Svemirski brodovi HTV (Kounotori)

Japanski teretni svemirski brodovi HTV namijenjeni su dostavi opreme za japanski dio ISS-a, te vode, hrane i drugih potrepština cjelokupne posade, a na povratku i odvozu otpada. Do sada je lansirano pet brodova HTV.

Raketa H2B i HTV-5 prije lansiranja iz uzletišta TNSC. © Ljubaznošću: JAXA
Članak
0Komentari
Broj otvaranja1073

Naziv HTV kratica je od H2 Transfer Vehicle (H2 je tip rakete kojom se lansiraju HTV brodovi). Nakon javnog natječaja, u studenom 2010. godine za HTV odabran je nadimak - Kounotori (bijela roda). Proizvodi ih tvrtka Mitsubishi Heavy Industries - Aerospace Systems Corp. sa sjedištem u japanskom gradu Nagoya, za japansku nacionalnu svemirsku agenciju JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency). Brodovi se lansiraju raketom H2B (inačica 304) s lansirnog mjesta LP-2 iz raketnog uzletišta Tanegashima Space Center (TNSC). Početna putanja je elipsa 200 x 300 km s nagibom od 51,6 stupnjeva. Tijekom nekoliko dana leta putanja se višekratno mijenja dok HTV ne dospije u doseg komunikacijskog sustava PROX (Proximity Communication System).

Doseg tog sustava je do 23 kilometra od ISS-a. Do udaljenosti od 23 km letom se upravlja iz kontrolnog centra u Japanu posredstvom američkog satelita TDRS, a potom upravljanje letom preuzima sustav PROX koji omogućuje izravnu obostranu komunikacijsku vezu HTV-ISS. Jedan dio opreme tog sustava nalazi se unutar i izvan modula Kibo, a drugi u HTV-u. Nakon te početne faze približavanja novim nizom manevara HTV se podigne na visinu putanje ISS-a, ali tako da je 5 km iza njega. S te pozicije (točka AI- Approach Initiation) započinje završno približavanje tako da se HTV spusti ispod ISS-a na udaljenost od 500 metara, a zatim se vertikalno uspinje do udaljenosti od 10 m. Tada se isključi pogonski sustav broda te se mehaničkom rukom postaje HTV prenese do modula Harmony s kojim se spoji na spojnom mjestu nadir.


Početna faza približavanja ISS-u do 23 km. © Ljubaznošću. JAXA

Završni faza približavanja ISS-u do 10 m. © Ljubaznošću: JAXA
Svemirski teretni brod HTV (Kounotori) ima oblik valjka dužine 9,8 m i promjera 4,4 m. Sastoji se iz četiri cjeline (modula): 1. PLC (Pressurized Logistics Carrier) dužine 3,14 m, 2. ULC (Unpressurized Logistics Carrier) dužine 3,5 m s pripadajućom paletom EP (Exposed Pallet), 3. AM (Avionics Module ili Inter-Orbit Transportation System Compartment) dužine 1,25 m i 4. PM (Propulsion Module) dužine 1,27 m koji je konusnog i valjkastog oblika. Vanjska oplata broda obložena je s 57 solarnih panela (20 na PLC, 23 na ULC, 8 na AM, 6 na PM). Masa HTV pri lansiranju može biti najviše 16,5 tona (od čega goriva može biti 2,4 tone). Na ISS može dopremiti do 6 tona tereta (do 4,5 tona u PLC i do 1,5 t u ULC).

S ISS-om ostaje spojen približno mjesec dana, a zatim se s ukrcanim otpadom u PLC i na paleti EP u ULC, usmjerava u zemljinu atmosferu tako da se u njoj iznad Južnog oceana dezintegrira pri čemu veći dio broda s otpadom izgori. Iskrcaj dopremljenog tereta i ukrcaj otpada u PLC obavljaju članovi posade svemirske postaje, a nepotrebna oprema s vanjskog dijela stavlja se na paletu EP koja se mehaničkom rukom vrati u ULC.

HTV-3 snimljen iz ISS-a. © Ljubaznošću: NASA

Glavni dijelovi i izmjere broda HTV (Kounotori). © Ljubaznošću: JAXA
Teret koji će se koristiti unutar ISS-a prevozi se u modulu PLC. Nakon ukrcaja tereta modul se hermetički zatvara, a tijekom cijelog leta u modulu održava se kontrolirana atmosfera (temperatura i tlak od jedne atmosfere). Unutar modula teret koji je prethodno pakiran u posebne torbe CTB (Cargo Transfer Bags) različitih veličina, odlaže se i pričvršćuje na police regala HRR (HTV Resupply Racks) koji trajno ostaju u modulu (ne prenose se u ISS). Koristi se nekoliko tipova HRR regala. Svaki HRR regal može se nadomjestiti regalom ISPR (International Standard Payload Rack), koji se nakon spajanja s ISS-om iznese iz PLC kroz otvor na vrhu (1,27 x 1,27 m) i potom montira u modulu Kibo ili nekom drugom.

