Vor einem Monat machte SpaceX nach dem erfolgreichen Start erneut Schlagzeilenihr erstes wiederverwendetes Raumschiff- der Drache - auf einer Mission, die ISS zum zweiten Mal zu versorgen.
Der Drache wurde am 2. Juni an Bord der Falcon 9-Rakete von SpaceX in eine erdnahe Umlaufbahn geschossen. Dies führte zur 11. erfolgreichen kommerziellen Versorgungsdienstmission CRS-11 zur Internationalen Raumstation ISS.
Nach dem Start landeten die Falcon 9-Raketen sicher wieder auf der Erde in der Landing Zone 1 von SpaceX in der Cape Canaveral Air Force Station, Florida. Die Landung markiert auch die fünfte Landung in Folge von SpaceX und fördert eine neue Ära wiederherstellbarer Fahrzeugtechnologien.
Die Raumsonde wird Astronauten helfen, einen neuen Satz von Sonnenkollektoren zu testen und die Auswirkungen des Weltraums auf das Herz zu untersuchen. Nach ein paar Tagen Weltraumflug hat die Dragon-Kapsel erfolgreich an der ISS angedockt. Die NASA-Astronauten Jack Fischer und Peggy Whitson gefangen genommendie Kapsel mit dem Roboterarm der Raumstation.
Das Frachtschiff Dragon von SpaceX wird von der Canadarm erbeutet [Bildquelle: NASA Johnson/Flickr]
An Bord war der Drache fast 6.000 Pfund der Nutzlast. Es enthält wichtige Vorräte und Materialien, die zur Unterstützung der ISS-Besatzung und der Dutzende von Experimenten verwendet werden, die sie durchführen werden.
The Dragon ist auch das erste kommerzielle Raumschiff, das Fracht zur Raumstation bringt. Zuvor, im Jahr 2014, wurde die Kapsel fast geliefert. zweieinhalb Tonnen von Versorgungsgütern und wissenschaftlichen Nutzlasten zur ISS.
Jetzt hat das Raumschiff eine weitere Nachschubmission erfolgreich abgeschlossen.
Drache kehrt zur Erde zurück
Anfang dieser Woche kehrte die Raumsonde Dragon von SpaceX triumphierend zur Erde zurück.
Am frühen Montagmorgen löste sich die Dragon-Kapsel von der ISS, bevor sie sich auf den Heimweg machte. Im Laufe mehrerer Stunden verlangsamte die Raumsonde ihre Umlaufbahn, um ihren endgültigen Sinkflug zu beginnen. Zurück in der Erdatmosphäre wurde die Kapsel erfolgreich eingesetztseinen Fallschirm, bevor er gegen 8:14 Uhr EDT in den Pazifischen Ozean stürzte.
Wenn es jedoch nicht die unglaubliche Technologie zum Schutz des Raumschiffs gegeben hätte, hätte es nie seinen zweiten Flug gemacht.
Drachen mit dem PICA-X Hitzeschild schützen
Der PICA-X-Hitzeschild des Drachen schützt das Raumschiff vor Temperaturen über 1500 Grad Celsius. Es ist eine spezielle Variante des Phenol-imprägnierter Kohleablator PICA Hitzeschild von der NASA erfunden.
Der PICA-Hitzeschild wurde von einer früheren NASA-Mission in den 1990er Jahren abgeleitet. Wissenschaftler wollten eine neue Raumsonde, die untersuchen und Sammeln von Kommentarmaterial für die Forschung auf der Erde.
Die Raumsonde, die als Stardust bezeichnet wird, 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 würde nach einem fast zurückkehren6 Milliarden Kilometer Reise. Um Stardust nach Hause zu bringen, benötigte die NASA jedoch eine neue innovative Technologie, die einem Wiedereintritt in die Atmosphäre mit einer Rekordgeschwindigkeit standhalten konnte.
Wiedereintritt widerstehen
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.
"Stardust würde schneller zur Erde zurückkehren als jedes von Menschenhand geschaffene Objekt davor und mit einer Geschwindigkeit von 28.600 Meilen pro Stunde in die Atmosphäre eintauchen. Hitzeschilde, die bei früheren NASA-Missionen verwendet wurden, waren einfach nicht in der Lage, der Hitzewelle standzuhalten, die Stardust bei seiner Rückkehr erzeugen würde.Die Ingenieure der Agentur sahen sich Materialien an, die das Verteidigungsministerium entwickelt hatte, aber obwohl sie haltbar genug waren, waren sie zu schwer.erklärtNASA.
