در 25 مه سال جاری ، حدود ساعت شش عصر به وقت مسکو ، اولین بارگیری ایستگاه فضایی بین المللی و SpaceX Dragon ، فضاپیمایی که توسط یک شرکت خصوصی توسعه یافته بود ، انجام شد. این رویداد باعث تحسین و جسورانه ترین مفروضات درباره آینده فضانوردان جهان شد. به نظر اکثریت متخصصان و آماتورهای این زمینه از فعالیت های انسانی ، جذب منابع مالی خصوصی و تلاش برای فضانوردی انگیزه ای عالی به آن می بخشد. لازم به ذکر است که چنین ساختگی ها اگر نه بیشتر از ده سال است در سراسر جهان قدم می زنند. اما این پرتاب کامیون دراگون به مدار با اتصال بعدی بود که به رویدادی تبدیل شد که حدس های ساده را به نسخه های بسیار واقعی تبدیل کرد. با توجه به این تغییر در دیدگاه ها ، می توان انتظار موفقیت دیگر پروژه های تجاری در زمینه فضانوردی را داشت.
SpaceShipOne
اولین پروژه فضاپیمای خصوصی ، SpaceShipOne ، از اواخر دهه نود توسط Scaled Compositer LLS ساخته شد. توسعه این دستگاه برای پروازهای زیر مداری ، از جمله برای شرکت در مسابقه جایزه انصاری X ادامه داشت. برای دریافت دومی ، دستگاه جدید باید در دو هفته دو پرواز زیر مداری انجام می داد و به زمین باز می گشت.
با توجه به ویژگی های دوره پرواز پیشنهادی ، SpaceShipOne ظاهر مشخصی پیدا کرد. از نظر آیرودینامیکی ، هواپیمایی بدون دم است که دارای قایق های عمودی به سمت عقب کشیده شده است. علاوه بر این ، بر خلاف اکثریت قریب به اتفاق دیگر بدون دم ، کیل ها دارای پرهای افقی هستند. این واقعیت در یک زمان باعث هیجان زیادی برای افرادی شد که سعی می کردند SpaceShipOne را در طبقه بندی طرح بندی موجود جای دهند. یک موتور موشک ترکیبی با طراحی ویژه در بدنه عقب قرار گرفت. ابعاد و الزامات کوچک برای رانش موتور توربین گازی دلیل جستجوی سوخت جدید غیر استاندارد شد. در نتیجه ، جفت سوخت پلی بوتادین - اکسید نیتروژن انتخاب شد. بلوک پلی بوتادین در محفظه احتراق قرار دارد و هنگامی که موتور روشن می شود ، یک عامل اکسید کننده وارد محفظه می شود.
علاوه بر نیروگاه غیر معمول کشتی ، مسیر پرواز آن نیز جالب است. برخاستن از یک باند معمولی با طول کافی با استفاده از یک هواپیمای مخصوص WhiteKnight انجام می شود. هواپیمای طرح اولیه ، فضاپیما را به ارتفاع 14 کیلومتری می رساند و پس از آن جدا شدن صورت می گیرد. علاوه بر این ، SpaceShipOne که با اینرسی پرواز می کند به زاویه مورد نیاز حمله می رسد و خلبان آن موتور را روشن می کند. در عرض یک دقیقه با یک موتور راکت ترکیبی کوچک ، نیروی رانش 7500 کیلوگرم بر کیلوگرم را فراهم می کند. در حین شتاب ، وسیله نقلیه زیر مداری به سرعت کمی بیشتر از M = 3 می رسد ، که به وضوح برای ورود به مدار کافی نیست. با این وجود ، پس از خاموش شدن موتور در ارتفاع حدود 50 کیلومتری ، سرعت خودرو برای ادامه پرواز در مسیر خط بالستیک کافی است. با اینرسی ، SpaceShipOne به حداکثر ارتفاع پرواز خود - حدود 100 کیلومتر - می رسد که در آن سه دقیقه است. پس از اینکه سرعت کشتی برای ادامه حضور در فضا کافی نبود ، فرود شروع می شود. جالب است که در ابتدای فرود ، قسمت عقب بالهای دستگاه ، همراه با میلگردها و تثبیت کننده های نصب شده بر روی آن ، با زاویه قابل توجهی به سمت بالا بالا می رود. این کار به منظور افزایش مقاومت هوا و کاهش سرعت فرود انجام می شود. در ارتفاع 17 کیلومتری ، بالها به موقعیت اولیه خود باز می گردند و SpaceShipOne قصد فرود در فرودگاه را دارد.
