Hapësira e ripërdorshme: projekte premtuese të anijeve kozmike amerikane

Përmbajtje:

Hapësira e ripërdorshme: projekte premtuese të anijeve kozmike amerikane
Hapësira e ripërdorshme: projekte premtuese të anijeve kozmike amerikane

Video: Hapësira e ripërdorshme: projekte premtuese të anijeve kozmike amerikane

Video: Hapësira e ripërdorshme: projekte premtuese të anijeve kozmike amerikane
Video: Apartamenti 2xl - Best of 2 - Pjesa 3 (24.01.2017) 2024, Mund
Anonim

Më 21 korrik 2011, anija kozmike amerikane Atlantis bëri uljen e saj të fundit, e cila i dha fund programit të gjatë dhe emocionues të Sistemit të Transportit Hapësinor. Për një numër arsyesh teknike dhe ekonomike, u vendos që të ndërpritet funksionimi i sistemit të anijes hapësinore. Sidoqoftë, ideja e një anije kozmike të ripërdorshme nuk u braktis. Aktualisht, disa projekte të ngjashme po zhvillohen menjëherë, dhe disa prej tyre tashmë kanë arritur të tregojnë potencialin e tyre.

Projekti i anijes kozmike i ripërdorshëm Space Shuttle ndoqi disa qëllime kryesore. Një nga ato kryesore ishte ulja e kostos së fluturimit dhe përgatitja për të. Mundësia e përdorimit të shumëfishtë të së njëjtës anije në teori dha përparësi të caktuara. Për më tepër, pamja karakteristike teknike e të gjithë kompleksit bëri të mundur rritjen e ndjeshme të dimensioneve dhe peshës së lejueshme të ngarkesës. Një tipar unik i STS ishte aftësia për të kthyer anijet kozmike në Tokë brenda gjirit të saj të ngarkesave.

Hapësira e ripërdorshme: projekte premtuese të anijeve kozmike amerikane
Hapësira e ripërdorshme: projekte premtuese të anijeve kozmike amerikane

Nisja e fundit e anijes kozmike Altantis, 8 korrik 2011 Foto nga NASA

Sidoqoftë, gjatë operacionit u zbulua se jo të gjitha detyrat ishin përfunduar. Pra, në praktikë, përgatitja e anijes për fluturim doli të ishte shumë e gjatë dhe e shtrenjtë - sipas këtyre parametrave, projekti nuk u përshtat me kërkesat origjinale. Në një numër rastesh, anija kozmike e ripërdorshme në parim nuk mund të zëvendësojë automjetet e lëshimit "konvencional". Së fundi, vjetërsimi gradual moral dhe fizik i pajisjeve çoi në rreziqet më serioze për ekuipazhet.

Si rezultat, u vendos që të ndërpritet funksionimi i Sistemit të Transportit Hapësinor. Fluturimi i fundit i 135 -të u zhvillua në verën e vitit 2011. Katër anije ekzistuese u fshinë dhe u transferuan në muze si të panevojshme. Pasoja më e famshme e vendimeve të tilla ishte fakti që programi hapësinor amerikan mbeti pa anijen e tij të drejtuar për disa vjet. Deri më tani, astronautët duhet të hyjnë në orbitë duke përdorur teknologjinë ruse.

Për më tepër, i gjithë planeti u la pa sisteme të ripërdorshme për një periudhë të pacaktuar. Sidoqoftë, masa të caktuara tashmë janë duke u marrë. Deri më sot, ndërmarrjet amerikane kanë zhvilluar disa projekte të anijeve kozmike të ripërdorshme të një lloji ose të një tjetri. Të gjithë mostrat e reja tashmë, të paktën, janë marrë për testim. Në të ardhmen e parashikueshme, ata gjithashtu do të jenë në gjendje të hyjnë në operacion të plotë.

Boeing X-37

Komponenti kryesor i kompleksit STS ishte një aeroplan orbital. Ky koncept aktualisht është duke u përdorur në projektin Boeing të X-37. Në fund të viteve nëntëdhjetë, Boeing dhe NASA filluan të studiojnë temën e anijeve kozmike të ripërdorshme të afta për të qenë në orbitë dhe fluturuar në atmosferë. Në fillim të dekadës së fundit, kjo punë çoi në fillimin e projektit X-37. Në vitin 2006, një prototip i një lloji të ri arriti testet e fluturimit me një rënie nga një aeroplan transportues.

