Start von Nasa SpaceX: Was ist der Crew Dragon?

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Die Crew Dragon startete zum ersten Mal seit dem letzten Shuttle-Flug im Jahr 2011 Astronauten aus US-amerikanischem Boden. Aber es ist ein ganz anderer Fahrzeugtyp als Nasas pensioniertes Raumflugzeug.

Laut Elon Musk war die bemannte Raumfahrt immer das grundlegende Ziel seiner Pionierfirma SpaceX.

Der Unternehmer erreichte dieses Ziel am Samstag, den 30. Mai 2020, als das Raumschiff Crew Dragon die Nasa-Astronauten Doug Hurley und Bob Behnken zu einem Rendezvous mit der Internationalen Raumstation (ISS) in die Umlaufbahn brachte.

Aber die Firma musste laufen, bevor sie rennen konnte. Crew Dragon entwickelte sich aus einem früheren Entwurf namens Dragon 1, der zwischen Mai 2012 und März 2020 20 Mal auf Missionen gestartet wurde, um Fracht an die ISS zu liefern.

Im Mai 2014 stellte Musk das siebensitzige Crew Dragon-Konzept während einer Veranstaltung in der SpaceX-Zentrale in Hawthorne, Kalifornien, vor.

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Wie Dragon 1 ist auch die Version mit Besatzung ein Kapsel-Design, das den Apollo-Befehlsmodulen, die Astronauten zum Mond beförderten, ähnlicher ist als das Konzept eines geflügelten Space Shuttles, das sowohl eine Besatzung als auch eine große Nutzlast tragen sollte.

Vom Start bis kurz vor dem Wiedereintritt wird die Kapsel an einem Abschnitt namens Kofferraum befestigt, der über Sonnenkollektoren, Wärmeabfuhrheizkörper und Lamellen verfügt, um Stabilität bei Notabbrüchen zu gewährleisten. Die Kapsel und der Kofferraum sind zusammen etwa 8,1 m hoch und haben einen Durchmesser von 4 m.

Der Crew Dragon ist mit 16 Draco-Triebwerken ausgestattet, mit denen das Fahrzeug im Orbit manövriert wird. Jeder Draco ist in der Lage, im Vakuum des Weltraums 90 Pfund Kraft zu erzeugen.

Der SpaceX-Ingenieur John Federspiel erklärt: "Als wir Dragon nehmen und menschlich bewerten wollten, haben wir beim Raumschiffdesign einen anderen Ansatz gewählt als bisher, weil wir wollten, dass sich dies wie ein Raumschiff des 21. Jahrhunderts anfühlt."

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"Wahrscheinlich eines der größten Merkmale von Dragon sind die Touchscreens im Inneren. Wir haben sie nicht nur so konzipiert, dass sie sehr funktional sind, sondern auch die Benutzererfahrung berücksichtigen."

Die drei großen Displays, mit denen Hurley und Behnken Systeme überwachen und das Raumschiff steuern können, sind weit entfernt von den analogen Tasten, Wählscheiben und dem Steuerknüppel im Cockpit des Shuttles, das von 1981 bis 2011 geflogen ist.

Die beiden Nasa-Astronauten haben mit SpaceX zusammengearbeitet, um das Fahrzeug für den ersten Flug mit Besatzung vorzubereiten. Hurley gibt zu, dass das "Glascockpit" etwas gewöhnungsbedürftig war.

"Was das tatsächliche physische Feedback angeht, bekommt man das sicher nicht vom Touchscreen", sagt er.

"Aber was Sie bekommen, ist ein Hinweis darauf, wo Sie berührt haben und das ist ein Teil des Prozesses des manuellen Fliegens des Fahrzeugs ist … Ich habe diesen Knopf berührt und das hat das Fahrzeug angehoben und ich habe den Rückblitz bekommen, dass das das ist, was das Fahrzeug ist als meine Eingabe erkannt. "

Für Szenarien, in denen Astronauten möglicherweise die manuelle Steuerung des normalerweise autonomen Fahrzeugs übernehmen müssen, z. B. das Beenden einer Docking-Sequenz mit der Raumstation, sind die Touchscreen-Steuerelemente "viel mehr als ausreichend", fügt Hurley hinzu.

