Desarrollo del Programa de Tripulaciones Comerciales
Asociación del programa espacial de la NASA con empresas espaciales

Comenzando por la imagen superior: los proyectos Boeing CST-100 Starliner , Crew Dragon , Dream Chaser y, en la parte inferior, Atlas V, apto para humanos, recibieron financiación para su desarrollo a través de premios y contratos de CCDev.
Parte de una serie sobre el
Programa espacial de Estados Unidos
Programas de vuelos espaciales tripulados
Programas de vuelos espaciales robóticos
Cuerpo de astronautas de la NASA
Puertos espaciales
Vehículos de lanzamiento espacial
Espacio de seguridad nacional
Espacio civil
Industria espacial comercial

El desarrollo del Programa de Tripulación Comercial (CCDev) comenzó en la segunda ronda del programa, que se modificó de un programa de desarrollo de tecnología más pequeño para vuelos espaciales humanos a un programa de desarrollo competitivo que produciría la nave espacial que se utilizaría para proporcionar servicios de transporte de tripulación hacia y desde la Estación Espacial Internacional (ISS). Para implementar el programa, la NASA otorgó una serie de contratos competitivos de precio fijo a proveedores privados a partir de 2011. Los contratos operativos para volar astronautas se otorgaron en septiembre de 2014 a SpaceX y Boeing , y la NASA esperaba que cada empresa completara el desarrollo y lograra la calificación de tripulación en 2017. [1] Cada empresa realizó un vuelo de prueba orbital sin tripulación en 2019.

Ambos vehículos comerciales Crew Dragon y Starliner se acoplaron a los puertos del módulo Harmony al mismo tiempo

El vuelo Demo-1 2019 de la Dragon 2 de SpaceX llegó a la Estación Espacial Internacional en marzo de 2019 y regresó mediante un amerizaje en el Océano Atlántico. Después de completar su serie de pruebas, una nave espacial Crew Dragon realizó su primer vuelo operativo del Programa de Tripulación Comercial, SpaceX Crew-1 . El vuelo se lanzó el 16 de noviembre de 2020. [2] A septiembre de 2023, [update]SpaceX ha completado siete vuelos CCP exitosos con otro, SpaceX Crew-8 , actualmente en progreso. [ necesita actualización ] Tiene contrato con la NASA para catorce vuelos operativos en total a la ISS.

La prueba de vuelo orbital Boeing 2019 de la nave espacial CST-100 Starliner no logró llegar a la ISS en diciembre de 2019. El segundo vuelo de prueba, Boeing Orbital Flight Test 2 , ocurrió con éxito en mayo de 2022. [3] [4] [5] A la espera de la finalización de sus vuelos de demostración, Boeing tiene contrato para suministrar seis vuelos operativos a la ISS. [6] El primer grupo de astronautas se anunció el 3 de agosto de 2018. [7] La ​​primera prueba de vuelo tripulada de Starliner se lanzó el 5 de junio de 2024. [8] Starliner se acopló con éxito a la estación el 6 de junio de 2024 después de sufrir varias fugas de helio y fallas en los propulsores. [9] [10] [11] Debido a estos problemas, el regreso de Starliner a la Tierra se retrasó inicialmente hasta el 26 de junio de 2024, luego indefinidamente. [12] [13] El 24 de agosto de 2024, el administrador de la NASA Bill Nelson tomó la decisión de enviar a la tripulación del Starliner de regreso a casa en la Crew Dragon de SpaceX . [14]

Vehículos del programa de tripulación comercial Starliner y Dragon

Requisitos

Los requisitos clave de alto nivel para los vehículos de la tripulación comercial incluyen:

  • Entregar y devolver de forma segura a cuatro miembros de la tripulación y su equipo a la Estación Espacial Internacional (ISS) [15] [16]
  • Proporcionar un retorno seguro de la tripulación en caso de emergencia [15]
  • Servir como refugio seguro las 24 horas en caso de emergencia [15] [16]
  • Capaz de permanecer acoplado a la estación durante 210 días [15] [16]