Imazhi
Imazhi

Avionët Boeing X-37B në panairin e automjeteve të lëshimit. Foto nga Forcat Ajrore të SHBA

Programi interesoi Forcat Ajrore të SHBA, dhe që nga viti 2006 është zbatuar në interes të tyre, megjithëse me një ndihmë nga NASA. Sipas të dhënave zyrtare, Forcat Ajrore duan të marrin një aeroplan orbital premtues të aftë për të lëshuar ngarkesa të ndryshme në hapësirë ose për të kryer eksperimente të ndryshme. Sipas vlerësimeve të ndryshme, projekti aktual X-37B mund të përdoret gjithashtu në misione të tjera, përfshirë ato që lidhen me zbulimin ose punën luftarake të plotë.

Fluturimi i parë hapësinor i anijes kozmike X-37B u zhvillua në vitin 2010. Në fund të prillit, mjeti lëshues Atlas V e nisi automjetin në një orbitë të paracaktuar, ku qëndroi për 224 ditë. Ulja "si një aeroplan" u zhvillua në fillim të dhjetorit të të njëjtit vit. Në mars të vitit pasardhës, filloi fluturimi i dytë, i cili zgjati deri në qershor 2012. Në Dhjetor, u bë lëshimi tjetër, dhe ulja e tretë u krye vetëm në Tetor 2014. Nga maji 2015 deri në maj 2017, X-37B me përvojë kreu fluturimin e tij të katërt. Më 7 shtator të vitit të kaluar, filloi një fluturim tjetër provë. Kur do të përfundojë, nuk specifikohet.

Sipas të dhënave të pakta zyrtare, qëllimi i fluturimeve është studimi i punës së teknologjisë së re në orbitë, si dhe kryerja e eksperimenteve të ndryshme. Edhe nëse X-37B me përvojë zgjidhin detyra ushtarake, klienti dhe kontraktori nuk zbulojnë një informacion të tillë.

Në formën e tij aktuale, produkti Boeing X-37B është një aeroplan rakete me një pamje karakteristike. Dallohet nga një trup i madh dhe aeroplanë të zonës së mesme. Përdoret një motor rakete; kontrolli kryhet automatikisht ose me komanda nga toka. Sipas të dhënave të njohura, një ndarje ngarkese me një gjatësi prej më shumë se 2 m dhe një diametër mbi 1 m sigurohet në trup, e cila mund të strehojë deri në 900 kg ngarkesë.

Tani për tani, X-37B me përvojë është në orbitë dhe po zgjidh detyrat e caktuara. Kur do të kthehet në Tokë nuk dihet. As informacioni për përparimin e mëtejshëm të projektit pilot nuk është specifikuar. Me sa duket, mesazhet e reja në lidhje me zhvillimin më interesant do të shfaqen jo më herët se ulja tjetër e prototipit.

SpaceDev / Sierra Nevada Dream Chaser

Një tjetër version i aeroplanit orbital është anija kozmike Dream Chaser nga SpaceDev. Ky projekt është zhvilluar që nga viti 2004 për të marrë pjesë në programin e Shërbimeve të Transportit Orbital Komercial të NASA -s (COTS), por nuk mund të kalojë fazën e parë të përzgjedhjes. Sidoqoftë, kompania e zhvillimit shpejt ra dakord të bashkëpunonte me United Launch Alliance, e cila ishte gati të ofronte automjetin e saj të lëshimit Atlas V. Në vitin 2008, SpaceDev u bë pjesë e Korporatës Sierra Nevada, dhe menjëherë pas kësaj mori fonde shtesë për të krijuar avionët e saj. Më vonë, pati një marrëveshje me Lockheed Martin për ndërtimin e përbashkët të pajisjeve eksperimentale.

Imazhi
Imazhi

Aeroplani orbital me përvojë Dream Chaser. Foto nga NASA

Në Tetor 2013, prototipi fluturues i Dream Chaser u hodh nga një helikopter transportues, pas së cilës ai kaloi në një fluturim rrëshqitës dhe kreu një ulje horizontale. Megjithë prishjen gjatë uljes, prototipi konfirmoi karakteristikat e projektimit. Në të ardhmen, disa teste të tjera u kryen në stenda. Bazuar në rezultatet e tyre, projekti u finalizua, dhe në vitin 2016 filloi ndërtimi i një prototipi për fluturimet në hapësirë. Në mesin e vitit të kaluar, NASA, Sierra Nevada dhe ULA nënshkruan një marrëveshje për të kryer dy fluturime orbitale në 2020-21.

