WikiDer > Drache 2

Ein Crew Dragon auf einem Falke 9 auf Starte Komplex-39A mit dem Zugangsarm während des Stecktests vor dem ersten Testflug verbunden.

Künstlerische Darstellung eines Drachen 2 im Weltraum.

Das Drache 2, mit den Versionen Crew-Drache und Frachtdrache und früher bekannt als Drachenreiter oder Drache V2, ist die zweite Generation Drachen-Raumschiff von dem kalifornisch Luftfahrtunternehmen SpaceX. Die Crew-Version bringt zusammen mit dem Boeing Starliner Im Namen von NASA-Crews zu den ISS unter dem Kommerzielle Crew-Programm. Der Crew Dragon wird auch für gewerbliche Kunden genutzt und kann bis zu vier Astronauten befördern. Der Dragon 2 ist eine Weiterentwicklung des Drache 1 mit dem SpaceX von 2012 bis 2020 Fracht zur ISS brachte.

Neben einer bemannten Version verfügt SpaceX auch über ein abgespecktes Dragon 2-Design für die unbemannten Nachschubmissionen der NASA. CRS 2-Programm, das 2019 begann.

Der erste unbemannte Testflug des Crew Dragon, SpX-DM1, wurde am 2. März 2019 ins Leben gerufen. Der bemannte Testflug, SpX-DM2, wurde am 30. Mai 2020 ins Leben gerufen und dauerte bis zum 2. August. Es war der erste bemannte Weltraumflug aller Zeiten mit einem kommerziellen Raumschiff. Die Landung war die erste geplante Landung eines Raumfahrzeugs auf dem Wasser seit 1975.^[1] Regelmäßige bemannte Flüge begannen im November 2020 und der erste Cargo Dragon wird einen Monat später starten.

Design

Der Dragon 2 verwendet eine Druckkabine, die der des Vans weitgehend entspricht Drache 1 und bietet Platz für bis zu sieben Astronauten. Von der Größe her entspricht der Dragon 2 ebenfalls dem Dragon 1 und auch das Fallschirmsystem orientiert sich daran, verfügt jedoch über vier statt drei Landefallschirme. Der Dragon 2 hat zwei Arten von Raketentriebwerken. Wie beim Dragon 1, achtzehn klein hypergolisch Draco-Motoren manövrierten früher im Weltraum.

Super Dracos

Statischer Test eines SuperDraco

Im Gegensatz zu Dragon 1 verfügt die Crew von Dragon 2 über acht Raketentriebwerke des Typs Super Draco an den Seiten, die als "Launch Escape System" und/oder als Landetriebwerk verwendet werden können. Diese Motoren verwenden auch eine hypercholische Reaktion. Dies bedeutet, dass beim Zusammentreffen der chemischen Brennstoffe eine Selbstentzündung stattfindet und daher kein Zünder benötigt wird. SuperDracos sind über hundertmal stärker als die ursprünglichen Dracos. SuperDracos sind die ersten vollständig 3D-gedruckten Raketentriebwerke. Die SuperDracos sind in einem dicken Metallgehäuse integriert, das mit dem Motor bedruckt ist. Dieses Gehäuse schützt die Druckkabine im Explosionsfall. Der SuperDracos kann auch verwendet werden, um den Drachen in die Umlaufbahn zu bringen, wenn der Träger aufgrund einer Fehlfunktion gerade nicht genug Geschwindigkeit liefert.^[2]

Hitzeschild

Der Hitzeschild ist ein PICA-Hitzeschild der 3. Generation von SpaceX und kann die Temperaturen bewältigen, die mit Rückkehrraten vom Mars verbunden sind. Dieser Hitzeschild löst sich beim Wiedereintritt weniger ab als der des Dragon 1 und ist daher viel besser für die Wiederverwendung geeignet.

Liegeplatz

Im Gegensatz zum Dragon 1 verwendet der Crew Dragon die Kanada Roboterarm der ISS verfügen über ein vollautomatisches Docking-System für die ISS, das das Andocken an einen der International Docking Adapter (IDA 2 oder IDA 3) ermöglicht. Während des Rendezvous trägt die Crew ihre Raumanzüge. Während des Anflugs gibt es drei Kontrollpunkte, die der Drache durchfliegt. Wegpunkt 0 ist 400 Meter vom Docking-Port entfernt. Wegpunkt 1 ist 220 Meter entfernt und Wegpunkt 2 ist 20 Meter entfernt. An den Wegpunkten 1 und 2 wird einige Minuten pausiert und bei Bedarf eine Korrektur in der Positionierung vorgenommen, damit der Drache direkt vor dem Tor hängt. Die Kupplung hat drei Phasen. Da ist zunächst der erste Kontakt. Es folgt "Soft Capture", bei dem der Drache eingeklemmt wird. Dann werden zwölf Pins des IDA-Ports in Löcher des Dragon-Ports gesteckt, die sich mechanisch festklemmen. Dieser Vorgang dauert einige Minuten. Wenn die zwölf Stifte eingerastet sind, werden sie festgezogen, wodurch der Dragon fest gegen die IDA-Port-Unterlegscheibe gezogen wird und eine luftdichte Abdichtung entsteht. Danach werden der Luftdruck und die Lufttemperatur im Dragon, der ISS und die Räume zwischen den drei Luken insgesamt ausgeglichen und auch einige Kabel angeschlossen, bevor die Luken geöffnet werden können. Nachdem die Luken geöffnet wurden, werden die Systeme des Crew Dragon ausgeschaltet. Wie bei anderen angedockten Raumschiffen wird von der ISS ein dicker Luftschlauch eingelegt, der die Luftzirkulation im Dragon übernimmt. Nach diesen Schritten darf die Besatzung, die inzwischen ihre Raumanzüge ausgezogen hat, die ISS betreten.