Später, nach der Erforschung von Kombinationen von Verbindungen, entdeckte Ben Clark von Martin Marietta jetzt Lockheed Martin den phenolisch imprägnierten Kohlenstoffablator PICA. Das Material ist viel leichter und weitaus überlegener, wenn es den unerträglichen Temperaturen beim Wiedereintritt standhält.
"Der PICA-Hitzeschild wurde im Ames Research Center in Nordkalifornien entwickelt, wiegt ein Fünftel so viel wie seine herkömmlichen Gegenstücke und hält Temperaturen von bis zu 2800° C stand." erklärt NASA.
Die Aufmerksamkeit von SpaceX gewinnen
Fast ein Jahrzehnt nach der Entwicklung von PICA begann Anfang der 2000er Jahre das Raumfahrtunternehmen SpaceX von Elon Musk zu entstehen.
2006 hat die NASA einen Wettbewerb für private Unternehmen ausgeschrieben, um eine Raumkapsel zu entwickeln, die die ISS mit Strom versorgen kann. Natürlich gewann das Dragon-Design.
Fasziniert von dem erfolgreichen Wiedereintritt der Stardust, entschieden die SpaceX-Ingenieure, dass das Material für ein eigenes Raumschiff geeignet wäre: den Drachen.
Jetzt mit der NASA an 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.
"Stardusts Sample Return Capsule benötigte nur einen PICA-Schild mit einem Durchmesser von etwas mehr als 1 Meter; um den viel sperrigeren Drachen zu schützen, wurde eine 4-Meter-Version benötigt. Bei dem 1-Meter-Schild arbeiteten Rasky und sein Team mit FiberMaterialien, die zur Herstellung eines einzigen Stücks PICA verwendet wurden, 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-Kacheln, die dann zu einem einzigen hergestellt wurdenHitzeschild," sagt die NASA auf einem Technologie-Spin-off-Papier.
Daher wurde PICA-X geboren. Jetzt, mit einem Schild, der die Kräfte des Wiedereintritts überlebt, war SpaceX kurz davor, seine neue Mission zu verwirklichen: die Versorgung der ISS.
Der PICA-X-Schild erwies sich als unglaublich langlebig und konnte die Kapsel während des Wiedereintritts vor fast allen Schäden schützen. Als solches würde SpaceX seine Raumsonde im Juni 2017 wiederverwenden.
Obwohl der PICA-X-Schild ein bemerkenswertes Stück Technik ist, ist es nicht das einzige faszinierende Merkmal der Dragon-Kapsel.
Im Drachen-Raumschiff
Das Dragon-Raumschiff behält die einzigartige Fähigkeit, 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 Raumfahrzeugs für eineVielzahl von Szenarien. Die Dualität des Schiffes macht es ideal für viele weltraumgebundene Missionen, von denen erwartet wird, dass sie in der Zukunft fortgesetzt werden.
Fracht
In der Frachtkonfiguration ist der Raum in der Kapsel mit Karbon-Aluminium-Wabengestellen ausgekleidet. Die Gestelle können viele NASA-Frachttaschen in Standardgröße aufnehmen. Es behält auch die Fähigkeit, Gefrierschränke zu transportieren, sodass das Fahrzeug temperaturempfindliche Materialien transportieren kanneinschließlich biologischer Proben.
Frachtkonfiguration [Bildquelle: SpaceX]
Besatzung
Obwohl die Menschen noch in der Dragon fliegen müssen, ist SpaceX derzeit dabei, eine bemannte Mission zu planen.
"Im Rahmen einer Vereinbarung mit der NASA führt SpaceX Upgrades für Dragon durch, um die Fähigkeit zum Tragen der Besatzung zu ermöglichen."erklärt SpaceX.
Die Ingenieure hinter dem Dragon behaupten, dass es das sicherste und zuverlässigste Transportfahrzeug der Welt sein wird, das jemals gebaut wurde. Die Kapsel wird in der Lage sein, eine siebenköpfige Besatzung zusammen mit lebenserhaltenden Systemen, manuellen Backup-Steuerungssystemen und einem beeindruckenden Kraftstart zu unterstützenFluchtsystem.
SpaceX erwartet seine erste bemannte Mission bereits 2018.
