Przestrzeń wielokrotnego użytku: Zaawansowane projekty statków kosmicznych w USA. Drugi amerykański statek kosmiczny eksplodował w ciągu tygodnia

Jak pamiętacie, ostatni start amerykańskiego wahadłowca został przeprowadzony przez NASA w 2011 roku. W ten sposób Stany Zjednoczone utraciły możliwość dostarczania swoich astronautów i ładunków do przestrzeń kosmiczna. Ale to nie trwało długo.

Na horyzoncie zaczęła pojawiać się nowa generacja prywatnych statków orbitalnych i suborbitalnych. Zapraszamy do obejrzenia najbardziej obiecującego prywatnego statku kosmicznego przeznaczonego do przewozu załogi i ładunku.

Statek kosmiczny Lynx

Lynx firmy XCOR Aerospace to 2-osobowy suborbitalny samolot kosmiczny. Jest przeznaczony do startu i lądowania na normalnym pasie startowym lotniska. Oprócz płatnych lotów turystycznych ten pojazd kosmiczny jest również przeznaczony do prowadzenia eksperymentów naukowych podczas lotów krótkoterminowych.

Po pomyślnym zakończeniu testów sonda Lynx umożliwi turystom, którzy zapłacili 95 000 dolarów, wznieść się z pilotem na wysokość 100 kilometrów nad powierzchnię globu i podziwiać widoki Ziemi na granicy przestrzeni i atmosfery jak również doświadczyć stanu nieważkości.

SpaceShipTwo to prywatny statek kosmiczny suborbitalny, który może przewozić 6 pasażerów i 2 członków załogi. Maksymalna wysokość lotu tego statku, według projektanta samolotów Berta Rutana, ma wynosić 160-320 km. Pozwoli to wydłużyć czas przebywania w stanie nieważkości nawet do 6 minut. Cena biletu na podróż statkiem kosmicznym SpaceShipTwo wyniesie około 200 000 USD. Pierwszy lot testowy odbył się w 2010 roku. Jego komercyjne działanie odbędzie się po serii testów.

Firma Armadillo Aerospace, która opracowała statek kosmiczny do lotów suborbitalnych, została założona przez największego multimilionera, Johna Carmacka, który jest współzałożycielem firmy, która wypuściła popularną gry komputerowe Quake, Wolfenstein 3D i DOOM. W tym pojazd kosmiczny będzie miejsce dla dwóch pasażerów. Space Adventures współpracuje z Armadillo Aerospace, aby sprzedać bilety na statki kosmiczne za 110 000 USD, a nawet będzie można latać wokół Księżyca za 100 000 000 USD.

Amerykańska firma Bigelow Aerospace opracowuje prywatny kompleks orbitalny, którego uruchomienie zaplanowano na koniec 2015 roku. Stacja ta przeznaczona jest nie tylko do turystyki kosmicznej, ale także do trzymania badania naukowe. Dwa pilotażowe moduły zostały już uruchomione w 2006 i 2007 roku. Technologia produkcji nowej stacji Bigelow Aerospace jest utrzymywana w ścisłej tajemnicy. Wiadomo tylko, że powierzchnia modułu zawiera 20 warstw, powłoka wytrzymuje temperatury od -120 do +120 stopni Celsjusza, a ta stacja jest również w stanie wytrzymać uderzenie bardzo dużego kosmicznego ciała.

Projekt samolotu wystrzeliwującego rakiety Stratolaunch został zainicjowany przez współzałożyciela Microsoftu Paula Allena i technologa kosmicznego Berta Rutena. Rozpiętość skrzydeł tego ogromnego samolotu wyniesie aż 117 metrów, a waga około 544 ton. Jego celem jest wyniesienie w kosmos rakiety ważącej 222 tony. Głównym celem projektu Stratolaunch jest dostarczanie ładunków i satelitów w kosmos, a także planuje się wysłanie astronautów na ten samolot. Pierwsze uruchomienie operacyjne samolotu spodziewane jest w 2016 roku.

Opracowanie systemu wystrzeliwania astronautów na niską orbitę rozpoczęła firma Liberty Launch Vehicle wraz z Lockheed Martin i Astrium. Ulepszona rakieta Liberty mierząca 91 metrów wyniesie na orbitę kapsułę z maksymalnie 7 pasażerami. Start pierwszego astronauty zaplanowany jest jeszcze w tym roku. Jeśli ten projekt się powiedzie, loty komercyjne będą mogły być obsługiwane od 2016 roku.

Blue Origin to prywatna firma lotnicza stworzona dla turystyki kosmicznej przez Jeffreya Bezosa, założyciela Amazon.com. Jego pojazd kosmiczny będzie mógł przewieźć około 7 osób, a do tego ładunek. Firma opracowuje również pierwszy stopień rakiety wielokrotnego użytku, aby obniżyć koszty startu. Regularne loty komercyjne zaplanowano na lata 2016-2018. Ponadto firma Blue Origin była zaangażowana w tworzenie suborbitalnego statku kosmicznego New Shepard, przeznaczonego dla załogi składającej się z 3 osób i ładunku. Testy w locie tego statku zostały już przeprowadzone w stanie Teksas.

Statek ten został zaprezentowany przez Sierra Nevada, która otrzymała od NASA ponad 100 milionów dolarów na wsparcie swoich projektów. Dream Chaser to mały statek kosmiczny zdolny do przewożenia 7 astronautów i dostarczania ich na niską orbitę. Ten projekt jest oparty na opracowaniach NASA, które mają ponad 20 lat. Wodowanie statku ma być pionowe, a lądowanie poziome, jak wahadłowiec. W 2016 roku sonda Dream Chaser może być już gotowa do lotów.

Niskoorbitalny statek kosmiczny CST-100 jest opracowywany przez Boeinga. Jest w stanie pomieścić 7 astronautów. NASA aktywnie finansuje ten projekt. Państwo zainwestowało w nią już ponad 100 000 dolarów, a statek CST-100 będzie mógł przeprowadzić miękkie lądowanie w razie niebezpieczeństwa. Start lotów bezzałogowych planowany jest jeszcze w tym roku, a w 2017 roku zostanie zrealizowany załogowy lot orbitalny z załogą 2 osób.

Statek kosmiczny Dragon jest jak dotąd jedynym działającym statkiem kosmicznym na świecie. statek towarowy, który jest zdolny do powrotu na Ziemię. Został opracowany przez firmę SpaceX na zlecenie NASA, która zainwestowała w ten projekt ponad miliard dolarów. Głównym celem statku kosmicznego Dragon jest dostarczanie i zwracanie ładunków na Międzynarodową Stację Kosmiczną. W przyszłości planowane jest dowiezienie ludzi na stację.

Dziękujemy za opowiedzenie o nas znajomym!

100 lat temu ojcowie założyciele astronautyki nie mogli sobie wyobrazić, że statki kosmiczne zostaną wrzucone na wysypisko śmieci po jednym locie. Nic dziwnego, że pierwsze projekty statków były postrzegane jako wielokrotnego użytku i często uskrzydlone. Długi czas- do samego początku lotów załogowych - rywalizowali na deskach kreślarskich projektantów z jednorazowymi Vostokami i Merkurymi. Niestety, większość statków wielokrotnego użytku pozostała projektami, a jedyny wprowadzony do użytku system wielokrotnego użytku (Wahadłowiec kosmiczny) okazał się strasznie drogi i daleki od najbardziej niezawodnego. Dlaczego to się stało?
Rakieta opiera się na dwóch źródłach - lotnictwie i artylerii. Początek lotnictwa wymagał ponownego użycia i skrzydeł, podczas gdy artyleria skłaniała się do jednorazowego użycia „pocisku rakietowego”. pociski bojowe, z których wyrosła praktyczna astronautyka, były oczywiście jednorazowe. W praktyce projektanci stanęli przed całą gamą problemów związanych z lotem z dużą prędkością, w tym ekstremalnie wysokimi obciążeniami mechanicznymi i termicznymi. Dzięki badaniom teoretycznym oraz próbom i błędom inżynierowie byli w stanie dobrać optymalny kształt głowicy i skuteczne materiały osłony termicznej. A kiedy na porządku dziennym była kwestia opracowania prawdziwego statku kosmicznego, konstruktorzy stanęli przed wyborem koncepcji: zbudować kosmiczny „samolot” czy urządzenie typu kapsuła podobne do głowicy międzykontynentalnej rakiety balistycznej? O ile wyścig kosmiczny jechała w szaleńczym tempie, wybrano najprostsze rozwiązanie – wszak w kwestiach aerodynamiki i konstrukcji kapsuła jest znacznie prostsza niż samolot.

„Senger” Tak niemieccy inżynierowie widzieli start samolotu kosmicznego w połowie lat 80-tych. Pierwszy etap to samolot startowy z silnikami strumieniowymi. Drugi etap orbitalny startuje na wysokości ponad 30 km z prędkością 6,8 Macha. masa początkowa układu wynosi 340 ton, z czego 100 ton wodoru. Drugi etap przewozi 65,5 tony paliwo rakietowe. Załoga - 2 pilotów, 4 pasażerów, ładunek - 2-3 tony. pierwszy etap został zaprojektowany jako naddźwiękowy samolot pasażerski na 250 miejsc. Orbital pozwolił na modyfikację dla 36 pasażerów.

"Hermes", Francja/ESA, 1979-1994. Samolot orbitalny wystrzelony pionowo przez rakietę Ariane-5, lądujący poziomo z manewrem bocznym do 1500 km. Masa startowa - 700 ton, etap orbitalny - 10-20 t. Załoga 3-4 osoby, ładunek wywieziony - 3 tony, zwrócony 1,5 tony.

