Nákladní loď v prostorové doméně je druh bezpilotního prostoru vozidla , který umožňuje náklad k přepravě na, například, vesmírná stanice na oběžné dráze. Doposud vyvinuté nákladní lodě byly použity k přepravě spotřebního materiálu, náhradních dílů na vesmírnou stanici, zvýšení oběžné dráhy vesmírné stanice a přivezení nákladu zpět na Zemi.
Vzhled nákladních lodí vyplývá z dlouhodobého uvádění vesmírných stanic obsazených posádkami na oběžnou dráhu . Specializace, která vedla k vytvoření tohoto typu vozidla, umožňuje oddělit dodávky a ulevit posádkám a přepravit více nákladu odstraněním určitého vybavení spojeného s přítomností mužů. První nákladní loď Progress , která poprvé vzlétla v roce 1978, byla zkonstruována pro zásobování spotřebním materiálem, náhradními díly a pohonnou vesmírnou stanicí Sovětský Saljut . Pro zásobování Mezinárodní vesmírné stanice byly v roce 2000 vyvinuty čtyři typy nákladních lodí, tři jsou funkční a jedno bylo vyřazeno z provozu.
Hlavní charakteristiky nákladního plavidla jsou:
Stávající a vyvíjející se nákladní lodě mají širokou škálu kapacit. V závislosti na povaze nákladu se ukládá:
V případě mezinárodní vesmírné stanice je přenos předmětů zevnitř stanice do vnějšího prostoru přes malé vzduchové komory omezen na malé části: je proto nutné, aby náhradní díly, které mají být instalovány mimo stanici, dorazily v držák přístupný zvenčí.
Uložená HTV: můžete vidět úložný prostor věnovaný beztlakové přepravě.
Ruská nákladní loď Progress právě dorazila naložena nákladem v tlakovém prostoru.
Díky přetlakovému úložnému prostoru na čtyřkolce můžeme ve spodní části vidět poklop zmenšeného formátu
Nákladní loď může mít kapacitu pro zvýšení oběžné dráhy mezinárodní vesmírné stanice pravidelně degradované odporem generovaným zbytkovou atmosférou. Tato kapacita závisí na výkonu motorů a množství paliva dostupného pro pohon. V roce 2017 měla tuto schopnost pouze ruské nákladní plavidlo Progress , které je nezbytné pro přežití stanice.
Proces kotvení může být zcela automatický nebo může vyžadovat zásah operátora v závěrečné fázi schůzky. Pokud je to manuální, může operace například převzít kontrolu nad nákladním plavidlem nebo s ním manipulovat tak, aby jej kotvilo pomocí ramene dálkového ovládání. Koexistují různá automatická kotevní zařízení: Kurs …
Přiblížení k HTV z letové paluby ramene Canadarm ve vesmírné stanici
HTV je oddělena od stanice pomocí ramene Canadarm 2 (symetrický úložný manévr).
Automatické ukotvení lodi Progress
ATV automatické uložení
Sestava tvořená typem poklopu a uvazovacím systémem může být například kruhová typu sondy-kužele nebo typu APAS o ploše 0,5 m 2 používaná na nákladních lodích ATV a Progress nebo ve vlastním formátu CBM na přístavy stanice 1,61 m 2 (neruská část) realizovaná japonskou nákladní lodí. Pouze přístav CBM může pojmout vnitřní vybavení neruské části mezinárodní vesmírné stanice.
Dračí loď má poklop ve formátu CBM
Nákladní loď může nebo nemusí mít kapacitu přivést zpět na Zemi náklad nacházející se na oběžné dráze: výsledky vědeckých experimentů, vybavení vyžadující opravu (skafandr), opakovaně použitelné vědecké vybavení. Tato schopnost vyžaduje, aby nákladní loď měla tepelný štít umožňující odolat teplu produkovanému při atmosférickém návratu, manévrovací schopnosti během této fáze a zařízení umožňující prakticky zrušit zbytkovou rychlost před pohybem. Dosáhnout na zem (padáky…).