اولین پرواز آزمایشی وسیله نقلیه زیر مداری در 20 مه 2003 انجام شد. سپس WhiteKnight نمونه اولیه کشتی را به ارتفاع بیش از 14 کیلومتر برد. بیش از یک سال بعد ، دو پرواز سرنشین دار انجام شد ، که باعث ایجاد شهرت شایسته ای برای سازندگان پروژه و جایزه صندوق X-Prize شد. در 29 سپتامبر 2004 ، خلبان M. Melville SpaceShipOne با تجربه را به ارتفاع 102 و 93 کیلومتری رساند. تنها پنج روز بعد ، خلبان بی بین دومین صعود معتبر را به فضا انجام داد و به 112 کیلومتر رسید. Scaled Compositer LLS برای دو پرواز زیر زمینی سرنشین دار طی دو هفته (در واقع یک پرواز) ده میلیون دلار جایزه دریافت کرد.
سفینه فضایی دو
پروژه SpaceShip One بدون شک موفق و موفق بود. اما تنها سه صندلی در کابین خلبان چشم انداز تجاری این پروژه را بسیار مشکوک کرد. لازم بود که به طور قابل توجهی در طراحی تجدید نظر شود تا ظرفیت باربری کشتی به شکل موفقی تر درآید. برای این منظور ، تقریباً بلافاصله پس از دریافت جایزه Ansari X ، Scaled Compositer LLS پروژه جدیدی را آغاز کرد - SpaceShipTwo (SS2).
ساخت نسخه دوم "سنبله فضایی" تا حدودی شبیه نسخه اول است. با این حال ، الزامات جدید برای ظرفیت حمل و نقل نمی تواند بر طرح تأثیر بگذارد. بنابراین ، لازم است که اندازه بدنه را تغییر دهید ، آن را تغییر دهید و موقعیت بال را تغییر دهید. برخلاف بال بلند SpaceShipOne ، SS2 یک هواپیمای بال پایین است: بال آن به پایین بدنه متصل است. این کار به منظور بهبود عملکرد پرواز در لایه های متراکم جو و افزایش مقاومت حرارتی در هنگام فرود انجام شد. در نهایت ، شکل کیل ها و تثبیت کننده ها تغییر کرده است. در مورد سیستم بال بال ، این روش برای کاهش نرخ فرود کاملاً موفق و قابل قبول برای استفاده در یک پروژه جدید است. اتفاق مشابهی در مورد نوع پیشرانه رخ داد ، اگرچه تغییر در پارامترهای جرم و اندازه دستگاه مستلزم توسعه یک موتور گاز جدید بود.
روش پرواز SpaceShipTwo به طور کلی مشابه نسخه اول خودرو است. تنها تفاوت در نوع ناو هواپیمابر است - WhiteKnight II برای SS2 توسعه یافته است ، که دارای بدنه متفاوت و موتورهای توربوجت جدید است. به گفته سازنده اصلی پروژه B. Rutan ، SS2 قادر است به ارتفاع 300 کیلومتری برسد ، اگرچه در عمل این داده ها هنوز تأیید نشده است.
