Commercial Crew

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Commercial Crew logo
SpaceX Dragon 2 een van de twee gerealiseerde Commercial Crew-ruimteschepen.
Boeings CST-100 Starliner, een van de twee gerealiseerde Commercial Crew-ruimteschepen.

Het Commercial Crew-programma is een programma dat NASA heeft opgezet om commerciële partijen in te huren om hun ruimtevaarders tussen het ISS en de aarde te vervoeren. Het zal volgens de huidige planning in 2018 van start gaan en SpaceX en Boeing zullen de eerste Commercial Crew leveranciers zijn. Het Commercial Crew programma werd vooraf gegaan door een gefaseerd gesubsie-en-ontwikkelingsprogramma. Met behulp van deze subsidies werden de ruimteschepen Dragon 2 en de CST-100 Starliner ontwikkeld en de draagraketten Atlas V en de Falcon 9 geschikt voor bemande vluchten gemaakt. Met het totale ontwikkelingsprogramma was 8,307.400.000 (8,3 miljard) dollar aan subsidies gemoeid.

Geschiedenis[bewerken]

Voorgeschiedenis[bewerken]

Sinds 1989 is NASA wettelijk verplicht om voor een commerciële mogelijkheden te kiezen mits die voor handen zijn. Commerciële bemande ruimteschepen bestonden echter nog niet. In 2006 had NASA al een gesubsidieerd ontwikkelingsprogramma , het Commercial Orbital Transportatation Systems programma (COTS), opgezet voor het ontwikkelen van commerciële ruimtevrachtschepen. Sinds 2013 voeren SpaceX en Orbital ATK regelmatig bevoorradings vluchten uit voor NASA onder het eerste Commercial Resupply Services-programma.

In 2011 kwam een einde aan het 30 jaar oude Space Transportation System beter bekend als het Space Shuttle-programma. Ook had de Amerikaanse President, Barack Obama een jaar eerder met het tekenen van de NASA Authorisation Act 2010 het Constellationprogramma waaronder de Orion capsule en de Ares I draagraket, die samen als opvolger van de Space Shuttle werden ontwikkeld, geannuleerd. Hierdoor verloor de Verenigde Staten zijn mogelijkheid ruimtevaarders in de ruimte te brengen en was NASA aangewezen op het kopen van stoelen aanboord van de Russische Sojoez voor bemande. De Orion-capsule werd weliswaar doorontwikkeld, maar was niet langer voor routine vluchten naar het ISS bedoelt. Hiervoor zette NASA een gesubsidieerd ontwikkelings en aanbestedingsprogramma voor commerciële bemande ruimteschepen op waar uiteindelijk twee winnaars uit moesten voortkomen die daadwerkelijk hun ruimteschip mochten bouwen en lanceren. NASA en de FAA stelden daarbij functionele en veiligheidseisen waaraan de ruimteschepen en bijbehorende draagraketten moesten voldoen. Daarnaast stelde NASA zijn eigen kennis en ervaring ter beschikking van deelnemende bedrijven.

CCdev-1[bewerken]

Dit Commercial Crew development programma (CCdev) werd in augustus 2009 aangekondigd en ontving in de eerste fase (CCdev-1) een groot aantal inschrijvingen met conceptontwerpen die bestonden uit zowel complete ruimteschepen, als losse ruimtevaarttechnieken die aan bouwers van ruimteschepen geleverd konden worden. Ontwikkelingssubsidies werden begin 2010 verstrekt aan:

  • Blue Origin - 3,7 miljoen dollar - voor het ontwikkelen van een pusher-ontsnappingsmotor en een drukcabine voor hun voorgestelde ruimtecapsule.
  • Boeing - 18 miljoen dollar - voor verdere ontwikkeling van de CST-100.
  • Paragon Space Development Corporation -1,4 miljoen dollar - voor de ontwikkeling van een standaard luchtverversingssysteem dat in meerdere ruimteschepen toepasbaar was. (Paragon levert nu het luchtverversingssysteem voor de Starliner)
  • Sierra Nevada Corporation - 20 miljoen dollar - voor het verder doorontwikkelen van de Dream Chaser waarvan de ontwikkeling al enkele jaren bezig was.
  • United Launch Alliance - 6,7 miljoen dollar - voor het ontwikkelen van uitvoeringen van hun EELV-raketten (Atlas V en Delta IV) die veilig genoeg moesten worden om voor personenvervoer te mogen dienen.

Alle gestelde CCdev-1 doelen werden voor eind 2010 behaald.

