Den 21 juli 2011 gjorde den amerikanska rymdfarkosten Atlantis sin sista landning, vilket satte stopp för det långa och spännande rymdtransportsystemet. Av ett antal tekniska och ekonomiska skäl beslutades att avbryta driften av rymdfärjessystemet. Men tanken på ett återanvändbart rymdfarkoster övergavs inte. För närvarande utvecklas flera liknande projekt samtidigt, och några av dem har redan lyckats visa sin potential.
Rymdfärjan återanvändbara rymdfarkostprojekt strävade efter flera huvudmål. En av de viktigaste var att sänka kostnaden för flygningen och förbereda den. Möjligheten att använda samma fartyg i teorin gav flera fördelar. Dessutom gjorde hela det komplexa karaktäristiska tekniska utseendet det möjligt att avsevärt öka de tillåtna dimensionerna och vikten av nyttolasten. En unik egenskap hos STS var möjligheten att återföra rymdfarkoster till jorden inuti lastutrymmet.
Den sista uppskjutningen av rymdfarkosten Altantis, 8 juli 2011 Foto av NASA
Men under drift visade det sig att inte alla uppgifter var klara. Så i praktiken visade sig förberedelsen av fartyget vara för lång och dyr - enligt dessa parametrar passade projektet inte in i de ursprungliga kraven. I ett antal fall skulle den återanvändbara rymdfarkosten i princip inte kunna ersätta "konventionella" skjutbilar. Slutligen ledde den gradvisa moraliska och fysiska föråldringen av utrustning till de allvarligaste riskerna för besättningarna.
Som ett resultat beslutades att avbryta driften av rymdtransportsystemet. Den sista 135: e flygningen ägde rum sommaren 2011. Fyra befintliga fartyg skrevs av och överfördes till museer som onödiga. Den mest kända konsekvensen av sådana beslut var det faktum att det amerikanska rymdprogrammet lämnades utan eget bemannat rymdfarkoster i flera år. Fram till nu måste astronauter gå in i en bana med rysk teknik.
Dessutom lämnades hela planeten utan återanvändbara system under en obestämd period. Vissa åtgärder vidtas dock redan. Hittills har amerikanska företag utvecklat flera projekt av återanvändbara rymdfarkoster av ett eller annat slag. Alla nya prover har redan, åtminstone, tagits ut för testning. Inom överskådlig framtid kommer de också att kunna gå in i fullvärdig verksamhet.
Boeing X-37
Huvudkomponenten i STS -komplexet var ett orbitalflygplan. Detta koncept används för närvarande i Boeings X-37-projekt. I slutet av nittiotalet började Boeing och NASA studera ämnet återanvändbara rymdfarkoster som kan befinna sig i en bana och flyga i atmosfären. I början av det senaste decenniet ledde detta arbete till starten av X-37-projektet. År 2006 nådde en prototyp av en ny typ flygprov med ett fall från ett flygplan.
Boeing X-37B-flygplan i lanseringsfordon. Foto av US Air Force
Programmet intresserade det amerikanska flygvapnet och har sedan 2006 genomförts i deras intresse, om än med viss hjälp från NASA. Enligt officiella uppgifter vill flygvapnet få ett lovande orbitalflygplan som kan skjuta upp olika laster i rymden eller utföra olika experiment. Enligt olika uppskattningar kan det nuvarande X-37B-projektet också användas i andra uppdrag, inklusive de som är relaterade till spaning eller fullvärdigt stridsarbete.
Den första rymdflygningen av rymdfarkosten X-37B ägde rum 2010. I slutet av april lanserade Atlas V -lanseringsfordon fordonet i en förutbestämd bana där det stannade i 224 dagar. Landning "som ett flygplan" ägde rum i början av december samma år. I mars året därpå började den andra flygningen, som varade fram till juni 2012. I december skedde nästa lansering och den tredje landningen genomfördes först i oktober 2014. Från maj 2015 till maj 2017 genomförde den erfarna X-37B sin fjärde flygning. Den 7 september förra året började ytterligare en testflygning. När det är klart är det inte specificerat.
Enligt de få officiella uppgifterna är syftet med flygningarna att studera arbetet med ny teknik i omloppsbana, samt att genomföra olika experiment. Även om de erfarna X-37B: erna löser militära uppgifter, avslöjar inte kunden och entreprenören sådan information.
