Pe 21 iulie 2011, nava spațială americană Atlantis a făcut ultima aterizare, ceea ce a pus capăt programului lung și incitant al Sistemului de transport spațial. Din mai multe motive tehnice și economice, s-a decis întreruperea funcționării sistemului Navetei Spațiale. Cu toate acestea, ideea unei nave spațiale reutilizabile nu a fost abandonată. În prezent, mai multe proiecte similare sunt în curs de dezvoltare simultan, iar unele dintre ele au reușit deja să-și arate potențialul.
Proiectul navei spațiale reutilizabile a navetei spațiale a urmărit mai multe obiective principale. Una dintre cele mai importante a fost reducerea costului zborului și pregătirea pentru acesta. Posibilitatea utilizării multiple a aceleiași nave în teorie a dat anumite avantaje. În plus, aspectul tehnic caracteristic al întregului complex a făcut posibilă creșterea semnificativă a dimensiunilor admisibile și a greutății sarcinii utile. O caracteristică unică a STS a fost abilitatea de a returna nave spațiale pe Pământ în interiorul golfului său de încărcare.
Ultima lansare a navei spațiale Altantis, 8 iulie 2011 Fotografie de NASA
Cu toate acestea, în timpul funcționării sa constatat că nu toate sarcinile au fost finalizate. Deci, în practică, pregătirea navei pentru zbor s-a dovedit a fi prea lungă și costisitoare - conform acestor parametri, proiectul nu se încadra în cerințele inițiale. În multe cazuri, nava spațială reutilizabilă nu ar putea înlocui în principiu vehiculele de lansare „convenționale”. În cele din urmă, perimarea morală și fizică treptată a echipamentelor a dus la cele mai grave riscuri pentru echipaje.
Ca urmare, s-a decis încetarea funcționării sistemului de transport spațial. Ultimul 135 de zbor a avut loc în vara anului 2011. Patru nave existente au fost anulate și transferate la muzee ca fiind inutile. Cea mai faimoasă consecință a unor astfel de decizii a fost faptul că programul spațial american a rămas fără o navă spațială pilotată de câțiva ani. Până acum, astronauții trebuie să intre pe orbită folosind tehnologia rusă.
În plus, întreaga planetă a rămas fără sisteme reutilizabile pentru o perioadă nedeterminată. Cu toate acestea, se iau deja anumite măsuri. Până în prezent, întreprinderile americane au dezvoltat mai multe proiecte de nave spațiale reutilizabile de un fel sau altul. Toate eșantioanele noi au fost deja, cel puțin, scoase pentru testare. În viitorul previzibil, aceștia vor putea, de asemenea, să intre în operațiuni cu drepturi depline.
Boeing X-37
Componenta principală a complexului STS a fost o aeronavă orbitală. Acest concept este utilizat în prezent în proiectul Boeing X-37. La sfârșitul anilor nouăzeci, Boeing și NASA au început să studieze tema navelor spațiale reutilizabile capabile să fie pe orbită și să zboare în atmosferă. La începutul ultimului deceniu, această lucrare a condus la începerea proiectului X-37. În 2006, un prototip de nou tip a ajuns la testele de zbor cu o cădere de pe un avion de transport.
Avioane Boeing X-37B într-un carenaj de vehicule de lansare. Fotografie de Forțele Aeriene ale SUA
Programul a interesat Forțele Aeriene ale SUA și, din 2006, a fost implementat în interesul lor, deși cu o asistență din partea NASA. Conform datelor oficiale, Forțele Aeriene vor să obțină un avion orbital promițător capabil să lanseze diverse încărcături în spațiu sau să efectueze diferite experimente. Conform diferitelor estimări, proiectul actual X-37B poate fi folosit și în alte misiuni, inclusiv în cele legate de recunoaștere sau de luptă cu drepturi depline.
Primul zbor spațial al navei spațiale X-37B a avut loc în 2010. La sfârșitul lunii aprilie, vehiculul de lansare Atlas V a lansat vehiculul pe o orbită prestabilită, unde a stat 224 de zile. Aterizarea „ca un avion” a avut loc la începutul lunii decembrie a aceluiași an. În luna martie a anului următor a început al doilea zbor, care a durat până în iunie 2012. În decembrie, a avut loc următoarea lansare, iar a treia aterizare a fost efectuată abia în octombrie 2014. Din mai 2015 până în mai 2017, experimentatul X-37B a efectuat al patrulea zbor. Pe 7 septembrie anul trecut, a început un alt zbor de testare. Când va fi finalizat, nu este specificat.
Conform celor câteva date oficiale, scopul zborurilor este de a studia activitatea noii tehnologii pe orbită, precum și de a efectua diferite experimente. Chiar dacă experții X-37B rezolvă sarcini militare, clientul și contractantul nu dezvăluie astfel de informații.