CCdev-2[bewerken]

SpaceX directeur Elon Musk en toenmalig NASA-adminstrator Charles Bolden in 2012 bij een 1:1 model van het conceptontwerp Dragon Rider dat later tot Dragon 2 zou evolueren.

Na de CCdev-1 opende NASA in oktober 2010 een tweede inschrijvingsronde dit mochten nieuwe ontwerpen zijn, maar ook verbeteringen van ontwerpen die voor CCdev-1 niet geselecteerd waren. Ook de bedrijven die wel geselecteerd waren voor CCdev-1 konden een vervolg subsidie krijgen voor verdere ontwikkeling van hun ontwerp. Op 18 april 2011 werden vier bedrijven voor subsidies geselecteerd.

Geselecteerde bedrijven waren:

  • Blue Origin - 22 miljoen dollar - voor diverse technieken ten behoeve van hun ruimtecapsule en draagraketten.
  • Sierra Nevada Corporation (SNC) - 80 miljoen dollar - voor doorontwikkeling van de Dream Chaser.
  • SpaceX - 75 miljoen dollar - voor een ontsnappingsmotoren (SuperDraco's) ten behoeve van bemande uitvoering van de Dragon
  • Boeing - 92,3 miljoen dollar - voor verdere ontwikkeling van de CST-100

Tevens werden er drie bedrijven geselecteerd die geen subsidie ontvingen maar wiens ontwikkelingsplan wel verder gemonitord werd. Dit waren:

  • United Launch Alliance - voor verdere ontwikkeling van een "human rated" versie van de Atlas V.
  • Alliant Techsystems - voor de ontwikkeling van de Liberty-draagraket.
  • Excalibur Almaz Inc. - voor een bemand ruimteschip dat gemoderniseerde sovjet-technieken zou bevatten.

CCiCap[bewerken]

De volgende fase was Commercial Crew integrated Capabilty oftewel CCiCap waarbij bedrijven een compleet plan inclusief draagraket moesten inleveren.

Op 12 augustus 2012 werden de volgende bedrijven door NASA geselecteerd:

  • Sierra Nevada Corporation - voor doorontwikkeling de combinatie Dream Chaser en Atlas V.
  • SpaceX - voor verdere ontwikkeling van hun bemande Dragon en Falcon 9-raket.
  • Boeing voor de CST-100 gecombineerd met de Atlas V.

Hoewel ATK's voorgestelde draagraket Liberty met elementen van de Ares I en de Ariane 5 goed genoeg werd geacht was er geen ruimteschip voor deze raket en werd de ontwikkeling daarvan op een laag pitje gezet. Elementen van de Liberty zijn anno 2017 in het raketontwerp de Next Generation Launcher terug te vinden.

CPC en CCtCAP[bewerken]

Voor de eerste certificatieronde (CPC-1) werden op 10 december 2012 Boeing, SpaceX en SNC geselecteerd. Alle bedrijven kregen ongeveer 10 miljoen aan subsidies toegewezen. Na de tweede certificatieronde viel SNC af en werden Boeing en SpaceX in 2014 definitief geselecteerd om hun ruimteschepen te produceren en te testen. Deze fase heet Commercial Crew transportation Capability (afgekort CCtCap) Boeing ontving voor de definitieve ontwikkeling en bouw van de Starliner totaal 4,2 miljard dollar. SpaceX voor de Crew Dragon 2,6 miljard. Het verschil in prijs valt onder meer te verklaren uit het feit dat SpaceX veel onderdelen van de reeds bestaande Dragon kon overnemen. Terwijl de Starliner een volledig nieuw ontwerp betrof. SNC probeerde tevergeefs via een gang naar de rechter NASA te dwingen om ook SNC te selecteren. Hierna moest SNC zijn ontwikkelings team voor de Dream Chaser flink inkrimpen. De ontwikkeling van de Dream Chaser kon in 2016 echter weer uitgebreid worden toen de vracht-uitvoering door NASA werd geselecteerd voor het CRS-2 programma.

Boeing gaf zijn CST-100 (CST betekende Crew Space Transporter) in 2016 een nieuwe naam, Starliner. De bemande Dragon heeft de naam Dragon 2 gekregen maar wordt ook vaak Crew Dragon genoemd.

