Автономният товарен кораб (АТК, или ATV) е непилотиран снабдителен кораб за еднократна употреба, разработен от Европейската космическа агенция (ЕКА). Предназначението му е да снабдява Международната космическа станция (МКС) с гориво, провизии и др. Той може също да издига станцията в по-висока орбита чрез двигателите си и да я задвижва при маневри за избягване на сблъсък с космически отпадъци.
От май 2008 до юли 2014 г. са изстреляни успешно 5 АТК – „Жул Верн“, „Йохан Кеплер“, „Едоардо Амалди“, „Алберт Айнщайн“ и „Жорж Льометър“, съгласно договор на ЕКА с доставчиците за производство корабите. На 2 април 2012 г. ЕКА обявява, че възнамерява да прекрати програмата след полета на петия АТК през 2014 г.
Европейската космическа агенция и EADS Astrium изучават нови разработки на АТК. ЕКА има договор с EADS Astrium за две изследвания за това как технологията на АТК може да бъде разработена за бъдещи космически мисии. Резултатите на изследванията е трябвало да бъдат представени към края на 2012 г.
Роля АТК се очаква да е основен преносител на материали (продукти, въздух, пропелант, оборудване и пр.) за МКС през периода на използването му. Основно пак на него ще се разчита за компенсиране на загубата на височина на станцията. (Поради триенето в остатъците от атмосфера, тя губи скорост, и респективно височина.) Също, докато е скачен към станцията, той може да служи като лаборатория за експерименти (в него може да бъде поставено лабораторно оборудване, и удобно могат да работят двама астронавти). Най-сетне, той ще отстранява от станцията натрупаните отпадъци (до 6,5 тона), които ще изгарят в атмосферата заедно с него над необитаван район на Тихия океан.
Със скачването към МКС на модулите „Кълъмбъс“ и „Кибо“ постоянният ѝ екипаж нараства до 6 души, а при посещения на кораби с екипаж – до 9 души. Също така през 2011 г. космическите совалки са „пенсионирани“, а новият американски космически кораб „Орион“ ще е готов най-рано през 2015 г. Това превръща руския „Союз“ в единствения кораб, способен да превозва хора до и от МКС. И докато за хората той може да поеме обслужването (с известно зачестяване на мисиите и известни ограничения), снабдяването на станцията с материали, продукти, въздух, гориво и всичко друго се очаква да страда сериозно – руският „Прогрес“ носи по-малко от 3 тона товар, а това далеч не е достатъчно. В доставките се включва и японският товарен кораб HTV, изстрелян за пръв път на 10 септември 2009 г., който обаче се планира (към първото му изстрелване) да лети само веднъж годишно. Най-сетне, смята се за полезно проект с размерите на МКС да може да бъде постоянно поддържан от поне 2 различни транспортни системи, за в случай на проблеми с едната. Всичко това налага използването на АТК.
За АТК се предвижда още една роля. По план, около 2020 г. МКС ще бъде „пенсионирана“, което включва деорбитирането ѝ. Към момента АТК е единственият космически кораб, който има достатъчни запаси от пропелант и мощност на двигателите, за да деорбитира контролирано 400-тонна станция.
Първоначално е било планирано изстрелванията на АТК да се извършват по веднъж на около 17 месеца; след това е предвиден график за около 2 години между първите два кораба, и след това по един полет годишно . Корабите ще остават скачени за станцията в продължение на около 6 месеца, като на интервали от 10 до 45 дни, според необходимостта, двигателите им ще се използват за коригиране на орбитата на МКС. Предвижда се изстрелването на общо 5 Europe launches its first re-supply ship – Jules Verne ATV – to the ISS ЕКА до 7 кораба АТК:
# Име Означение Старт Скачване Разкачване Край на полета Резултат 1 „Жул Верн“ ATV-001 9 март 2008 г.4:03 UTC 3 април 2008 г.14:45 UTC 5 септември 2008 г.21:29 UTC 29 септември 2008 г.13:31 UTC Успешна мисия 2 „Йохан Кеплер“ Multi-Program Integrated Milestones ESA: Second ATV named after Johannes Kepler ATV-002 16 февруари 2011 г.21:51 UTC 24 февруари 2011 г.15:59:19 UTC 20 юни 2011 г.15:46 UTC 21 юни 2011 г.20:44 UTC Успешна мисия 3 „Едоардо Амалди“ Third ATV named after Edoardo Amaldi ATV-003 23 март 2012 г.04:34:12 UTC 28 март 2012 г.22:51 UTC 28 септември 2012 г.21:44 UTC 2 октомври 2012 г.19:36:14 UTC Успешна мисия 4 „Алберт Айнщайн“ ATV-004 5 юни 2013 г.21:52:11 UTC 15 юни 2013 г.14:07 UTC 28 октомври 2013 г.08:55 UTC 2 ноември 2013 г.12:04 UTC Успешна мисия 5 „Жорж Льометър“ ATV-005 29 юли 2014 г.23:47:38 UTC 12 август 2014 г.13:30 UTC 14 февруари 2015 г.13:42 UTC 14 декември 2014 г.02:33:36 UTC Успешна мисия
(Вижте също: .)
