Пилотируемый пусковой аппарат (или Gaganyaan ) — это текущая программа Индийской организации космических исследований (ISRO) по разработке технологий, необходимых для запуска пилотируемых орбитальных космических аппаратов на низкую околоземную орбиту . [4] Три беспилотных полета , названных Gaganyaan-1 , Gaganyaan-2 и Gaganyaan-3, запланированы к запуску в 2024 году, за которыми последует пилотируемый полет в 2024 году на ракете HLVM3 . [3] [2] [5] [6] [7]
До объявления миссии Gaganyaan в августе 2018 года пилотируемые космические полеты не были приоритетом для ISRO, но организация работала над смежными технологиями с 2007 года [8] и провела эксперимент по возвращению пилотируемого модуля в атмосферу [9] и тест аварийного отключения на площадке для этой миссии. [10] [11] В декабре 2018 года правительство одобрило выделение дополнительных 100 миллиардов рупий (1,5 миллиарда долларов США) на 7-дневный пилотируемый полет из 2–3 астронавтов. [12] [13] [14] [15]
В случае успешного завершения Индия станет четвертой страной , которая осуществит независимый пилотируемый космический полет после Советского Союза /России, Соединенных Штатов и Китая. После проведения первых пилотируемых космических полетов агентство намерено начать программу космической станции , пилотируемых лунных посадок и пилотируемых межпланетных миссий в долгосрочной перспективе. [16] [17]
9 августа 2007 года тогдашний председатель ISRO Г. Мадхаван Наир указал, что агентство «серьёзно рассматривает» создание Программы пилотируемых космических полётов. Он также указал, что в течение года ISRO отчитается о разработке новых технологий космических капсул. [18] Разработка полностью автономного орбитального транспортного средства для доставки экипажа из двух человек на низкую околоземную орбиту (НОО) началась через несколько месяцев после этого, когда правительство выделило ₹ 95 крор (US$ 11,4 млн) на предпроектные инициативы на 2007–2008 годы. Орбитальный космический полёт с экипажем потребовал бы около ₹ 12 400 крор (US$ 1,5 млрд) и период разработки в семь лет. Плановая комиссия подсчитала, что бюджет в размере ₹ 5 000 крор (US$ 599,1 млн) требовался для первоначальной работы в течение 2007–2012 годов для пилотируемого космического полёта. [8] [19] В феврале 2009 года правительство Индии санкционировало программу пилотируемых космических полетов, [20] но не смогло полностью профинансировать ее или создать программу.
Испытания пилотируемых космических миссий начались в 2007 году с 600-килограммового эксперимента по восстановлению космической капсулы (SRE), запущенного с помощью ракеты Polar Satellite Launch Vehicle (PSLV) и благополучно вернувшегося на Землю 12 дней спустя. За этим последовал эксперимент по возвращению в атмосферу модуля экипажа и тест аварийного отключения Pad в 2018 году. Это позволяет Индии разрабатывать термостойкие материалы, технологии и процедуры, необходимые для пилотируемых космических путешествий.
