SpaceShipOne
Ensimmäisen yksityisen avaruusalusprojektin nimeltä SpaceShipOne loi Scaled Composer LLS XNUMX-luvun lopulla. Tämän laitteen kehitys suborbitaalilentoihin oli muun muassa Ansari X-Prize -kilpailuun osallistumista varten. Viimeksi mainitun vastaanottamiseksi uuden laitteen piti tehdä kaksi suborbitaalilentoa kahdessa viikossa ja palata Maahan.
Suunnitellun lennon suunnan erityispiirteistä johtuen SpaceShipOne sai tyypillisen ulkonäön. Aerodynaamisesti se on pyrstötön lentokone, jonka kölit ovat pystysuorat. Samanaikaisesti, toisin kuin valtaosa muista hännänttömistä, kölissä on vaakasuora höyhenpeite. Tämä tosiasia toi aikoinaan paljon jännitystä ihmisille, jotka yrittivät sovittaa SpaceShipOnea olemassa olevaan asetteluluokitukseen. Erityisesti suunniteltu hybridirakettimoottori sijoitettiin rungon takaosaan. GRE:n pienet mitat ja työntövoiman vaatimukset ovat johtaneet uuden epästandardin polttoaineen etsimiseen. Tämän seurauksena valittiin polttoainepari polybutadieeni-typpioksidi. Polybutadieenilohko sijaitsee polttokammiossa, ja kun moottori käynnistetään, kammioon syötetään hapetin.
Aluksen epätavallisen voimalaitoksen lisäksi mielenkiintoinen on myös sen lennon kulku. Lentoonlähtö riittävän pitkältä perinteiseltä kiitotieltä suoritetaan erityisesti suunnitellulla WhiteKnight-lentokoneella. Alkuperäisen suunnittelun lentokone nostaa avaruusaluksen 14 kilometrin korkeuteen, minkä jälkeen tapahtuu irrotus. Lisäksi hitaudella lentävä SpaceShipOne saavuttaa vaaditun hyökkäyskulman ja sen ohjaaja käynnistää moottorin. Noin minuutissa hybridirakettimoottorin työntövoima on luokkaa 7500 kgf. Kiihdytyksen aikana suborbitaalinen ajoneuvo saavuttaa nopeuden, joka on hieman yli M = 3, mikä ei selvästikään riitä kiertoradalle. Siitä huolimatta, kun moottori on sammutettu noin 50 kilometrin korkeudessa, laitteen nopeus on riittävä jatkamaan lentämistä ballistista lentorataa pitkin. Inertialla SpaceShipOne nousee maksimilentokorkeuteen - noin 100 kilometriin -, jossa se pysyy kolme minuuttia. Kun aluksen nopeus ei ole riittävä jatkamaan avaruudessa olemista, alkaa laskeutuminen. Mielenkiintoista on, että laskeutumisen alussa laitteen siipien takaosa, yhdessä siihen asennettujen kölien ja tukijalkojen kanssa, nousee ylös merkittävässä kulmassa. Tämä tehdään ilmanvastuksen lisäämiseksi ja laskeutumisnopeuden vähentämiseksi. 17 kilometrin korkeudessa siivet palaavat alkuperäiseen asentoonsa ja SpaceShipOne suunnittelee laskeutuvansa lentokentälle.
Suborbitaalisen ajoneuvon ensimmäinen koelento suoritettiin 20. toukokuuta 2003. Sitten WhiteKnight nosti aluksen prototyypin yli 14 kilometrin korkeuteen. Yli vuotta myöhemmin tapahtui kaksi miehitettyä lentoa, jotka toivat projektin tekijöille ansaittua mainetta ja X-Prize-rahaston palkinnon. 29. syyskuuta 2004 lentäjä M. Melville vei kokeellisen SpaceShipOnen 102,93 kilometrin korkeuteen. Vain viisi päivää myöhemmin lentäjä B. Binnie teki toisen koenousun avaruuteen saavuttaen 112 kilometriä. Scaled Composer LLS sai kymmenen miljoonan dollarin bonuksen kahdesta miehitetystä suborbitaalilennosta kahden viikon sisällä (itse asiassa yhdestä).
SpaceShipTwo
SpaceShip One -projekti oli tietysti onnistunut ja onnistunut. Mutta vain kolme paikkaa ohjaamossa teki tämän projektin kaupallisista näkymistä erittäin kyseenalaisia. Suunnittelua oli tarkistettava merkittävästi, jotta aluksen kantokyky saadaan onnistuneemmaksi. Tätä varten Scaled Composer LLS käynnisti melkein heti Ansari X-Prize -palkinnon saatuaan uuden projektin - SpaceShipTwo (SS2).
