Pojazd transferowy H-II

H-II Transfer Space Cargo pojazdu

HTV-4 zbliża się do Międzynarodowej Stacji Kosmicznej . Rekord tożsamości

Organizacja	JAXA
Rodzaj statku	Kosmiczny statek towarowy
Wyrzutnia	H-IIB
Pierwszy lot	10 września 2009
Liczba lotów	9 w 2020 roku
Status	program zakończony

Charakterystyka

Wysokość	9,8 m (w zestawie silniki strumieniowe)
Średnica	4,4 m
Sucha masa	10500 kg
Masa całkowita	16 000 kg
Napęd	4 silniki rakietowe o mocy 490 N
Źródło energii	Panele słoneczne

Występ

Miejsce docelowe	Międzynarodowa Stacja Kosmiczna
Całkowity fracht	6000 kg
Transport pod ciśnieniem	5200 kg
Zwrot towaru	Nie
Objętość pod ciśnieniem	14 m 3
Autonomia	Około 4 dni w locie
Typ włazu	CBM
Spotkanie	Nie automatycznie

H-II Transfer Vehicle (lub HTV ), zwany także Kounotori (こうのとり, Kōnotori , Eastern Bocian lub Białym Bocianem ) jest statek przestrzeń ładunkowa opracowany przez Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) we współpracy z NASA i służył do tankowania Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, aw szczególności japońskiego laboratorium kosmicznego Kibō zainstalowanego w marcu 2008 roku . Zastępuje w tej roli amerykański prom kosmiczny , obok europejskich statków towarowych ATV , rosyjskich statków Progress-M oraz amerykańskich maszyn Cygnus i SpaceX Dragon z programu COTS .

HTV ma 9,8 m długości i 4,4 m średnicy, a jego masa własna wynosi 10,5 tony. Składa się z modułu ciśnieniowego przeznaczonego do transportu ładunku i modułu napędowego, który służy do podnoszenia statku z orbity, na którą dociera jego wyrzutnia, na orbitę stacji kosmicznej. Pod koniec pobytu na orbicie trwającego do 1 miesiąca odłącza się od Stacji Kosmicznej i rozpada poprzez ponowne wejście w atmosferę . Powrót ładunku na powierzchnię Ziemi nie jest możliwy.

Rozwój

Jego rozwój rozpoczął się na początku lat 90. XX wieku, a start zaplanowano na 2001 rok. Pierwsza misja, HTV-1 , ostatecznie odbyła się na19 września 2009przez wyrzutnię H-IIB # 1, wersję zaprojektowaną specjalnie dla HTV, z bazy startowej Tanegashima . W sumie 9 HTV jest wysyłanych na Międzynarodową Stację Kosmiczną w tempie około jednego frachtowca rocznie. Ostatni na20 maja 2020 r.

Charakterystyka techniczna

Statek towarowy HTV to butla o długości całkowitej 9,8 metra i średnicy 4,4 metra, ważąca do 11,5 tony pustej. Składa się z 4 części, które są rozmieszczone naprzemiennie wzdłuż cylindra: z przodu część ciśnieniowa o długości 3,14 m, która przenosi ładunek przeznaczony dla modułów ciśnieniowych, część o długości 3,5 m, która przenosi ładunek bezciśnieniowy i która jest dostępna przez szeroki otwór, część zawierająca awionikę o długości 1,25 m i wreszcie część zawierająca napęd ze zbiornikami o długości 1,27 m.

