Den 25. maj i år, omkring klokken seks om aftenen i Moskva, fandt den første docking af den internationale rumstation og SpaceX Dragon, et rumskib udviklet af et privat selskab, sted. Denne begivenhed vakte megen ros og de mest vovede antagelser om verdens astronautikkens fremtid. Efter de fleste specialister og amatører inden for dette område af menneskelig aktivitet mener, at tiltrækning af private finanser og indsats til astronautik vil give det en glimrende impuls. Det skal bemærkes, at sådanne opspind har gået rundt i verden i ti år, hvis ikke mere. Men det var lanceringen af Dragon -lastbilen i kredsløb med den efterfølgende docking, der blev begivenheden, der gjorde simple gæt til meget realistiske versioner. I lyset af denne ændring i synspunkter kan vi forvente en vellykket gennemførelse af andre kommercielle projekter inden for astronautik.
SpaceShipOne
Det allerførste private rumfartøjsprojekt, SpaceShipOne, blev bygget af Scaled Compositer LLS siden slutningen af halvfemserne. Udviklingen af dette apparat til suborbitalflyvninger foregik, herunder for deltagelse i Ansari X-Prize-konkurrencen. For at modtage sidstnævnte skulle den nye enhed foretage to suborbitalflyvninger på to uger og vende tilbage til Jorden.
På grund af det særlige ved det foreslåede flyveforløb modtog SpaceShipOne et karakteristisk udseende. Aerodynamisk er det et halefri fly med lodrette køl forlænget bagud. Desuden har kølene i modsætning til det overvældende flertal af andre haleløse vandret fjerdragt. Denne kendsgerning vakte på en gang stor spænding for folk, der forsøgte at passe SpaceShipOne ind i den eksisterende layoutklassificering. En specialdesignet hybridraketmotor blev anbragt i den bageste skrog. De små dimensioner og krav til gasturbinemotorens fremdrift blev grunden til søgningen efter et nyt ikke-standardbrændstof. Som et resultat blev brændstofparret polybutadien - nitrogenoxid valgt. Polybutadienblokken er placeret i forbrændingskammeret, og når motoren startes, føres et oxidationsmiddel ind i kammeret.
Udover skibets usædvanlige kraftværk er forløbet af dets flyvning også interessant. Start fra en konventionel bane med tilstrækkelig længde udføres ved hjælp af et specialdesignet WhiteKnight -fly. Flyet med det originale design hæver rumfartøjet til en højde på 14 kilometer, hvorefter afkoblingen finder sted. Endvidere når SpaceShipOne, der flyver med inerti, den nødvendige angrebsvinkel, og piloten starter motoren. Inden for et minut giver en lille hybridraketmotor et tryk på i størrelsesordenen 7500 kgf. Under acceleration når det suborbitale køretøj en hastighed på lidt mere end M = 3, hvilket tydeligvis ikke er nok til at komme ind i kredsløb. Ikke desto mindre, efter at have slukket motoren i omkring 50 kilometers højde, er køretøjets hastighed tilstrækkelig til at fortsætte sin flyvning langs den ballistiske bane. Ved inerti stiger SpaceShipOne til sin maksimale flyvehøjde - cirka 100 kilometer - hvor det er tre minutter. Efter at skibets hastighed viser sig at være utilstrækkelig til fortsat at være i rummet, begynder nedstigningen. Det er interessant, at i begyndelsen af nedstigningen stiger den bageste del af apparatets vinger sammen med kølene og stabilisatorerne, der er installeret på den, opad med en betydelig vinkel. Dette gøres for at øge luftmodstanden og reducere nedstigningshastigheden. I 17 kilometers højde vender vingerne tilbage til deres oprindelige position, og SpaceShipOne planlægger at lande på flyvepladsen.
