เที่ยวบินสาธิต COTS ครั้งที่ 1 ของ SpaceX

แคปซูลมังกรหลังจากฟื้นตัวจากการลงจอดในมหาสมุทร
ประเภทภารกิจ	การทดสอบการบิน
ผู้ปฏิบัติงาน	สเปซเอ็กซ์
รหัส COSPAR	2010-066A
หมายเลข SATCAT	37244
ระยะเวลาของภารกิจ	3 ชั่วโมง 19 นาที
คุณสมบัติของยานอวกาศ
ยานอวกาศ	ดราก้อน 1 ซี101
ประเภทของยานอวกาศ	มังกร 1
ผู้ผลิต	สเปซเอ็กซ์
ปล่อยมวล	ฟอลคอน 9: 333,400 กก. (735,000 ปอนด์) [ 1 ]
เริ่มภารกิจ
วันที่เปิดตัว	8 ธันวาคม 2010, 15:43 UTC [ 2 ] ( 2010-12-08UTC15:43 )
จรวด	Falcon 9 v1.0 ( B0004 )
จุดปล่อยจรวด	เคปคานาเวอรัล , SLC-40
สิ้นสุดภารกิจ
วันที่ลงจอด	8 ธันวาคม 2010, 19:02  UTC [ 2 ] ( 2010-12-08UTC19:03 )
จุดลงจอด	มหาสมุทรแปซิฟิก
พารามิเตอร์วงโคจร
ระบบอ้างอิง	โลกเป็นศูนย์กลาง
ระบอบการปกครอง	โลกต่ำ
ระดับความสูงจุดใกล้ที่สุด	288 กม. (179 ไมล์)
ระดับความสูงของจุดสูงสุดของวงโคจร	301 กม. (187 ไมล์)
ความโน้มเอียง	34.53°
ยุค	8 ธันวาคม 2010 [ 3 ]
บริการขนส่งวงโคจรเชิงพาณิชย์ คาร์โก้ ดราก้อน

เที่ยวบินสาธิต COTS ครั้งที่ 1 ของ SpaceXเป็นเที่ยวบินอวกาศโคจร ครั้งแรก ของยานขนส่งสินค้าDragon และเป็นเที่ยวบินที่สองโดยรวมของ จรวด Falcon 9ที่ผลิตโดยSpaceXนอกจากนี้ยังเป็นเที่ยวบินสาธิตครั้งแรกของ โครงการ บริการขนส่งในวงโคจรเชิงพาณิชย์ (COTS) ของNASAวัตถุประสงค์หลักของภารกิจคือการทดสอบการเคลื่อนที่ในวงโคจรและการกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศของแคปซูล Dragon ภารกิจนี้ยังมุ่งทดสอบการแก้ไขจรวด Falcon 9 โดยเฉพาะอย่างยิ่งการหมุนโดยไม่คาดคิดของขั้นแรกที่เกิดขึ้นระหว่างเที่ยวบินที่ 1 การปล่อยจรวดเกิดขึ้นเมื่อวันที่ 8 ธันวาคม 2010 เวลา 15:43  UTC

ความสำเร็จของภารกิจนี้ทำให้ SpaceX สามารถพัฒนาแผนการทดสอบยานอวกาศต่อไปได้ ด้วยการปล่อยจรวด Falcon 9 ที่ "เกือบสมบูรณ์แบบ" สองครั้งติดต่อกัน และการทดสอบแคปซูล Dragon ครั้งแรกที่น่าพอใจ SpaceX จึง "ขอให้ NASA รวมวัตถุประสงค์ที่วางไว้สำหรับภารกิจ COTS ที่เหลืออีกสองภารกิจ... และอนุญาตให้เชื่อมต่อกับสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) ในเที่ยวบินถัดไป " ภารกิจทดสอบแบบรวมนี้เสร็จสิ้นในเดือนพฤษภาคม 2012 และบรรลุวัตถุประสงค์ เปิดทางให้มีการส่งสินค้าโดย Dragon ไปยังสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) อย่างสม่ำเสมอภายใต้ สัญญา บริการจัดหาเสบียงเชิงพาณิชย์ (CRS) เที่ยวบินเชิงพาณิชย์เริ่มต้นในเดือนตุลาคม 2012 ด้วยCRS- 1