Wenn für einen Flug kein Docking vorgesehen ist, z.B. bei touristischen Raumfahrten, kann anstelle des Dockingports eine gläserne Beobachtungskuppel montiert werden.^[3]

Servicemodul

Das hintere Fach des Dragon 1 wurde modifiziert. Es hat auch vier Schwanzflossen, um zu verhindern, dass der Drache bei einem Abbruch des Starts taumelt, wenn der Drache vom Werfer wegfliegt. Außerdem ist eine Seite mit fest installierten Solarzellen ausgestattet, die den Dragon anstelle der ausfahrbaren Solarpanels des Dragon 1 mit Strom versorgen. Im Weltraum ist diese Seite so weit wie möglich der Sonne zugewandt. Auf der anderen Seite befindet sich ein Radiator, mit dem der Dragon gekühlt werden kann. Wie beim Dragon 1 kann das Servicemodul als Kofferraum für Fracht verwendet werden, die nicht unter Atmosphärendruck stehen muss. Es ist kein vollwertiges Servicemodul. SpaceX hat die Triebwerke und Treibstofftanks sowie die Sauerstoffversorgung im Dragon selbst so aufbereitet, dass sie wiederverwendbar sind.

Landung

Seelandung von Flug DM1

Crew Dragons werden Fallschirme für die Landung verwenden. Der Hitzeschild sorgt beim Wiedereintritt für die erste Verzögerung, zwei kleine Fallschirme für die nächste Verzögerungsphase und in einigen Kilometern Höhe entfalten sich die vier Landeschirme, um den Drachen mit sicherer Geschwindigkeit im Meer zu landen. Diese bewährte Landemethode ist fast identisch mit der des Apollo CM, Orion und der Dragon 1, jedoch mit einem zusätzlichen Fallschirm, der in der Testphase hinzugefügt wurde.

Zu einem späteren Zeitpunkt wollte SpaceX vor der Landung auf landgestützte Landungen umsteigen. Dann würde er nicht mehr mit Fallschirmen gebremst, sondern mit Hilfe des SuperDracos. Kurz vor der Landung würden vier kleine Beine aus dem Hitzeschild rutschen, auf dem der Dragon 2 landen wird. Der Vorteil der Landung gegenüber der Landung auf See besteht darin, dass der Drache nicht durch Salzwasser beeinträchtigt wird. Und braucht nur eine kleine Renovierung, um wieder fliegen zu können. Darüber hinaus ist die Rückführung von Meeren ein viel teureres Projekt. Cargo-Versionen des Dragon 2 ermöglichen es, Forschungsergebnisse viel schneller in Labore auf der Erde zu lesen. Während der Landung testet der Computer in sicherer Höhe, ob alle SuperDracos richtig funktionieren. Ist dies nicht der Fall, landen Sie trotzdem mit Hilfe von Fallschirmen. Der Dragon 2 kann auch sicher auf den Triebwerken landen, sollten nach diesem Test zwei der acht SuperDracos ausfallen. In einem Interview auf der ISS F&E-Konferenz am 19. Juli 2017 deutete Musk an, dass die Crew Dragons vorerst nicht mit Landebeinen ausgestattet würden. Diese entsprachen vorerst nicht den Qualifikationsanforderungen und er hielt es nicht für notwendig, diese Konstruktion um jeden Preis fortzusetzen. Er hatte das Fahrwerk in erster Linie für Marslandungen entworfen, war aber zu dem Schluss gekommen, dass propulsive Marslandungen nicht mit seitlichen Landetriebwerken und darunterliegenden Beinen, sondern auf andere Weise erfolgen sollten.^[4] Ein Drache ohne Beine könnte technisch noch eine Landung mit Vortrieb auf weichem Gelände durchführen, dies war jedoch nicht beabsichtigt.^[5][6]

Im April 2019 verlief ein Fallschirmtest mit drei Fallschirmen und einem Massensimulator nicht nach Plan. Der Zweck des Tests bestand darin, festzustellen, was passieren würde, wenn sich einer der vier Fallschirme nicht öffnete. Die NASA deutete an, dass SpaceX daher auf einen robusteren Fallschirmtyp umsteigen würde. Dies deutete darauf hin, dass einer der Fallschirme während des Tests gerissen war. Während eines Pressegesprächs mit NASA-Direktor Jim Bridenstine am 10. Oktober 2019 wiesen Musk und Bridenstine darauf hin, dass die Entwicklung der Fallschirme das komplexeste Konstruktionsproblem des Crew Dragon ist. Dies war übrigens auch der zeitaufwendigste Teil während der Designphase des Apollo-Programms. Die neuen MK-3 Fallschirme bestehen nicht aus Nylon, sondern aus dem deutlich stärkeren, aber etwas schwereren Zylon.^[7] Mit Stand vom 3. November 2019 hat SpaceX bereits 13 erfolgreiche Falltests mit den MK-3-Fallschirmen absolviert, darunter einen "One-Out"-Test.^[8] Die vier Hauptfallschirme sind jeweils mit einem anderen orange/weißen Kreisblockmuster ausgestattet, damit sie bei Problemen auf den Bildern erkennbar sind.

Ende März 2020 verlor SpaceX ein Falltestmuster, als der Helikopterpilot den Testdrachen aufgrund eines starken Erschütterns des Helikopters zu früh und zu tief absetzen musste, während das Fallschirmsystem noch nicht einsatzbereit war, wodurch dieser abstürzte ungehemmt. Das hat kaum zu Verzögerungen geführt.

Abbruchsystem starten

Bei Problemen mit der Trägerrakete muss ein Crew Pod möglichst schnell von der explodierenden oder nicht explodierenden Rakete wegfliegen können. Im Gegensatz zu den meisten anderen Raumkapseln sitzt die LAS nicht wie ein Launch Escape Tower auf der Kapsel, sondern die SuperDracos werden dafür verwendet. Der Crew Dragon muss während Max Q in der Lage sein, sowohl von einer stationären als auch einer fliegenden Rakete wegzufliegen und sich in sicherer Entfernung vom Werfer zu befinden.

