Tämän vuoden 25. toukokuuta noin kuuden aikaan illalla Moskovan aikaa järjestettiin ensimmäinen kansainvälisen avaruusaseman ja yksityisen yrityksen kehittämän avaruusaluksen SpaceX Dragon telakointi. Tämä tapahtuma aiheutti paljon kiitosta ja rohkeimpia oletuksia maailman astronautian tulevaisuudesta. Suurin osa tämän ihmisen toiminnan alan asiantuntijoista ja harrastajista katsoo, että yksityisen talouden houkutteleminen ja astronautiapyrkimykset antavat sille erinomaisen sysäyksen. On huomattava, että tällaiset keksinnöt ovat kulkeneet ympäri maailmaa kymmenen vuoden ajan, ellei pidempään. Mutta juuri Dragon -kuorma -auton laukaiseminen kiertoradalle ja sen jälkeen telakointi muuttui tapahtumaksi, joka muutti yksinkertaiset arvaukset erittäin realistisiksi versioiksi. Näkemysten muutoksen valossa voimme odottaa muiden astronautian alan kaupallisten hankkeiden onnistuneen loppuunsaattamista.
SpaceShipOne
Scaled Compositer LLS rakensi ensimmäisen yksityisen avaruusalusprojektin, SpaceShipOne, 1990 -luvun lopulta lähtien. Tämän laitteen kehittäminen suborbitaalisia lentoja varten oli käynnissä, mukaan lukien osallistuminen Ansari X-Prize -kilpailuun. Jälkimmäisen vastaanottamiseksi uuden laitteen oli tehtävä kaksi suborbitaalista lentoa kahden viikon kuluessa ja palattava Maalle.
Ehdotetun lentokurssin erityispiirteiden vuoksi SpaceShipOne sai tyypillisen ulkonäön. Aerodynaamisesti se on hännätön lentokone, jonka pystysuorat keelit ovat taaksepäin. Lisäksi toisin kuin ylivoimainen enemmistö muista häntittömistä, kiiloilla on vaakasuora höyhenpeite. Tämä tosiasia aiheutti aikoinaan paljon jännitystä ihmisille, jotka yrittivät sovittaa SpaceShipOnen olemassa olevaan ulkoasuluokitukseen. Erityisesti suunniteltu hybridirakettimoottori sijoitettiin perälaippaan. Pienet mitat ja vaatimukset kaasuturbiinimoottorin työntövoimalle olivat syy uuden epätyypillisen polttoaineen etsimiseen. Tämän seurauksena valittiin polttoainepari polybutadieeni -typpioksidi. Polybutadieenilohko sijaitsee polttokammiossa, ja kun moottori käynnistetään, kammioon syötetään hapettava aine.
Aluksen epätavallisen voimalaitoksen lisäksi sen lento on myös mielenkiintoinen. Lentoonlähtö tavanomaiselta riittävän pitkältä kiitotieltä suoritetaan käyttämällä erityistä WhiteKnight -konetta. Alkuperäisen muotoinen lentokone nostaa avaruusaluksen 14 kilometrin korkeuteen, minkä jälkeen irrotus tapahtuu. Lisäksi hitaasti lentävä SpaceShipOne saavuttaa vaaditun hyökkäyskulman ja sen ohjaaja käynnistää moottorin. Minuutin kuluessa pienellä hybridirakettimoottorilla saavutetaan noin 7500 kgf: n työntövoima. Kiihdytyksen aikana suborbitaalinen ajoneuvo saavuttaa nopeuden hieman yli M = 3, mikä ei selvästikään riitä pääsemään kiertoradalle. Siitä huolimatta, kun moottori on sammutettu noin 50 kilometrin korkeudessa, ajoneuvon nopeus on riittävä jatkamaan lentoaan ballistista rataa pitkin. Hitauden vuoksi SpaceShipOne nousee maksimilentokorkeuteensa - noin 100 kilometriin - missä se on kolme minuuttia. Kun aluksen nopeus osoittautuu riittämättömäksi avaruudessa olemiseen, laskeutuminen alkaa. On mielenkiintoista, että laskeutumisen alussa laitteen siipien takaosa yhdessä siihen kiinnitettyjen kiilojen ja vakaimien kanssa nousee merkittävästi ylöspäin. Tämä tehdään ilmanvastuksen lisäämiseksi ja laskeutumisnopeuden pienentämiseksi. 17 kilometrin korkeudessa siivet palaavat alkuperäiseen asentoonsa ja SpaceShipOne aikoo laskeutua lentokentälle.
Suborbitaalisen ajoneuvon ensimmäinen koelento tehtiin 20. toukokuuta 2003. Sitten WhiteKnight nosti prototyyppialuksen yli 14 kilometrin korkeuteen. Yli vuotta myöhemmin tapahtui kaksi miehitettyä lentoa, jotka toivat hankkeen luojalle ansaitun maineen ja X-Prize-rahaston palkinnon. Luotsi M. Melville toi 29. syyskuuta 2004 kokeneen SpaceShipOnen 102, 93 kilometrin korkeuteen. Vain viisi päivää myöhemmin lentäjä B. Binney teki toisen kelvollisen nousun avaruuteen ja saavutti 112 kilometriä. Scaled Compositer LLS sai kymmenen miljoonan dollarin palkinnon kahdesta miehitetystä suborbitaalisesta lennosta kahden viikon aikana (itse asiassa yhden).
Avaruusalus kaksi
SpaceShip One -hanke oli epäilemättä onnistunut ja menestynyt. Mutta vain kolme paikkaa ohjaamossa tekivät hankkeen kaupalliset näkymät erittäin epäilyttäviksi. Suunnitelmaa oli tarkistettava merkittävästi, jotta aluksen kantavuus saataisiin onnistuneempaan muotoon. Tätä varten Scaled Compositer LLS aloitti lähes välittömästi Ansari X -palkinnon saamisen jälkeen uuden projektin - SpaceShipTwo (SS2).
Avaruuspiikin toisen version rakenne on jossain määrin samanlainen kuin ensimmäinen. Uudet kantavuusvaatimukset eivät kuitenkaan voi vaikuttaa asetteluun. Joten oli tarpeen muuttaa rungon kokoa, järjestää se uudelleen ja muuttaa siiven asentoa. Toisin kuin korkean siiven SpaceShipOne, SS2 on matalasiipinen lentokone: sen siipi on kiinnitetty rungon pohjaan. Tämä tehtiin parantamaan lennon suorituskykyä tiheissä ilmakehän kerroksissa ja lisäämään lämmönkestävyyttä laskeutumisen aikana. Lopuksi kiilojen ja vakaimien muoto on muuttunut. Siipien nostojärjestelmän osalta tämä menetelmä laskeutumisnopeuden alentamiseksi todettiin täysin onnistuneeksi ja hyväksyttäväksi käytettäväksi uudessa projektissa. Samanlainen tapahtui propulsiojärjestelmän tyypin kanssa, vaikka laitteen massan ja koon parametrien muutos johti uuden kaasumoottorin kehittämiseen.
SpaceShipTwo -lentomenettely on yleensä samanlainen kuin ajoneuvon ensimmäisen version. Ainoa ero on lentotukialuksessa - WhiteKnight II kehitettiin SS2: lle, jolla on erilainen rungon asettelu ja uudet turboreaktiiviset moottorit. Projektin päärakentaja B. Rutanin mukaan SS2 pystyy nousemaan 300 kilometrin korkeuteen, vaikka käytännössä näitä tietoja ei ole vielä vahvistettu.
SpaceShipTwo -projektin eri aliohjelmien testaaminen ei ollut kaukana helposta. Joten laitteen uusi muotoilu tarvitsi myös uuden lämpösuojan. Mutta haastavin työ sisälsi uuden, tehokkaamman hybridimoottorin. 26. heinäkuuta 2007 Mojaven lentoaseman testikeskuksessa tapahtui tragedia moottoritestien aikana. Säiliö, jossa oli 4,5 tonnia hapettimia, ei kestänyt painetta ja räjähti. Hajallaan olevat metalliset sirpaleet tappoivat kolme ihmistä ja kolme haavoittui vaihtelevasti. Onneksi haavoittuneet saivat tarvittavan avun ajoissa ja pystyivät muutaman viikon kuluttua palaamaan aktiiviseen elämään.
Ensimmäinen SS2 -prototyypin ensimmäinen koelento, joka sai oman nimensä VSS Enterprise, tapahtui 22. maaliskuuta 2010. Kuten ensimmäisen avaruusaluksen tapauksessa, tämän lennon aikana aluksen prototyyppi oli telakoituna kantolentokoneeseen koko ajan. Seuraavat kuukaudet käytettiin miehittämättömiin kuljetuksiin ja kaikkien aluksella olevien järjestelmien tarkastamiseen. Saman vuoden heinäkuun puolivälissä SS2 lähti ensimmäistä kertaa lentoon miehistön kanssa. Kaksi lentäjää tarkastivat jälleen viestintä-, navigointi- ja ohjausjärjestelmien toiminnan. Kolme kuukautta myöhemmin yrityksen ensimmäinen irrotus tehtiin ja sen jälkeen liukuva laskeutuminen. Joidenkin taloudellisten ja teknisten syiden vuoksi ensimmäinen vuonna 2011 suunniteltu suborbitaalinen lento, joka ylitti avaruuden alarajan, ei toteutunut. Lisäksi testilennot jouduttiin keskeyttämään määräämättömäksi ajaksi viime syksynä. Tällä hetkellä testauksen on määrä jatkua tänä kesänä.