În forma sa actuală, produsul Boeing X-37B este un avion rachetă cu aspect caracteristic. Se distinge printr-un fuselaj mare și planuri de zonă mijlocie. Se folosește un motor rachetă; controlul se efectuează automat sau prin comenzi de la sol. Conform datelor cunoscute, un compartiment de marfă cu o lungime mai mare de 2 m și un diametru de peste 1 m este prevăzut în fuzelaj, care poate găzdui până la 900 kg de sarcină utilă.
În acest moment, experimentatul X-37B se află pe orbită și rezolvă sarcinile atribuite. Nu se știe când se va întoarce pe Pământ. Nici informații despre progresele ulterioare ale proiectului pilot nu au fost specificate. Aparent, noile mesaje despre cea mai interesantă dezvoltare vor apărea nu mai devreme de următoarea aterizare a prototipului.
SpaceDev / Sierra Nevada Dream Chaser
O altă versiune a planului orbital este nava spațială Dream Chaser de la SpaceDev. Acest proiect a fost dezvoltat din 2004 pentru a participa la programul NASA Commercial Orbital Transportation Services (COTS), dar nu a putut trece prima etapă de selecție. Cu toate acestea, compania de dezvoltare a acceptat în curând să coopereze cu United Launch Alliance, care era gata să ofere vehiculul său de lansare Atlas V. În 2008, SpaceDev a devenit parte a corporației Sierra Nevada și, la scurt timp, a primit finanțare suplimentară pentru crearea aeronavelor sale. Mai târziu, a existat un acord cu Lockheed Martin privind construcția comună de echipamente experimentale.
Plan orbital cu experiență Dream Chaser. Fotografie de NASA
În octombrie 2013, prototipul zburător al Dream Chaser a fost aruncat dintr-un elicopter transportator, după care a trecut la un zbor planor și a efectuat o aterizare orizontală. În ciuda defecțiunii în timpul aterizării, prototipul a confirmat caracteristicile de proiectare. În viitor, au fost efectuate alte teste la tribune. Pe baza rezultatelor acestora, proiectul a fost finalizat, iar în 2016 a început construcția unui prototip pentru zboruri spațiale. La mijlocul anului trecut, NASA, Sierra Nevada și ULA au semnat un acord pentru efectuarea a două zboruri orbitale în 2020-21.
Nu cu mult timp în urmă, dezvoltatorii dispozitivului Dream Chaser au primit permisiunea de lansare la sfârșitul anului 2020. Spre deosebire de o serie de alte evoluții moderne, prima misiune spațială a acestei nave va fi realizată cu o încărcătură reală. Nava va trebui să livreze anumite mărfuri către Stația Spațială Internațională.
În forma sa actuală, nava spațială reutilizabilă Sierra Nevada / SpaceDev Dream Chaser este o aeronavă cu un aspect caracteristic, care amintește exterior de unele evoluții americane și străine. Vehiculul are o lungime totală de 9 m și este echipat cu o aripă delta cu o deschidere de 7 m. Pentru compatibilitatea cu vehiculele de lansare existente, în viitor va fi dezvoltată o aripă rabatabilă. Greutatea la decolare este stabilită la 11,34 tone. Dream Chaser va putea livra 5, 5 tone de marfă către ISS și se va întoarce până la 2 tone pe Pământ. Coborârea de pe orbită „ca un avion” este asociată cu supraîncărcări mai mici, care se așteaptă să fie util pentru livrarea unor echipamente și probe în experimente separate.
Dragonul Spacex
Din mai multe motive, ideea unei aeronave care orbitează nu este în prezent foarte populară printre dezvoltatorii de noi tehnologii spațiale. Mai convenabil și mai profitabil este considerat acum o navă spațială reutilizabilă cu aspectul „tradițional”, care este lansată pe orbită folosind un vehicul de lansare și se întoarce pe Pământ fără a utiliza aripi. Cea mai reușită dezvoltare de acest gen este Dragonul SpaceX.
Nava de marfă SpaceX Dragon (misiunea CRS-1) lângă ISS. Fotografie de NASA
Lucrările la proiectul Dragon au început în 2006 și au fost realizate în cadrul programului COTS. Scopul proiectului a fost să creeze o navă spațială cu posibilitatea lansărilor și returnărilor multiple. Prima versiune a proiectului a presupus crearea unei nave de transport și, în viitor, a fost planificată dezvoltarea unei modificări echipate pe baza acesteia. Până în prezent, Dragon în versiunea „camion” a arătat rezultate clare, în timp ce succesul așteptat al versiunii cu echipaj a navei se schimbă constant în ceea ce privește timpul.