Bei einem "Startabbruch" trennt sich der Crew Dragon samt Servicemodul vom Launcher und die SuperDracos brennen mit maximaler Leistung für etwa fünf Sekunden. Während dieser Zeit wird der Crew Dragon weit genug vom Werfer entfernt, um nicht zu explodieren. Dann fliegt der Drache mit der bereits erreichten Geschwindigkeit in einem Bogen davon. Am höchsten Punkt wird das Servicemodul, das als Gegengewicht diente, abgekoppelt und je nachdem wie hoch der Dragon ist, gehen zuerst die Schleppschirme aus und dann die Hauptfallschirme. Eine Landung mit Hilfe von SuperDracos ist nicht mehr möglich, da der gesamte Treibstoff für die Flucht verbraucht wurde. Die Funktion von vier Flossen am Servicemodul besteht darin, einen möglichen Fluchtflug zu stabilisieren. Aus dem gleichen Grund wird das Gewicht des Servicemoduls genutzt, damit der Schwerpunkt hinter dem SuperDracos liegt und der Dragon 2 nicht wie eine lose Kanone durchdreht oder schwingt.

Innere

Das Interieur des Crew Dragon Übungsmoduls ist dem tatsächlichen Interieur optisch sehr ähnlich. Beim Hochklappen der Sitze sitzen Kapitän und Co-Pilot vor dem Bedienpult. Die hier sichtbaren Heckscheiben wurden im endgültigen Design weggelassen

Crew Dragon Endeavour-Bedienfeld

Der Innenraum des Crew Dragon enthält vier Sitzplätze. Das Design von 2014 erlaubte bis zu sieben Sitze. Drei unten und vier oben, wobei einige Sitze durch Gepäckträger ersetzt wurden. Dies ist jedoch aufgrund von Änderungen im Design nicht mehr möglich, bei denen die Sitze anstelle des Bedienfelds in Höhe und Neigung verstellbar wurden.^[9] Über den Sitzen von Kapitän und Co-Pilot befinden sich mehrere Touchscreens und ein Bedienfeld mit mehreren Tasten und einem Joystick, mit dem der Dragon bedient werden kann. Die Sitze des Kapitäns und des Co-Piloten können zum Bedienpult hochgeklappt werden, damit sie es erreichen. Beim Design von 2014 war dies umgekehrt und das Bedienfeld konnte heruntergeklappt werden. Das war jedoch zu zerbrechlich. Außerdem wollte die NASA den Winkel der Sitze ändern, damit die Wirkung von G-Kräften auf die Körper reduziert wird. Vor allem wenn ein Start abgebrochen wird und das Launch Escape System aktiviert ist, erhöhen sie sich erheblich. Das Interieur sieht viel futuristischer aus als die meist analogen Anzeigen, Tasten, Bildröhren und Lichter, die im Space Shuttle und in der Sojus zu finden waren / sind. Auch die Sitze sind auf einen gewissen Komfort ausgelegt. Cargo-Packs können am Boden des Crew Dragon befestigt werden. An der Spitze des Crew Dragon befindet sich eine Weltraumtoilette. Wie das aussieht und wie genau das funktioniert, hat SpaceX im Juni 2020 aus unklaren Gründen noch nicht bekannt gegeben.

Raumanzüge

Die Crew von DM2 in ihren Raumanzügen während einer Übung

SpaceX hat ein eigenes intravehiculares Raumanzüge entworfen, um im Stil von SpaceX-Direktor Musk "cool auszusehen". Dafür wurde die Hilfe des Filmbekleidungsdesigners José Fernandez hinzugezogen.^[10] Am 23. August 2017 postete Elon Musk auf Instagram ein Foto mit einigen Details eines voll funktionsfähigen Raumanzugs. Dieser Anzug wurde bereits mit dem doppelten Druck eines Raumanzugs im Vakuum getestet. Im Gegensatz zu den sperrigen Raumanzügen früherer bemannter Raumfahrtprogramme sind dies Raumanzüge, die näher am Körper anliegen und bequem sitzen sollen. Der Stil der Anzüge passt zum ebenso „auffälligen“ Interieur des Crew Dragon. In der Praxis wurden die Anzüge etwas breiter als das bei der Präsentation gezeigte Modell. Die Anzüge waren für DM2 zertifiziert und wurden daher in einem Vakuumprüflabor getestet. Musk schrieb in seinem Instagram-Post und bemerkte, dass es nicht so schwierig ist, einen rein funktionalen oder einen rein ästhetisch ansprechenden Raumanzug zu entwerfen. Die Balance zwischen den beiden sei jedoch "unglaublich schwierig".^[11] Ein praktisches Feature des Anzugs ist, dass die Handschuhe mit einem halben Reißverschluss versehen und in den Ärmeln versteckt werden können. Dadurch schwimmen sie nicht weg und sind nicht im Weg. Der Helm bildet mit dem Anzug eine Einheit und kann nicht separat abgenommen werden. Dadurch kann auf einen umständlichen Kupplungsring wie bei früheren NASA-Raumanzügen verzichtet werden, was den Anzug komfortabler macht.

