Pe 25 mai anul acesta, la aproximativ șase seara, ora Moscovei, a avut loc primul andocare a Stației Spațiale Internaționale și SpaceX Dragon, o navă spațială dezvoltată de o companie privată. Acest eveniment a provocat multe laude și cele mai îndrăznețe presupuneri despre viitorul astronauticii mondiale. În opinia majorității specialiștilor și amatorilor din acest domeniu al activității umane, atracția finanțelor private și eforturile către astronautică îi vor da un impuls excelent. Trebuie remarcat faptul că astfel de fabricații umblă în jurul lumii de zece ani, dacă nu chiar mai mult. Dar lansarea camionului Dragon pe orbită cu andocarea ulterioară a devenit evenimentul care a transformat presupunerile simple în versiuni foarte realiste. În lumina acestei schimbări de puncte de vedere, ne putem aștepta la finalizarea cu succes a altor proiecte comerciale în domeniul astronauticii.
SpaceShipOne
Primul proiect de navă spațială privată, SpaceShipOne, a fost construit de Scaled Compositer LLS de la sfârșitul anilor nouăzeci. Dezvoltarea acestui aparat pentru zborurile suborbitale era în desfășurare, inclusiv pentru participarea la competiția Ansari X-Prize. Pentru a-l primi pe acesta din urmă, noul dispozitiv a trebuit să efectueze două zboruri suborbitale în două săptămâni și să se întoarcă pe Pământ.
Datorită particularităților cursului de zbor propus, SpaceShipOne a primit un aspect caracteristic. Aerodinamic, este un avion fără coadă cu chile verticale întinse înapoi. Mai mult decât atât, spre deosebire de majoritatea covârșitoare a celorlalte fără coadă, chile au un penaj orizontal. Acest fapt a provocat la un moment dat o mulțime de entuziasm pentru oamenii care încearcă să încadreze SpaceShipOne în clasificarea de layout existentă. Un motor rachetă hibrid special conceput a fost plasat în fuselajul din spate. Dimensiunile mici și cerințele pentru propulsia motorului cu turbină cu gaz au devenit motivul căutării unui nou combustibil nestandard. Ca rezultat, a fost aleasă perechea de combustibil polibutadienă - oxid de azot. Blocul de polibutadienă este situat în camera de ardere și, atunci când motorul este pornit, un agent oxidant este alimentat în cameră.
În plus față de neobișnuita centrală a navei, cursul zborului său este, de asemenea, interesant. Decolarea de pe o pistă convențională cu o lungime suficientă se efectuează cu ajutorul unui avion WhiteKnight special conceput. Avionul cu design original ridică nava spațială la o altitudine de 14 kilometri, după care are loc decuplarea. Mai mult, SpaceShipOne care zboară prin inerție atinge unghiul de atac necesar și pilotul său pornește motorul. Într-un minut, cu un mic motor rachetă hibrid oferă o tracțiune de ordinul a 7500 kgf. În timpul accelerației, vehiculul suborbital atinge o viteză puțin mai mare de M = 3, ceea ce în mod clar nu este suficient pentru a intra pe orbită. Cu toate acestea, după oprirea motorului la o altitudine de aproximativ 50 de kilometri, viteza vehiculului este suficientă pentru a-și continua zborul de-a lungul traiectoriei balistice. Prin inerție, SpaceShipOne se ridică la altitudinea maximă de zbor - aproximativ 100 de kilometri - unde este de trei minute. După ce viteza navei se dovedește a fi insuficientă pentru a continua să fie în spațiu, începe coborârea. Este interesant faptul că la începutul coborârii, partea din spate a aripilor aparatului, împreună cu chile și stabilizatoarele instalate pe acesta, se ridică în sus cu un unghi semnificativ. Acest lucru se face pentru a crește rezistența aerului și a reduce viteza de coborâre. La o altitudine de 17 kilometri, aripile revin la poziția inițială, iar SpaceShipOne intenționează să aterizeze la aerodrom.
