Naves conceituais do futuro (foto). Nave espacial reutilizável. Situação atual. (7 fotos, vídeo)

Naves conceituais do futuro (foto). Nave espacial reutilizável. Situação atual. (7 fotos, vídeo)

Como vocês lembram, o último lançamento do ônibus espacial americano foi realizado pela Nasa em 2011. Assim, os Estados Unidos perderam a capacidade de entregar os seus astronautas e carga ao espaço exterior. Mas não durou muito.

Uma nova geração de espaçonaves orbitais e suborbitais privadas começou a aparecer no horizonte. nave espacial. Convidamos você a dar uma olhada nas naves espaciais privadas mais promissoras projetadas para transportar tripulação e carga.

Nave espacial Lynx

O Lynx da XCOR Aerospace é um avião espacial suborbital para 2 pessoas. Ele foi projetado para decolar e pousar em uma pista regular de aeroporto. Além dos voos turísticos pagos, esta espaçonave também se destina à realização de experimentos científicos durante voos curtos.

Após a conclusão bem-sucedida dos testes, a espaçonave Lynx permitirá que turistas que pagaram US$ 95 mil subam com um piloto a uma altura de 100 quilômetros acima da superfície globo e admire a vista da Terra na fronteira entre o espaço e a atmosfera, bem como experimente um estado de ausência de peso.

SpaceShipTwo é uma espaçonave suborbital privada que pode transportar 6 passageiros e 2 tripulantes. Altura máxima O voo deste navio, segundo o projetista de aeronaves Burt Rutan, deverá ser de 160 a 320 km. Isso permitirá aumentar o tempo gasto na ausência de gravidade para 6 minutos. O preço de uma passagem para viajar na espaçonave SpaceShipTwo será de aproximadamente US$ 200 mil. O primeiro voo de teste foi realizado em 2010. Sua operação comercial ocorrerá após uma série de testes.

A Armadillo Aerospace, que desenvolveu uma espaçonave para voos suborbitais, foi fundada pelo maior multimilionário, John Carmack, cofundador da empresa que produziu o popular jogos de computador Quake, Wolfenstein 3D e DOOM. Nesta veículo espacial haverá espaço para dois passageiros. A Space Adventures, junto com a Armadillo Aerospace, planeja vender ingressos para o navio por US$ 110 mil, e será ainda possível voar ao redor da Lua por US$ 100 milhões.

A empresa americana Bigelow Aerospace está desenvolvendo um complexo espacial orbital privado, com lançamento em órbita previsto para o final de 2015. Esta estação destina-se não só ao turismo espacial, mas também à realização pesquisa científica. Dois módulos experimentais já foram lançados em 2006 e 2007. A tecnologia de fabricação da nova estação da Bigelow Aerospace é mantida em sigilo. O que se sabe é que a superfície do módulo contém 20 camadas, o invólucro pode suportar temperaturas de -120 a +120 graus Celsius, e esta estação também pode suportar o impacto de um corpo cósmico muito grande.

O projeto de uma aeronave projetada para lançar foguetes, Stratolaunch, foi iniciado em conjunto por um dos fundadores da famosa empresa Microsoft, Paul Allen, e pelo especialista em tecnologia espacial Burt Ruten. A envergadura desta enorme aeronave chegará a 117 metros e seu peso será de cerca de 544 toneladas. Seu objetivo é levar ao espaço um foguete que pesa 222 toneladas. O principal objetivo do projeto do Stratolaunch é entregar cargas e satélites ao espaço sideral, e também está planejado o envio de astronautas nesta aeronave. O primeiro lançamento operacional da aeronave está previsto para 2016.

O Liberty Launch Vehicle, junto com a Lockheed Martin e Astrium, começou a desenvolver um sistema para lançar astronautas em órbita baixa. O foguete Liberty aprimorado de 91 metros colocará em órbita uma cápsula com até 7 passageiros. O lançamento do primeiro astronauta está previsto para ainda este ano. Se este projeto for bem-sucedido, os voos comerciais poderão começar em 2016.

Blue Origin é uma empresa aeroespacial privada criada para promover o turismo espacial por Jeffrey Bezos, fundador da Amazon.com. Seu Veículo Espacial poderá transportar cerca de 7 pessoas e, além disso, carga. A empresa também está desenvolvendo um primeiro estágio reutilizável do veículo lançador para reduzir o custo de lançamento. Voos comerciais regulares estão planejados para 2016-2018. Além disso, a Blue Origin estava desenvolvendo a espaçonave suborbital New Shepard, projetada para uma tripulação de 3 pessoas e carga. Os testes de voo deste navio já foram realizados no Texas.

Este navio foi apresentado pela Sierra Nevada, que recebeu mais de US$ 100 milhões da NASA para apoiar seus projetos. Dream Chaser é uma pequena espaçonave capaz de transportar 7 astronautas e colocá-los em órbita baixa. Este projeto é baseado Desenvolvimentos da NASA, que têm mais de 20 anos. O lançamento do navio deve ser vertical e o pouso – horizontal, como um ônibus espacial. Em 2016, a espaçonave Dream Chaser já poderá estar pronta para voos.

A espaçonave de órbita baixa CST-100 está sendo desenvolvida pela Boeing. Pode acomodar 7 astronautas. A NASA está financiando ativamente este projeto. O estado já investiu mais de US$ 100 mil nele. O navio CST-100 poderá realizar um pouso suave em caso de emergência. O início dos voos não tripulados está previsto para este ano, e em 2017 será realizado um voo orbital tripulado com tripulação de 2 pessoas.

A espaçonave Dragon é atualmente a única espaçonave em operação no mundo. navio de carga, que é capaz de retornar à Terra. Foi desenvolvido pela SpaceX a pedido da NASA, que investiu mais de um bilhão de dólares neste projeto. O principal objetivo do navio Dragon é entregar e devolver cargas úteis ao Internacional estação espacial. No futuro, está prevista a entrega de pessoas na estação.

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Uma nave espacial reutilizável significa um dispositivo cujo design permite a reutilização de toda a nave ou de suas partes principais. A primeira experiência nesta área foi o Ônibus Espacial. Em seguida, a tarefa de criar um dispositivo semelhante foi atribuída a cientistas soviéticos, resultando no surgimento de Buran.

Outros dispositivos também estão sendo projetados nos dois países. No momento, o exemplo mais notável de projetos desse tipo é o Falcon 9 parcialmente reutilizável da SpaceX com primeiro estágio retornável.

Hoje falaremos sobre por que tais projetos foram desenvolvidos, como se mostraram em termos de eficiência e quais as perspectivas que esta área da astronáutica tem.

A história do ônibus espacial começou em 1967, antes do primeiro vôo tripulado do programa Apollo. Em 30 de outubro de 1968, a NASA abordou as empresas espaciais americanas com uma proposta para desenvolver um sistema espacial reutilizável, a fim de reduzir o custo de cada lançamento e de cada quilograma de carga útil colocado em órbita.

Vários projetos foram propostos ao governo, mas cada um deles custou pelo menos cinco bilhões de dólares americanos, por isso Richard Nixon os rejeitou. Os planos da NASA eram extremamente ambiciosos: o projeto envolvia trabalhar estação orbital, de e para os quais os ônibus transportavam constantemente cargas úteis. Os ônibus espaciais também tiveram que lançar e devolver satélites da órbita, manter e reparar satélites em órbita e realizar missões tripuladas.

Os requisitos finais para o navio eram assim:

  • Compartimento de carga 4,5x18,2 metros
  • Possibilidade de manobra horizontal acima de 2.000 km (manobra da aeronave em plano horizontal)
  • Capacidade de carga útil de 30 toneladas para a órbita baixa da Terra, 18 toneladas para a órbita polar

A solução foi criar um ônibus espacial, cujo investimento seria recompensado colocando satélites em órbita numa base comercial. Para o sucesso do projeto, era importante minimizar o custo de colocar cada quilograma de carga em órbita. Em 1969, o criador do projeto falou em reduzir o custo para 40-100 dólares americanos por quilograma, enquanto para o Saturn-V esse valor era de 2.000 dólares.

