Den 25 maj i år, cirka sex på kvällen i Moskva, ägde den första dockningen av den internationella rymdstationen och SpaceX Dragon, ett rymdfarkoster som utvecklats av ett privat företag, rum. Denna händelse orsakade mycket beröm och de mest vågade antagandena om världens astronautics framtid. Enligt majoriteten av specialister och amatörer inom detta område av mänsklig aktivitet kommer attraktionen av privatekonomi och ansträngningar till astronautiken att ge den en utmärkt impuls. Det bör noteras att sådana påhitt har gått runt i världen i tio år, om inte mer. Men det var lanseringen av Dragon -lastbilen i omloppsbana med den efterföljande dockningen som blev händelsen som gjorde enkla gissningar till mycket realistiska versioner. Mot bakgrund av denna synförändring kan vi förvänta oss framgångsrika slutförande av andra kommersiella projekt inom astronautik.
SpaceShipOne
Det allra första privata rymdfarkostprojektet, SpaceShipOne, byggdes av Scaled Compositer LLS sedan slutet av nittiotalet. Utvecklingen av denna apparat för suborbitalflygning pågick, bland annat för deltagande i Ansari X-Prize-tävlingen. För att få den senare måste den nya enheten göra två suborbitalflygningar på två veckor och återvända till jorden.
På grund av den föreslagna flygkursens särdrag fick SpaceShipOne ett karakteristiskt utseende. Aerodynamiskt är det ett svanslöst flygplan med vertikala köl som sträcker sig bakåt. Dessutom, i motsats till den överväldigande majoriteten av andra svanslösa, har kölen horisontell fjäderdräkt. Detta faktum orsakade en gång mycket spänning för människor som försökte passa SpaceShipOne i den befintliga layoutklassificeringen. En specialdesignad hybridraketmotor placerades i akterkroppen. De små dimensionerna och kraven för gasturbinmotorns dragkraft blev orsaken till sökandet efter ett nytt icke-standardiserat bränsle. Som ett resultat valdes bränsleparet polybutadien - kväveoxid. Polybutadienblocket är beläget i förbränningskammaren, och när motorn startas matas ett oxidationsmedel in i kammaren.
Förutom fartygets ovanliga kraftverk är dess flygning också intressant. Start från en konventionell bana med tillräcklig längd utförs med ett specialdesignat WhiteKnight -flygplan. Flygplanet med den ursprungliga designen höjer rymdfarkosten till en höjd av 14 kilometer, varefter avkopplingen sker. Vidare når SpaceShipOne som flyger med tröghet den nödvändiga attackvinkeln och dess pilot startar motorn. Inom en minut med en liten hybridraketmotor ger ett drag i storleksordningen 7500 kgf. Under accelerationen når det suborbitala fordonet en hastighet på något mer än M = 3, vilket uppenbarligen inte är tillräckligt för att gå in i en bana. Ändå, efter att ha stängt av motorn på cirka 50 kilometer höjd, är fordonets hastighet tillräcklig för att fortsätta flyga längs en ballistisk bana. Med tröghet stiger SpaceShipOne till sin maximala flyghöjd - cirka 100 kilometer - där det är tre minuter. Efter att fartygets hastighet visar sig vara otillräcklig för att fortsätta vara i rymden börjar nedstigningen. Det är intressant att i början av nedstigningen stiger den bakre delen av apparatens vingar tillsammans med kölen och stabilisatorerna som är installerade på den uppåt med en betydande vinkel. Detta görs för att öka luftmotståndet och minska nedstigningshastigheten. På 17 kilometers höjd återgår vingarna till sin ursprungliga position och SpaceShipOne planerar att landa på flygfältet.
