Desenvolvimento do Programa de Tripulação Comercial - Development of the Commercial Crew Program
| Parte de uma série no |
| Programa Espacial dos Estados Unidos |
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O desenvolvimento do Programa de Tripulação Comercial começou na segunda rodada do programa de Desenvolvimento de Tripulação Comercial (CCDev), que foi reformulado de um programa de desenvolvimento de tecnologia para voos espaciais humanos para um programa de desenvolvimento competitivo que produziria a espaçonave a ser usada no Programa de Tripulação Comercial para fornecer serviços de transporte de tripulação de e para a Estação Espacial Internacional (ISS). Para implementar o programa, a NASA concedeu uma série de contratos competitivos de preço fixo a fornecedores privados a partir de 2011. Os contratos operacionais para voar astronautas foram concedidos em setembro de 2014 à SpaceX e à Boeing . Cada empresa realizou um voo de teste orbital sem parafusos em 2019, e os voos operacionais começaram em novembro de 2020.
O voo do Dragon 2 da Crew Dragon Demo-1 de 2019 da SpaceX chegou à Estação Espacial Internacional em março de 2019 e retornou via splashdown no Oceano Atlântico. Após a conclusão de sua série de testes, uma espaçonave Crew Dragon fez seu primeiro voo operacional do Commercial Crew Program, SpaceX Crew-1 . O voo foi lançado em 16 de novembro de 2020. A SpaceX lançou seu segundo voo operacional, SpaceX Crew-2 , em 23 de abril de 2021, e está contratada para quatro voos adicionais à ISS no âmbito do programa.
O teste de voo orbital da Boeing de 2019 da espaçonave CST-100 Starliner não conseguiu chegar à ISS em dezembro de 2019 e será devolvido não antes de 2022. Enquanto se aguarda a conclusão de seus voos de demonstração, a Boeing foi contratada para fornecer seis voos operacionais para a ISS. O primeiro grupo de astronautas foi anunciado em 3 de agosto de 2018.
Requisitos
Os principais requisitos de alto nível para os veículos da tripulação comercial incluem:
- Entregar e devolver com segurança quatro membros da tripulação e seus equipamentos para a Estação Espacial Internacional (ISS)
- Garantir o retorno da tripulação em caso de emergência
- Sirva como um porto seguro 24 horas em caso de emergência
- Capaz de permanecer ancorado na estação por 210 dias
Fundo
Após a aposentadoria do STS em 2011, a NASA não tinha veículos domésticos capazes de lançar astronautas ao espaço. Artemis , a próxima grande iniciativa de voo espacial humano da NASA, estava programado para lançar um voo de qualificação sem parafusos em 2016, com uma espaçonave Orion no topo de um sistema de lançamento espacial (SLS). A NASA não tinha espaçonaves qualificadas para humanos disponíveis e, de qualquer forma, o SLS / Orion seria muito caro para voos de rotina para a ISS. Nesse ínterim, a NASA continuou a enviar astronautas para a ISS em assentos da espaçonave Soyuz comprados da Rússia. O preço variou ao longo do tempo, com o lote de assentos de 2016 a 2017 custando US $ 70,7 milhões por passageiro por voo. Artemis continuou a escorregar, com seu primeiro vôo agendado para 2022.
Programa de Desenvolvimento
O programa CCDev foi iniciado para desenvolver capacidades comerciais seguras e confiáveis de lançamento da tripulação da ISS para substituir os voos da Soyuz. A CCDev seguiu o Commercial Orbital Transportation Services (COTS), um programa de carga comercial da ISS. Os contratos CCDev foram emitidos para marcos de preço fixo e pagamento por desempenho. O CCDev foi implementado em várias fases. Os contratos do CCDev 1 foram para desenvolvimento de conceitos e tecnologias. Os contratos do CCDev 2 eram para projetos reais de veículos. Os contratos da CCiCap eram para projetos de hardware e serviços completos de transporte de tripulação de ponta a ponta. Os contratos da fase 1 do CPC visavam o desenvolvimento de um plano de certificação completo. Finalmente, os contratos CCtCap foram concedidos para demonstração real de serviços de transporte tripulado, que incluiu o desenvolvimento, teste e produção do hardware necessário, seguido de voos operacionais para a ISS.