Szybko stało się jasne, że na poziomie technicznym tamtych lat stworzenie kapsuły wielokrotnego użytku było prawie niemożliwe. Kapsuła balistyczna wchodzi w atmosferę z dużą prędkością, a jej powierzchnia może nagrzewać się do 2500-3000 stopni. Samolot kosmiczny, który ma wystarczająco wysoką jakość aerodynamiczną, podczas schodzenia z orbity doświadcza prawie połowy temperatury (1300-1600 stopni), ale w latach pięćdziesiątych i sześćdziesiątych nie powstały jeszcze materiały nadające się do jego ochrony termicznej. Jedyną skuteczną ochroną termiczną w tamtym czasie była celowo jednorazowa powłoka ablacyjna: substancja powlekająca była topiona i odparowywana z powierzchni kapsuły przez wchodzący strumień gazu, pochłaniając i odprowadzając ciepło, które w przeciwnym razie spowodowałoby niedopuszczalne nagrzewanie się zjazdu pojazd. Próby umieszczenia wszystkich systemów w jednej kapsule – układu napędowego ze zbiornikami paliwa, systemami sterowania, podtrzymywania życia i zasilania – doprowadziły do ​​gwałtownego wzrostu masy urządzenia: im większa kapsuła, tym większa masa ciepła -powłoka ekranująca (do której zastosowano np. włókno szklane impregnowane żywicami fenolowymi o dość dużej gęstości). Jednak nośność ówczesnych pojazdów nośnych była ograniczona. Rozwiązanie znaleziono w podziale statku na przedziały funkcjonalne. „Serce” systemu podtrzymywania życia kosmonauty zostało umieszczone w stosunkowo niewielkiej kapsułce-kabinie z ochroną termiczną, a bloki pozostałych systemów zostały umieszczone w jednorazowych, odpinanych przegrodach, oczywiście, które nie miały żadnej osłony termicznej. Wydaje się, że niewielki zasób głównych systemów technologii kosmicznej również skłonił projektantów do takiej decyzji. Na przykład płyn silnik rakietowy„Żyje” przez kilkaset sekund, a aby sprowadzić swój zasób do kilku godzin, trzeba włożyć dużo wysiłku.
A jednak pomysł na technologię rakietową i kosmiczną wielokrotnego użytku okazał się nieustępliwy. Pod koniec lat 60. w Stanach Zjednoczonych, a nieco później w ZSRR i Europie zgromadzono znaczne rezerwy w dziedzinie aerodynamiki naddźwiękowej, nowych materiałów konstrukcyjnych i termoizolacyjnych. ALE studia teoretyczne wzmocniony eksperymentami, w tym lotami eksperymentalnych samolotów, z których najsłynniejszym był amerykański X-15. W 1969 r. NASA zawarła pierwsze kontrakty z amerykańskimi firmami lotniczymi w celu zbadania wyglądu obiecującego systemu transportu kosmicznego wielokrotnego użytku Space Shuttle (ang. Space Shuttle). Według ówczesnych prognoz na początku lat 80. przepływ ładunków Ziemia-orbita-Ziemia miał wynosić do 800 ton rocznie, a wahadłowce miały wykonywać 50-60 lotów rocznie, dostarczając statki kosmiczne o różnym przeznaczeniu, jak również załogi, na orbitę okołoziemską oraz ładunki na stacje orbitalne. Spodziewano się, że koszt wystrzelenia ładunku na orbitę nie przekroczy 1000 dolarów za kilogram. Jednocześnie wahadłowiec kosmiczny musiał być w stanie zwrócić z orbity wystarczająco duże ładunki, na przykład drogie, wielotonowe satelity do naprawy na Ziemi. Należy zauważyć, że zadanie zwrotu ładunku z orbity pod pewnymi względami trudniej wywnioskować je i przestrzeń. Na przykład na statku kosmicznym Sojuz astronauci wracający z Międzynarodowej Stacji Kosmicznej mogą zabrać mniej niż sto kilogramów bagażu.

Clipper, Rosja, od 2000 roku. Trwają prace nad nowym statkiem kosmicznym z kabiną wielokrotnego użytku do dostarczania załogi i ładunku na orbitę okołoziemską oraz ze stacją orbitalną. Start pionowy rakietą Sojuz-2, lądowanie poziome lub spadochronowe. Załoga 5-6 osób, masa startowa statku do 13 t, masa lądowania do 8,8 t. Przewidywany termin to 2015 rok.

Kosmodromy i rakiety naszych czasów - XXI

Venture Star, USA, 1993-2001. Projekt jednostopniowego systemu transportu kosmicznego wielokrotnego użytku z pionowym startem i poziomym lądowaniem. Prace zostały ograniczone na etapie prototypu (projekt X-33) z powodu licznych problemów technicznych. Głównym z nich jest niewystarczająca wytrzymałość konstrukcji przy ścisłych ograniczeniach masy aparatu jako całości.

W maju 1970 roku, po przeanalizowaniu otrzymanych propozycji, NASA wybrała system z dwoma uskrzydlonymi etapami i wystawiła kontrakty na dalszy rozwój projektu z North American Rockwell i McDonnel Douglas. Przy masie startowej około 1500 ton miał on wynieść na niską orbitę od 9 do 20 ton ładunku. Oba stopnie miały być wyposażone w wiązki silników tlenowo-wodorowych o ciągu 180 ton każdy. Jednak w styczniu 1971 r. zrewidowano wymagania - masa wyjściowa wzrosła do 29,5 tony, a początkowa do 2265 ton. Według wyliczeń uruchomienie systemu kosztowało nie więcej niż 5 mln USD, ale jego rozwój oszacowano na 10 mld USD – więcej, niż Kongres był gotów przeznaczyć (nie zapominajmy, że Stany Zjednoczone toczyły wówczas wojnę w Indochinach). NASA i firmy deweloperskie stanęły przed zadaniem obniżenia kosztów projektu o co najmniej połowę. W ramach koncepcji w pełni wielokrotnego użytku nie udało się tego osiągnąć: opracowanie ochrony termicznej dla scen z pojemnymi zbiornikami kriogenicznymi było zbyt trudne. Pojawił się pomysł, aby zbiorniki były zewnętrzne, jednorazowe. Następnie porzucili skrzydlaty pierwszy etap na rzecz startowych dopalaczy na paliwo stałe wielokrotnego użytku. Konfiguracja systemu przybrała znajomy wszystkim wygląd, a jego koszt, około 5 miliardów dolarów, mieścił się w określonych granicach. To prawda, że ​​koszty uruchomienia w tym samym czasie wzrosły do ​​12 milionów dolarów, ale uznano to za całkiem do przyjęcia. Jak gorzko żartował jeden z deweloperów, „wahadłowiec został zaprojektowany przez księgowych, a nie inżynierów”.
Pełnowymiarowy rozwój promu kosmicznego, powierzony firmie North American Rockwell (później Rockwell International), rozpoczął się w 1972 roku. Do czasu uruchomienia systemu (a pierwszy lot Columbii odbył się 12 kwietnia 1981 r. - dokładnie 20 lat po Gagarinie) był on pod każdym względem technologicznym arcydziełem. Tyle, że koszt jego rozwoju przekroczył 12 miliardów dolarów. Dziś koszt jednego startu sięga fantastycznych 500 milionów dolarów! Jak to? Przecież wielokrotnego użytku w zasadzie powinien być tańszy niż jednorazowy (przynajmniej w zakresie jednego lotu)? Po pierwsze, nie sprawdziły się prognozy wielkości ruchu towarowego – okazało się, że jest o rząd wielkości mniej niż oczekiwano. Po drugie, kompromis między inżynierami i finansistami nie wpłynął na wydajność promu: koszt napraw i renowacji wielu jednostek i systemów osiągnął połowę kosztów ich produkcji! Szczególnie kosztowna była konserwacja unikalnej ceramicznej ochrony termicznej. Ostatecznie odrzucenie skrzydlatego pierwszego etapu doprowadziło do tego, że dla ponowne użycie dopalacze na paliwo stałe musiały organizować kosztowne akcje poszukiwawcze i ratownicze.
Ponadto wahadłowiec mógł działać tylko w trybie załogowym, co znacznie zwiększało koszt każdej misji. Kabina z astronautami nie jest oddzielona od statku, dlatego w niektórych rejonach lotu każdy poważny wypadek obarczony jest katastrofą ze śmiercią załogi i utratą promu. Zdarzyło się to już dwukrotnie - z Challengerem (28 stycznia 1986) i Columbia (1 lutego 2003). Ostatnia katastrofa zmienił nastawienie do programu promu kosmicznego: po 2010 roku „wahadłowce” zostaną wycofane z eksploatacji. Zostaną zastąpieni przez Oriona, które zewnętrznie bardzo przypominają ich dziadka - statek kosmiczny Apollo - i mają kapsułę ratunkową wielokrotnego użytku dla załogi.

Od początku realizacji programu promu kosmicznego na świecie wielokrotnie podejmowano próby stworzenia nowego statku kosmicznego wielokrotnego użytku. Projekt Hermes zaczął być rozwijany we Francji pod koniec lat 70., a następnie kontynuowany w ramach europejskiej agencja kosmiczna. Ten niewielki samolot kosmiczny, mocno przypominający projekt DynaSoar (i rozwijany w Rosji Clipper), miał zostać wystrzelony na orbitę przez jednorazową rakietę Ariane-5, dostarczającą na orbitę kilku członków załogi i do trzech ton ładunku. stacja. Mimo dość konserwatywnego projektu Hermes okazał się być poza siłami Europy. W 1994 roku projekt, który kosztował około 2 miliardów dolarów, został zamknięty. O wiele bardziej fantastyczny był projekt bezzałogowego statku powietrznego z poziomym startem i lądowaniem HOTOL (Horizontal Take-Off and Landing), zaproponowany w 1984 roku przez British Aerospace. Zgodnie z planem, ten jednostopniowy, skrzydlaty pojazd miał być wyposażony w unikalny system napędowy, który w locie skrapla tlen z powietrza i wykorzystuje go jako utleniacz. Paliwem był wodór.
Finansowanie pracy ze strony państwa (trzy miliony funtów szterlingów) ustało po trzech latach ze względu na konieczność ogromnych kosztów zademonstrowania koncepcji niezwykłego silnika. Pozycja pośrednia między „rewolucyjnym” HOTOLem a konserwatywnym „Hermesem” jest projekt systemu lotniczego „Sanger” (Sanger), opracowany w połowie lat 80. w Niemczech. Pierwszym etapem był naddźwiękowy samolot pomocniczy z połączonymi silnikami turboramodrzutowymi. Po osiągnięciu 4-5 prędkości dźwięku, albo załogowy samolot kosmiczny Horus, albo jednorazowy etap ładunkowy Kargus został wystrzelony z jego tyłu. Projekt ten nie wyszedł jednak z „papierowej” fazy, głównie ze względów finansowych. Projekt amerykański NASP został wprowadzony przez prezydenta Reagana w 1986 roku jako krajowy program lotniczy. Często określany w prasie jako „Orient Express”, ten jednostopniowy statek miał fantastyczne właściwości lotu. Były one napędzane silnikami strumieniowymi o spalaniu naddźwiękowym, które według ekspertów mogły pracować przy liczbach Macha od 6 do 25. Projekt napotkał jednak problemy techniczne i został zamknięty na początku lat 90. XX wieku.