ISPR regali visoki su 2,010 m, široki 1,050 m i duboki 0,860 m. Posebna vrsta ISPR regala je PSRR regal (Pressurized Stowage Resupli Rack). Regala bilo koje vrste (HRR,ISPR) može u PLC-u biti najviše osam, a slažu se uzduž oplate modula u dva sloja (Rack Bay 1 i 2). ISPR regali koji su predviđeni za montažu u ISS-u, uvijek se montiraju u gornjem redu regala modula PLC, tj. u onom koji je bliži otvoru modula (Rack Bay 1). U HTV-5 prvi put su CTB odloženi i pričvršćeni na novi tip regala HRR tip-D (pričvršćen je za dno modula). Na vrhu PLC modula nalazi se pasivni spojni mehanizam CBM-P (Common Berthing Mechanism - Passive) pomoću kojega se HTV spaja s aktivnim spojnim mehanizmom modulom Harmony (uvijek na spojnom mjestu nadir).

Nakon spajanja, napajanje električnom energijom, klimatizacija i vatrodojava PLC-a prebacuje se na sustave ISS-a. Na vanjskom obodu modula nalazi se 12 motora s pojedinačnim potiskom od 110 N, koji pripadaju RCS sustavu (Reaction Control System). Da bi posada ISS-a mogla vizualno pratiti približavanje broda HTV na prednjoj i bočnoj strani HTV-a montirana su svjetla različitih boja: trepćuće bijelo i žuto na prednjoj strani, dva crvena bočno na lijevoj (port) strani i dva zelena bočno na desnoj (starboard) strani. Trepereća svjetla vidljiva su na udaljenosti od 1.000 metara, a ostala na 500 metara.

Pogled na PLC modul broda HTV. © Ljubaznošću: NASA

ISPR i HRR regali. © Ljubaznošću: JAXA
Oprema uređaja (EF teret i ili nadomjesni dijelovi ORU) koji će biti korišten izvan ISS-a montira se na paletu EP (Exposed Pallet) ili EP-MP (Exposed Pallet - Multi-Purpose), a ona se ukrcava u HTV kroz bočni otvor modula ULC i pričvršćuje posebnim držačima za tijelo modula. Unutrašnjost modula ULC nije hermetizirana, nego je oprema izložena vanjskoj temperaturi i tlaku. Nakon spajanja s modulom Harmony mehaničkom rukom SSRMS (Space Station Remote Manipulator System, tj. Canadarm-2) kojom se upravlja iz ISS-a izvlači se paleta EP, koju zatim preuzima glavna mehanička ruka modula Kibo (Main Arm) dužine 10 m. Ona privremeno paletu EP spaja s EF dijelom modula Kibo (Japanese Experiment Module - Exposed Facility ili Kibo-Exposed Facility, skraćeno EF) na mjesto EFU-10 (Exposed Facility Unit-10). EF ima 12 spojnih mjesta EFU, na koja se spaja pokusna oprema (experiment payloads tj. EF teret).

ULC i paleta EP broda HTV-3. © Ljubaznošću: JAXA
Za preseljenje pojedinih dijelova (EF tereta) s EP na EF koristi se velika mehanička ruka, a kada su potrebni precizni zahvati velikoj ruci dodaje se mala mehanička ruka od 2 m SFA (Small Fine Arm), koja je osposobljena za vrlo precizne zahvate. ORU teret koji treba montirati na druge vanjske dijelove ISS-a, s palete EP na odredišnu lokaciju premješta se posredstvom mehaničke ruke Canadarm-2 i robota Dextre ili astronauta tijekom njihove vanbrodske aktivnosti (EVA).

Izvlačenje palete EP iz ULC. © Ljubaznošću: NASA

EF s priključenim MAXI, SEDA-AP i ICS EF. © Ljubaznošću: NASA
Sva upravljačka (računalna), navigacijska i telekomunikacijska oprema smještena je u modulu AM. Tu se nalazi i sustav napajanja električnom energijom. Ona se dobiva iz solarnih panela i akumulatorskih baterija od kojih je jedna punjiva (puni se pri danjem svjetlu, a prazni noću). Spremnici pogonskog goriva (4 velika), spremnici helija (4 mala), glavni raketni motori (4) svaki potiska od 490 N, te 16 motora s pojedinačnim potiskom od 110 N koji pripadaju RCS sustavu (Reaction Control System) sastavni su dio modula PM. Preostali dio motora sustava RCS nalazi se na modulu PLC.