"Es ist möglicherweise nicht das Gleiche, das Sie verwenden möchten, wenn Sie zum Beispiel einen Einstieg oder eine Abfahrt fliegen möchten, wie wir es mit dem Space Shuttle tun könnten", sagt Behnken.

Die Anpassung des Raumfahrzeugs an die Benutzererfahrung umfasste jedoch mehr als nur das Design der Steuerungen. "Wenn ich an Komfort für die Astronauten denke, fällt mir wirklich jeder Aspekt der Interaktion mit dem Raumschiff ein", sagt John Federspiel.

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"Wir haben drei verschiedene Sitzgrößen, wir gehen sogar so weit, den Schaum um den Körper des Astronauten zu formen, damit es keine Druckpunkte gibt und es im Allgemeinen nur eine angenehme Reise in den Weltraum ist."

Für den Fall, dass auf dem Pad oder beim Aufstieg in die Umlaufbahn etwas schief geht, hat SpaceX ein innovatives Abbruchsystem für die Kapsel entwickelt. Das Startfluchtsystem (LES) besteht aus einer Reihe von von SpaceX entwickelten SuperDraco-Motoren, die im Notfall ausgelöst werden, um die Kapsel und ihre Besatzung sicher von der Rakete wegzutreiben.

Doug Hurley kommentiert die LES wie folgt: "Diese Perspektive ist für mich im Vergleich zum Shuttle, in dem es sogenannte" schwarze Zonen "gab, enorm … Szenarien, in denen es nicht wirklich wichtig war, ob Sie die richtige Kombination von Fehlern hatten. du würdest wahrscheinlich nicht überleben. "

Darüber hinaus kommentiert Hurley: "Das Kapsel-Design ist unter den meisten Umständen sicherer als ein geflügeltes Fahrzeug."

Behnken fügt hinzu: "Das Space Shuttle war zehnmal größer als nötig, um in die erdnahe Umlaufbahn zu gelangen … mit einer kleineren Rakete zu fliegen, die sich wirklich auf die Mission der Besatzung konzentriert … bietet ein weiteres Maß an Sicherheit."

John Federspiel erklärt: "Dragon ist ein Raumschiff, bei dem es um Sicherheit und Zuverlässigkeit geht. Wir haben es so konzipiert, dass es zwei Fehlertoleranzen aufweist. Das bedeutet, dass zwei Dinge fehlschlagen können, sodass ich einen Flugcomputer und ein Triebwerk verlieren und trotzdem mitbringen kann." die Crew sicher nach Hause. "

Wenn es zur Erde zurückkehrt, kann der Crew Dragon nicht einfach auf einer Landebahn wie dem Space Shuttle landen. "Ich denke, es gibt ein Argument dafür, dass die Rückkehr in gewisser Weise gefährlicher ist als der Aufstieg", sagt Elon Musk.

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Während des Wiedereintritts muss der Hitzeschild Temperaturen überstehen, die heißer als die Sonnenoberfläche sind, da der Crew Dragon mit der bis zu 25-fachen Schallgeschwindigkeit durch die Atmosphäre schreit.

Es besteht eine geringe Wahrscheinlichkeit, dass das asymmetrische Design des Raumfahrzeugs – angetrieben durch die Platzierung seines Fluchtsystems – zu stark rollt. Musk hat in der Vergangenheit gesagt, dass das Problem, das als Rollinstabilität bekannt ist, eingehend untersucht wurde, aber dass es ihn immer noch beunruhigt.

Nach der feurigen Wiedereintrittsphase muss das Raumschiff vier Fallschirme einsetzen, um den Abstieg zu verlangsamen.

Schließlich spritzt der Crew Dragon 450 km vor der Küste Floridas in den Atlantik, wo Bergungsschiffe die Astronauten in Sicherheit bringen und die Kapsel zurückholen.

Hurley sagt, während er und Behnken – zusammen mit anderen bei der Nasa – Input lieferten, "ist dieses Raumschiff – Crew Dragon – von Anfang bis Ende das Design von SpaceX. Machen Sie keinen Fehler."

Er fügt hinzu: "Nur um zu sehen, dass das Fahrzeug nicht sehr viel von einem vorläufigen Entwurf kommt, wo es heute ist, die Funktionsfähigkeit des Fahrzeugs, die klaren Linien, wie es sich im Fahrzeug befindet, wie es für eine Besatzung ist. Wir freuen uns nur darauf, es auf Herz und Nieren zu prüfen. "

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