Szkic układu startowego statku kosmicznego Clipper (jedna z opcji)

Kosmodromy i rakiety naszych czasów - XXI

"Buran", ZSRR, 1976-? (nie zamknięte). Statek kosmiczny wielokrotnego użytku, odpowiednik systemu Space Shuttl. Start w pionie, lądowanie poziome z bocznym manewrem 2000 km. Masa startowa (z rakietą Energia) - 2375 ton, stopień orbitalny 105 t. Załoga - 10 osób, ładowność - 30 t. Na zdjęciu największy na świecie samolot transportowy An-225 "Mriya" przewozi Buran.

Radziecki „Buran” został przedstawiony w prasie krajowej (i zagranicznej) jako bezwarunkowy sukces. Jednak po wykonaniu jedynego 6 lotu pilotażowego 15 listopada 1988 roku, statek ten zapadł w niepamięć. Trzeba przyznać, że Buran okazał się nie mniej doskonały niż prom kosmiczny. A pod względem bezpieczeństwa i wszechstronności użytkowania przewyższył nawet swojego zagranicznego konkurenta. W przeciwieństwie do Amerykanów Specjaliści radzieccy nie miał złudzeń co do wydajności systemu wielokrotnego użytku - obliczenia wykazały, że rakieta jednorazowa była bardziej wydajna. Ale przy tworzeniu Burana najważniejszy był inny aspekt - sowiecki wahadłowiec został opracowany jako wojskowy system kosmiczny. Wraz z końcem zimnej wojny aspekt ten zszedł na dalszy plan, czego nie można powiedzieć o wykonalności ekonomicznej. A Buran źle się z tym bawił: jego uruchomienie kosztowało równoczesne uruchomienie kilkuset lotniskowców Sojuz. Los Burana został przypieczętowany.
Pomimo tego, że nowe programy rozwoju statków wielokrotnego użytku pojawiają się jak grzyby po deszczu, jak dotąd żaden z nich nie odniósł sukcesu. Wspomniane projekty Hermesa (Francja, ESA), HOTOL (Wielka Brytania) i Sapger (Niemcy) zakończyły się niczym. "Zavis" między epokami MAKS - sowiecko-rosyjski system kosmiczny wielokrotnego użytku. Programy NASP (National Aerospace Plane) i RLV (Reusable Launch Vehicle), ostatnie amerykańskie próby stworzenia MTKS drugiej generacji w celu zastąpienia promu kosmicznego, również nie powiodły się. Jaki jest powód tej nie do pozazdroszczenia stałości? W porównaniu z jednorazowym pojazdem nośnym stworzenie „klasycznego” systemu transportu wielokrotnego użytku jest niezwykle kosztowne. Same problemy techniczne systemów wielokrotnego użytku są rozwiązywalne, ale koszt ich rozwiązania jest bardzo wysoki. Zwiększenie częstotliwości użytkowania czasami wymaga bardzo znacznego zwiększenia masy, co prowadzi do wzrostu kosztów. Aby zrekompensować wzrost masy, brane są pod uwagę ultralekkie i super mocne (i droższe) materiały konstrukcyjne i termoizolacyjne (i często wymyślane od podstaw), a także silniki o unikalnych parametrach. A wykorzystanie systemów wielokrotnego użytku w dziedzinie mało zbadanych prędkości hipersonicznych wymaga znacznych kosztów badań aerodynamicznych.
A jednak nie oznacza to wcale, że systemy wielokrotnego użytku w zasadzie nie mogą się opłacić. Pozycja zmienia się wraz z dużą liczbą startów. Powiedzmy, że koszt opracowania systemu to 10 miliardów dolarów. Wtedy przy 10 lotach (bez kosztów utrzymania między lotami) koszt opracowania wyniesie 1 miliard dolarów na start, a przy tysiącu lotów - tylko 70 milionów! Jednak ze względu na ogólne ograniczenie „kosmicznej aktywności ludzkości” o takiej liczbie premier można tylko pomarzyć… Czy zatem możemy położyć kres systemom wielokrotnego użytku? Nie wszystko jest tu takie jasne. Po pierwsze, nie wyklucza się wzrostu „kosmicznej aktywności cywilizacji”. Pewne nadzieje daje nowy rynek turystyki kosmicznej. Być może na początku zapotrzebowanie na małe i średnie statki typu „połączonego” (wersje „klasycznych” jednorazowych, wielokrotnego użytku, takie jak europejski Hermes lub bliższy nam rosyjski Clipper). są stosunkowo proste, mogą być wystrzeliwane w kosmos za pomocą konwencjonalnych ( Tak, taki schemat nie zmniejsza kosztów dostarczenia ładunku w kosmos, ale obniża koszt misji jako całości (w tym odciążenie seryjnej produkcji statków z branży). Po drugie, co jest szczególnie ważne dla Rosji, zastosowanie uskrzydlonych stopni wielokrotnego użytku umożliwia usuwanie ograniczenia azymutu startowego i zmniejszenia kosztów stref wyłączenia przeznaczonych dla fragmentów pól jesiennych pojazdów nośnych.
Opcje konstruktywnego wdrażania systemów wielokrotnego użytku są bardzo różnorodne. Omawiając je, nie należy ograniczać się tylko do statków, trzeba powiedzieć o nośnikach wielokrotnego użytku – cargo reusable transport space systems (MTKS). Oczywiście, aby obniżyć koszty rozwoju MTKS, konieczne jest tworzenie bezzałogowych i nie obciążanie ich funkcjami zbędnymi, jak wahadłowiec. To znacznie uprości i ułatwi projektowanie. Z punktu widzenia łatwości obsługi najbardziej atrakcyjne są systemy jednostopniowe: teoretycznie są znacznie bardziej niezawodne niż systemy wielostopniowe i nie wymagają żadnych stref wykluczenia (np. projekt VentureStar, stworzony w USA w ramach programu RLV w połowie lat 90.). Ale ich realizacja jest „na granicy możliwości”: aby je stworzyć, konieczne jest zmniejszenie względnej masy konstrukcji o co najmniej jedną trzecią w porównaniu do nowoczesne systemy. Jednak dwustopniowe systemy wielokrotnego użytku mogą również mieć całkiem akceptowalne i operacyjne właściwości, jeśli zastosuje się pierwsze, skrzydłowe, powracające na miejsce startu samolotem.

MAKS, ZSRR/Rosja, od 1985 roku. System wielokrotnego użytku ze startem powietrznym, lądowaniem poziomym. Masa startowa - 620 ton, drugi stopień ze zbiornikiem paliwa - 275 ton, samolot orbitalny - 27 t. Załoga - 2 osoby, ładowność - do 8 t. Według twórców (NPO Molniya). MAKS jest projektem statku wielokrotnego użytku najbliżej wdrożenia.

Kosmodromy i rakiety naszych czasów - XXI

„Orion”. USA. Nowy statek do dostarczania załogi i ładunku na orbity bliskie Ziemi i w pobliżu Księżyca iz powrotem. Tylko moduł załogi z zabezpieczeniem termicznym jest wielokrotnego użytku. Start jest pionowy, zejście sterowane siłą unoszącą kadłuba, lądowanie na spadochronie. Masa etapu orbitalnego to 25 ton, masa podczas lądowania to 7,5 t. Załoga to 4-6 osób. Pierwszy lot załogowy – 2014, pierwszy lot na Księżyc – 2020.

Generalnie MTKS w pierwszym przybliżeniu można sklasyfikować według metod startu i lądowania: poziomej i pionowej. Często uważa się, że poziome systemy startowe mają tę zaletę, że nie wymagają skomplikowanych urządzeń do startu. Jednak nowoczesne lotniska nie są w stanie przyjąć pojazdów o masie większej niż 600-700 ton, co znacznie ogranicza możliwości systemów z poziomym startem. Ponadto trudno wyobrazić sobie system kosmiczny wypełniony setkami ton kriogenicznych komponentów miotających wśród cywilnych samolotów pasażerskich startujących i lądujących na lotnisku zgodnie z planem. A jeśli weźmiemy pod uwagę wymagania dotyczące poziomu hałasu, staje się oczywiste, że dla przewoźników z poziomym startem nadal konieczne będzie budowanie oddzielnych lotnisk wysokiej klasy. Tak więc start poziomy nie ma znaczącej przewagi nad startem pionowym. Z drugiej strony podczas pionowego startu i lądowania można zrezygnować ze skrzydeł, co znacznie ułatwia i obniża koszty konstrukcji, ale jednocześnie utrudnia wykonanie dokładnego podejścia do lądowania i prowadzi do wzrostu g - siły podczas schodzenia.
Układy napędowe MTKS są uważane zarówno za tradycyjne silniki rakietowe na ciecz (LRE), jak i różne opcje i kombinacje strumienia powietrza (RDW). Wśród tych ostatnich znajdują się turbiny strumieniowe, które mogą rozpędzić urządzenie „od postoju” do prędkości odpowiadającej liczbie Macha 3,5-4,0, strumieniowa ze spalaniem poddźwiękowym (działająca od M=1 do M=6), strumieniowa ze spalaniem poddźwiękowym. spalanie naddźwiękowe (od M=6 do M=15, a według optymistycznych szacunków amerykańskich naukowców nawet do M=24) oraz silnik strumieniowy zdolny do pracy w całym zakresie prędkości lotu – od zera do orbity. Silniki odrzutowe są o rząd wielkości bardziej ekonomiczne niż silniki rakietowe (ze względu na brak utleniacza na pokładzie pojazdu), ale jednocześnie mają o rząd wielkości wyższy ciężar właściwy, a także bardzo poważne ograniczenia dotyczące prędkość i wysokość lotu. Do racjonalne wykorzystanie WJD jest wymagane do latania z dużymi ciśnieniami prędkości, jednocześnie chroniąc konstrukcję przed obciążeniami aerodynamicznymi i przegrzaniem. Oznacza to, że oszczędzając paliwo - najtańszy element systemu - VJD zwiększają masę konstrukcji, która jest znacznie droższa. Niemniej jednak RDW prawdopodobnie znajdą zastosowanie w stosunkowo niewielkich horyzontalnych pojazdach nośnych wielokrotnego użytku.
Najbardziej realistyczne, czyli proste i stosunkowo tanie w opracowaniu, są być może dwa rodzaje systemów. Pierwszy to rodzaj wspomnianego już Clippera, w którym tylko załogowy, skrzydlaty pojazd wielokrotnego użytku (lub jego większość) okazał się całkowicie nowy. Małe gabaryty, choć stwarzają pewne trudności w zakresie ochrony termicznej, obniżają koszty zabudowy. Problemy techniczne dla takich urządzeń są praktycznie rozwiązane. Zatem Clipper to krok we właściwym kierunku. Drugi to pionowe systemy startowe z dwoma stopniami pocisków manewrujących, które mogą niezależnie powrócić na miejsce startu. specjalny problemy techniczne kiedy są tworzone, nie oczekuje się tego, a odpowiedni kompleks startowy można prawdopodobnie wybrać spośród już zbudowanych. Podsumowując, możemy założyć, że przyszłość systemów kosmicznych wielokrotnego użytku nie będzie bezchmurna. Będą musieli bronić swojego prawa do istnienia w zaciekłej walce z prymitywnymi, ale niezawodnymi i tanimi rakietami jednorazowego użytku.

Niesamowita rzecz, zrobiłem tutaj ekspresową ankietę wśród moich przyjaciół, okazało się, że prawie wszyscy są pewni, że obecnie, po zamknięciu projektów promów kosmicznych i Buran, statki kosmiczne wielokrotnego użytku nie są używane przez ludzkość.

A tymczasem właśnie teraz lecą nad nami. Od 2016 r. Stany Zjednoczone eksploatują co najmniej dwa typy statków kosmicznych wielokrotnego użytku, z czego cztery w 2017 r. Albo nawet pięć, w zależności od tego, jak liczysz.

Nie jest to jednak zaskakujące, rosyjskie media zbudowały wokół zachodnich programów kosmicznych raczej pustą ścianę ciszy, a jeśli coś przez nią przecieka, to w wyjątkowo przefiltrowanej, dozowanej i zniekształconej formie. Z jakiegoś powodu większość moich znajomych jest przekonana, że ​​wraz z wystrzeleniem rakiet wielokrotnego użytku Falcon „Amerykanie mają ciągłe porażki”, choć sytuacja jest dokładnie odwrotna.

Na przykład zaledwie wczoraj komercyjna ciężarówka kosmiczna wielokrotnego użytku „Dragon” (Dragon), która została wcześniej wystrzelona przez rakietę kosmiczną wielokrotnego użytku „Falcon 9” (Falcon 9), która ją wystrzeliła, wróciła na ziemię. Chodzi o wielokrotnego użytku rakieta kosmiczna prawie każdy słyszał przynajmniej coś, ale prawie nikt nie słyszał o statku kosmicznym wielokrotnego użytku.

Tak myślałem. Że byłoby miło opowiedzieć, jak się sprawy mają w dziedzinie kosmosu na świecie. Jak się mają w rzeczywistości są tam.

Pamiętajcie, jak po zamknięciu programu promu kosmicznego w 2011 r. wszystkie rosyjskie media jednogłośnie i głośno napisały, że teraz era statków kosmicznych wielokrotnego użytku dobiegła końca, stały się przestarzałe, wkrótce nie zostaną wznowione, a główne środki dostarczania ładunek i załogi w kosmos do ISS staną się starymi dobrymi i niezawodnymi Związkami i Postępami?

To nie była prawda. A raczej półprawda. Związki i Postępy były oczywiście i pozostają głównymi środkami przekazu do część rosyjska Międzynarodowa Stacja Kosmiczna.

A po zamknięciu programu wahadłowca wielokrotnego użytku „Smok” wielokrotnego użytku zaczął latać do jego amerykańskiej części. Co może nie jest tak imponujące jak wahadłowiec i nie tak ogromne, ale jest zorganizowane znacznie prościej: bardziej niezawodne, bezpieczniejsze i, co najważniejsze, znacznie tańsze. Tańsze, bo korzysta z zupełnie innych nowoczesne technologie lot i lądowanie. A ponieważ można go wystrzelić na orbitę rakietami wielokrotnego użytku, a nie jednorazowymi dopalaczami.

A w tej chwili przelatuje nad nami kolejny amerykański statek kosmiczny wielokrotnego użytku, Boeing X-37.

Nie słyszałem?

Zrozumiałe jest, że właścicielem tego statku kosmicznego nie jest NASA, ale armia amerykańska i dlatego nikt nie wie, dlaczego tam lata i co robi. X-37 to nie tylko „statek wielokrotnego użytku”, to pełnoprawny samolot kosmiczny lub, jak mówią, „samolot orbitalny”. Oznacza to, że nie tylko kręci się po orbicie, na którą został przywieziony, ale swobodnie manewruje w kosmosie, leci tam, gdzie chce ... Cóż, krótko mówiąc, pamiętaj o pojazdach, na których buntują się buntownicy „ Gwiezdne Wojny zaatakował Gwiazdę Śmierci. Cóż, chodzi o to samo, tylko o drona.

Boeing X-37

X-37 lata dokładnie i długo. Na przykład poprzedni lot trwał 674 dni. A ten, który teraz lata, lata dokładnie od roku, czyli od 20 maja 2015 roku.

Ale zarówno Dragon, jak i X-37 to statki bezcielesne. Załogowe loty wielokrotnego użytku rozpoczną się w przyszłym roku, 2017.

To „opóźnienie” nastąpiło nie dlatego, że są pewne trudności we wdrażaniu programu, ale wręcz przeciwnie, ponieważ nauka i technologia rozwijają się teraz tak szybko, że nowe możliwości pojawiają się szybciej, niż twórcy mają czas na rysowanie rysunków, a ja naprawdę chcę aby uwzględnić tam wszystko, co nowe.

I tak na przykład załogowa „pasażerska” wersja „Smoka” miała rozpocząć regularne loty już w 2015 roku. Była na to gotowa, przeprowadzono testy, ale… w tym momencie nauka i technologia zrobiły jeszcze kilka poważnych kroków do przodu i regularne loty zostały przełożone na dwa lata, aby dać „Drugiemu Smokowi” nowe możliwości. Było jeszcze 2 pasażerów (siedmiu zamiast pięciu), nowe silniki, które, uwaga, wykonane są metodą 3Druk D, zapewniając jednocześnie miękkie lądowanie nawet w przypadku awarii wszystkich ośmiu silników.

Start „Dragon 2” z ziemi (bez dopalacza)

Urządzenie może swobodnie manewrować w kosmosie, a także w ziemskiej atmosferze… startować i lądować jak helikopter na 8 silnikach odrzutowych wydrukowanych na drukarkach 3D.

I tak, ta sama rakieta wielokrotnego użytku Sokół wystrzeliwuje ją na orbitę ( Sokół).

O reszcie "reusables", które już istnieją, zostały przetestowane i powinny zacząć regularnie latać w przyszłym roku, powiem krótko, żeby Was nie znudzić.

Samoloty orbitalneśnićPościgowy(wymarzony biegacz), którego pierwszy lot powinien odbyć się w listopadzie 2016 r. Kiedy to zobaczysz, zawołasz: „tak, to jest wahadłowiec”. No tak, to prawda, DreamChaser to rozwinięcie projektu promu kosmicznego. Ale oczywiście na nowym poziomie. Wykonany jest z materiałów kompozytowych, może samodzielnie startować i lądować w atmosferze (a nie tylko szybować jak wahadłowiec), a szczególną cechą jest to, że jest składany. Podczas startu skrzydła, stabilizatory i wszystkie wystające części są usuwane, statek niejako „zwija się w rurę”, którą, aby umieścić urządzenie na orbicie, można „włożyć” do dowolnej rakiety o odpowiednim rozmiarze a tym samym unikniemy uszkodzeń startu (przypominam, że przyczyną śmierci Challengera i Columbia były uszkodzenia na starcie).

Samoloty orbitalneśnićPościgowy

Spośród istniejących pocisków, amerykański Atlas-5 jednorazowego użytku i europejski Ariane 5 są odpowiednie pod względem wielkości, ale w przyszłości możliwe jest przejście na Sokoły wielokrotnego użytku, taka techniczna możliwość już istnieje.

Oriona (orion)- wielozadaniowy statek kosmiczny wielokrotnego użytku, zdolny do lotów międzyplanetarnych. Mahina, budynek mieszkalny o średnicy 5 metrów. To nie jest „projekt” ani „obiecujący rozwój”. Ten statek już powstał, wykonał już swój pierwszy lot w kosmos, ale jeszcze nie działa, ponieważ programy lotów międzyplanetarnych (na Księżyc i Marsa) ruszą dopiero w latach 20-tych. A potrzeby „bliskiej przestrzeni” są teraz całkowicie pokryte przez „Smoki”. Jednak, aby projekt nie „bezczynny był na próżno”, planuje się, że statek kosmiczny Orion będzie nadal latał na ISS w nadchodzących latach.

BoeingCST-100Starliner- statek o wąskim przeznaczeniu wielokrotnego użytku, do lotów do stacje orbitalne, bliski odpowiednik pierwszego „Smoka”, ale w przeciwieństwie do niego może zabrać na pokład siedmioosobową załogę. Stworzony na zlecenie NASA. Ano dlatego, że NASA uznała, że ​​oprócz Dragonów wydzierżawionych od prywatnego kontrahenta, reprezentowanego przez SpaceX, powinna mieć także własne statki. Cechą charakterystyczną Starline jest to, że można go zainstalować na prawie każdej istniejącej rakiecie.