Ilmeisistä syistä on liian aikaista puhua SpaceShipTwon kaupallisista näkymistä. Testejä ei ole vielä saatu päätökseen, eikä laite ole koskaan ollut avaruudessa. Mutta jo kehittäjäyhtiön johto väittää, että viisi SS2 ja kaksi WhiteKnight II rakennetaan lähitulevaisuudessa. Lisäksi vuonna 2009 Scaled Compositer LLS tarjoutui varaamaan paikkoja turistilennoille. He pyysivät lippua 200 tuhatta dollaria. Kuitenkin jopa kolme vuotta asiakkaiden tallennuksen aloittamisen jälkeen ensimmäinen heistä ei vieläkään kyennyt nousemaan avaruuteen.
Spacex -lohikäärme
SS2: ta menestyneempi oli SpaceX: n Dragon -projekti. Toisin kuin Scaled Compositer LLS -ohjelmat, se luotiin kuitenkin NASAn tuella. Lisäksi sillä on muita tarkoituksia. Toisin kuin puhtaasti turisti -avaruusalus, Dragon on paluukulkuneuvo, joka on suunniteltu toimittamaan hyötykuormia avaruusasemille.
Sovellusominaisuudet aiheuttivat Dragon -laitteen ominaisen ulkonäön ja rakenteellisen jakautumisen. Se koostuu kahdesta osasta - lieriömäisistä laitteista - rahti ja katkaistu kartio. Laivan sisällä on 14 kuutiometrin paineistettu tilavuus ja 10 muuta ei ole suojattu ilmavuodoilta. Avaruusalus asetetaan kiertoradalle Falcon-9-kantoraketilla.
Lohikäärmeen ensimmäinen koelento tehtiin 8. joulukuuta 2010. Kantoraketti nousi Kennedy Centerin laukaisualustalta ja laittoi sen kiertoradalle. Dragon teki kaksi kiertorataa maapallon ympäri ja laski alas. Laskukapseli tulvii Tyynellämerellä, Amerikan rannikolla. Puolitoista vuotta myöhemmin - toukokuussa 2012 - suoritettiin ensimmäinen täysimittainen Dragon -laukaisu. Kiertoradalle lähetetty avaruusalus lähestyi onnistuneesti ISS: ää ja telakoitiin siihen. On huomionarvoista, että mahdollisista kuudesta tonnista hyötykuormasta Dragon toimitti ISS: lle vain 520 kiloa. Projektipäälliköt pitävät tätä painoeroa tarpeena järjestelmien lisätarkastuksesta ja haluttomuudesta ottaa riskiä suuresta raskaasta kuormasta. Dragon toi ISS: lle valinnaisia kohteita, joita he kutsuvat.
Lähitulevaisuudessa SpaceX aikoo saada kaikki aluksen toiminnan kannalta tarpeelliset asiakirjat vastaan. Sen jälkeen on mahdollista käynnistää täysimittainen kaupallinen toiminta. Vaikka, kuten SpaceX: ssä sanotaan, niiden luominen toimii aluksi yksinomaan rahdin toimittamisessa ISS: lle. Kauempana tulevaisuudessa "Dragonin" perusteella luodaan miehitetty avaruusalus Red Dragon, joka on suunniteltu lentämään Marsiin. Mutta tämän vaihtoehdon kehittäminen on vielä lapsenkengissä.
CST-100
Pienyritysten lisäksi ilmailuteollisuuden jättiläiset harjoittavat myös kaupallisten avaruusalusten luomista. Vuodesta 2009 lähtien Boeing on työskennellyt CST-100-projektin parissa. Talvella 2010 NASAn virasto liittyi hankkeen kehittämiseen, vaikka sen osallistumisen tarkoituksena on auttaa tutkimusalalla ja ottaa pieni osa rahoituksesta. CST-100-hankkeen tavoitteena on luoda uusi avaruusalus rahdin ja ihmisten lähettämiseksi kiertoradalle. Tulevaisuudessa laitteesta, joka kykenee laukaisemaan seitsemän ihmistä avaruuteen, tulee jossain määrin tulla sukkulan seuraajaksi.
Ilmeisistä syistä hankkeen tekniset yksityiskohdat ovat suurelta osin tuntemattomia. Boeing -asiantuntijat ovat kuitenkin jo julkaisseet joitain tulevan avaruusaluksen vivahteita. Sen kokonaismassa on noin 10 tonnia ja rungon halkaisija enintään 4,5 metriä, ja se toimitetaan kiertoradalle Atlas V. -laskurilaitteella. Laskeutuminen on tarkoitus suorittaa samalla menetelmällä kuin Dragon tai Venäläinen Sojuz. CST-100: n pohjalta on tarkoitus luoda useita eri tarkoituksiin tarkoitettuja ajoneuvoja, jotka on suunniteltu kuljettamaan rahtia ja ihmisiä avaruuteen.
