HTV-1 , также известный как HTV Demonstration Flight или HTV Technical Demonstration Vehicle — первый беспилотный грузовой космический корабль H-II Transfer Vehicle , запущенный 10 сентября 2009 года на ракете-носителе H-IIB с космодрома Танегасима для пополнения запасов на Международной космической станции . HTV-1 прибыл к станции 17 сентября 2009 года и бортинженер экспедиции МКС-20 Николь Стотт , с помощью Роберта Тирска и Франка Де Винне , успешно захватила HTV-1 дистанционным манипулятором « Канадарм2 » и пристыковала корабль к надирному узлу модуля « Гармония ». HTV-1 доставил на станцию 3600 кг различных грузов в герметичном отсеке и два экспериментальных устройства на негерметичной платформе. После разгрузки корабль был загружен отходами, отстыкован от станции 30 октября и сведён с орбиты 1 ноября 2009 года .

Описание миссии

Цели

Миссия HTV-1, первый полёт беспилотного грузового космического корабля H-II Transfer Vehicle, преследовала две основные цели: доставить грузы на МКС и проверить методы сближения и работоспособность бортовых систем HTV в фактическом полёте. По этой причине этот первый космический аппарат HTV также называют «Техническим демонстрационным аппаратом» ( англ. Technical Demonstration Vehicle ). Во время миссии впервые была запущена ракета H-IIB и доставлены грузы на МКС. Также были проведены следующие технические проверки :

• проверка технологии сближения с МКС;
• проверка технологии безопасности и управления полётом HTV;
• демонстрация долговечности и надежности конструкции HTV на орбите;
• проверка компонентов авионики и силовой установки HTV (около 800 000 деталей);
• демонстрация входа космонавта в герметичный отсек пристыкованного HTV.

Системы сближения космического корабля основаны на системах, испытанных на спутнике ETS-VII .

Груз

HTV-1 нёс 4500 кг полезной нагрузки, что ниже максимальной полезной нагрузки HTV в 6000 кг, чтобы позволить космическому кораблю нести дополнительное топливо и батареи для этапа проверки полета на орбите .

Масса груза в герметичном отсеке составляла 3600 кг . Припасы для Международной космической станции состояли из еды (33 % веса), материалов для лабораторных экспериментов (20 %), робота-манипулятора и другого оборудования для внешней экспериментальной платформы модуля « Кибо » ( англ. JEM-EF — Japanese Experiment Module Exposed Facility ) (18 %), принадлежностей для экипажа, включая одежду, туалетные принадлежности, личную почту и фотографии, флуоресцентные лампы, ведра для мусора (10 %), и упаковочные материалы (19 %) .

Груз в негерметичном отсеке HTV-1 состоял из двух экспериментальных устройств: SMILES ( англ. SMILES — Superconducting Submillimeter-Wave Limb-Emission Sounder ) и экспериментальной полезной нагрузки HICO-RAIDS ( англ. HREP — HICO-RAIDS Experiment Payload ) — которые были установлены на внешней экспериментальной платформе модуля «Кибо» на МКС.

Хроника полёта

Подготовка к полёту

Основной блок HTV-1 (электрический модуль + двигательный модуль), негерметичный грузовой отсек, герметичный грузовой отсек и открытый поддон были доставлены и выгружены в порту Симама, Танегасима 22 апреля 2009 года. Все основные части аппарата были распакованы и доставлены на ракетный полигон Танегасима в период межу 22 и 27 апреля. Затем они были объединены по следующему графику :

• основная часть: внешний осмотр (25 апреля), испытание на соответствие (23 — 26 мая), измерение центра тяжести (29 мая — 2 июня);
• герметичный грузовой отсек: осмотр передней двигательной установки (4 — 7 мая), установка стойки (11 — 20 мая), закрытие люка (27 мая), измерение веса и центра тяжести (4 — 4 июня);
• негерметичный грузовой отсек: внешний осмотр (28 — 29 апреля), проверка контроллера (21 — 25 мая), оснащение открытым грузовым поддоном (25 — 28 мая), измерение веса и центра тяжести (27 мая — 1 июня);
• открытый грузовой поддон: установлен груз (9 — 14 мая), осмотр груза после установки (18 — 23 мая), установка в негерметичном грузовом отсеке (25 — 28 мая).

После осмотра двигательной установки и электросистемы (25 июня — 22 июля) и заправки двигательной установки (28 июля — 10 августа) были рассмотрены результаты испытаний после сборки и доставки на стартовую площадку .

Тестирование ракеты H-IIB

HTV-1 был запущен в ходе первого полета ракеты-носителя H-IIB. Использовалась конфигурация H-IIB 304 с обтекателем полезной нагрузки типа 5S-H . Перед запуском на ракете, которая должна была запустить HTV-1, были проведены два огневых испытания. Первое испытание, состоявшее из запуска первой ступени в течение десяти секунд, первоначально планировалось провести в 05:30 UTC 27 марта 2009 года, однако оно было отменено после того, как система охлаждения стартовой площадки не сработала . Позже выяснилось, что это произошло из-за того, что ручной клапан подачи не был открыт . Испытание было перенесено на 1 апреля 2009 года, но затем снова отложено из-за протечки в трубе, связанной с системой пожаротушения стартового комплекса . Испытание было перенесено на 2 апреля 2009 года и успешно проведено в 05:00 UTC .

