Vor einem Monat machte SpaceX nach erfolgreichem Start erneut Schlagzeilen. ihr erstes wiederverwendetes Raumschiff - der Drache - auf einer Mission, die ISS zum zweiten Mal wieder zu versorgen.
Der Drache wurde am 2. Juni an Bord der SpaceX-Rakete Falcon 9 in die erdnahe Umlaufbahn gebracht. Er veranlasste die 11. erfolgreiche Mission Commercial Resupply Services CRS-11 zur Internationalen Raumstation ISS.
Nach dem Start landeten die Falcon 9-Raketen sicher wieder auf der Erde in der Landezone 1 von SpaceX in der Luftwaffenstation Cape Canaveral, Florida. Die Landung markiert auch die fünfte Landung in Folge von SpaceX an Land und läutet eine neue Ära wiederherstellbarer Fahrzeugtechnologien ein.
Das Raumschiff wird Astronauten dabei helfen, einen neuen Satz von Sonnenkollektoren zu testen und die Auswirkungen des Weltraums auf das Herz zu untersuchen. Nach einigen Tagen Raumfahrt hat die Drachenkapsel erfolgreich an der ISS angedockt. Die NASA-Astronauten Jack Fischer und Peggy Whitson wurden gefangen genommendie Kapsel mit dem Roboterarm der Raumstation.
SpaceXs Dragon-Frachtschiff, das kurz vor der Eroberung durch den Canadarm steht [Bildquelle : NASA Johnson / Flickr ]
An Bord war der Drache fast 6.000 Pfund der Nutzlast. Enthält wichtige Vorräte und Materialien, die zur Unterstützung der ISS-Besatzung und der Dutzende von Experimenten verwendet werden, die sie durchführen werden.
Der Drache ist auch das erste kommerzielle Raumschiff, das Fracht zur Raumstation liefert. Zuvor, im Jahr 2014, lieferte die Kapsel fast zweieinhalb Tonnen von Lieferungen und wissenschaftlichen Nutzlasten an die ISS.
Jetzt hat das Raumschiff eine weitere Nachschubmission erfolgreich abgeschlossen.
Drache kehrt zur Erde zurück
Anfang dieser Woche kehrte das Raumschiff Dragon von SpaceX triumphierend zur Erde zurück.
Am frühen Montagmorgen löste sich die Drachenkapsel von der ISS, bevor sie sich auf den Heimweg machte. Im Laufe mehrerer Stunden verlangsamte das Raumschiff seine Umlaufbahn, um seinen endgültigen Abstieg zu beginnen. Zurück in der Erdatmosphäre wurde die Kapsel erfolgreich eingesetztsein Fallschirm, bevor er gegen 8:14 Uhr MEZ in den Pazifischen Ozean stürzte
Ohne die unglaubliche Technologie zum Schutz des Raumfahrzeugs hätte es jedoch nie seinen zweiten Flug absolviert.
Schutz des Drachen mit dem PICA-X Hitzeschild
Der PICA-X-Hitzeschild des Drachen schützt das Raumschiff vor Temperaturen über 1500 Grad Celsius . Es ist eine spezielle Variante des Phenolimprägnierter Kohlenstoffablator PICA Hitzeschild von der NASA erfunden.
Der PICA-Hitzeschild wurde von einer früheren NASA-Mission in den 1990er Jahren abgeleitet. Wissenschaftler wollten ein neues Raumschiff, das untersuchen und Proben von Kommentaren für die Forschung auf der Erde abrufen .
Das Raumschiff, das als Sternenstaub gilt, würde die relativ unveränderten Kometen untersuchen, um unser wissenschaftliches Verständnis der frühen Tage des Universums zu fördern.
Stardust würde den Kometen Wild 2 untersuchen und nach fast zurückkehren. 6 Milliarden Kilometer Reise. Um Stardust nach Hause zu bringen, benötigte die NASA eine neue innovative Technologie, die dem Wiedereintritt in die Atmosphäre mit Rekordgeschwindigkeit standhalten konnte.
Wiedereintritt standhalten
Das Problem war, dass das Raumschiff mit einer Rekordgeschwindigkeit zur Erde zurückkehren sollte. Die meisten Materialien waren unwürdig und diejenigen, die der Kraft standhalten konnten, waren einfach zu schwer.
"Sternenstaub würde schneller zur Erde zurückkehren als jedes künstliche Objekt zuvor und mit einer Geschwindigkeit von 28.600 Meilen pro Stunde in die Atmosphäre eintauchen. Hitzeschilde, die in früheren NASA-Missionen verwendet wurden, waren einfach nicht in der Lage, dem Wärmestoß standzuhalten, den Sternenstaub bei seiner Rückkehr erzeugen würde.Die Ingenieure der Agentur untersuchten Materialien, die das Verteidigungsministerium entwickelt hatte, aber obwohl sie langlebig genug waren, waren sie zu schwer " erklärt NASA.