Trägerrakete und Bodensysteme

Start von Dragon 2 am 30. Mai 2020

In den meisten Fällen besitzt SpaceX eigene Falke 9 zum Starten des Dragon 2 verwendet. Hier geht es um die Falcon 9 Block-5 Dieses menschlich bewertet Falcon 9s wird für zusätzliche Sicherheit in einer Reihe von Punkten modifiziert. Die NASA benötigt mit dieser Block-5-Version mindestens sieben unbemannte Flüge, bevor sie damit einen bemannten Crew Dragon starten kann. Die Falcon 9 Block-5 absolvierte im Mai 2018 ihren Erstflug. Die ersten Block-5-Flüge zählten jedoch nicht für die "Human Rating" der Falcon 9, da sie noch mit dem alten Modell-Heliumtank ausgestattet waren. Im Herbst 2018 wurde der Erstflug mit den verbesserten Heliumtanks durchgeführt.

Im Gegensatz zu unbemannten Nachschubflügen fliegt die wiederverwendbare Booster-Stufe nicht zur Landung zurück. Da bei bemannten Flügen die Beschleunigung (und damit die Höhe der g-Kräfte) geringer gehalten wird, verbraucht der Booster mehr Treibstoff (da er also länger gegen die Schwerkraftkonstante kämpfen muss), ist eine Landung vorerst verzichtet und der Booster auf den Boden gestellt, ein selbststeuerndes Drohnenschiff ist gelandet. Hans Koenigsmann sagte, dass ein Rückflug an Land technisch möglich sein sollte, man aber lieber nicht unnötig die Grenzen des Boosters ausreizen würde. Der Vertrag zwischen NASA und SpaceX sah bis zum 3. Juni 2020 neue Trägerraketen und Crew Dragons vor. Die NASA hat bereits angedeutet, dass sie den Start bereits verwendeter Falcon-Booster und Dragons auf Anfrage von SpaceX möglicherweise überdenken wird. Juni 2020 wurde eine Vertragsänderung vorgenommen, in der die NASA den Einsatz gebrauchter Crew Dragons und gebrauchter Falcon 9-Booster von Flight Crew 2 (alias USCV-2)

Für die abgesagten Red Dragon-Missionen, bei denen ein modifizierter Dragon 2 auf dem Mars landen musste, Falke Heavy verwendet werden. Dies gilt auch für alle anderen erdfernen Missionen wie Flüge um den Mond. Der Start eines Dragon 2 mit einem Falcon Heavy ist jedoch sehr unwahrscheinlich geworden, da SpaceX dies Anfang der 2020er Jahre angekündigt hat Raumschiff glaubt, dass Sie für diese Art von Missionen zur Verfügung stehen.

Bemannte Crew Dragon-Missionen werden gestartet von Startkomplex 39A auf der Kennedy Raumfahrtszentrum. Von dieser Plattform aus hat die NASA zuvor Apollo-, Skylab- und Space Shuttle-Missionen gestartet und wird seit 2013 von SpaceX gemietet. Der ehemalige Space-Shuttle-Zugangsturm wurde 2018 für die Falcon 9/Crew Dragon-Kombination modifiziert. Das Vorherige rotierende Service-Streiktur des Space Shuttles wurde 2017 und 2018 bis auf den Drehpunkt (der für die Steifigkeit der Konstruktion wesentlich ist) entfernt. Ein neuer Einstiegsarm im futuristischen Schwarz-Weiß-Stil von SpaceX wurde installiert und der Turm mit einer schwarzen Beschichtung mit weißen Ecken versehen. Dadurch sind der Werfer, die Rakete und der Crew Dragon auch ästhetisch zusammengekommen.

Bergung

Wenn ein Crew Dragon im Meer gelandet ist, wird er von einem Hilfsschiff aus dem Meer gehoben GO-Sucher. Auf dem Achterdeck befindet sich eine spezielle Hebeanlage, mit der die Dragon an Bord gehoben wird. Im Sommer 2018 wurde außerdem ein Hubschrauberlandeplatz auf dem Schiff platziert, damit Raumfahrer nach der Bergung schnell an Land geflogen werden können. 2019 Schwesterschiff GO-Navigator in ähnlicher Weise angepasst. Dieses Schiff diente als Backup für GO-Sucher. Go Navigator wird für die Landung im Hafen von Pensacola in der Nähe der alternativen Landeplätze im Golf von Mexiko stationiert. CASIS, das Unternehmen, das das ISS-Labor betreibt, verlangt, dass Raumfahrer den Forschern innerhalb von zwei Stunden nach der Landung zur Verfügung stehen.

Nach der Bergung fährt das Bergungsschiff nach Port Canaveral, wo es in das Trident-Becken einfährt. Das ist der Teil dieses Seehafens, der der US Navy gehört. Dort werden sie gerüstet, um die potenziell explosiven und giftigen Treibstoffe aus dem Crew Dragon zu pumpen, bevor der Crew Dragon Per Tieflader zur Wartungseinrichtung auf dem Gelände transportiert wird. Cape Canaveral Air Force Station, in der Nähe von Landezonen 1 und 2 transportiert wird. In den abgesagten Plänen für Vortriebslandungen wäre der Crew Dragon dort gelandet.

Wiederverwendbar

Der Crew Dragon ist so konzipiert, dass er mit minimalem Wartungsaufwand wiederverwendbar ist. Aus diesem Grund wurden um die Dracos und Superdracos Schließventile angebracht, um das Eindringen von Meerwasser in die Motoren zu verhindern. Der Abschnitt Amtsleitung/Servicemodul ist nicht wiederverwendbar.

