„Prywatni handlowcy” w kosmosie

12

25 maja br. około godziny XNUMX czasu moskiewskiego miało miejsce pierwsze dokowanie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej oraz statku kosmicznego SpaceX Dragon opracowanego przez prywatną firmę. Wydarzenie to było przyczyną masy pochwalnych recenzji i najśmielszych założeń dotyczących przyszłości światowej eksploracji kosmosu. W opinii większości znawców i amatorów w tej dziedzinie ludzkiej działalności przyciąganie prywatnych środków i wysiłków do astronautyki nada jej doskonałego rozmachu. Należy zauważyć, że takie fabrykacje krążą po świecie od dziesięciu lat, jeśli nie dłużej. Ale to wejście na orbitę ciężarówki Dragon, a następnie dokowanie, stało się wydarzeniem, które przekształciło proste domysły w bardzo realistyczne wersje. W świetle tej zmiany nastawienia należy spodziewać się pomyślnej realizacji innych komercyjnych projektów z dziedziny astronautyki.

Statek KosmicznyJeden



Pierwszy prywatny projekt statku kosmicznego o nazwie SpaceShipOne został stworzony przez Scaled Composer LLS od końca lat dziewięćdziesiątych. Opracowanie tego aparatu do lotów suborbitalnych było m.in. do udziału w konkursie Ansari X-Prize. Aby otrzymać to ostatnie, nowe urządzenie musiało wykonać dwa loty suborbitalne w ciągu dwóch tygodni i wrócić na Ziemię.

Ze względu na specyfikę zamierzonego przebiegu lotu SpaceShipOne otrzymał charakterystyczny wygląd. Aerodynamicznie jest to samolot bezogonowy z pionowymi kilami cofniętymi. Jednocześnie, w przeciwieństwie do zdecydowanej większości innych bezogonów, kile mają upierzenie poziome. Ten fakt w pewnym momencie wzbudził wiele emocji osobom, które próbowały wpasować SpaceShipOne w istniejącą klasyfikację układów. Specjalnie zaprojektowany hybrydowy silnik rakietowy został umieszczony w tylnej części kadłuba. Niewielkie wymiary i wymagania dotyczące ciągu GRE doprowadziły do ​​poszukiwania nowego niestandardowego paliwa. W rezultacie wybrano parę paliwową polibutadien – tlenek azotu. Blok polibutadienowy znajduje się w komorze spalania, a po uruchomieniu silnika do komory podawany jest utleniacz.

Oprócz niezwykłej elektrowni statku ciekawy jest również przebieg jego lotu. Start z konwencjonalnego pasa startowego o wystarczającej długości odbywa się za pomocą specjalnie zaprojektowanego samolotu WhiteKnight. Samolot oryginalnej konstrukcji unosi statek kosmiczny na wysokość 14 kilometrów, po czym następuje rozprzęgnięcie. Następnie SpaceShipOne, lecąc bezwładnie, osiąga wymagany kąt natarcia, a jego pilot uruchamia silnik. W ciągu około minuty hybrydowy silnik rakietowy zapewnia ciąg rzędu 7500 kgf. Podczas przyspieszania pojazd suborbitalny osiąga prędkość nieco większą niż M = 3, co wyraźnie nie wystarcza do wejścia na orbitę. Niemniej jednak po wyłączeniu silnika na wysokości około 50 kilometrów prędkość urządzenia jest wystarczająca do dalszego lotu po trajektorii balistycznej. Dzięki bezwładności SpaceShipOne wznosi się na maksymalną wysokość lotu – około 100 kilometrów – gdzie pozostaje przez trzy minuty. Gdy prędkość statku jest niewystarczająca do dalszego przebywania w kosmosie, rozpoczyna się zejście. Ciekawostką jest to, że na początku zjazdu tylna część skrzydeł aparatu wraz z zamontowanymi na nim kilami i stabilizatorami unosi się pod znacznym kątem. Odbywa się to w celu zwiększenia oporu powietrza i zmniejszenia prędkości opadania. Na wysokości 17 kilometrów skrzydła powracają do swojej pierwotnej pozycji, a SpaceShipOne planuje wylądować na lotnisku.



