Den 25. mai i år, rundt klokken seks på kvelden Moskva -tid, fant den første dokking av den internasjonale romstasjonen og SpaceX Dragon, et romfartøy utviklet av et privat selskap. Denne hendelsen forårsaket mye ros og de mest vågale antagelsene om fremtiden for verdens astronautikk. Etter den oppfatning av flertallet av spesialister og amatører på dette feltet av menneskelig aktivitet, vil tiltrekningen av privatøkonomi og innsats til astronautikk gi den en utmerket drivkraft. Det skal bemerkes at slike fabrikasjoner har gått rundt i verden i ti år, om ikke mer. Men det var lanseringen av Dragon -lastebilen i bane med den påfølgende dokkingstasjonen som ble hendelsen som gjorde enkle gjetninger til veldig realistiske versjoner. I lys av denne endringen i synspunkter, kan vi forvente en vellykket gjennomføring av andre kommersielle prosjekter innen astronautikk.
SpaceShipOne
Det aller første private romfartøyprosjektet, SpaceShipOne, ble bygget av Scaled Compositer LLS siden slutten av nittitallet. Utviklingen av dette apparatet for suborbitalflyvninger pågikk, inkludert deltakelse i Ansari X-Prize-konkurransen. For å motta sistnevnte måtte den nye enheten foreta to suborbitalflyvninger på to uker og gå tilbake til jorden.
På grunn av det særegne ved det foreslåtte flykurset, fikk SpaceShipOne et karakteristisk utseende. Aerodynamisk er det et haleløst fly med vertikale kjøl forlenget bakover. I motsetning til det overveldende flertallet av andre haleløse, har kjølene horisontal fjærdrakt. Dette faktum på en gang forårsaket mye spenning for folk som prøvde å passe SpaceShipOne inn i den eksisterende layoutklassifiseringen. En spesialdesignet hybrid rakettmotor ble plassert i den bakre flykroppen. De små dimensjonene og kravene til gassturbinmotorens kraft ble årsaken til søket etter et nytt ikke-standard drivstoff. Som et resultat ble drivstoffparet polybutadien - nitrogenoksid valgt. Polybutadienblokken er plassert i forbrenningskammeret, og når motoren startes, mates et oksidasjonsmiddel inn i kammeret.
I tillegg til skipets uvanlige kraftverk, er flyturen også interessant. Start fra en konvensjonell rullebane med tilstrekkelig lengde utføres ved hjelp av et spesialdesignet WhiteKnight -fly. Flyet med den opprinnelige designen hever romskipet til en høyde på 14 kilometer, hvoretter koblingen finner sted. Videre når SpaceShipOne som flyr med treghet den nødvendige angrepsvinkelen og piloten starter motoren. I løpet av et minutt med en liten hybrid rakettmotor gir en skyvekraft i størrelsesorden 7500 kgf. Under akselerasjon når suborbital -kjøretøyet en hastighet på litt mer enn M = 3, noe som tydeligvis ikke er nok til å komme inn i bane. Likevel, etter å ha slått av motoren i omtrent 50 kilometer høyde, er kjøretøyets hastighet tilstrekkelig til å fortsette flyturen langs den ballistiske banen. Av treghet stiger SpaceShipOne til sin maksimale flygehøyde - omtrent 100 kilometer - der det er tre minutter. Etter at skipets fart viser seg å være utilstrekkelig for å fortsette å være i verdensrommet, begynner nedstigningen. Det er interessant at i begynnelsen av nedstigningen stiger den bakre delen av apparatets vinger, sammen med kjølene og stabilisatorene som er installert på den, oppover med en betydelig vinkel. Dette gjøres for å øke luftmotstanden og redusere nedstigningshastigheten. I en høyde på 17 kilometer vender vingene tilbake til sin opprinnelige posisjon og SpaceShipOne planlegger å lande på flyplassen.
