Товарен кораб H-II (TKHII) е японски непилотиран снабдителен кораб за Японския експериментален модул на Международната космическа станция и на останалата част от станцията при нужда.
Японската агенция за аерокосмически изследвания е работила по конструкцията от началото на 1990-те. Първоначално се предполага да бъде изстрелян през 2001 г., но впоследствие е отложен за 2009 г.
Планира се да бъде изстрелван по един кораб годишно. При нужда Японската аерокосмическа агенция може да произвежда и изстрелва до два годишно.
Полети Кораб Изстрелване Скачване Разкачване HTV-I (TDV) 10 септември 2009 17 септември 2009 30 октомври 2009 HTV-II (Kounotori 2) 22 януари 2011 27 януари 2011 28 март 2011 HTV-III 21 юли 2012 27 юли 2012 HTV-IV 2013 HTV-V 2014
Устройство TKHII е 9,8 м дълъг (включително двигателните сопла в задния му край) и 4,4 метра широк. Празен тежи около 10,5 тона, и носи до 6 тона товар към МКС, и до 6 тона отпадъци (след разкачване от МКС). Целевата му орбита за скачване с МКС е кръгова, с височина 350 до 460 км, и наклон 51.6 градуса.
Разполага с 4 главни и 28 допълнителни двигателя. Главните двигатели са тип R-4D (използван на Аполо), с тяга 500 нютона всеки. Допълнителните двигатели са тип R-1E (използван като управляващи двигатели на космическата совалка), и имат тяга 110 нютона всеки. Използват се предимно за управление на кораба. И двата типа двигатели работят с хиперголичен бипропелант – монометилхидразин като гориво и азотно-окисна смес MON3 като окислител. Произведени са от американската фирма Аероджет.
През центъра на двигателния модул и модула за управление преминава надлъжен празен канал с ширина около 1 м. Това би позволило той да бъде херметизиран, и на кораба да бъде поставен отзад втори скачващ възел, така че той да може да се скачва към 2 модула едновременно.
По външната обвивка са монтирани слънчеви панели.
Част от системата за управление и скачване на кораба са и Близостната комуникационна система (Proximity Communication System, PROX) и Лазерният радарен рефлектор (Laser Radar Reflector, LRR), които се използват при доближаването на TKHII към МКС, и са разположени върху и в японския модул Кибо.
Корабът се състои от двигателен модул, модул за управление и два товарни модула. Модулите могат да бъдат от нехерметичен и от херметичен тип. Могат да бъдат комбинирани херметичен и нехерметичен, или два херметични модула (вариантът с два нехерметични модула би бил по-дълъг, което може да създаде проблеми при изстрелването).
Двигателен модул Както всички други модули, той е широк около 4.4 м. Дълъг е 1.27 м (без соплата на двигателите). На него са монтирани главните и 20 от управляващите двигатели.
Във вътрешността на модула се намират 4 сферични резервоара за пропелант – по 2 за гориво и окислител. Побират до 918 кг. гориво (монометилхидразин) и до 1514 кг. окислител (MON3). Разположени са симетрично около централната ос на модула. До тях се намират 4 по-малки сферични резервоара за сгъстен хелий, който се използва за изтласкване на пропеланта към двигателите.
Главните двигатели са монтирани отзад на модула, на равни разстояния един от друг, в кръг с ширина около 2.5 метра. Свързани са по два към две системи за захранване с гориво. Мощността им е по 490 нютона на двигател.
По периферията на модула, срещу всеки главен двигател, са монтирани 4 двигателни блока, всеки с по 5 управляващи двигателя. По два от двигателите на блок са насочени косо вляво и косо вдясно, и един е насочен назад. (Другите 8 управляващи двигателя са монтирани върху херметичния модул.) Мощността им е по 110 нютона на двигател.
Модул за управление на кораба Представлява пръстеновиден модул, дълъг 1.25 м. Той разпределя електричеството, генерирано от слънчевите панели или идващо от батерии, към всички други модули на кораба. Той получава командите, изпращани от земята чрез спътника TDRS на НАСА, и ги препредава на другите модули. Пак той изпраща телеметричната информация до Земята или МКС.
Модулът съдържа следните подсистеми:
Подсистема за управление и навигация – след излизането на орбита, тази система събира навигационната информация от сензорите за позиция и височина. Тя управлява полета (автономен или пилотиран от разстояние). Състои се от GPS антена, сензори за скачване, сензор за позициониране спрямо Земята, навигационен компютър и блок за управление на аварийното отдалечаване от МКС. Навигационна подсистема – състои се от Интерорбитална система за връзка, която подсигурява връзката със спътника TDRS на НАСА, и Близостна комуникационна система, която поддържа пряка връзка с МКС при достатъчна близост със станцията. И двете системи работят в S-диапазона. Подсистема за предаване на данни – получава команди от Земята и МКС, и предава телеметрични данни към Земята и МКС. Тя управлява също така терморегулацията на модула за управление и двигателния модул, поддържането на жизнената среда в херметичния товарен модул, контрола и следенето за аномалии в системите на кораба и прехвърлянето на данни между всички корабни системи. Подсистема за електрическо захранване – състои се от два основни захранващи блока (Main Bus Units, MBU), единадесет непрезареждаеми батерии (Primary Batteries, P-BAT), два блока за проследяване на разреждането на батериите (Battery Discharge Control Units, BDCU), една презареждаема батерия (Secondary Battery, S-BAT) и блок за контрол на напрежението (Power Control Unit, PCU). При полет генерираното от слънчевия панел електричество се регулира от блока за контрол на напрежението, захранва основните блокове и зарежда презареждаемата батерия. Ако корабът е в сянката на Земята, компонентите биват захранвани от заряда в батериите. По време на скачване с МКС, когато корабът не получава захранване от станцията, системите му биват захранвани от непрезареждаемите батерии. Ако корабът получава захранване от станцията, то преминава през конвертор на напрежение и захранва системите на кораба. Слънчев панел – състои се всъщност от 57 слънчеви панела, инсталирани по външната обшивка на кораба: 20 върху херметичния модул, 23 върху нехерметичния модул, 8 върху модула за управление и 6 върху двигателния модул.