Pogled na PM modul broda HTV-1. © Ljubaznošću: NASA
Koncept broda HTV do danas ostao je nepromijenjen, ali višekratno su provedene neznatne izmjene pojedinih detalja (npr. u PLC promijenjena je rasvjeta i povećana je mogućnost smještaja većeg broja CTB-a; u AM modulu smanjen je broj baterija s 11 na 7, a kapacitet im je povećan s 175 Ah na 200 Ah, softver RVFS (Rendezvous Flight Software) i inercijalni navigacijski sustav su poboljšani; dio strane opreme zamijenjen je opremom japanskih proizvođača...).

HTV-1 je poletio 10.09.2009., a s modulom Harmony spojen je 17.09.2009. godine. U PLC/HTV-1 ukrcan je jedan ISPR regal tipa PSRR (Pressurized Section Resupply Rack) i 208 Cargo Transfer Bags (CTB) raspoređenih na sedam HRR regala ukupne mase korisnog tereta od 3.600 kg, a u ULC/HTV-1 na paletu EP/HTV-1 dva EF tereta (Experiment Payload): japanski SMILES (Superconducting Submilimeter-Wave Limb-Emission Sounder) i američki HREP koji uključuje opremu HICO (Hyperspectral Imager for the Coastal Ocean) i RAIDS (Remote Atmospheric & Ionospheric Detection System) ukupne mase 900 kg. SMILES je priključen na EFU-3, a HREP na mjestu EFU-6.

EF nakon priključenja SMILES i HREP. © Ljubaznošću: JAXA
EF je na modul Kibo montiran tijekom leta STS-127. Na njega su zatim 23.07.2009. godine priključeni: MAXI (Monitor of All-sky X-ray Image na EFU-1, SEDA-AP (Space Environment Data Acquisition Equipment-Attached Payload) na EFU-9 i ICS (Inter-orbit Communication System) na EFU-7 (omogućuje telekomunikacijsku vezu modula Kibo s njegovim kontrolnim centrom posredstvom japanskog telekomunikacijskog satelita DRTS). Od ISS-a HTV-1 odvojio se 30.10.2009., nakon čega je u Zemljinoj atmosferi dezintegriran 01.11.2009. godine.

HTV-2 (Kounotori-2) poletio je 22.01.2011. godine, a 27.01.2011. spojen je s ISS-om na spojnom mjestu nadir modula Harmony. PLC/HTV-2 (Kounotori-2) dopremio je na ISS 230 CTB-a razmještenih na 6 regala HRR i dva ISPR regala, koji su kasnije montirani u modulu Kibo: stalak Gradient Heating Furnace (GHF; drugim imenom Kobairo) i stalak MSPR-1 (Multi-purpose Small Payload Rack), a u ULC/HTV-2 na paleti EP/HTV-2 dopremio je dva NASA-ina tereta ORU (Orbital Replacement Units): kontejner CTC (Cargo Transport Container) i FHRC (Flex Hose Rotary Coupler). Oba ORU su posredstvom manipulatora SPDM (Special Purpose Dexterous Manipulator) s palete EP premješteni na ELC- 4 (Express Logistics Carrier-4) koji je na ISS dostavljen u STS-133.

MSPR-1 u PLC/HTV-2. © Ljubaznošću: JAXA
HTV-2 je na ISS dopremio teret ukupne mase od 5.300 kg (4.000 kg u PLC i 1.300 kg na paleti EP u ULC). Da bi se omogućio iskrcaj modula PMM i ELC-4 iz raketoplana Discovery (STS-133) koji se na PMA-2 spojio 26.02.2011. i potom spajanje PMM s modulom Unity (na spojnom mjestu nadir), HTV-2 je još 18.02.2011. privremeno preseljen na spojno mjesto zenith modula Harmony i nakon razdvajanja raketoplana od ISS-a (07.03.2011.) HTV-2 ponovno je vraćen (10.03.2011.) na spojno mjesto nadir modula Harmony. Od ISS-a odvojio se 28.03.2011. Dezintegriran je 30.03.2011.godine. U vrijeme dok je raketoplan leta STS-133 bio spojen s ISS-om, na ISS su bili spojen još i Soyuz TMA-01M, Soyuz TMA-20, Progress M-09M, HTV-2 i ATV-2 (ukupno 6 letjelica što je jedinstven slučaj).