Согласно меморандуму о взаимопонимании (MoU), Организация оборонных исследований и разработок (DRDO) окажет поддержку пилотируемой космической миссии с критически важными системами и технологиями, ориентированными на человека, такими как космическое питание, здравоохранение экипажа, измерение и защита от радиации, парашюты для безопасного подъема модуля экипажа, системы пожаротушения и т. д. [21] Лаборатория оборонных исследований пищевых продуктов (DFRL) работала над космическим питанием для экипажа, а также проводила испытания противоперегрузочного костюма для астронавтов. [22] [23] Прототип под названием «Advanced Crew Escape Suit» весом 13 кг, изготовленный компанией Sure Safety (India) Private Limited, был испытан и проверен на работоспособность. [24] [25] [26] [27] Хотя модуль экипажа рассчитан на перевозку в общей сложности 3 пассажиров, первая пилотируемая миссия может иметь на борту только один или два экипажа. [28]
Показав успех во всех предварительных испытаниях, [29] решающий толчок к созданию Программы пилотируемых космических полетов был предпринят в 2017 году, [30] и она была принята и официально объявлена премьер-министром 15 августа 2018 года. [31] Финансирование составляет около 10 000 крор рупий. Ожидалось, что этап испытаний начнется в декабре 2020 года, а первая пилотируемая миссия должна была быть выполнена в декабре 2021 года. [32] Однако 11 июня 2020 года было объявлено, что общий график запусков Gaganyaan был отложен из-за воздействия пандемии COVID-19 в Индии , что, в свою очередь, пересмотрело график HSP. [33] По состоянию на декабрь 2022 года первый беспилотный испытательный полет запланирован на середину 2024 года, [6] а затем последуют беспилотный второй и пилотируемый третий полеты. [5] По данным ISRO, первоначальный процесс проверки продуктов питания, питьевой воды, аптечек первой помощи и систем мониторинга состояния здоровья для миссии Gaganyaan завершен до 16 марта 2021 года. [ необходима ссылка ] ISRO и совместная рабочая группа CNES по программе пилотируемых космических полетов сотрудничают в области космической медицины для проекта Gaganyaan. [34]
Первая фаза этой программы заключается в разработке и запуске 3,7-тонного космического корабля под названием Gaganyaan , способного перевозить экипаж из 3 человек на низкой околоземной орбите и безопасно возвращаться на Землю после миссии продолжительностью от нескольких витков до двух дней. [36] Удлиняемая версия космического корабля позволит совершать полеты продолжительностью до семи дней, с возможностью сближения и стыковки. Перед полетом модуля Gaganyaan капитан группы Шубханшу Шукла должен был совершить полет на миссии Axiom-4 на Международную космическую станцию. [39] [40]
На следующем этапе усовершенствования приведут к разработке небольшого жилища, позволяющего совершать космические полеты продолжительностью 30–40 дней за один раз. Дальнейшие достижения, основанные на опыте, впоследствии приведут к разработке космической станции . [41]
7 октября 2016 года директор Космического центра Викрама Сарабхаи К. Сиван заявил, что ISRO готовится провести критически важный «тест на спасение экипажа», называемый ISRO Pad Abort Test , чтобы увидеть, насколько быстро и эффективно модуль экипажа может быть безопасно освобожден в случае чрезвычайной ситуации. Тесты были успешно проведены 5 июля 2018 года в Космическом центре имени Сатиша Дхавана, Шрихарикота. Это был первый из серии тестов для квалификации технологии системы спасения экипажа. [42] [43] Испытания парашюта были запланированы до конца 2019 года, а несколько тестов на прерывание полета были запланированы с середины 2020 года. [44] [ требуется обновление ]
Индия не будет использовать животных для тестирования систем жизнеобеспечения, но будут использоваться роботы, напоминающие людей. [45] [46] ISRO стремится к надежности более 99,8% для своей системы спасения экипажа. [47]