Primul zbor de test al vehiculului suborbital a avut loc pe 20 mai 2003. Atunci WhiteKnight a ridicat prototipul navei la o altitudine de peste 14 kilometri. Mai mult de un an mai târziu, au avut loc două zboruri cu echipaj, care i-au adus creatorilor proiectului faima binemeritată și premiul fondului X-Prize. Pe 29 septembrie 2004, pilotul M. Melville a adus experimentatul SpaceShipOne la o altitudine de 102, 93 de kilometri. La doar cinci zile mai târziu, pilotul B. Binney a făcut a doua ascensiune validă în spațiu, ajungând la 112 kilometri. Pentru două zboruri suborbitale cu echipaj pe parcursul a două săptămâni (de fapt una), Scaled Compositer LLS a primit un premiu de zece milioane de dolari.
Nava spațială doi
Proiectul SpaceShip One a avut, fără îndoială, succes și succes. Dar doar trei locuri în cabină au făcut perspectivele comerciale ale acestui proiect foarte dubioase. A fost necesară revizuirea semnificativă a proiectului pentru a aduce capacitatea de transport a navei într-o formă mai reușită. În acest scop, aproape imediat după ce a primit Ansari X-Prize, Scaled Compositer LLS a început un nou proiect - SpaceShipTwo (SS2).
Construcția celei de-a doua versiuni a „Space Spike” este într-o oarecare măsură similară cu prima. Cu toate acestea, noile cerințe pentru capacitatea de încărcare nu au putut să nu afecteze aspectul. Deci, a fost necesar să se schimbe dimensiunea fuselajului, să se rearanjeze și să se schimbe poziția aripii. Spre deosebire de SpaceShipOne cu aripă înaltă, SS2 este un avion cu aripi joase: aripa sa este atașată la fundul fuselajului. Acest lucru a fost făcut pentru a îmbunătăți performanța zborului în straturile dense ale atmosferei și pentru a crește rezistența termică în timpul coborârii. În cele din urmă, forma chilelor și a stabilizatorilor a fost modificată. În ceea ce privește sistemul de ridicare a aripilor, această metodă de scădere a ratei de coborâre sa dovedit a fi complet reușită și acceptabilă pentru utilizarea într-un nou proiect. Un lucru similar s-a întâmplat cu tipul de sistem de propulsie, deși schimbarea parametrilor de masă și dimensiune ai aparatului a presupus dezvoltarea unui nou motor pe gaz.
Procedura de zbor SpaceShipTwo este în general similară cu cea a primei versiuni a vehiculului. Singura diferență constă în tipul de portavion - WhiteKnight II a fost dezvoltat pentru SS2, care are o structură diferită a fuselajului și noi motoare cu turboreactor. Potrivit constructorului șef al proiectului B. Rutan, SS2 este capabil să se ridice la o altitudine de 300 de kilometri, deși în practică aceste date nu au fost încă confirmate.
Testarea diferitelor subprograme ale proiectului SpaceShipTwo a fost departe de a fi ușoară. Deci, noul design al dispozitivului avea nevoie și de o nouă protecție termică. Dar cea mai provocatoare lucrare a presupus un nou motor hibrid mai puternic. La 26 iulie 2007, o tragedie a avut loc la centrul de testare de pe aeroportul Mojave în timpul testelor motorului. Rezervorul cu 4,5 tone de oxidant nu a rezistat presiunii și a explodat. Așchii de metal împrăștiate au ucis trei persoane și alte trei au fost rănite de o gravitate diferită. Din fericire, răniții au primit asistența necesară la timp și în câteva săptămâni au putut reveni la viața activă.
Primul zbor de test al primului prototip SS2, care a primit propriul nume VSS Enterprise, a avut loc pe 22 martie 2010. Ca și în cazul primei nave spațiale, în timpul acestui zbor, nava prototip a fost acostată tot timpul la aeronava de transport. Următoarele câteva luni au fost cheltuite pentru transporturi fără pilot și verificarea tuturor sistemelor de la bord. La mijlocul lunii iulie a aceluiași an, SS2 a decolat pentru prima dată cu un echipaj la bord. Doi piloți au verificat încă o dată funcționarea sistemelor de comunicații, navigație și control. Trei luni mai târziu, a fost efectuată prima decuplare a Enterprise, urmată de o coborâre plană. Din anumite motive financiare și tehnice, primul zbor suborbital planificat pentru 2011 cu trecerea graniței inferioare a spațiului nu a avut loc. Mai mult, zborurile de testare au trebuit suspendate pentru o perioadă nedeterminată în toamna anului trecut. În prezent, testarea este programată să se reia în această vară.