Boeing CST-100Starliner

Ale głównym okresem, dzięki któremu wszystkie te statki będą naprawdę, a nie warunkowo „ponowne”, jest oczywiście projekt Sokół ( Sokół), rakiety wielokrotnego użytku, które wystrzelą (i już wystrzeliwują) wszystkie te statki wielokrotnego użytku w kosmos i wrócą na Ziemię. Dzięki temu w dającej się przewidzieć przyszłości koszt wystrzelenia ładunku na orbitę będzie porównywalny z kosztem wypalonego paliwa.

Sokół to modułowa linia dopalaczy, które można łączyć ze sobą na sposób konstruktora Lego, zwiększając moc i możliwości powstających rakiet do fizycznych granic technologii. Co więcej, po wykonaniu zadania wszystkie kostki tego konstruktora wracają na ziemię miękkim lądowaniem do ponownego użycia.

Obecnie najpotężniejsza rakieta z tej serii (pierwszy start jesienią 2016 r.) jest w stanie wynieść na niską orbitę referencyjną 55 ton ładunku, czyli dwa i pół raza więcej niż najpotężniejsza rosyjska rakieta Proton i półtora raza więcej niż wciąż nieistniejąca, ale zadeklarowana rosyjska Angara-7.

Zobaczmy teraz, jaka jest „nowa przestrzeń” w aktywach Federacji Rosyjskiej.

Nic!

Wszystkie te same Sojuz-Progress, które są beznadziejnie przestarzałe, latają od lat 60., ale istnieją wyraźne oznaki, że przestaną latać w dającej się przewidzieć przyszłości.

Tak, jest też Proton z tych samych lat 60., który według rosyjskiej dokumentacji przechodzi jako „ciężka” rakieta, ale pod względem masy wystrzelonej na orbitę należy do średniej. Najbardziej awaryjna, bardzo niebezpieczna rakieta lecąca na wyjątkowo trującym heptylu. Który można wystrzelić tylko z jednego miejsca na świecie, z Bajkonuru, a który jest całkowicie zależny od importowanych (w tym ukraińskich) komponentów, z którymi teraz… cóż, rozumiecie. Właściwie Proton miał zostać wycofany z produkcji w latach 80. i zastąpiony Energią. Ale „Energia” nie miała miejsca, a Proton teraz leci (nieustannie eksplodując) tylko dlatego, że Rosja nie ma innych „ciężkich” pocisków.

Ale co z Angarą? - ty pytasz. - Które rosyjskie media brzęczały nam w uszach.

Ale porozmawiajmy o "Angara".

Co więcej, jest coś do porównania - Angara jest w pewnym stopniu odpowiednikiem Sokoła. Ta sama konstrukcja modułowa - kostki Lego - z której montowana jest rakieta o wymaganej mocy. Ale na tym podobieństwa się kończą!

Przede wszystkim różnica polega na tym, że Sokoły już latają, a kiedy Angara zaczną latać, to duże pytanie.

Porównajmy:

Projekt Sokół wystrzelony w 2002 r., a po 6 latach w 2008 r. rozpoczęto komercyjną eksploatację pocisków. Projekt Angara rozpoczął się w 1995 roku, a teraz, 21 (dwadzieścia jeden!) lat później, zupełnie nie wiadomo, kiedy rozpocznie się eksploatacja tych pocisków.

W zasadzie sam ten fakt wystarczy, aby zrozumieć wszystko na temat Angary, ale kontynuujmy dla kompletności.

Przez 8 lat eksploatacji Falcon zmienił TRZY (!) generacje silników, nie licząc „ulepszeń”. Najnowsza generacja silników, Merlin 1D+, wolno przetłumaczyć "łatwe" Rakieta Sokół 9 do klasy "średnio-ciężkiej", bez modernizacji, po prostu przez wymianę silników.

Angara używa rzekomo „najnowszych” silników RD-191- które w rzeczywistości są tylko uproszczoną „ćwiartką” (jedna komora zamiast czterech) silników RD-170, które były wyposażone w rakietę Energia, ale które zostały opracowane dla rakiet Zenit ( Jużmasz, Ukraina) dopiero pod koniec lat 70-tych.

Maksymalne obciążenie, jakie najcięższa Angara-7 (której rozwój jeszcze się nie rozpoczął, Angara-5 jest obecnie w eksploatacji) może umieścić na niskiej orbicie referencyjnej, wynosi 35 ton. Nie ma górnej granicy dla Falcona, ale najcięższa jak dotąd modyfikacja, Falcon Heavy, umieszcza 55 ton na niskiej orbicie referencyjnej.

Falcon startuje z prawie każdego kompleksu startowego o odpowiedniej wielkości, start Angary wymaga specjalnie do tego celu zbudowanego kompleksu, który jest obecnie dostępny tylko w Plesieck, skąd starty komercyjne są niemożliwe.

Falcon jest wielokrotnego użytku, Angara jest jednorazowa.

No i co najważniejsze, powtarzam. Falcon lata od ośmiu lat i nie wiadomo, kiedy poleci Angara. Ale wiadomo - co innego, w momencie rozpoczęcia działalności (jeśli się zacznie) - będzie to już beznadziejnie przestarzały system.

Cóż, moja historia będzie niepełna, jeśli nie wspomnę o „obiecujących” Rosyjski projekt « Federacja”, który do pewnego stopnia jest analogiem wspomnianego wyżej amerykańskiego Oriona, tylko pod względem wielkości i nośności jest 4 razy gorszy od Oriona. Tutaj sytuacja jest dokładnie taka sama: Orion już leci, a jeśli chodzi o Federację to w tej chwili jedenaście lat (!) Po uruchomieniu projektu (2005 r.) prace są na etapie „ rozpoczęto opracowywanie dokumentacji roboczej».

Sytuację z „Federacją” bardzo krótko przedstawił były kosmonauta Siergiej Krikalow, a teraz pierwszy zastępca szefa TsNIIMash na spotkaniu rada ekspertów Zarząd Komisji Wojskowo-Przemysłowej Federacji Rosyjskiej w 2014 roku: „ Jeśli dalej będziemy robić wszystko tak, jak jest teraz, nigdy w ogóle nie zbudujemy nowego statku, terminy są ciągle przesuwane, nie ma zatwierdzonego systemowego harmonogramu tworzenia statku, kiedy powstanie dla niego rakieta, to też jest niejasny».

Zakończmy tą konkretną uwagą.

Ten artykuł obejmie taki temat jak statki kosmiczne przyszłości: zdjęcia, opisy i specyfikacje. Zanim przejdziemy bezpośrednio do tematu, proponujemy Czytelnikowi krótką dygresję do historii, która pomoże docenić najnowocześniejszy przemysł kosmiczny.

Kosmos w okresie zimnej wojny był jedną z aren, na których toczyła się konfrontacja między USA a ZSRR. Głównym bodźcem do rozwoju przemysłu kosmicznego w tamtych latach była właśnie konfrontacja geopolityczna między supermocarstwami. Ogromne zasoby zostały wrzucone do programów eksploracji kosmosu. Na przykład na realizację projektu „Apollo”, którego głównym celem jest wylądowanie człowieka na powierzchni Księżyca, rząd Stanów Zjednoczonych wydał około 25 miliardów dolarów. Ta kwota jak na lata 70. była po prostu gigantyczna. Budżet Związku Radzieckiego, program księżycowy, który nigdy nie miał zostać zrealizowany, kosztował 2,5 miliarda rubli. Rozwój statku kosmicznego Buran kosztował 16 milionów rubli. Jednocześnie miał wykonać tylko jeden lot kosmiczny.

Program promu kosmicznego

Dużo więcej szczęścia miał jego amerykański odpowiednik. Prom kosmiczny wykonał 135 startów. Jednak ten „wahadłowiec” nie był wieczny. Jego ostatnia premiera miała miejsce 8 lipca 2011 roku. W trakcie realizacji programu Amerykanie wypuścili 6 „wahadeł”. Jednym z nich był prototyp, który nigdy nie wykonywał lotów kosmicznych. 2 inne kompletnie zawiodły.

Program promu kosmicznego trudno uznać za sukces z ekonomicznego punktu widzenia. Statki jednorazowe okazały się znacznie bardziej ekonomiczne. Ponadto wątpliwości budziło bezpieczeństwo lotów na „wahadłowych”. W wyniku dwóch wypadków, które miały miejsce podczas ich operacji, ofiarami padło 14 astronautów. Jednak przyczyną tak niejednoznacznych wyników podróży nie jest techniczna niedoskonałość statków, ale złożoność samej koncepcji statku kosmicznego wielokrotnego użytku.

Wartość statku kosmicznego Sojuz dzisiaj

W rezultacie Sojuz, jednorazowy statek kosmiczny z Rosji, który został opracowany w latach 60. XX wieku, stał się jedynym pojazdem wykonującym obecnie załogowe loty na ISS. Należy zauważyć, że nie oznacza to, że są lepsze od promu kosmicznego. Mają w pobliżu znaczące niedociągnięcia. Na przykład ich nośność jest ograniczona. Również stosowanie takich urządzeń prowadzi do gromadzenia się szczątków orbitalnych, które pozostają po ich eksploatacji. Wkrótce loty kosmiczne na Sojuzie przejdzie do historii. Do tej pory nie ma realnych alternatyw. Statki kosmiczne przyszłości są wciąż w fazie rozwoju, których zdjęcia prezentujemy w tym artykule. Ogromny potencjał tkwiący w koncepcji wielokrotnego użytku statków często pozostaje technicznie niemożliwy do zrealizowania nawet w naszych czasach.

Oświadczenie Baracka Obamy

Barack Obama w lipcu 2011 roku ogłosił, że głównym celem astronautów ze Stanów Zjednoczonych na najbliższe dziesięciolecia jest lot na Marsa. Program kosmiczny Constellation stał się jednym z programów wdrażanych przez NASA w ramach lotu na Marsa i eksploracji Księżyca. Do tych celów oczywiście potrzebujemy nowego statku kosmicznego przyszłości. Jak to jest z ich rozwojem?