Všechna nákladní plavidla použitá nebo použitá k doplnění paliva na Mezinárodní vesmírnou stanici .
| Plavidlo | Celkem přepravné | Přeprava pod tlakem (m 3 ) | Voda, kyslík a palivo | Ne pod tlakem nákladní |
Vraťte se na Zemi |
Čepy pro zvýšení ISS |
Typ šrafování |
Plánovaná spuštění | Cena (náklad + odpalovací zařízení) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| V činnosti | |||||||||
| Pokrok | 2,2 t až 2,3 t | 1,8 t (7,6 m 3 ) | -300 l vody -47 kg vzduchu nebo kyslíku -870 kg paliva |
Ne | Ne | 250 kg | ruština | 4 ročně | 25 milionů EUR + 25 milionů EUR = 50 milionů EUR |
| HTV | 6,2 t | 5,2 t (14 m 3 ), 8 × stojany ISPR |
-300 l vody | 1,9 t (16 m 3 ) | Ne | Ne | CBM | 9 startů (1 za rok) |
92 milionů EUR + 90 milionů EUR = 182 milionů EUR |
| Cygnus | 3,2 t až 3,5 t | 3,2 t až 3,5 t (27 m 3 ) | Ne | Ne | Ne | CBM | 10 uvedení na trh (od roku 2013 do roku 2019) |
190 milionů $ | |
| Vyřazeno z provozu | |||||||||
| ATV | 7,7 t | 5,5 t (46,5 m 3 ) | -840 l vody -100 kg vzduchu nebo kyslíku -860 kg paliva |
Ne | Ne | 4700 kg | ruština | 5 spuštění (1 každých 18 měsíců) Vyřazeno v roce 2014 |
150 milionů EUR + 180 milionů EUR = 330 milionů EUR |
| Kosmická loď | 16,4 t | 9,4 t (31 m 3 ) 16 × ISPR stojany |
16 tun (300 m 3 ) | Ano | Ne | APAS a CBM |
4 až 6 letů ročně Staženo v roce 2011 |
1,2 miliardy $ | |
| SpaceX Dragon | 6 t (teoretická) |
3,3 t (11 m 3 ) | 3,3 t (14 m 3 ) | Ano | Ne | CBM | 20 startů (3 až 4 ročně) |
133 milionů $ | |
Ruský nákladní letoun Progress může přepravit 3,2 tuny zásob včetně 1,8 tuny paliva pro mezinárodní vesmírnou stanici. Má významnou tažnou kapacitu stanice. Nákladní loď automaticky dokuje na stanici díky systému Kurs , který využívá radarové impulsy k výpočtu korekcí kurzu a kotviště.
ATV je automatická nákladní loď vyvinutý Evropskou vesmírnou agenturou zásobovat kosmickou stanici v letech 2008 a 2014. To bylo vypuštěno pomocí Ariane 5 ES ATV a byla ve formě 4,85 m válce. O průměru nad 10 metrů na délku. Mohl nést až 7,7 tun nákladu, včetně 4700 kg tažného paliva, 860 kg paliva načerpaného do nádrží vesmírné stanice, 4500 kg nákladu v tlakovém nákladním prostoru, 100 kg vzduchu nebo kyslíku a 800 kg vody. Čtyřkolka měla čtyři velké pohonné motory, které jí během dokovací doby (6 měsíců) umožňovaly zvyšovat nadmořskou výšku stanice. Byl navržen pro automatické dokování s modulem Zvezda. Jeho poklop ruského modelu mu nedovolil přepravovat objemný náklad. Neměl beztlakovou nosnost nákladu. Na 5 lety naplánované každých patnáct měsíců byla úspěšná.
Japonské nákladní plavidlo HTV , vyvinuté Japonskem jako součást své účasti na vesmírné stanici, může přepravovat 4,5 tuny nákladu v tlakovém prostoru a 1,5 tuny v beztlakém prostoru. S poklopem o velkém průměru, který umožňuje přímé připojení k portům neruské části vesmírné stanice, může na rozdíl od ATV nést větší části, které jsou vybaveny vnitřkem Mezinárodní vesmírné stanice. (Formát racku). K provozování spojení s vesmírnou stanicí se nákladní loď HTV, která byla vypuštěna japonským odpalovacím zařízením H-IIB , přiblíží k vesmírné stanici v automatickém režimu pomocí diferenciálního GPS a poté dosáhne laseru ve vzdálenosti 500 metrů, jehož světelný paprsek se odráží testovací tabulka nainstalovaná na stanici. Dálkově ovládané rameno Canadarm, které dorazilo 10 metrů od stanice, uchopí plavidlo a provede křižovatku. HTV byla poprvé spuštěna v rocezáří 2009. V současné době je plánováno dalších šest misí .
Aby NASA zásobila vesmírnou stanici po stažení amerických raketoplánů v roce 2011, zahájila programy COTS a CRS, které svěřují soukromým hráčům vývoj a vypouštění nákladních lodí. V roce 2008 byla vybrána dvě plavidla, která byla uvedena do provozu v roce 2012 a 2013:
Čínský nákladní letoun Tianzhou uskutečnil svůj první let v roce 2017, aby otestoval tankování stanice s Tiangong-2 . Jeho design je odvozen od designu prvních čínských stanic typu Tiangong.