После этого на 20 апреля 2009 года было назначено второе испытание, в ходе которого первая ступень должна была работать в течение 150 секунд . Оно было успешно проведено в 04:00 UTC 22 апреля 2009 года после двухдневной задержки из-за неблагоприятных погодных условий . Впоследствии 11 июля 2009 г. были проведены наземные испытания с использованием наземного макета .

Запуск и стыковка

HTV-1 был успешно запущен в 17:01:46 UTC 10 сентября 2009 года на начальную орбиту с перигеем 199,8 км, апогеем 299,9 км, наклонением 51,69° (запланировано 200 км ± 10 км / 300 км ± 2 км / 51,67° ± 0,15°) . Запуск состоялся со стартового комплекса Ёсинобу в Космическом центре Танегасима , и он был первым, использовавшим вторую площадку комплекса Ёсинобу LC-Y2 .

Полётные операции записывались с использованием «Дня полета» ( англ. FD - Flight Day ), временной шкалы экипажа МКС . Прибытие HTV-1 произошло во время 20-й экспедиции (командир Геннадий Падалка , Майкл Барратт , Николь Стотт , Франк Де Виннe , Роман Романенко и Роберт Тирск ). Экспедиция МКС-21 руководила отправлением HTV-1 (командир Франк Де Винне, Роман Романенко, Роберт Тирск, Максим Сураев , Джеффри Уильямс и Николь Стотт). Ни один японский астронавт не присутствовал на этапе стыковки HTV-1 к МКС. Пока корабль был пристыкован, станцию ​​посетил космический турист Ги Лалиберте .

День запуска — FD1 (10 сентября 2009 года). На FD3 (12 сентября 2009 года) HTV-1 провёл демонстрационные испытания операций сближения с МКС, таких как маневр предотвращения столкновений. Они прошли успешно, и на FD6 (15 сентября 2009 года) группа управления миссией МКС одобрила окончательный подход . 17 сентября 2009 года HTV-1 встретился с Международной космической станцией . Он прибыл в точку начала захода на стыковку в 5 км от космической станции в 13:59 UTC, и начал последний этап захода на стыковку в 15:31 UTC. Корабль приблизился к станции на расстояние 10 метров, где был захвачен с помощью робота-манипулятора « Канадарм2 » космической станции, которым управляла Николь Стотт. Первоначальный захват произошел в 19:47 UTC, а процедура была завершена в 19:51 . Затем Роберт Тирск использовал «Канадарм2», чтобы переместить HTV-1 в положение готовности к стыковке под надирным портом модуля « Гармония ». Корабль прибыл в эту позицию в 22:08 UTC, а к 22:12 четыре защелки закрылись, чтобы удержать его на месте. Впоследствии было закручено шестнадцать болтов, чтобы получить жёсткое сопряжение . HTV-1 оставался пристыкован до 30 октября 2009 года .

Отстыковка и завершение миссии

Члены экипажа 21-й экспедиции Николь Стотт, Роберт Тирск и Франк Де Винне завершили последние этапы подготовки к отстыковке HTV от МКС 29 октября 2009 года . Эти шаги включали в себя отсоединение последней оставшейся силовой соединительной перемычки, закрытие люка стыковочного узла модуля «Гармония», сброс давления в тамбуре шлюза и выполнение проверки на герметичность, снятие болтов единого механизма пристыковки и раскрытие защелок, а также отсоединение HTV-1 с помощью пульта дистанционного управления манипулятором космической станцией .

Во время прохождения над Тихим океаном 30 октября 2009 года роботизированный манипулятор космической станции отпустил HTV-1. Отстыковка была отложена на один виток МКС, чтобы избежать обломков спутника , начавшего разрушаться в 2008 году . HTV-1 был загружен 199 единицами списанного оборудования и отходами весом 727,7 кг, а также 896 кг пустых стеллажей, всего 1624 кг . В 17:32 UTC HTV-1 был выпущен из манипулятора и начал запланированные маневры, чтобы покинуть близость станции. HTV-1 постепенно сошёл с орбиты МКС, выполнив несколько включений двигателей, и перешел в режим одиночного полета.

Группа управления полетом HTV отправила команды на три включения двигателей в 14:55, 16:25 и 20:53 UTC 1 ноября 2009 года для подготовки разрушения корабля в атмосфере Земли. Первый запуск двигателя при сходе с орбиты длился примерно 8 минут и был завершен в 15:03 UTC 1 ноября 2009 года. Второй запуск двигателя при сходе с орбиты длился примерно 9 минут и был завершен в 16:34. После второго маневра по сходу с орбиты HTV-1 был выведен на эллиптическую орбиту с перигеем 143 км и апогеем 335 км .

HTV-1 начал третий и последний маневр по сходу с орбиты в 20:53 UTC 1 ноября 2009 года, как и планировалось, когда космический корабль пролетал над Центральной Азией. Маневр, который длился около 8 минут, был успешно завершен в 21:01 UTC , когда космический корабль пролетел вблизи южной половины Японии. По данным Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA), возвращение HTV-1 в атмосферу произошло в 21:25 UTC на высоте 120 км над Тихим океаном недалеко от побережья Новой Зеландии. Огненный вход и распад в атмосфере Земли ознаменовали успешное завершение 52-дневной миссии HTV-1 .

По данным Японского агентства аэрокосмических исследований, некоторые из уцелевших обломков HTV, вероятно, упали на прямоугольную область, протянувшуюся через Тихий океан между Новой Зеландией и Южной Америкой .

Примечания