HTV-1

HTV-1 , även känd som HTV Demonstration Flight [5] eller HTV Technical Demonstration Vehicle [6]  , är den första obemannade lastrymdfarkosten H-II Transfer Vehicle , uppskjuten den 10 september 2009 på en H-IIB bärraket från Tanegashima för påfyllningsreserver på den internationella rymdstationen . HTV-1 anlände till stationen den 17 september 2009 och ISS-20 Expeditions flygingenjör Nicole Stott , med hjälp av Robert Thirsk och Frank De Winne , lyckades fånga HTV-1 med Kanadarm2 fjärrmanipulator och dockade skeppet till nadir nod för Harmony -modulen . HTV-1 levererade till stationen 3600 kg av olika laster i ett trycksatt fack och två experimentella enheter på en trycklös plattform. Efter lossning, lastades fartyget med avfall, lossades från stationen den 30 oktober [3] och dekreterades den 1 november 2009 [7] [4] .

Uppdragsbeskrivning

Mål

HTV-1-uppdraget, den första flygningen av H-II Transfer Vehicles obemannade lastrymdfarkost, hade två huvudmål: att leverera last till ISS och att testa rendezvous-metoder och funktionaliteten hos HTV-system ombord under faktisk flygning. Av denna anledning kallas denna första HTV-rymdfarkost också som Technical Demonstration Vehicle .  Under uppdraget sköts en H-IIB-raket upp för första gången och last levererades till ISS. Följande tekniska kontroller utfördes också [8] :

• verifiering av rendezvous-teknik med ISS;
• verifiering av HTV-säkerhet och flygkontrollteknik;
• demonstration av hållbarheten och tillförlitligheten hos HTV-designen i omloppsbana;
• verifiering av HTV-avionik och kraftverkskomponenter (cirka 800 000 delar);
• demonstration av astronautens intåg i det trycksatta facket på den dockade HTV:n.

Rymdfarkosternas mötessystem är baserade på de som testats på satelliten ETS-VII [9] .

Last

HTV-1 bar en 4 500 kg nyttolast, under den maximala HTV -nyttolasten på 6 000 kg, för att tillåta rymdfarkosten att bära ytterligare drivmedel och batterier för testfasen i omloppsbana [10] [11] .

Lastens vikt i det förseglade utrymmet var 3600 kg [10] [12] . Förnödenheter till den internationella rymdstationen bestod av mat (33 % av vikten), material för laboratorieexperiment (20 %), en robotarm och annan utrustning för Kibo -modulens externa experimentplattform ( engelska  JEM-EF - Japanese Experiment Module Exposed Facility ) (18 %), besättningsmaterial, inklusive kläder, toalettartiklar, personlig post och fotografier, lysrör, papperskorgar (10 %) och förpackningsmaterial (19 %) [13] .

Lasten i det trycklösa facket på HTV-1 bestod av två experimentella enheter: SMILES ( eng.  SMILES - Superconducting Submillimeter-Wave Limb-Emission Sounder ) och en experimentell nyttolast HICO-RAIDS ( eng.  HREP - HICO-RAIDS Experiment Payload ) - som installerades på den externa experimentella plattformen för Kibo-modulen på ISS.

Flygkrönika

Förbereder för flygning

HTV-1-huvudenhet (elektrisk modul + framdrivningsmodul), unpressurized cargo Bay, Pressurized Cargo Bay och Open Pallet levererades och lossades i Shimama Port, Tanegashima den 22 april 2009. Alla huvuddelar av enheten packades upp och levererades till Tanegashima-missilområdet mellan den 22 och 27 april. Sedan kombinerades de enligt följande graf [14] :

• huvuddelen: extern undersökning (25 april), följsamhetstest (23 - 26 maj), mätning av tyngdpunkten (29 maj - 2 juni);
• trycksatt lastutrymme: inspektion av det främre framdrivningssystemet (4-7 maj), montering av kuggställ (11-20 maj), stängning av luckan (27 maj), vikt och tyngdpunktsmätning (4-4 juni);
• icke-trycksatt lastrum: extern inspektion (28-29 april), kontrollkontroll (21-25 maj), montering av öppen lastpall (25-28 maj), vikt och tyngdpunktsmätning (27 maj-1 juni);
• öppen lastpall: installerad last (9 - 14 maj), inspektion av lasten efter installation (18 - 23 maj), installation i trycklöst lastutrymme (25 - 28 maj).

