Dana 21. srpnja 2011. američka svemirska letjelica Atlantis posljednji put je sletjela, čime je okončan dug i uzbudljiv program Sustava za transport svemira. Zbog niza tehničkih i ekonomskih razloga odlučeno je prekinuti rad sustava Space Shuttle. Ipak, ideja o svemirskoj letjelici za višekratnu uporabu nije napuštena. Trenutno se razvija nekoliko sličnih projekata odjednom, a neki su već uspjeli pokazati svoj potencijal.
Projekt svemirske letjelice za višekratnu upotrebu Space Shuttle slijedio je nekoliko glavnih ciljeva. Jedan od glavnih bio je smanjenje troškova leta i priprema za njega. Mogućnost višestruke uporabe istog broda u teoriji dala je određene prednosti. Osim toga, karakterističan tehnički izgled cijelog kompleksa omogućio je značajno povećanje dopuštenih dimenzija i težine korisnog tereta. Jedinstvena značajka STS -a bila je mogućnost vraćanja letjelice na Zemlju unutar njenog teretnog prostora.
Posljednje lansiranje letjelice Altantis, 8. srpnja 2011. Fotografija NASA -e
Međutim, tijekom rada utvrđeno je da nisu svi zadaci dovršeni. Tako se u praksi pokazalo da je priprema broda za let preduga i skupa - prema tim parametrima projekt se nije uklapao u izvorne zahtjeve. U brojnim slučajevima svemirske letjelice za višekratnu uporabu u načelu nisu mogle zamijeniti "konvencionalna" lansirna vozila. Konačno, postupno moralno i fizičko zastarjevanje opreme dovelo je do najozbiljnijih rizika za posade.
Zbog toga je odlučeno da se prekine rad Sustava svemirskog prometa. Posljednji 135. let izveden je u ljeto 2011. godine. Četiri postojeća broda su otpisana i prebačena u muzeje kao nepotrebna. Najpoznatija posljedica takvih odluka bila je činjenica da je američki svemirski program nekoliko godina ostao bez vlastite letjelice s ljudskom posadom. Do sada su astronauti morali ući u orbitu koristeći rusku tehnologiju.
Osim toga, cijeli planet je ostao bez sustava za višekratnu uporabu na neodređeno vrijeme. Međutim, određene mjere se već poduzimaju. Do danas su američka poduzeća razvila nekoliko projekata svemirskih letjelica za višekratnu upotrebu. Svi su novi uzorci već barem izvađeni na ispitivanje. U dogledno vrijeme će također moći ući u punopravno djelovanje.
Boeing X-37
Glavna komponenta kompleksa STS bila je orbitalna letjelica. Taj se koncept trenutno koristi u Boeingovom projektu X-37. Krajem devedesetih, Boeing i NASA počeli su proučavati temu svemirskih letjelica za višekratnu upotrebu koje mogu biti u orbiti i letjeti u atmosferi. Početkom prošlog desetljeća ovaj je rad doveo do početka projekta X-37. Godine 2006. prototip novog tipa stigao je na letačke testove sa padom iz zrakoplova -nosača.
Zrakoplov Boeing X-37B u oplati lansirnog vozila. Fotografija američkog ratnog zrakoplovstva
Program je zainteresirao američko ratno zrakoplovstvo, a od 2006. provodi se u njihovom interesu, iako uz određenu pomoć NASA -e. Prema službenim podacima, zračne snage žele dobiti perspektivni orbitalni zrakoplov sposoban za lansiranje različitih tereta u svemir ili izvođenje raznih eksperimenata. Prema različitim procjenama, trenutni projekt X-37B može se koristiti i u drugim misijama, uključujući one koje se odnose na izviđanje ili punopravni borbeni rad.
Prvi svemirski let svemirske letjelice X-37B dogodio se 2010. godine. Krajem travnja lansirno vozilo Atlas V lansiralo je vozilo u unaprijed određenu orbitu, gdje se zadržalo 224 dana. Slijetanje "poput aviona" dogodilo se početkom prosinca iste godine. U ožujku sljedeće godine počeo je drugi let koji je trajao do lipnja 2012. godine. U prosincu se dogodilo sljedeće lansiranje, a treće slijetanje izvedeno je tek u listopadu 2014. godine. Od svibnja 2015. do svibnja 2017. iskusni X-37B obavio je četvrti let. 7. rujna prošle godine počeo je još jedan probni let. Kada će biti dovršeno, nije navedeno.
Prema nekoliko službenih podataka, svrha letova je proučavanje rada nove tehnologije u orbiti, kao i provođenje različitih eksperimenata. Čak i ako iskusni X-37B rješavaju vojne zadatke, kupac i izvođač ne otkrivaju takve podatke.