Den første testflyging av det suborbitale kjøretøyet fant sted 20. mai 2003. Så løftet WhiteKnight prototypeskipet til en høyde på over 14 kilometer. Mer enn et år senere fant to bemannede flyvninger sted, noe som brakte skaperne av prosjektet velfortjent berømmelse og prisen for X-Prize-fondet. 29. september 2004 brakte pilot M. Melville den erfarne SpaceShipOne til en høyde på 102, 93 kilometer. Bare fem dager senere tok piloten B. Binney den andre gyldige oppstigningen til verdensrommet og nådde 112 kilometer. For to bemannede suborbitalflyvninger over to uker (faktisk en) mottok Scaled Compositer LLS en pris på ti millioner dollar.
Romskip to
SpaceShip One -prosjektet var utvilsomt vellykket og vellykket. Men bare tre seter i cockpiten gjorde de kommersielle utsiktene til dette prosjektet veldig tvilsomme. Det var nødvendig å revidere designet betydelig for å bringe skipets bæreevne til en mer vellykket form. For dette formål, nesten umiddelbart etter å ha mottatt Ansari X -prisen, begynte Scaled Compositer LLS et nytt prosjekt - SpaceShipTwo (SS2).
Konstruksjonen av den andre versjonen av "Space Spike" er til en viss grad lik den første. De nye kravene til bæreevne kan imidlertid ikke annet enn påvirke utformingen. Så det var nødvendig å endre størrelsen på flykroppen, omorganisere den og endre posisjonen til vingen. I motsetning til SpaceShipOne med høy ving, er SS2 et lavvinget fly: vingen er festet til bunnen av flykroppen. Dette ble gjort for å forbedre flyytelsen i tette lag av atmosfæren og øke termisk motstand under nedstigning. Til slutt har formen på kjølene og stabilisatorene blitt endret. Når det gjelder vingeløftsystemet, ble denne metoden for å senke nedstigningshastigheten funnet å være fullstendig vellykket og akseptabel for bruk i et nytt prosjekt. En lignende ting skjedde med typen fremdriftssystem, selv om endringen i masse- og størrelsesparametere på apparatet innebar utvikling av en ny gassmotor.
SpaceShipTwo -flyprosedyren er generelt lik den i den første versjonen av kjøretøyet. Den eneste forskjellen er i typen hangarskip - WhiteKnight II ble utviklet for SS2, som har et annet flykroppsoppsett og nye turbojetmotorer. Ifølge hovedkonstruktøren for prosjektet B. Rutan, er SS2 i stand til å stige til en høyde på 300 kilometer, selv om disse dataene i praksis ennå ikke er bekreftet.
Å teste de forskjellige delprogrammene i SpaceShipTwo -prosjektet var langt fra enkelt. Så den nye designen til enheten trengte også en ny termisk beskyttelse. Men det mest utfordrende arbeidet innebar en ny, kraftigere hybridmotor. 26. juli 2007 skjedde en tragedie på testsenteret på Mojave flyplass under motortester. Tanken med 4,5 tonn oksidasjonsmiddel kunne ikke tåle trykket og eksploderte. Spredte metallfliser drepte tre mennesker og tre flere ble såret av ulik alvorlighetsgrad. Heldigvis fikk de sårede nødvendig hjelp i tide og kunne på noen få uker gå tilbake til et aktivt liv.
Den første testflyging av den første prototypen SS2, som fikk sitt eget navn VSS Enterprise, fant sted 22. mars 2010. Som i tilfellet med det første SpaceShip, ble prototypeskipet under denne flyturen dokket til transportflyet hele tiden. De neste månedene ble brukt på ubemannede transport og kontroll av alle systemer om bord. I midten av juli samme år tok SS2 av for første gang med et mannskap om bord. To piloter sjekket igjen driften av kommunikasjons-, navigasjons- og kontrollsystemene. Tre måneder senere ble den første avkoblingen av Enterprise utført, etterfulgt av en glidende nedstigning. På grunn av noen økonomiske og tekniske årsaker fant den første suborbitalflyet som var planlagt for 2011 med kryssing av den nedre grensen for rom, ikke sted. Videre måtte testflyvninger suspenderes på ubestemt tid i fjor høst. For øyeblikket er det planlagt at testene gjenopptas i sommer.