Suunnittelussaan "Space Spike":n toinen versio on jonkin verran samanlainen kuin ensimmäinen. Uudet kantokyvyn vaatimukset eivät kuitenkaan voineet olla vaikuttamatta ulkoasuun. Joten minun piti muuttaa rungon kokoa, järjestää se uudelleen ja muuttaa siiven sijaintia. Toisin kuin SpaceShipOnen korkeasiipiset lentokoneet, SS2 on matalasiipinen lentokone, jonka siipi on kiinnitetty rungon alapuolelle. Tämä tehtiin lentosuorituskyvyn parantamiseksi ilmakehän tiheissä kerroksissa ja lämpöstabiilisuuden lisäämiseksi laskeutumisen aikana. Lopuksi kölien ja tukijalkojen muotoa muutettiin. Siipien nostojärjestelmän osalta tämä laskunopeuden vähentämismenetelmä todettiin täysin onnistuneeksi ja hyväksyttäväksi käytettäväksi uudessa projektissa. Samanlainen asia tapahtui propulsiojärjestelmän tyypin kanssa, vaikka laitteen paino- ja kokoparametrien muutos johti uuden kaasuturbiinimoottorin kehittämiseen.
SpaceShipTwon lentoprosessi on yleensä samanlainen kuin laitteen ensimmäisen version prosessi. Ainoa ero on lentokoneen tyypissä - WhiteKnight II kehitettiin SS2:lle, jolla on erilainen runkoasetelma ja uudet suihkuturbiinimoottorit. Projektin päärakenteen B. Rutan mukaan SS2 pystyy kiipeämään jopa 300 kilometrin korkeuteen, vaikka käytännössä näitä tietoja ei ole vielä vahvistettu.
SpaceShipTwo-projektin eri rutiinien testaaminen ei ollut helppoa. Laitteen uusi muotoilu tarvitsi siis muun muassa uuden lämpösuojan. Mutta vaikein työ koski uutta, tehokkaampaa hybridimoottoria. 26. heinäkuuta 2007 Mojaven lentokentän testikeskuksessa moottoritestauksen aikana tapahtui tragedia. Säiliö, jossa oli 4,5 tonnia hapetinta, ei kestänyt painetta ja räjähti. Hajallaan olleet metallinpalat tappoivat kolme ihmistä ja kolme muuta loukkaantui eriasteisesti. Onneksi haavoittuneet saivat tarvittavan avun ajoissa ja pääsivät palaamaan aktiiviseen elämään muutamassa viikossa.
Ensimmäisen prototyypin SS2, joka sai oman nimensä VSS Enterprise, ensimmäinen koelento suoritettiin 22. maaliskuuta 2010. Kuten ensimmäisen avaruusaluksen tapauksessa, tämän lennon aikana prototyyppialus oli telakoituna kantajalentokoneeseen koko ajan. Seuraavat kuukaudet menivät kaikkien laivan järjestelmien miehittämättömiin poistoihin ja testaukseen. Saman vuoden heinäkuun puolivälissä SS2 nousi ensimmäistä kertaa ilmaan miehistön kanssa. Kaksi lentäjää tarkisti jälleen viestintä-, navigointi- ja ohjausjärjestelmien toiminnan. Kolme kuukautta myöhemmin Enterprisen ensimmäinen irrotus suoritettiin, mitä seurasi liukulasku. Joistakin taloudellisista ja teknisistä syistä johtuen ensimmäinen vuodelle 2011 suunniteltu suborbitaalilento avaruuden alarajan ylittämisellä ei toteutunut. Lisäksi viime syksynä jouduttiin keskeyttämään testilennot väliaikaisesti toistaiseksi. Tällä hetkellä testausta on tarkoitus jatkaa tänä kesänä.
Ilmeisistä syistä on liian aikaista puhua SpaceShipTwon kaupallisista näkymistä. Testejä ei ole vielä saatu päätökseen, eikä laite ole koskaan ollut avaruudessa. Mutta nyt kehittäjäyrityksen johto väittää, että lähitulevaisuudessa rakennetaan viisi SS2:ta ja kaksi WhiteKnight II:ta. Lisäksi Scaled Composer LLS tarjoutui vuonna 2009 varaamaan paikkoja turistilennoille. He pyysivät lipusta 200 tuhatta Yhdysvaltain dollaria. Ensimmäiset eivät kuitenkaan kyenneet nousemaan avaruuteen edes kolmen vuoden kuluttua asiakkaiden tallennuksen alkamisesta.