Vertraging[bewerken]

Beide bedrijven wilden in 2016 proefvluchten uitvoeren en in 2017 beginnen met missionaire vluchten. Deze zijn bij beide bedrijven inmiddels vertraagd tot 2018. Beide bedrijven probeerden ook vooraf met de eer van "de eerste Amerikaanse bemande orbitale ruimtevlucht sinds de spaceshuttle" te strijken. Anno 2017 lijkt SpaceX enkele maanden eerder te kunnen lanceren dan Boeing.

Een deel van de vertraging was te wijten aan het feit dat de Amerikaanse senaat het Commercial Crew-programma lange tijd onvoldoende financiële middelen gaf om op tijd te werken. Critici wezen erop dat de senaat geld dat was gereserveerd voor het Commercial Crew-programma naar de ontwikkeling van Orion en het Space Launch System die beiden al een flinke budget-overschrijding en vertraging hadden schoof. Verder is het ontwikkelen van nieuwe ruimtevaartuigen simpelweg erg ingewikkeld en daardoor tijdrovend.

Om vertragingen op te vangen stelde Boeing twee stoelen op Sojoez-vluchten naar het ISS die ze als wederdienst voor aan Rusland voor geleverde diensten hadden ontvangen ter beschikking aan NASA. Hierdoor hoefde NASA geen extra Sojoez-stoelen meer te kopen.

Ruimtevaarders[bewerken]

De Commercial Crew ruimtevaarders.

NASA stelde in 2015 vier ervaren ruimtevaarders aan om te trainen voor vluchten met de Starliner en de Crew Dragon, en tevens kritisch met Boeing en SpaceX samen te werken en naar oplossingen voor bovendrijvende problemen te zoeken.

Dit zijn:

[1]

Faciliteiten[bewerken]

De Starliner wordt op een Atlas V gelanceerd vanaf Cape Canaveral Air Force Station (CCAFS) SLC-41 naast het lanceerplatform dat al sinds 2002 voor de Atlas V wordt gebruikt is een toegangstoren verrezen die ook voor andere ruimteschepen zoals de Dream Chaser geschikt is. De Starliners worden gebouwd onderhouden en geladen in de voormalige spaceshuttlehangar OPF-3 die nu Commercial Crew and Cargo Processing Facility of afgekort C3PF heet.

SpaceX heeft een ruime kilometer noordelijker het voormalige Apollo en Spaceshuttle Lanceercomplex 39A op het Kennedy Space Center in 2017 in gebruik genomen voor de Falcon 9. In het najaar van 2017 zal het platform worden aangepast voor zowel de Falcon Heavy als de Falcon 9-Crew Dragon-combinatie. Een nieuwe toegangsarm voor de Crew Dragon wordt dan gemonteerd op de toren die eerder toegang tot de spaceshuttle de Apollo CSM gaf[2]

Aanmeer systeem[bewerken]

De beide ruimteschepen gebruiken dezelfde nieuwe internationaal gestandaardiseerde aanmeerkoppelingen bij het ISS. Van deze door Boeing gebouwde International Docking Adapter (IDA) zullen er twee geplaatst worden. De eerste IDA ging verloren bij de mislukte vlucht naar het ISS SPX-CRS-7. De IDA-2 werd in 2015 met SPX-CRS-9 naar het ISS gebracht. Ter vervanging van IDA-1 werd IDA-3 gebouwd. Deze staat gepland om met SpaceX vlucht CRS-16 in de drukloze kofferbak van de Dragon te worden gelanceerd.[3] De Commercial Crew-ruimteschepen zijn de eerste Amerikaanse ruimteschepen die een volautomatische rendez-vous kunnen uitvoeren. De Russische Sojoez kon dit al sinds 1969. Ook Orion zou dit kunnen, maar heeft dit op zijn tot nog toe enige vlucht niet gedaan.

Ruimtepakken[bewerken]

Boeing en SpaceX hebben beiden een nieuw drukpak ontwikkeld dat tijdens de critische fases van de ruimvlucht aanboord van hun capsules wordt gedragen. Beide drukpakken zijn een stuk lichter en comfortabeler dan de logge drukpakken van de spaceshuttle. De stijl van beide bedrijven is goed terug te zien in deze ontwerpen. Boeing heeft een modern functioneel en comfortabel maar simpel ogend ruimtepak ontworpen dat bijvoorbeeld geen helm maar een dicht te ritsen capuchon met vizier heeft. SpaceX heeft duidelijk ook esthetische doelen meegenomen en een nauw sluitend futuristisch ogend pak ontworpen. Voor het esthetische deel van hun ruimtepak werd ook filmkleding ontwerper José Fernandez ingehuurd[4].