เมื่อวันที่ 18 สิงหาคม พ.ศ. 2549 นาซาได้ประกาศว่า SpaceX ได้รับ สัญญา บริการขนส่งวงโคจรเชิงพาณิชย์ (COTS) ของนาซา เพื่อสาธิตการส่งสินค้าไปยัง สถานีอวกาศนานาชาติโดยมีตัวเลือกที่เป็นไปได้สำหรับการขนส่งลูกเรือ^{[ 4 ]}สัญญานี้ ซึ่งนาซาออกแบบมาเพื่อจัดหา "เงินทุนเริ่มต้น" สำหรับการพัฒนาจรวดขับดันใหม่ ได้จ่ายเงินให้ SpaceX จำนวน 278 ล้านดอลลาร์สหรัฐ เพื่อพัฒนาจรวด Falcon 9 โดยมีการจ่ายเงินจูงใจตามเป้าหมาย ซึ่งสิ้นสุดลงด้วยการปล่อยจรวดสาธิต 3 ครั้ง^{[ 5 ]}เที่ยวบินสาธิต COTS ครั้งที่ 1 เป็นการปล่อยจรวดครั้งแรกภายใต้สัญญานี้ ข้อตกลงเดิมกับนาซากำหนดให้เที่ยวบินสาธิต COTS ครั้งที่ 1 เกิดขึ้นในไตรมาสที่สองของปี พ.ศ. 2551 เที่ยวบินนี้ถูกเลื่อนออกไปหลายครั้ง และเกิดขึ้นจริงในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2553 ^{[ 6 ]}

นอกเหนือจากสัญญา COTS ของ NASA แล้ว SpaceX ยังได้รับสัญญาจาก NASA สำหรับบริการจัดส่งเสบียงเชิงพาณิชย์ (CRS) ไปยัง ISS อีกด้วย มูลค่าสัญญาของบริษัทอยู่ที่ 1.6 พันล้านดอลลาร์ และ NASA สามารถเลือกสั่งซื้อภารกิจเพิ่มเติมได้ โดยมีมูลค่าสัญญารวมสูงสุดถึง 3.1 พันล้านดอลลาร์^{[ 7 ]}

จรวด Falcon 9 ลำที่สอง ประกอบด้วยสองส่วนและแคปซูล Dragon ถูกสร้างขึ้นที่โรงงานผลิตของ SpaceX ที่เมืองฮอว์ธอร์น รัฐแคลิฟอร์เนียและถูกส่งไปยังโรงงานของ SpaceX ที่เคปคานาเวรัลในเดือนกรกฎาคมและสิงหาคม 2553 ^{[ 8 ]}กำหนดการปล่อยจรวดถูกเลื่อนจากเดิมในปี 2551 ไปเป็นปลายปี 2553 โดย COTS Demo 2 และ 3 ถูกเลื่อนไปเป็นปี 2554 ^{[ 8 ]}

การทดสอบระบบเต็ม รูปแบบ ได้ดำเนินการเมื่อวันที่ 15 กันยายน 2010 และการปล่อยจรวดมีเป้าหมายไม่เร็วกว่าวันที่ 7 ธันวาคม 2010 ^{[ 9 ]}เมื่อวันที่ 22 พฤศจิกายน 2010 SpaceX ประกาศว่าได้รับใบอนุญาตสำหรับการนำยานอวกาศกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศจาก สำนักงานการขนส่งอวกาศเชิงพาณิชย์ของ สำนักงานบริหารการบินแห่งสหรัฐอเมริกาสำหรับเที่ยวบินดังกล่าว นับเป็นใบอนุญาตแรกที่ออกให้กับองค์กรเอกชน^{[ 10 ]}

SpaceX จำเป็นต้องทำการทดสอบระบบยานปล่อยจรวดที่เรียกว่า " การจุดระเบิดแบบคงที่ " เพื่อฝึกซ้อมลำดับการนับถอยหลังและการจุดระเบิดเครื่องยนต์ก่อนที่จะดำเนินการปล่อยจรวดในภายหลัง ความพยายามครั้งแรกเกิดขึ้นในวันที่ 3 ธันวาคม 2010 และถูกยกเลิกหลังจากผ่านไปเพียงประมาณหนึ่งวินาทีเนื่องจากการอ่านค่าความดันสูงในเครื่องยนต์เมอร์ลินเครื่องหนึ่งทำให้คอมพิวเตอร์ปล่อยจรวดสั่งยกเลิกลำดับการจุดระเบิด^{[ 11 ]} SpaceX ไม่ย่อท้อและทำการทดสอบแบบคงที่ซ้ำในวันถัดมา ส่งผลให้ความพยายามครั้งแรกถูกยกเลิกโดยอัตโนมัติเนื่องจากปัญหาการอ่านค่าความดันสูงเช่นเดียวกับการทดสอบครั้งก่อน^{[ 12 ]}ในที่สุด SpaceX ก็ทำการทดสอบการจุดระเบิดแบบคงที่ได้สำเร็จในความพยายามครั้งที่สองในวันนั้น คือวันที่ 4 ธันวาคม 2010 ^{[ 13 ]}

หลังจากการทดสอบการจุดระเบิดแบบคงที่ประสบความสำเร็จ SpaceX ได้ดำเนินการวางแผนสำหรับการปล่อยจรวด Falcon 9 และยาน Dragon ในวันที่ 7 ธันวาคม 2010 อย่างไรก็ตาม ในระหว่างการตรวจสอบเครื่องยนต์ที่ดำเนินการหลังจากการทดสอบการจุดระเบิดแบบคงที่ วิศวกรได้ระบุรอยแตกขนาด 7.6 ซม. (3.0 นิ้ว) ที่ส่วนนอกของส่วน ขยาย ไนโอเบียมของหัวฉีดสุญญากาศ Merlin ขั้นที่สอง^{[ 14 ]}เพื่อแก้ไขปัญหานี้ SpaceX ได้ตัดสินใจที่จะตัดส่วนที่ไม่จำเป็นออก 38 ซม. (15 นิ้ว) จากหัวฉีด ซึ่งเป็นการกำจัดรอยแตกและบรรเทาสถานการณ์ได้อย่างสมบูรณ์ การลดขนาดหัวฉีดส่งผลให้ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ลดลงเล็กน้อย ทำให้สามารถดำเนินการปล่อยจรวดได้ในวันถัดไป^{[ 15 ]}

การปล่อยจรวดถูกกำหนดไว้ในที่สุดในวันที่ 8 ธันวาคม 2010 โดยมีช่วงเวลาปล่อยจรวดให้เลือกตั้งแต่ 14:00 ถึง 14:06, 15:38 ถึง 15:43 และ 17:16 ถึง 17:24 UTC ขึ้นอยู่กับความพร้อมใช้งานของ เครือ ข่ายดาวเทียมติดตามและถ่ายทอดข้อมูล (TDRS) ของ NASA ที่ใช้ในการติดตามและสื่อสารกับยานอวกาศ ความพยายามครั้งแรกเดิมกำหนดไว้ในช่วงกลางของช่วงเวลาปล่อยจรวดแรก เวลา 14:03 UTC แต่ถูกเลื่อนไปเป็นช่วงท้ายของช่วงเวลาที่ 14:06 UTC ความพยายามนี้ถูกยกเลิกที่ T-02:48 บนนาฬิกานับถอยหลังเนื่องจากเกี่ยวข้องกับการยกเลิกที่ผิดพลาดบนระบบตอบรับภาคพื้นดินของ Ordnance Interrupter (OI) บนระบบยุติการบิน (FTS) ^{[ 16 ]} การปล่อยจรวดถูกกำหนดเป้าหมายใหม่เป็น 15:43 UTC และประสบความสำเร็จ^{[ 17 ]}เครื่องยนต์ขั้นแรกหยุดทำงานเวลา T+02:56 เครื่องยนต์ขั้นที่สองหยุดทำงานเวลา T+08:56 ทั้งหมดเป็นไปตามแผน ยานดรากอนแยกตัวออกเวลา T+09:30 และเข้าสู่วงโคจรเกือบเป็นวงกลม โดยมีจุดใกล้โลกที่สุดที่ 288 กม. (179 ไมล์) จุดไกลโลกที่สุดที่ 301 กม. (187 ไมล์) และมุมเอียง 34.53° ^{[ 3 ]}ซึ่งใกล้เคียงกับเป้าหมายของวงโคจรวงกลมที่ 300 กม. (190 ไมล์) ที่มุมเอียง 34.5° ^{[ 1 ]}

จรวด Falcon 9 บรรทุก นาโนแซทเทลไลท์จำนวนเล็กน้อยขึ้นสู่วงโคจรด้วยเช่นกัน ซึ่งรวมถึงคิวบ์แซททั้งหมดแปดดวง^{[ 19 ]}รวมถึงนาโนแซทเทลไลท์ดวงแรกของกองทัพบกสหรัฐฯคือ Space and Missile Defense Command — Operational Nanosatellite Effect หรือSMDC-ONEสำหรับภารกิจ 30 วัน^{[ 20 ] [ 21 ] [ 22 ]}และบัส 3U สองคัน คือCubeSat Experiment (QbX) ซึ่งจัดหาโดยสำนักงานข่าวกรองแห่งชาติของสหรัฐฯ ซึ่งคาดว่าจะอยู่ในวงโคจรเพียง 30 วันเช่นกัน^{[ 23 ]}

หนึ่งในน้ำหนักถ่วงภายในยานอวกาศดรากอนคือถังโลหะที่บรรจุชีสLe Brouère ของฝรั่งเศส ชีสนี้ผลิตในเมือง Bulgnéville , Vosgesมันถูกบรรจุไว้เป็นเรื่องตลก และอ้างอิงถึงฉากร้านขายชีสจากรายการMonty Python's Flying Circusฝาถังถูกแปะด้วยภาพจากโปสเตอร์ภาพยนตร์ล้อเลียนเรื่องTop Secret!ปี 1984 ^{[ 24 ]}อีลอน มัสก์ ซีอีโอของ SpaceX ไม่ได้เปิดเผยตัวตนของสินค้าในระหว่างการแถลงข่าวหลังการลงจอดในทะเล เนื่องจากเกรงว่าเรื่องตลกจะบดบังความสำเร็จของบริษัท^{[ 25 ]}

ขณะอยู่ในวงโคจร มีการทดสอบอัตโนมัติหลายอย่าง รวมถึงการควบคุมอุณหภูมิและการควบคุมทิศทาง เพื่อรักษาการเชื่อมต่อข้อมูล TDRS ให้ต่อเนื่อง เวลา 16:15 UTC SpaceX ประกาศว่าได้ติดต่อกับโมดูล Dragon ผ่านระบบ TDRS แล้ว หลังจากโคจรตามแผนสองรอบ ยานอวกาศได้รับคำสั่งด้วยตนเองให้เริ่มการเผาไหม้เพื่อลดระดับวงโคจร ส่งผลให้ยานตกลงสู่มหาสมุทรแปซิฟิกเวลา 19:02 UTC ประมาณ 800 กม. (500 ไมล์) ทางตะวันตกของบาฮาแคลิฟอร์เนียหลังจากร่มชูชีพทั้งสามกางออกสำเร็จ^{[ 3 ]} SpaceX รายงานว่าวัตถุประสงค์การทดสอบทั้งหมดเสร็จสมบูรณ์ และยานกู้ภัยมาถึงเพื่อรับยานอวกาศภายใน 20 นาทีหลังจากการตกลงสู่มหาสมุทร ยานลงจอดในระยะ 800 เมตร (2,600 ฟุต) จากตำแหน่งเป้าหมาย ซึ่งอยู่ในเขตการกู้ภัยขนาด 60 คูณ 20 กิโลเมตร (37 คูณ 12 ไมล์) ^{[ 3 ] [ 26 ]}ตั้งแต่ปล่อยตัวจนถึงลงน้ำ การบินสาธิตใช้เวลา 3 ชั่วโมง 19 นาที 52 วินาที^{[ 26 ]}

เครื่องยนต์ขั้นที่สองถูกจุดติดอีกครั้งในวงโคจรหลังจากแยกตัวออกจากแคปซูลดราก้อน ทำให้ SpaceX สามารถดำเนินการตามวัตถุประสงค์ภารกิจรองในการขยายขอบเขตขีดความสามารถในการปล่อยจรวดโดยการทดสอบการจุดติดเครื่องยนต์ในอวกาศและความสามารถของยานในการไปถึงวง โคจร ที่สูงกว่าวงโคจรต่ำของโลก (LEO ) แม้ว่าหัวฉีดของ เครื่องยนต์ขั้นที่สอง Merlin Vacuumจะถูกตัดแต่งอย่างมาก—เนื่องจากพบรอยแตกสองรอยเพียงไม่กี่วันก่อนกำหนดการปล่อยจรวด—ขั้นที่สองก็ไปถึงระดับความสูง 11,000 กิโลเมตร (6,800 ไมล์) ^{[ 27 ]}

• รายชื่อการปล่อยจรวด Falcon 9
• เที่ยวบินสาธิต COTS ครั้งที่ 2 ของ SpaceX

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับDragon C1

• ดราก้อน ซี1 – วงโคจร (ก่อนสลายตัว)
• ตัวลำจรวดฟอลคอน 9 (ขั้นที่สอง) – วงโคจร