Jo shumë kohë më parë, zhvilluesit e pajisjes Dream Chaser morën lejen për tu lansuar në fund të vitit 2020. Ndryshe nga një numër zhvillimesh të tjera moderne, misioni i parë hapësinor i kësaj anije do të kryhet me një ngarkesë të vërtetë. Anija kozmike do të duhet të dërgojë një ngarkesë të caktuar në Stacionin Ndërkombëtar të Hapësirës.

Në formën e tij aktuale, anija kozmike e ripërdorshme Sierra Nevada / SpaceDev Dream Chaser është një avion me një pamje karakteristike, që nga jashtë kujton disa zhvillime amerikane dhe të huaja. Automjeti ka një gjatësi totale prej 9 m dhe është i pajisur me një krah delta me një hapësirë 7 m. Për pajtueshmërinë me automjetet ekzistuese të lëshimit, një krah i palosshëm do të zhvillohet në të ardhmen. Pesha e ngritjes përcaktohet në 11.34 ton. Dream Chaser do të jetë në gjendje të dërgojë 5, 5 ton ngarkesë në ISS dhe të kthehet deri në 2 ton në Tokë. Zbritja nga orbita "si një aeroplan" shoqërohet me mbingarkesa më të ulëta, i cili pritet të jetë i dobishëm për shpërndarjen e disa pajisjeve dhe mostrave në eksperimente të veçanta.

Dragua Spacex

Për një numër arsyesh, ideja e një avioni në orbitë aktualisht nuk është shumë e popullarizuar në mesin e zhvilluesve të teknologjisë së re hapësinore. Më i përshtatshëm dhe fitimprurës tani konsiderohet një anije kozmike e ripërdorshme me pamjen "tradicionale", e cila lëshohet në orbitë duke përdorur një mjet lëshimi dhe kthehet në Tokë pa përdorur krahë. Zhvillimi më i suksesshëm i këtij lloji është Dragon i SpaceX.

Imazhi
Imazhi

Anija e ngarkesës SpaceX Dragon (misioni CRS-1) pranë ISS. Foto nga NASA

Puna në projektin Dragon filloi në 2006 dhe u krye nën programin COTS. Qëllimi i projektit ishte krijimi i një anije kozmike me mundësinë e lëshimeve dhe kthimeve të shumta. Versioni i parë i projektit përfshinte krijimin e një anije transporti, dhe në të ardhmen ishte planifikuar të zhvillohej një modifikim i drejtuar në bazë të tij. Deri më sot, Dragon në versionin "kamion" ka treguar rezultate të caktuara, ndërsa suksesi i pritur i versionit të drejtuar të anijes po ndryshon vazhdimisht për sa i përket kohës.

Nisja e parë demonstruese e anijes së transportit Dragon u zhvillua në fund të vitit 2010. Pas të gjitha modifikimeve të kërkuara, NASA urdhëroi një nisje të plotë të një pajisjeje të tillë në mënyrë që të dërgonte ngarkesë në Stacionin Hapësinor Ndërkombëtar. Më 25 maj 2012, Dragoi u lidh me sukses në ISS. Në të ardhmen, disa lëshime të reja u kryen me dërgimin e mallrave në orbitë. Nisja më 3 qershor 2017 u bë faza më e rëndësishme e programit. Për herë të parë në historinë e programit, anija e riparuar u rifillua. Në dhjetor, një anije tjetër kozmike shkoi në hapësirë, duke fluturuar tashmë në ISS. Duke marrë parasysh të gjitha testet, produktet Dragon kanë bërë 15 fluturime deri më sot.

Në vitin 2014, SpaceX njoftoi anijen premtuese Dragon V2 të drejtuar me njerëz. U argumentua se kjo pajisje, e cila është një zhvillim i kamionit ekzistues, do të jetë në gjendje të dërgojë në orbitë ose të kthehet në shtëpi deri në shtatë astronautë. Gjithashtu u raportua se në të ardhmen anija e re mund të përdoret për të fluturuar rreth Hënës, përfshirë me turistët në bord.

Siç ndodh shpesh me projektet e SpaceX, afati kohor i projektit Dragon V2 ka ndryshuar disa herë. Pra, për shkak të vonesave me transportuesin e dyshuar Falcon Heavy, data e testeve të para u zhvendos në 2018, dhe fluturimi i parë i drejtuar gradualisht "u largua" në 2019. Së fundi, disa javë më parë, kompania e zhvillimit njoftoi synimin e saj për të braktisur certifikimin e "Dragoit" të ri për fluturimet e drejtuara me njerëz. Në të ardhmen, detyra të tilla supozohet të zgjidhen duke përdorur sistemin BFR të ripërdorshëm, i cili ende nuk është krijuar.