Geschichte

2010 startete SpaceX zum ersten Mal das Raumschiff Dragon ins All. Dies wurde unter NASA entwickelt Kommerzielle orbitale TransportdiensteProgramm (COTS) und gewann a Kommerzielle Versorgungsdienste-Vertrag über die Buchung von mindestens 12 Flügen für die NASA (jetzt 20 Buchungen) Im Rahmen des CRS-Programms bucht die NASA Raumflüge mit kommerziellen Parteien. SpaceX fliegt seit 2012 mehrere CRS-Missionen pro Jahr.
Ein ähnliches Programm namens "Kommerzielles Crew-Entwicklungsprogramm" (abgekürzt CCdev) wurde gegründet, um kommerzielle bemannte Raumschiffe zu entwickeln, die Besatzungen zur ISS transportieren. SpaceX war eines von mehreren Unternehmen, das ein Design bei der NASA einreichte, und erhielt einen Zuschuss zur Weiterentwicklung des Drachenreiter, eine Weiterentwicklung des Dragon mit sieben Sitzplätzen. Im Laufe der Zeit wurde dieser Plan verfeinert und im Mai 2014 erhielt das Raumschiff den Namen Drache V2 bekam, mit einer auffälligen Show des SpaceX-Regisseurs Elon Musk vorgestellt.^[12] Im September 2014 erhielten die Siegerpläne von SpaceX und Boeing einen endgültigen Entwicklungsbetrag von 2,1 Milliarden US-Dollar für SpaceX und 4,2 Milliarden US-Dollar für Boeing. Beide Unternehmen erhielten zudem eine Garantie von jeweils vier Flügen im Rahmen des Commercial Crew Vertrages. 2015 wurden die ersten Buchungen für die Dragon v2 und den Boeing Starliner bekannt gegeben. Im Juli 2016 hat die NASA zwei Commercial Crew-Flüge bei SpaceX gebucht.

Im Januar 2017 meldete die NASA, dass sich derzeit drei flugtaugliche Versionen des Dragon 2 im Bau befinden und für die ersten Weltraumflüge eingesetzt werden sollen.^[13] Am 27. Februar 2017 kündigte SpaceX an, 2018 mit einem Dragon 2 und einem Falcon Heavy zwei private Raumfahrer um den Mond und zurück zu fliegen. Die dafür zu verwendende Steuerung des Crew Dragon musste angepasst werden, um weiter von der Erde entfernt zu navigieren, da GPS dort nicht funktioniert. Weniger als ein Jahr später stellte sich heraus, dass diese Mission auf die BFR umgebucht worden war, weil die Entwicklung so gut lief, dass eine Anpassung der Falcon Heavy und der Crew Dragon nicht wünschenswert war.

Am 15. August 2018 wurde der Zugangsarm von Crew Dragon zur Startrampe 39A verlegt, um am ehemaligen Zugangsturm des Space Shuttle befestigt zu werden.

Name

Der Dragon 2 hatte eine Reihe von Namen. Da war zunächst der Arbeitsname "Dragon Rider". Anschließend wurde ab seiner Präsentation im Jahr 2014 der Name Dragon V2 übernommen, wobei das „V“ für „Version“ steht. Außerdem wird seit langem der Name "Crew Dragon" verwendet. Und seit 2016 verwendet SpaceX die Namen „Crew Dragon“ und „Dragon 2“. Das "V" wurde weggelassen, weil "V2" zu sehr an das erinnerte V2, eine ballistische Rakete, die Nazi Deutschland während der Zweiter WeltkriegGroßbritannien bombardiert.

Kosten

Auf einer NASA-Pressekonferenz am 18. Mai 2012 bestätigte SpaceX, dass die Startkosten für bemannte Dragon-Flüge um 140 Millionen gesenkt werden sollen. Dollar (ca. 115 Millionen Euro). Dies belief sich auf 20 Millionen US-Dollar pro Sitz, wenn alle sieben Sitze besetzt waren. Dies ist viel niedriger als die Kosten des aktuellen Sojus-Starts von 63 Millionen US-Dollar pro Sitzplatz. Bei einem Commercial Crew-Flug werden vier Personen pro Flug eingesetzt und die Kosten pro Sitzplatz werden demnach bei etwa 35 Millionen US-Dollar liegen.

SpaceX erhält von der NASA 2,6 Milliarden US-Dollar für die Entwicklung des Crew Dragon, die pro erreichtem Meilenstein gezahlt werden. Darüber hinaus hat SpaceX nach eigenen Angaben mehrere Hundert Millionen zusätzlich in das Projekt investiert.

Weltraum Tourismus

Im Februar 2020 unterzeichnete SpaceX einen Vertrag mit Weltraumabenteuer bis vier Weltraumtouristen starten. Dieser Flug dauert fünf Tage und kann bereits Ende 2021 stattfinden. Der Flug soll zwei- bis dreimal höher sein als die ISS über der Erdoberfläche.^[14] Einen Monat später buchte Axiom, das Unternehmen, das die kommerziellen Module für die ISS baut, ebenfalls einen 10-tägigen Flug für drei Weltraumtouristen und einen Astronautenlehrer zur ISS. Dieser Flug wird in der zweiten Hälfte des Jahres 2021 erwartet.^[15]

Testflüge

Pfadabbruch

Der Dragonfly, ein Crew Dragon Testfahrzeug mit Servicemodul ist bereit für den Pad Abort Test am SLC-40

Der Crew Dragon Pad-Abbruchtest. Bei SLC-40

Der erste Testflug von Dragon 2 war ein unbemanntes Fluggerät, das am 6. Mai 2015 erfolgreich durchgeführt wurde.Pad-Abtreibungstest".^[16] Der Pad-Abort-Test wurde mit einem Testfahrzeug namens . durchgeführt Libelle durchgeführt von der Startrampe von SpaceX SLC-40 auf der Cape Canaveral Air Force Station und ging problemlos. Nach etwa einer Minute und vierzig Sekunden landete der Test-Dragon 2 im Meer.

SpX-DM1

sehen SpX-DM1 für den Hauptartikel zu diesem Thema.

Ein erster sechstägiger, unbemannter, vollständiger Demonstrationsflug namens SpX-DM1 zur ISS wurde am 2. März 2019 gestartet, um das Manövrieren und Andocken zu testen. Auch die Lebenserhaltungssysteme mussten sich bewähren. Auch für die Besatzung der ISS befanden sich 200 kg Fracht an Bord. Fast alle Flugelemente waren erfolgreich. Nur die Zeit zwischen Landung und Bergung war länger als die Anforderungen der NASA vorschreiben.