U svom sadašnjem obliku, proizvod Boeing X-37B raketni je zrakoplov karakterističnog izgleda. Odlikuje se velikim trupom i ravninama srednjeg područja. Koristi se raketni motor; upravljanje se vrši automatski ili naredbama s tla. Prema poznatim podacima, u trupu je predviđen teretni odjeljak duljine veće od 2 m i promjera preko 1 m, koji može primiti do 900 kg korisnog tereta.
Trenutno je iskusni X-37B u orbiti i rješava postavljene zadatke. Kada će se vratiti na Zemlju nije poznato. Nisu navedene ni informacije o daljnjem napretku pilot projekta. Navodno će se nove poruke o najzanimljivijem razvoju pojaviti tek prije sljedećeg slijetanja prototipa.
SpaceDev / Lovac na snove u Sierra Nevadi
Druga verzija orbitalnog aviona je svemirska letjelica Dream Chaser iz SpaceDeva. Ovaj je projekt razvijen od 2004. godine za sudjelovanje u NASA -inom programu komercijalnih orbitalnih transportnih usluga (COTS), ali nije mogao proći prvu fazu odabira. Međutim, razvojna tvrtka ubrzo je pristala na suradnju s United Launch Allianceom, koji je bio spreman ponuditi svoju lansirnu jedinicu Atlas V. 2008. godine SpaceDev je postao dio korporacije Sierra Nevada, a ubrzo nakon toga dobio je dodatna sredstva za stvaranje svojih zrakoplova. Kasnije je s tvrtkom Lockheed Martin postignut dogovor o zajedničkoj izgradnji eksperimentalne opreme.
Iskusni orbitalni avion Dream Chaser. Fotografija NASA -e
U listopadu 2013. leteći prototip Dream Chasera ispustio se s nosača helikoptera, nakon čega je prešao na klizni let i obavio horizontalno slijetanje. Unatoč kvaru tijekom slijetanja, prototip je potvrdio karakteristike dizajna. U budućnosti su se na štandovima provodili neki drugi testovi. Na temelju njihovih rezultata projekt je finaliziran, a 2016. započela je izgradnja prototipa za let u svemir. Sredinom prošle godine, NASA, Sierra Nevada i ULA potpisale su sporazum o izvođenju dva orbitalna leta 2020.-21.
Ne tako davno, programeri uređaja Dream Chaser dobili su dopuštenje za pokretanje krajem 2020. godine. Za razliku od brojnih drugih suvremenih dostignuća, prva svemirska misija ovog broda bit će izvedena uz stvarno opterećenje. Svemirska letjelica morat će isporučiti određeni teret Međunarodnoj svemirskoj postaji.
U svom sadašnjem obliku, svemirska letjelica za višekratnu uporabu Sierra Nevada / SpaceDev Dream Chaser zrakoplov je karakterističnog izgleda, koji izvana podsjeća na neke američke i strane razvoje. Vozilo je ukupne duljine 9 m i opremljeno je delta krilom raspona 7 m. Radi kompatibilnosti s postojećim lansirnim vozilima, u budućnosti će se razviti sklopivo krilo. Poletna težina određena je na 11,34 tone. Dream Chaser će moći isporučiti 5, 5 tona tereta na ISS i vratiti do 2 tone na Zemlju. Silazak s orbite "poput zrakoplova" povezan je s manjim preopterećenjima, za koju se očekuje da će biti korisna za isporuku neke opreme i uzoraka u zasebnim pokusima.
Spacex zmaj
Iz brojnih razloga, ideja o zrakoplovu u orbiti trenutno nije jako popularna među programerima nove svemirske tehnologije. Prikladnijim i isplativijim sada se smatra svemirska letjelica za višekratnu uporabu "tradicionalnog" izgleda, koja se lansira u orbitu pomoću lansirnog vozila i vraća na Zemlju bez upotrebe krila. Najuspješniji razvoj ove vrste je SpaceX -ov Zmaj.
Teretni brod SpaceX Dragon (misija CRS-1) u blizini ISS-a. Fotografija NASA -e
Rad na projektu Dragon započeo je 2006. godine i odvijao se u okviru programa COTS. Cilj projekta bio je stvoriti svemirsku letjelicu s mogućnošću više lansiranja i vraćanja. Prva verzija projekta uključivala je stvaranje transportnog broda, a u budućnosti se planiralo razviti njegovu izmjenu s posadom. Do danas je Dragon u "kamionskoj" verziji pokazao definitivne rezultate, dok se očekivani uspjeh verzije broda s posadom stalno mijenja u vremenskom smislu.