Anija kozmike e transportit Dragon ka një gjatësi totale prej 7.2 m me një diametër prej 3.66 m. Pesha e thatë është 4.2 ton. Ajo është e aftë të dërgojë një ngarkesë me peshë 3.3 ton në ISS dhe të kthejë deri në 2.5 tonë ngarkesë. Për të akomoduar ngarkesa të caktuara, propozohet të përdorni një ndarje të mbyllur me një vëllim prej 11 metra kub dhe një vëllim të padepresuar 14 metra kub. Ndarja e pa vulosur bie gjatë zbritjes dhe digjet në atmosferë, ndërsa vëllimi i dytë i ngarkesave kthehet në Tokë dhe bën një ulje me parashutë. Për të korrigjuar orbitën, anija kozmike është e pajisur me 18 motorë të tipit Draco. Efikasiteti i sistemeve sigurohet nga një palë panele diellore.

Në zhvillimin e versionit të drejtuar të "Dragoit", u përdorën njësi të caktuara të anijes bazë të transportit. Në të njëjtën kohë, ndarja e mbyllur duhej të përpunohej ndjeshëm për të zgjidhur probleme të reja. Disa elementë të tjerë të anijes gjithashtu kanë ndryshuar.

Lockheed martin orion

Në vitin 2006, NASA dhe Lockheed Martin ranë dakord për të ndërtuar një anije premtuese të ripërdorshme. Projekti u emërua pas një prej yjësive më të ndritshme - Orion. Në fillim të dekadës, pas përfundimit të një pjese të punës, udhëheqja e Shteteve të Bashkuara propozoi të braktiste këtë projekt, por pas mosmarrëveshjeve të gjata ai u shpëtua. Puna vazhdoi dhe deri më sot kanë çuar në rezultate të caktuara.

Imazhi
Imazhi

Anija perspektive Orion siç shihet nga artisti. Vizatimi i NASA -s

Në përputhje me konceptin origjinal, anija Orion duhej të përdorej në misione të ndryshme. Me ndihmën e tij, supozohej të dorëzonte mallra dhe njerëz në Stacionin Ndërkombëtar të Hapësirës. Me pajisjet e duhura, ai mund të shkonte në Hënë. Gjithashtu, mundësia e një fluturimi në një nga asteroidet apo edhe në Mars ishte duke u përpunuar. Sidoqoftë, zgjidhja e problemeve të tilla i atribuohej të ardhmes së largët.

Sipas planeve të dekadës së fundit, lëshimi i parë testues i Orionit do të ndodhte në 2013. Për vitin 2014, ata planifikuan të fillonin me astronautët në bord. Fluturimi drejt Hënës mund të kryhet deri në fund të dekadës. Më pas, orari u rregullua. Fluturimi i parë pa pilot u shty në 2014, dhe nisja e ekuipazhit në 2017. Misionet hënore u shtynë për të njëzetat. Deri tani, fluturimet me ekuipazh janë shtyrë për dekadën e ardhshme.

Më 5 Dhjetor 2014, u bë lëshimi i parë testues i Orionit. Anija kozmike me imituesin e ngarkesës u nis në orbitë nga mjeti lëshues Delta IV. Disa orë pas lëshimit, ai u kthye në Tokë dhe u spërkat në një zonë të caktuar. Asnjë lëshim i ri nuk është kryer ende. Sidoqoftë, specialistët nga Lockheed Martin dhe NASA nuk u ulën duarkryq. Gjatë viteve të fundit, një numër prototipesh janë ndërtuar për kryerjen e testeve të caktuara në kushte tokësore.

Vetëm pak javë më parë, filloi ndërtimi i Orionit të parë për fluturim me njerëz. Nisja e tij është planifikuar për vitin e ardhshëm. Detyra e lëshimit të anijes në orbitë do t'i besohet automjetit premtues të lëshimit të Sistemit të Hapësirës Hapësinore. Përfundimi i punës në vazhdim do të tregojë perspektivat reale për të gjithë projektin.

Projekti Orion parashikon ndërtimin e një anije me një gjatësi prej rreth 5 m dhe një diametër prej rreth 3.3 m. Një tipar karakteristik i kësaj aparati është një vëllim i madh i brendshëm. Megjithë instalimin e pajisjeve dhe instrumenteve të nevojshëm, pak më pak se 9 metra kub hapësirë të lirë mbetet brenda ndarjes së mbyllur, e përshtatshme për instalimin e pajisjeve të caktuara, përfshirë vendet e ekuipazhit. Anija do të jetë në gjendje të marrë në bord deri në gjashtë astronautë ose një ngarkesë të veçantë. Masa e përgjithshme e anijes përcaktohet në 25.85 ton.

