На 21 юли 2011 г. американският космически кораб „Атлантида“направи последното си кацане, което сложи край на дългата и вълнуваща програма на системата за космически транспорт. По редица технически и икономически причини беше решено да се прекрати работата на системата за космическа совалка. Независимо от това, идеята за космически кораб за многократна употреба не беше изоставена. В момента се разработват няколко подобни проекта наведнъж, а някои от тях вече са успели да покажат своя потенциал.
Проектът за космически кораби за многократна употреба Space Shuttle преследва няколко основни цели. Един от основните беше намаляването на разходите за полета и подготовката за него. Възможността за многократно използване на един и същ кораб на теория даде определени предимства. В допълнение, характерният технически вид на целия комплекс направи възможно значително увеличаване на допустимите размери и тегло на полезния товар. Уникална характеристика на STS е възможността да върне космически кораб на Земята в товарния си отсек.
Последното изстрелване на космическия кораб Altantis, 8 юли 2011 г. Снимка от НАСА
По време на работа обаче беше установено, че не всички задачи са изпълнени. Така че на практика подготовката на кораба за полет се оказа твърде дълга и скъпа - според тези параметри проектът не се вписваше в първоначалните изисквания. В редица случаи космическият кораб за многократна употреба по принцип не би могъл да замени „конвенционалните“ракети -носители. И накрая, постепенното морално и физическо остаряване на оборудването доведе до най -сериозните рискове за екипажите.
В резултат на това беше решено да се прекрати функционирането на Космическата транспортна система. Последният 135 -и полет се състоя през лятото на 2011 г. Четири съществуващи кораба бяха отписани и прехвърлени в музеите като ненужни. Най -известното следствие от подобни решения беше фактът, че американската космическа програма остана без собствени пилотирани космически кораби в продължение на няколко години. Досега астронавтите трябваше да излизат на орбита, използвайки руски технологии.
Освен това цялата планета остана без системи за многократна употреба за неопределен период. Някои мерки обаче вече се вземат. Към днешна дата американските предприятия са разработили няколко проекта за космически кораби за многократна употреба от един или друг вид. Поне всички нови проби вече са извадени за тестване. В обозримо бъдеще те също ще могат да влязат в пълноценна операция.
Боинг Х-37
Основният компонент на комплекса STS беше орбитален самолет. Тази концепция в момента се използва в проекта на Boeing X-37. Още в края на деветдесетте години Boeing и НАСА започнаха да изучават темата за космическите кораби за многократна употреба, способни да бъдат на орбита и да летят в атмосферата. В началото на последното десетилетие тази работа доведе до стартирането на проекта X-37. През 2006 г. прототип от нов тип достигна летателни изпитания с капка от самолет -носител.
Самолет Boeing X-37B в обтекател на ракета-носител. Снимка от ВВС на САЩ
Програмата заинтересува ВВС на САЩ и от 2006 г. се прилага в техните интереси, макар и с известна помощ от НАСА. Според официални данни ВВС искат да получат обещаващ орбитален самолет, способен да изстрелва различни товари в космоса или да извършва различни експерименти. Според различни оценки настоящият проект X-37B може да се използва и в други мисии, включително тези, свързани с разузнаване или пълноценна бойна работа.
Първият космически полет на космическия кораб X-37B се състоя през 2010 г. В края на април ракетата -носител Atlas V изведе превозното средство на предварително определена орбита, където престоя 224 дни. Кацането „като самолет“се състоя в началото на декември същата година. През март следващата година започна вторият полет, който продължи до юни 2012 г. През декември се състоя следващото изстрелване, а третото кацане беше извършено едва през октомври 2014 г. От май 2015 г. до май 2017 г. опитният X-37B изпълни четвъртия си полет. На 7 септември миналата година започна още един пробен полет. Когато тя ще бъде завършена, тя не е посочена.
Според малкото официални данни целта на полетите е да се изследва работата на новите технологии в орбита, както и да се провеждат различни експерименти. Дори опитните X-37B да решават военни задачи, клиентът и изпълнителят не разкриват такава информация.
В сегашния си вид продуктът Boeing X-37B е ракетен самолет с характерен външен вид. Отличава се с голям фюзелаж и равнини със средна площ. Използва се ракетен двигател; управлението се извършва автоматично или чрез команди от земята. Според известни данни във фюзелажа е предвидено товарно отделение с дължина над 2 м и диаметър над 1 м, което може да побере до 900 кг полезен товар.
В момента опитен X-37B е на орбита и решава поставените задачи. Кога ще се върне на Земята, не е известно. Не е посочена и информация за по -нататъшния напредък на пилотния проект. Очевидно нови съобщения за най -интересното развитие ще се появят не по -рано от следващото кацане на прототипа.
SpaceDev / Sierra Nevada Dream Chaser
Друга версия на орбиталния самолет е космическият кораб Dream Chaser от SpaceDev. Този проект е разработен от 2004 г., за да участва в програмата на НАСА за търговски орбитални транспортни услуги (COTS), но не може да премине първия етап на подбор. Скоро обаче компанията за развитие се съгласи да си сътрудничи с United Launch Alliance, която беше готова да предложи своята ракета -носител Atlas V. През 2008 г. SpaceDev стана част от корпорацията Sierra Nevada Corporation, а скоро след това получи допълнително финансиране за създаването на своите самолети. По -късно имаше споразумение с Lockheed Martin за съвместното изграждане на експериментално оборудване.