Napęd główny zapewniają 4 silniki odrzutowe o ciągu 490 niutonów . Kontrola postawa jest przez 24 silników rakietowych z 110 niutonów naporu. Wszystkie silniki są zasilane przez amerykańskiego producenta Aerojet i zużywają hypergolic mieszaniny z metylohydrazyny i MON . HTV może przewozić do 2,4 tony paliwa. Energię elektryczną dostarcza 57 paneli słonecznych zainstalowanych na zewnętrznej ścianie cylindra. To zasila rezystory, które utrzymują temperaturę wewnątrz części pod ciśnieniem i awionikę. To zawiera:

system nawigacyjny i pilotażowy.
system łączności, który jest połączony z telekomunikacyjną siecią satelitarną TDRS (połączenie z naziemnymi centrami kontroli) i stacją kosmiczną, gdy ta ostatnia znajduje się w zasięgu.
system, który przetwarza instrukcje otrzymane z ziemi i przesyła dane telemetryczne.
system zarządzania energią elektryczną, który przechowuje energię otrzymaną w bateriach do utylizacji podczas faz zaćmienia.

HTV może przewozić 4,5 tony ładunku w ładowni ciśnieniowej i 1,5 tony w przestrzeni bezciśnieniowej. Część ciśnieniowa ma duży kwadratowy właz typu Common Berthing Mechanism (CBM), który umożliwia bezpośrednie połączenie z portami dokowania amerykańskiej części Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, w przeciwieństwie do europejskiego ATV może transportować największe części, które wyposażają wnętrze Międzynarodowa Stacja Kosmiczna (8 stojaków o standardowym formacie ). Ładunek z części nie znajdującej się pod ciśnieniem jest umieszczany na odsłoniętej palecie (EP). Do wyboru są dwa rodzaje palet: można przewieźć od dwóch do trzech eksperymentów naukowych, które zostaną umieszczone na palecie ELM ES znajdującej się poza japońskim laboratorium Kibō . Drugi służy do transportu części zamiennych (orbitalna jednostka zastępcza lub ORU) do stacji kosmicznej, na przykład do sześciu baterii.

Postęp misji

Po wystrzeleniu rakietą nośną H-IIB od startu bazy Tanegashimy , HTV będzie automatycznie manewrować przez 3 dni, aby zbliżyć się do Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Kiedy znajduje się w odległości mniejszej niż 23 km , używa różnicowego GPS do manewrów podejścia, a następnie, z odległości 500 metrów, korzysta z danych dostarczonych przez laser, którego wiązka światła odbija się na wzorcu testowym zainstalowanym na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Podczas fazy podejścia statek wyznacza kilka punktów zatrzymania, tak aby operatorzy znajdujący się na stacji kosmicznej dali mu zielone światło do kontynuowania: mogą w dowolnym momencie odzyskać kontrolę nad statkiem. Kiedy HTV osiągnie 10 metrów od stacji, ramię Canadarm 2 jest obsługiwane ze stacji kosmicznej, chwyta statek kosmiczny za pomocą przewidzianego w tym celu zacisku i łączy się z jednym z portów stacji: w pierwszej misji ładunek statek jest zadokowany w porcie modułu Harmony skierowanym w stronę Ziemi.

Część statku znajdująca się pod ciśnieniem jest następnie rozładowywana przez astronautów. Frachtowiec może pozostać zacumowany do miesiąca, a ładownia ciśnieniowa jest napełniana wraz ze wzrostem ilości odpadów wytwarzanych przez Stację. Ramię Canadarm 2 służy do wyjmowania palety EP z bezciśnieniowej ładowni statku towarowego. Paleta EP jest następnie odpowiednio chwytana za ramię japońskiego modułu Kibō , a następnie mocowana na zewnątrz laboratorium, tak aby eksperymenty naukowe można było zainstalować na palecie ELM ES trwale przymocowanej do Kibō . Jeśli przewożony ładunek składa się z luźnych części, paleta EP jest przymocowana do wózka (Mobile Base System MBS), który zwykle służy jako kotwica do ramienia Canadarm 2 przed rozładunkiem. W obu przypadkach paleta, gdy jej zawartość znajdzie się na swoim miejscu, jest ponownie umieszczana w obudowie w HTV.