Den første testflyvning af det suborbitale køretøj fandt sted den 20. maj 2003. Derefter løftede WhiteKnight prototypeskibet til en højde på over 14 kilometer. Mere end et år senere fandt der to bemandede flyvninger sted, hvilket bragte skaberne af projektet velfortjent berømmelse og prisen for X-Prize-fonden. Den 29. september 2004 bragte piloten M. Melville den erfarne SpaceShipOne til en højde på 102, 93 kilometer. Blot fem dage senere foretog pilot B. Binney den anden gyldige opstigning i rummet og nåede 112 kilometer. For to bemandede suborbitalflyvninger over to uger (faktisk en) modtog Scaled Compositer LLS en pris på ti millioner dollars.
Rumskib to
SpaceShip One -projektet var utvivlsomt vellykket og vellykket. Men kun tre pladser i cockpittet gjorde de kommercielle udsigter for dette projekt meget tvivlsomme. Det var nødvendigt at revidere designet betydeligt for at bringe skibets bæreevne til en mere vellykket form. Til dette formål begyndte Scaled Compositer LLS næsten umiddelbart efter at have modtaget Ansari X -prisen et nyt projekt - SpaceShipTwo (SS2).
Konstruktionen af den anden version af "Space Spike" ligner til en vis grad den første. De nye krav til bæreevne kunne imidlertid ikke andet end påvirke layoutet. Så det var nødvendigt at ændre størrelsen på skroget, omarrangere det og ændre vingens position. I modsætning til den højvingede SpaceShipOne er SS2 et lavvinget fly: dens vinge er fastgjort til bunden af flykroppen. Dette blev gjort for at forbedre flyveydelsen i tætte lag af atmosfæren og øge den termiske modstand under nedstigning. Endelig er kølens og stabilisatorernes form blevet ændret. Hvad angår vingeliftsystemet, blev denne metode til at sænke nedstigningshastigheden fundet fuldstændig vellykket og acceptabel til brug i et nyt projekt. En lignende ting skete med typen af fremdriftssystem, selvom ændringen i apparatets masse- og størrelsesparametre indebar udvikling af en ny gasmotor.
SpaceShipTwo -flyveproceduren ligner generelt den i den første version af køretøjet. Den eneste forskel er i typen af hangarskib - WhiteKnight II blev udviklet til SS2, som har et andet skroglayout og nye turbojetmotorer. Ifølge chefkonstruktøren af projektet B. Rutan er SS2 i stand til at stige til en højde på 300 kilometer, selv om disse data i praksis endnu ikke er blevet bekræftet.
At teste de forskellige delprogrammer i SpaceShipTwo -projektet var langt fra let. Så det nye design af enheden havde også brug for en ny termisk beskyttelse. Men det mest udfordrende arbejde involverede en ny, mere kraftfuld hybridmotor. Den 26. juli 2007 opstod en tragedie i testcentret i Mojave -lufthavnen under motortest. Tanken med 4,5 tons oxidationsmiddel kunne ikke modstå trykket og eksploderede. Spredte metalsplinter dræbte tre mennesker og tre flere blev såret af forskellig sværhedsgrad. Heldigvis modtog de sårede den nødvendige hjælp til tiden og kunne på få uger vende tilbage til et aktivt liv.
Den første testflyvning af den første prototype SS2, der fik sit eget navn VSS Enterprise, fandt sted den 22. marts 2010. Som i tilfældet med det første SpaceShip blev prototypeskibet under denne flyvning dokket til luftfartøjsflyet hele tiden. De næste par måneder blev brugt på ubemandede træk og kontrol af alle indbyggede systemer. I midten af juli samme år startede SS2 for første gang med et besætning om bord. To piloter kontrollerede endnu en gang driften af kommunikations-, navigations- og kontrolsystemerne. Tre måneder senere blev den første afkobling af Enterprise foretaget efterfulgt af en glidende nedstigning. På grund af nogle økonomiske og tekniske årsager fandt den første suborbitalflyvning, der var planlagt til 2011 med krydsning af den nedre grænse for rummet, ikke sted. Desuden måtte testflyvninger suspenderes på ubestemt tid sidste efterår. I øjeblikket er testen planlagt til at genoptage til sommer.