Para serem lançados ao espaço, os ônibus usaram dois propulsores de foguete sólidos e três de seus próprios motores de propulsão. Os foguetes propulsores sólidos foram separados a uma altitude de 45 quilômetros, depois lançados no oceano, reparados e reutilizados. Os motores principais utilizam hidrogênio e oxigênio líquidos em um tanque externo de combustível, que foi descartado a uma altitude de 113 quilômetros, após o que queimou parcialmente na atmosfera.

O primeiro protótipo do ônibus espacial foi a Enterprise, em homenagem à nave da série Star Trek. A aerodinâmica do navio foi verificada e testada quanto à sua capacidade de pousar enquanto planava. Columbia foi a primeira a ir ao espaço em 12 de abril de 1981. Na verdade, este também foi um lançamento de teste, embora houvesse uma tripulação de dois astronautas a bordo: o comandante John Young e o piloto Robert Crippen. Então tudo funcionou bem. Infelizmente, este ônibus em particular caiu em 2003 com sete tripulantes em seu 28º lançamento. O Challenger teve o mesmo destino - sobreviveu a 9 lançamentos e caiu no décimo. 7 membros da tripulação foram mortos.

Embora a NASA tenha planejado 24 lançamentos anuais em 1985, durante os 30 anos em que os ônibus estiveram em uso, eles decolaram e retornaram 135 vezes. Dois deles não tiveram sucesso. O recordista em número de lançamentos foi o ônibus Discovery - sobreviveu a 39 lançamentos. Atlantis resistiu a 33 lançamentos, Columbia - 28, Endeavour - 25 e Challenger - 10.


Desafiador, 1983

Os ônibus Discovery, Atlantis e Endeavour foram usados ​​para entregar carga à Estação Espacial Internacional e à Estação Mir.

O custo de entrega de carga em órbita, no caso do ônibus espacial, acabou sendo o mais alto da história da astronáutica. Cada lançamento custou de 500 milhões a 1,3 bilhão de dólares, cada quilograma - de 13 a 17 mil dólares. Para efeito de comparação, um veículo lançador Soyuz descartável é capaz de lançar cargas ao espaço a um preço de até 25 mil dólares por quilo. O programa do ônibus espacial foi planejado para ser autossustentável, mas no final tornou-se um dos menos lucrativos.


Ônibus Atlantis, pronto para a Expedição STS-129 para entregar equipamentos, materiais e peças de reposição à Estação Espacial Internacional. Novembro de 2009

O último voo do programa do ônibus espacial ocorreu em 2011. Em 21 de julho daquele ano, Atlântida retornou à Terra. O pouso final da Atlântida marcou o fim uma época inteira. Leia mais sobre o que foi planejado e o que aconteceu no programa do Ônibus Espacial neste artigo.

A URSS decidiu que as características do ônibus espacial permitiam abduzir da órbita satélites soviéticos ou uma estação espacial inteira: o ônibus espacial poderia lançar 29,5 toneladas de carga em órbita e liberar 14,5 toneladas. Levando em consideração os planos de 60 lançamentos por ano, são 1.770 toneladas anuais, embora naquela época os Estados Unidos não enviassem nem 150 toneladas ao espaço por ano. A liberação deveria ser de 820 toneladas por ano, embora normalmente nada fosse liberado da órbita. Desenhos e fotos do ônibus sugeriram que navio americano pode usar armas nucleares para atacar a URSS de qualquer ponto do espaço próximo à Terra, estando fora da zona de visibilidade do rádio.

Para proteção contra um possível ataque, um canhão automático NR-23 modernizado de 23 mm foi instalado nas estações Salyut e Almaz. E para acompanhar seus irmãos americanos no espaço militarizado, a União começou a desenvolver um foguete orbital do sistema espacial reutilizável Buran.

O desenvolvimento do sistema espacial reutilizável começou em abril de 1973. A ideia em si teve muitos apoiadores e oponentes. O chefe do Instituto do Espaço Militar do Ministério da Defesa agiu pelo seguro e fez dois relatórios ao mesmo tempo - a favor e contra o programa, e ambos os relatórios acabaram na mesa de D. F. Ustinov, Ministro da Defesa da URSS. Ele contatou Valentin Glushko, responsável pelo programa, mas enviou seu funcionário da Energomash, Valery Burdakov, para a reunião em seu lugar. Depois de uma conversa sobre as capacidades militares do ônibus espacial e de seu homólogo soviético, Ustinov preparou uma decisão que deu a mais alta prioridade ao desenvolvimento de uma espaçonave reutilizável. A NPO Molniya, criada para esse fim, iniciou a criação do navio.

Os objetivos do "Buran" de acordo com o plano do Ministério da Defesa da URSS eram: combater as medidas de um inimigo potencial para expandir o uso espaço exterior para fins militares, resolvendo problemas no interesse da defesa, economia nacional e ciência, conduzindo pesquisas e experimentos militares aplicados usando armas em conhecidos e novos princípios físicos, bem como lançamento em órbita, manutenção e retorno de espaçonaves, astronautas e carga à Terra.

Ao contrário da NASA, que arriscou a tripulação durante o primeiro voo tripulado do ônibus espacial, Buran fez seu primeiro voo automaticamente usando um computador de bordo baseado no IBM System/370. Em 15 de novembro de 1988, ocorreu o lançamento; o veículo de lançamento Energia lançou a espaçonave em órbita baixa da Terra a partir do Cosmódromo de Baikonur. A nave fez duas órbitas ao redor da Terra e pousou no campo de aviação Yubileiny.

Durante o pouso, ocorreu um incidente que mostrou o quão inteligente foi. sistema automático. A 11 quilômetros de altitude, o navio fez uma manobra brusca e descreveu uma volta com giro de 180 graus - ou seja, sentou-se, vindo pela outra ponta pista. A automação tomou essa decisão após receber dados sobre o vento tempestuoso para traçar a trajetória mais vantajosa.

O modo automático foi uma das principais diferenças do ônibus espacial. Além disso, os ônibus pousaram com o motor inoperante e não conseguiram pousar diversas vezes. Para salvar a tripulação, Buran forneceu uma catapulta para os dois primeiros pilotos. Na verdade, os projetistas da URSS copiaram a configuração do ônibus espacial, o que não negaram, mas fizeram uma série de inovações extremamente úteis do ponto de vista do controle do veículo e da segurança da tripulação.

Infelizmente, o primeiro voo do Buran foi o último. Em 1990, as obras foram suspensas e, em 1993, totalmente encerradas.

Como às vezes acontece com objetos de orgulho nacional, a versão 2.01 “Baikal”, que queriam enviar para o espaço, estava apodrecendo por muitos anos no cais do reservatório Khimki.

Você poderia tocar a história em 2011. Além disso, as pessoas poderiam até arrancar pedaços do invólucro e do revestimento isolante de calor desta história. Naquele ano, o navio foi transportado de Khimki para Zhukovsky para ser restaurado e apresentado na MAKS em alguns anos.


"Buran" por dentro


Entrega de "Buran" de Khimki para Zhukovsky


"Buran" no MAKS, 2011, um mês após o início da restauração

Apesar da inconveniência econômica demonstrada pelo programa do Ônibus Espacial, os Estados Unidos decidiram não abandonar os projetos de criação de espaçonaves reutilizáveis. Em 1999, a NASA começou a desenvolver o drone X-37 com a Boeing. Existem versões segundo as quais o dispositivo se destina a testar as tecnologias de futuros interceptadores espaciais capazes de desabilitar outros dispositivos. Especialistas nos Estados Unidos estão inclinados a esta opinião.

O aparelho realizou três voos com duração máxima de 674 dias. Atualmente está em seu quarto vôo, com data de lançamento em 20 de maio de 2015.

