Den 21. juli 2011 foretog det amerikanske rumfartøj Atlantis sin sidste landing, hvilket satte en stopper for det lange og spændende Space Transportation System -program. Af en række tekniske og økonomiske årsager blev det besluttet at afbryde driften af rumfærgen. Ikke desto mindre blev ideen om et genanvendeligt rumfartøj ikke opgivet. I øjeblikket udvikles flere lignende projekter på én gang, og nogle af dem har allerede formået at vise deres potentiale.
Rumfærgen genanvendelige rumfartøjsprojekt forfulgte flere hovedmål. En af de vigtigste var at reducere omkostningerne ved flyvningen og forberede den. Muligheden for flere brug af det samme skib i teorien gav visse fordele. Desuden gjorde det komplekse karakteristiske tekniske udseende det muligt at øge de tilladte dimensioner og vægt af nyttelast betydeligt. Et unikt træk ved STS var evnen til at returnere rumfartøjer til Jorden inde i lastrummet.
Den sidste opsendelse af Altantis -rumfartøjet, 8. juli 2011 Foto af NASA
Under operationen blev det imidlertid konstateret, at ikke alle opgaver blev udført. Så i praksis viste det sig at være for langt og dyrt at forberede skibet til flyvning - ifølge disse parametre passede projektet ikke ind i de oprindelige krav. I en række tilfælde kunne det genanvendelige rumfartøj i princippet ikke erstatte "konventionelle" affyringsbiler. Endelig førte den gradvise moralske og fysiske forældelse af udstyr til de alvorligste risici for besætningerne.
Som følge heraf blev det besluttet at afslutte driften af rumtransportsystemet. Den sidste 135. flyvning fandt sted i sommeren 2011. Fire eksisterende skibe blev afskrevet og overført til museer som unødvendige. Den mest berømte konsekvens af sådanne beslutninger var det faktum, at det amerikanske rumprogram stod tilbage uden sit eget bemandede rumfartøj i flere år. Indtil nu skal astronauter komme ind i kredsløb ved hjælp af russisk teknologi.
Desuden blev hele planeten efterladt uden genanvendelige systemer i en ubestemt periode. Visse foranstaltninger træffes imidlertid allerede. Til dato har amerikanske virksomheder udviklet flere projekter med genanvendelige rumfartøjer af den ene eller anden art. Alle nye prøver er allerede i det mindste taget ud til test. I en overskuelig fremtid vil de også kunne gå i fuld drift.
Boeing X-37
Hovedkomponenten i STS -komplekset var et orbitalfly. Dette koncept bruges i øjeblikket i Boeings X-37-projekt. Til sidst i halvfemserne begyndte Boeing og NASA at studere emnet genanvendelige rumfartøjer, der kunne være i kredsløb og flyve i atmosfæren. I begyndelsen af det sidste årti førte dette arbejde til starten af X-37-projektet. I 2006 nåede en prototype af en ny type flyvetest med et fald fra et luftfartøjsfly.
Boeing X-37B-fly i en lanceringsvogn. Foto af US Air Force
Programmet interesserede det amerikanske luftvåben, og har siden 2006 været implementeret i deres interesse, omend med en vis bistand fra NASA. Ifølge officielle data ønsker luftvåbnet at få et lovende kredsløb, der er i stand til at lancere forskellige laster i rummet eller udføre forskellige eksperimenter. Ifølge forskellige skøn kan det nuværende X-37B-projekt også bruges i andre missioner, herunder dem, der vedrører rekognoscering eller fuldgyldigt kamparbejde.
Den første rumflyvning af rumfartøjet X-37B fandt sted i 2010. I slutningen af april lancerede Atlas V -lanceringskøretøjet køretøjet i en forudbestemt bane, hvor det opholdt sig i 224 dage. Landing "som et fly" fandt sted i begyndelsen af december samme år. I marts året efter begyndte den anden flyvning, der varede indtil juni 2012. I december fandt den næste opsendelse sted, og den tredje landing blev først udført i oktober 2014. Fra maj 2015 til maj 2017 udførte den erfarne X-37B sin fjerde flyvning. Den 7. september sidste år begyndte endnu en testflyvning. Hvornår det bliver afsluttet, er det ikke angivet.
Ifølge de få officielle data er formålet med flyvningerne at studere arbejdet med ny teknologi i kredsløb samt at udføre forskellige eksperimenter. Selvom de erfarne X-37B'er løser militære opgaver, afslører kunden og entreprenøren ikke sådanne oplysninger.