Създаване Основни решения в процеса на създаването Решението за разработването му е взето през октомври 1995 г. на среща на ръководството на ЕКА в Тулуза, Франция. Основният мотив е необходимостта да бъдат покривани разходите на ЕС по създаването на Международната космическа станция. (От момента на свързването към МКС на европейската лаборатория „Кълъмбъс“, ЕС се превръща в поддържащ партньор в програмата на станцията, и се налага да покрива 8,3% от разходите по поддръжката на МКС.) Възможностите са били две – или като ЕС поеме част от поддръжката по строежа и снабдяването на станциите, или като плати за това на САЩ или Русия. Избран е бил първият вариант – при него парите отиват в (европейски) компании, които ще разработят и построят системите за поддръжка и снабдяване.
През ноември 1998 г. е подписан договор за създаването на кораба между ЕКА и EADS Launch Vehicles (сега Astrium Space Transportation, клон на EADS Astrium), начело на консорциум от изпълнители. В консорциума участват повече от 30 други европейски фирми, а също така фирми от САЩ и Русия.
През юли 2004 г. ЕКА подписва договор с EADS Astrium за производството на първите 5 АТК.
Техническа разработка и създаване на прототипи През ноември 2001 г. в ESTEC – центърът на ЕКА за проби и изпитания в Нордвик, Холандия – е сглобен пробен модел на кораба в пълен размер, наречен Structural Thermal Model, който е използван за динамични и термални проби до септември 2002 г. (Товарният му отсек по-късно е преработен в тренировъчен модул в Европейския център за астронавти в Кьолн, Германия.)
В края на 2002 г. в завода на Astrium в Ле Мюро е инсталиран т.нар. Electrical Test Model, състоящ се предимно от окабеляването и системите за управление на АТК. Заедно с изпитателната си среда той е наричан Functional Simulation Facility (Система за функционална симулация).
Първият предвиден да полети кораб е сглобен през 2004 г. в завода на EADS Astrium в Бремен, и е наречен „Жул Верн“. Тъй като е полуекспериментален, той е прехвърлен след това в ESTEC за изпитания, продължили почти 3 години.
„Жул Верн“ е докаран през юли 2007 г. във Френска Гвиана, за подготвяне за изстрелване. Процедурата по одобряването му е успешно завършена на 5 октомври 2007 г., и ЕКА го приема в началото на 2008 г. На 9 март 2008 г. корабът е изстрелян, и след успешна мисия приключва съществуването си на 29 септември 2008 г. в атмосферата над Южния Тихи океан.
Корабът е проектиран така, че да може да продължи изпълнението на мисията си при единична повреда на почти който и да било негов елемент, и да осигури безопасността на работещ с или в него екипаж при двойна повреда.
Финансиране Разработката и строителството на кораба са изцяло финансирани от ЕКА, на принципа на „реципрочните ползи“ (фирмите на всяка страна-участничка получават поръчки на стойност колкото е финансовият принос на съответната страна в бюджета на изделието). Това дава на Германия около 50% (като цена) от производството на кораба.
Разработката и първият полет са стрували около 1,3 млрд. евро. www.iht.com, Ariane rocket blasts off for space station. Следващите космически кораби се оценяват на около 300 млн. евро всеки, без да бъде включвана цената на самото изстрелване. По други данни, общо в АТК са вложени около 2.5 милиарда евро. Около 1.2 милиарда са използвани за създаването на кораба, а около 1.3 милиарда е стойността на договора за производство и изстрелване на първите 5 кораба.