O laboratório voador orbital Boeing X-37 transporta uma carga útil de até 900 kg. Comparado ao ônibus espacial e ao Buran, capazes de transportar até 30 toneladas durante a decolagem, o Boeing é um bebê. Mas ele também tem objetivos diferentes. Os miniônibus foram iniciados pelo físico austríaco Eugen Senger quando ele começou a desenvolver um bombardeiro-foguete de longo alcance em 1934. O projeto foi encerrado, lembrando-o em 1944, no final da Segunda Guerra Mundial, mas já era tarde para salvar a Alemanha da derrota com a ajuda de tal bombardeiro. Em outubro de 1957, os americanos deram continuidade à ideia lançando o programa X-20 Dyna-Soar.

A aeronave orbital X-20 era capaz, após entrar em trajetória suborbital, de mergulhar na atmosfera a uma altitude de 40-60 quilômetros para tirar uma foto ou lançar uma bomba e depois retornar ao espaço usando a sustentação das asas.

O projeto foi abandonado em 1963 em favor do programa civil Gemini e do projeto militar da estação orbital MOL.


Veículos de lançamento Titan para lançar o X-20 em órbita


Layout X-20

Na URSS, em 1969, eles começaram a construir o “BOR” - um avião-foguete orbital não tripulado. O primeiro lançamento foi feito sem proteção térmica, por isso o aparelho queimou. O segundo avião-foguete caiu devido aos pára-quedas não abrirem após uma frenagem bem-sucedida na atmosfera. Nos cinco lançamentos seguintes, apenas uma vez o BOR não conseguiu entrar em órbita. Apesar da perda dos aparelhos, cada novo lançamento trazia dados importantes para um maior desenvolvimento. Com a ajuda do BOR-4, a proteção térmica do futuro Buran foi testada na década de 1980.

Como parte do programa Spiral, para o qual o BOR foi construído, foi planejado o desenvolvimento de uma aeronave propulsora que subiria a uma altura de 30 quilômetros a velocidades de até 6 velocidades do som para lançar o veículo orbital em órbita. Esta parte do programa não aconteceu. O Ministério da Defesa exigiu um análogo da nave americana, então enviaram suas forças para Buran.


BOR-4


BOR-4

Se o "Buran" soviético foi parcialmente copiado do "Space Shuttle" americano, então no caso do "Dream Chaser" tudo aconteceu exatamente ao contrário: o projeto "BOR" abandonado, nomeadamente o avião-foguete do "BOR-4 " versão, tornou-se a base para a criação nave espacial reutilizável da SpaceDev. Em vez disso, o Space Chaser é baseado em um plano orbital HL-20 copiado.

O trabalho no Dream Runner começou em 2004 e, em 2007, a SpaceDev concordou com a United Launch Alliance para usar foguetes Atlas 5 para lançamento. Os primeiros testes bem-sucedidos em túnel de vento ocorreram em 2012. O primeiro protótipo de voo foi lançado de um helicóptero de uma altura de 3,8 quilômetros em 26 de outubro de 2013.

Pelos planos dos projetistas, a versão cargueiro da nave poderá entregar até 5,5 toneladas à Estação Espacial Internacional e devolver até 1,75 toneladas.

Os alemães começaram a desenvolver sua própria versão de um sistema reutilizável em 1985 - o projeto foi chamado de “Zenger”. Em 1995, após o desenvolvimento do motor, o projeto foi encerrado, pois teria proporcionado apenas 10-30% de benefícios em relação ao veículo lançador europeu Ariane 5.


Aeronave HL-20


"Caçador de Sonhos"

Para substituir a Soyuz descartável, a Rússia começou a desenvolver a espaçonave multifuncional Clipper em 2000. O sistema tornou-se um elo intermediário entre os ônibus alados e a cápsula balística Soyuz. Em 2005, a fim de cooperar com a União Europeia agência espacial foi apresentado nova versão- "Clipper" alado.

O aparelho pode colocar em órbita 6 pessoas e até 700 quilos de carga, ou seja, é duas vezes melhor que a Soyuz nesses parâmetros. No momento não há informações de que o projeto esteja em andamento. Em vez disso, as notícias falam sobre algo novo navio reutilizável- "Federação".


Nave espacial multifuncional "Clipper"

O navio de transporte tripulado “Federação” deverá substituir os caminhões tripulados “Soyuz” e “Progress”. Está planejado para ser usado, entre outras coisas, em um voo para a Lua. O primeiro lançamento está previsto para 2019. Em voo autônomo, o aparelho deverá poder permanecer por até 40 dias, e quando acoplado a uma estação orbital, poderá operar por até 1 ano. Neste momento, o desenvolvimento do projecto e projetos técnicos, desenvolvimento em andamento documentação de trabalho para criar o navio da primeira etapa.

O sistema consiste em dois módulos principais: o veículo de reentrada e o compartimento de propulsão. O trabalho utilizará ideias que foram utilizadas anteriormente para o Clipper. A nave poderá transportar até 6 pessoas em órbita e até 4 pessoas para a Lua.


Parâmetros do dispositivo "Federação"

Um dos mais destacados da mídia no momento projetos reutilizáveis são os desenvolvimentos da SpaceX - a nave de transporte Dragon V2 e o veículo de lançamento Falcon 9.

O Falcon 9 é um veículo parcialmente de reentrada. O veículo lançador é composto por dois estágios, sendo que o primeiro possui sistema de retorno e pouso vertical na plataforma de pouso. O último lançamento não teve sucesso - ocorreu um acidente em 1º de setembro de 2016.

A espaçonave tripulada reutilizável Dragon V2 está agora sendo preparada para testes de segurança para astronautas. Em 2017, eles planejam realizar o lançamento não tripulado do dispositivo em um foguete Falcon 9.


Nave espacial tripulada reutilizável Dragon V2

Em preparação para o voo da expedição a Marte, os Estados Unidos desenvolveram uma espaçonave reutilizável. Navio Órion. A montagem do navio foi concluída em 2014. O primeiro vôo não tripulado do aparelho ocorreu em 5 de dezembro de 2014 e foi bem-sucedido. Agora a NASA está se preparando para novos lançamentos, inclusive tripulados.

A aviação, via de regra, envolve o uso reutilizável de aeronaves. No futuro, as espaçonaves terão que ter a mesma propriedade, mas para que isso aconteça, uma série de problemas terão que ser resolvidos, inclusive econômicos. Cada lançamento de um navio reutilizável deveria ser mais barato do que construir um descartável. É necessário utilizar materiais e tecnologias que permitam reiniciar os dispositivos após reparos mínimos e, de preferência, sem nenhum reparo. Talvez as naves espaciais do futuro tenham as características de um foguete e de um avião.

Detalhes Categoria: Reunião com espaço Publicado 10/12/2012 10:54 Visualizações: 6973

Apenas três países possuem espaçonaves tripuladas: Rússia, EUA e China.

Naves espaciais de primeira geração

"Mercúrio"

Este foi o nome do primeiro programa espacial tripulado dos EUA e da série de naves espaciais utilizadas neste programa (1959-1963). O projetista geral do navio é Max Faget. O primeiro grupo de astronautas da NASA foi criado para voos no âmbito do programa Mercury. Um total de 6 voos tripulados foram realizados no âmbito deste programa.

Esta é uma espaçonave orbital tripulada de assento único, projetada de acordo com um projeto de cápsula. A cabine é feita de liga de titânio-níquel. Volume da cabine - 1,7m3. O astronauta está localizado em um berço e permanece em um traje espacial durante todo o vôo. A cabine está equipada com informações e controles do painel. O botão de controle de orientação do navio está localizado em mão direita piloto. A visibilidade visual é fornecida por uma vigia na escotilha de entrada da cabine e um periscópio de visão grande angular com ampliação variável.

A nave não se destina a manobras com alterações nos parâmetros orbitais, é equipada com sistema de controle reativo para giro em três eixos e sistema de propulsão de frenagem; Controle da orientação da nave em órbita - automático e manual. A entrada na atmosfera é realizada ao longo de uma trajetória balística. O pára-quedas de frenagem é inserido a uma altitude de 7 km, o principal - a uma altitude de 3 km. Splashdown ocorre com uma velocidade vertical de cerca de 9 m/s. Após o splashdown, a cápsula mantém a posição vertical.