Statek kosmiczny Oriona

Główne nadzieje wiąże się ze stworzeniem „Oriona” – nowego statku kosmicznego, a także rakiet nośnych „Ares-5” i „Ares-1” oraz modułu księżycowego „Altair”. W 2010 roku rząd Stanów Zjednoczonych zdecydował o zakończeniu programu Constellation, ale mimo to NASA nadal miała możliwość dalszego rozwoju Oriona. W najbliższym czasie planowane jest przeprowadzenie pierwszego testowego lotu bezzałogowego. Zakłada się, że urządzenie podczas tego lotu oddali się od Ziemi o 6 tys. km. To około 15 razy więcej niż odległość, w jakiej znajduje się ISS od naszej planety. Statek po locie próbnym skieruje się na Ziemię. Nowa aparatura może wchodzić do atmosfery z prędkością 32 000 km/h. „Orion” w tym wskaźniku przewyższa legendarny „Apollo” o 1,5 tys. km / h. Pierwszy załogowy start zaplanowano na 2021 rok.

Zgodnie z planami NASA, Atlas-5 i Delta-4 będą służyć jako pojazdy nośne dla tego statku kosmicznego. Postanowiono porzucić rozwój Aresa. Dodatkowo do eksploracji kosmosu Amerykanie opracowują SLS – nowy pojazd startowy.

Koncepcja Oriona

Orion to statek częściowo wielokrotnego użytku. Jest koncepcyjnie bliższy Sojuzowi niż wahadłowcowi. Większość statków kosmicznych przyszłości jest częściowo wielokrotnego użytku. Koncepcja ta zakłada, że ​​płynna kapsułka statku po wylądowaniu na Ziemi może być ponownie wykorzystana. Umożliwi to połączenie opłacalności operacji Apollo i Sojuz z funkcjonalną praktycznością statków kosmicznych wielokrotnego użytku. Ta decyzja jest krokiem przejściowym. Najwyraźniej w odległej przyszłości wszystkie statki kosmiczne przyszłości staną się wielokrotnego użytku. To trend rozwojowy branży kosmicznej. Dlatego możemy powiedzieć, że sowiecki Buran jest prototypem statku kosmicznego przyszłości, podobnie jak amerykański prom kosmiczny. Wyprzedzali swój czas.

CST-100

Słowa „roztropność” i „praktyczność” wydają się najlepiej charakteryzować Amerykanów. Rząd tego kraju postanowił nie brać na siebie wszystkich kosmicznych ambicji Oriona. Dziś, na zlecenie NASA, kilka prywatnych firm opracowuje własne statki kosmiczne przyszłości, które mają zastąpić używane dzisiaj urządzenia. Boeing, na przykład, opracowuje CST-100, częściowo wielokrotnego użytku i załogowy statek kosmiczny. Przeznaczony jest do krótkich podróży na orbitę Ziemi. Jego głównym zadaniem będzie dostarczenie ładunku i załogi na ISS.

Planowane starty CST-100

Załogę statku może stanowić do siedmiu osób. Podczas opracowywania CST-100 zwrócono uwagę na: Specjalna uwaga komfort astronautów. Jego przestrzeń życiowa została znacznie zwiększona w porównaniu ze statkami poprzedniej generacji. Prawdopodobnie do startu CST-100 posłużą rakiety Falcon, Delta lub Atlas. „Atlas-5” jest najbardziej odpowiednia opcja. Przez poduszki powietrzne a spadochron wykona lądowanie statku. Zgodnie z planami Boeinga, CST-100 zostanie poddany serii próbnych startów w 2015 roku. Pierwsze 2 loty będą bezzałogowe. Ich głównym zadaniem jest wprowadzenie urządzenia na orbitę i przetestowanie systemów bezpieczeństwa. Podczas trzeciego lotu planowane jest załogowe dokowanie do ISS. CST-100, w przypadku pomyślnych testów, wkrótce zastąpi Progress i Sojuz, rosyjskie statki kosmiczne, które dziś monopolizują załogowe loty na ISS.

Rozwój „Smoka”

Kolejnym prywatnym statkiem przeznaczonym do dostarczania załogi i ładunku do ISS będzie aparatura opracowana przez SpaceX. To jest "Smok" - statek monoblokowy, częściowo wielokrotnego użytku. Planowane jest zbudowanie 3 modyfikacji tego urządzenia: autonomicznej, towarowej i załogowej. Podobnie jak CST-100, załoga może liczyć do siedmiu osób. Statek w modyfikacji cargo może zabrać na pokład 4 osoby i 2,5 tony ładunku.

„Smok” chce wykorzystać w przyszłości także na lot na Marsa. W tym celu tworzona jest specjalna wersja tego statku o nazwie Red Dragon. Bezzałogowy lot tego urządzenia na Czerwoną Planetę odbędzie się, zgodnie z planami amerykańskich władz kosmicznych, w 2018 roku.

Cecha konstrukcyjna „Smoka” i pierwszych lotów

Ponowne wykorzystanie to jedna z cech „Smoka”. Zbiorniki paliwa i część systemów energetycznych po locie zejdą wraz z żywą kapsułą na Ziemię. Następnie mogą być ponownie użyte do lotów kosmicznych. Ta cecha konstrukcyjna korzystnie odróżnia „Dragona” od większości innych obiecujących rozwiązań. „Smok” i CST-100 w niedalekiej przyszłości będą się uzupełniać i służyć jako „siatka bezpieczeństwa”. Jeśli jeden z tych typów statków z jakiegoś powodu nie spełni przydzielonych mu zadań, to inny przejmie część jego pracy.

Dragon został po raz pierwszy wyniesiony na orbitę w 2010 roku. Testowy lot bezzałogowy został pomyślnie zakończony. A w 2012 roku, 25 maja, to urządzenie zadokowało się do ISS. Do tego czasu statek nie posiadał automatycznego systemu dokowania, a do jego wdrożenia konieczne było użycie manipulatora stacji kosmicznej.

"Marzyciel"

„Dream Chaser” to inna nazwa statku kosmicznego przyszłości. Nie sposób nie wspomnieć o tym projekcie SpaceDev. W jej rozwoju wzięło również udział 12 partnerów firmy, 3 amerykańskie uniwersytety i 7 ośrodków NASA. Ten statek znacznie różni się od innych projektów kosmicznych. Wyglądem przypomina miniaturowy wahadłowiec kosmiczny i może lądować w taki sam sposób, jak konwencjonalny samolot. Jego główne zadania są podobne do zadań stojących przed CST-100 i Smokiem. Urządzenie ma za zadanie dostarczyć załogę i ładunek na niską orbitę okołoziemską i zostanie tam wystrzelone za pomocą Atlas-5.

Co my mamy?

A jak Rosja może odpowiedzieć? Jakie są rosyjskie statki kosmiczne przyszłości? RSC Energia w 2000 roku rozpoczęła projektowanie kompleksu kosmicznego Clipper, który jest kompleksem wielofunkcyjnym. Ten statek kosmiczny jest wielokrotnego użytku, przypominający na zewnątrz coś „wahadłowego”, o zmniejszonej wielkości. Przeznaczony jest do rozwiązywania różnych problemów, takich jak dostawa ładunków, turystyka kosmiczna, ewakuacja załóg stacji, loty na inne planety. Z tym projektem wiązano pewne nadzieje.

Zakładano, że wkrótce powstanie statek kosmiczny przyszłości Rosji. Jednak z powodu braku środków nadzieje te musiały zostać porzucone. Projekt został zamknięty w 2006 roku. Technologie, które zostały opracowane przez lata, mają zostać wykorzystane do projektowania PPTS, znanego również jako projekt Rus.

Cechy PCA

Najlepsze statki kosmiczne przyszłości, zdaniem ekspertów z Rosji, to PPTS. To ten system kosmiczny ma stać się nową generacją statków kosmicznych. Będzie mógł zastąpić Progress i Sojuz, które szybko stają się przestarzałe. Dziś RSC Energia zajmuje się rozwojem tego statku, podobnie jak wcześniej Clippera. Podstawową modyfikacją tego kompleksu stanie się PTK NK. Jego głównym zadaniem ponownie będzie dostarczenie załogi i ładunku na ISS. Jednak w odległej przyszłości jest opracowywanie modyfikacji, które będą mogły latać na Księżyc, a także przeprowadzać różne misje badawcze, które są odległe w czasie.

Sam statek powinien stać się częściowo wielokrotnego użytku. Kapsułka z płynem zostanie ponownie użyta po wylądowaniu, ale komora silnika nie. Ciekawostką tego statku jest możliwość lądowania bez spadochronu. System odrzutowy będzie wykorzystywany do hamowania i lądowania na powierzchni ziemi.

Nowy port kosmiczny

W przeciwieństwie do Sojuzów, które startują z kosmodromu Bajkonur w Kazachstanie, nowe statki mają zostać zwodowane z budowanego kosmodromu Wostocznyj w obwodzie amurskim. Załoga będzie składać się z 6 osób. Urządzenie może również wytrzymać ładunek o wadze do 500 kg. Statek w wersji bezzałogowej może dostarczać ładunki o wadze do 2 ton.

Wyzwania stojące przed programistami PCA

Jednym z głównych problemów, z jakimi boryka się projekt PPTS, jest brak pojazdów nośnych o niezbędnych cechach. Główne aspekty techniczne statku kosmicznego zostały już dopracowane, ale brak rakiety nośnej stawia jego konstruktorów w bardzo trudnej sytuacji. Zakłada się, że będzie zbliżony charakterystyką do angary, która została opracowana w latach 90-tych.

Innym poważnym problemem, co dziwne, jest cel projektu PCA. Dziś Rosji nie stać na realizację ambitnych programów eksploracji Marsa i Księżyca, podobnych do tych, które realizują Stany Zjednoczone. Nawet jeśli kompleks kosmiczny zostanie pomyślnie opracowany, najprawdopodobniej jego jedynym zadaniem będzie dostarczenie załogi i ładunku na ISS. Do 2018 roku rozpoczęcie testów PPTS zostało przesunięte. Obiecujące urządzenia ze Stanów Zjednoczonych do tego czasu najprawdopodobniej przejmie już funkcje pełnione dziś przez rosyjski statek kosmiczny Progress i Sojuz.