ISRO планирует запустить свой пилотируемый орбитальный корабль Gaganyaan на ракете-носителе Mark 3 (LVM3). [7] Примерно через 16 минут после старта ракета выведет орбитальный корабль на орбиту в 300–350 км над Землей. Капсула вернется для приводнения в Аравийском море недалеко от побережья Гуджарата . [48] По состоянию на май 2019 года проектирование модуля экипажа было завершено. [49] Космический корабль будет дважды запущен без экипажа для проверки перед проведением фактического полета человека в космос. [50] [51] [52] По состоянию на январь 2020 года модуль экипажа должен был пройти испытания в аэродинамической трубе Совета по научным и промышленным исследованиям (CSIR) в Национальной аэрокосмической лаборатории (NAL). [53] Космический корабль доставит одного экипажа в своей первой пилотируемой миссии на орбиту 400 км (250 миль). [28]
Первый беспилотный полет будет включать запуск модуля весом 5000 кг (11 000 фунтов), который после выхода на орбиту снова войдет в атмосферу и замедлится на высоте 7 км (4,3 мили) перед приводнением. [54]
Ожидается, что первая индийская миссия с экипажем стартует со второй стартовой площадки Космического центра имени Сатиша Дхавана . В ноябре 2019 года ISRO объявила тендеры на расширение площадки. [55] [56] [57] [58] [59] Третья стартовая площадка в Шрихарикоте была предложена для будущих индийских ракет-носителей и миссий с экипажем. [60] Будут построены системы для входа и выхода экипажа, платформа доступа, установка для аварийного восстановления на случай возникновения чрезвычайных ситуаций во время фазы подъема полета, установка подготовки модулей для сборки и испытаний. Все объекты будут подключены к предстоящей установке управления Gaganyaan, которая будет построена поблизости и будет обеспечивать связь и мониторинг капсулы экипажа во время полета. [61]
Рейтинг человека позволяет системе безопасно перевозить людей. ISRO построит и запустит 3 миссии для проверки рейтинга человека LVM3. [3] [62] Существующие стартовые комплексы будут модернизированы, чтобы иметь возможность осуществлять запуски в рамках индийской кампании пилотируемых космических полетов. [63] [64]
ISRO модифицировала двигательные модули различных ступеней ракеты для оценки человеком. Теоретические параметры для оценки человеком должны были быть достигнуты к августу или сентябрю 2020 года, после чего последовали бы симуляции и три тестовых запуска. [65] [ требуется обновление ]
ISRO успешно провела испытание аварийного прекращения полета на стартовой площадке для проверки своей системы аварийного спасения для быстрого и эффективного извлечения экипажа в случае чрезвычайной ситуации. Испытания были успешно проведены 5 июля 2018 года в Космическом центре имени Сатиша Дхавана, Шрихарикота. Это было первое из серии испытаний для квалификации технологии аварийного прекращения полета экипажа. [42] [43] Работа по увеличению парашюта также продолжается. [62] [66] Испытания парашюта запланированы до конца 2019 года, а несколько испытаний аварийного прекращения полета запланированы на середину 2020 года с использованием испытательного аппарата на жидком топливе. [44] [67] [ требуется обновление ]
В начале 2020 года был разработан новый испытательный автомобиль для проверки системы спасения экипажа. Автомобиль был построен для спасения экипажа в полете и имеет двигательную установку на верхней части модуля, чтобы оттянуть модуль на безопасное расстояние. [65]
ISRO работает над созданием собственного механизма сертификации своих космических кораблей, которые будут доставлять людей в космос. [68]
Весной 2009 года был построен полномасштабный макет капсулы экипажа, который был доставлен в Космический центр имени Сатиша Дхавана для подготовки астронавтов. Для этой цели Индия должна была составить шорт-лист из 200 пилотов ВВС Индии . Процесс отбора начинался с заполнения кандидатами анкеты ISRO, после чего они проходили физический и психологический анализ. Только 4 из 200 претендентов должны были быть отобраны для первой подготовки к космической миссии. Пока двое будут летать, двое будут выполнять функции резервистов. [69] [70]
В 2009 году ISRO подписала меморандум о взаимопонимании с Институтом аэрокосмической медицины (IAM) ВВС Индии для проведения предварительных исследований психологических и физиологических потребностей экипажа и разработки учебных заведений. [71] [72] IAM сыграл ключевую роль в определении подготовки астронавтов, конструкции капсулы экипажа в соответствии с антропометрическими размерами населения Индии и ряда систем управления и окружающей среды в соответствии с психологическими и физиологическими потребностями. [73]