Uma característica especial da nave Mercury é o uso extensivo de backups controle manual. A nave Mercury foi lançada em órbita pelos foguetes Redstone e Atlas com uma carga útil muito pequena. Por causa disso, o peso e as dimensões da cabine da cápsula tripulada Mercury eram extremamente limitados e significativamente inferiores em sofisticação técnica à espaçonave soviética Vostok.

Os objetivos dos voos da espaçonave Mercury eram vários: testar o sistema de resgate de emergência, testar o escudo térmico ablativo, seu disparo, telemetria e comunicações ao longo de toda a trajetória de voo, voo humano suborbital, voo humano orbital.

Os chimpanzés Ham e Enos voaram para os Estados Unidos como parte do programa Mercury.

"Gêmeos"

As naves espaciais da série Gemini (1964-1966) continuaram a série de naves espaciais Mercury, mas as superaram em capacidades (2 tripulantes, tempo de vôo autônomo mais longo, capacidade de alterar parâmetros orbitais, etc.). Durante o programa, foram desenvolvidos métodos de encontro e acoplagem e, pela primeira vez na história, naves espaciais foram acopladas. Várias caminhadas espaciais foram realizadas e recordes de duração de voo foram estabelecidos. Um total de 12 voos foram realizados neste programa.

A espaçonave Gemini consiste em duas partes principais – o módulo de descida, que abriga a tripulação, e o compartimento de instrumentação com vazamento, onde estão localizados os motores e outros equipamentos. O formato do módulo de pouso é semelhante ao dos navios da série Mercury. Apesar de algumas semelhanças externas entre os dois navios, o Gemini é significativamente superior ao Mercury em capacidades. O comprimento do navio é de 5,8 metros, o diâmetro externo máximo é de 3 metros e o peso médio é de 3.810 quilos. A nave foi lançada em órbita por um veículo de lançamento Titan II. Na época de seu aparecimento, a Gemini era a maior espaçonave.

O primeiro lançamento da espaçonave ocorreu em 8 de abril de 1964, e o primeiro lançamento tripulado ocorreu em 23 de março de 1965.

Naves espaciais de segunda geração

"Apolo"

"Apolo"- uma série de espaçonaves americanas de 3 lugares que foram usadas nos programas de voo lunar Apollo, na estação orbital Skylab e na acoplagem soviético-americana ASTP. Um total de 21 voos foram realizados neste programa. O objetivo principal era entregar astronautas à Lua, mas as naves espaciais desta série também realizavam outras tarefas. 12 astronautas pousaram na lua. O primeiro pouso na Lua foi realizado na Apollo 11 (N. Armstrong e B. Aldrin em 1969)

A Apollo é atualmente a única série de espaçonaves da história em que as pessoas deixaram a órbita baixa da Terra e superaram a gravidade da Terra, e também a única que tornou possível pouso bem sucedido astronautas à Lua e seu retorno à Terra.

A espaçonave Apollo consiste em compartimentos de comando e serviço, um módulo lunar e um sistema de fuga de emergência.

Módulo de comandoé o centro de controle de vôo. Todos os tripulantes ficam no compartimento de comando durante o vôo, com exceção do estágio de pouso lunar. Tem o formato de um cone com base esférica.

O compartimento de comando possui cabine pressurizada com sistema de suporte de vida da tripulação, sistema de controle e navegação, sistema de radiocomunicação, sistema de resgate de emergência e escudo térmico. Na parte frontal não lacrada do compartimento de comando há um mecanismo de acoplamento e um sistema de pouso de paraquedas, na parte central há 3 assentos de astronautas, um painel de controle de vôo e um sistema de suporte de vida e equipamento de rádio; no espaço entre a tela traseira e a cabine pressurizada estão localizados os equipamentos do sistema de controle reativo (RCS).

O mecanismo de acoplamento e a parte rosqueada internamente do módulo lunar juntos fornecem um acoplamento rígido do compartimento de comando com a nave lunar e formam um túnel para a tripulação se mover do compartimento de comando para o módulo lunar e vice-versa.

O sistema de suporte de vida da tripulação garante que a temperatura na cabine do navio seja mantida entre 21-27 °C, umidade de 40 a 70% e pressão de 0,35 kg/cm². O sistema foi projetado para um aumento de 4 dias na duração do voo além do tempo estimado necessário para uma expedição à Lua. Portanto, é fornecida a possibilidade de ajuste e reparo pela tripulação vestida com trajes espaciais.

Compartimento de serviço carrega o principal sistema de propulsão e sistemas de suporte da espaçonave Apollo.

Sistema de resgate de emergência. Se houver emergência no lançamento do veículo lançador Apollo ou é necessário interromper o vôo no processo de lançamento da espaçonave Apollo na órbita terrestre, o resgate da tripulação é realizado separando o compartimento de comando do veículo lançador e pousando-o em Terra usando pára-quedas.

Módulo lunar tem duas etapas: pouso e decolagem. O estágio de pouso, equipado com sistema de propulsão independente e trem de pouso, é usado para abaixar a nave lunar da órbita lunar e pousar suavemente na superfície lunar, e também serve como plataforma de lançamento para o estágio de decolagem. A fase de decolagem com cabine lacrada para a tripulação e sistema de propulsão independente, após a conclusão da pesquisa, é lançada da superfície da Lua e acoplada ao compartimento de comando em órbita. A separação das etapas é feita por meio de dispositivos pirotécnicos.

"Shenzhou"

Programa de voo espacial tripulado chinês. O trabalho no programa começou em 1992. O primeiro voo tripulado da espaçonave Shenzhou-5 fez da China, em 2003, o terceiro país do mundo a enviar um homem de forma independente ao espaço. A espaçonave Shenzhou replica em grande parte a espaçonave russa Soyuz: tem exatamente o mesmo layout de módulo da Soyuz - o compartimento de instrumentos e montagem, o módulo de descida e o compartimento residencial; aproximadamente do mesmo tamanho da Soyuz. Todo o design da nave e todos os seus sistemas são aproximadamente idênticos aos da espaçonave soviética da série Soyuz, e o módulo orbital é construído usando tecnologia usada na série soviética de estações espaciais Salyut.

O programa Shenzhou incluiu três etapas:

  • lançar naves espaciais não tripuladas e tripuladas em órbita baixa da Terra, garantindo ao mesmo tempo um retorno garantido dos veículos de descida à Terra;
  • o lançamento de taikunautas ao espaço sideral, a criação de uma estação espacial autônoma para estadias de expedições de curta duração;
  • criação de grandes estações espaciais para expedições de longa duração.

A missão está sendo concluída com sucesso (4 voos tripulados foram concluídos) e está atualmente aberta.

Nave espacial de transporte reutilizável

O Ônibus Espacial, ou simplesmente shuttle (“ônibus espacial”) é uma nave espacial americana de transporte reutilizável. Os ônibus foram usados ​​como parte de programa estadual"Espaço sistema de transporte" Entendeu-se que os ônibus iriam “correr como ônibus” entre a órbita baixa da Terra e a Terra, entregando cargas em ambas as direções. O programa durou de 1981 a 2011. Um total de cinco ônibus foram construídos: "Colômbia"(queimado durante o pouso em 2003), "Desafiador"(explodiu durante o lançamento em 1986), "Descoberta", "Atlântida" E "Empreendimento". Um protótipo de navio foi construído em 1975 "Empresa", mas nunca foi lançado ao espaço.

O ônibus espacial foi lançado ao espaço usando dois propulsores de foguete sólidos e três motores de propulsão, que recebiam combustível de um enorme tanque externo. Em órbita, o ônibus espacial realizou manobras utilizando os motores do sistema de manobras orbitais e retornou à Terra como planador. Durante o desenvolvimento, estava previsto que cada um dos ônibus espaciais fosse lançado ao espaço até 100 vezes. Na prática, eles foram muito menos utilizados; ao final do programa, em julho de 2011, o ônibus Discovery realizou o maior número de voos - 39.