Fondo

Después del retiro de STS en 2011 y la cancelación del programa Constellation , la NASA no tenía vehículos nacionales capaces de lanzar astronautas al espacio. [17] Artemis , la próxima gran iniciativa de vuelos espaciales humanos de la NASA, estaba programada para lanzar un vuelo de calificación sin tripulación en 2016, con una nave espacial Orion sobre un refuerzo del Sistema de Lanzamiento Espacial (SLS). La NASA no tenía ninguna nave espacial calificada para humanos disponible, y en cualquier caso SLS/Orion sería demasiado caro para los vuelos de rutina a la ISS. Mientras tanto, la NASA continuó enviando astronautas a la ISS en asientos de naves espaciales Soyuz comprados a Rusia. [18] El precio varió con el tiempo, y el lote de asientos de 2016 a 2017 costó $ 70,7 millones por pasajero por vuelo. [19] Artemis continuó cayendo, y el primer vuelo de prueba sin tripulación está programado para 2022. [20]

Programa de desarrollo

El programa CCDev se inició para desarrollar capacidades seguras y confiables de lanzamiento comercial con tripulación a la ISS para reemplazar los vuelos Soyuz. CCDev siguió a Commercial Orbital Transportation Services (COTS), un programa de carga comercial de la ISS. [21] Los contratos CCDev se emitieron para hitos de precio fijo y pago por desempeño. [22] CCDev se implementó en varias fases. Los contratos CCDev 1 fueron para el desarrollo de conceptos y tecnologías. Los contratos CCDev 2 fueron para diseños de vehículos reales. Los contratos CCiCap fueron para diseños de hardware y servicios completos de transporte de tripulación de extremo a extremo. Los contratos CPC fase 1 fueron para el desarrollo de un plan de certificación completo. Finalmente, los contratos CCtCap se otorgaron para la demostración real de servicios de transporte tripulado, que incluyeron el desarrollo, las pruebas y la producción del hardware requerido seguido de vuelos operativos a la ISS.

CCDev 1

La construcción del recipiente a presión Starliner fue uno de los hitos del CCDev 1 de Boeing

La fase 1 de desarrollo de tripulación comercial (CCDev 1) consistió en 50 millones de dólares otorgados en 2010 a cinco empresas estadounidenses para desarrollar conceptos y tecnologías de vuelos espaciales tripulados. [21] [23] [24] La NASA otorgó fondos de desarrollo a cinco empresas en el marco de CCDev 1:

Desarrollo CC 2

La construcción de una maqueta de la tripulación del Dragon fue uno de los hitos del CCDev 2 de SpaceX [ disputado – discutir ]

El 18 de abril de 2011, la NASA otorgó casi 270 millones de dólares a cuatro empresas para desarrollar vehículos estadounidenses que pudieran transportar astronautas después del retiro de la flota de transbordadores espaciales. [30] Propuestas financiadas: [31]

Propuestas seleccionadas sin financiación de la NASA:

  • United Launch Alliance : ampliar el trabajo de desarrollo sobre la evaluación humana del Atlas V [36]
  • Alliant Techsystems (ATK) y Astrium propusieron el desarrollo de Liberty . [37] La ​​NASA compartiría su experiencia y tecnología. [38] [39]
  • Excalibur Almaz Inc. estaba desarrollando un sistema tripulado con hardware modernizado de la era soviética destinado a vuelos turísticos en órbita. Un acuerdo de la Ley del Espacio no financiado para establecer un marco para seguir desarrollando el concepto de nave espacial de EAI para el transporte de tripulaciones en órbita terrestre baja. [40] [41]

Propuestas no seleccionadas:

CCiCap

Las pruebas de vuelo del Dream Chaser Engineering Test Article fueron uno de los hitos del CCiCap de Sierra Nevada [ disputado – discutir ]