Efter inspektion av framdrivningssystemet och elsystemet (25 juni - 22 juli) och tankning av framdrivningssystemet (28 juli - 10 augusti) övervägdes testresultaten efter montering och leverans till startrampen [15] .

Testning av H-IIB-missilen

HTV-1 lanserades under den första flygningen av bärraketen H-IIB. H-IIB 304-konfigurationen med en 5S-H-typ nyttolastkåpa [16] användes . Före uppskjutningen genomfördes två eldtester på raketen som skulle avfyra HTV-1. Det första testet, som bestod av att avfyra det första steget i tio sekunder, var ursprungligen planerat att äga rum klockan 05:30 UTC den 27 mars 2009, men avbröts efter att kylsystemet för uppskjutningsrampen misslyckades [17] . Senare visade det sig att detta berodde på att den manuella matarventilen inte var öppen [18] . Testet omplanerades till den 1 april 2009, men försenades sedan igen på grund av en läcka i ett rör kopplat till uppskjutningskomplexets brandsläckningssystem [19] . Testet omplanerades till den 2 april 2009 [20] och avslutades med framgång vid 0500 UTC [21] .

Därefter planerades ett andra test till den 20 april 2009, under vilket det första steget var tänkt att fungera i 150 sekunder [22] . Det genomfördes framgångsrikt klockan 04:00 UTC den 22 april 2009 [23] efter en två dagars försening på grund av ogynnsamma väderförhållanden [24] . Därefter utfördes marktester den 11 juli 2009 med en markmodell [25] .

Starta och docka

HTV-1 lanserades framgångsrikt klockan 17:01:46 UTC den 10 september 2009 i en initial omloppsbana med perigeum 199,8 km, apogee 299,9 km, lutning 51,69° (planerad 200 km ± 10 km / 300 km 5 ± 27 km / 5 ± 27 km ± 0,15°) [1] [26] . Uppskjutningen ägde rum från Yoshinobu Launch Complex vid Tanegashima Space Center , och var den första som använde den andra pad av Yoshinobu LC-Y2-komplexet [16] .

Flygoperationer registrerades med "Flight Day" ( FD - Flight Day ) , ISS-besättningens tidslinje [10] .  Ankomsten av HTV-1 inträffade under Expedition 20 (Commander Gennady Padalka , Michael Barratt , Nicole Stott , Frank De Winne , Roman Romanenko och Robert Thirsk ). Expedition ISS-21 ledde avgången av HTV-1 (befälhavare Frank De Winne, Roman Romanenko, Robert Thirsk, Maxim Suraev , Jeffrey Williams och Nicole Stott). Inte en enda japansk astronaut var närvarande under dockningsfasen av HTV-1 till ISS. Medan fartyget lades till, besökte rymdturisten Guy Laliberte stationen .

Lanseringsdag - FD1 (10 september 2009). På FD3 (12 september 2009) genomförde HTV-1 demonstrationstester av mötesoperationer med ISS, till exempel en manöver för att undvika kollisioner. De var framgångsrika, och vid FD6 (15 september 2009) godkände ISS uppdragskontrollteamet den slutliga strategin [27] . Den 17 september 2009 träffade HTV-1 den internationella rymdstationen [28] . Den anlände till början av dockningsinflygningen 5 km från rymdstationen kl. 13:59 UTC och påbörjade det sista steget av dockningsinflygningen kl. 15:31 UTC. Farkosten närmade sig stationen inom 10 meter, där den fångades av rymdstationens Canadaarm2 robotarm, som kontrollerades av Nicole Stott. Den initiala fångsten inträffade klockan 19:47 UTC och proceduren avslutades klockan 19:51 [29] . Robert Thirsk använde sedan Canadaarm2 för att flytta HTV-1 till en dockningsklar position under Harmony -modulens nadirport . Fartyget anlände till denna position kl. 22:08 UTC och kl. 22:12 stängdes fyra spärrar för att hålla det på plats. Därefter drogs sexton bultar åt för att få ett styvt gränssnitt [30] . HTV-1 förblev dockad till 30 oktober 2009 [31] .