Din motive evidente, este prea devreme pentru a vorbi despre perspectivele comerciale ale SpaceShipTwo. Testele nu au fost încă finalizate și dispozitivul nu a fost niciodată în spațiu. Dar deja conducerea companiei dezvoltatoare susține că cinci SS2 și două WhiteKnight II vor fi construite în viitorul apropiat. În plus, în 2009, Scaled Compositer LLS s-a oferit să rezerve locuri pentru zboruri turistice. Au cerut un bilet de 200 de mii de dolari SUA. Cu toate acestea, chiar și la trei ani după începerea înregistrării clienților, primii dintre ei nu au reușit încă să urce în spațiul cosmic.
Dragonul Spacex
Mai mult succes decât SS2 a fost proiectul Dragon SpaceX. Cu toate acestea, spre deosebire de programele Scaled Compositer LLS, acesta a fost creat cu sprijinul NASA. În plus, are și alte scopuri. Spre deosebire de nava spațială pur turistică, Dragonul este un vehicul de reintrare conceput pentru a livra sarcini utile către stațiile spațiale.
Caracteristicile aplicației au provocat aspectul caracteristic și divizarea structurală a aparatului Dragon. Se compune din două părți - echipamente cilindrice-marfă și marfă sub forma unui con trunchiat. În interiorul navei există un volum presurizat de 14 metri cubi și încă 10 nu sunt protejate de scurgeri de aer. Nava spațială este pusă pe orbită folosind vehiculul de lansare Falcon-9.
Primul zbor de testare al Dragonului a avut loc pe 8 decembrie 2010. Vehiculul de lansare a decolat de pe platforma de lansare Kennedy Center și a pus vehiculul pe orbită. Dragon a făcut două orbite în jurul Pământului și a coborât. Capsula de debarcare a fost inundată în Oceanul Pacific, în largul coastei americane. Un an și jumătate mai târziu - în mai 2012 - a fost efectuată prima lansare completă a Dragonului. Nava spațială lansată pe orbită s-a apropiat cu succes de ISS și a fost acostată la acesta. Este demn de remarcat faptul că din cele șase tone posibile de sarcină utilă, Dragonul a livrat doar 520 de kilograme către ISS. Managerii de proiect atribuie această diferență de greutate nevoii de verificare suplimentară a sistemelor și lipsa de dorință de a risca o încărcătură mare de mare importanță. Dragon a adus ceea ce ei numesc obiecte opționale în ISS.
În viitorul apropiat, SpaceX intenționează să finalizeze primirea tuturor documentelor necesare funcționării navei. După aceea, va fi posibilă lansarea unei operațiuni comerciale depline. Deși, așa cum se spune la SpaceX, la început creația lor va lucra exclusiv la livrarea mărfurilor către ISS. În viitorul mai îndepărtat, pe baza „Dragonului” va fi creată o navă spațială pilotată Red Dragon, concepută pentru a zbura spre Marte. Dar dezvoltarea acestei opțiuni este încă la început.
CST-100
Pe lângă companiile mici, giganții industriei aeronautice sunt angajați și în crearea de nave spațiale comerciale. Din 2009, Boeing lucrează la proiectul CST-100. În iarna anului 2010, agenția NASA s-a alăturat dezvoltării proiectului, deși participarea sa este de a ajuta în domeniul cercetării și de a prelua o mică parte din finanțare. Scopul proiectului CST-100 este de a crea o nouă navă spațială pentru lansarea încărcăturii și a oamenilor pe orbită. În viitor, un aparat capabil să lanseze șapte oameni în spațiu ar trebui să devină, într-o oarecare măsură, succesorul Navetelor.
Din motive evidente, detaliile tehnice ale proiectului sunt în mare parte necunoscute. Cu toate acestea, experții Boeing au publicat deja unele dintre nuanțele viitoarei nave spațiale. Cu o masă totală de aproximativ 10 tone și un diametru al corpului de până la 4,5 metri, acesta va fi livrat pe orbită folosind un vehicul de lansare Atlas V. Coborârea este planificată să se efectueze în conformitate cu aceeași metodă ca cea folosită de Dragon sau Soiuzul rusesc. Pe baza CST-100, este planificată crearea mai multor vehicule pentru diverse scopuri, concepute pentru a lansa încărcătura și oamenii în spațiu.