Kobairo u PLC/HTV-2. © Ljubaznošću: JAXA
HTV-3 (Kounotori-3) poletio je 21.07.2012., a s ISS spojio se 27.07.2012. godine. PLC/HTV-3 (Kounotori-3) dopremio je na ISS 230 CTB-a razmještenih na 8 regala HRR, ukupne mase od 3.500 kg, a ULC/HTV-3 na paleti EP/HTV-3 japanski MCE (Multi-mission Consolidated Equipment) i NASA-in SCAN Testbed (Space Communications and Navigation Testbed) ukupne mase 1.100 kg. Među inom opremom u PLC-u bili su i: japanski akvarij AQH (Aquatic Habitat), japanski lanser satelita J-SSOD (JEM-Small Satellite Orbital Deployer), pet satelita tipa CubeSat (RAIKO, FITSAT-1, WE WISH, F-1 i TechEdSat-3), japanski i-Ball (Re-entry Data Recorder) i američki REBR (ReEntry Breakup Recorder). MCE montiran je na EFU-8, a REBR na ELC-3. HTV-3 odvojio se od ISS-a 12.09.2012. Dezintegriran je 14.09.2012. godine. Svi sateliti koje je dopremio HTV-3, iz modula Kibo lansirani su u listopadu 2012. godine.

Oprema dopremljena u PLC/HTV-3. © Ljubaznošću: NASA
HTV-4 (Kounotori-4) lansiran je 03.08.2013., a s ISS-om spojio se 09.08.2013. PLC/HTV-4 (Kounotori-4) dopremio je na ISS 230 CTB-a razmještenih na 8 regala HRR, ukupne mase od 3.900 kg, a ULC/HTV-4 na paleti EP-MP/HTV-4 tri NASA-ina tereta ukupne mase 1.500 kg: MBSU (Main Bus Switching Unit; MBSU je preseljen na ELC-2), UTA (Utility Transfer Assembly) i STP-H4 (Space Test Program - Houston 4; kao otpad biti će ukrcan na EP/HTV-5).

Oprema dopremljena na paleti EP/HTV-4. © Ljubaznošću: JAXA
Među inim teretom u PLC/HTV-4 dostavljena je i ova oprema: japanski zamrzivač FROST (Freezer-Refrigerator of Stirling Cycle) koji zamrzava na temperaturu do -70 stupnjeva Celzija, ICE-Box (ISS Cryogenic Experiment Storage Box) koji tijekom leta do ISS-a i bez napajanja unutar spremnika zadržava nisku temperaturu, novi i-Ball, 4 satelita tipa CubeSat (TechEdSat-3, Pico Dragon, ArduSat-1, ArduSat-X), 4K resolution kameru. U PLC-u lansiran je i Kirobo - japanski humanoidni robot. Po prvi put je EP iskorišten za povratak nepotrebne američke opreme pokusa STP-H3, s namjerom da nakon dezintegracije broda HTV-4 izgori u Zemljinoj atmosferi. HTV-4 od ISS-a odvojio se 04.09.2013. Dezintegriran je 07.09.2013. godine. Svi sateliti koje je dopremio HTV-4, iz modula Kibo lansirani su u studenom 2013. godine.

MSPR-2 regal. © Ljubaznošću: JAXA
HTV-5 (Kounotori-5) lansiran je 19.08.2015., a s ISS-om spojio se 24.08.2015. Pri tom spajanju po prvi puta mehaničkom rukom Canadarm-2 iz ISS-a upravljao je japanski astronaut (Kimija Jui). U PLC/HTV-5 (Kounotori-5) ukrcana su dva ISPR regala (MSPR-2 i Galley Rack) i rekordnih 242 CTB-a razmještenih na 6+1 HRR (prvo korištenje regala HRR tipa D), ukupne mase od 4.500 kg, a u ULC/HTV-5 na paleti EP/HTV-5 teleskop CALET (CALorimetric Electron Telescope) mase 1.000 kg, koji će biti montiran na EFU-9 (prethodno će s tog mjesta na EFU-11 biti premješten SEDA-AP). Na paletu EP/HTV-5 prije povratka montirati će se nepotrebna oprema: japanski SMILES, američki MCE i STP-H4, koja će pri povratku HTV-5 na Zemlju izgoriti.

Teleskop CALET. © Ljubaznošću: JAXA
Japanski stalak MSPR-2 biti će montiran u modulu Kibo, a američki Galley u modulu Unity. Osim hrane, pitke vode i drugih potrepština posade u PLC/HTV-5 nalazi se i ova oprema: MHU (Mouse Habitat Unit) - pokus s miševima (6 će biti izloženi umjetnoj gravitaciji, a drugih 6 ne), ELF (Electrostatic Levitation Furnace), ExHAM-2 (Exposed Experiment Handrail Attachment Mechanism), 16 satelita tipa CubeSat (14 Flock-2b, AAUSAT-5, GOMX-3), NREP (NanoRacks External Payload Platform), crpke i filtri sustava WRS (Water Recovery System) i još neka druga. Prema planu HTV-5 odvojiti će se od ISS-a 26.09.2015. godine.

Bez komentara
Želiš komentirati? Klikni!