Konceptet med ett rymdsystem med ett kretsande rymdplan har ett antal positiva egenskaper och lockar därför uppmärksamhet. Under flera decennier har olika projekt av sådana system utvecklats, men deras verkliga framtidsutsikter är fortfarande ifrågasatta. Hittills har bara några få sådana projekt tagits i drift, och framtiden för hela riktningen är fortfarande ifrågasatt.
Det förflutnas framgångar
Konceptet med ett kretsande rymdplan möjliggör skapandet av ett flygplan som kan stiga upp i omlopp oberoende eller använda ett uppskjutningsfordon och sedan återvända till jorden genom aerodynamisk flygning med en horisontell landning. Denna flygmetod ger vissa fördelar och är därför av intresse för raket- och rymdindustrin.
Ledande makter började aktivt arbeta med detta ämne redan på femtiotalet av förra seklet. Därefter utvecklades en mängd olika flyg- och rymdsystem (AKS) med olika rymdplan. Några av dessa projekt gick till och med så långt som fullskaliga experiment med experimentell teknik.
Samtidigt är riktningen fortfarande inte särskilt framgångsrik och utvecklad. Antalet testade prover är mycket mindre än det totala antalet föreslagna projekt, och endast ett komplex nådde verklig drift.
Det mest framgångsrika kretsflygplanet är den amerikanska rymdfärjan. 1981-2011. Sådana enheter gjorde 135 flygningar (2 olyckor), under vilka hundratals ton last och dussintals astronauter levererades till omloppsbana och återvände till jorden. Detta program löste dock inte problemet med att minska kostnaderna för uttag och återvinning av nyttolasten och visade sig också vara alltför komplicerat. Dessutom, i början av de tionde åren, hade rymdflygplan uttömt sin resurs, och konstruktionen av nya visade sig vara olämplig.
I vårt land upphörde arbetet med rymdplan vid teststadiet. Så på sjuttiotalet och åttiotalet genomfördes ett omfattande program för bänk- och flygtester av enheterna i BOR -serien, inkl. med tillgång till omloppsbana. 1988 gjorde rymdfarkosten "Buran" sin enda rymdflygning. Ytterligare inhemska projekt gick inte längre än de tidigaste stadierna.
Lovande utveckling
I början av 2000 -talet testade The Spaceship Company och Virgin Galactic ett experimentellt rymdplan SpaceShipOne. Senare, på grundval av denna produkt, utvecklades en ny rymdfarkost SpaceShipTwo, som kan lyfta små laster till den yttre rymdens nedre gräns. På grund av sådana begränsningar betraktas rymdplanet endast som en transport för rymdturister eller som en plattform för viss forskning.
Under 2018-19. upplevde SpaceShipTwo på två flygningar upp till en höjd av mer än 80 km. Nya flygningar planeras efter att moderniseringen och förberedelsen av det befintliga fartyget är klar för kommersiell drift. Två nya "serieutseende" rymdplan är också under uppbyggnad. Hur snart SpaceShipTwo når kommersiellt bruk är oklart. Projektet har upprepade gånger mött problemet med uppskov, och denna trend kan fortsätta i framtiden.
Mer framgångsrikt och lovande är Dream Chaser -projektet från Sierra Nevada Corp. Han föreslår byggandet av en AKS med ett uppskjutningsfordon och ett rymdplan som kan stiga till banor med låg jord. Dream Chaser utvecklas främst för att arbeta med den internationella rymdstationen; han måste leverera människor och last till omloppsbana och återvända till jorden. Den beräknade nyttolasten kommer att nå 5 ton, flygtiden kommer inte att vara mer än några timmar.
Hittills har mark- och flygprov utförts med två experimentella rymdplan. Den första flygningen är planerad till 2022 med det vanliga lanseringsfordonet Vulcan Centaur. Därefter kommer en testlansering till ISS att ske. I slutet av decenniet är det planerat att påbörja fullfjädrad drift av denna AKS med regelbundna flygningar med en eller annan last ombord. Hur realistiska sådana planer är är oklart. Enligt NASA står Sierra Nevada inför olika utmaningar som åtminstone gör det svårt att förbereda sig för flygningar.