Avdocka och slutföra uppdraget

Expedition 21 : s besättningsmedlemmar Nicole Stott, Robert Thirsk och Frank De Winne avslutade de sista stadierna av förberedelserna för HTV-lossning från ISS den 29 oktober 2009 [32] . Dessa steg inkluderade att koppla bort den sista återstående strömanslutningsbryggan, stänga Harmony-modulens dockningslucka, tryckavlasta luftslusset och utföra ett läckagetest, ta bort de enkla dockningsmekanismens bultar och öppna spärrarna och koppla bort HTV-1 med fjärrkontrollen. fjärrkontroll av rymdstationens manipulator [33] .

När rymdstationen passerade över Stilla havet den 30 oktober 2009 släppte rymdstationens robotarm HTV-1. Avdockningen försenades med en omloppsbana av ISS för att undvika skräpet från satelliten Kosmos 2421 [32] [34] , som började kollapsa 2008 [35] . HTV-1 var laddad med 199 stycken kasserad utrustning och 727,7 kg avfall, samt 896 kg tomma ställ, för totalt 1624 kg [34] . Klockan 17:32 UTC släpptes HTV-1 från manipulatorn och påbörjade sina planerade manövrar för att lämna stationens närhet. HTV-1 gick gradvis ur ISS efter flera motoravfyrningar och bytte till soloflygläge.

HTV-flygledningsteamet skickade kommandon för tre motoravfyrningar klockan 14:55, 16:25 och 20:53 UTC den 1 november 2009 för att förbereda för förstörelsen av fartyget i jordens atmosfär. Den första deorbitala lanseringen av motorn varade i cirka 8 minuter och slutfördes klockan 15:03 UTC den 1 november 2009. Den andra lanseringen av motorn under omloppsbana varade i cirka 9 minuter och avslutades klockan 16:34. Efter en andra omloppsmanöver placerades HTV-1 i en elliptisk omloppsbana med en perigeum på 143 km och en apogeum på 335 km [34] .

HTV-1 började sin tredje och sista omloppsmanöver klockan 20:53 UTC den 1 november 2009, som planerat när rymdfarkosten flög över Centralasien. Manövern, som varade cirka 8 minuter, slutfördes framgångsrikt klockan 21:01 UTC [36] när rymdfarkosten flög nära den södra halvan av Japan. Enligt Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) inträffade återinträdet av HTV-1 klockan 21:25 UTC på en höjd av 120 km över Stilla havet utanför Nya Zeelands kust. Det brinnande inträdet och sönderfallet i jordens atmosfär markerade det framgångsrika slutförandet av det 52 dagar långa HTV-1-uppdraget [34] .

Enligt Japan Aerospace Exploration Agency föll troligtvis några av de överlevande HTV-vraket på ett rektangulärt område som sträckte sig över Stilla havet mellan Nya Zeeland och Sydamerika [37] .

Anteckningar

1. ↑ 1 2 Lanseringsresultat av HTV-demonstrationsflyg ombord på H-IIB Launch Vehicle Test Flight (H-IIB TF1)  (  otillgänglig länk) . JAXA (11 september 2009). Hämtad 14 juni 2022. Arkiverad från originalet 26 juli 2010.
2. ↑ Stephen Clark. Japanskt lastfartyg fastnat av rymdstationens robotarm  . spaceflightnow.com (17 september 2009). Hämtad 3 november 2009. Arkiverad från originalet 23 september 2009.
3. ↑ 12 Stephen Clark . HTV-lastfartyg avgår från den internationella rymdstationen . spaceflightnow.com (30 oktober 2009). Hämtad 14 juni 2022. Arkiverad från originalet 18 juni 2022.  
4. ↑ 12 Stephen Clark . Det historiska japanska rymduppdraget slutar i lågor . spaceflightnow.com (1 november 2009). Hämtad 14 juni 2022. Arkiverad från originalet 18 oktober 2021.  
5. ↑ Specialplats för HTV /H-IIB  . JAXA. Hämtad 12 augusti 2009. Arkiverad från originalet 18 oktober 2012.
6. ↑ HTV  - översikt . JAXA. Hämtad 12 augusti 2009. Arkiverad från originalet 21 december 2016.
7. ↑ Lyckad återinträde av demonstrationsflyget för H-II Transfer Vehicle (HTV)  (eng.)  (länk ej tillgänglig) . JAXA (2 november 2009). Hämtad 14 juni 2022. Arkiverad från originalet 26 juli 2010.
8. ↑ HTV-1 uppdrag: Syftet med HTV-1  uppdrag . JAXA . Hämtad 23 juni 2022. Arkiverad från originalet 13 mars 2022.
9. ↑ HTV : H-II-överföringsfordon  . JAXA. Hämtad 11 augusti 2009. Arkiverad från originalet 24 september 2011.
10. ↑ 1 2 3 HTV-1 Mission Press  Kit . JAXA (9 september 2009). Hämtad 11 september 2009. Arkiverad från originalet 20 september 2009.
11. ↑ HTV-1: 宇宙ステーション補給機 (japanska) . JAXA. Hämtad 2 september 2009. Arkiverad från originalet 28 april 2021.
12. ↑ 搭載品:宇宙ステーション補給機 (japanska) . JAXA (9 augusti 2009). Hämtad 2 september 2009. Arkiverad från originalet 14 september 2009.
13. ↑ Yoshihiko Torano. 宇宙ステーション補給機（HTV）  ( jap.  ) JAXA (9 juli 2009). Hämtad 11 augusti 2012. Arkiverad från originalet 26 maj 2013.
14. ↑ 宇宙ステーション補給機（HTV）技術実証機 開発状況について (japanska) . JAXA (10 juni 2009). Hämtad 24 juni 2022. Arkiverad från originalet 2 maj 2022.
15. ↑ 宇宙ステーション補給機（HTV）技術実証機 の打上げ準備状況について . (Japanese) . JAXA (2 september 2009). Hämtad 24 juni 2022. Arkiverad från originalet 2 maj 2022.
16. ↑ 1 2 Krebs , Gunter H2 Family  . Gunters rymdsida (22 december 2021). Hämtad: 11 augusti 2009.
17. ↑ Uppskjutande av det första skjutningstestet (CFT) av den första flygmodelltanken för H-IIB-startfordonet  (  otillgänglig länk) . JAXA (27 mars 2009). Hämtad 12 augusti 2009. Arkiverad från originalet 15 mars 2012.
18. ↑ Det första skjutningstestet i fångenskap för flygmodellen i första steget för H-IIB-startfordonet  (  otillgänglig länk) . JAXA (30 mars 2009). Hämtad 12 augusti 2009. Arkiverad från originalet 15 mars 2012.
19. ↑ Avstängning av det första skjutningstestet (CFT) av den första flygmodelltanken för H-IIB-startfordonet  (  otillgänglig länk) . JAXA (1 april 2009). Hämtad 12 augusti 2009. Arkiverad från originalet 15 mars 2012.
20. ↑ Det första skjutningstestet i fångenskap för flygmodellen i första steget för H-IIB-startfordonet  (  otillgänglig länk) . JAXA (1 april 2009). Hämtad 12 augusti 2009. Arkiverad från originalet 15 mars 2012.
21. ↑ Resultat av det första avfyrningstestet för första etappens flygmodell av H-IIB-startfordonet  (eng.)  (länk ej tillgänglig) . JAXA (2 april 2009). Hämtad 12 augusti 2009. Arkiverad från originalet 15 mars 2012.
22. ↑ Det andra fångna skjutprovet för flygmodellen i första steget för H-IIB-startfordonet  (eng.)  (länk ej tillgänglig) . JAXA (17 april 2009). Hämtad 12 augusti 2009. Arkiverad från originalet 15 mars 2012.
23. ↑ Resultat av det andra skjutningstestet för det första steget av flygmodellen i H-IIB-startfordonet  (eng.)  (länk ej tillgänglig) . JAXA (22 april 2009). Hämtad 12 augusti 2009. Arkiverad från originalet 15 mars 2012.
24. ↑ Uppskjutande av det andra fångna skjutningstestet (CFT) av den första flygmodelltanken för H-IIB-startfordonet  (  otillgänglig länk) . JAXA (19 april 2009). Hämtad 12 augusti 2009. Arkiverad från originalet 15 mars 2012.
25. ↑ Resultat av H-IIB Launch Vehicle Ground Test Vehicle (GTV) Test  (eng.)  (länk ej tillgänglig) . JAXA (11 juli 2009). Hämtad 12 augusti 2009. Arkiverad från originalet 15 mars 2012.
26. ↑ H -IIB  . Hämtad 16 september 2009. Arkiverad från originalet 21 januari 2012.
27. ↑ HTV-1 godkänd för närhetsoperationer och slutlig strategi  ( 15 september 2009). Hämtad 15 september 2009. Arkiverad från originalet 16 september 2009.
28. ↑ ISS On-Orbit Status 09/09/09  (eng.) . NASA (9 september 2009). Hämtad 10 september 2009. Arkiverad från originalet 16 september 2009. Den här artikeln innehåller text från den här källan, som är allmän egendom .
29. ↑ HTV-1 fångad av stationens robotarm  ( 18 september 2009). Datum för åtkomst: 18 september 2009. Arkiverad från originalet 24 september 2009.
30. ↑ Uppdragsstatuscenter  . _ rymdfärd nu. — HTV uppdragsrapport. Hämtad 17 september 2009. Arkiverad från originalet 20 september 2009.
31. ↑ ISS On-Orbit Status 10/20/09  (eng.) . NASA (20 oktober 2009). Hämtad 22 oktober 2009. Arkiverad från originalet 26 oktober 2009. Den här artikeln innehåller text från den här källan, som är allmän egendom .
32. ↑ 1 2 ISS On-Orbit Status 10/29/09  (eng.) . NASA. Hämtad 8 november 2009. Arkiverad från originalet 29 november 2016. Den här artikeln innehåller text från den här källan, som är allmän egendom .
33. ↑ ISS On-Orbit Status 10/30/09  (eng.) . NASA (30 oktober 2009). Hämtad 3 november 2009. Arkiverad från originalet 15 december 2009. Den här artikeln innehåller text från den här källan, som är allmän egendom .
34. ↑ 1 2 3 4 宇宙 ステーション 機 （（HTV） 技術 機 の 国際 ステーション （（（） 離脱 及び 再 について について について につい て( JAXA (4 november 2009). Hämtad 8 november 2009. Arkiverad från originalet 6 mars 2012.
35. ↑ Antonin Vitek. 2006-026A - Kosmos 2421  (tjeckiska) . Space 40 (katalog över satelliter och rymdfarkoster) . Tjeckiens vetenskapsakademi (2010). Hämtad 2 juli 2022. Arkiverad från originalet 2 mars 2008.
36. ↑ Lyckad återinträde av demonstrationsflyget för H-II Transfer Vehicle (HTV)  (eng.)  (länk ej tillgänglig) . JAXA (2 november 2009). Hämtad 14 juni 2022. Arkiverad från originalet 26 juli 2010.
37. ↑ Stephen Clark. Det historiska japanska rymduppdraget slutar i  lågor . spaceflightnow.com (1 november 2009). Hämtad 3 november 2009. Arkiverad från originalet 4 november 2009.