În prezent, sunt testate diferite sisteme și componente ale viitoarei nave. Primul zbor al CST-100 este programat pentru 2015. În total, în al 15-lea an, este planificată realizarea a trei lansări. În timpul primului, nava spațială va fi lansată pe orbită în modul automat. Apoi, a doua navă spațială fără pilot va participa la testele sistemului de salvare și numai la al treilea zbor vor fi oameni la bordul CST-100. Utilizarea comercială a noii nave spațiale va începe abia în 2016, cu condiția să nu existe probleme majore la testare.
Tycho Brahe
Toate proiectele descrise mai sus au un lucru în comun. Acestea sunt dezvoltate de organizații destul de mari. După cum se dovedește, o firmă nu trebuie să fie una pentru a participa la cursa spațiului privat. Deci, biroul de design Copenhaga Suborbitali este format din doar două persoane - Christian von Bengtson și Peter Madsen. Aceștia sunt ajutați de 17 entuziaști care sunt implicați în asamblarea tuturor componentelor proiectului. Programul spațial „Tycho Brahe” poartă numele astronomului danez al Renașterii. Scopul proiectului care poartă numele astronomului este construirea unui complex de rachete și spațiu pentru zboruri suborbitale.
Complexul Tycho Brahe constă dintr-un lansator de rachete cuplat cu un vehicul de lansare HEAT-1X și o capsulă cu echipaj MSC (MicroSpaceCraft). Racheta cu motor hibrid are o dimensiune neobișnuită pentru această clasă de tehnologie. Deci, HEAT-1X are un diametru de numai 25 inci (64 centimetri). Este ușor de ghicit că și capsula locuibilă are dimensiuni mici. Capsula MSC este un tub sigilat cu un nas de sticlă. Conceput de designeri, capsula ar trebui lansată la o altitudine de aproximativ 100 de kilometri folosind o rachetă. În faza finală a zborului, racheta, împreună cu capsula, intră în mișcare de-a lungul unei traiectorii balistice. Coborârea se presupune a fi efectuată cu ajutorul frânelor aerodinamice, a unei parașute și a altor echipamente. Având în vedere dimensiunile reduse ale vehiculului de coborâre, apar îndoieli serioase cu privire la fezabilitatea unei coborâri sigure.
Prima lansare a unei rachete cu un simulator uman de masă și dimensiune a fost programată pentru 5 septembrie 2010. A fost anulat cu câteva ore înainte de ora stabilită. La una dintre ultimele verificări ale sistemelor, sa dovedit că au existat probleme cu încălzirea supapei de alimentare cu oxidant. Datorită specificului proiectului, încălzirea acestei părți a trebuit să fie efectuată folosind un uscător de păr obișnuit, chiar și unul puternic. Îmbunătățirile au continuat până la începutul lunii iunie a anului trecut. Dar apoi au apărut probleme, de data aceasta cu sistemul de aprindere. Din fericire, a fost repara rapid și pe 3 iunie racheta HEAT-1X a ridicat MSC în aer. Conform planului de zbor, racheta trebuia să se ridice la o altitudine de aproximativ 2, 8 kilometri și apoi să renunțe la carenaj și la modulul MSC. Acesta din urmă a trebuit să coboare cu parașuta. Ieșirea la înălțimea de proiectare și fotografierea modulului cu manechinul au avut succes. Dar liniile de parașută de aterizare s-au încurcat. Dispozitivul a căzut în Marea Baltică.
După prima testare, personalul suborbital din Copenhaga a ajuns la concluzia că sunt necesare multe îmbunătățiri. De fapt, exact asta fac toate cele două duzini de entuziaști acum. Se pare că Tycho Brahe are o mulțime de dezavantaje. Această ipoteză este susținută de faptul că la un an de la primul zbor fără succes al complexului, autorii proiectului nu se grăbesc să împărtășească informații despre data următoarei lansări. Evident, un grup de cetățeni întreprinzători nu este încă capabil să-și aducă în minte evoluțiile. Cu toate acestea, Tycho Brahe este în prezent singurul proiect european de spațiu privat care a ajuns chiar în stadiul de testare.