Manewr separacji jest symetryczny do manewru przybycia: statek jest odłączany i odsuwany przez ramię Canadarm, a następnie oddala się od stacji. Po trzykrotnym użyciu silników, zaczyna ponownie wchodzić do atmosfery i spala się nad Oceanem Spokojnym.

Szczegóły statku towarowego
Zbliżenie na silniki HTV.
HTV zostaje schwytany przez Canadarm 2.
Wnętrze części ciśnieniowej.

Uruchamia się

Pierwszy statek kosmiczny został wystrzelony przez wyrzutnię H-IIB # 1 o godzinie 17:01 czasu UTC 10 września 2009z wyrzutni Tanegashima . Osiem innych misji planowanych jest w tempie jednej na rok:

HTV	Data / godzina uruchomienia	Data / godzina dokowania	Wyrzutnia	Koniec misji
HTV-1	10 września 2009 17:01 UT	17 września 2009 22:26 UT	H-IIB F1	1 st listopad +2.009 21:26 UT
HTV-2 ( en ) Kounotori 2	22 stycznia 2011 05:37 UT	27 stycznia 2011 18:34 UT	H-IIB F2	30 marca 2011 r 03:09 UT
HTV-3 (en) Kounotori 3	21 lipca 2012 02:06 UT	27 lipca 2012 17:31 UT	H-IIB F3	14 września 2012 05:27 UT
HTV-4 (en) Kounotori 4	3 sierpnia 2013 19:48 UT	9 sierpnia 2013 18:38 UT	H-IIB F4	7 września 2013 18:37 UT
HTV-5 (en) Kounotori 5	19 sierpnia 2015 11:50 UT	24 sierpnia 2015 17:28 UT	H-IIB F5	29 września 2015 20:33 UT
HTV-6 (en) Kounotori 6	9 grudnia 2016 r 13:26 UT	13 grudnia 2016 r 10:39 UT	H-IIB F6	5 lutego 2017 15:06 UT
HTV-7 (en) Kounotori 7	22 września 2018 r 17:52 UT	27 września 2018 r 12:00 UT	H-IIB F7	10 listopada 2018 r 21:14 UT
HTV-8 (en) Kounotori 8	24 września 2019 r	28 września 2019 r	H-IIB F8
HTV-9 (en) Kounotori 9	20 maja 2020 r 17:31 UT	25 maja 2020 r	H-IIB F9

Pierwsza misja (2009)

HIV n O 1 jest umieszczony na orbitę przez wyrzutni H-IIB, # 1, ponieważ Tanegashima Space Center . Pierwsza premiera odbędzie się w czwartek,10 września 2009o 17:01:46 UT. To uruchomienie umożliwia tankowanie ISS w czwartek18 września 2009. Pierwszy HTV całkowicie zadowalająca i sprawia, że jego wejście do atmosfery na 1 st listopada 2009 po misji 52 dni.

Porównanie z innymi statkami towarowymi

Porównanie pojemności i cen pojazdów do tankowania międzynarodowej stacji kosmicznej