Av åpenbare grunner er det for tidlig å snakke om de kommersielle utsiktene til SpaceShipTwo. Testene er ennå ikke fullført, og enheten har aldri vært i verdensrommet. Men allerede ledelsen i utviklerfirmaet hevder at fem SS2 og to WhiteKnight II vil bli bygget i nær fremtid. I tillegg tilbød Scaled Compositer LLS i 2009 å bestille seter for turistfly. De ba om billett for 200 tusen amerikanske dollar. Imidlertid, selv tre år etter opptaket av klienter, var den første av dem fremdeles ikke i stand til å stige opp i verdensrommet.
Spacex drage
Mer vellykket enn SS2 var SpaceXs Dragon -prosjekt. I motsetning til programmene til Scaled Compositer LLS, ble den imidlertid opprettet med støtte fra NASA. I tillegg har den andre formål. I motsetning til det rent turistiske SpaceShip, er dragen et kjøretøy for reentry som er designet for å levere nyttelast til romstasjoner.
Det var applikasjonsfunksjonene som forårsaket det karakteristiske utseendet og den strukturelle inndelingen av Dragon -apparatet. Den består av to deler - sylindrisk utstyr - last og last i form av en avkortet kjegle. Inne i skipet er det et trykkvolum på 14 kubikkmeter og 10 flere er ikke beskyttet mot luftlekkasjer. Romfartøyet settes i bane ved hjelp av Falcon-9-oppskytningsvognen.
Dragon's første testflyging fant sted 8. desember 2010. Lanseringskjøretøyet tok av fra Kennedy Center -lanseringsplaten og satte bilen i bane. Dragon laget to baner rundt jorden og gikk ned. Landingskapslen ble oversvømmet i Stillehavet, utenfor den amerikanske kysten. Halvannet år senere - i mai 2012 - ble den første fullverdige Dragon -lanseringen gjennomført. Romfartøyet som ble skutt opp i bane nærmet seg ISS og ble forankret til det. Det er bemerkelsesverdig at av de mulige seks tonn nyttelast, leverte dragen bare 520 kilo til ISS. Prosjektlederne tilskriver denne vektforskjellen til behovet for ytterligere verifisering av systemer og en uvillighet til å risikere en tung belastning av stor betydning. Dragon brakte det de kaller valgfrie varer til ISS.
I nær fremtid har SpaceX til hensikt å fullføre mottak av alle dokumenter som er nødvendige for driften av skipet. Etter det vil det være mulig å starte en fullverdig kommersiell operasjon. Selv om de, som de sier på SpaceX, først vil opprette arbeidet utelukkende på levering av last til ISS. I en fjernere fremtid, på grunnlag av "Dragen" vil bli opprettet et bemannet romskip Red Dragon, designet for å fly til Mars. Men utviklingen av dette alternativet er fortsatt i barndommen.
CST-100
I tillegg til små selskaper, er gigantene i luftfartsindustrien også engasjert i opprettelsen av kommersielle romfartøyer. Siden 2009 har Boeing jobbet med CST-100-prosjektet. Vinteren 2010 ble NASA -byrået med på utviklingen av prosjektet, selv om dets deltakelse er å hjelpe innen forskning og ta på seg en liten del av finansieringen. Målet med CST-100-prosjektet er å lage et nytt romskip for å skyte last og mennesker i bane. I fremtiden bør et apparat som er i stand til å skyte sju mennesker ut i verdensrommet, til en viss grad bli etterfølgeren til skyttelbussene.
Av åpenbare årsaker er de tekniske detaljene i prosjektet stort sett ukjente. Likevel har Boeing -eksperter allerede publisert noen av nyansene til det fremtidige romfartøyet. Med en total masse på omtrent 10 tonn og en skrogdiameter på opptil 4,5 meter, vil den bli levert i bane ved hjelp av et Atlas V. lanseringskjøretøy. Nedstigningen er planlagt utført etter samme metode som Dragon eller Russisk Soyuz. På grunnlag av CST-100 er det planlagt å lage flere kjøretøyer for forskjellige formål, designet for å skyte last og mennesker ut i verdensrommet.