آزمایش زیر برنامه های مختلف پروژه SpaceShipTwo چندان آسان نبود. بنابراین ، طراحی جدید دستگاه همچنین نیاز به حفاظت حرارتی جدیدی دارد. اما چالش برانگیزترین کار شامل یک موتور هیبریدی جدید و قوی تر بود. در 26 ژوئیه 2007 ، یک فاجعه در مرکز آزمایش در فرودگاه Mojave هنگام آزمایش موتور رخ داد. مخزن با 4.5 تن اکسید کننده نمی تواند فشار را تحمل کند و منفجر شد. ترکش های فلزی پراکنده سه نفر را کشت و سه نفر دیگر نیز با شدت های مختلف زخمی شدند. خوشبختانه مجروحان به موقع کمک های لازم را دریافت کردند و در چند هفته توانستند به زندگی فعال بازگردند.
اولین پرواز آزمایشی اولین نمونه SS2 ، که نام خود را VSS Enterprise دریافت کرد ، در 22 مارس 2010 انجام شد. همانطور که در مورد اولین سفینه فضایی ، در طول این پرواز نمونه اولیه کشتی همیشه به هواپیمای حامل متصل بود. چند ماه آینده صرف حمل و نقل بدون سرنشین و بررسی تمام سیستم های هواپیما شد. در اواسط ژوئیه همان سال ، SS2 برای اولین بار با خدمه ای در پرواز بود. دو خلبان بار دیگر عملکرد سیستم های ارتباطی ، ناوبری و کنترل را بررسی کردند. سه ماه بعد ، اولین جداسازی Enterprise انجام شد و به دنبال آن فرود نزولی انجام شد. به دلایل مالی و فنی ، اولین پرواز زیر شهری که برای سال 2011 با عبور از مرزهای پایینی فضا برنامه ریزی شده بود ، انجام نشد. علاوه بر این ، پروازهای آزمایشی پاییز گذشته باید برای مدت نامحدود متوقف می شد. در حال حاضر ، قرار است آزمایش در تابستان امسال از سر گرفته شود.
به دلایل واضح ، هنوز زود است که در مورد چشم انداز تجاری SpaceShipTwo صحبت کنیم. آزمایشات هنوز به پایان نرسیده و دستگاه هرگز در فضا نبوده است.اما در حال حاضر مدیریت شرکت توسعه دهندگان ادعا می کند که در آینده نزدیک پنج SS2 و دو WhiteKnight II ساخته خواهند شد. علاوه بر این ، در سال 2009 ، Scaled Compositer LLS پیشنهاد رزرو صندلی برای پروازهای توریستی را داد. آنها برای 200 هزار دلار آمریکا بلیط درخواست کردند. با این حال ، حتی سه سال پس از شروع ضبط مشتریان ، اولین آنها هنوز نتوانستند به فضا صعود کنند.
اژدهای اسپیسکس
موفق تر از پروژه SS2 پروژه اژدها SpaceX بود. با این حال ، برخلاف برنامه های Scaled Compositer LLS ، با پشتیبانی ناسا ایجاد شد. علاوه بر این ، اهداف دیگری نیز دارد. بر خلاف سفینه فضایی توریستی ، Dragon یک وسیله نقلیه مجدد است که برای حمل محموله به ایستگاه های فضایی طراحی شده است.
این ویژگی های برنامه بود که باعث ظاهر و تقسیم ساختاری دستگاه اژدها شد. این شامل دو قسمت است - تجهیزات استوانه ای - محموله و محموله به شکل مخروطی کوتاه. داخل کشتی حجم فشار 14 متر مکعب وجود دارد و 10 مورد دیگر از نشت هوا محافظت نمی شود. این فضاپیما با استفاده از فضاپیمای پرتاب Falcon-9 در مدار قرار می گیرد.