CCDev 1
Fase 1 de Desenvolvimento de Tripulação Comercial (CCDev 1) consistiu em US $ 50 milhões concedidos em 2010 a cinco empresas dos EUA para desenvolver conceitos e tecnologias de voo espacial humano. A NASA concedeu fundos de desenvolvimento a cinco empresas no CCDev 1:
- Blue Origin : $ 3,7M para um Sistema de Abortamento de Lançamento (LAS) 'empurrador' e vasos de pressão compostos .
- Boeing : US $ 18 milhões para o desenvolvimento do CST-100 Starliner
- Paragon Space Development Corporation : $ 1,4 milhão para uma unidade de desenvolvimento de engenharia do sistema de revitalização do ar (ARS) do sistema plug-and-play de controle ambiental e suporte à vida (ECLSS).
- Sierra Nevada Corporation : US $ 20 milhões para o desenvolvimento do Dream Chaser
- United Launch Alliance : $ 6,7 milhões para um Sistema de Detecção de Emergência (EDS) para Atlas V de classificação humana
CCDev 2
Em 18 de abril de 2011, a NASA concedeu quase US $ 270 milhões a quatro empresas para o desenvolvimento de veículos norte-americanos que pudessem transportar astronautas após a aposentadoria da frota do Ônibus Espacial. Propostas financiadas:
- Origem azul : $ 22 milhões. Tecnologias em apoio a um veículo orbital com design de cone de nariz bicônico , incluindo motores de oxigênio líquido / hidrogênio líquido com sistema de aborto de lançamento .
- Sierra Nevada Corporation : $ 80 milhões. Dream Chaser
- SpaceX : $ 75 milhões. Sistema integrado de abortar lançamento Dragon 2
- Boeing : $ 92,3 milhões. Desenvolvimento adicional do CST-100 Starliner
Propostas selecionadas sem financiamento da NASA:
- United Launch Alliance : estende o trabalho de desenvolvimento na classificação humana do Atlas V
- Alliant Techsystems (ATK) e Astrium propuseram o desenvolvimento do Liberty . A NASA compartilhará experiência e tecnologia.
- Excalibur Almaz Inc. estava desenvolvendo um sistema tripulado com hardware modernizado da era soviética, destinado a voos turísticos em órbita. Um Acordo de Ato Espacial sem financiamento para estabelecer uma estrutura para desenvolver ainda mais o conceito de espaçonave da EAI para o transporte de tripulações em órbita baixa da Terra.
Propostas não selecionadas:
- Orbital Sciences propôs o veículo espacial de elevação Prometheus
- A Paragon Space Development Corporation propôs o desenvolvimento adicional do Sistema de Revitalização Aérea de Transporte de Tripulação Comercial.
- t / Space propôs uma tripulação reutilizável de oito pessoas ou uma nave espacial de transferência de carga
- A United Space Alliance propôs voar comercialmente os dois veículos restantes do Ônibus Espacial.
CCiCap
A capacidade integrada da tripulação comercial (CCiCap) era originalmente chamada de CCDev 3. Para esta fase do programa, a NASA queria que as propostas fossem conceitos completos de operação de ponta a ponta, incluindo espaçonaves, veículos de lançamento, serviços de lançamento, operações terrestres e de missão, e recuperação. Em setembro de 2011, a NASA divulgou um rascunho de solicitação de propostas (RFP). A RFP final foi lançada em 7 de fevereiro de 2012, com propostas para 23 de março de 2012. Os Acordos da Lei Espacial financiados foram concedidos em 3 de agosto de 2012 e alterados em 15 de agosto de 2013.