SpaceX-lohikäärme
SS2:ta menestyneempi oli SpaceX:n Dragon-projekti. Totta, toisin kuin Scaled Composer LLS:n ohjelmat, se luotiin NASA:n tuella. Lisäksi sillä on muita tarkoituksia. Toisin kuin puhtaasti turisti-avaruusalus, Dragon on paluukulkuneuvo, joka on suunniteltu kuljettamaan hyötykuormia avaruusasemille.
Sovelluksen ominaisuuksista tuli syy Dragon-laitteen tyypilliseen ulkonäköön ja rakentavaan jakautumiseen. Se koostuu kahdesta osasta - sylinterimäisestä laitteesta - lastista ja lastista katkaistun kartion muodossa. Aluksen sisällä on 14 kuutiometrin tiivistetty tilavuus ja 10 kuutiometrillä ei ole suojaa ilmavuotoja vastaan. Ajoneuvo laukaistaan kiertoradalle Falcon-9-kantoraketilla.
Dragonin ensimmäinen koelento suoritettiin 8. joulukuuta 2010. Kantoraketti nousi Kennedy Centerin laukaisualustalta ja laukaisi ajoneuvon kiertoradalle. Lohikäärme teki kaksi kiertorataa Maan ympäri ja alkoi laskea. Laskeutumiskapseli roiskui Tyynellämerellä, lähellä Amerikan rannikkoa. Puolitoista vuotta myöhemmin - toukokuussa 2012 - Dragonin ensimmäinen täysi laukaisu suoritettiin. Radalle asetettu laite lähestyi onnistuneesti ISS:ää ja telakoitiin siihen. On huomionarvoista, että mahdollisesta kuuden tonnin hyötykuormasta Dragon toimitti ISS:lle vain 520 kiloa. Projektipäälliköt selittävät painoeron järjestelmien lisätarkastusten tarpeella ja haluttomuudella ottaa riskiä erittäin tärkeällä raskaalla kuormalla. Lohikäärme tuotiin ISS:lle, kuten niitä kutsutaan, valinnaisia esineitä.
SpaceX aikoo lähitulevaisuudessa saada päätökseen kaikki avaruusaluksen toimintaan tarvittavat asiakirjat. Sen jälkeen on mahdollista käynnistää täysimittainen kaupallinen toiminta. Vaikka, kuten SpaceX:ssä sanotaan, niiden luominen toimii aluksi yksinomaan tavaroiden toimittamisessa ISS:lle. Pidemmällä aikavälillä miehitetty Red Dragon -avaruusalus luodaan Dragonin pohjalta, joka on suunniteltu lentämään Marsiin. Mutta tämän vaihtoehdon kehittäminen on vielä lapsenkengissään.
CST-100
Pienten yritysten lisäksi myös jättiläiset ovat mukana kaupallisten avaruusalusten luomisessa. ilmailu ala. Vuodesta 2009 lähtien Boeing on työskennellyt CST-100-projektin parissa. Talvella 2010 NASA liittyi hankkeen kehittämiseen, vaikka sen osallistuminen on auttamaan tutkimusalalla ja ottamaan pienen osan rahoituksesta. CST-100-projektin tavoitteena on luoda uusi avaruusalus lastin ja ihmisten lähettämiseksi kiertoradalle. Tulevaisuudessa laitteesta, joka pystyy lähettämään seitsemän ihmistä avaruuteen, pitäisi tulla jossain määrin Sukkulan seuraaja.
Ilmeisistä syistä hankkeen tekniset yksityiskohdat ovat suurelta osin tuntemattomia. Siitä huolimatta Boeingin asiantuntijat ovat jo julkaisseet joitain vivahteita tulevan avaruusaluksen ulkonäöstä. Kokonaismassaltaan noin 10 tonnia ja rungon halkaisijaltaan enintään 4,5 metriä, se toimitetaan kiertoradalle kantoraketilla Atlas V. Laskeutuminen on suunniteltu tapahtuvan samalla menetelmällä kuin Dragon tai venäläinen Sojuz. laskeutuminen suoritetaan. CST-100:n perusteella on tarkoitus luoda useita ajoneuvoja eri tarkoituksiin, jotka on suunniteltu kuljettamaan rahtia ja ihmisiä avaruuteen.
Parhaillaan testataan erilaisia tulevan laivan järjestelmiä ja komponentteja. CST-100:n ensimmäinen lento on suunniteltu vuodelle 2015. Yhteensä 15. vuoden aikana on tarkoitus tehdä kolme laukaisua. Ensimmäisen aikana laite asetetaan kiertoradalle automaattitilassa. Sitten toinen miehittämätön alus osallistuu pelastusjärjestelmän kokeisiin, ja vasta kolmannella lennolla on ihmisiä CST-100:ssa. Uuden avaruusaluksen kaupallinen käyttö alkaa vasta vuonna 2016, mikäli testeissä ei ole vakavia ongelmia.