Niewyraźne perspektywy podróży kosmicznych

Faktem jest, że dzisiejszy świat jest pozbawiony romantyzmu podróży kosmicznych. Nie chodzi oczywiście o turystykę kosmiczną i wystrzeliwanie satelitów. Nie możesz się martwić o te obszary astronautyki. Loty na ISS są bardzo ważne dla przemysłu kosmicznego, ale czas przebywania na orbicie samej ISS ​​jest ograniczony. W 2020 roku planowana jest likwidacja tej stacji. A załogowe statki kosmiczne przyszłości to… część integralna konkretny program. Nie można rozwinąć nowa aparatura w przypadku braku pomysłów na stojące przed nim zadania. Nie tylko w celu dostarczenia załóg i ładunku do ISS, w Stanach Zjednoczonych projektowane są nowe statki kosmiczne przyszłości, ale także do lotów na Księżyc i Marsa. Jednak zadania te są tak dalekie od codziennych, ziemskich trosk, że raczej nie powinniśmy spodziewać się znaczących przełomów w dziedzinie astronautyki w nadchodzących latach. Zagrożenia kosmiczne pozostają fantazją, więc nie ma sensu projektować bojowych statków kosmicznych przyszłości. I oczywiście moce Ziemi mają wiele innych problemów poza walką między sobą o miejsce na orbicie i innych planetach. Budowa takich pojazdów jak wojskowe statki kosmiczne przyszłości jest więc również niepraktyczna.

21 lipca 2011 roku amerykański statek kosmiczny Atlantis wykonał swoje ostatnie lądowanie, co położyło kres długiemu i interesującemu programowi Space Transportation System. Z różnych przyczyn technicznych i ekonomicznych podjęto decyzję o zaprzestaniu eksploatacji systemu promu kosmicznego. Nie zrezygnowano jednak z idei statku kosmicznego wielokrotnego użytku. Obecnie realizowanych jest jednocześnie kilka podobnych projektów, a niektóre z nich zdążyły już pokazać swój potencjał.

Projekt promu kosmicznego miał kilka głównych celów. Jednym z głównych było obniżenie kosztów lotu i przygotowania do niego. Możliwość wielokrotnego użycia tego samego statku teoretycznie dawała pewne korzyści. Dodatkowo charakterystyczny wygląd techniczny całego kompleksu pozwolił na znaczne zwiększenie dopuszczalnych gabarytów i masy użytkowej. Unikalną cechą STS miał możliwość powrotu statku kosmicznego na Ziemię w jego ładowni.

Jednak podczas operacji okazało się, że nie wszystkie zadania zostały wykonane. W praktyce więc przygotowanie statku do lotu okazało się zbyt długie i kosztowne – według tych parametrów projekt nie spełniał pierwotnych wymagań. W wielu przypadkach statek wielokrotnego użytku nie mógł w zasadzie zastąpić „zwykłych” pojazdów nośnych. Wreszcie, stopniowe moralne i fizyczne starzenie się sprzętu doprowadziło do najpoważniejszych zagrożeń dla załóg.

W rezultacie podjęto decyzję o zakończeniu działalności kompleksu Systemu Transportu Kosmicznego. Ostatni 135 lot odbył się latem 2011 roku. Cztery dostępne statki zostały wycofane z eksploatacji i przekazane do muzeów jako niepotrzebne. Najbardziej znaną konsekwencją takich decyzji był fakt, że amerykański program kosmiczny przez kilka lat pozostawał bez własnego załogowego statku kosmicznego. Do tej pory astronauci musieli dostać się na orbitę za pomocą rosyjskiej technologii.

Ponadto przez czas nieokreślony cała planeta została pozbawiona używanych systemów wielokrotnego użytku. Jednak pewne środki są już podejmowane. Do tej pory amerykańskie przedsiębiorstwa opracowały jednocześnie kilka projektów statków kosmicznych wielokrotnego użytku. Przynajmniej wszystkie nowe próbki zostały już poddane testom. W dającej się przewidzieć przyszłości będą również mogły wejść w pełną eksploatację.

Boeing X-37

Głównym elementem kompleksu STS był samolot orbitalny. Ta koncepcja jest obecnie stosowana w projekcie X-37 Boeinga. W późnych latach dziewięćdziesiątych Boeing i NASA zaczęli badać temat statków kosmicznych wielokrotnego użytku, zdolnych do orbitowania i latania w atmosferze. Na początku ostatniej dekady prace te doprowadziły do ​​uruchomienia projektu X-37. W 2006 roku prototyp nowego typu przeszedł testy w locie ze zrzutem z samolotu transportowego.

Boeing X-37B w owiewce rakiety nośnej. Zdjęcie Sił Powietrznych USA

Program zainteresował Siły Powietrzne USA i od 2006 roku jest realizowany w ich interesie, choć z pewną pomocą NASA. Według oficjalnych danych Siły Powietrzne chcą uzyskać obiecujący samolot orbitalny, zdolny do wystrzeliwania różnych ładunków w kosmos lub przeprowadzania różnych eksperymentów. Według różnych szacunków, obecny projekt X-37B może być wykorzystany także w innych misjach, w tym związanych z rozpoznaniem czy pełnoprawną pracą bojową.

Pierwszy lot kosmiczny X-37B odbył się w 2010 roku. Pod koniec kwietnia rakieta Atlas V wystrzeliła urządzenie na określoną orbitę, gdzie pozostawało przez 224 dni. Lądowanie „jak samolot” miało miejsce na początku grudnia tego samego roku. W marcu następnego roku rozpoczął się drugi lot, który trwał do czerwca 2012 roku. W grudniu odbyło się kolejne wodowanie, a trzecie lądowanie odbyło się dopiero w październiku 2014 roku. Od maja 2015 do maja 2017 eksperymentalny X-37B wykonał swój czwarty lot. 7 września ubiegłego roku rozpoczął się kolejny lot testowy. Kiedy się kończy, nie jest określone.

Według nielicznych oficjalnych danych celem lotów jest zbadanie pracy Nowa technologia na orbicie, a także przeprowadzanie różnych eksperymentów. Nawet jeśli doświadczone X-37B rozwiązują zadania wojskowe, klient i wykonawca nie ujawniają takich informacji.

W obecnej formie produkt Boeing X-37B to samolot rakietowy o charakterystycznym wyglądzie. Wyróżnia go duży kadłub i średniej wielkości samoloty. Używany jest silnik rakietowy; sterowanie odbywa się automatycznie lub za pomocą poleceń z ziemi. Według znanych danych w kadłubie przewidziano przedział ładunkowy o długości ponad 2 mi średnicy ponad 1 m, który może pomieścić do 900 kg ładunku.

W tej chwili doświadczony X-37B jest na orbicie i rozwiązuje przydzielone zadania. Kiedy wróci na Ziemię, nie wiadomo. Nie podano również informacji o dalszym przebiegu projektu pilotażowego. Podobno nowe wiadomości o najciekawszym rozwoju pojawią się dopiero przy kolejnym lądowaniu prototypu.

SpaceDev / Sierra Nevada Dream Chaser

Inną wersją samolotu orbitalnego jest Dream Chaser firmy SpaceDev. Projekt ten był rozwijany od 2004 roku, aby wziąć udział w programie NASA Commercial Orbital Transportation Services (COTS), ale nie mógł przejść pierwszego etapu selekcji. Wkrótce jednak firma deweloperska zgodziła się na współpracę z United Launch Alliance, która była gotowa zaoferować swój samolot startowy Atlas V. Później doszło do porozumienia z Lockheed Martin w sprawie wspólna konstrukcja doświadczona technologia.

Doświadczony samolot orbitalny Dream Chaser. Zdjęcie autorstwa NASA

W październiku 2013 r. prototyp lotu Dream Chaser został zrzucony z helikoptera lotniskowca, po czym wszedł do lotu szybowcowego i wykonał lądowanie poziome. Pomimo awarii podczas lądowania prototyp potwierdził cechy konstrukcyjne. W przyszłości na trybunach przeprowadzono kilka innych testów. Zgodnie z ich wynikami projekt został sfinalizowany, a w 2016 roku rozpoczęto budowę prototypu do lotów kosmicznych. W połowie ubiegłego roku NASA, Sierra Nevada i ULA podpisały umowę na przeprowadzenie dwóch lotów orbitalnych w latach 2020-21.

Nie tak dawno twórcy Dream Chaser otrzymali pozwolenie na uruchomienie pod koniec 2020 roku. W przeciwieństwie do wielu innych nowoczesne rozwiązania, pierwsza misja kosmiczna tego statku zostanie przeprowadzona z prawdziwym ładunkiem. Statek będzie musiał dostarczyć określone ładunki na Międzynarodową Stację Kosmiczną.

W swojej obecnej formie statek kosmiczny wielokrotnego użytku Sierra Nevada / SpaceDev Dream Chaser jest samolotem o charakterystycznym wyglądzie, przypominającym wyglądem niektóre rozwiązania amerykańskie i zagraniczne. Maszyna ma całkowitą długość 9 m i jest wyposażona w skrzydła o rozpiętości delta 7 m. Aby zapewnić kompatybilność z istniejącymi pojazdami nośnymi, w przyszłości zostanie opracowane składane skrzydło. Masa startowa określona jest na poziomie 11,34 t. Dream Chaser będzie w stanie dostarczyć na ISS 5,5 tony ładunku i wrócić na Ziemię nawet do 2 t. Zbaczanie „jak samolot” wiąże się z mniejszymi przeciążeniami, co, zgodnie z oczekiwaniami mogą być przydatne do dostarczania niektórych urządzeń i próbek w ramach indywidualnych eksperymentów.

Smok SpaceX

Z wielu powodów idea samolotu orbitalnego nie jest obecnie zbyt popularna wśród twórców nowej technologii kosmicznej. Wygodniejszy i bardziej opłacalny jest obecnie statek wielokrotnego użytku o „tradycyjnym” wyglądzie, wystrzelony na orbitę za pomocą rakiety nośnej i powracający na Ziemię bez użycia skrzydeł. Najbardziej udanym opracowaniem tego rodzaju jest produkt Dragon od SpaceX.