Prvo demonstracijsko lansiranje transportnog broda Dragon održano je krajem 2010. Nakon svih potrebnih izmjena, NASA je naredila punopravno lansiranje takvog uređaja kako bi isporučila teret na Međunarodnu svemirsku postaju. 25. svibnja 2012. Zmaj je uspješno pristao na ISS. U budućnosti je izvedeno nekoliko novih lansiranja s isporukom robe u orbitu. Lansiranje 3. lipnja 2017. postalo je najvažnija faza programa. Po prvi put u povijesti programa popravljeni je brod ponovno porinut. U prosincu je u svemir otišla još jedna letjelica koja je već letjela prema ISS -u. Uzimajući u obzir sve testove, Dragon proizvodi su do sada obavili 15 letova.
2014. godine SpaceX je najavio obećavajuću svemirsku letjelicu s posadom Dragon V2. Tvrdilo se da će ovaj uređaj, koji je razvoj postojećeg kamiona, moći isporučiti u orbitu ili se vratiti kući do sedam astronauta. Također je objavljeno da bi se u budućnosti novi brod mogao koristiti za let oko Mjeseca, uključujući i turiste na brodu.
Kao što se često događa s projektima SpaceX, vremenska linija Dragon V2 projekta pomaknula se nekoliko puta. Dakle, zbog kašnjenja s navodnim prijevoznikom Falcon Heavy, datum prvih testova pomaknuo se na 2018. godinu, a prvi let s posadom postupno se "odšuljao" do 2019. godine. Konačno, prije nekoliko tjedana, razvojna tvrtka objavila je svoju namjeru da odustane od certificiranja novog "Zmaja" za letove s posadom. U budućnosti bi se takvi zadaci trebali rješavati pomoću BFR sustava za višekratnu upotrebu, koji još nije stvoren.
Transportna letjelica Dragon ima ukupnu duljinu 7,2 m s promjerom 3,66 m. Suha težina je 4,2 tone. Sposobna je isporučiti na ISS korisni teret težine 3,3 tone i vratiti do 2,5 tone tereta. Za smještaj određenog tereta predlaže se korištenje zatvorenog odjeljka volumena 11 kubičnih metara i volumena 14 kubika bez tlaka. Nezapečaćeni odjeljak ispada tijekom spuštanja i izgara u atmosferi, dok se drugi volumen tereta vraća na Zemlju i slijeće padobranom. Kako bi ispravila orbitu, letjelica je opremljena s 18 motora tipa Draco. Učinkovitost sustava osigurava par solarnih panela.
U razvoju ljudske inačice "Zmaja" korištene su određene jedinice baznog transportnog broda. Istodobno, zapečaćeni odjeljak morao se značajno preraditi kako bi se riješili novi problemi. Promijenili su se i neki drugi elementi broda.
Lockheed martin orion
2006. NASA i Lockheed Martin dogovorili su se o izgradnji obećavajuće svemirske letjelice za višekratnu upotrebu. Projekt je dobio ime po jednom od najsjajnijih sazviježđa - Orion. Krajem desetljeća, nakon završetka dijela posla, vodstvo Sjedinjenih Država predložilo je odustajanje od ovog projekta, ali je nakon dugih sporova spašen. Rad je nastavljen i do danas je dao određene rezultate.
Perspektivni brod Orion kako ga umjetnik vidi. NASA -in crtež
U skladu s izvornim konceptom, brod Orion trebao se koristiti u različitim misijama. Uz njezinu je pomoć trebao isporučivati robu i ljude na Međunarodnu svemirsku postaju. S odgovarajućom opremom mogao bi na Mjesec. Također, razrađivala se mogućnost leta do jednog od asteroida ili čak do Marsa. Ipak, rješenje takvih problema pripisivano je dalekoj budućnosti.
Prema planovima za prošlo desetljeće, prvo testno lansiranje Oriona trebalo se dogoditi 2013. godine. Za 2014. planirali su početi s astronautima na brodu. Let na Mjesec mogao bi se izvesti do kraja desetljeća. Nakon toga, raspored je prilagođen. Prvi let bez posade odgođen je za 2014., a lansiranje posade za 2017. godinu. Mjesečeve misije odgođene su za dvadesete godine. Do sada su letovi s posadom odgođeni za sljedeće desetljeće.
5. prosinca 2014. održano je prvo testno lansiranje Oriona. Svemirsku letjelicu sa simulatorom korisnog tereta lansirala je u orbitu lansirno vozilo Delta IV. Nekoliko sati nakon lansiranja, vratio se na Zemlju i zapljusnuo se u određeno područje. Još uvijek nisu izvedena nova lansiranja. Međutim, stručnjaci iz Lockheed Martina i NASA -e nisu mirno sjedili. U posljednjih nekoliko godina izgrađeno je nekoliko prototipova za izvođenje određenih ispitivanja u zemaljskim uvjetima.