Tycho Brahe
Kaikilla yllä kuvatuilla hankkeilla on yksi yhteinen piirre. Niitä kehittävät melko suuret organisaatiot. Kuten kävi ilmi, osallistuakseen yksityisten projektien avaruuskilpailuun yrityksen ei tarvitse olla sellainen. Joten Copenhagen Suborbitals -suunnittelutoimisto koostuu vain kahdesta henkilöstä - nämä ovat Christian von Bengtson ja Peter Madsen. Heitä avustaa 17 harrastajaa, jotka osallistuvat projektin kaikkien osien kokoonpanoon. Tycho Brahen avaruusohjelma on nimetty tanskalaisen renessanssitähtitieteilijän mukaan. Tähtitieteilijän mukaan nimetyn hankkeen tarkoituksena on rakentaa raketti- ja avaruuskompleksi suborbitaalilentoihin.
Tycho Brahe -kompleksi koostuu raketinheittimestä, johon on yhdistetty HEAT-1X-kantoraketti ja MSC (MicroSpaceCraft) asuttava kapseli. Hybridimoottorilla varustetulla raketilla on epätavallinen koko tälle teknologialuokalle. Joten HEAT-1X:n halkaisija on vain 25 tuumaa (64 senttimetriä). On helppo arvata, että asumiskelpoinen kapseli on valmistettu myös pienikokoisina. MSC-kapseli on suljettu putki, jossa on lasinen nenä. Suunnittelijoiden näkemyksen mukaan kapseli tulisi laukaista noin 100 kilometrin korkeuteen raketilla. Lennon loppuvaiheessa raketti liikkuu yhdessä kapselin kanssa ballistista lentorataa pitkin. Laskeutuminen on tarkoitus suorittaa aerodynaamisten jarrujen, laskuvarjon ja useiden muiden varusteiden avulla. Kun otetaan huomioon laskeutumisajoneuvon pienet mitat, on vakavia epäilyksiä onnistuneen laskeutumisen toteutettavuudesta.
Ensimmäinen massaulotteisella ihmissimulaattorilla varustetun raketin laukaisu oli määrä tapahtua 5. syyskuuta 2010. Se peruttiin muutama tunti ennen sovittua aikaa. Yhdessä viimeisistä järjestelmien tarkistuksista kävi ilmi, että hapettimen syöttöventtiilin lämmityksessä oli ongelmia. Projektin erityispiirteiden vuoksi tämän osan lämmitys oli suoritettava tavallisella kotitalouden hiustenkuivaajalla, vaikka se olisi tehokas. Parannukset viivästyivät viime vuoden kesäkuun alkuun. Mutta silloinkin oli ongelmia, tällä kertaa sytytysjärjestelmässä. Onneksi se korjattiin nopeasti ja 1. kesäkuuta HEAT-2,8X raketti pääsi vihdoin MSC:n ilmaan. Lentosuunnitelman mukaan raketin piti nousta noin XNUMX kilometrin korkeuteen, minkä jälkeen se pudottaisi suojuksen ja MSC-moduulin. Jälkimmäisen piti laskeutua laskuvarjolla. Arvioidulle korkeudelle poistuminen ja moduulin ampuminen nuken kanssa onnistuivat. Mutta laskuvarjon linjat sotkeutuivat. Laite putosi Itämereen.
Ensimmäisen koeajon jälkeen Copenhagen Suborbitalsin työntekijät tulivat siihen tulokseen, että paljon parannuksia tarvitaan. Itse asiassa kaikki kaksi tusinaa harrastajaa tekevät tätä nyt. Ilmeisesti Tycho Brahella on monia haittoja. Tätä oletusta tukee se tosiasia, että vuosi kompleksin ensimmäisestä ei täysin onnistuneesta lennosta projektin kirjoittajat eivät kiirehdi jakamaan tietoja seuraavan käynnistämisen päivämäärästä. Ilmeisesti joukko aloitteellisia kansalaisia ei vielä pysty tuomaan omaa kehitystään mieleen. Tycho Brahe on kuitenkin tällä hetkellä ainoa eurooppalainen yksityinen avaruusprojekti, joka on edes testausvaiheessa.
Sivustojen materiaalien mukaan:
http://scaled.com/
http://spacex.com/
http://boeing.com/
http://copenhagensuborbitals.com/