As propostas selecionadas foram anunciadas em 3 de agosto de 2012:
- Sierra Nevada Corporation: $ 212,5 milhões. Dream Chaser / Atlas V
- SpaceX: $ 440 milhões. Dragon 2 / Falcon 9
- Boeing: $ 460 milhões. CST-100 Starliner / Atlas V
Fase 1 do CPC
A primeira fase do Contrato de Produtos de Certificação (CPC) envolveu o desenvolvimento de um plano de certificação com padrões, testes e análises de engenharia. Os vencedores do financiamento da fase 1 do CPC, anunciado em 10 de dezembro de 2012, foram:
- Sierra Nevada Corporation: $ 10 milhões
- SpaceX: $ 9,6 milhões
- Boeing: $ 9,9 milhões
CCtCap - voos da tripulação concedidos
A Capacidade de Transporte de Tripulação Comercial (CCtCap) é a segunda fase do CPC e incluiu o desenvolvimento final, testes e verificações para permitir voos de demonstração com tripulação para a ISS. A NASA emitiu o projeto de Request For Proposals (RFP) do contrato CCtCap em 19 de julho de 2013 com uma data de resposta de 15 de agosto de 2013. Em 16 de setembro de 2014, a NASA anunciou que a Boeing e a SpaceX haviam recebido contratos para fornecer serviços de lançamento tripulado à ISS. A Boeing pode receber até US $ 4,2 bilhões, enquanto a SpaceX pode receber até US $ 2,6 bilhões. Em novembro de 2019, a NASA publicou uma primeira estimativa de custo por assento: US $ 55 milhões para o Dragon da SpaceX e US $ 90 milhões para o Starliner da Boeing. A Boeing também recebeu US $ 287,2 milhões adicionais acima do contrato de preço fixo. Os assentos na Soyuz tiveram um custo médio de US $ 80 milhões. No entanto, ajustando para a carga adicional transportada pelo Starliner da Boeing dentro de sua cápsula da tripulação, o custo ajustado por assento é de aproximadamente US $ 70 milhões, que ainda é maior do que o Crew Dragon da SpaceX, mesmo se o Dragon não transportar o equivalente a um quinto passageiro na carga . Tanto o CST-100 Starliner quanto o Crew Dragon voariam em um vôo sem tripulação, depois em um vôo de certificação com tripulação e, em seguida, em até seis vôos operacionais para a ISS.
Linha do tempo
Atrasos contínuos
O primeiro voo do Programa de Tripulação Comercial estava previsto para ocorrer em 2015, mas o financiamento insuficiente causou atrasos. Quando a espaçonave entrou na fase de teste e produção, problemas técnicos também causaram atrasos, especialmente o sistema de pára-quedas, a propulsão e o sistema de aborto de lançamento de ambas as cápsulas.
Problema de válvula Starliner
Explosão da tripulação do dragão
Em 20 de abril de 2019, surgiu um problema durante um teste de fogo estático do Crew Dragon. O acidente destruiu a cápsula planejada para ser usada no In-Flight Abort Test (IFAT). SpaceX confirmou que a cápsula explodiu. A NASA afirmou que a explosão atrasará o aborto planejado em vôo e os testes orbitais com tripulação.
Voo da tripulação do Dragão
Em 30 de maio de 2020, dois astronautas foram lançados na ISS com um Crew Dragon como parte do Crew Dragon Demo-2 . O fim e a aterrissagem segura da Demo-2 em 2 de agosto de 2020 marcou o primeiro splashdown em 45 anos para os astronautas da NASA desde a primeira missão espacial internacional Apollo – Soyuz US / URSS em julho de 1975, bem como o primeiro splash de uma tripulação de uma nave espacial no Golfo do México.