Объявление премьер-министра Моди о программе «Гаганьян» немедленно вызвало восторженную реакцию индийской диаспоры, и ISRO получила миллионы писем и электронных писем от жителей Индии, а также от экспатов, желающих добровольно стать астронавтами для этого проекта. [74]
В январе 2019 года председатель ISRO К. Сиван объявил о создании Центра пилотируемых космических полетов в Бангалоре для подготовки астронавтов. [75] Центр стоимостью 1000 крор рупий (119,8 млн долларов США) будет обучать выбранных астронавтов спасательным и восстановительным операциям, операциям в условиях невесомости и мониторингу радиационной обстановки. В то время как HSFC изначально будет работать из штаб-квартиры ISRO, планируется построить еще один объект, специальный кампус, недалеко от Бангалора. Объект будет включать офисы, жилье, испытательные и интеграционные помещения, а также в долгосрочной перспективе будет нанимать 1000 человек. [76]
Центр подготовки астронавтов будет создан на предлагаемом участке площадью 140 акров (0,57 км2 ) недалеко от международного аэропорта Кемпеговда в Деванахалли , Карнатака. [77]
Центр пилотируемых космических полетов ISRO и Главкосмос , дочерняя компания российской государственной корпорации «Роскосмос» , 1 июля 2019 года подписали соглашение о сотрудничестве в отборе, поддержке, медицинском обследовании и космической подготовке четырех индийских астронавтов. [78] [79] Было одобрено создание Технического подразделения связи ISRO (ITLU) в Москве для координации деятельности. [80] До сентября 2019 года уровень 1 процесса отбора астронавтов был завершен в Бангалоре. Выбранные летчики-испытатели прошли тесты на физические нагрузки, лабораторные исследования, радиологические тесты, клинические тесты и оценку различных аспектов их психологии. [81] [82] К ноябрю 2019 года ВВС Индии отобрали 12 потенциальных астронавтов, которые затем отправятся в Россию для дальнейшего обучения двумя группами. [83]
Поскольку критерии отбора требуют опыта летчика-испытателя, женщины не будут участвовать в первом индийском пилотируемом космическом полете. Первый пилотируемый полет будет состоять из трех человек с одним запасным, и эта команда из четырех человек отправилась в Россию для подготовки астронавтов. [44]
В декабре 2019 года процесс отбора подошел к концу, [84] [85] и 10 февраля 2020 года четыре кандидата начали 12-месячную подготовку в Научно-исследовательском испытательном центре подготовки космонавтов имени Ю. А. Гагарина (НИЦПК). [86] Астронавты прошли подготовку к нештатным посадкам в различных условиях, включая леса, реки и моря. [65]
В феврале 2020 года индийские кандидаты в астронавты завершили подготовку к зимнему выживанию. [87] [88] [89]
ISRO также предложила план стоимостью 2700 крор рупий (320 миллионов долларов США) по созданию центра подготовки астронавтов в Чаллакере в округе Читрадурга . Создание центра займет не менее 2–3 лет после одобрения правительства. [90] После обучения в России для непредвиденных и экстремальных ситуаций индийские астронавты должны были вернуться в Индию в марте 2021 года для прохождения оставшейся части обучения в индийском модуле. [17] Однако из-за пандемии COVID-19 обучение было приостановлено с 28 марта по 11 мая и возобновлено 12 мая 2020 года. [35] CNES поставляет систему полета и обучает врачей и технические группы для индийской программы пилотируемых космических полетов. Он также сотрудничает и делится своим опытом в областях космической медицины, мониторинга здоровья астронавтов и жизнеобеспечения. [91]
В 91-й День ВВС Индии в 2023 году ВВС Индии опубликовали видео в Twitter , поделившись кратким обзором астронавтов (не раскрывая их лиц), тренирующихся для миссии Gaganyaan. [92] В то время как двое или трое из четырех астронавтов будут выбраны для полета в первом пилотируемом полете, один из оставшихся запасных астронавтов в этой миссии полетит перед основным экипажем Gaganyaan в миссию на МКС на борту Ax-4 в начале 2024 года, как второй индийский астронавт в космосе после Ракеша Шармы , хотя план еще не завершен. Все четверо проходят специальную подготовку в Индии с тех пор, как вернулись из России. [93] [94] [95]