Den första testflygningen av det suborbitala fordonet ägde rum den 20 maj 2003. Sedan lyfte WhiteKnight prototypfartyget till en höjd av över 14 kilometer. Mer än ett år senare genomfördes två bemannade flygningar, vilket gav projektets skapare välförtjänt berömmelse och priset för X-Prize-fonden. Den 29 september 2004 tog piloten M. Melville den erfarna SpaceShipOne till en höjd av 102, 93 kilometer. Bara fem dagar senare gjorde piloten B. Binney den andra giltiga uppstigningen i rymden och nådde 112 kilometer. För två bemannade suborbitalflygningar över två veckor (faktiskt en) fick Scaled Compositer LLS en utmärkelse på tio miljoner dollar.
Rymdskepp två
SpaceShip One -projektet var utan tvekan framgångsrikt och framgångsrikt. Men bara tre platser i sittbrunnen gjorde de kommersiella utsikterna för detta projekt mycket tveksamma. Det krävdes en väsentlig översyn av konstruktionen för att få fartygets bärighet till en mer framgångsrik form. För detta ändamål, nästan omedelbart efter att ha fått Ansari X -Prize, började Scaled Compositer LLS ett nytt projekt - SpaceShipTwo (SS2).
Konstruktionen av den andra versionen av "Space Spike" liknar till viss del den första. De nya kraven på bärighet kan dock inte annat än påverka layouten. Så det var nödvändigt att ändra storleken på flygkroppen, ordna om den och ändra vingens läge. Till skillnad från den höga vingen SpaceShipOne är SS2 en låg vinge: dess vinge är fäst vid botten av flygkroppen. Detta gjordes för att förbättra flygprestanda i täta lager av atmosfären och öka termiskt motstånd vid nedstigning. Slutligen har kölens och stabilisatorernas form ändrats. När det gäller vinglyftsystemet befanns denna metod för att sänka nedstigningshastigheten vara helt framgångsrik och acceptabel för användning i ett nytt projekt. En liknande sak hände med typen av framdrivningssystem, även om förändringen i apparatens massa och storlek parametrar innebar utvecklingen av en ny gasmotor.
SpaceShipTwo flygproceduren liknar i allmänhet den för den första versionen av fordonet. Den enda skillnaden är i typen av hangarfartyg - WhiteKnight II utvecklades för SS2, som har en annan flygplanskonstruktion och nya turbojetmotorer. Enligt huvudkonstruktören för projektet B. Rutan kan SS2 stiga till en höjd av 300 kilometer, även om dessa uppgifter i praktiken ännu inte har bekräftats.
Att testa de olika delprogrammen för SpaceShipTwo -projektet var långt ifrån enkelt. Så den nya designen av enheten behövde bland annat ett nytt termiskt skydd. Men det mest utmanande arbetet innebar en ny, kraftfullare hybridmotor. Den 26 juli 2007 inträffade en tragedi vid testcentret på Mojave flygplats under motortester. Tanken med 4,5 ton oxidationsmedel tål inte trycket och exploderade. Spridda metallplintar dödade tre personer och ytterligare tre skadades av olika svårighetsgrad. Lyckligtvis fick de sårade nödvändig hjälp i tid och kunde på några veckor återgå till ett aktivt liv.
Den första testflygningen av den första prototypen SS2, som fick sitt eget namn VSS Enterprise, ägde rum den 22 mars 2010. Som i fallet med det första rymdskeppet dockades prototypfartyget under denna flygning hela tiden till bärarflygplanet. De närmaste månaderna spenderades på obemannade drag och kontroll av alla system ombord. I mitten av juli samma år lyfte SS2 för första gången med en besättning ombord. Två piloter kontrollerade ännu en gång driften av kommunikations-, navigations- och kontrollsystemen. Tre månader senare genomfördes den första avkopplingen av Enterprise, följt av en glidande nedstigning. På grund av vissa ekonomiska och tekniska skäl ägde den första suborbitala flygningen som planerades 2011 med att passera den nedre gränsen för rymden inte rum. Dessutom måste testflygningar avbrytas på obestämd tid förra hösten. För närvarande är testerna planerade att återupptas i sommar.