Financiamento
O primeiro voo do Programa de Tripulação Comercial estava previsto para ocorrer em 2015, mas o financiamento insuficiente causou atrasos. Para o orçamento do ano fiscal (AF) de 2011, US $ 500 milhões foram solicitados para o programa CCDev, mas o Congresso concedeu apenas US $ 270 milhões. Para o orçamento do ano fiscal de 2012, US $ 850 milhões foram solicitados e US $ 406 milhões aprovados. Para o orçamento do ano fiscal de 2013, 830 milhões foram solicitados e US $ 488 milhões aprovados. Para o orçamento do ano fiscal de 2014, US $ 821 milhões foram solicitados e US $ 696 milhões aprovados. No ano fiscal de 2015, US $ 848 milhões foram solicitados e US $ 805 milhões, ou 95%, foram aprovados. Em 14 de novembro de 2019, o inspetor geral da NASA publicou um relatório de auditoria listando preços por assento de $ 90 milhões para Starliner e $ 55 milhões para Dragon Crew. Com isso, o preço da Boeing é mais alto do que a NASA pagou à corporação espacial russa Roscosmos pelos assentos da espaçonave Soyuz para levar astronautas dos Estados Unidos e de nações parceiras à estação espacial. O relatório também afirma que a NASA concordou em pagar um adicional de $ 287,2 milhões acima dos preços fixos da Boeing para mitigar uma lacuna de 18 meses nos voos da ISS previstos para 2019 e para garantir que a contratada continuasse como um segundo fornecedor de tripulação comercial, sem oferecer oportunidades semelhantes à SpaceX . Em 18 de novembro de 2019, Jim Chilton, da Boeing, respondeu que o relatório do inspetor geral não listava as características positivas da Starliner e se opunha ao preço por assento, pois eles acreditavam que o custo era inferior a US $ 90 milhões, dada sua capacidade de carga. O raciocínio da Boeing para o financiamento extra foi devido a um início de desenvolvimento posterior ao da SpaceX com prazos comparáveis. A Boeing também se declarou comprometida com o programa. O financiamento de todos os contratados da tripulação comercial para cada fase do programa CCP é o seguinte - os valores CCtCap são máximos e incluem voos operacionais pós-desenvolvimento.
| Rodada (anos) |
CCDev1 (2010–2011) |
CCDev2 (2011–2012) |
CCiCap (2012–2014) |
CPC1 (2013–2014) |
CCtCap (2014 - atual) |
Adicionar. Fundo. (2019) |
Total (2010 - atual) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Fabricantes de espaçonaves | |||||||
| Boeing | 18,0 | 112,9 | 480,0 | 9,9 | 4.200,0 | 287,2 | 5.108,1 |
| SpaceX | - | 75,0 | 460,0 | 9,6 | 2.600,0 | - | 3.144,6 |
| Sierra Nevada Corporation | 20,0 | 105,6 | 227,5 | 10,0 | - | - | 362,1 |
| Origem Azul | 3,7 | 22,0 | - | - | - | - | 25,7 |
| Fabricantes de veículos lançadores e equipamentos | |||||||
| United Launch Alliance | 6,7 | - | - | - | - | - | 6,7 |
| Paragon Space Development Corporation | 1,4 | - | - | - | - | - | 1,4 |
| Total: | 49,8 | 315,5 | 1.167,5 | 29,6 | 6.800,0 | 287,2 | 8.648,6 |
Missões de teste
Cada sistema é necessário para completar três voos de teste específicos sem parafusos e um teste de voo com tripulação antes que a NASA considere o sistema para humanos . O Crew Dragon completou seu teste de voo com tripulação em 2020 e começou os voos operacionais em novembro de 2020. Em outubro de 2021, a Starliner ainda não havia concluído um teste de voo orbital sem tripulação com sucesso ou seu teste de voo com tripulação.
| Missão | Correção | Nave espacial | Descrição | Equipe técnica | Encontro | Resultado |
|---|---|---|---|---|---|---|
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Dragon 2 C201 DragonFly (1) |
Teste de aborto de almofada, Estação da Força Aérea de Cabo Canaveral, Flórida | N / D | 6 de maio de 2015 | Sucesso | ||
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Dragon 2 C204 (1) |
Voo de teste desaparafusado. O DM-1 foi lançado em 2 de março de 2019 e acoplado à porta docking ISS PMA-2 / IDA-2 um pouco menos de 24 horas após o lançamento. O Dragon passou cinco dias ancorado na ISS antes de desacoplar e pousar em 8 de março de 2019. | N / D | 2 de março de 2019 | Sucesso | ||
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Nave espacial CST-100 Starliner 1 (1) |
Teste de aborto de almofada desenroscada | N / D | 4 de novembro de 2019 | Sucesso | ||
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CST-100 Starliner Spacecraft 3 Calypso (1) |
Voo de teste desaparafusado. Foi o primeiro vôo de um Atlas V com um estágio superior Centaur dual engine . Foi planejado originalmente para passar oito dias atracado na ISS antes de pousar. No entanto, a Starliner não conseguiu se encontrar com a estação devido à anomalia do MET, forçando-a a entrar em uma órbita abaixo do esperado. A espaçonave retornou em 22 de dezembro de 2019, depois de passar dois dias em órbita. OFT-2 foi proposto para atender a todos os objetivos. | N / D | 20 de dezembro de 2019 | Falha parcial devido a anomalia MET | ||
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Dragon 2 C205 (1) |
Um impulsionador Falcon 9 lançou uma cápsula Dragon 2 de LC-39A para realizar um aborto em vôo logo após Max q , a fim de testar o sistema de aborto de lançamento do Dragon 2. O aborto ocorreu 84 segundos após o lançamento e o Dragon 2 se separou com sucesso do Falcon 9 e voou para longe usando seus propulsores SuperDraco. O booster Falcon 9 se desintegrou como resultado de forças aerodinâmicas. O Dragon 2 caiu nove minutos após o lançamento, após lançar com sucesso seus quatro pára-quedas. | N / D | 19 de janeiro de 2020 | Sucesso | ||
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Dragon 2 C206 Endeavour (1) |
Voo de teste com tripulação. O Dragon 2 foi lançado com dois membros da tripulação e ancorado na ISS cerca de 18 horas depois. Dragon e sua tripulação passaram 62 dias a bordo da ISS. |
 Doug Hurley Bob Behnken
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30 de maio de 2020 | Sucesso | |
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Nave espacial CST-100 Starliner 2 (1) |
Voo de teste desaparafusado. Sugerido pela Boeing e aprovado pela NASA em 6 de abril de 2020 devido à falha parcial do Boe-OFT. Uma tentativa de voo do Boe-OFT 2 foi eliminada antes do lançamento em 3 de agosto de 2021 e ainda não foi reprogramada em setembro de 2021. | N / D | NET H1 2022 | Planejado | |
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CST-100 Starliner | Voo de teste prolongado com tripulação. |
Michael Fincke Barry Wilmore TBA
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NET Q3 2022 | Planejado |
Missões operacionais
Em outubro de 2021, o Crew Dragon completou uma missão operacional. A segunda missão está em andamento e a terceira está programada para lançamento em novembro de 2021. Cada missão tem aproximadamente seis meses de duração. Não se espera que a Starliner voe em uma missão operacional antes do final de 2022.
Veja também
- Serviços de transporte orbital comercial
- Serviços de reabastecimento comercial
- NASA Docking System
- Voo espacial privado
- Revisão do Comitê de Planos de Voo Espacial Humano dos Estados Unidos
- Sucessores do ônibus espacial
Referências
links externos
- Página oficial do Programa de Tripulação Comercial da NASA
- Kit de Imprensa Oficial da NASA relacionado ao Programa de Tripulação Comercial
- Biblioteca de Documentos Comerciais de Tripulação e Carga na NASA.gov
- Acordos CCDev 1 Space Act
- Partners Mature Spacecraft Designs , atualização de vídeo da NASA, 14 de janeiro de 2014.
- Contrato Boeing CCtCap (redigido)
- Contrato SpaceX CCtCap (redigido)