I sin nuværende form er Boeing X-37B-produktet et raketfly med et karakteristisk udseende. Det kendetegnes ved et stort fly og mellemområder. Der bruges en raketmotor; kontrol udføres automatisk eller med kommandoer fra jorden. Ifølge kendte data er der et lastrum med en længde på mere end 2 m og en diameter på over 1 m i skroget, som kan rumme op til 900 kg nyttelast.
Lige nu er den erfarne X-37B i kredsløb og løser de tildelte opgaver. Hvornår han vender tilbage til Jorden er ukendt. Oplysninger om pilotprojektets videre forløb er heller ikke specificeret. Tilsyneladende vil nye meddelelser om den mest interessante udvikling ikke dukke op før den næste landing af prototypen.
SpaceDev / Sierra Nevada Dream Chaser
En anden version af orbitalplanet er rumfartøjet Dream Chaser fra SpaceDev. Dette projekt er blevet udviklet siden 2004 for at deltage i NASA Commercial Orbital Transportation Services (COTS) -programmet, men kunne ikke bestå den første fase af udvælgelsen. Imidlertid blev udviklingsselskabet hurtigt enige om at samarbejde med United Launch Alliance, der var klar til at tilbyde sit Atlas V. affyringsvogn. I 2008 blev SpaceDev en del af Sierra Nevada Corporation og modtog kort efter yderligere finansiering til at oprette sit fly. Senere var der en aftale med Lockheed Martin om fælles konstruktion af forsøgsudstyr.
Erfaren orbitalplan Dream Chaser. Foto af NASA
I oktober 2013 blev den flyvende prototype af Dream Chaser droppet fra en transporthelikopter, hvorefter den skiftede til en svæveflyvning og udførte en vandret landing. På trods af sammenbruddet under landing bekræftede prototypen designegenskaberne. I fremtiden blev der udført nogle andre test på tribunerne. Baseret på deres resultater blev projektet afsluttet, og i 2016 startede konstruktionen af en prototype til rumflyvninger. I midten af sidste år underskrev NASA, Sierra Nevada og ULA en aftale om at gennemføre to orbitale flyvninger i 2020-21.
For ikke så længe siden fik udviklerne af Dream Chaser -enheden tilladelse til at starte i slutningen af 2020. I modsætning til en række andre moderne udviklinger vil dette skibs første rummission blive udført med en reel belastning. Rumfartøjet skal levere visse laster til den internationale rumstation.
I sin nuværende form er det genanvendelige rumfartøj Sierra Nevada / SpaceDev Dream Chaser et fly med et karakteristisk udseende, der udefra minder om nogle amerikanske og udenlandske udviklinger. Køretøjet har en samlet længde på 9 m og er udstyret med en deltavinge med et spænd på 7 m. For kompatibilitet med eksisterende lanceringskøretøjer vil der i fremtiden blive udviklet en foldevinge. Startvægten er bestemt til 11,34 tons. Dream Chaser vil kunne levere 5, 5 tons last til ISS og returnere op til 2 tons til Jorden. Nedstigning fra kredsløb "som et fly" er forbundet med lavere overbelastninger, som forventes at være nyttig til levering af noget udstyr og prøver i separate eksperimenter.
Spacex drage
Af en række årsager er ideen om et fly i kredsløb i øjeblikket ikke særlig populær blandt udviklere af ny rumteknologi. Mere bekvemt og rentabelt betragtes nu som et genanvendeligt rumfartøj med det "traditionelle" udseende, som bliver skudt i kredsløb ved hjælp af et affyringsvogn og vender tilbage til Jorden uden at bruge vinger. Den mest succesrige udvikling af denne art er SpaceX's Dragon.
SpaceX Dragon-fragtskibet (CRS-1-mission) nær ISS. Foto af NASA
Arbejdet med Dragon -projektet startede i 2006 og blev udført under COTS -programmet. Målet med projektet var at skabe et rumfartøj med mulighed for flere opsendelser og returneringer. Den første version af projektet involverede oprettelsen af et transportskib, og i fremtiden var det planlagt at udvikle en bemandet ændring på grundlag heraf. Til dato har Dragon i "lastbil" -versionen vist deciderede resultater, mens den forventede succes for den bemandede version af skibet konstant ændrer sig med tiden.