Orbital tester
Sedan början av 2000 -talet har ett lovande rymdplan utvecklats av US Air Force, DARPA, NASA och Boeing. Flygtester av en produkt som heter X-37A började 2006. Sedan skapades en förbättrad X-37B-enhet som är lämplig för sjösättning i omloppsbana. Projektet skapades på order av flygvapnet och hade förmodligen ett uteslutande militärt syfte. Samtidigt har de exakta uppgifterna av detta slag ännu inte avslöjats.
Den första orbitalflygningen för den erfarna X -37B började i april 2010 och varade 224 dagar - fram till december. Sedan genomfördes ytterligare fyra flygningar, och den sista varade mer än 779 dagar. Sedan maj förra året har en av de två prototyperna varit i omloppsbana; datum för återkomst och ombordstigning är okänt. Kanske kommer de igen att sätta rekordet för flygningens varaktighet.
Enligt olika uppskattningar och uppskattningar används X-37B redan av det amerikanska flygvapnet för verkliga uppdrag. Enheten utför olika manövrar och ändrar sina banor. Det har rapporterats att dumpa nyttolasten. Således kan processen med att utveckla flygtekniska möjligheter åtföljas av verkligt arbete till förmån för armén.
I september 2020 lanserade kinesiska specialister lanseringsfordonet Changzheng-2F med ett lovande återanvändbart rymdfarkoster. Den senare gick i jordbana och började troligen utföra de tilldelade uppgifterna. Inga detaljer om det kinesiska AKC -projektet avslöjades. Även klassen av den resulterande apparaten förblir okänd.
Enligt utländska källor är det första återanvändbara fartyget i Kina liknande arkitektur och utseende som amerikanska X-37B och borde ha liknande kapacitet. Denna produkt är påstås tillverkad i form av ett flygplan med en deltavinge med ett litet spännvidd och har en massa på högst 8 ton. Uppgiftsområdet som ska lösas och tillämpningsområdet är okänt. Kina har fortfarande inte avslöjat detaljerna i sitt projekt.
Riktningsproblem
Trots alla ansträngningar har AKS riktning med ett kretsande flygplan hittills bara haft begränsad framgång. Inom en snar framtid kan situationen förändras - men tidpunkten och resultaten för de nuvarande processerna är fortfarande ifrågasatta. Ett antal karakteristiska faktorer och svårigheter som raket- och rymdindustrin måste möta har lett till detta tillstånd.
Huvudproblemet med rymdplan är komplexiteten i deras skapande. Designers måste kombinera de specifika egenskaperna hos orbitalteknik och aerodynamisk flygning, med hänsyn till de karakteristiska belastningarna på strukturen. Detta kräver ofta utveckling av ny teknik och komponenter. Kostnaden för arbetet ökar i enlighet därmed.
De föreslagna projekten för rymdplan kan ännu inte konkurrera med raket- och rymdsystem av andra klasser. Befintliga fartyg och skjutbilar kan leverera olika nyttolaster till olika banor - kunden kan välja det optimala systemet. Rymdplan av de föreslagna typerna kan ännu inte ge en sådan flexibilitet i användningen. För att göra detta är det nödvändigt att slutföra utvecklingen av nuvarande projekt och skapa nya prover med olika egenskaper.
Slutligen påverkas utsikterna för riktningen negativt av raket- och rymdindustrins allmänna konjunktur. De bästa framgångarna visar de amerikanska och kinesiska projekten som skapats på order av de väpnade styrkorna och med deras direkta stöd. Kommersiella utvecklare med proaktiva projekt och till och med stora organisationer som NASA kan ännu inte självständigt tillhandahålla snabba och högkvalitativa system med önskade funktioner.
På grund av objektiva begränsningar och olika svårigheter kan utvecklingen av flyg- och rymdsystem med rymdplan hittills bara skryta med begränsade prestationer. De flesta av dessa projekt har gått i historia utan verkliga resultat, och huvuddelen av den nuvarande utvecklingen har ännu inte kommit fram från teststadiet. Intresset för detta ämne finns dock kvar och stimulerar fortsatt arbete. Man kan anta att situationen gradvis kommer att förändras i framtiden och nya modeller av banor kommer att tas i bruk. Men analoger av den gamla rymdfärjan med samma dimensioner och nyttolast kommer troligen inte att dyka upp under de kommande åren.