Sistemet suborbitale

Aktualisht, disa programe interesante janë duke u zbatuar që nuk parashikojnë nisjen e një ngarkese në orbitën e Tokës. Modelet e ardhshme të pajisjeve nga një numër kompanish amerikane do të jenë në gjendje të kryejnë vetëm fluturime nënorbitale. Kjo teknikë supozohet të përdoret për disa kërkime ose në zhvillimin e turizmit hapësinor. Projektet e reja të këtij lloji nuk konsiderohen në kontekstin e zhvillimit të një programi të plotë hapësinor, por megjithatë ato janë me interes të caktuar.

Imazhi
Imazhi

Automjeti suborbital SpaceShipTwo nën krahun e avionit transportues White Knight Two. Foto Virgin Galactic / virgingalactic.com

Projektet SpaceShipOne dhe SpaceShipTwo nga Scale Composites dhe Virgin Galactic propozojnë ndërtimin e një kompleksi të përbërë nga një aeroplan bartës dhe një aeroplan orbital. Që nga viti 2003, të dy llojet e pajisjeve kanë kryer një numër të konsiderueshëm fluturimesh provë, gjatë të cilave janë testuar karakteristika të ndryshme të projektimit dhe metoda të punës. Pritet që një anije kozmike e tipit SpaceShipTwo të jetë në gjendje të marrë në bord deri në gjashtë pasagjerë turistë dhe t'i ngrejë ata në një lartësi prej të paktën 100-150 km, d.m.th. mbi kufirin e poshtëm të hapësirës së jashtme. Fluturimi dhe ulja duhet të kryhen nga një fushë ajrore "tradicionale".

Blue Origin ka punuar në një version tjetër të sistemit hapësinor suborbital që nga mesi i dekadës së fundit. Ajo propozon kryerjen e fluturimeve të tilla duke përdorur një pako të një automjeti lëshimi dhe një anije, të ngjashme me ato të përdorura në programet e tjera. Për më tepër, si raketa ashtu edhe anija duhet të jenë të ripërdorshme. Kompleksi u quajt New Shepard. Që nga viti 2011, raketat dhe anijet e një lloji të ri kanë kryer rregullisht fluturime provë. Ajo tashmë ka arritur të dërgojë anijen në një lartësi prej më shumë se 110 km, si dhe të sigurojë kthimin e sigurt të anijes dhe mjetit lëshues. Në të ardhmen, sistemi New Shepard duhet të jetë një nga risitë në fushën e turizmit hapësinor.

E ardhme e ripërdorshme

Për tre dekada, që nga fillimi i viteve tetëdhjetë të shekullit të kaluar, kompleksi i Sistemit të Transportit Hapësinor / Anije Hapësinore ka qenë mjeti kryesor për dërgimin e njerëzve dhe mallrave në orbitë në arsenalin e NASA -s. Për shkak të vjetërsimit moral dhe fizik, si dhe në lidhje me pamundësinë për të marrë të gjitha rezultatet e dëshiruara, funksionimi i Anijeve u ndërpre. Që nga viti 2011, Shtetet e Bashkuara nuk kanë anije operacionale të ripërdorshme. Për më tepër, ndërsa ata nuk kanë automjetin e tyre të drejtuar, si rezultat i së cilës astronautët duhet të fluturojnë me teknologji të huaj.

Megjithë përfundimin e funksionimit të Sistemit të Transportit Hapësinor, astronautika amerikane nuk braktis idenë e anijeve kozmike të ripërdorshme. Kjo teknikë është ende me interes të madh dhe mund të përdoret në një larmi misionesh. Për momentin, NASA dhe një numër organizatash tregtare po zhvillojnë disa anije kozmike premtuese në të njëjtën kohë, si aeroplanë orbitalë ashtu edhe sisteme me kapsula. Për momentin, këto projekte janë në faza të ndryshme dhe tregojnë suksese të ndryshme. Në të ardhmen shumë të afërt, jo më vonë se fillimi i viteve njëzet, shumica e zhvillimeve të reja do të arrijnë në fazën e testeve ose fluturimeve të plota, të cilat do të bëjnë të mundur rishqyrtimin e situatës dhe nxjerrjen e përfundimeve të reja.

Recommended: