НАСА и Boeing обозначили план возвращения Starliner к полетам с экипажем на МКС

НАСА и Boeing представили обновленный план для корабля Starliner. Он предусматривает сначала беспилотный инженерный полет, затем возвращение с экипажем в 2028 году, дополнительные миссии к станции и сертификацию новой ракеты-носителя.

В понедельник администратор НАСА Джаред Айзекман объяснил это решение стремлением обеспечить несколько вариантов доставки экипажей США на низкую околоземную орбиту, поскольку спрос на такие полеты растет. Айзекман заявил: «Мы переживаем самую захватывающую эпоху освоения космоса со времен программы «Аполлон». С самого начала программы Commercial Crew НАСА придерживалось стратегии нескольких вариантов транспортировки экипажей. Мы тесно сотрудничали с Boeing для устранения проблем, выявленных в предыдущих полетах Starliner, и намерены вернуть этот корабль в строй для поддержки Международной космической станции и будущих коммерческих станций».

Агентство планирует заказать пятый и шестой полеты Starliner к станции. Одновременно НАСА, Boeing и United Launch Alliance будут сертифицировать ракету Vulcan ULA для перевозки экипажей. Это произойдет после того, как будут использованы оставшиеся ракеты Atlas V. Atlas V пока была единственным носителем для Starliner. Однако производство Atlas V прекращается, поэтому для долгосрочной эксплуатации корабля нужна сертифицированная Vulcan.

Беспилотный полет сначала, экипаж — в 2028 году

Айзекман сообщил, что следующая миссия будет беспилотной. Она отправится на МКС, чтобы проверить корабль и убедиться в успешности внесенных исправлений. «Мы начнем с беспилотной миссии Starliner-1 на Международную космическую станцию, чтобы подтвердить улучшения, внесенные в корабль, и собрать необходимые полетные данные», — сказал он. «Затем мы учтем полученные уроки, продолжим внедрять корректирующие меры, выявленные нашей следственной группой, и завершим испытания и сертификацию, необходимые для пилотируемого полета. Наш текущий план — вернуть астронавтов на Starliner-2 к 2028 году».

Полет Starliner-1 намечен не ранее декабря 2026 года, также возможен январь 2027 года. НАСА описывает его как инженерный оценочный полет: цель — проверить улучшенный тепловой режим сервисного модуля, собрать квалификационные данные и определить остаточные риски, прежде чем снова отправлять людей.

Дана Вейгель, руководитель программы НАСА по низкой околоземной орбите, отметила, что беспилотная миссия — это решающий шаг к полной сертификации системы. «Безопасность экипажа станции и общественности — наш главный приоритет. Мы протестируем двигательную систему Starliner, выполняя конкретные демонстрационные задачи и соблюдая строгий операционный контроль. Эти шаги необходимы для подтверждения тепловых характеристик Starliner, что является ключевым элементом для сертификации». Астронавт НАСА Вуди Хобург назначен командиром первого пилотируемого полета Starliner-2.

Что выявило расследование

В феврале НАСА опубликовало выводы следственной группы по итогам пилотируемого испытательного полета 2024 года. Тот полет завершился беспилотным возвращением из-за того, что двигатели системы ориентации сервисного модуля работали за пределами своих инженерных характеристик, а корабль потерял управление при сближении. Группа выдала 61 рекомендацию.

Наземные испытания и анализ показали, что проблемы с двигателями не были единичным сбоем. Они возникли из-за сочетания теплового режима вокруг «собачьих будок» (отсеков) сервисного модуля и конструктивных особенностей самих клапанов двигателей. Boeing уже внес тепловые модификации, которые НАСА оценит во время полета Starliner-1.

После этого полета НАСА и Boeing внесут дополнительное изменение в конструкцию клапанов двигателей, направленное на устранение выдавливания уплотнений золотника и его влияния на работу двигателей. Boeing также установит новые двигатели в командном модуле, новые батареи и внесет небольшие изменения в парашютную систему перед сертификацией для пилотируемых полетов.

Проблема с золотником напоминает инцидент STS-126

Проблемы с золотниковыми клапанами и их уплотнениями известны в пилотируемой космонавтике. В клапанах системы ориентации сервисного модуля Starliner используется золотник с тефлоновым уплотнением. Нагрев, тепловое воздействие от двигателя и среда окислителя могут привести к разбуханию и выдавливанию этого уплотнения. Это ограничивает подачу тетраоксида азота в двигатель.

Испытания в Уайт-Сэндс после CFT воспроизвели снижение производительности и выявили выдавливание тефлонового золотника как одну из причин. Планируемая модификация клапана должна предотвратить повторное возникновение этой проблемы.

Программа «Шаттл» годами сталкивалась с похожей, но иной проблемой в клапанах регулирования потока главной двигательной установки.

Инженер United Space Alliance работает над системой клапанов MPS FCV шаттла.

После случая расслоения клапана на STS-126 («Индевор») руководители отложили запуск STS-119 («Дискавери»), пока не получили обоснование для трех тщательно отобранных клапанов, которые ранее летали без проблем. Послеполетный осмотр этих клапанов на «Дискавери» не выявил трещин, которые предшествуют расслоению. Этот результат помог разрешить полет STS-125 («Атлантис»).

На «Шаттле» также была проблема с выдавливанием уплотнений из PTFE в топливных клапанах основных двигателей системы ориентации орбитального аппарата. Это известный тип отказа, вызывавший ограничение потока и десятки проблем с клапанами на земле и на орбите за всю историю программы.

Однако эти системы не идентичны. Тепловой режим отсеков Starliner, импульсные последовательности и геометрия золотника со стороны окислителя уникальны для этого корабля.

Историческая параллель проста: золотники и мягкие уплотнения часто проявляют нетерпимость, когда температура, давление и химия топлива складываются неблагоприятным образом. Летные данные, инспекции и изменение оборудования помогли «Шаттлу» решить эти проблемы. НАСА и Boeing сейчас применяют ту же последовательность к Starliner.

Путь к сертификации

Полет Starliner-1 призван «закрыть вопрос теплового режима» на практике. Затем последуют переработка клапанов, установка новых двигателей командного модуля, батарей и модификации парашютной системы. Только после этого НАСА завершит оставшуюся работу по сертификации для пилотируемого полета в 2028 году. Дополнительные миссии уже заказаны, а Vulcan стоит в очереди на сертификацию, чтобы корабль не остался без носителя, когда Atlas V выведут из эксплуатации.

Ракета ULA Vulcan (USSF-87) рядом с космическим кораблем SpaceX Crew Dragon (Crew-12).

Айзекман представил дополнительные миссии и новую ракету как часть усилий по сохранению доступа США к доставке экипажей до завершения эксплуатации станции и передачи функций коммерческим космическим платформам. Он и Вейгель подчеркнули, что ход работ по-прежнему зависит от характеристик двигательной установки и высоких стандартов, необходимых для пилотируемых космических полетов.