El programa CCiCap (Commercial Crew Integrated Capability) se denominó originalmente CCDev 3. [46] Para esta fase del programa, la NASA quería que las propuestas fueran conceptos completos de principio a fin de la operación, que incluyeran naves espaciales, vehículos de lanzamiento, servicios de lanzamiento, operaciones terrestres y de misión, y recuperación. En septiembre de 2011, la NASA publicó un borrador de solicitud de propuestas (RFP). [47] La ​​RFP final se publicó el 7 de febrero de 2012, y las propuestas debían presentarse el 23 de marzo de 2012. [48] [49] Los Acuerdos de la Ley del Espacio financiados se adjudicaron el 3 de agosto de 2012 y se modificaron el 15 de agosto de 2013. [50] [51]

Las propuestas seleccionadas fueron anunciadas el 3 de agosto de 2012:

  • Sierra Nevada Corporation: 212,5 millones de dólares. Dream Chaser / Atlas V [50]
  • SpaceX: 440 millones de dólares. Dragon 2 / Falcon 9 [50]
  • Boeing: 460 millones de dólares. CST-100 Starliner/Atlas V [50]

Fase 1 del CPC

La primera fase del Contrato de Productos de Certificación (CPC) implicó el desarrollo de un plan de certificación con estándares de ingeniería, pruebas y análisis. [52] Los ganadores de la financiación de la fase 1 del CPC, anunciados el 10 de diciembre de 2012, fueron: [52]

  • Sierra Nevada Corporation: 10 millones de dólares
  • SpaceX: 9,6 millones de dólares
  • Boeing: 9,9 millones de dólares

CCtCap – vuelos de tripulación premiados

La Capacidad de Transporte de Tripulación Comercial (CCtCap) es la segunda fase del CPC e incluyó el desarrollo final, las pruebas y las verificaciones para permitir vuelos de demostración tripulados a la ISS. [52] [53] La NASA emitió la Solicitud de Propuestas (RFP) del borrador del contrato CCtCap el 19 de julio de 2013, con una fecha de respuesta del 15 de agosto de 2013. [53] El 16 de septiembre de 2014, la NASA anunció que Boeing y SpaceX habían recibido contratos para proporcionar servicios de lanzamiento tripulados a la ISS. Boeing podría recibir hasta 4.200 millones de dólares, mientras que SpaceX podría recibir hasta 2.600 millones de dólares. [1] Dragon era la propuesta menos costosa, pero William H. Gerstenmaier de la NASA consideró que la propuesta de Boeing Starliner era la más fuerte de las dos. [54] En noviembre de 2019, la NASA publicó una primera estimación del costo por asiento: 55 millones de dólares para Dragon de SpaceX y 90 millones de dólares para Starliner de Boeing. Boeing también recibió 287,2 millones de dólares adicionales por encima del precio fijo del contrato. Los asientos en Soyuz tenían un costo promedio de 80 millones de dólares. [55] Sin embargo, ajustando la carga adicional transportada por la Starliner de Boeing dentro de su cápsula de tripulación, la cifra de costo ajustado por asiento es de aproximadamente 70 millones de dólares, que sigue siendo más alta que la Crew Dragon de SpaceX, incluso si la Dragon no transporta el equivalente a un quinto pasajero en la carga. [56] Tanto la Starliner CST-100 como la Crew Dragon debían realizar un vuelo sin tripulación, luego un vuelo de certificación tripulado y luego hasta seis vuelos operativos a la ISS. [57] [58]

Cronología

Programa de tripulación comercial

Retrasos continuos

El primer vuelo del Programa de Tripulación Comercial estaba previsto para 2015, pero la financiación insuficiente provocó retrasos. [59] [60] [61] A medida que la nave espacial entró en la fase de prueba y producción, problemas técnicos también causaron retrasos, especialmente el sistema de paracaídas, la propulsión y el sistema de aborto de lanzamiento de ambas cápsulas. [62]