Drachenkapsel modifiziert für eine Besatzung [Bildquelle: SpaceX]
Drachenlabor
Um die Suche nach den Antworten des Universums fortzusetzen, stellt SpaceX sicher, dass der Dragon die fortschrittlichsten Technologien der Welt unterstützen kann. Das DragonLab bietet eine geeignete Plattform für Experimente, die in einer Mikrogravitationsumgebung durchgeführt werden. Unabhängig vom WeltraumStation kann das DragonLab riskantere Experimente durchführen, ohne die milliardenschwere ISS zu gefährden.
"DragonLab kann ohne weiteres Instrumenten- und Sensortests, Weltraumphysik- und Relativitätsexperimente, Strahlungswirkungsforschung und viele andere Mikrogravitationstests durchführen."sagt SpaceX.
DragonLab [Bildquelle: SpaceX]
Innerhalb des Druckbereichs
Der Dragon ist in drei separate Abschnitte unterteilt. Der druckbeaufschlagte Abschnitt, allgemein als Kapsel bezeichnet, wurde entwickelt, um Menschen oder Fracht in den Weltraum zu befördern. Die Außenseite der Kapsel ist mit dem fortschrittlichen PICA-X-Hitzeschild des Dragon ausgekleidet, umSchützen Sie Ausrüstung und Besatzung vor der starken Hitze beim Wiedereintritt.
SpaceX Dragon-Kapsel [Bildquelle: SpaceX]
Der Kofferraum
Der Rumpf des Raumschiffs bleibt drucklos. Er beherbergt Fracht und die Solaranlagen des Drachen, die nicht in einer temperatur- und druckkontrollierten 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 tragen 6.000 kg 13,228 lbs Fracht.
On-Board-Experimente
Ein Teil des Materials, das im Druckbereich des Dargon fliegt, beinhaltet ein Experiment mit Fruchtfliegen. Die kurze Lebensdauer der Fruchtfliegen, die durch ihre relativ geringe Größe, kurze Lebensdauer und bekannte genetische Ausstattung verstärkt wird, macht sie zu idealen Kandidaten für Herzfunktionsstudien. Wissenschaftlerwird die Fliegen benutzen, um die zu untersuchenAuswirkungen auf das Herz bei längerer Exposition gegenüber Schwerelosigkeit.
"Dieses Experiment könnte das Verständnis dafür verbessern, wie sich die Raumfahrt auf das Herz-Kreislauf-System auswirkt, und könnte bei der Entwicklung von Gegenmaßnahmen helfen, um Astronauten zu helfen."Behauptet Nasa.
Andere Technologien, die im drucklosen Bereich des Dragon untergebracht sind, umfassen eine neue Art von Solarpanel, genannt ROSA. Die Panels entfalten sich aus einem kompakten, gefalteten Zustand, wodurch die Technologie auf einer deutlich kleineren Fläche verpackt werden kann.
"ROSA hat das Potenzial, Solarzellen auf zukünftigen Satelliten zu ersetzen, wodurch sie kompakter und leichter werden. Satellitenradio und -fernsehen, Wettervorhersage, GPS und andere Dienste, die auf der Erde verwendet werden, würden alle von Hochleistungssolarzellen profitieren", NASAerklärt auf ihrer Missionsseite.
Zukünftige Missionen
Im Januar 2016 gab die NASA offiziell bekannt, dass SpaceX ausgewählt wurde, um Missionen zur ISS mit der Falcon 9-Trägerrakete zusammen mit der Raumsonde Dragon durchzuführen. Das Unternehmen ist jetzt unter Vertrag bis 2024 ausführen bis zu 20 Nachschubmissionen.
Elon Musks Raumfahrtunternehmen wird in den nächsten sieben Jahren weiterhin Missionen zur ISS fliegen. Das Unternehmen stellt sich jedoch vor, weit über die Reichweite der erdnahen Umlaufbahn hinaus zu reisen.
SpaceX arbeitet derzeit an der Entwicklung eines bemannten Raumschiffs, das Missionen in den Weltraum unterstützen wird. Obwohl es ungewiss bleibt, wohin sie zuerst gehen werden, scheint SpaceX entschlossen zu sein, dies zu erreichen.Mars.
Obwohl der Weltraumwettlauf seit einem halben Jahrhundert andauert, hat er gerade erst begonnen. Die Technologien entwickeln sich rasant weiter und ermöglichen es den Menschen, weiter in die Tiefen des Weltraums vorzudringen. Es ist nur eine Frage der Zeit, bis die Menschen den Mars und darüber hinaus erreichen.
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Geschrieben von Maverick Baker