Pierwszy lot testowy pojazdu suborbitalnego odbył się 20 maja 2003 roku. Następnie WhiteKnight podniósł prototyp statku na wysokość ponad 14 kilometrów. Ponad rok później odbyły się dwa loty załogowe, które przyniosły twórcom projektu zasłużoną sławę i nagrodę funduszu X-Prize. 29 września 2004 r. pilot M. Melville wzniósł eksperymentalny SpaceShipOne na wysokość 102,93 km. Zaledwie pięć dni później pilot B. Binnie wykonał drugi testowy lot w kosmos, osiągając 112 kilometrów. Za dwa załogowe loty suborbitalne w ciągu dwóch tygodni (w rzeczywistości jeden), Scaled Composer LLS otrzymał premię w wysokości dziesięciu milionów dolarów.

Statek kosmiczny dwa

Projekt SpaceShip One był oczywiście udany i udany. Jednak tylko trzy miejsca w kokpicie sprawiły, że komercyjne perspektywy tego projektu stały się bardzo wątpliwe. Konieczne było znaczne zrewidowanie projektu, aby doprowadzić nośność statku do bardziej udanego kształtu. W tym celu, niemal natychmiast po otrzymaniu nagrody Ansari X-Prize, Scaled Composer LLS uruchomił nowy projekt – SpaceShipTwo (SS2).

„Prywatni handlowcy” w kosmosie


W swojej konstrukcji druga wersja „Space Spike” jest nieco podobna do pierwszej. Jednak nowe wymagania dotyczące nośności nie mogły nie wpłynąć na układ. Musiałem więc zmienić wielkość kadłuba, przestawić go i zmienić położenie skrzydła. W przeciwieństwie do górnopłata SpaceShipOne, SS2 jest dolnopłatem ze skrzydłem przymocowanym do spodu kadłuba. Zrobiono to, aby poprawić wydajność lotu w gęstych warstwach atmosfery i zwiększyć stabilność termiczną podczas opadania. Ostatecznie zmieniono kształt stępek i stateczników. W odniesieniu do systemu podnoszenia skrzydeł uznano, że ta metoda zmniejszania szybkości opadania okazała się całkowicie skuteczna i akceptowalna do zastosowania w nowym projekcie. Podobnie stało się z typem układu napędowego, choć zmiana parametrów masy i wielkości aparatu doprowadziła do opracowania nowego silnika turbogazowego.

Procedura lotu SpaceShipTwo jest generalnie podobna do procesu pierwszej wersji urządzenia. Jedyna różnica polega na typie lotniskowca – WhiteKnight II został opracowany dla SS2, który ma inny układ kadłuba i nowe silniki turboodrzutowe. Według głównego konstruktora projektu B. Rutana, SS2 jest w stanie wspiąć się na wysokość do 300 kilometrów, chociaż w praktyce dane te nie zostały jeszcze potwierdzone.

Testowanie różnych procedur projektu SpaceShipTwo nie było łatwe. Nowa konstrukcja aparatu wymagała więc między innymi nowej ochrony termicznej. Jednak najtrudniejsza praca dotyczyła nowego silnika hybrydowego o większej mocy. 26 lipca 2007 roku w ośrodku testowym na lotnisku Mojave podczas testów silników doszło do tragedii. Zbiornik z 4,5 tonami utleniacza nie wytrzymał ciśnienia i eksplodował. Rozrzucone odłamki metalu zabiły trzy osoby, a trzy inne zostały ranne o różnym stopniu ciężkości. Na szczęście ranni na czas otrzymali niezbędną pomoc i w ciągu kilku tygodni mogli wrócić do aktywnego życia.



Pierwszy lot testowy pierwszego prototypu SS2, który otrzymał własną nazwę VSS Enterprise, odbył się 22 marca 2010 roku. Podobnie jak w przypadku pierwszego statku kosmicznego, podczas tego lotu prototypowy statek był cały czas zadokowany do lotniskowca. Kolejne kilka miesięcy spędziliśmy na bezzałogowych demontażach i testowaniu wszystkich systemów pokładowych. W połowie lipca tego samego roku SS2 po raz pierwszy wzbił się w powietrze z załogą na pokładzie. Dwóch pilotów po raz kolejny sprawdziło działanie systemów łączności, nawigacji i sterowania. Trzy miesiące później nastąpiło pierwsze rozłączenie Enterprise, po którym nastąpiło szybowanie. Ze względów finansowych i technicznych nie doszło do pierwszego lotu suborbitalnego zaplanowanego na 2011 rok z przekroczeniem dolnej granicy kosmosu. Ponadto jesienią ubiegłego roku konieczne było czasowe zawieszenie lotów testowych na czas nieokreślony. Obecnie planowane jest wznowienie testów latem tego roku.