Problema de válvulas en Starliner 2018

En julio de 2018, se informó de una anomalía en una prueba en la que se produjo una fuga de propulsor hipergólico debido a varias válvulas defectuosas del sistema de aborto. En consecuencia, la primera misión orbital no tripulada se retrasó hasta abril de 2019 y el primer lanzamiento tripulado se reprogramó para agosto de 2019. [63] [64] En marzo de 2019, Reuters informó de que estos vuelos de prueba se habían retrasado al menos tres meses, [65] y en abril de 2019 Boeing anunció que la misión orbital no tripulada estaba programada para agosto de 2019. [66]

Explosión de la tripulación del dragón

El 20 de abril de 2019, surgió un problema durante una prueba de fuego estático de Crew Dragon. [67] El accidente destruyó la cápsula que se planeaba utilizar para la prueba de aborto en vuelo (IFAT). [68] SpaceX confirmó que la cápsula explotó. [69] La NASA declaró que la explosión retrasaría el aborto en vuelo planificado y las pruebas orbitales tripuladas. [70]

Fallo en la prueba de vuelo orbital de Starliner

Durante la primera prueba de vuelo orbital de Starliner en diciembre de 2019, la nave espacial alcanzó la órbita pero no pudo acoplarse a la ISS debido a un error crítico de software. Un análisis posterior reveló un segundo error crítico de software que podría provocar que el módulo de servicio colisionara con la cápsula después de la separación durante la secuencia de desorbitación.

Vuelo tripulado de Crew Dragon

El 30 de mayo de 2020, dos astronautas fueron lanzados a la ISS con una Crew Dragon como parte de la Crew Dragon Demo-2 . El final y aterrizaje seguro de la Demo-2 el 2 de agosto de 2020 marcó el primer amerizaje en 45 años para los astronautas de la NASA desde la primera misión espacial internacional Apollo-Soyuz entre Estados Unidos y la URSS en julio de 1975, así como el primer amerizaje de una nave espacial tripulada en el Golfo de México.

Problema de válvulas en Starliner 2021

Poco antes del lanzamiento programado para el segundo vuelo de prueba orbital en agosto de 2021, las pruebas de rutina previas al lanzamiento mostraron que trece válvulas del sistema de propulsión no funcionaban y el lanzamiento se canceló. El problema requirió un análisis exhaustivo que todavía estaba en curso en octubre de 2021, y la NASA y Boeing estimaron que se programaría una nueva fecha de lanzamiento en la primera mitad de 2022.

Prueba de vuelo orbital de Starliner 2

La nave espacial Boeing Starliner 2 se lanzó como parte de la prueba de vuelo orbital 2 de Boeing , el 19 de mayo de 2022. Se acopló con éxito el 21 de mayo, donde permaneció durante cuatro días. [71] El 25 de mayo, la nave espacial se desacopló y aterrizó con éxito en el campo de misiles White Sands . [72]

Prueba de vuelo tripulado de Starliner

Días antes de un lanzamiento planificado, Boeing anunció en junio de 2023 que retrasaría la prueba de vuelo tripulado indefinidamente debido a problemas con el sistema de paracaídas y los arneses de cableado. [73] La misión implica volar una tripulación de dos astronautas de la NASA a la Estación Espacial Internacional para un vuelo de prueba de una semana. La prueba de vuelo tripulado se lanzó con éxito el 5 de junio de 2024. [8] La nave espacial Starliner se acopló a la Estación Espacial Internacional al día siguiente después de solucionar problemas con los propulsores del vehículo. [74] Después de más pruebas de propulsores, tanto en el espacio como utilizando otro vehículo Starliner en la Tierra, la NASA anunció el 24 de agosto de 2024 que los dos astronautas de la misión, Butch Wilmore y Suni Williams , no regresarán a la Tierra en Starliner, sino que volarán de regreso en Crew Dragon con la misión SpaceX Crew-9 . [75] [76] La nave espacial Starliner regresará a la Tierra de forma autónoma, sin tripulación a bordo, en septiembre de 2024. [14]