Den første demonstrationslancering af Dragon -transportskibet fandt sted i slutningen af 2010. Efter alle de nødvendige ændringer beordrede NASA en fuldgyldig lancering af en sådan enhed for at levere gods til den internationale rumstation. Den 25. maj 2012 lagde dragen med succes til ISS. I fremtiden blev der gennemført flere nye opsendelser med levering af varer i kredsløb. Lanceringen den 3. juni 2017 blev programmets vigtigste fase. For første gang i programmets historie blev det reparerede skib genudsendt. I december gik et andet rumfartøj ud i rummet og fløj allerede til ISS. Under hensyntagen til alle testene har Dragon -produkter foretaget 15 flyvninger til dato.
I 2014 annoncerede SpaceX det lovende Dragon V2 -bemandede rumfartøj. Det blev argumenteret for, at denne enhed, som er en udvikling af den eksisterende lastbil, vil være i stand til at levere til kredsløb eller vende hjem op til syv astronauter. Det blev også rapporteret, at det nye skib i fremtiden kunne bruges til at flyve rundt om månen, herunder med turister om bord.
Som det ofte sker med SpaceX -projekter, har Dragon V2 -projektets tidslinje ændret sig flere gange. På grund af forsinkelser med den påståede Falcon Heavy -transportør flyttede datoen for de første tests til 2018, og den første bemandede flyvning "sneg sig gradvist væk" til 2019. Endelig, for et par uger siden, annoncerede udviklingsselskabet sin intention om at opgive certificeringen af den nye "Dragon" til bemandede flyvninger. I fremtiden formodes sådanne opgaver at blive løst ved hjælp af det genanvendelige BFR -system, som endnu ikke er oprettet.
Dragetransportrummet har en samlet længde på 7,2 m med en diameter på 3,66 m. Tørvægten er 4,2 tons. Det er i stand til at levere en nyttelast på 3,3 tons til ISS og returnere op til 2,5 tons gods. For at imødekomme visse laster foreslås det at bruge et forseglet rum med et rumfang på 11 kubikmeter og et volumen uden tryk på 14 kubikmeter. Det uforseglede rum tabes under nedstigning og brænder op i atmosfæren, mens det andet lastvolumen vender tilbage til Jorden og lander faldskærm. For at korrigere kredsløbet er rumfartøjet udstyret med 18 Draco-motorer. Systemernes effektivitet sikres ved et par solpaneler.
I udviklingen af den bemandede version af "Dragen" blev der brugt visse enheder af grundtransportskibet. Samtidig skulle det forseglede rum omarbejdes betydeligt for at løse nye problemer. Nogle andre elementer i skibet er også ændret.
Lockheed martin orion
I 2006 blev NASA og Lockheed Martin enige om at bygge et lovende genanvendeligt rumfartøj. Projektet blev opkaldt efter et af de klareste stjernebilleder - Orion. Ved årsskiftet, efter afslutningen af en del af arbejdet, foreslog USA's ledelse at opgive dette projekt, men efter lange tvister blev det reddet. Arbejdet blev fortsat og har til dato ført til visse resultater.
Perspektivskibet Orion set af kunstneren. NASA tegning
I overensstemmelse med det originale koncept skulle Orion -skibet bruges til forskellige missioner. Med sin hjælp skulle den levere varer og mennesker til den internationale rumstation. Med det passende udstyr kunne han gå til månen. Muligheden for en flyvning til en af asteroiderne eller endda til Mars blev også udarbejdet. Ikke desto mindre blev løsningen af sådanne problemer tilskrevet den fjerne fremtid.
Ifølge planerne i det sidste årti skulle den første testlancering af Orion finde sted i 2013. For 2014 planlagde de at starte med astronauter om bord. Flyvningen til månen kunne udføres indtil slutningen af årtiet. Efterfølgende blev tidsplanen justeret. Den første ubemandede flyvning blev udskudt til 2014, og besætningen blev lanceret til 2017. Månens missioner blev udskudt til tyverne. Nu er besætningsflyvninger udskudt til det næste årti.
Den 5. december 2014 fandt den første testlancering af Orion sted. Rumfartøjet med nyttelastsimulatoren blev lanceret i kredsløb af Delta IV -affyringsvognen. Et par timer efter opsendelsen vendte han tilbage til Jorden og sprøjtede ned i et givet område. Der er endnu ikke foretaget nye lanceringer. Specialister fra Lockheed Martin og NASA sad imidlertid ikke inaktiv. I løbet af de sidste par år er der blevet bygget en række prototyper til at udføre visse tests under terrestriske forhold.