Af indlysende årsager er det for tidligt at tale om de kommercielle udsigter for SpaceShipTwo. Testene er endnu ikke afsluttet, og enheden har aldrig været i rummet. Men allerede lederen af udviklerfirmaet hævder, at fem SS2 og to WhiteKnight II vil blive bygget i den nærmeste fremtid. Derudover tilbød Scaled Compositer LLS tilbage i 2009 at booke pladser til turistflyvninger. De bad om en billet til 200 tusind amerikanske dollars. Selv tre år efter starten af registrering af klienter var den første af dem dog stadig ikke i stand til at stige op i det ydre rum.
Spacex drage
Mere vellykket end SS2 var SpaceX's Dragon -projekt. I modsætning til programmerne i Scaled Compositer LLS blev den imidlertid oprettet med støtte fra NASA. Derudover har det andre formål. I modsætning til det rent turistede SpaceShip er dragen et genindkøretøj designet til at levere nyttelast til rumstationer.
Det var applikationsfunktionerne, der forårsagede det karakteristiske udseende og den strukturelle opdeling af Dragon -apparatet. Den består af to dele - cylindrisk udstyr - last og last i form af en afkortet kegle. Inde i skibet er der et trykvolumen på 14 kubikmeter og 10 flere er ikke beskyttet mod luftlækager. Rumfartøjet sættes i kredsløb ved hjælp af Falcon-9 affyringsvogn.
Dragonens første testflyvning fandt sted den 8. december 2010. Lanceringskøretøjet startede fra Kennedy Center -affyringsrampen og satte køretøjet i kredsløb. Dragon lavede to baner rundt om Jorden og gik ned. Landingskapslen blev oversvømmet i Stillehavet, ud for den amerikanske kyst. Halvandet år senere - i maj 2012 - blev den første fuldgyldige Dragon -opsendelse gennemført. Rumfartøjet lanceret i kredsløb nærmede sig med succes ISS og blev docket til det. Det er bemærkelsesværdigt, at af de mulige seks tons nyttelast leverede dragen kun 520 kilo til ISS. Projektlederne tilskriver denne vægtforskel behovet for yderligere verifikation af systemer og en uvillighed til at risikere en tung belastning af stor betydning. Dragon bragte det, de kalder valgfrie varer, til ISS.
I den nærmeste fremtid har SpaceX til hensigt at fuldføre modtagelsen af alle dokumenter, der er nødvendige for skibets drift. Herefter vil det være muligt at starte en fuldgyldig kommerciel operation. Selvom de, som de siger hos SpaceX, i begyndelsen kun vil arbejde med levering af gods til ISS. I den fjernere fremtid vil der på basis af "Dragen" blive skabt et bemandet rumfartøj Red Dragon, designet til at flyve til Mars. Men udviklingen af denne mulighed er stadig i sin spæde start.
CST-100
Udover små virksomheder er luftfartsindustriens giganter også engageret i oprettelsen af kommercielle rumfartøjer. Siden 2009 har Boeing arbejdet på CST-100-projektet. I vinteren 2010 sluttede NASA -agenturet sig til udviklingen af projektet, selvom dets deltagelse er at hjælpe inden for forskning og tage en lille del af finansieringen. Målet med CST-100-projektet er at skabe et nyt rumfartøj til affyring af gods og mennesker i kredsløb. I fremtiden bør et apparat, der er i stand til at sende syv mennesker ud i rummet, i nogen grad blive efterfølgeren til Shuttles.
Af indlysende årsager er de tekniske detaljer i projektet stort set ukendte. Ikke desto mindre har Boeing -eksperter allerede offentliggjort nogle af nuancerne i det fremtidige rumfartøj. Med en samlet masse på cirka 10 tons og en skrogdiameter på op til 4,5 meter, vil den blive leveret i kredsløb ved hjælp af et Atlas V. affyringsvogn. Nedstigningen er planlagt til at blive udført efter den samme metode, som dragen eller Russisk Soyuz. På grundlag af CST-100 er det planlagt at oprette flere køretøjer til forskellige formål, designet til at sende gods og mennesker ud i rummet.