I sin nuvarande form är Boeing X-37B-produkten ett raketflygplan med ett karakteristiskt utseende. Det kännetecknas av ett stort flygplan och mellanplan. En raketmotor används; kontrollen utförs automatiskt eller med kommandon från marken. Enligt kända data finns ett lastutrymme med en längd på mer än 2 m och en diameter på över 1 m i flygkroppen, som rymmer upp till 900 kg nyttolast.
Just nu är den erfarna X-37B i omloppsbana och löser de tilldelade uppgifterna. När han kommer tillbaka till jorden är okänt. Information om pilotprojektets fortsatta framsteg har inte heller specificerats. Tydligen kommer nya meddelanden om den mest intressanta utvecklingen att visas inte tidigare än nästa landning av prototypen.
SpaceDev / Sierra Nevada Dream Chaser
En annan version av orbitalplanet är rymdfarkosten Dream Chaser från SpaceDev. Detta projekt har utvecklats sedan 2004 för att delta i NASA Commercial Orbital Transportation Services (COTS) -programmet, men kunde inte klara den första etappen av urvalet. Utvecklingsföretaget gick emellertid snart överens om att samarbeta med United Launch Alliance, som var redo att erbjuda sitt lanseringsfordon Atlas V. År 2008 blev SpaceDev en del av Sierra Nevada Corporation, och fick strax efter ytterligare finansiering för att skapa sina flygplan. Senare ingicks ett avtal med Lockheed Martin om gemensam konstruktion av experimentell utrustning.
Erfaren orbitalplan Dream Chaser. Foto av NASA
I oktober 2013 tappades den flygande prototypen av Dream Chaser från en bärarhelikopter, varefter den bytte till en glidflygning och utförde en horisontell landning. Trots sammanbrottet under landningen bekräftade prototypen designegenskaperna. I framtiden genomfördes några andra tester på läktarna. Baserat på deras resultat slutfördes projektet och 2016 byggdes en prototyp för rymdflygningar. I mitten av förra året tecknade NASA, Sierra Nevada och ULA ett avtal om att genomföra två orbitalflyg 2020-21.
För inte så länge sedan fick utvecklarna av Dream Chaser -enheten tillstånd att starta i slutet av 2020. Till skillnad från en rad andra moderna utvecklingar kommer det här rymdens första rymduppdrag att utföras med en riktig last. Rymdfarkosten måste leverera viss last till den internationella rymdstationen.
I sin nuvarande form är det återanvändbara rymdfarkosten Sierra Nevada / SpaceDev Dream Chaser ett flygplan med ett karakteristiskt utseende, som påminner utåt om en del amerikansk och utländsk utveckling. Fordonet har en total längd på 9 m och är utrustad med en deltavinge med en spännvidd på 7 m. För kompatibilitet med befintliga startbilar kommer en vikbar vinge att utvecklas i framtiden. Startvikten bestäms till 11,34 ton. Dream Chaser kommer att kunna leverera 5, 5 ton last till ISS och återvända upp till 2 ton till jorden. Nedstigning från omloppsbana "som ett flygplan" är förknippat med lägre överbelastning, vilket förväntas vara användbart för leverans av viss utrustning och prover i separata experiment.
Spacex drake
Av flera skäl är tanken på ett kretsande flygplan för närvarande inte särskilt populär bland utvecklare av ny rymdteknik. Mer bekvämt och lönsamt anses nu vara en återanvändbar rymdfarkost med det "traditionella" utseendet, som skjuts upp i en bana med hjälp av ett uppskjutningsfordon och återvänder till jorden utan att använda vingar. Den mest framgångsrika utvecklingen av detta slag är SpaceX's Dragon.
SpaceX Dragon-lastfartyget (CRS-1-uppdrag) nära ISS. Foto av NASA
Arbetet med Dragon -projektet startade 2006 och genomfördes under COTS -programmet. Målet med projektet var att skapa en rymdfarkost med möjlighet till flera uppskjutningar och returer. Den första versionen av projektet innebar skapandet av ett transportfartyg, och i framtiden var det planerat att utveckla en bemannad modifikation på grundval av detta. Hittills har Dragon i "lastbil" -versionen visat definitiva resultat, medan den förväntade framgången för den bemannade versionen av fartyget ständigt förändras när det gäller tid.