Нехерметичен товарен модул Нехерметичният модул е по-лек от херметичния. По тази причина различните комбинации от херметични и нехерметични модули дават различно максимална товароносимост за полезен товар на кораба като цяло.
Дължината на модула е 3.5 м, максималният товар – до 1500 кг. Предвиден е да носи нехерметичен товарен палет, в който се зарежда оборудване, което ще бъде монтирано в нехерметични условия. Модулът има на едната си страна люк, през който палетът могат да бъдат изваждан и поставян обратно. Част от него са следните механизми:
Прикрепващи и отделящи механизми – четири броя, те придържат нехерметичния палет прикрепен към модула по време на полет и скачване с МКС. В скачено положение механизмите могат да освободят палета, или да го захванат отново след обратното му поставяне. Придържащ механизъм – това е механизмът, който придържа палета, и го изважда от или прибира в модула. Механизъм за разделяне на скачването – разположен е до отвора на модула, и разкачва захранващите кабели и кабелите за данни от палета преди изваждането му от модула.
При изваждане и поставяне палетът се движат в модула по водещи релси, монтирани по една от лявата, дясната и долната страни на модула. За улесняване на плъзгането, палетът е снабден с колелца, чрез които се плъзгат по релсите – по девет отляво и отдясно, и едно отдолу.
Нехерметични палети Нехерметичният палет е оборудван със следните механизми:
Механизъм за прикрепване на товара (HTV Cargo Attachment Mechanism, HCAM) – прикрепва към палета поставените в него блокове. Прикрепването се извършва чрез захващане на четирите долни ъгъла на всеки блок. Механизъм за отделяне на кабелите (HTV Connector Separation Mechanism, HCSM) – отделя при изваждане на блоковете от палета кабелите, които свързват всеки блок с палета, и служат за захранване на нагревателите на блока. (Не е предвиден да свърже обратно кабелите при поставяне на блок в палета.) Захвати (Flight Releasable Grapple Fixture, FRGF / Power and Video Grapple Fixture, PVGF) – механизми, за които механичните ръце на станцията захващат палета при изваждането от и поставянето му в нехерметичния модул. Захватът PVGF може да предава захранване и данни между палета и станцията чрез механичната ръка на станцията или захранващ куплунг.
Палетът получава 50 волта електрическо захранване от нехерметичния модул по време на полет, и 120 волта по време на скачване със станцията. След като палетът бъде изпразнен и откачен от нехерметичния отсек на Кибо, към него не се подава захранване.
Стандартно палетите се изваждат от кораба чрез механичната ръка на станцията, която ги подава на механичната ръка на Кибо. Тя ги прикрепва към основата на станцията или към нехерметичния отсек на Кибо. След като съдържанието на палета бъде извадено и разпределено, в него бива поставено използвано аналогично оборудване, и той бива поставен обратно в нехерметичния модул.
Палетите са от два типа: тип I и тип III.
Палет тип I Този тип палети носи оборудване, което ще бъде използвано върху Външната експериментална платформа на Японския експериментален модул на МКС. След изваждане той бива прикрепван към нехерметичния отсек на Кибо. В един палет могат да бъдат поставени два или три блока с оборудване.
Палет тип III Този тип палети е предназначен за американски стандарт орбитални ремонтни модули, като например модули с батерии. След изваждане той бива прикрепван към общата структура на станцията. В един палет могат да бъдат поставени до 6 орбитални ремонтни модула.
Херметичен товарен модул Херметичният модул е дълъг 3.14 м. Може да носи до 4500 кг. товар. Има скачващ възел, разработен в Япония, но съвместим с американския стандарт. Разполага с 300-литров резервоар за вода.
Предназначен е да превозва до 8 стелажа, съвместими със стандарта Международен стандартен транспортен стелаж. След предвиденото за 2010 г. пенсиониране на совалките, това ще е единственият космически кораб, който ще може да превози цял МСТС до МКС. (АТК също превозва такива стелажи, но се предвижда да бъде оборудван с по-тесния руски тип скачващ възел, през който те не могат да преминат цели.)
Вътрешността на модула е разделена на два отсека: Отсек 1 (откъм люка) и Отсек 2 (откъм задната част). Всеки отсек побира по 4 стелажа, които се обозначават като „преден“, „заден“, „ляв“ и „десен“.
Стелажите в Отсек 2 са от типа HTV Resupply Rack (HRR), съвместими със стандарта МСТС само като размери. Не могат да бъдат демонтирани и изваждани от кораба. Съдържанието им се изважда и пренася в МКС със специалните торби, в които е поставено, и на негово място се поставят отпадъци от МКС.
Стелажите в Отсек 1 могат да бъдат стандартни МСТС, или HRR. За разлика от HRR, МСТС могат да бъдат демонтирани и пренасяни в МКС, и на тяхно място могат да бъдат монтирани стелажи от МКС.
Електрическата система на модула захранва оборудването му при полет с 50 волта прав ток, получаван от Модула за управление на кораба. В скачено с МКС състояние системата получава 120 волта прав ток от станцията и ги разпределя към оборудването си и Модула за управление на кораба.
Температурата в модула се регулира от нагреватели, инсталирани във вътрешната му стена. Преди скачването към МКС тя бива изравнена с тази в станцията, за да се предотврати кондензиране на влага в модула.