Fondos

Financiación solicitada vs. financiación asignada por año hasta 2015

El primer vuelo del Programa de Tripulación Comercial estaba previsto para 2015, pero la financiación insuficiente provocó retrasos. [59] [61] Para el presupuesto del año fiscal (AF) 2011, se solicitaron 500 millones de dólares para el programa CCDev, pero el Congreso solo concedió 270 millones. [77] Para el presupuesto del AF 2012, se solicitaron 850 millones de dólares y se aprobaron 406 millones. [60] Para el presupuesto del AF 2013, se solicitaron 830 millones de dólares y se aprobaron 488 millones. [78] Para el presupuesto del AF 2014, se solicitaron 821 millones de dólares y se aprobaron 696 millones. [59] [79] En el AF 2015, se solicitaron 848 millones de dólares y se aprobaron 805 millones, o el 95%. [80] El 14 de noviembre de 2019, el inspector general de la NASA publicó un informe de auditoría que enumeraba los precios por asiento de 90 millones de dólares para Starliner y 55 millones de dólares para Dragon Crew. Con estos, el precio de Boeing es más alto que lo que la NASA ha pagado a la corporación espacial rusa, Roscosmos, por los asientos de la nave espacial Soyuz para llevar a los astronautas estadounidenses y de los países socios a la estación espacial. El informe también afirma que la NASA acordó pagar 287,2 millones de dólares adicionales por encima de los precios fijos de Boeing para mitigar una brecha percibida de 18 meses en los vuelos a la ISS previstos en 2019 y para garantizar que el contratista continuara como un segundo proveedor de tripulación comercial, sin ofrecer oportunidades similares a SpaceX. [81] El 18 de noviembre de 2019, Jim Chilton de Boeing respondió que el informe del inspector general no enumeraba las características positivas de Starliner y objetó el precio por asiento, ya que creen que el costo es inferior a 90 millones de dólares dada su capacidad de carga. El razonamiento de Boeing para la financiación adicional se debió a que su desarrollo comenzó más tarde que el de SpaceX, con plazos comparables. Boeing también declaró su compromiso con el programa. [82] La financiación de todos los contratistas de tripulación comercial para cada fase del programa CCP es la siguiente: los valores CCtCap son máximos e incluyen seis vuelos operativos posteriores al desarrollo para cada proveedor.

Resumen de financiación (en millones de dólares estadounidenses )
Ronda
(año)		CCDev1
(2010)		CCDev2
(2011)		CCiCap
(2012)		CPC1
(2013)		CTCCap
(2014)		Fondo adicional
(2017)		Total
Boeing18.0112.9480.09.94.200,0287.25,108.0
Espacio X—75.0460.09.62.600,0—3.144,6
Corporación Sierra Nevada20.0105.6227,510.0——363.1
Origen azul3.722.0————25.7
Alianza de lanzamiento unida6.7—————6.7
Corporación de desarrollo espacial Paragon1.4—————1.4
Total49.8315,51.167,529.56.800,0287.28.648,5
Referencias:[83][84] [85][50] [51][52][58][86]

Misiones de prueba

Cada sistema debe completar con éxito una prueba de aborto, una prueba de vuelo orbital sin tripulación y una prueba de vuelo orbital tripulada para cumplir con los requisitos de la NASA para la certificación de habilitación para humanos . La agencia permitió a las empresas proponer cómo completarían las pruebas requeridas, y Boeing optó por no realizar una prueba de aborto en vuelo, que la NASA aprobó. [87]

Crew Dragon completó sus pruebas de vuelo a mediados de 2020 y comenzó los vuelos operativos en noviembre de 2020. La NASA decidirá después de septiembre de 2024 si Boeing ha cumplido con sus requisitos de certificación después de los problemas experimentados en su prueba de vuelo tripulado. [88]

MisiónAstronaveDescripciónMultitudFechaResultado
Prueba de cancelación de la plataforma Crew DragonTripulación Dragon  DragonFlyPrueba de aborto de plataforma, Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral, Florida—6 de mayo de 2015Éxito
Demostración de Crew Dragon-1Tripulación Dragón  C204Vuelo de prueba sin tripulación. El Demo-1 se lanzó el 2 de marzo de 2019 y se acopló al puerto de acoplamiento PMA-2/IDA-2 de la ISS poco menos de 24 horas después del lanzamiento. La Dragon pasó cinco días acoplada a la ISS antes de desacoplarse y aterrizar el 8 de marzo de 2019. [89]—2 de marzo de 2019Éxito
Prueba de aborto de plataforma de BoeingNave espacial Boeing Starliner  1Prueba de aborto de plataforma sin tripulación—4 de noviembre de 2019Éxito
Prueba de vuelo orbital de BoeingBoeing Starliner  CalypsoVuelo de prueba sin tripulación. [90] Fue el primer vuelo de un Atlas V con una etapa superior Centaur de dos motores. Originalmente se planeó que pasara ocho días acoplado a la ISS antes de aterrizar. Sin embargo, Starliner no pudo reunirse con la estación debido a la anomalía MET que lo obligó a entrar en una órbita más baja de lo esperado. [91] La nave espacial regresó el 22 de diciembre de 2019, después de pasar dos días en órbita. Se propuso OFT-2 para cumplir con todos los objetivos.—20 de diciembre de 2019Fallo parcial debido a anomalía MET
Prueba de aborto en vuelo de Crew DragonTripulación Dragon  C205Un cohete Falcon 9 lanzó una cápsula Dragon 2 desde el LC-39A para realizar un aborto en vuelo poco después de Max q con el fin de probar el sistema de aborto del lanzamiento de Dragon 2. El aborto se produjo 84 segundos después del lanzamiento y Dragon 2 se separó con éxito del Falcon 9 y se alejó volando utilizando sus propulsores SuperDraco. El cohete Falcon 9 se desintegró como resultado de fuerzas aerodinámicas. Dragon 2 amerizó nueve minutos después del lanzamiento después de desplegar con éxito sus cuatro paracaídas.—19 de enero de 2020Éxito
Demostración de Crew Dragon-2Tripulación Dragon  EndeavourVuelo de prueba tripulado. La Dragon 2 despegó con dos miembros de tripulación y se acopló a la ISS unas 18 horas después. La Dragon y su tripulación pasaron 62 días a bordo de la ISS. [92]
30 de mayo de 2020Éxito
Prueba de vuelo orbital 2 de BoeingNave espacial Boeing Starliner  2Vuelo de prueba sin tripulación. Sugerido por Boeing y aprobado por la NASA el 6 de abril de 2020, debido a la falla parcial del Boe-OFT. El intento de vuelo del Boe-OFT 2 se canceló antes del lanzamiento el 3 de agosto de 2021. Se reprogramó y se llevó a cabo con éxito el 19 de mayo de 2022. [93]—19 de mayo de 2022Éxito
Prueba de vuelo de la tripulación de BoeingBoeing Starliner  CalypsoVuelo de prueba tripulado. Debía lanzar a dos astronautas, acoplarse a la ISS y regresar ocho días después. Experimentó fallas en los propulsores durante el acoplamiento. Después de meses de pruebas, la NASA decidió que era demasiado arriesgado regresar a la Tierra con astronautas a bordo de Starliner, que regresó sin tripulación.
5 de junio de 2024Fallo parcial debido a mal funcionamiento del propulsor

Misiones operacionales

Véase también

Referencias

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