Glide Paracadute + propulsione per velocità residua
Sito di atterraggio Terra o Mare Mare Pista di atterraggio Terra
Launcher Atlas V Falcon 9 Atlas V Soyuz
Riutilizzabile?
per l'utilizzo da parte della NASA		 No sì sì No
Altre caratteristiche Paracadute di emergenza in caso di guasto del sistema di atterraggio
propulsivo (utilizzato in ultima analisi come metodo di atterraggio principale)		 All'atterraggio possibile deportazione fino a 1.500  km Parte pressurizzata suddivisa in due moduli

Selezione per il secondo programma di rifornimento della Stazione Spaziale Internazionale (gennaio 2016)

All'inizio del 2016, la NASA seleziona le società che forniranno la Stazione Spaziale Internazionale dal 2019 come parte del suo secondo contratto CRS 2 . Vengono selezionati i vincitori del primo contratto, SpaceX e Orbital ATK, ma la NASA sceglie anche il Dream Chaser nella sua versione cargo. Nell'ambito del contratto, la nave deve completare almeno sei voli di rifornimento. All'inizio del 2017, Sierra Nevada ha effettuato un ordine per 2 lanciatori Atlas V per il lancio della sua nave da carico spaziale.

Campagna di prova (febbraio 2017-)

Un modello ingegneristico della nuova versione del veicolo spaziale viene inviato alla base aeronautica di Edwards per una serie di test. Dopo i test di rullaggio sulla pista di atterraggio destinati a verificare la capacità della macchina di mantenere la propria direzione e di frenare fino al completo arresto, il 30 agosto 2017 viene effettuato un primo volo effettuato agganciato da linee ad un elicottero pesante per testare il comportamento aerodinamico in volo a bassa velocità e in configurazione di atterraggio con il carrello esteso. L'11 novembre 2017 è avvenuto un volo libero con dislivello basso per testare la capacità del Dream Chaser di atterrare in modo autonomo. Il test ha avuto successo presso la base Edwards.

Nell'agosto 2019 viene annunciato il primo volo del Dream Chaser sulla ISS per il 2021.

Vedi anche

Collegamenti interni

link esterno

Note e riferimenti

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