اولین پرواز آزمایشی اژدها در 8 دسامبر 2010 انجام شد. موشک پرتاب کننده از سکوی پرتاب مرکز کندی بلند شد و خودرو را در مدار قرار داد. اژدها دو دور زمین چرخید و به پایین رفت. کپسول فرود در اقیانوس آرام ، در سواحل آمریکا ، سیل گرفت. یک سال و نیم بعد - در مه 2012 - اولین پرتاب کامل اژدها انجام شد. فضاپیمای پرتاب شده به مدار با موفقیت به ISS نزدیک شد و به آن متصل شد. قابل توجه است که از شش تن بار احتمالی ، اژدها تنها 520 کیلوگرم را به ISS تحویل داد. مدیران پروژه این تفاوت در وزن را به نیاز به تأیید اضافی سیستم ها و عدم تمایل به ریسک بار سنگین از اهمیت فوق العاده نسبت می دهند. Dragon آنچه را که آنها می گویند موارد اختیاری به ISS آورده است.
در آینده ای نزدیک ، اسپیس ایکس قصد دارد دریافت کلیه مدارک لازم برای کارکرد کشتی را تکمیل کند. پس از آن ، امکان راه اندازی یک عملیات تجاری کامل وجود خواهد داشت. اگرچه ، همانطور که در SpaceX می گویند ، در ابتدا ایجاد آنها منحصراً روی ارسال محموله به ISS کار خواهد کرد. در آینده ای دورتر ، بر اساس "اژدها" یک فضاپیمای سرنشین دار قرمز اژدها ایجاد می شود که برای پرواز به مریخ طراحی شده است. اما توسعه این گزینه هنوز در ابتدای راه است.
CST-100
علاوه بر شرکت های کوچک ، غول های صنعت هوانوردی نیز در ایجاد فضاپیماهای تجاری مشغول هستند. از سال 2009 ، بوئینگ روی پروژه CST-100 کار می کند. در زمستان 2010 ، آژانس ناسا به توسعه این پروژه پیوست ، اگرچه مشارکت آن برای کمک در زمینه تحقیقات و به عهده گرفتن بخش کوچکی از بودجه است. هدف پروژه CST-100 ایجاد فضاپیمای جدید برای پرتاب محموله و افراد به مدار است. در آینده ، دستگاهی که بتواند هفت نفر را به فضا پرتاب کند ، باید تا حدودی جانشین شاتل ها شود.
به دلایل واضح ، جزئیات فنی پروژه تا حد زیادی ناشناخته است. با این وجود ، کارشناسان بوئینگ قبلاً برخی از تفاوت های ظریف فضاپیمای آینده را منتشر کرده اند. با مجموع جرم حدود 10 تن و قطر بدنه تا 4.5 متر ، با استفاده از یک وسیله پرتاب اطلس V به مدار زمین تحویل داده می شود. برنامه ریزی فرود بر اساس همان روشی است که توسط اژدها یا سایوز روسی. بر اساس CST-100 ، برنامه ریزی شده است که چندین وسیله نقلیه برای اهداف مختلف ایجاد شود که برای حمل بار و افراد به فضا طراحی شده است.
در حال حاضر ، سیستم ها و اجزای مختلف کشتی آینده در حال آزمایش هستند. اولین پرواز CST-100 برای 2015 برنامه ریزی شده است. در مجموع ، در سال پانزدهم ، برنامه ریزی شده است که سه پرتاب انجام دهد. در مرحله اول ، فضاپیما در حالت خودکار به مدار زمین پرتاب می شود. سپس دومین فضاپیمای بدون سرنشین در آزمایش های سیستم نجات شرکت می کند و فقط در پرواز سوم افرادی در CST-100 حضور خواهند داشت.استفاده تجاری از فضاپیمای جدید تنها در سال 2016 آغاز می شود ، مشروط بر این که هیچ مشکلی عمده در آزمایش وجود نداشته باشد.
تایکو براهه
همه پروژه هایی که در بالا توضیح داده شد یک ویژگی مشترک دارند. آنها توسط سازمانهای نسبتاً بزرگی توسعه یافته اند. همانطور که پیداست ، یک شرکت برای شرکت در مسابقه فضایی خصوصی مجبور نیست یکی باشد. بنابراین ، دفتر طراحی Copenhagen Suborbitals فقط شامل دو نفر است - Christian von Bengtson و Peter Madsen. آنها توسط 17 مشتاق که در مونتاژ تمام اجزای پروژه مشارکت دارند ، کمک می کنند. برنامه فضایی "Tycho Brahe" به نام ستاره شناس دانمارکی رنسانس نامگذاری شده است. هدف پروژه ای که به نام ستاره شناس نامگذاری شده ، ساخت یک مجموعه موشکی و فضایی برای پروازهای زیر مداری است.
مجموعه Tycho Brahe شامل یک راکت انداز همراه با یک وسیله پرتاب HEAT-1X و یک کپسول سرنشین دار MSC (MicroSpaceCraft) است. موشک با موتور ترکیبی دارای اندازه غیر معمول برای این کلاس از فناوری است. بنابراین ، HEAT-1X دارای قطر تنها 25 اینچ (64 سانتی متر) است. به راحتی می توان حدس زد که اندازه کپسول قابل سکونت نیز کوچک است. کپسول MSC یک لوله بسته با بینی شیشه ای است. همانطور که طراحان تصور کرده اند ، این کپسول باید با استفاده از یک موشک تا ارتفاع 100 کیلومتری پرتاب شود. در آخرین مرحله پرواز ، موشک به همراه کپسول در امتداد یک مسیر بالستیک حرکت می کند. قرار است این فرود با کمک ترمزهای آیرودینامیکی ، چتر نجات و تعدادی تجهیزات دیگر انجام شود. با توجه به ابعاد کوچک وسیله نقلیه فرود ، شک و تردیدهای جدی در مورد امکان فرود راحت وجود دارد.
اولین پرتاب موشک با شبیه ساز جرم و اندازه انسان برای 5 سپتامبر 2010 برنامه ریزی شده بود. چند ساعت قبل از زمان مقرر لغو شد. در یکی از آخرین بررسی سیستم ها ، مشخص شد که در گرم شدن شیر تغذیه اکسید کننده مشکلاتی وجود دارد. با توجه به ویژگی های پروژه ، گرمایش این قسمت باید با استفاده از یک سشوار معمولی خانگی ، حتی یک موی قوی انجام شود. این پیشرفت ها تا ابتدای ماه ژوئن سال گذشته به طول انجامید. اما سپس مشکلاتی بوجود آمد ، این بار با سیستم احتراق. خوشبختانه ، آن به سرعت ثابت شد و در سوم ژوئن راکت HEAT-1X سرانجام MSC را به هوا برد. طبق برنامه پرواز ، موشک قرار بود تا ارتفاع حدود 2 ، 8 کیلومتری بالا برود و سپس فریینگ و ماژول MSC را رها کند. دومی مجبور شد با چتر نجات فرود بیاید. خروج از ارتفاع طراحی و عکسبرداری از ماژول با ساختگی موفقیت آمیز بود. اما خطوط چتر نجات در هم پیچیده شدند. این دستگاه در دریای بالتیک سقوط کرد.
پس از اولین آزمایش ، کارکنان Copenhagen Suborbitals به این نتیجه رسیدند که پیشرفت های زیادی مورد نیاز است. در واقع ، این دقیقاً همان کاری است که همه دوجین مشتاق اکنون انجام می دهند. ظاهرا Tycho Brahe معایب زیادی دارد. این فرض با این واقعیت تأیید می شود که یک سال پس از اولین پرواز نه چندان موفق مجموعه ، نویسندگان پروژه برای به اشتراک گذاشتن اطلاعات در مورد تاریخ پرتاب بعدی عجله ندارند. بدیهی است که گروهی از شهروندان مبتکر هنوز نمی توانند پیشرفت های خود را به ذهن متبادر کنند. با این حال ، Tycho Brahe در حال حاضر تنها پروژه فضایی خصوصی اروپایی است که حتی به مرحله آزمایش رسیده است.