"Colômbia"

"Colômbia"- a primeira cópia do sistema Space Shuttle a voar para o espaço. O protótipo da Enterprise construído anteriormente havia voado, mas apenas dentro da atmosfera para praticar o pouso. A construção do Columbia começou em 1975 e, em 25 de março de 1979, o Columbia foi encomendado pela NASA. O primeiro vôo tripulado da espaçonave de transporte reutilizável Columbia STS-1 ocorreu em 12 de abril de 1981. O comandante da tripulação era o veterano americano da cosmonáutica John Young, e o piloto era Robert Crippen. O vôo foi (e continua sendo) único: o primeiro lançamento de teste de uma espaçonave foi realizado com uma tripulação a bordo.

O Columbia era mais pesado do que os ônibus espaciais posteriores, por isso não tinha um módulo de acoplamento. O Columbia não conseguiu atracar nem na estação Mir nem na ISS.

O último vôo do Columbia, STS-107, ocorreu de 16 de janeiro a 1º de fevereiro de 2003. Na manhã de 1º de fevereiro, a nave se desintegrou ao entrar nas densas camadas da atmosfera. Todos os sete membros da tripulação foram mortos. A comissão para investigar as causas do desastre chegou à conclusão de que a causa foi a destruição da camada externa de proteção térmica no plano esquerdo da asa do ônibus espacial. Durante o lançamento, em 16 de janeiro, esta seção da proteção térmica foi danificada quando um pedaço do isolamento térmico do tanque de oxigênio caiu sobre ela.

"Desafiador"

"Desafiador"- Nave espacial de transporte reutilizável da NASA. Foi originalmente planejado apenas para fins de teste, mas foi reformado e preparado para lançamentos no espaço. O Challenger foi lançado pela primeira vez em 4 de abril de 1983. No total, completou 9 voos bem-sucedidos. Ele caiu em seu décimo lançamento em 28 de janeiro de 1986, matando todos os 7 tripulantes. O último lançamento do ônibus espacial foi agendado para a manhã de 28 de janeiro de 1986; o lançamento do Challenger foi assistido por milhões de espectadores em todo o mundo. Aos 73 segundos de voo, a 14 km de altitude, o acelerador de combustível sólido esquerdo separou-se de um dos dois suportes. Depois de girar em torno do segundo, o acelerador perfurou o tanque principal de combustível. Devido à violação da simetria do empuxo e da resistência do ar, o navio desviou-se de seu eixo e foi destruído por forças aerodinâmicas.

"Descoberta"

Nave espacial de transporte reutilizável da NASA, terceiro ônibus espacial. O primeiro vôo ocorreu em 30 de agosto de 1984. O Discovery Shuttle colocou o Telescópio Espacial Hubble em órbita e participou de duas expedições para atendê-lo.

A sonda Ulysses e três satélites retransmissores foram lançados do Discovery.

Um cosmonauta russo também voou no ônibus Discovery Sergei Krikalev 3 de fevereiro de 1994 Ao longo de oito dias, a tripulação do Discovery realizou diversos experimentos científicos no campo da ciência dos materiais, experimentos biológicos e observações da superfície da Terra. Krikalev realizou uma parte significativa do trabalho com um manipulador remoto. Depois de completar 130 órbitas e voar 5.486.215 quilômetros, em 11 de fevereiro de 1994, o ônibus espacial pousou no Centro Espacial Kennedy (Flórida). Assim, Krikalev se tornou o primeiro cosmonauta russo a voar no ônibus americano. No total, de 1994 a 2002, foram realizados 18 voos orbitais do ônibus espacial, cujas tripulações incluíam 18 cosmonautas russos.

Em 29 de outubro de 1998, o astronauta John Glenn, então com 77 anos, partiu para seu segundo vôo no ônibus Discovery (STS-95).

O ônibus espacial Discovery encerrou sua carreira de 27 anos com seu pouso final em 9 de março de 2011. Ele saiu da órbita, plana em direção ao Centro Espacial Kennedy, na Flórida, e pousa com segurança. O ônibus espacial foi transferido para o Museu Nacional do Ar e do Espaço do Smithsonian Institution em Washington.

"Atlântida"

"Atlântida"- Nave espacial de transporte reutilizável da NASA, o quarto ônibus espacial. Durante a construção do Atlantis, muitas melhorias foram feitas em relação aos seus antecessores. É 3,2 toneladas mais leve que o ônibus espacial Columbia e levou metade do tempo para ser construído.

O Atlantis fez seu primeiro voo em outubro de 1985, um dos cinco voos do Departamento de Defesa dos EUA. Desde 1995, o Atlantis realizou sete voos para a estação espacial russa Mir. Um módulo de ancoragem adicional para a estação Mir foi entregue e as tripulações da estação Mir foram trocadas.

De novembro de 1997 a julho de 1999, o Atlantis foi modificado, com aproximadamente 165 melhorias feitas nele. De outubro de 1985 a julho de 2011, o ônibus espacial Atlantis completou 33 voo espacial, sua tripulação incluía 189 pessoas. O último 33º lançamento foi realizado em 8 de julho de 2011.

"Empreendimento"

"Empreendimento"- A nave espacial de transporte reutilizável da NASA, o quinto e último ônibus espacial. O Endeavour realizou seu primeiro vôo em 7 de maio de 1992. Em 1993, o Endeavour realizou sua primeira missão de serviço telescópio espacial"Hubble". Em dezembro de 1998, a Endeavour colocou em órbita o primeiro módulo American Unity para a ISS.

De maio de 1992 a junho de 2011, o ônibus Endeavour completou 25 voos espaciais. 1º de junho de 2011 transporte para última vez pousou no Centro Espacial de Cabo Canaveral, na Flórida.

O programa do Sistema de Transporte Espacial terminou em 2011. Todos os ônibus operacionais foram retirados após seu voo final e enviados para museus.

Ao longo de 30 anos de operação, os cinco ônibus realizaram 135 voos. Os ônibus transportaram 1,6 mil toneladas de carga útil para o espaço. 355 astronautas e cosmonautas voaram no ônibus espacial.

Uma coisa incrível, fiz uma rápida pesquisa com meus amigos, descobri que quase todo mundo tem certeza de que atualmente, após o encerramento dos projetos do Ônibus Espacial e Buran, as naves reutilizáveis ​​​​não são utilizadas pela humanidade.

Enquanto isso, neste momento, eles estão voando sobre nós. A partir de 2016, os Estados Unidos operavam pelo menos dois tipos de naves espaciais reutilizáveis ​​e, em 2017, já existem quatro. Ou até cinco, dependendo de como você conta.

Isto, no entanto, não é surpreendente Mídia russa construído em torno do oeste programas espaciais uma parede de silêncio bastante vazia, e se algo vaza através dela, é de forma exclusivamente filtrada, dosada e distorcida. Por alguma razão, a maioria dos meus amigos tem certeza de que, com o lançamento dos foguetes Falcon reutilizáveis, “os americanos estão tendo um fracasso total”, embora a situação seja exatamente oposta.

Ainda ontem, por exemplo, o camião espacial comercial reutilizável “Dragon” fez a sua próxima aterragem, anteriormente lançada pelo foguetão espacial reutilizável “Falcon 9”, que, tendo-o lançado, regressou à Terra. Aqui é sobre reutilizável foguete espacial quase todo mundo já ouviu pelo menos alguma coisa, mas quase ninguém ouviu falar de uma espaçonave reutilizável.

Isso é o que eu pensei. Que seria bom contar como estão as coisas no campo espacial global. Como eles estão Na verdade as coisas estão lá.

Lembre-se de como, após o encerramento do programa do ônibus espacial em 2011, todos os meios de comunicação russos escreveram unanimemente e em voz alta que agora a era das espaçonaves reutilizáveis ​​​​chegou ao fim, elas perderam sua utilidade, não serão retomadas em breve, e os principais meios de entregar carga e tripulações ao espaço na ISS se tornará o bom e velho Sindicato e o Progresso?