Prima lansare demonstrativă a navei de transport Dragon a avut loc la sfârșitul anului 2010. După toate modificările necesare, NASA a ordonat lansarea deplină a unui astfel de dispozitiv pentru a livra marfă la Stația Spațială Internațională. Pe 25 mai 2012, Dragonul a andocat cu succes la ISS. În viitor, au fost efectuate câteva lansări noi cu livrarea mărfurilor pe orbită. Lansarea din 3 iunie 2017 a devenit cea mai importantă etapă a programului. Pentru prima dată în istoria programului, nava reparată a fost relansată. În decembrie, o altă navă spațială a intrat în spațiu, zburând deja către ISS. Ținând cont de toate testele, produsele Dragon au făcut până acum 15 zboruri.
În 2014, SpaceX a anunțat promițătoarea navă spațială pilotată de Dragon V2. S-a susținut că acest dispozitiv, care este o dezvoltare a camionului existent, va fi capabil să livreze pe orbită sau să se întoarcă acasă până la șapte astronauți. De asemenea, s-a raportat că în viitor noua navă ar putea fi folosită pentru a zbura în jurul lunii, inclusiv cu turiștii la bord.
Așa cum se întâmplă adesea cu proiectele SpaceX, cronologia proiectului Dragon V2 sa schimbat de mai multe ori. Așadar, din cauza întârzierilor cu presupusul transportator Falcon Heavy, data primelor teste s-a mutat în 2018, iar primul zbor cu echipaj s-a „strecurat” treptat până în 2019. În cele din urmă, în urmă cu câteva săptămâni, compania de dezvoltare și-a anunțat intenția de a abandona certificarea noului „Dragon” pentru zborurile cu echipaj. În viitor, astfel de sarcini ar trebui rezolvate folosind sistemul BFR reutilizabil, care nu a fost încă creat.
Sonda spațială de transport Dragon are o lungime totală de 7,2 m cu un diametru de 3,66 m. Greutatea uscată este de 4,2 tone. Este capabilă să livreze o încărcătură utilă de 3,3 tone către ISS și să returneze până la 2,5 tone de marfă. Pentru a găzdui anumite mărfuri, se propune utilizarea unui compartiment etanș cu un volum de 11 metri cubi și un volum nepresurizat de 14 metri cubi. Compartimentul nesigilat este scăpat în timpul coborârii și arde în atmosferă, în timp ce al doilea volum de marfă revine pe Pământ și aterizează cu parașuta. Pentru a corecta orbita, nava spațială este echipată cu 18 motoare de tip Draco. Eficiența sistemelor este asigurată de o pereche de panouri solare.
În dezvoltarea versiunii cu echipaj a „Dragonului”, au fost utilizate anumite unități ale navei de transport de bază. În același timp, compartimentul etanș a trebuit să fie refăcut semnificativ pentru a rezolva noi probleme. Unele alte elemente ale navei s-au schimbat, de asemenea.
Lockheed Martin Orion
În 2006, NASA și Lockheed Martin au fost de acord să construiască o navă spațială reutilizabilă promițătoare. Proiectul a fost numit după una dintre cele mai strălucite constelații - Orion. La începutul deceniului, după finalizarea unei părți a lucrării, conducerea Statelor Unite a propus să abandoneze acest proiect, dar după lungi dispute a fost salvat. Lucrarea a fost continuată și până în prezent au condus la anumite rezultate.
Nava perspectivă Orion, văzută de artist. Desen NASA
În conformitate cu conceptul original, nava Orion urma să fie folosită în diferite misiuni. Cu ajutorul său, trebuia să livreze bunuri și oameni la Stația Spațială Internațională. Cu echipamentul adecvat, el putea merge pe Lună. De asemenea, se pregătea posibilitatea unui zbor către unul dintre asteroizi sau chiar către Marte. Cu toate acestea, soluția unor astfel de probleme a fost atribuită viitorului îndepărtat.
Conform planurilor din ultimul deceniu, prima lansare a testului Orion urma să aibă loc în 2013. Pentru 2014, au planificat să înceapă cu astronauții la bord. Zborul spre Lună ar putea fi efectuat până la sfârșitul deceniului. Ulterior, programul a fost ajustat. Primul zbor fără pilot a fost amânat pentru 2014, iar echipajul a lansat până în 2017. Misiunile lunare au fost amânate pentru anii douăzeci. Până acum, zborurile cu echipaj au fost amânate pentru următorul deceniu.