Prije samo nekoliko tjedana počela je izgradnja prvog Oriona za let s posadom. Njegovo lansiranje planirano je za iduću godinu. Zadatak lansiranja svemirske letjelice u orbitu bit će povjeren obećavajućoj lansirnoj jedinici Space Launch System. Završetak tekućih radova pokazat će stvarne izglede za cijeli projekt.
Projekt Orion predviđa izgradnju broda duljine oko 5 m i promjera oko 3,3 m. Karakteristična značajka ovog aparata je veliki unutarnji volumen. Unatoč ugradnji potrebne opreme i instrumenata, unutar zatvorenog odjeljka ostaje nešto manje od 9 kubičnih metara slobodnog prostora, pogodnog za ugradnju određenih uređaja, uključujući sjedala za posadu. Brod će moći ukrcati do šest astronauta ili određeni teret. Ukupna masa broda utvrđena je na 25,85 tona.
Suborbitalni sustavi
Trenutno se provodi nekoliko zanimljivih programa koji ne predviđaju lansiranje korisnog tereta u Zemljinu orbitu. Budući modeli opreme brojnih američkih tvrtki moći će izvoditi samo suborbitalne letove. Ova bi se tehnika trebala koristiti za neka istraživanja ili u razvoju svemirskog turizma. Novi projekti ove vrste ne razmatraju se u kontekstu razvoja cjelovitog svemirskog programa, ali su ipak od određenog interesa.
Suborbitalno vozilo SpaceShipTwo pod okriljem aviona nosača White Knight Two. Fotografija Virgin Galactic / virgingalactic.com
Projekti SpaceShipOne i SpaceShipTwo iz Scale Composites i Virgin Galactic predlažu izgradnju kompleksa koji se sastoji od zrakoplova -nosača i orbitalnog zrakoplova. Od 2003. godine dvije vrste opreme izvele su značajan broj probnih letova tijekom kojih su ispitane različite značajke dizajna i metode rada. Očekuje se da će svemirski brod tipa SpaceShipTwo moći primiti do šest turista putnika i podići ih na visinu od najmanje 100-150 km, t.j. iznad donje granice svemira. Polijetanje i slijetanje treba izvesti s "tradicionalnog" uzletišta.
Blue Origin od sredine prošlog desetljeća radi na drugoj verziji sustava suborbitalnog prostora. Ona predlaže da se takvi letovi izvode pomoću skupa lansirnih vozila i brodova, sličnih onima koji se koriste u drugim programima. Štoviše, i raketa i brod moraju se ponovno koristiti. Kompleks je dobio ime New Shepard. Od 2011. godine rakete i brodovi novog tipa redovito izvode probne letove. Svemirsku letjelicu već je uspjela poslati na visinu veću od 110 km, kao i osigurati siguran povratak i letjelice i lansirnog vozila. U budućnosti bi sustav New Shepard trebao biti jedna od inovacija na području svemirskog turizma.
Budućnost za višekratnu upotrebu
Tri desetljeća, od ranih osamdesetih godina prošlog stoljeća, kompleks Svemirskog transportnog sustava / kompleks svemirskih šatla bio je glavno vozilo za isporuku ljudi i robe u orbitu u NASA -inom arsenalu. Zbog moralne i fizičke zastarjelosti, kao i u vezi s nemogućnošću postizanja svih željenih rezultata, rad šatlova je prekinut. Od 2011. godine Sjedinjene Države nemaju operativne brodove za višekratnu uporabu. Štoviše, iako nemaju svoje vozilo s posadom, zbog čega astronauti moraju letjeti na stranoj tehnologiji.
Unatoč prestanku rada sustava za svemirski transport, američka astronautika ne napušta samu ideju o svemirskim brodovima za višekratnu upotrebu. Ova je tehnika još uvijek od velikog interesa i može se koristiti u raznim misijama. U ovom trenutku NASA i brojne komercijalne organizacije razvijaju nekoliko obećavajućih svemirskih letjelica odjednom, i orbitalne zrakoplove i sustave s kapsulama. Trenutno su ti projekti u različitim fazama i pokazuju različite uspjehe. U vrlo bliskoj budućnosti, najkasnije početkom dvadesetih godina, većina novih razvoja dostići će fazu probnih ili punopravnih letova, što će omogućiti ponovno preispitivanje situacije i izvođenje novih zaključaka.