Tällä hetkellä tulevan aluksen erilaisia järjestelmiä ja komponentteja testataan. CST-100: n ensimmäinen lento on suunniteltu vuodelle 2015. Kaikkiaan 15. vuoden aikana on tarkoitus suorittaa kolme laukaisua. Ensimmäisen aikana avaruusalus lähetetään kiertoradalle automaattitilassa. Sitten toinen miehittämätön avaruusalus osallistuu pelastusjärjestelmän testeihin, ja vasta kolmannella lennolla on ihmisiä CST-100: ssa. Uuden avaruusaluksen kaupallinen käyttö alkaa vasta vuonna 2016, jos testauksessa ei ole suuria ongelmia.
Tycho brahe
Kaikilla edellä kuvatuilla projekteilla on yksi yhteinen piirre. Niitä kehittävät melko suuret organisaatiot. Kuten käy ilmi, yrityksen ei tarvitse olla yksi osallistuakseen yksityiseen avaruuskilpailuun. Suunnittelutoimisto Copenhagen Suborbitals koostuu siis vain kahdesta henkilöstä - Christian von Bengtson ja Peter Madsen. Heitä avustaa 17 harrastajaa, jotka ovat mukana kokoamassa kaikkia hankkeen osia. Avaruusohjelma "Tycho Brahe" on nimetty tanskalaisen renessanssin tähtitieteilijän mukaan. Tähtitieteilijän nimeämän hankkeen tavoitteena on rakentaa raketti- ja avaruuskompleksi suborbitaalisia lentoja varten.
Tycho Brahe -kompleksi koostuu raketinheittimestä ja HEAT-1X-kantoraketista sekä MSC (MicroSpaceCraft) -kapselista. Hybridimoottorilla varustetun raketin koko on epätavallinen tämän tekniikan luokalle. HEAT-1X: n halkaisija on siis vain 64 tuumaa (25 tuumaa). On helppo arvata, että asuttava kapseli on myös kooltaan pieni. MSC -kapseli on suljettu putki, jossa on lasinen nenä. Suunnittelijoiden käsityksen mukaan kapseli tulisi laukaista noin 100 kilometrin korkeuteen raketilla. Lennon loppuvaiheessa raketti yhdessä kapselin kanssa lähtee liikkeelle ballistista rataa pitkin. Lasku on tarkoitus suorittaa aerodynaamisten jarrujen, laskuvarjojen ja monien muiden laitteiden avulla. Laskevan ajoneuvon pienet mitat huomioon ottaen herää vakavia epäilyjä turvallisen laskeutumisen toteutettavuudesta.
Ensimmäinen massan ja koon ihmissimulaattorilla varustettu raketti laukaistiin 5. syyskuuta 2010. Se peruutettiin muutama tunti ennen määräaikaa. Eräässä järjestelmien viimeisessä tarkastuksessa kävi ilmi, että hapettimen syöttöventtiilin lämmityksessä oli ongelmia. Hankkeen erityispiirteiden vuoksi tämän osan lämmitys piti suorittaa tavallisella, jopa tehokkaalla, hiustenkuivaajalla. Parannukset kesti viime vuoden kesäkuun alkuun asti. Mutta sitten oli ongelmia, tällä kertaa sytytysjärjestelmän kanssa. Onneksi se korjattiin nopeasti ja kesäkuun 3. päivänä HEAT-1X-raketti nosti lopulta MSC: n ilmaan. Lentosuunnitelman mukaan raketin piti nousta noin 2, 8 kilometrin korkeuteen ja pudottaa sitten suojus ja MSC -moduuli. Jälkimmäinen joutui laskemaan laskuvarjolla. Poistuminen suunnittelukorkeudelle ja moduulin kuvaaminen nuken kanssa onnistui. Mutta laskeutuvien laskuvarjojoukot sotkeutuivat. Laite putosi Itämereen.
Ensimmäisen koeajon jälkeen Kööpenhaminan alivaliokunnan henkilökunta tuli siihen johtopäätökseen, että parannuksia tarvitaan paljon. Itse asiassa kaikki kaksi tusinaa harrastajaa tekevät juuri tätä. Tycho Brahella on ilmeisesti paljon haittoja. Tätä olettamusta tukee se tosiseikka, että vuosi kompleksin ensimmäisen ei -täysin onnistuneen lennon jälkeen hankkeen tekijöillä ei ole kiirettä jakaa tietoja seuraavan lanseerauksen päivämäärästä. Ilmeisesti joukko yrittäjähenkisiä kansalaisia ei vielä pysty tuomaan mieleen kehitystään. Tycho Brahe on kuitenkin tällä hetkellä ainoa eurooppalainen yksityinen avaruusprojekti, joka on jopa saavuttanut testausvaiheen.