Agora, isso não era verdade. Ou melhor, uma meia verdade. Os Sindicatos e o Progresso, é claro, foram e continuam a ser os principais meios de entrega para Parte russa Estação Espacial Internacional.

E da parte americana, após o encerramento do programa Shuttle reutilizável, o “Dragão” reutilizável começou a voar. O que, talvez, não seja tão impressionante quanto o Shuttle, e nem tão grande, mas foi projetado de forma muito mais simples: mais confiável, mais seguro e, o mais importante, significativamente mais barato. Mais barato porque usa produtos completamente diferentes tecnologias modernas vôo e pouso. E porque pode ser lançado em órbita por foguetes reutilizáveis, e não por aceleradores descartáveis.

E neste momento outra nave espacial americana reutilizável está sobrevoando nós, Boeing X-37.

Você não ouviu?

Isso é compreensível, o proprietário desta espaçonave não é a NASA, mas o Exército dos EUA e, portanto, ninguém sabe por que ela voa para lá e o que faz. O X-37 não é apenas uma “nave reutilizável”, é um avião espacial completo ou, como também dizem, um “avião orbital”. Ou seja, ele não apenas circula na órbita em que foi colocado, mas manobra livremente no espaço, voa para onde quiser... Bem, resumindo, lembre-se dos dispositivos em que os rebeldes “ Guerra nas Estrelas"atacou a Estrela da Morte. Bem, é quase a mesma coisa, apenas um drone.


Boeing X-37

Os X-37 voam completamente e por muito tempo. Por exemplo, o voo anterior durou 674 dias. E o que está voando agora está voando há exatamente um ano, desde 20 de maio de 2015.

Mas tanto o Dragon quanto o X-37 são naves etéreas. Os voos reutilizáveis ​​tripulados começarão no próximo ano, 2017.

Este “atraso” ocorreu não porque houve dificuldades na implementação do programa, mas pelo contrário, porque a ciência e a tecnologia estão agora a desenvolver-se tão rapidamente que novas oportunidades aparecem mais rapidamente do que os promotores têm tempo para fazer desenhos, e eu realmente quero incluir tudo novo.

Por exemplo, a versão tripulada de “passageiro” do Dragon deveria começar a fazer voos regulares em 2015. Ela estava pronta para isso, testes foram realizados, mas... naquele momento a ciência e a tecnologia deram vários passos importantes e os vôos regulares foram adiados por dois anos para dar ao “Segundo Dragão” novas capacidades. Havia mais 2 passageiros (sete em vez de cinco), novos motores, que, observe, são fabricados usando o método 3Impressão D, garantindo ao mesmo tempo um pouso suave mesmo se todos os oito motores falharem.


Tirando "Dragon 2" do solo (sem veículo lançador)

O dispositivo pode manobrar livremente no espaço e nas condições da atmosfera terrestre... decolar e pousar como um helicóptero em seus 8 motores a jato impressos em impressoras 3-D.

E sim, é lançado em órbita pelo mesmo foguete Falcon reutilizável ( Falcão).

Vou falar brevemente sobre as restantes “aeronaves reutilizáveis” que já existem, foram testadas e devem começar a voar regularmente no próximo ano, para não aborrecê-los.

Plano orbitalSonharCaçador(Running a Dream), cujo primeiro voo está previsto para novembro de 2016. Ao vê-lo, você exclamará: “Sim, este é o ônibus espacial”. Bem, sim, é verdade, DreamChaser é um desenvolvimento do projeto Space Shuttle. Mas, claro, num novo nível. É feito de materiais compósitos, pode decolar e pousar de forma independente na atmosfera (e não apenas planar, como o ônibus espacial), e um tsimes especial - é dobrável. No lançamento, as asas, estabilizadores e todas as partes salientes são removidas, a nave parece “enrolar-se em um tubo”, que pode ser “preso” em qualquer foguete de tamanho adequado para lançar o veículo em órbita e assim evitar danos de lançamento (deixe-me lembrar que a morte do Challenger também foi causada e a Colômbia foi danificada no início).


Plano orbitalSonharCaçador

Dos foguetes existentes, o Atlas-5 descartável americano e o Ariane 5 europeu são adequados em tamanho, mas no futuro é possível uma transição para Falcons reutilizáveis, como viabilidade técnica já existe.

Órion (Órion)- uma espaçonave multifuncional reutilizável, capaz de voos interplanetários. Makhina, edifício residencial, 5 metros de diâmetro. Este não é um “projeto” ou um “desenvolvimento prospectivo”. Esta nave já foi criada, já fez o seu primeiro voo ao espaço, mas ainda não está em operação, uma vez que os programas de voos interplanetários (para a Lua e Marte) terão início apenas na década de 20. E as necessidades do “espaço próximo” são agora totalmente atendidas pelos “Dragões”. Porém, para que o projeto não “fique parado em vão”, está previsto que a espaçonave Orion ainda voe para a ISS nos próximos anos.

BoeingCST-100Starliner- um navio reutilizável para fins restritos, para voos para estações orbitais, um análogo próximo do primeiro “Dragão”, mas ao contrário dele, pode levar a bordo uma tripulação de sete pessoas. Criado por ordem da NASA. Bom, simplesmente porque a NASA decidiu que além dos Dragões alugados de uma empresa privada, representada pela SpaceX, deveria ter naves próprias. Característica Starline é que ele pode ser instalado em quase todos os foguetes existentes.


Boeing CST-100Starliner

Mas o principal, graças ao qual todos esses navios serão verdadeiramente, e não condicionalmente, “reutilizáveis”, é claro o projeto Falcon ( Falcão), foguetes reutilizáveis ​​que irão lançar (e já estão lançando) todas essas naves reutilizáveis ​​ao espaço e retornar à Terra. Devido a isso, num futuro próximo, o custo de colocação de carga em órbita será comparável ao custo do combustível consumido.

Falcãoé uma linha modular de aceleradores que podem ser conectados entre si como um construtor de Lego, aumentando a potência e as capacidades dos foguetes resultantes até os limites físicos da tecnologia. Além disso, após a conclusão da tarefa, todos os cubos deste construtor são devolvidos ao solo por meio de um pouso suave para reaproveitamento.

Atualmente, o foguete mais poderoso da série (primeiro lançamento no outono de 2016) é capaz de lançar 55 toneladas de carga em uma órbita de referência baixa, o que é duas vezes e meia mais que o mais poderoso foguete russo Proton e um e meia vez mais do que o ainda inexistente, mas declarado russo Angara-7.

Agora vamos ver quais são os ativos do “novo espaço” da Federação Russa.

Nada!

As mesmas aeronaves Soyuz-Progress, irremediavelmente desatualizadas, voam desde os anos 60, mas há sinais claros de que deixarão de voar num futuro próximo.

Sim, existe também o Proton, da mesma década de 60, que, segundo a documentação russa, é classificado como foguete “pesado”, mas em termos de massa colocada em órbita é classificado como médio. O foguete mais emergencial e muito perigoso voando em heptil extremamente venenoso. Só pode ser lançado a partir de um lugar no mundo, em Baikonur, e que depende inteiramente de componentes importados (incluindo ucranianos), que agora são... bem, você entende. Na verdade, o Proton foi planejado para ser descontinuado na década de 80 e substituído pelo Energia. Mas a “Energia” não aconteceu, e o Proton está agora voando (explodindo constantemente) apenas porque a Rússia não tem outros mísseis “pesados”.

E o Angara? - você pergunta. — Sobre o qual a mídia russa fez barulho.

Mas vamos falar sobre “Angara”.

Além disso, há algo para comparar - o Angara é, até certo ponto, um análogo do Falcon. O mesmo design modular - cubos de Lego - a partir do qual o foguete é montado potência necessária. Mas é aí que as semelhanças terminam!

Em primeiro lugar, a diferença é que os Falcons já estão voando, e quando o Angara vai começar a voar é uma grande dúvida.

Vamos comparar:

Projeto Falcão lançado em 2002, e 6 anos depois, em 2008, teve início a operação comercial de foguetes. O projeto Angara começou em 1995 e agora, 21 (vinte e um!) anos depois, não está totalmente claro quando a operação desses mísseis começará.

Em princípio, só esse fato é suficiente para entender tudo sobre o Angara, mas vamos continuar para completar.

Ao longo dos 8 anos de operação, o Falcon passou por TRÊS (!) gerações de motores, sem contar os “upgrades”. A última geração de motores, Merlim 1D+, nos permitiu traduzir “fácil” Foguete Falcão 9 na classe “médio-pesado”, sem qualquer modernização, bastando apenas substituir os motores.

O Hangar usa motores supostamente “mais novos” RD-191- que na verdade são apenas um “quarto” simplificado (uma câmara, em vez de quatro) motores RD-170, que foram equipados com o foguete Energia, mas que foram desenvolvidos para os foguetes Zenit ( Yuzhmash, Ucrânia) já no final dos anos 70.

A carga máxima que o Angara-7 mais pesado (cujo desenvolvimento ainda nem começou; o Angara-5 está atualmente em operação) pode ser lançado em uma órbita de baixa referência é de 35 toneladas. Para o Falcon, não há limite superior, mas a modificação mais pesada até o momento, o Falcon Heavy, coloca 55 toneladas em órbita de baixa referência.

O lançamento do Falcon a partir de quase qualquer complexo de lançamento de tamanho adequado requer um complexo construído especificamente para ele, que agora está disponível apenas em Plesetsk, de onde os lançamentos comerciais são impossíveis.

Falcon é reutilizável, Angara é descartável.

Bem, e o mais importante, repito. O Falcon voa há oito anos, mas não se sabe quando o Angara voará. Mas sabe-se que no momento do início da operação (se começar) já será um sistema irremediavelmente desatualizado.

Bem, minha história ficará incompleta se eu não mencionar o “promissor” projeto russo “ Federação", que até certo ponto é um análogo do Orion americano mencionado acima, é apenas 4 vezes inferior em tamanho e capacidade de carga ao Orion. A situação aqui é exatamente a mesma: a Orion já está voando, e quanto à Federação, neste momento, onze anos (!) depois do lançamento do projeto (2005), o trabalho está no “ o desenvolvimento da documentação de trabalho começou».

A situação com a “Federação” foi delineada muito brevemente pelo ex-cosmonauta Sergei Krikalev, e agora o primeiro vice-chefe do TsNIIMash em uma reunião conselho de especialistas colégio da Comissão Militar-Industrial da Federação Russa em 2014: “ Se continuarmos a fazer tudo como fazemos agora, nunca construiremos um novo navio, as datas são constantemente adiadas, não existe um cronograma de sistema aprovado para a criação do navio, quando o foguete para ele será criado também é pouco claro».

Vamos terminar com esta nota específica.

Uma nave espacial reutilizável significa um dispositivo cujo design permite a reutilização de toda a nave ou de suas partes principais. A primeira experiência nesta área foi o Ônibus Espacial. Em seguida, a tarefa de criar um dispositivo semelhante foi atribuída a cientistas soviéticos, resultando no surgimento de Buran.

Outros dispositivos também estão sendo projetados nos dois países. No momento, o exemplo mais notável de projetos desse tipo é o Falcon 9 parcialmente reutilizável da SpaceX com primeiro estágio retornável.

Hoje falaremos sobre por que tais projetos foram desenvolvidos, como se mostraram em termos de eficiência e quais as perspectivas que esta área da astronáutica tem.


A história do ônibus espacial começou em 1967, antes do primeiro vôo tripulado do programa Apollo. Em 30 de outubro de 1968, a NASA recorreu ao americano empresas espaciais com a proposta de desenvolver um sistema espacial reutilizável para reduzir custos de cada lançamento e de cada quilograma de carga útil colocada em órbita.

Vários projetos foram propostos ao governo, mas cada um deles custou pelo menos cinco bilhões de dólares americanos, por isso Richard Nixon os rejeitou. Os planos da NASA eram extremamente ambiciosos: o projeto envolvia a operação de uma estação orbital, de e para a qual ônibus transportariam constantemente cargas úteis. Os ônibus espaciais também tiveram que lançar e devolver satélites da órbita, manter e reparar satélites em órbita e realizar missões tripuladas.

Os requisitos finais para o navio eram assim:

  • Compartimento de carga 4,5x18,2 metros
  • Possibilidade de manobra horizontal acima de 2.000 km (manobra da aeronave em plano horizontal)
  • Capacidade de carga útil de 30 toneladas para a órbita baixa da Terra, 18 toneladas para a órbita polar
A solução foi criar um ônibus espacial, cujo investimento seria recompensado colocando satélites em órbita numa base comercial. Para o sucesso do projeto, era importante minimizar o custo de colocar cada quilograma de carga em órbita. Em 1969, o criador do projeto falou em reduzir o custo para 40-100 dólares americanos por quilograma, enquanto para o Saturn-V esse valor era de 2.000 dólares.

Para serem lançados ao espaço, os ônibus usaram dois propulsores de foguete sólidos e três de seus próprios motores de propulsão. Os foguetes propulsores sólidos foram separados a uma altitude de 45 quilômetros, depois lançados no oceano, reparados e reutilizados. Os motores principais utilizam hidrogênio e oxigênio líquidos em um tanque externo de combustível, que foi descartado a uma altitude de 113 quilômetros, após o que queimou parcialmente na atmosfera.

A URSS decidiu que as características do ônibus espacial permitiam roubar satélites soviéticos ou uma estação espacial inteira da órbita: o ônibus poderia lançar 29,5 toneladas de carga em órbita e liberar 14,5 toneladas. Levando em consideração os planos de 60 lançamentos por ano, são 1.770 toneladas anuais, embora naquela época os Estados Unidos não enviassem nem 150 toneladas ao espaço por ano. A liberação deveria ser de 820 toneladas por ano, embora normalmente nada fosse liberado da órbita. Desenhos e fotos do ônibus espacial sugeriam que um navio americano poderia atacar a URSS com armas nucleares de qualquer ponto do espaço próximo à Terra, estando fora da visibilidade do rádio.

Para proteção contra um possível ataque, um canhão automático NR-23 modernizado de 23 mm foi instalado nas estações Salyut e Almaz. E para acompanhar seus irmãos americanos no espaço militarizado, a União começou a desenvolver um foguete orbital do sistema espacial reutilizável Buran.

O desenvolvimento do sistema espacial reutilizável começou em abril de 1973. A ideia em si teve muitos apoiadores e oponentes. O chefe do Instituto do Espaço Militar do Ministério da Defesa agiu pelo seguro e fez dois relatórios ao mesmo tempo - a favor e contra o programa, e ambos os relatórios acabaram na mesa de D. F. Ustinov, Ministro da Defesa da URSS. Ele contatou Valentin Glushko, responsável pelo programa, mas enviou seu funcionário da Energomash, Valery Burdakov, para a reunião em seu lugar. Depois de uma conversa sobre as capacidades militares do ônibus espacial e de seu homólogo soviético, Ustinov preparou uma decisão que deu a mais alta prioridade ao desenvolvimento de uma espaçonave reutilizável. A NPO Molniya, criada para esse fim, iniciou a criação do navio.

As tarefas de "Buran" de acordo com o plano do Ministério da Defesa da URSS eram: combater as medidas de um inimigo potencial para expandir o uso do espaço exterior para fins militares, resolver problemas no interesse da defesa, da economia nacional e da ciência, conduzir pesquisas e experimentos militares aplicados usando armas com base em princípios físicos novos e conhecidos, bem como lançar em órbita, fazer manutenção e devolver naves espaciais, astronautas e cargas à Terra.

Ao contrário da NASA, que arriscou a tripulação durante o primeiro voo tripulado do ônibus espacial, Buran fez seu primeiro voo automaticamente usando um computador de bordo baseado no IBM System/370. Em 15 de novembro de 1988, ocorreu o lançamento, o veículo de lançamento Energia lançou a espaçonave em órbita baixa da Terra a partir do Cosmódromo de Baikonur. A nave fez duas órbitas ao redor da Terra e pousou no campo de aviação Yubileiny.

Durante o pouso, ocorreu um incidente que mostrou o quão inteligente o sistema automático se revelou. A 11 quilômetros de altitude, o navio fez uma manobra brusca e descreveu um loop com giro de 180 graus - ou seja, pousou, entrando pelo outro extremo da pista de pouso. A automação tomou essa decisão após receber dados sobre o vento tempestuoso para traçar a trajetória mais vantajosa.

O modo automático foi uma das principais diferenças do ônibus espacial. Além disso, os ônibus pousaram com o motor inoperante e não conseguiram pousar diversas vezes. Para salvar a tripulação, Buran forneceu uma catapulta para os dois primeiros pilotos. Na verdade, os projetistas da URSS copiaram a configuração do ônibus espacial, o que não negaram, mas fizeram uma série de inovações extremamente úteis do ponto de vista do controle do veículo e da segurança da tripulação.

Infelizmente, . Em 1990, as obras foram suspensas e, em 1993, totalmente encerradas.


Como às vezes acontece com objetos de orgulho nacional, a versão 2.01 “Baikal”, que queriam enviar ao espaço, apodreceu durante muitos anos no cais do reservatório de Khimki.

Você poderia tocar a história em 2011. Além disso, as pessoas poderiam até arrancar pedaços do invólucro e do revestimento isolante de calor desta história. Naquele ano, o navio foi transportado de Khimki para Zhukovsky para ser restaurado e apresentado na MAKS em alguns anos.


"Buran" por dentro


Entrega de "Buran" de Khimki para Zhukovsky


"Buran" no MAKS, 2011, um mês após o início da restauração

Apesar da inconveniência econômica demonstrada pelo programa do Ônibus Espacial, os Estados Unidos decidiram não abandonar os projetos de criação de espaçonaves reutilizáveis. Em 1999, a NASA começou a desenvolver o drone X-37 com a Boeing. Existem versões segundo as quais o dispositivo se destina a testar as tecnologias de futuros interceptadores espaciais capazes de desabilitar outros dispositivos. Especialistas nos Estados Unidos estão inclinados a esta opinião.

O aparelho realizou três voos com duração máxima de 674 dias. Atualmente está em seu quarto vôo, com data de lançamento em 20 de maio de 2015.

O laboratório voador orbital Boeing X-37 transporta uma carga útil de até 900 kg. Comparado ao ônibus espacial e ao Buran, capazes de transportar até 30 toneladas durante a decolagem, o Boeing é um bebê. Mas ele também tem objetivos diferentes. O início foi dado pelo físico austríaco Eugen Senger, quando em 1934 começou a desenvolver um foguete-bombardeiro de longo alcance. O projeto foi encerrado, lembrando-o em 1944, no final da Segunda Guerra Mundial, mas já era tarde para salvar a Alemanha da derrota com a ajuda de tal bombardeiro. Em outubro de 1957, os americanos deram continuidade à ideia lançando o programa X-20 Dyna-Soar.

A aeronave orbital X-20 era capaz, após entrar em trajetória suborbital, de mergulhar na atmosfera a uma altitude de 40-60 quilômetros para tirar uma foto ou lançar uma bomba e depois retornar ao espaço usando a sustentação das asas.

O projeto foi abandonado em 1963 em favor do programa civil Gemini e do projeto militar da estação orbital MOL.


Veículos de lançamento Titan para lançar o X-20 em órbita


Layout X-20

Na URSS, em 1969, eles começaram a construir o “BOR” - um avião-foguete orbital não tripulado. O primeiro lançamento foi feito sem proteção térmica, por isso o aparelho queimou. O segundo avião-foguete caiu devido aos pára-quedas não abrirem após uma frenagem bem-sucedida na atmosfera. Nos cinco lançamentos seguintes, apenas uma vez o BOR não conseguiu entrar em órbita. Apesar da perda dos aparelhos, cada novo lançamento trazia dados importantes para um maior desenvolvimento. Com a ajuda do BOR-4, a proteção térmica do futuro Buran foi testada na década de 1980.

Como parte do programa Spiral, para o qual o BOR foi construído, foi planejado o desenvolvimento de uma aeronave propulsora que subiria a uma altura de 30 quilômetros a velocidades de até 6 velocidades do som para lançar o veículo orbital em órbita. Esta parte do programa não aconteceu. O Ministério da Defesa exigiu um análogo da nave americana, então enviaram suas forças para Buran.


BOR-4


BOR-4

Se o "Buran" soviético foi parcialmente copiado do "Space Shuttle" americano, então no caso do "Dream Chaser" tudo aconteceu exatamente ao contrário: o projeto "BOR" abandonado, nomeadamente o avião-foguete do "BOR-4 " versão, tornou-se a base para a criação nave espacial reutilizável da SpaceDev. Em vez disso, o Space Chaser é baseado em um plano orbital HL-20 copiado.

O trabalho no Dream Runner começou em 2004 e, em 2007, a SpaceDev concordou com a United Launch Alliance para usar foguetes Atlas 5 para lançamento. Os primeiros testes bem-sucedidos em túnel de vento ocorreram em 2012. O primeiro protótipo de voo foi lançado de um helicóptero de uma altura de 3,8 quilômetros em 26 de outubro de 2013.

Pelos planos dos projetistas, a versão cargueiro da nave poderá entregar até 5,5 toneladas à Estação Espacial Internacional e devolver até 1,75 toneladas.

Os alemães começaram a desenvolver sua própria versão de um sistema reutilizável em 1985 - o projeto foi chamado de “Zenger”. Em 1995, após o desenvolvimento do motor, o projeto foi encerrado, pois teria proporcionado apenas 10-30% de benefícios em relação ao veículo lançador europeu Ariane 5.


Aeronave HL-20


"Caçador de Sonhos"

Para substituir a Soyuz descartável, na Rússia, desde 2000, eles começaram a desenvolver a espaçonave multifuncional Clipper. O sistema tornou-se um elo intermediário entre os ônibus alados e a cápsula balística Soyuz. Em 2005, para cooperar com a Agência Espacial Europeia, foi apresentada uma nova versão - o Clipper alado.

O aparelho pode colocar em órbita 6 pessoas e até 700 quilos de carga, ou seja, é duas vezes melhor que a Soyuz nesses parâmetros. No momento não há informações de que o projeto esteja em andamento. Em vez disso, as notícias falam sobre um novo navio reutilizável – a Federação.


Nave espacial multifuncional "Clipper"

O navio de transporte tripulado “Federação” deverá substituir os caminhões tripulados “Soyuz” e “Progress”. Eles planejam usá-lo, entre outras coisas. O primeiro lançamento está previsto para 2019. Em voo autônomo, o aparelho deverá poder permanecer por até 40 dias, e quando acoplado a uma estação orbital, poderá operar por até 1 ano. No momento, o desenvolvimento dos projetos preliminares e técnicos foi concluído e está sendo desenvolvida a documentação de trabalho para a criação do navio da primeira etapa.

O sistema consiste em dois módulos principais: o veículo de reentrada e o compartimento de propulsão. O trabalho utilizará ideias que foram utilizadas anteriormente para o Clipper. A nave poderá transportar até 6 pessoas em órbita e até 4 pessoas para a Lua.


Parâmetros do dispositivo "Federação"

Um dos projetos reutilizáveis ​​​​mais notáveis ​​​​na mídia no momento é o desenvolvimento da SpaceX - a nave de transporte Dragon V2 e o veículo de lançamento Falcon 9.

O Falcon 9 é um veículo parcialmente de reentrada. O veículo lançador é composto por dois estágios, sendo que o primeiro possui um sistema de