For bare et par uger siden begyndte byggeriet på den første Orion til bemandet flyvning. Lanceringen er planlagt til næste år. Opgaven med at lancere rumfartøjet i kredsløb vil blive betroet det lovende Space Launch System -affyringsvogn. Afslutning af det igangværende arbejde viser de reelle udsigter for hele projektet.
Orion -projektet muliggør konstruktion af et skib med en længde på ca. 5 m og en diameter på ca. 3,3 m. Et karakteristisk træk ved dette apparat er et stort internt volumen. På trods af installationen af det nødvendige udstyr og instrumenter er der lidt mindre end 9 kubikmeter ledig plads inde i det forseglede rum, egnet til installation af visse enheder, herunder besætningsstole. Skibet vil kunne tage ombord op til seks astronauter eller en bestemt last. Skibets samlede masse er bestemt til 25,85 tons.
Suborbital systemer
I øjeblikket implementeres flere interessante programmer, der ikke giver mulighed for lancering af en nyttelast i Jordens kredsløb. Fremtidige modeller af udstyr fra en række amerikanske virksomheder vil kun kunne foretage suborbitalflyvninger. Denne teknik formodes at blive brugt til noget forskning eller i udviklingen af rumturisme. Nye projekter af denne art tages ikke i betragtning i forbindelse med udviklingen af et fuldgyldigt rumprogram, men ikke desto mindre har de en vis interesse.
Suborbital køretøj SpaceShipTwo under vingen af White Knight Two -flyet. Foto Virgin Galactic / virgingalactic.com
SpaceShipOne og SpaceShipTwo -projekterne fra Scale Composites og Virgin Galactic foreslår opførelse af et kompleks bestående af et transportfly og et orbitalt fly. Siden 2003 har de to typer udstyr udført et betydeligt antal testflyvninger, hvor forskellige designfunktioner og arbejdsmetoder blev testet. Det forventes, at et rumskib af typen SpaceShipTwo vil kunne tage ombord på op til seks turistpassagerer og løfte dem til en højde på mindst 100-150 km, dvs. over den ydre rums nedre grænse. Start og landing bør udføres fra en "traditionel" flyveplads.
Blue Origin har arbejdet på en anden version af det suborbitale rumsystem siden midten af det sidste årti. Hun foreslår at udføre sådanne flyvninger ved hjælp af et bundt af et affyringsvogn og et skib, der ligner dem, der bruges i andre programmer. Desuden skal både raketten og skibet kunne genbruges. Komplekset fik navnet New Shepard. Siden 2011 har missiler og skibe af en ny type regelmæssigt udført testflyvninger. Det er allerede lykkedes at sende rumfartøjet til mere end 110 km højde, samt at sikre sikker returnering af både rumfartøjet og affyringsvognen. I fremtiden bør New Shepard -systemet være en af nyskabelserne inden for rumturisme.
Genanvendelig fremtid
I tre årtier, siden begyndelsen af firserne i forrige århundrede, har Space Transportation System / Space Shuttle -komplekset været hovedkøretøjet til at levere mennesker og varer til kredsløb i NASA's arsenal. På grund af moralsk og fysisk forældelse samt i forbindelse med umuligheden for at opnå alle de ønskede resultater blev driften af Shuttles afbrudt. Siden 2011 har USA ingen operationelle genanvendelige skibe. Desuden, mens de ikke har deres eget bemandede køretøj, hvilket resulterer i, at astronauterne skal flyve på udenlandsk teknologi.
På trods af ophøret af driften af rumtransportsystemet opgiver den amerikanske astronautik ikke selve tanken om genanvendelige rumskibe. Denne teknik er stadig af stor interesse og kan bruges i en lang række missioner. I øjeblikket udvikler NASA og en række kommercielle organisationer flere lovende rumfartøjer på én gang, både orbitale fly og systemer med kapsler. I øjeblikket er disse projekter på forskellige stadier og viser forskellige succeser. I den nærmeste fremtid, senest i begyndelsen af tyverne, vil de fleste nye udviklinger nå testen eller fuldgyldige flyvninger, hvilket vil gøre det muligt at undersøge situationen igen og drage nye konklusioner.