Tests[bewerken]

Een CST-100 testartikel na afloop van een landingsparachute-test

In 2015 teste SpaceX de ontsnappingsmotoren door een Dragon 2 testartikel tijdens een "pad abort test" vanaf de grond op te laten stijgen. Verder werden testartikelen van zowel de Dragon als Starliner vanuit vliegtuigen of vanonder luchtballonnen losgelaten om de landingsparachutes te testen. De eerste orbitale testvluchten van de Dragon 2 en de Starliner staan in 2018 gepland. Beide bedrijven lanceren eerst een onbemand ruimtevaartuig naar het ISS, om daarna een testvlucht met een tweekoppige bemanning uit te voeren. Ook heeft SpaceX nog een flight abort test op de planning waarbij de ontsnappingsmotoren tijdens de maximale dynamische druk van een lancering wordt getest. Deze flight abort test is geen verplichting van NASA maar een extra veiligheidstest die SpaceX zelf heeft geïnitieerd. Wanneer deze vluchten zijn afgerond kan het daadwerkelijke Commercial Crew-programma van start met missionaire vluchten. In de zomer van 2017 werden op de Indian river nabij het Kennedy Space Center test uitgevoerd om ruimtevaarders uit een drijvend Crew Dragon-testartikel te helpen. De Falcon 9 Block-5, de laatste uitvoering van de Falcon 9 die SpaceX ontwikkeld zal vóór de eerste bemande vlucht zeven maal succesvol gelanceerd moeten zijn.

De testlanceringen die staan ingepland of zijn geweest op:

  • 6 mei 2015 - Crew Dragon Pad Abort test.
  • Begin 2018 - Boeing Pad Abort Test
  • Februari 2018 - SpaceX Demonstation Mission 1 (onbemand)
  • Voor juni 2018 - SpaceX Flight Abort test. (onbemand)
  • Juni 2018 - SpaceX Demonstration Mission 2 (bemand)
  • Juni 2018 - Boeing Orbital Test Flight (onbemand)
  • Augustus 2018 - Boeing Crew Test Flight (bemand)

Vluchten[bewerken]

Selectie gaf beide bedrijven recht op ieder minimaal vier Commercial Crew vluchten. NASA heeft bij beiden reeds twee vluchten geboekt.

Commercial Crew-vluchten zullen waarschijnlijk vier ruimtevaarders per keer meenemen. Zowel de Starliner als de Crew Dragon zijn in staat om meer mensen aan boord te hebben (maximaal 6 op de Starliner en zeven op de Crew Dragon) deze extra stoelen zijn echter ook te vervangen door vracht-rekken wat kleine bevoorradingen tijdens deze vluchten mogelijk maakt. De Starliner landt normaliter aan parachutes in de woestijn van Utah maar kan ook indien dat nodig is in het water landen. Met behulp van luchtkussens en remraketten wordt de klap op de grond gebroken. De Crew Dragon komt neer in zee. Anders dan de CRS-1 Dragon zal dit in de Atlantische oceaan voor de kust van Cape Canaveral gebeuren en niet in de Stille oceaan.

Blue Origin en SNC[bewerken]

Blue Origin werd niet geselecteerd voor gesubsidieerde door ontwikkeling. Het ruimtevaartbedrijf van miljardair Jeff Bezos ging echter op eigen (financiële)kracht en in zijn eigen tempo verder. Zo werd de suborbitale New Shepard ontwikkeld met technieken uit de CCDev fases. Een orbitale raket en ruimteschip combinatie de New Glenn moet in de jaren 2020 gereed komen en alsnog beschikbaar zijn om onder het Commercial Crew-programma te vliegen.

Ook de bemande uitvoering van SNC's Dream Chaser wordt parallel aan de vrachtuitvoering doorontwikkeld en zou in een later stadium alsnog kunnen meedingen naar bemande vluchten naar het ISS of een eventuele opvolger.

De kans is dus groot dat de Verenigde Staten in de jaren 2020 een vijftal bemande orbitale ruimteschepen heeft [5].

Trivia[bewerken]

  • Op sociale media gebruikt NASA de slagzin "Launch America" (Lanceer Amerika). Vaak geschreven als hashtag #LaunchAmerica!
  • De Crew Dragon wordt ook gebruikt voor ruimtetoerisme. In 2018 wil SpaceX twee vermogende ruimtetoeristen in een baan om de Maan sturen.

Zie ook[bewerken]

Externe Link[bewerken]