27 февраля 2024 года в Космическом центре Викрама Сарабхаи премьер -министр Нарендра Моди объявил имена четырех назначенных астронавтов, которые будут иметь право на будущие полеты в рамках программы Gaganyaan, а также на совместную индо-американскую миссию ( Ax-4 ) на Международную космическую станцию . На церемонии открытия присутствовали губернатор Кералы Ариф Мохаммад Хан , главный министр Пинарайи Виджаян , государственный министр иностранных дел В. Муралидхаран , председатель ISRO С. Соманат и другие высокопоставленные должностные лица ISRO. [96] [97] [98] [99] Выбранные астронавты:
Им были вручены крылья индийских астронавтов , а также логотип и девиз миссии Gaganyaan. [100] [101] Астронавт совместной индо-американской миссии — Шубханшу Шукла, а Прасант Наир был выбран в качестве его дублера. Таким образом, оба были отобраны для обучения на объектах NASA . [102]
Необходимость в дополнительных астронавтах для будущих космических миссий уже была признана ISRO. Более широкий пул потенциальных астронавтов будет создан в сотрудничестве с Институтом аэрокосмической медицины IAF . Кандидаты из экспериментальных областей и те, кто занимается непосредственно аэронавигационными исследованиями, представляют особый интерес для ISRO. Ангад Пратап, капитан группы Gaganyaan, заявил, что приоритет будет отдан исследовательской работе, которая будет решать трудности, с которыми ISRO сталкивается в своих технических начинаниях. Даже если исследователи и военные летчики могут составить большинство в начальных партиях, последующий выбор, вероятно, будет более разнообразным. Астронавты должны стать экспертами в теории космоса, принять участие в обучении на тренажерах и взаимодействовать с учеными. Одной из важнейших частей Школы подготовки астронавтов (ATS) является аэромедицинская подготовка. Также требуется обучение выживанию в различных условиях, включая море, пустыню и снег. [103]
Наземная униформа была разработана сотрудниками и студентами Национального института модных технологий (NIFT) в Бангалоре . Под руководством бывшего директора NIFT Сьюзан Томас команда NIFT, состоящая из трех студентов, Ламии Анис, Самарпана Прадхана и Тулии Д., а также двух профессоров, Джонали Баджпаи и Мохана Кумара В., работала над проектированием наземной униформы для миссии Gaganyaan. Команда подчеркнула важность того, чтобы карманы кандидатов на должность астронавта идеально подходили друг другу, а униформа должна хорошо работать, чтобы поддерживать их движения. Было рассмотрено семьдесят вариантов, прежде чем был выбран окончательный дизайн. Команда NIFT изучила различные униформы космических агентств, такие как SpaceX и NASA . Тема, которую исследовала команда NIFT, — асимметрия. Группа работала над двухцветной асимметричной линией стиля. Проект был заказан в 2021 году командой NIFT, а в 2022 году они передали проект ISRO. [104] [105]
Базирующаяся в Майсуре Лаборатория исследований в области продовольствия (DFRL), подразделение Организации оборонных исследований и разработок (DRDO), разработала сушеную и упакованную еду для астронавтов. Пищевая лаборатория разработала около 70 разновидностей обезвоженных и обработанных пищевых продуктов, которые прошли строгие процедуры по устранению микробактериальных и макробактериальных питательных веществ. Особое внимание следует уделять упаковке, а продукты питания должны иметь ограниченный вес, но в то же время обладать высокой пищевой ценностью. [106] Системы утилизации отходов для остатков пищи, системы дозирования жидкости, системы регидратации пищи и нагреватели, адаптированные к условиям открытого космоса, находятся в стадии разработки, хотя список продуктов питания, которые планируется перевозить на борту Gaganyaan, еще не был опубликован по состоянию на август 2020 года. Ожидается, что DFRL запустит свою готовую к употреблению (RTE) космическую еду к марту 2021 года. Первая партия для пилотируемого космического полета Gaganyaan-H1 будет содержать продукты питания, достаточные на 7 дней. [107]