Später entdeckte Ben Clark von Martin Marietta jetzt Lockheed Martin nach der Untersuchung von Kombinationen von Verbindungen den Phenol-imprägnierten Kohlenstoffablator PICA. Das Material ist viel leichter und den überlegenen Temperaturen beim Wiedereintritt weit überlegen.
"Der im Ames Research Center in Nordkalifornien entwickelte PICA-Hitzeschild wiegt ein Fünftel so viel wie seine herkömmlichen Gegenstücke und hält Temperaturen von bis zu 2800 ° C stand." erklärt NASA.
Die Aufmerksamkeit von SpaceX auf sich ziehen
Fast ein Jahrzehnt nach der Entwicklung von PICA begann Elon Musks Raumfahrtunternehmen SpaceX Anfang der 2000er Jahre zu entstehen.
2006 veranstaltete die NASA einen Wettbewerb für private Unternehmen, um eine Raumkapsel zu entwickeln, mit der die ISS wieder versorgt werden kann. Natürlich hat das Dragon-Design gewonnen.
Von dem erfolgreichen Wiedereintritt des Sternenstaubs fasziniert, entschieden die SpaceX-Ingenieure, dass das Material für ein eigenes Raumschiff geeignet ist: den Drachen.
Jetzt mit der NASA auf ihrer Seite begann SpaceX, den PICA-Hitzeschild für das Dragon-Raumschiff zu formen. Leider konnte der Schild nicht in einem einzigen Stück hergestellt werden, das groß genug war, um die viel größere Dragon-Kapsel aufzunehmen. Es lag an den SchlauenIngenieure bei SpaceX und der NASA, um eine alternative Lösung zu finden.
"Für Stardusts Probenrückgabekapsel war nur ein PICA-Schild mit einem Durchmesser von etwas mehr als 1 Meter erforderlich. Zum Schutz des viel sperrigeren Drachen wurde eine 4-Meter-Version benötigt. Mit dem 1-Meter-Schild arbeiteten Rasky und sein Team mit FiberMaterials Incorporated, um ein einzelnes Stück PICA herzustellen, aber das wäre mit dem größeren Dragon-Frachttransporter nicht möglich. Um dieses Problem zu lösen, entwickelten sie eine effiziente und kostengünstige Methode zur Herstellung kleinerer PICA-Fliesen, die dann zu einem einzigen hergestellt wurdenHitzeschild," sagt NASA auf einem Technologie-Spin-off-Papier.
Daher wurde PICA-X geboren. Mit einem Schild, der die Kräfte des Wiedereintritts überlebt, war SpaceX kurz davor, ihre neue Mission zu verwirklichen: die Versorgung der ISS.
Der PICA-X-Schild erwies sich als unglaublich langlebig und konnte die Kapsel vor fast allen Schäden beim Wiedereintritt schützen. Daher würde SpaceX sein Raumschiff im Juni 2017 wiederverwenden.
Obwohl der PICA-X-Schild eine bemerkenswerte Technik ist, ist er nicht das einzige faszinierende Merkmal der Drachenkapsel.
Im Drachenraumschiff
Das Raumschiff Dragon behält die einzigartige Fähigkeit bei, je nach Verwendungszweck in mehreren Konfigurationen angeordnet zu werden. Es kann zum Transport von Fracht, Menschen oder zum "DragonLab" umgebaut werden. Die Konfigurationen ermöglichen die Optimierung des Flugzeugs für aVielzahl von Szenarien. Die Dualität des Schiffes macht es ideal für viele weltraumgebundene Missionen, die voraussichtlich auch in Zukunft fortgesetzt werden.
Fracht
In der Frachtkonfiguration ist der Raum innerhalb der Kapsel mit Wabengestellen aus Kohlenstoff-Aluminium ausgekleidet. In den Gestellen können viele NASA-Frachttaschen in Standardgröße untergebracht werden. Außerdem können Gefrierschränke transportiert werden, sodass das Fahrzeug temperaturempfindliche Materialien transportieren kanneinschließlich biologischer Proben.
Frachtkonfiguration [Bildquelle : SpaceX ]
Besatzung
Obwohl Menschen noch nicht im Drachen geflogen sind, plant SpaceX derzeit eine bemannte Mission.
"Gemäß einer Vereinbarung mit der NASA führt SpaceX Upgrades für Dragon durch, um die Tragfähigkeit der Besatzung zu ermöglichen." erklärt SpaceX .
Die Ingenieure hinter dem Dragon behaupten, es sei das sicherste und zuverlässigste Crew-Transportfahrzeug der Welt, das jemals gebaut wurde. Die Kapsel kann eine siebenköpfige Crew zusammen mit lebenserhaltenden Systemen, manuellen Backup-Steuerungssystemen und einem beeindruckenden Kraftstart unterstützenFluchtsystem.
SpaceX erwartet bereits 2018 seine erste bemannte Mission.