For tiden testes forskjellige systemer og komponenter av det fremtidige skipet. Den første flyvningen med CST-100 er planlagt til 2015. Totalt planlegges det 15. året å gjennomføre tre lanseringer. Under den første vil romfartøyet bli skutt opp i bane i automatisk modus. Deretter vil det andre ubemannede romfartøyet delta i tester av redningssystemet, og bare i den tredje flyvningen vil det være mennesker om bord på CST-100. Kommersiell bruk av det nye romfartøyet vil bare begynne i 2016, forutsatt at det ikke er store problemer med testing.
Tycho brahe
Alle prosjektene beskrevet ovenfor har én ting til felles. De er utviklet av ganske store organisasjoner. Som det viser seg, trenger ikke et firma å være en for å delta i det private romløpet. Så, designbyrået Copenhagen Suborbitals består av bare to personer - Christian von Bengtson og Peter Madsen. De blir assistert av 17 entusiaster som er involvert i monteringen av alle komponentene i prosjektet. Romprogrammet "Tycho Brahe" er oppkalt etter den danske renessansen -astronomen. Målet med prosjektet oppkalt etter astronomen er bygging av et rakett- og romkompleks for suborbitalfly.
Tycho Brahe-komplekset består av en rakettskyter kombinert med et HEAT-1X oppskytningsbil og en MSC (MicroSpaceCraft) bemannet kapsel. Raketten med en hybridmotor har en uvanlig størrelse for denne teknologiklassen. Så HEAT-1X har en diameter på bare 64 cm. Det er lett å gjette at den beboelige kapsel også er liten i størrelse. MSC -kapslen er et forseglet rør med en glassnese. Som konstruert av designerne, bør kapselen lanseres til en høyde på omtrent 100 kilometer ved hjelp av en rakett. I siste fase av flyturen går raketten sammen med kapselen i bevegelse langs en ballistisk bane. Nedstigningen skal utføres ved hjelp av aerodynamiske bremser, fallskjerm og en rekke annet utstyr. På grunn av de små dimensjonene til nedstigningsvognen, oppstår det alvorlig tvil om det er mulig å kjøre sikkert.
Den første lanseringen av en rakett med en menneskelig simulator i masse og størrelse var planlagt til 5. september 2010. Den ble kansellert noen timer før avtalt tid. Under en av de siste kontrollene av systemene viste det seg at det var problemer med oppvarmingen av oksidasjonsventilen for oksidant. På grunn av detaljene i prosjektet måtte oppvarming av denne delen utføres ved hjelp av en vanlig hårføner, til og med en kraftig. Forbedringene fortsatte til begynnelsen av juni i fjor. Men så ble det problemer, denne gangen med tenningssystemet. Heldigvis ble det raskt fikset, og 3. juni løftet HEAT-1X-raketten MSC endelig opp i luften. I følge flyplanen skulle raketten stige til en høyde på omtrent 2, 8 kilometer og deretter slippe kåpen og MSC -modulen. Sistnevnte måtte ned med fallskjerm. Utgangen til designhøyden og skytingen av modulen med dummy var vellykket. Men fallskjermlinjene ble sammenfiltret. Apparatet falt i Østersjøen.
Etter den første testkjøringen kom de ansatte i Copenhagen Suborbitals til at mange forbedringer var nødvendig. Egentlig er dette akkurat det som alle to dusin entusiaster gjør nå. Tydeligvis har Tycho Brahe mange ulemper. Denne antagelsen støttes av det faktum at et år etter den første ikke helt vellykkede flyturen i komplekset, har forfatterne av prosjektet ingen hast med å dele informasjon om datoen for neste lansering. Det er åpenbart at en gruppe driftige borgere ennå ikke kan tenke på utviklingen sin. Imidlertid er Tycho Brahe for tiden det eneste europeiske private romprosjektet som til og med har nådd teststadiet.