Statek towarowy SpaceX Dragon (misja CRS-1) w pobliżu ISS. Zdjęcie autorstwa NASA

Prace nad projektem Dragon rozpoczęły się w 2006 roku i były prowadzone w ramach programu COTS. Celem projektu było stworzenie statku kosmicznego z możliwością wielokrotnych startów i powrotów. Pierwsza wersja projektu zakładała stworzenie statku transportowego, a w przyszłości planowano na jego podstawie opracować załogową modyfikację. Jak na razie Dragon w wersji „ciężarowej” wykazuje pewne rezultaty, natomiast oczekiwany sukces wersji załogowej statku nieustannie przesuwa się w czasie.

Pierwszy demonstracyjny start sondy transportowej Dragon odbył się pod koniec 2010 roku. Po wszystkich wymaganych ulepszeniach NASA zleciła pełnoprawne uruchomienie takiego urządzenia w celu dostarczenia ładunku na Międzynarodową Stację Kosmiczną. 25 maja 2012 Dragon pomyślnie zadokował na ISS. Następnie przeprowadzono kilka nowych startów z dostawą towarów na orbitę. Najważniejszym etapem programu było uruchomienie 3 czerwca 2017 roku. Po raz pierwszy w programie miało miejsce ponowne wodowanie naprawionego statku. W grudniu w kosmos poleciał inny statek kosmiczny, który już leciał na ISS. Biorąc pod uwagę wszystkie dotychczasowe testy, produkty Dragon wykonały 15 lotów.

W 2014 roku SpaceX ogłosiło załogowy statek kosmiczny Dragon V2. Twierdzono, że pojazd ten, będący ewolucją istniejącej ciężarówki, będzie w stanie dostarczyć na orbitę do siedmiu astronautów lub wrócić do domu. Poinformowano również, że w przyszłości nowy statek może być używany do latania wokół Księżyca, w tym z turystami na pokładzie.

Jak to często bywa z projektami SpaceX, projekt Dragon V2 był kilkakrotnie cofany. Tak więc z powodu opóźnień z rzekomym lotniskowcem Falcon Heavy data pierwszych testów przesunęła się na 2018 rok, a pierwszy załogowy lot stopniowo „oddalał się” na 2019 rok. Wreszcie kilka tygodni temu firma deweloperska ogłosiła zamiar rezygnacji z certyfikacji nowego „Smoka” do lotów załogowych. W przyszłości takie zadania mają być rozwiązywane za pomocą systemu wielokrotnego użytku BFR, który jeszcze nie powstał.

Pojazd transportowy Dragon ma łączną długość 7,2 m przy średnicy 3,66 m. Masa sucha wynosi 4,2 t. Jest w stanie dostarczyć na ISS ładunek o masie 3,3 tony i zwrócić do 2,5 tony ładunku. Aby pomieścić niektóre ładunki, proponuje się zastosowanie szczelnego przedziału o objętości 11 metrów sześciennych i bezciśnieniowej objętości 14 metrów sześciennych. Przedział bezciśnieniowy spada podczas schodzenia i spala się w atmosferze, podczas gdy druga objętość ładunku wraca na Ziemię i spada na spadochronach. Aby skorygować orbitę, urządzenie wyposażono w 18 silników Draco. Działanie systemów zapewnia para paneli słonecznych.

Podczas opracowywania załogowej wersji „Smoka” wykorzystano niektóre jednostki bazowego statku transportowego. Jednocześnie uszczelniony przedział musiał zostać wyraźnie przeprojektowany, aby rozwiązać nowe problemy. Niektóre inne elementy statku również uległy zmianie.

Lockheed Martin Orion

W 2006 roku NASA i Lockheed Martin zgodzili się zbudować zaawansowany statek kosmiczny wielokrotnego użytku. Projekt został nazwany na cześć jednej z najjaśniejszych konstelacji - Oriona. Na przełomie dekady, po zakończeniu części prac, kierownictwo Stanów Zjednoczonych zaproponowało rezygnację z tego projektu, ale po wielu dyskusjach został on uratowany. Prace były kontynuowane i do chwili obecnej przyniosły pewne rezultaty.

Perspektywa statku Orion w przedstawieniu artysty. Rysunek NASA

Zgodnie z pierwotną koncepcją statek Orion miał być używany w różnych misjach. Z jego pomocą miał dostarczać ładunki i ludzi na Międzynarodową Stację Kosmiczną. Z odpowiednim sprzętem mógłby polecieć na Księżyc. Opracowano również możliwość lotu na jedną z asteroid, a nawet na Marsa. Niemniej jednak rozwiązanie tych problemów przypisano odległej przyszłości.

Zgodnie z planami z ostatniej dekady pierwszy testowy start statek Orion powinno mieć miejsce w 2013 roku. W 2014 roku planowali wystartować z astronautami na pokładzie. Lot na Księżyc mógłby się odbyć przed końcem dekady. Harmonogram został następnie dostosowany. Pierwszy lot bezzałogowy przełożono na 2014 rok, a start z załogą na 2017 rok. Misje księżycowe zostały przełożone na lata dwudzieste. Do tej pory loty z załogą zostały również przeniesione na następną dekadę.

5 grudnia 2014 roku miało miejsce pierwsze testowe uruchomienie Oriona. Statek z symulatorem ładunku został wyniesiony na orbitę przez rakietę Delta IV. Kilka godzin po wystrzeleniu wrócił na Ziemię i wodował w określonym obszarze. Nie dokonano jeszcze żadnych nowych premier. Jednak specjaliści Lockheed Martin i NASA nie czekali bezczynnie. W ciągu ostatnich kilku lat zbudowano szereg prototypów do przeprowadzania określonych testów w warunkach naziemnych.

Zaledwie kilka tygodni temu rozpoczęła się budowa pierwszego statku kosmicznego Orion do lotów załogowych. Jego uruchomienie zaplanowano na przyszły rok. Zadanie wyniesienia statku na orbitę zostanie powierzone obiecującemu pojazdowi nośnemu Space Launch System. Zakończenie bieżących prac pokaże realne perspektywy całego projektu.

Projekt Orion zakłada budowę statku o długości ok. 5 m i średnicy ok. 3,3 m. charakterystyczna cecha Ten aparat ma dużą objętość wewnętrzną. Pomimo zainstalowania niezbędnego sprzętu i instrumentów, w szczelnej komorze pozostaje nieco mniej niż 9 metrów sześciennych wolna przestrzeń nadaje się do montażu niektórych urządzeń, w tym siedzeń załogi. Statek będzie mógł zabrać na pokład do sześciu astronautów lub określony ładunek. Całkowitą masę statku określono na 25,85 tony.

Systemy suborbitalne

Obecnie realizowanych jest kilka ciekawych programów, które nie przewidują wystrzelenia ładunku na orbitę Ziemi. Obiecujące modele sprzętu wielu amerykańskich firm będą mogły wykonywać tylko loty suborbitalne. Technika ta ma być wykorzystywana do niektórych badań lub podczas rozwoju turystyki kosmicznej. Nowe projekty tego typu nie są rozpatrywane w kontekście rozwoju pełnoprawnego programu kosmicznego, ale wciąż budzą zainteresowanie.

Statek suborbitalny SpaceShipTwo pod skrzydłem samolotu transportowego White Knight Two. Zdjęcia Virgin Galactic / virgingalactic.com

Projekty SpaceShipOne i SpaceShipTwo firm Scale Composites i Virgin Galactic proponują budowę kompleksu składającego się z samolotu nośnego i orbitalnego. Od 2003 roku oba typy sprzętu wykonały znaczną liczbę lotów próbnych, podczas których opracowano różne cechy konstrukcyjne i metody działania. Przewiduje się, że statek typu SpaceShipTwo będzie w stanie zabrać na pokład do sześciu pasażerów turystycznych i podnieść ich na wysokość co najmniej 100-150 km, tj. powyżej dolnej granicy przestrzeń kosmiczna. Start i lądowanie muszą odbywać się z „tradycyjnego” lotniska.

Blue Origin pracuje nad inną wersją systemu przestrzeni suborbitalnej od połowy ostatniej dekady. Proponuje, aby takie loty wykonywać kombinacją rakiety nośnej i statku kosmicznego typu używanego w innych programach. Jednocześnie zarówno rakieta, jak i statek muszą być wielokrotnego użytku. Kompleks nazwano New Shepard. Od 2011 roku rakiety i statki nowego typu regularnie wykonują loty testowe. Udało się już wysłać statek kosmiczny na wysokość ponad 110 km, a także zapewnić bezpieczny powrót zarówno statku, jak i rakiety nośnej. W przyszłości system New Shepard powinien być jedną z innowacji w dziedzinie turystyki kosmicznej.

Przyszłość wielokrotnego użytku

Przez trzy dekady, od początku lat osiemdziesiątych ubiegłego wieku, głównym środkiem dostarczania ludzi i ładunków na orbitę w arsenale NASA był kompleks Space Transportation System / Space Shuttle. Ze względu na moralną i fizyczną przestarzałość, a także ze względu na niemożność uzyskania wszystkich pożądanych rezultatów, eksploatację promów przerwano. Od 2011 roku Stany Zjednoczone nie mają działającego statku kosmicznego wielokrotnego użytku. Co więcej, nie mają jeszcze własnego załogowego statku kosmicznego, w wyniku czego astronauci muszą latać na obcej technologii.

Pomimo zakończenia działalności kompleksu Space Transportation System, amerykańska astronautyka nie rezygnuje z samej idei statku kosmicznego wielokrotnego użytku. Taka technika wciąż cieszy się dużym zainteresowaniem i może być wykorzystywana w wielu różnych misjach. W tej chwili NASA i wiele organizacji komercyjnych opracowuje jednocześnie kilka obiecujących statków kosmicznych, zarówno samolotów orbitalnych, jak i systemów z kapsułami. W tej chwili projekty te są na różnych etapach i pokazują różne sukcesy. W bardzo niedalekiej przyszłości, nie później niż na początku lat dwudziestych, większość nowości osiągnie etap lotów testowych lub pełnoprawnych, co pozwoli na ponowne zbadanie sytuacji i wyciągnięcie nowych wniosków.

Według stron internetowych:
http://nasa.gov/
http://space.com/
http://globalsecurity.org/
https://washingtonpost.com/
http://boeing.com/
http://lockheedmartin.com/
http://spacex.com/
http://virgingalactic.com/
http://spacedev.com/

klawisz kontrolny Wchodzić

Zauważyłem osz s bku Zaznacz tekst i kliknij Ctrl+Enter