Av uppenbara skäl är det för tidigt att tala om de kommersiella utsikterna för SpaceShipTwo. Testerna har ännu inte slutförts och enheten har aldrig varit i rymden. Men redan hävdar ledningen för utvecklingsföretaget att fem SS2 och två WhiteKnight II kommer att byggas inom en snar framtid. Dessutom erbjöd Scaled Compositer LLS 2009 att boka platser för turistflyg. De bad om en biljett för 200 tusen amerikanska dollar. Men även tre år efter starten av inspelningsklienter kunde de första av dem fortfarande inte stiga upp i rymden.
Spacex drake
Mer framgångsrik än SS2 var SpaceXs Dragon -projekt. Till skillnad från programmen för Scaled Compositer LLS skapades den dock med stöd av NASA. Dessutom har det andra syften. Till skillnad från det rent turistiska SpaceShip är draken ett återinträdesfordon som är utformat för att leverera nyttolast till rymdstationer.
Det var just applikationsfunktionerna som orsakade Dragon -apparatens karakteristiska utseende och strukturella uppdelning. Den består av två delar - cylindrisk utrustning - last och last i form av en stympad kon. Inuti fartyget finns en tryckvolym på 14 kubikmeter och ytterligare 10 är inte skyddade från luftläckor. Rymdfarkosten sätts i en bana med hjälp av Falcon-9-uppskjutningsfordonet.
Drakens första testflygning ägde rum den 8 december 2010. Lanseringsfordonet startade från Kennedy Center -startskivan och satte fordonet i en bana. Dragon gjorde två banor runt jorden och gick ner. Landningskapseln översvämmades i Stilla havet, utanför den amerikanska kusten. Ett och ett halvt år senare - i maj 2012 - genomfördes den första fullfjädrade Dragon -sjösättningen. Rymdfarkosten som lanserades i omloppsbana närmade sig framgångsrikt ISS och dockades till den. Det är anmärkningsvärt att av de möjliga sex ton nyttolasten levererade Draken endast 520 kilo till ISS. Projektledarna tillskriver denna viktskillnad behovet av ytterligare verifiering av system och en ovilja att riskera en tung belastning av stor vikt. Dragon tog med sig vad de kallar tillvalsartiklar till ISS.
Inom en snar framtid avser SpaceX att slutföra mottagandet av alla dokument som är nödvändiga för fartygets drift. Efter det blir det möjligt att starta en fullvärdig kommersiell verksamhet. Även om, som de säger på SpaceX, kommer deras skapelse till en början att fungera uteslutande på leverans av varor till ISS. I en mer avlägsen framtid, på grundval av "Draken" kommer att skapas en bemannad rymdfarkost Red Dragon, utformad för att flyga till Mars. Men utvecklingen av detta alternativ är fortfarande i sin linda.
CST-100
Förutom små företag är flygindustrins jättar också engagerade i skapandet av kommersiella rymdfarkoster. Sedan 2009 har Boeing arbetat med CST-100-projektet. Vintern 2010 gick NASA -byrån med i utvecklingen av projektet, även om dess deltagande är att hjälpa till inom forskningsområdet och ta en liten del av finansieringen. Målet med CST-100-projektet är att skapa ett nytt rymdfarkoster för att skjuta upp gods och människor i omloppsbana. I framtiden bör en apparat som kan skjuta sju personer ut i rymden i viss mån bli skyttlarnas efterträdare.
Av uppenbara skäl är de tekniska detaljerna i projektet i stort sett okända. Ändå har Boeing -experter redan publicerat några av nyanserna i det framtida rymdfarkosten. Med en total massa på cirka 10 ton och en skrovdiameter på upp till 4,5 meter kommer den att levereras till en bana med ett Atlas V. Lanseringsfordon. Nedstigningen är planerad att utföras enligt samma metod som Dragon eller Ryska sojaz. På grundval av CST-100 är det planerat att skapa flera fordon för olika ändamål, avsedda att skjuta last och människor ut i rymden.