Pe 5 decembrie 2014, a avut loc prima lansare de test a Orion. Nava spațială cu simulatorul de sarcină utilă a fost lansată pe orbită de vehiculul de lansare Delta IV. La câteva ore după lansare, s-a întors pe Pământ și s-a stropit într-o zonă dată. Nu s-au efectuat încă lansări noi. Cu toate acestea, specialiștii de la Lockheed Martin și NASA nu au rămas inactiv. În ultimii ani, au fost construite o serie de prototipuri pentru efectuarea anumitor teste în condiții terestre.
Cu doar câteva săptămâni în urmă, a început construcția primului Orion pentru zbor cu echipaj. Lansarea sa este programată pentru anul viitor. Sarcina de a lansa nava spațială pe orbită va fi încredințată promițătorului vehicul de lansare a sistemului de lansare spațială. Finalizarea lucrărilor în curs va arăta perspectivele reale pentru întregul proiect.
Proiectul Orion prevede construirea unei nave cu o lungime de aproximativ 5 m și un diametru de aproximativ 3,3 m. O caracteristică a acestui aparat este un volum intern mare. În ciuda instalării echipamentelor și instrumentelor necesare, puțin mai puțin de 9 metri cubi de spațiu liber rămâne în interiorul compartimentului etanș, adecvat pentru instalarea anumitor dispozitive, inclusiv a scaunelor echipajului. Nava va putea lua la bord până la șase astronauți sau o marfă specifică. Masa totală a navei este stabilită la 25,85 tone.
Sisteme suborbitale
În prezent, sunt implementate mai multe programe interesante care nu prevăd lansarea unei sarcini utile pe orbita Pământului. Modele prospective de echipamente de la o serie de companii americane vor putea efectua doar zboruri suborbitale. Această tehnică ar trebui folosită pentru unele cercetări sau pentru dezvoltarea turismului spațial. Noile proiecte de acest fel nu sunt luate în considerare în contextul dezvoltării unui program spațial deplin, dar cu toate acestea sunt de un anumit interes.
Vehicul suborbital SpaceShipTwo sub aripa avionului White Knight Two. Fotografie Virgin Galactic / virgingalactic.com
Proiectele SpaceShipOne și SpaceShipTwo de la Scale Composites și Virgin Galactic propun construirea unui complex format dintr-un avion de transport și un avion orbital. Din 2003, cele două tipuri de echipamente au efectuat un număr semnificativ de zboruri de testare, timp în care au fost testate diverse caracteristici de proiectare și metode de lucru. Se așteaptă ca o navă spațială de tip SpaceShipTwo să poată lua la bord până la șase pasageri turisti și să-i ridice la o altitudine de cel puțin 100-150 km, adică peste limita inferioară a spațiului cosmic. Decolarea și aterizarea ar trebui efectuate dintr-un aerodrom „tradițional”.
Blue Origin lucrează la o altă versiune a sistemului spațial suborbital de la mijlocul ultimului deceniu. Ea propune să efectueze astfel de zboruri folosind un pachet de vehicule de lansare și o navă, similare cu cele utilizate în alte programe. Mai mult, atât racheta, cât și nava trebuie să fie reutilizabile. Complexul a fost numit New Shepard. Din 2011, rachetele și navele de un nou tip efectuează în mod regulat zboruri de testare. A reușit deja să trimită nava la o altitudine de peste 110 km, precum și să asigure întoarcerea în siguranță atât a navei spațiale, cât și a vehiculului de lansare. În viitor, noul sistem Shepard ar trebui să fie una dintre inovațiile în domeniul turismului spațial.
Viitor reutilizabil
Timp de trei decenii, de la începutul anilor optzeci ai secolului trecut, sistemul de transport spațial / complexul navetei spațiale a fost principalul vehicul pentru livrarea de persoane și mărfuri pe orbită în arsenalul NASA. Datorită perimării morale și fizice, precum și în legătură cu imposibilitatea de a obține toate rezultatele dorite, funcționarea Navetelor a fost încheiată. Din 2011, Statele Unite nu mai au nave refolosibile operaționale. Mai mult, în timp ce nu au propriul lor vehicul cu echipaj, în urma căruia astronauții trebuie să zboare pe tehnologie străină.
În ciuda încetării funcționării sistemului de transport spațial, astronautica americană nu abandonează însăși ideea de nave spațiale reutilizabile. Această tehnică este încă de mare interes și poate fi utilizată într-o mare varietate de misiuni. În acest moment, NASA și o serie de organizații comerciale dezvoltă simultan mai multe nave spațiale promițătoare, atât avioane orbitale, cât și sisteme cu capsule. În acest moment, aceste proiecte se află în etape diferite și prezintă succese diferite. În viitorul foarte apropiat, cel târziu la începutul anilor '20, majoritatea noilor evoluții vor ajunge la stadiul de testare sau zboruri cu drepturi depline, ceea ce va face posibilă reexaminarea situației și tragerea de noi concluzii.