I øjeblikket testes forskellige systemer og komponenter af det fremtidige skib. Den første flyvning af CST-100 er planlagt til 2015. I alt planlægges det i det 15. år at gennemføre tre opsendelser. Under den første vil rumfartøjet blive sendt i kredsløb i automatisk tilstand. Derefter vil det andet ubemandede rumfartøj deltage i test af redningssystemet, og kun i den tredje flyvning vil der være mennesker om bord på CST-100. Kommerciel brug af det nye rumfartøj begynder først i 2016, forudsat at der ikke er større problemer med at teste.
Tycho brahe
Alle de projekter, der er beskrevet ovenfor, har én ting tilfælles. De er udviklet af ret store organisationer. Som det viser sig, behøver et firma ikke at være et for at deltage i det private rumløb. Så designbureauet Copenhagen Suborbitals består kun af to mennesker - Christian von Bengtson og Peter Madsen. De assisteres af 17 entusiaster, der er involveret i samlingen af alle komponenter i projektet. Rumprogrammet "Tycho Brahe" er opkaldt efter den danske renæssances astronom. Målet med projektet opkaldt efter astronomen er konstruktionen af et raket- og rumkompleks til suborbitalflyvninger.
Tycho Brahe-komplekset består af en raketaffyringsrampe kombineret med et HEAT-1X affyringsvogn og en MSC (MicroSpaceCraft) bemandet kapsel. Raketten med en hybridmotor har en usædvanlig størrelse til denne klasse af teknologi. Så HEAT-1X har en diameter på kun 64 cm. Det er let at gætte på, at den beboelige kapsel også er lille i størrelse. MSC -kapslen er et forseglet rør med en glasnæse. Som konstrueret af designerne, skal kapslen skydes op i en højde på omkring 100 kilometer ved hjælp af en raket. I den sidste fase af flyvningen går raketten sammen med kapslen i bevægelse langs en ballistisk bane. Nedstigningen formodes at udføres ved hjælp af aerodynamiske bremser, en faldskærm og en række andet udstyr. I betragtning af nedstigningskøretøjets små dimensioner opstår der alvorlig tvivl om muligheden for en sikker nedstigning.
Den første opsendelse af en raket med en masse og størrelse menneskelig simulator var planlagt til den 5. september 2010. Det blev aflyst et par timer før den fastsatte tid. Under en af de sidste kontroller af systemerne viste det sig, at der var problemer med opvarmning af oxidationsforsyningsventilen. På grund af projektets særlige forhold skulle opvarmning af denne del udføres ved hjælp af en almindelig husholdningsføner, endda en kraftig. Forbedringerne fortsatte til begyndelsen af juni sidste år. Men så var der problemer, denne gang med tændingssystemet. Heldigvis blev det hurtigt løst, og den 3. juni løftede HEAT-1X-raketten endelig MSC i luften. Ifølge flyveplanen skulle raketten stige til omkring 2, 8 kilometer i en højde og derefter tabe kåben og MSC -modulet. Sidstnævnte måtte ned med faldskærm. Udgangen til designhøjden og optagelsen af modulet med dummy var vellykket. Men faldskærmslinjerne blev sammenfiltrede. Enheden faldt i Østersøen.
Efter den første testkørsel kom Copenhagen Suborbitals -personale til den konklusion, at der var behov for mange forbedringer. Faktisk er det præcis, hvad alle to dusin entusiaster gør nu. Tilsyneladende har Tycho Brahe en masse ulemper. Denne antagelse understøttes af det faktum, at et år efter den første ikke helt vellykkede flyvning af komplekset har projektforfatterne ikke travlt med at dele oplysninger om datoen for den næste lancering. Det er klart, at en gruppe af initiativrige borgere endnu ikke er i stand til at tænke på deres udvikling. Tycho Brahe er imidlertid i øjeblikket det eneste europæiske private rumprojekt, der endda har nået testfasen.