Den första demonstrationslanseringen av Dragon -transportfartyget ägde rum i slutet av 2010. Efter alla nödvändiga modifieringar beställde NASA en fullfjädrad lansering av en sådan enhet för att leverera last till den internationella rymdstationen. Den 25 maj 2012 lade Dragon framgångsrikt till ISS. I framtiden genomfördes flera nya lanseringar med leverans av varor i omloppsbana. Lanseringen den 3 juni 2017 blev programmets viktigaste etapp. För första gången i programmets historia sjösattes det reparerade fartyget. I december gick ytterligare en rymdfarkost ut i rymden och flydde redan till ISS. Med hänsyn till alla tester har Dragon -produkter hittills gjort 15 flygningar.
2014 tillkännagav SpaceX det lovande rymdfarkosten Dragon V2. Det hävdades att denna enhet, som är en utveckling av den befintliga lastbilen, kommer att kunna leverera i omloppsbana eller återvända hem upp till sju astronauter. Det rapporterades också att det nya fartyget i framtiden skulle kunna användas för att flyga runt månen, bland annat med turister ombord.
Som ofta händer med SpaceX -projekt har Dragon V2 -projektets tidslinje skiftat flera gånger. På grund av förseningar med den påstådda Falcon Heavy -transportören flyttades datumet för de första testerna till 2018 och den första bemannade flygningen smög sig gradvis bort till 2019. Slutligen, för några veckor sedan, meddelade utvecklingsbolaget sin avsikt att överge certifieringen av den nya "Draken" för bemannade flygningar. I framtiden ska sådana uppgifter lösas med hjälp av det återanvändbara BFR -systemet, som ännu inte har skapats.
Dragtransportfartyget har en total längd på 7,2 m med en diameter på 3,66 m. Torrvikten är 4,2 ton. Den kan leverera en nyttolast som väger 3,3 ton till ISS och returnera upp till 2,5 ton last. För att rymma viss last föreslås att man använder ett förseglat fack med en volym på 11 kubikmeter och en trycklös 14 kubikmeter volym. Det oslutade facket tappas under nedstigning och brinner upp i atmosfären, medan den andra lastvolymen återvänder till jorden och landar fallskärm. För att korrigera banan är rymdfarkosten utrustad med 18 Draco-motorer. Systemens effektivitet säkerställs av ett par solpaneler.
Vid utvecklingen av den bemannade versionen av "Draken" användes vissa enheter av bastransportfartyget. Samtidigt måste det förseglade facket omarbetas betydligt för att lösa nya problem. Några andra delar av fartyget har också förändrats.
Lockheed martin orion
2006 enades NASA och Lockheed Martin om att bygga ett lovande återanvändbart rymdfarkoster. Projektet har fått sitt namn efter en av de ljusaste stjärnbilderna - Orion. Vid decennieskiftet, efter avslutad del av arbetet, föreslog USA: s ledning att överge detta projekt, men efter långa tvister räddades det. Arbetet fortsatte och har hittills lett till vissa resultat.
Perspektivfartyget Orion sett av konstnären. NASA teckning
I enlighet med det ursprungliga konceptet skulle Orion -fartyget användas i olika uppdrag. Med sin hjälp skulle den leverera varor och människor till den internationella rymdstationen. Med lämplig utrustning kunde han gå till månen. Möjligheten att flyga till en av asteroiderna eller till och med Mars utarbetades också. Ändå tillskrivs lösningen av sådana problem den avlägsna framtiden.
Enligt planerna under det senaste decenniet skulle den första testlanseringen av Orion äga rum 2013. För 2014 planerade de att börja med astronauter ombord. Flyget till månen kan genomföras fram till slutet av decenniet. Därefter justerades schemat. Den första obemannade flygningen sköts upp till 2014 och besättningen startade till 2017. Månuppdrag skjuts upp till tjugoårsåldern. Nu har besättningsflygningar skjutits upp till nästa decennium.
Den 5 december 2014 ägde den första testlanseringen av Orion rum. Rymdfarkosten med nyttolastsimulatorn sjösattes i omloppsbana av lanseringsfordonet Delta IV. Några timmar efter sjösättningen återvände han till jorden och plaskade ner i ett visst område. Inga nya lanseringar har genomförts än. Specialister från Lockheed Martin och NASA satt dock inte lediga. Under de senaste åren har ett antal prototyper byggts för att utföra vissa tester i markförhållanden.
För bara några veckor sedan började byggandet av den första Orion för bemannad flygning. Lanseringen är planerad till nästa år. Uppgiften att skjuta upp rymdfarkosten i omloppsbana kommer att anförtros det lovande lanseringsfordonet Space Launch System. Slutförandet av det pågående arbetet kommer att visa de verkliga utsikterna för hela projektet.
Orion -projektet möjliggör konstruktion av ett fartyg med en längd av cirka 5 m och en diameter på cirka 3,3 m. Ett kännetecken för denna apparat är en stor inre volym. Trots installationen av nödvändig utrustning och instrument finns det lite mindre än 9 kubikmeter ledigt utrymme kvar i det förseglade facket, lämpligt för installation av vissa enheter, inklusive besättningsstolar. Fartyget kommer att kunna ta ombord upp till sex astronauter eller en specifik last. Fartygets totala massa bestäms till 25,85 ton.
Suborbitala system
För närvarande genomförs flera intressanta program som inte möjliggör lansering av en nyttolast i jordens bana. Framtida modeller av utrustning från ett antal amerikanska företag kommer endast att kunna utföra suborbitalflygningar. Denna teknik är tänkt att användas för viss forskning eller för utveckling av rymdturism. Nya projekt av detta slag beaktas inte i samband med utvecklingen av ett fullfjädrat rymdprogram, men ändå är de av viss intresse.
Suborbitalfordon SpaceShipTwo under vingen av White Knight Two -flygplanet. Foto Virgin Galactic / virgingalactic.com
SpaceShipOne och SpaceShipTwo -projekten från Scale Composites och Virgin Galactic föreslår byggandet av ett komplex bestående av ett flygplan och ett orbitalflygplan. Sedan 2003 har de två typerna av utrustning utfört ett betydande antal testflygningar, under vilka olika designfunktioner och arbetsmetoder testades. Det förväntas att ett rymdskepp av typen SpaceShipTwo kommer att kunna ta ombord upp till sex turistpassagerare och lyfta dem till en höjd av minst 100-150 km, d.v.s. över den yttre rymdens nedre gräns. Start och landning bör utföras från ett "traditionellt" flygfält.
Blue Origin har arbetat med en annan version av det suborbitala rymdsystemet sedan mitten av det senaste decenniet. Hon föreslår att utföra sådana flygningar med hjälp av ett paket med ett skjutfordon och ett fartyg, liknande dem som används i andra program. Dessutom måste både raket och fartyg vara återanvändbara. Komplexet fick namnet New Shepard. Sedan 2011 har missiler och fartyg av en ny typ regelbundet utfört testflygningar. Det har redan lyckats skicka rymdfarkosten till en höjd av mer än 110 km, samt att säkerställa säker retur av både rymdfarkosten och uppskjutningsfordonet. I framtiden bör New Shepard -systemet vara en av innovationerna inom rymdturism.
Återanvändbar framtid
I tre decennier, sedan början av åttiotalet av förra seklet, har rymdtransportsystemet / rymdfärjan varit det viktigaste fordonet för att leverera människor och varor till en bana i NASA: s arsenal. På grund av moralisk och fysisk föråldring, liksom i samband med omöjligheten att uppnå alla önskade resultat, avbröts driften av skyttlarna. Sedan 2011 har USA inga operativa återanvändbara fartyg. Dessutom, medan de inte har ett eget bemannat fordon, som ett resultat av vilket astronauterna måste flyga på utländsk teknik.
Trots upphörandet av rymdtransportsystemet, överger den amerikanska astronautiken inte själva tanken på återanvändbara rymdskepp. Denna teknik är fortfarande av stort intresse och kan användas i en mängd olika uppdrag. För närvarande utvecklar NASA och ett antal kommersiella organisationer flera lovande rymdfarkoster samtidigt, både orbitalflygplan och system med kapslar. För närvarande är dessa projekt i olika skeden och visar olika framgångar. I den närmaste framtiden, senast i början av tjugoårsåldern, kommer de flesta nya utvecklingen att nå test- eller fullvärdiga flygningar, vilket gör det möjligt att ompröva situationen och dra nya slutsatser.