Индия отправила двух летных хирургов в Россию и Францию для получения практического опыта в области космической медицины. Летные хирурги — это врачи из индийских ВВС, специализирующиеся на аэрокосмической медицине. [108]
Скоро будут реализованы Gaganyaan и индийская программа пилотируемых космических полетов, поэтому председатель ISRO С. Соманат призвал Национальный институт психического здоровья и нейронаук (NIMHANS) предложить решения для психологического здоровья астронавтов, участвующих в космических полетах. [109]
В отличие от других стран, которые осуществляли полеты человека в космос, Индия не будет запускать животных в космос. Вместо этого она будет запускать гуманоидных роботов для лучшего понимания того, что невесомость и радиация делают с человеческим телом во время длительного пребывания в космосе. [110] [28] Безногий гуманоид по имени Вьом Митра был представлен в январе 2020 года, и, как ожидается, будет летать на борту беспилотных экспериментальных миссий, а также помогать астронавтам в пилотируемых миссиях. [111]
7 ноября 2018 года ISRO опубликовала Объявление о возможности поиска предложений от индийского научного сообщества для экспериментов по микрогравитации, которые могли бы быть проведены во время первых двух роботизированных полетов Gaganyaan . [112] [113] Масштаб экспериментов не ограничен, и будут рассмотрены другие соответствующие идеи. Ожидается, что предлагаемая орбита для платформы микрогравитации будет находиться на околоземной орбите на высоте около 400 км. Все предлагаемые внутренние и внешние экспериментальные полезные нагрузки пройдут тепловые, вакуумные и радиационные испытания в требуемых условиях температуры и давления. Для проведения экспериментов по микрогравитации в течение длительного времени на орбиту может быть выведен спутник. Индийские виоманавты проведут четыре биологических и два физических научных эксперимента, связанных с микрогравитацией, во время миссии. [114]
Индия планирует развернуть 20-тонную космическую станцию под названием Bharatiya Antariksha Station [3] в качестве программы-продолжения миссий Gaganyaan . 13 июня 2019 года руководитель ISRO К. Сиван объявил о плане, заявив, что индийская космическая станция будет развернута через 5–7 лет после завершения программы Gaganyaan . Он также сказал, что Индия не присоединится к программе Международной космической станции . Космическая станция сможет принимать экипаж в течение 15–20 дней за раз. Ожидается, что она будет размещена на низкой околоземной орбите высотой 400 км и сможет принимать трех человек. Ожидается, что окончательное одобрение программы будет дано индийским правительством только после завершения миссий Gaganyaan . [115] [116] [117] [118]
ISRO работает над разработкой технологии стыковки и причаливания космических кораблей , первоначальное финансирование составило 10 крор , выделенных в 2017 году. [119] ISRO разрабатывает эксперимент по космической стыковке, или SPADEX , с такими системами, как оборудование для анализа сигналов, высокоточный видеометр для навигации, электроника системы стыковки и принятие решений в реальном времени для систем посадки, которые разрабатываются на разных стадиях. В рамках SPADEX ISRO запустит 2 небольших спутника для тестирования. Эта технология имеет решающее значение для космической станции, поскольку она позволит перемещать людей из одного транспортного средства или космического корабля в другой. [120]
{{cite web}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite news}}
: |last=
имеет общее название ( помощь )планировалось построить новую стартовую площадку для пилотируемого полета в космос, но Сиван сообщил Express, что из-за нехватки времени одна из двух существующих стартовых площадок модифицируется для соответствия требованиям.
Предлагается использовать существующую стартовую площадку с расширением для проведения первых полетов в рамках программы пилотируемых космических полетов Gaganyaan.[ постоянная мертвая ссылка ]
Обрисовывая общие контуры планируемой космической станции, доктор Сиван сказал, что предполагается, что она будет весить 20 тонн и будет размещена на орбите в 400 км над Землей, где астронавты смогут находиться в течение 15–20 дней. Временные рамки составляют 5–7 лет после Гаганьяна, заявил он.