Naczynie	Całkowity fracht	Transport pod ciśnieniem (m 3 )	Woda, tlen i paliwo	Transport bezciśnieniowy	Wróć na Ziemię	Króćce do podwyższania ISS	Typ włazu	Planowane uruchomienia	Koszt (ładunek + wyrzutnia)
W działaniu
Postęp	Od 2,2 t do 2,3 t	1,8 T (7,6 m 3 )	-300 l wody -47 kg powietrza lub tlenu -870 kg paliwa	Nie	Nie	250 kg	Rosyjski	4 rocznie	25 mln EUR + 25 mln EUR = 50 mln EUR
HTV	6,2 t	5,2 t (14 m 3 ) 8 × regały ISPR	-300 l wody	1,9 T (16 m 3 )	Nie	Nie	CBM	9 uruchomień (1 rocznie)	92 mln EUR + 90 mln EUR = 182 mln EUR
Gwiazdozbiór Łabędzia	3,2 t do 3,5 t	3,2 t do 3,5 T (27 m 3 )		Nie	Nie	Nie	CBM	10 uruchomień (od 2013 do 2019)	190 milionów dolarów
Wycofany ze służby
ATV	7,7 t	5,5 T (46,5 m 3 )	-840 l wody -100 kg powietrza lub tlenu -860 kg paliwa	Nie	Nie	4700 kg	Rosyjski	5 uruchomień (1 na 18 miesięcy) Wycofano w 2014 r	150 mln EUR + 180 mln EUR = 330 mln EUR
Statek kosmiczny	16,4 t	9,4 t (31 m 3 ) 16 × regały ISPR		16 ton (300 m 3 )	tak	Nie	APAS i CBM	4 do 6 lotów rocznie Wycofany w 2011 r	1,2 miliarda dolarów
SpaceX Dragon	6 t (teoretycznie)	3,3 T (11 m 3 )		3,3 T (14 m 3 )	tak	Nie	CBM	20 uruchomień (3 do 4 rocznie)	133 mln $

Improvements

Przyszły rozwój

Ulepszona wersja frachtowca HTV X jest testowana do pierwszego lotu pierwotnie zaplanowanego na 2020 r., A datę tę ogłoszono na 2022 r.

Galeria

Manewry cumownicze
Widok kokpitu Canadarm 2 na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, z którego sterowany jest manewr dokowania i oddokowania HTV.
HTV-3 zostaje odłączony od Międzynarodowej Stacji Kosmicznej za pomocą Canadarm2 (symetryczny manewr dokowania).
Paleta uwolniona od ładunku jest wymieniana w przestrzeni magazynowej przeznaczonej dla ładunków bezciśnieniowych.

Uwagi i odniesienia

JAXA 2009 , s. 2-5
Philippe Volvert, <" Ostatni HTV opuszczający ISS " , na Destination Orbite ,20 maja 2020 r(dostęp 22.05.2022 ) .
(en) " HTV-1 Press Kit_Rev.A " , JAXA, wrzesień 2009(dostęp 11 stycznia 2010 )
(en) JAXA , „ HTV1 Mission ” , pod adresem http://iss.jaxa.jp/
(en) JAXA , „ HTV2 (KOUNOTORI2) Mission ” , pod adresem http://iss.jaxa.jp/
(en) JAXA , „ HTV3 (KOUNOTORI3) Mission ” , pod adresem http://iss.jaxa.jp/
(en) JAXA , „ HTV4 (KOUNOTORI4) Mission ” , pod adresem http://iss.jaxa.jp/
(en) JAXA , „ HTV5 (KOUNOTORI5) Mission ” , pod adresem http://iss.jaxa.jp/
(en) JAXA , „ HTV6 (KOUNOTORI6) Mission ” , pod adresem http://iss.jaxa.jp/
(en) JAXA , „ HTV7 (KOUNOTORI7) Mission ” , na http://iss.jaxa.jp/
" HTV9: H-II Transfer Vehicle KOUNOTORI (HTV) - International Space Station - JAXA " , on iss.jaxa.jp (dostęp 25 maja 2020 )
Kosmos: nowa japońska rakieta H-2B wystartuje we wrześniu
ISS zatankowana przez japoński frachtowiec kosmiczny
HTV ponownie wszedł do atmosfery

Zobacz też

Powiązane artykuły

Linki zewnętrzne

[PDF] (en) JAXA , zestaw prasowy misji HTV-1 ,9 września 2009( czytaj online ).

[PDF] (en) Katsushi Shibata , Mitsubishi Heavy Industries Przegląd techniczny: Projekt bezpieczeństwa pojazdu transferowego H-II , vol. 48, t. 4,Grudzień 2011, 5 pkt. ( czytaj online ).

[PDF] (en) (ja) JAXA , oficjalna broszura .