För närvarande testas olika system och komponenter i det framtida fartyget. Den första flygningen av CST-100 är planerad till 2015. Totalt planeras det 15: e året att genomföras tre lanseringar. Under den första kommer rymdfarkosten att sjösättas i en bana i automatiskt läge. Sedan kommer den andra obemannade rymdfarkosten att delta i tester av räddningssystemet, och bara i den tredje flygningen kommer det att finnas personer ombord på CST-100. Kommersiell användning av det nya rymdfarkosten kommer att börja först 2016, förutsatt att det inte finns några större problem vid testning.
Tycho brahe
Alla de projekt som beskrivs ovan har en sak gemensamt. De utvecklas av ganska stora organisationer. Som det visar sig behöver ett företag inte vara ett för att delta i det privata rymdloppet. Så designbyrån Copenhagen Suborbitals består av endast två personer - Christian von Bengtson och Peter Madsen. De assisteras av 17 entusiaster som är involverade i montering av alla komponenter i projektet. Rymdprogrammet "Tycho Brahe" är uppkallat efter den danska renässansens astronom. Målet med projektet som är uppkallat efter astronomen är byggandet av en raket- och rymdkomplex för suborbitalflygningar.
Tycho Brahe-komplexet består av en raketuppskjutare i kombination med ett HEAT-1X lanseringsfordon och en MSC (MicroSpaceCraft) bemannad kapsel. Raketen med en hybridmotor har en ovanlig storlek för denna teknik. Så HEAT-1X har en diameter på endast 64 cm. Det är lätt att gissa att den beboeliga kapseln också är liten. MSC -kapseln är ett förseglat rör med en glasnos. Enligt konstruktionernas konstruktion bör kapseln skjutas upp till cirka 100 kilometer med en raket. I flygningens sista fas går raketen tillsammans med kapseln i rörelse längs en ballistisk bana. Nedstigningen är tänkt att utföras med hjälp av aerodynamiska bromsar, en fallskärm och ett antal andra utrustningar. Med tanke på de små dimensionerna på nedstigningsfordonet uppstår allvarliga tvivel om genomförbarheten av en säker nedstigning.
Den första uppskjutningen av en raket med en mänsklig simulator och massa var planerad till den 5 september 2010. Det avbröts några timmar före utsatt tid. Vid en av de sista kontrollerna av systemen visade det sig att det var problem med uppvärmningen av oxideringsventilens tillförselventil. På grund av projektets särdrag måste uppvärmningen av denna del utföras med en vanlig hushållstork, till och med en kraftfull. Förbättringarna dröjde till början av juni förra året. Men sedan blev det problem, den här gången med tändsystemet. Lyckligtvis fixades det snabbt och den 3 juni lyfte HEAT-1X-raketen äntligen MSC upp i luften. Enligt flygplanen skulle raketen stiga till en höjd av cirka 2, 8 kilometer och sedan släppa kåpan och MSC -modulen. Den senare fick åka ner med fallskärm. Utgången till designhöjden och fotograferingen av modulen med dummy lyckades. Men landningsfärgskärmarna blev trassliga. Enheten föll i Östersjön.
Efter den första testkörningen kom personalen i Copenhagen Suborbitals fram till att det krävdes mycket förbättringar. Egentligen är det precis vad alla två dussin entusiaster gör nu. Tydligen har Tycho Brahe många nackdelar. Detta antagande stöds av det faktum att ett år efter den första inte helt lyckade flykten i komplexet har projektförfattarna inte bråttom att dela information om datumet för nästa lansering. Uppenbarligen har en grupp företagsamma medborgare ännu inte kunnat tänka på sin utveckling. Tycho Brahe är dock för närvarande det enda europeiska privata rymdprojektet som till och med har nått teststadiet.