Производство Цялостната отговорност за производството на АТК се носи от основния изпълнител EADS Astruim Space Transportation. Различните възли и системи на кораба се произвеждат от консорциум от около 30 подизпълнители.
Елементите на отсека за системите за управление на полета се произвеждат в Барахас, Испания (структурни елементи), Лайден, Холандия (слънчеви панели), Ле Мюро, Франция (софтуер, части от системи и междинни изпитания), Тулуза (управляващи модули, цялостно сглобяване на отсека и изпитания). Елементите на отсека за двигателната система се произвеждат в Ламполдсхаузен, Германия (двигатели, елементи от горивната подсистема, частично сглобяване на горивната подсистема, зареждане с гориво) и Бремен, Германия (цялостно сглобяване на горивно-двигателната подсистема, сглобяване на отсека като цяло, интегрирането му с отсека на системите за управление на полета в сервизен модул, и цялостна интеграция на кораба) Модулът ИТП се произвежда от Thales Alenia Space в Торино, Италия. Структурни елементи за нехерметичния му отсек се произвеждат в Барахас, Испания. Системата за скачване „Курс“,Power system and avionics, ESA, 3 март 2008, „The ATV Service Module also accommodates several rechargeable and non-rechargeable batteries and some redundant items like a Sun sensor and a Russian-made KURS antenna.“ руски стандарт скачващ възел, система за прехвърляне на горивото и система за контрол на съответната руска апаратура, се доставят от Ракетно-космическа корпорация „Енергия“, по договор на стойност 40 милиона евро с Thales Alenia Space. (Договорът е бартерен, срещу системи за управление на полета, произвеждани в ЕС.) Четирите главни двигателя са произведени от американската фирма „Аероджет“
Модулът ИТП се сглобява в Торино, Италия. Отсекът на системите за управление на полета на АТК-001 („Жул Верн“) е сглобен в Ле Мюро; при следващите АТК той ще се сглобява в Бремен. Отсекът за двигателната система се сглобява също там, и се интегрира там с отсека на системите за управление на полета.
Корабът се транспортира по море от Ротердам до космодрума край Куру, Френска Гвиана, където се монтира на ракетата-носител.
Параметри По данни на EADS Astrium, параметрите на кораба са следните:
Размери: Дължина: 10,77 m със скачващ възел (при прибрано стъбло); 9,79 m без скачващ възел. Външен диаметър: 4,48 m Херметичен обем: 46,5 m3 (16 m3 са обем на шкафове за товар) Размах на слънчевите панели: 22,28 m Маса: Маса, напълно празен: 10 470 kg маса на товарния модул (ИТП): 5150 kg (по други данни – 5447,4 kg; възможно е разликата да е теглото на скачващия възел.) маса на сервизния модул: 5320 kg Максимална маса при изстрелване: 20 750 kg Товар: Общо товар: до 7667 kg Товар в херметичния модул („сух товар“): 5500 kg Вода: 840 kg Газове (азот, кислород, въздух): 100 kg Пропелант за руския модул „Звезда“: 860 kg (АДМХ и двуазотен четириоксид) Пропелант за орбитални корекции на МКС: 4600 kg (монометилхидразин и азотно-оксидна смес – MON 1,3) Консумативи: 2613 kg пропелант и хелий (задължителни!) Отпадъци, които може да носи след край на мисията: 6340 kg
Мисия Маса на товара, kg Гориво за МКС, kg Вода, kg Газ, kg Сух товар, kg Обратен товар, kg Дни в космоса Корекции на орбитата ПрепраткиATV-001 „Жул Верн“457532352852011501232056ATV-002 „Йохан Кеплер“71005605010016054351265ATV-003 „Едоардо Амалди“6595420628510022005921969ATV-004 „Алберт Айнщайн“65903440570100248911091516ATV-005 „Жорж Льометър“6616297884310026951241297
Устройство Корабът се състои от два основни модула: заден – сервизен модул (СМ) и преден – интегрирана товарна платформа (ИТП). Първият е базисният модул на кораба, който ще бъде повече или по-малко същият при всички негови варианти; на жаргона на екипа често е наричан „корабът“ („the spaceship“). Предният е „надстройка“, която може да бъде заменена с друга при нужда. На предния край на ИТП е монтиран скачващият възел.