Drachenkapsel für eine Crew modifiziert [Bildquelle : SpaceX ]
DragonLab
Um weiterhin nach den Antworten des Universums zu suchen, stellt SpaceX sicher, dass der Drache die fortschrittlichsten Technologien der Welt unterstützen kann. Das DragonLab bietet eine geeignete Plattform für Experimente in einer Schwerelosigkeitsumgebung. Unabhängig vom WeltraumDas DragonLab wird in der Lage sein, riskantere Experimente durchzuführen, ohne die milliardenschwere ISS zu gefährden.
"DragonLab kann problemlos Instrumenten- und Sensortests, Weltraumphysik- und Relativitätsexperimente, Forschung zu Strahlungseffekten und viele andere Schwerelosigkeitstests durchführen." sagt SpaceX .
DragonLab [Bildquelle : SpaceX ]
Innerhalb des Druckbereichs
Der Drache ist in drei separate Abschnitte unterteilt. Der unter Druck stehende Abschnitt, der üblicherweise als Kapsel bezeichnet wird, ist so konstruiert, dass er Menschen oder Fracht in den Weltraum befördert. Außerhalb der Kapsel befindet sich der fortschrittliche PICA-X-Hitzeschild des Drachen, der für diesen Zweck ausgelegt istAusrüstung und Besatzung vor der starken Hitze beim Wiedereintritt schützen.
SpaceX Dragon Capsule [Bildquelle : SpaceX ]
Der Kofferraum
Der Kofferraum des Raumfahrzeugs bleibt drucklos. Er beherbergt Fracht und die Solaranlagen des Drachen, die nicht in einer temperatur- und druckgesteuerten Umgebung untergebracht werden müssen. Die Kapsel bleibt bis kurz vor dem Wiedereintritt am Drachen befestigt, wo sie abgeworfen wird. ZusammenMit der Kapsel hat das Raumschiff Dragon ein Gesamtnutzlastvolumen von 25 Kubikmeter fast 900 Kubikfuß. In nur einer Mission kann es bis zu 6.000 kg 13.228 lbs Fracht.
Experimente an Bord
Ein Teil des Materials, das im Druckbereich des Dargon fliegt, umfasst ein Experiment mit Fruchtfliegen. Die kurze Lebensdauer von Fruchtfliegen, die durch ihre relativ geringe Größe, kurze Lebensdauer und ihr bekanntes Erbgut zusammengesetzt sind, macht sie zu idealen Kandidaten für Herzfunktionsstudien. Wissenschaftlerwird die Fliegen benutzen, um das zu untersuchen Auswirkungen auf das Herz bei längerer Exposition gegenüber Mikrogravitation .
"Dieses Experiment könnte das Verständnis der Auswirkungen der Raumfahrt auf das Herz-Kreislauf-System erheblich verbessern und zur Entwicklung von Gegenmaßnahmen zur Unterstützung von Astronauten beitragen." Ansprüche Nasa .
Andere Technologien, die im drucklosen Bereich des Drachen untergebracht sind, umfassen einen neuen Solarmodul-Typ namens ROSA. Die Module entfalten sich in einem kompakten, gefalteten Zustand, sodass die Technologie in einem wesentlich kleineren Bereich verpackt werden kann.
"ROSA hat das Potenzial, Solar-Arrays auf zukünftigen Satelliten zu ersetzen, wodurch sie kompakter und leichter werden. Satellitenradio und -fernsehen, Wettervorhersage, GPS und andere auf der Erde verwendete Dienste würden alle von leistungsstarken Solar-Arrays profitieren", so die NASAerklärt auf ihrer Missionsseite.
Zukünftige Missionen
Im Januar 2016 gab die NASA offiziell bekannt, dass SpaceX ausgewählt wurde, um Missionen zur ISS mit der Trägerrakete Falcon 9 zusammen mit dem Raumschiff Dragon durchzuführen. Das Unternehmen ist jetzt unter Vertrag bis 2024 bis zu ausführen 20 Nachschubmissionen.
Elon Musks Raumfahrtunternehmen wird in den nächsten sieben Jahren weiterhin Missionen zur ISS fliegen. Das Unternehmen plant jedoch, weit über die Reichweite der erdnahen Umlaufbahn hinaus zu reisen.
SpaceX arbeitet derzeit an der Entwicklung eines bemannten Flugzeugs, das Missionen in den Weltraum unterstützt. Obwohl noch ungewiss ist, wohin sie zuerst führen werden, scheint SpaceX entschlossen zu sein, sie zu erreichen. Mars .
Obwohl das Weltraumrennen seit einem halben Jahrhundert andauert, hat es gerade erst begonnen. Die Technologien entwickeln sich rasant weiter und ermöglichen es den Menschen, weiter in die Tiefen des Weltraums zu gelangen. Es ist nur eine Frage der Zeit, bis die Menschen den Mars und darüber hinaus erreichen.
Quellen : NTRS , SpaceX , NASA
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Geschrieben von Maverick Baker