Z oczywistych względów jest za wcześnie, aby mówić o komercyjnych perspektywach SpaceShipTwo. Testy nie zostały jeszcze zakończone, a urządzenie nigdy nie było w kosmosie. Ale teraz zarząd firmy deweloperskiej twierdzi, że w najbliższej przyszłości powstanie pięć SS2 i dwa WhiteKnight II. Ponadto w 2009 roku firma Scaled Composer LLS oferowała rezerwację miejsc na loty turystyczne. Poprosili o 200 tysięcy dolarów za bilet. Jednak nawet trzy lata po rozpoczęciu nagrywania klientów, pierwsi z nich nie mogli wznieść się w kosmos.

Smok SpaceX

Bardziej udany niż SS2 był projekt Smoka firmy SpaceX. To prawda, w przeciwieństwie do programów Scaled Composer LLS, został stworzony przy wsparciu NASA. Ponadto ma inne cele. W przeciwieństwie do czysto turystycznego statku kosmicznego, Dragon jest pojazdem powrotnym przeznaczonym do dostarczania ładunków na stacje kosmiczne.

To właśnie cechy aplikacji stały się przyczyną charakterystycznego wyglądu i konstruktywnego podziału aparatu Dragon. Składa się z dwóch części - cylindrycznego aparatu-ładunku i ładunku w postaci ściętego stożka. Wewnątrz statku znajduje się szczelna objętość 14 metrów sześciennych, a kolejne 10 nie ma ochrony przed wyciekami powietrza. Pojazd został wystrzelony na orbitę za pomocą rakiety Falcon-9.



Pierwszy lot testowy Smoka odbył się 8 grudnia 2010 roku. Pojazd startowy wystartował z wyrzutni w Kennedy Center i wystrzelił pojazd na orbitę. Dragon wykonał dwie orbity wokół Ziemi i zaczął spadać. Kapsuła opadająca spadła na Ocean Spokojny, niedaleko wybrzeża amerykańskiego. Półtora roku później – w maju 2012 roku – przeprowadzono pierwsze pełne uruchomienie Dragona. Urządzenie wprowadzone na orbitę z powodzeniem zbliżyło się do ISS i zostało do niej zadokowane. Warto zauważyć, że z możliwych sześciu ton ładunku Dragon dostarczył na ISS tylko 520 kilogramów. Kierownicy projektu tłumaczą tę różnicę w wadze potrzebą dodatkowych kontroli systemów i niechęcią do ryzyka dużego obciążenia o dużym znaczeniu. Smok przywieziony na ISS, jak się je nazywa, przedmioty opcjonalne.



W najbliższej przyszłości SpaceX zamierza zakończyć odbiór wszystkich dokumentów niezbędnych do eksploatacji statku kosmicznego. Po tym będzie można rozpocząć pełnoprawną operację komercyjną. Chociaż, jak mówią w SpaceX, początkowo ich tworzenie będzie działać wyłącznie na dostawę towarów na ISS. W dłuższej perspektywie załogowy statek kosmiczny Red Dragon zostanie stworzony na bazie Dragona, zaprojektowanego do lotu na Marsa. Ale rozwój tej opcji jest wciąż w powijakach.

CST-100

Oprócz małych firm w tworzenie komercyjnych statków kosmicznych zaangażowani są także giganci. lotnictwo przemysł. Od 2009 roku Boeing pracuje nad projektem CST-100. Zimą 2010 roku NASA włączyła się w rozwój projektu, choć jej udział ma pomóc w dziedzinie badań i przejąć niewielką część dofinansowania. Celem projektu CST-100 jest stworzenie nowego statku kosmicznego do wystrzeliwania ładunków i ludzi na orbitę. W przyszłości urządzenie zdolne do wystrzelenia siedmiu osób w kosmos powinno stać się w pewnym stopniu następcą wahadłowca.



Z oczywistych względów szczegóły techniczne projektu są w dużej mierze nieznane. Niemniej jednak specjaliści Boeinga opublikowali już pewne niuanse dotyczące wyglądu przyszłego statku kosmicznego. Przy całkowitej masie około 10 ton i średnicy ciała do 4,5 metra zostanie wyniesiony na orbitę za pomocą rakiety nośnej Atlas V. Zejście ma się odbyć według tej samej metodologii co Dragon czy rosyjski Sojuz. zejście odbywa się. W oparciu o CST-100 planuje się stworzenie kilku pojazdów o różnym przeznaczeniu, przeznaczonych do wystrzeliwania ładunków i ludzi w kosmos.



Obecnie testowane są różne systemy i komponenty przyszłego statku. Pierwszy lot CST-100 zaplanowano na 2015 rok. W sumie na 15 rok planowane jest wykonanie trzech startów. Podczas pierwszego aparat zostanie umieszczony na orbicie w trybie automatycznym. Wtedy drugi bezzałogowy statek weźmie udział w próbach systemu ratunkowego, a dopiero w trzecim locie będą ludzie na pokładzie CST-100. Komercyjne wykorzystanie nowego statku kosmicznego rozpocznie się dopiero w 2016 roku, pod warunkiem, że testy nie napotkają poważnych problemów.

Tycho Brahe

Wszystkie opisane powyżej projekty mają jedną wspólną cechę. Opracowują je dość duże organizacje. Jak się okazało, aby wziąć udział w kosmicznym wyścigu prywatnych projektów, firma nie musi nim być. Tak więc biuro projektowe Copenhagen Suborbitals składa się tylko z dwóch osób - są to Christian von Bengtson i Peter Madsen. Wspomaga ich 17 pasjonatów, którzy uczestniczą w montażu wszystkich elementów projektu. Program kosmiczny Tycho Brahe nosi imię duńskiego astronoma renesansu. Celem projektu noszącego imię astronoma jest budowa kompleksu rakietowo-kosmicznego do lotów suborbitalnych.



Kompleks Tycho Brahe składa się z wyrzutni rakiet, połączonej z rakietą HEAT-1X i kapsułą mieszkalną MSC (MicroSpaceCraft). Rakieta z silnikiem hybrydowym ma nietypowe rozmiary jak na tę klasę technologii. Tak więc HEAT-1X ma średnicę tylko 25 cali (64 centymetry). Nietrudno się domyślić, że kapsuła mieszkalna również wykonana jest w niewielkich gabarytach. Kapsułka MSC to zamknięta tuba ze szklanym nosem. Zgodnie z zamysłem konstruktorów kapsułę należy wystrzelić rakietą na wysokość około 100 kilometrów. W końcowej fazie lotu rakieta wraz z kapsułą porusza się po trajektorii balistycznej. Zjazd ma odbywać się przy pomocy hamulców aerodynamicznych, spadochronu i szeregu innych urządzeń. Ze względu na małe wymiary pojazdu do zjazdu istnieją poważne wątpliwości co do możliwości udanego zjazdu.

Pierwszy start rakiety z masowo-wymiarowym symulatorem człowieka zaplanowano na 5 września 2010 roku. Został odwołany na kilka godzin przed planowanym czasem. Podczas jednej z ostatnich kontroli układów okazało się, że występują problemy z nagrzewaniem się zaworu zasilającego utleniacz. Ze względu na specyfikę projektu ogrzewanie tej części musiało odbywać się za pomocą zwykłej domowej suszarki do włosów, nawet jeśli była mocna. Ulepszenia zostały opóźnione do początku czerwca ubiegłego roku. Ale nawet wtedy pojawiły się problemy, tym razem z układem zapłonowym. Na szczęście szybko to naprawiono i 1 czerwca rakieta HEAT-2,8X w końcu wzbiła się w powietrze MSC. Zgodnie z planem lotu rakieta miała wznieść się na wysokość około XNUMX kilometra, po czym zrzuciłaby owiewkę i moduł MSC. Ten ostatni miał zejść na spadochronie. Wyjście na szacowaną wysokość i strzelanie z modułu z manekinem zakończyły się sukcesem. Ale linki spadochronu lądującego splątały się. Urządzenie wpadło do Morza Bałtyckiego.



Po pierwszym uruchomieniu testowym pracownicy Copenhagen Suborbitals doszli do wniosku, że potrzeba wielu usprawnień. Właściwie to właśnie robią teraz wszystkie dwa tuziny entuzjastów. Podobno Tycho Brahe ma wiele wad. Za tym założeniem przemawia fakt, że rok po pierwszym nie do końca udanym locie kompleksu autorzy projektu nie spieszą się z udostępnianiem informacji o dacie kolejnego startu. Oczywiście grupa inicjatywnych obywateli nie jest jeszcze w stanie przypomnieć sobie swoich wydarzeń. Jednak Tycho Brahe jest obecnie jedynym europejskim prywatnym projektem kosmicznym, który wszedł nawet w fazę testów.

Na podstawie materiałów z witryn:
http://scaled.com/
http://spacex.com/
http://boeing.com/
http://copenhagensuborbitals.com/
12 komentarzy
informacja
Drogi Czytelniku, aby móc komentować publikację, musisz login.
  1. raptorra
    +5
    21 czerwca 2012 10:28
    Co mogę powiedzieć ......... dobrze zrobione
  2. +4
    21 czerwca 2012 11:55
    To dobra rzecz. Gdyby zrobił to tylko jakiś Abramowicz w Rosji, to i tak nie będzie w stanie pożreć wszystkich swoich pieniędzy do końca życia
  3. SIA
    SIA
    +1
    21 czerwca 2012 13:51
    Przestrzeń jeszcze nikt nie kupił, więc nie chcę latać. Nawet prywatni handlowcy, że nie są ludźmi, prawda?
    1. 755962
      +1
      21 czerwca 2012 20:10
      W końcowej fazie lotu rakieta wraz z kapsułą wchodzi w ruch wzdłuż trajektorii balistycznej
      Z takim sukcesem ci sami prywatni handlowcy mogą zamiast kapsuły, że wątek poważniej się „zamieszać” A co… dlaczego „rogaty” nie żartuje?
  4. duży niski
    -4
    21 czerwca 2012 13:54
    Amerykanie w końcu przyznali, że ich wahadłowce to ślepy zaułek, a rosyjski projekt okazał się słuszny
    1. +3
      21 czerwca 2012 18:49
      Co to jest ślepy zaułek? Wykonali ponad sto lotów.
    2. duży niski
      +1
      21 czerwca 2012 21:03
      Minusujemy co, gdzie są argumenty Patrzymy na koszty lotów wahadłowca i naszych statków Patrzymy jak często wahadłowiec latał z pełnym obciążeniem do jakiego został zaprojektowany Liczba lotów nie jest faktem, że transfer był przydatny i wydajny.
      1. +3
        21 czerwca 2012 21:56
        Do dziś prawie wszystkie komercyjne wystrzelenia satelitów są przeprowadzane z naszego Bajkonuru, a ze względu na wysokie koszty i nierentowność Stanów Zjednoczonych, bez względu na to, jak bardzo chciały, były zmuszone do ograniczenia projektu wahadłowca, a nasz projekt Buran jest tylko odpowiedź, że możemy i możemy to zrobić !!! Ogólnie rzecz biorąc, jak tylko skończą się węglowodory i nasza nauka zeskoczy z tej ślepej gałęzi, wtedy nadejdzie naprawdę złoty okres przemysłu kosmicznego, nie tylko naszego państwa, a wtedy ludzkość, podobna do ery informacji, pęknie przez granice, tylko te granice będą nie tylko między miastami i państwami, ale także między planetami, a może nawet galaktykami! Więc wyciągnijcie wniosek, panowie! Ropa decyduje o wszystkim, a podążanie najkrótszą ścieżką rozwoju i najbardziej ślepą uliczką jest chorobą dzieciństwa ludzkości!
  5. +2
    21 czerwca 2012 18:47
    duży niski,
    Dlaczego jest tak wiele wad? W końcu powiedział prawdę!
  6. rosomak7778
    +1
    21 czerwca 2012 22:04
    Ludzie mają się świetnie!!! dobry Prywatni, tak prywatni, przynajmniej odpowiadają za siebie, a jeśli już, to sami grabią wrak, jak po Challengerze… chociaż prywatni handlarze raczej nie zrujnują się. Ogólnie dobra robota, odważni. dobry
  7. Dyrektor
    +1
    21 czerwca 2012 22:06
    Dziękuję za artykuł
  8. 0
    3 kwietnia 2015 17:12
    Ciekawy artykuł Najwyraźniej pisarze science fiction ze swoimi Weyland-Yutani i innymi megakorporacjami mieli rację.