Am 12. Juli 2018 wurde die erste Crew Dragon (Seriennummer C201) nach Prüfung in einer Vakuumkammer, einer Akustikkammer und auf Temperaturbeständigkeit für DM1 nach Cape Canaveral überführt. Der Falcon 9-Booster B1051, der den Crew-Dragon starten würde, wäre zunächst der erste Falcon 9-Block 5, der mit dem verbesserten Design für die COPV-Heliumtanks fliegt. Da der Flug aufgrund von Verspätungen später als geplant erfolgte, waren bereits mehrere zweite Etappen mit den neuen COPVs geflogen.

Nach dem Flug stellte sich heraus, dass die Siegel der Dracos und SuperDracos ihren Job gut gemacht hatten. Bei der Landung war kein Meerwasser in die Systeme eingedrungen. Dies macht die Aufarbeitung zur Wiederverwendung zu einer relativ einfachen Aufgabe (nach SpaceX-Standards).

Erster Roll-out, Stecktest und statisches Feuer

Am 3. Januar 2019 wurde erstmals eine vollintegrierte Falcon 9 mit Dragon 2 vom Hangar zur LC-39A gefahren und dort aufgestellt^[17][18] für den ersten Paarungstest. Am nächsten Tag wurde auch der Zugangsarm getestet. Am 24. Januar fand der statische Brandtest der Falcon 9 mit Dragon 2 statt. Danach gab es einige Unsicherheiten über das Ergebnis des Tests. SpaceX erklärte das statische Feuer erst Stunden später auf Twitter zu einem Erfolg, was normalerweise innerhalb von Minuten nach dem Test geschieht.

Abbruchtest im Flug

Im Anschluss an SpX-DM1 sollte am 19. Januar 2020 ein unbemannter „Inflight Abort Test“ durchgeführt werden. Bei dieser Art von Startabbruchtest wurde der Crew Dragon auf eine Rakete gesetzt und gestartet. Wenn Max Q (maximaler dynamischer Druck) erreicht war, wenn die Beschleunigung und der aerodynamische Druck das Fahrzeug maximal belasteten, wurden die Motoren abgestellt. Dies veranlasste den Dragon 2, mit seinen Fluchttriebwerken vom Werfer wegzufliegen und einen sicheren Abstand einzunehmen. Der Abbruch erfolgte in einer Höhe von 19 Kilometern und 4 Kilometer Luftlinie vom Startplatz mit einer Geschwindigkeit von knapp über Mach 1. Dieser Testflug war keine Anforderung der NASA Commercial Crew, aber SpaceX führte diesen Flug trotzdem durch.

In früheren Plänen war vorgesehen, dass die F9R-Dev 2^[19] als Trägerrakete für diesen Flug. Diese Testrakete ist jedoch seit Einführung der Falcon 9 FT nicht mehr mit den Trägerraketen kompatibel. Die Trägerrakete war nun ein einzelner Falcon 9-Block 5 Booster mit einer zweiten Stufe ohne Motor. Nach dem Ausbrechen der Dragon 2 geriet die Rakete aufgrund der veränderten Aerodynamik in einen unkontrollierten Flug und explodierte.

Für diesen Flug war geplant, Dragonfly zu verwenden, den gleichen Test, den Dragon zuvor für den Pad-Abort-Test verwendet hat. Aber auch das Design von Dragon 2 hat sich inzwischen so stark verändert, dass ein weiterer Crew Dragon benötigt wurde. Im nächsten Plan wäre dies Crew Dragon C201 gewesen, die auch für den Testflug SpX-DM1 eingesetzt wurde. Es ging jedoch bei einem fehlgeschlagenen statischen Test verloren. Der Flug wurde schließlich mit Crew Dragon C205 durchgeführt, die zuvor dem Testflug SpX-Dm2 vorbehalten war. Dieser Crew Dragon wurde mit einer unvollständigen Innenausstattung ausgestattet. Die erste verwendete Stufe war Booster B1046, der seinen vierten und letzten Flug absolvierte. Die Crew Dragon landete etwa 20 Meilen vom Startplatz entfernt. Der Flugabbruchtest war ursprünglich für Juni 2019 geplant, wurde aber nach der Explosion vom 20. April 2019 verschoben. Am 18. Januar 2020 wurde der erste Versuch in großer Höhe wegen starkem Wind abgebrochen. Der Test war am nächsten Tag erfolgreich.

Testanomalie

Am 20. April 2019 wurden die Triebwerke der Crew Dragon C201 auf dem Prüfstand bei . getestet Cape Canaveral Landezonen 1 und 2 im Rahmen der Vorbereitung auf den Flugabbruchtest einem statischen Starttest unterzogen. In den sozialen Medien erschienen Fotos von Rauchwolken über diesem Ort. Wenig später berichtete SpaceX, dass beim letzten Test des Tages etwas ernsthaft schief gelaufen sei und die Anomalie in Zusammenarbeit mit der NASA untersucht werde.^[20] Durchgesickerte Bilder des Vorfalls deuten darauf hin, dass etwas explodiert ist und sich das Zentrum der Explosion nicht in der Nähe der Triebwerke befindet. Aus der tieforange Farbe der Rauchwolke lässt sich schließen, dass es viel Distickstofftetraoxid Dies könnte auf einen defekten COPV-Oxidationsmitteltank oder eine defekte Oxidationsmittelleitung hinweisen. Am 2. Mai 2019 bestätigte Hans Koenigsmann, dass die Crew Dragon durch die Explosion vollständig zerstört wurde.

Laut NASA hat die Explosion keine Folgen für Flüge von Dragon 1-Schiffen, obwohl sie einige Ähnlichkeiten mit der Dragon 2 aufweisen. Das scheint darauf hinzudeuten, dass die Ursache in einem System gesucht wird, das im Dragon 1 nicht zu finden ist. Der Start der Mission CRS-17 wurde wie gewohnt fortgesetzt. Infolge der Explosion, der Boost-Landung dieses Starts von Landezone 1 auf ein Drohnenschiff auf See umgezogen. Dafür wurden drei Gründe genannt. Zum Beispiel war LZ-1 durch die freigesetzten hypergolischen Treibstoffe stark verschmutzt. Bis zum 8. Mai 2019 standen noch Kraftstofftanks unter Druck. Der andere Grund war, das Gelände während der Untersuchung nicht zu stören. Am 8. Mai 2019 kündigte der 45. Spacewing an, dass SpaceX-Mitarbeiter an diesem Tag helfen würden, den Druck in den Tanks abzubauen, sofern das Wetter es zulässt (richtige Windrichtung). Dies könnte (sehr giftige) orangefarbene Wolken freisetzen.^[21] Am 28. Mai 2019 gab die NASA ein kurzes prägnantes Update, das hauptsächlich bereits Bekanntes bestätigte und keine Ursache feststellte. Es wurde angekündigt, dass der Vorflug DM-2 Crew Dragon im Bau wird jetzt den Abbruchtest während des Fluges durchführen und die Kapsel vorladen Besatzung-1 vor dem DM-2 wird benutzen.

Am 15. Juli 2019 gab SpaceX auf ihrer Website bekannt, dass die Ursache gefunden wurde. Eine kleine Menge Distickstofftetraoxid (das hypergolische Oxidationsmittel) war durch ein korrodiertes Rückschlagventil in die Heliumleitung ausgetreten, die die Tanks unter Druck setzte. Als die Tanks zur Vorbereitung des Tests unter Druck gesetzt wurden, blies das Helium das Distickstofftetraoxid so schnell gegen das Titan-Rückschlagventil, dass es dieses beschädigte und Feuer fing, was zur Explosion führte. Das Titan konnte brennen, weil ein sehr starkes Oxidationsmittel vorhanden war. SpaceX wies außerdem darauf hin, dass es nun einen anderen Ventiltyp für die Heliumleitung entwickelt hat und derzeit in Zusammenarbeit mit der NASA testet.^[22] Ein ähnliches Problem wurde als wahrscheinlichste Ursache für das Scheitern der NASA im Jahr 1993 identifiziert Mars-Beobachter vorgesehen. Am 16. September 2019 wurde bekannt, dass der Ort, an dem die Explosion stattgefunden hatte, nicht mehr gesäubert werden muss.^[23] Op 12 november 2019 wist SpaceX met succes alle motoren op de vervangende Crew Dragon te testen op de testlocatie naast Cape Canaveral Landing Zone 1.^[24]

SpX-DM2

Zie SpX-DM2 voor het hoofdartikel over dit onderwerp.

Een eerste bemande demonstratievlucht is op 30 mei 2020 gelanceerd en is de eerste Amerikaanse bemande orbitale ruimtevlucht sinds het einde van het Spaceshuttleprogramma in 2011. De bemanning die uit twee NASA-astronauten bestaat, zal langere tijd aan boord van het ISS blijven. Op 3 augustus 2018 werd de selectie van NASA-astronauten Robert Behnken en Douglas Hurley als bemanning van deze vlucht bekendgemaakt. Als gevolg van de Crew Dragon-explosie werd de vlucht van juli 2019 naar 2020 uitgesteld en zal niet Dragon C205 maar C206 worden gebruikt. De missie werd verlengd om de vertraging in het Commercial Crew-programma op te vangen en het ISS langere tijd van meer Amerikaanse bemanning te voorzien zonder veel extra Sojoez-stoelen te hoeven boeken. De geplande eerste bemande lancering op 27 mei 2020 werd wegens slecht weer uitgesteld. Op 30 mei kwam het dus wel tot een succesvolle lancering. Op 2 augustus keerde de SpX-DM2 middels een geslaagde waterlanding terug op aarde.^[25]

Andere tests

Met een mock-up wordt de berging van de Crew Dragon geoefend op de rivier de Banana

In het najaar van 2015 was SpaceX begonnen met zogenaamde hovertests. Hierbij hangt een Dragon 2-testvoertuig aan een hijskraan en tilt deze zichzelf met behulp van de SuperDraco's gecontroleerd op om zo te leren omgaan met de krachten van deze motoren. Voor het propulsief leren landen, werden data van deze tests, gecombineerd met data die SpaceX opdeed bij het landen van Falcon 9-boosters, in de software van de Dragon 2-computers geladen. De hovertests vonden plaats op SpaceX' testterrein bij het TexaanseMcGregor.^[26] Propulsieve landingen zijn echter in 2017 geannuleerd omdat NASA het landingsgestel met poten die uit het hitteschild moesten schuiven als niet goed genoeg kwalificeerde.

Ook is de berging op zee geoefend. In eerste instantie werd dit op het betrekkelijk rustige water van de Banana river gedaan met een simpele Crew-Dragon mock-up, maar sinds begin 2018 is vaak gezien dat volgboot Go Searcher met een meer gelijkend Crew-Dragon-testvoertuig op het achterdek de Atlantische Oceaan op voer of daarmee terugkeerde in Port Canaveral. Ook is het NASA-team van Commercial Crew-astronauten volop bezig in een Crew Dragon-vluchtsimulator de besturing van het ruimtevaartuig te oefenen.

Missionaire vluchten

De astronauten van Crew Dragon-missie 1 in een Crew Dragon-trainingsvoertuig.

Na de testvluchten zullen de Commercial Crew-missies van start gaan. NASA heeft ieder van de Commercial Crew-contractanten een garantie voor de boeking van minimaal zes missies gegeven. Op de eerste vlucht (NASA naam: USCV-1. SpaceX naam Crew-1) zullen NASA-astronauten Victor Glover en Mike Hopkins naar het ISS worden gebracht. Ook is er een aantal toeristische ruimtevluchten geboekt.

ISS-bevoorradingsvluchten SpX-CRS-21 t/m CRS-26 waren met de toekenning van het CRS2-contract gegarandeerd. Na de lancering van CRS-21 bleek NASA reeds 3 extra CRS-missies bij SpaceX te hebben geboekt.

CRS-2 Cargo Dragon

Een Cargo Dragon tijdens de horizontale rollout voor missie CRS-21

Op de ISS R&D Conference 2017 vertelde Elon Musk dat de vrachtuitvoering van de Dragon 2 die vanaf vlucht SpX-CRS-21 in 2020 onder het CRS-2 contract zal vliegen net als de Crew Dragon automatisch kan aankoppelen bij het ISS. Deze is echter niet met SuperDraco's uitgerust aangezien er voor vrachtvluchten geen "launch escape system" vereist is. Het ontbreken van SuperDraco's bespaart eigen massa wat de vrachtcapaciteit ten goede komt. Wel zitten er op de Cargo Dragon uitstulpingen aan de buitenzijde waarin bij de Crew-variant de SuperDraco’s zitten. Daardoor is de aërodynamica van beide varianten vrijwel gelijk. Behalve SuperDraco’s ontbreken op de achterbak ook twee van de vier stabilisatievinnen die alleen nodig zijn bij het activeren van het launch Abort systeem dat dus op de Cargo Dragon ontbreekt. De twee behouden vinnen zijn de vinnen waarop een deel van de zonnepanelen zitten. De Cargo Dragon volgt ook het minder stijle lanceerprofiel van de Crew Dragon waarbij de Falcon 9-booster naar een landingsschip vliegt en niet zoals bij de Dragon 1 terug naar land. Net als de Crew Dragon is de Cargo Dragon toegankelijk via de toegangstoren van Lanceercomplex 39A. Hierdoor kan nog tot enkele uren voor de lancering vracht aan boord worden gebracht. Bij de Dragon 1 moest Late Loading plaatsvinden met de raket in horizontale stand waardoor dat in een eerder stadium moest gebeuren. In een Cargo Dragon zitten geen ramen.

Een nadeel van de Cargo Dragon 2 ten opzichte van de Dragon 1 is dat de aankoppelingspoort kleiner is waardoor grotere vrachtpakketten er niet doorheen passen. Daarom behoudt NASA de mogelijkheid om voor missies die dat vereisen een Dragon 1 te vragen. Het ligt echter niet in de lijn der verwachting dat dit ook zal gebeuren. Concurrenten Siërra Nevada Corporation en Northrop Grumman gebruiken namelijk nog wel die grotere poort. Cargo Dragons hebben 20 procent meer volume voor vracht en zijn ontworpen voor vijf vluchten; bij de Dragon 1.1 was drie vluchten het maximum. Ook kan de Cargo Dragon maximaal 75 dagen aangekoppeld blijven; bijna een verdubbeling ten opzichte van de Dragon 1.

Gebouwde Dragon 2’s

Gebouwde Dragon 2’s voor zover bekend. Functies en eigenschappen of het al dan niet bestaan van Dragons met de serienummers C203 en C204 zijn onbekend. Tijdens de persconferentie kort na de lancering van Crew-1 gaf Gwynne Shotwell aan dat er buiten Endeavour en Resilience nog drie Crew Dragons in aanbouw zijn. Daarnaast heeft SpaceX een vloot van drie Cargo Dragons gepland.

Red Dragon

Red Dragon is een inmiddels geannuleerd programma om Dragon 2's op Mars te landen.

Op 27 april 2016 kondigde SpaceX op social media aan mogelijk vanaf 2018 Red Dragons naar Mars te gaan sturen.^[29] Deze zouden op een Falcon Heavy worden gelanceerd en moeten de technologie voor al dan niet bemande Mars-landingen bewijzen.Red Dragons zouden aangepaste Dragon 2's zijn die geen lifesupportsystemen zouden hebben. De Red Dragon moest functioneren als Marslander. Er waren ideeën om Marsrovers mee aan boord te nemen die over een aangepast toegangsluik en een rijplank de Red Dragon konden verlaten. Ook voor andere wetenschappelijke ladingen naar Mars had de Red Dragon een uitkomst kunnen zijn omdat het landen van grotere ladingen aan parachutes in de ijle atmosfeer van Mars erg moeilijk dan wel onmogelijk is. Red Dragons moesten afhankelijk van de gebruikte draagraket 2000 tot 4000 kg aan vracht naar Mars kunnen brengen.

Annulering

Begin 2017 bleek een eerste Red Dragon in 2018 niet meer haalbaar en richtte men zich op de volgende mogelijkheid als de Aarde en Mars weer dicht bij elkaar staan, 26 maanden later in 2020. Doordat het ontworpen landingsgestel in de zomer van 2017 werd afgekeurd en geannuleerd is het onwaarschijnlijk geworden dat er nog Red Dragon-vluchten die een landingsgestel vereisen kunnen plaatsvinden. SpaceX zette daarop vol in op de ontwikkeling van Starship, een veel grotere raket-en-ruimteschip-combinatie die ook op Mars kan landen.^[30]

Trivia

• Het idee om de ontsnappingsmotoren aan de zijkant van een capsule te plaatsen is niet volledig nieuw. In 2009 testte NASA het Max Launch Abort System (MLAS) dat enige overeenkomsten met het LAS van de Crew Dragon heeft.^[31]

Externe link

• Dragon op SpaceX website