Опитен орбитален самолет Dream Chaser. Снимка от НАСА
През октомври 2013 г. летящият прототип на Dream Chaser беше изпуснат от носещ хеликоптер, след което премина на плъзгащ полет и извърши хоризонтално кацане. Въпреки повредата по време на кацане, прототипът потвърди конструктивните характеристики. В бъдеще на щандовете бяха проведени някои други тестове. Въз основа на техните резултати проектът беше финализиран, а през 2016 г. започна изграждането на прототип за космически полети. В средата на миналата година НАСА, Сиера Невада и ULA подписаха споразумение за извършване на два орбитални полета през 2020-21.
Не толкова отдавна разработчиците на устройството Dream Chaser получиха разрешение за стартиране в края на 2020 г. За разлика от редица други съвременни разработки, първата космическа мисия на този кораб ще бъде изпълнена с реален товар. Космическият кораб ще трябва да достави определени товари до Международната космическа станция.
В сегашния си вид космическият кораб за многократна употреба Sierra Nevada / SpaceDev Dream Chaser е самолет с характерен външен вид, външно напомнящ за някои американски и чуждестранни разработки. Автомобилът е с обща дължина 9 м и е оборудван с делта крило с размах 7 м. За съвместимост със съществуващите ракети -носители, в бъдеще ще бъде разработено сгъваемо крило. Теглото при излитане се определя на 11,34 тона. Dream Chaser ще може да достави 5, 5 тона товар до МКС и да върне до 2 тона на Земята. Спускането от орбита "като самолет" е свързано с по-ниски претоварвания, което се очаква да бъде полезно за доставката на известно оборудване и проби в отделни експерименти.
Spacex дракон
По редица причини идеята за орбитален самолет в момента не е много популярна сред разработчиците на нови космически технологии. По -удобен и изгоден сега се счита за космически кораб за многократна употреба с „традиционен“вид, който се изстрелва в орбита с помощта на ракета -носител и се връща на Земята, без да използва крила. Най -успешното развитие от този вид е SpaceX's Dragon.
Товарният кораб SpaceX Dragon (мисия CRS-1) близо до МКС. Снимка от НАСА
Работата по проекта Dragon започна през 2006 г. и се проведе по програма COTS. Целта на проекта беше да се създаде космически кораб с възможност за множество изстрелвания и връщания. Първата версия на проекта включваше създаването на транспортен кораб, а в бъдеще се планираше да се разработи пилотирана модификация на негова основа. Към днешна дата Dragon във версията "камион" показа категорични резултати, докато очакваният успех на пилотираната версия на кораба непрекъснато се променя по отношение на времето.
Първото демонстрационно изстрелване на транспортния кораб Dragon се състоя в края на 2010 г. След всички необходими модификации НАСА разпореди пълноценно изстрелване на такова устройство, за да достави товар до Международната космическа станция. На 25 май 2012 г. Драконът успешно се прикрепи към МКС. В бъдеще бяха извършени няколко нови изстрелвания с доставка на стоки в орбита. Стартирането на 3 юни 2017 г. стана най -важният етап от програмата. За първи път в историята на програмата ремонтираният кораб беше пуснат отново. През декември в космоса излезе друг космически кораб, който вече летеше до МКС. Като се вземат предвид всички тестове, досега продуктите на Dragon са извършили 15 полета.
През 2014 г. SpaceX обяви обещаващия пилотиран космически кораб Dragon V2. Твърди се, че това устройство, което е разработка на съществуващия камион, ще може да достави на орбита или да се върне у дома до седем астронавти. Съобщава се също, че в бъдеще новият кораб може да се използва за полети около Луната, включително с туристи на борда.
Както често се случва с проектите на SpaceX, графикът на проекта Dragon V2 се измества няколко пъти. И така, поради закъснения с предполагаемия превозвач Falcon Heavy, датата на първите тестове се премести към 2018 г., а първият полет с пилотиране постепенно се „открадна“до 2019 г. И накрая, преди няколко седмици компанията за развитие обяви намерението си да се откаже от сертифицирането на новия "Дракон" за пилотирани полети. В бъдеще такива задачи трябва да се решават с помощта на системата за многократна употреба BFR, която все още не е създадена.
Транспортният космически кораб Dragon е с обща дължина 7,2 м с диаметър 3,66 м. Сухото тегло е 4,2 т. Той е в състояние да достави полезен товар с тегло 3,3 тона на МКС и да върне до 2,5 тона товар. За настаняване на определен товар се предлага използването на запечатано отделение с обем 11 кубически метра и обем 14 кубически метра без налягане. Отпечатаното отделение се изпуска по време на спускане и изгаря в атмосферата, докато вторият товарен обем се връща на Земята и прави кацане с парашут. За да коригира орбитата, космическият кораб е оборудван с 18 двигателя тип Draco. Ефективността на системите се осигурява от чифт слънчеви панели.
При разработването на пилотираната версия на „Дракон“са използвани определени единици на базовия транспортен кораб. В същото време запечатаното отделение трябваше да бъде значително преработено за решаване на нови проблеми. Някои други елементи на кораба също са се променили.
Локхийд Мартин Орион
През 2006 г. НАСА и Lockheed Martin се договориха да построят обещаващ космически кораб за многократна употреба. Проектът е кръстен на едно от най -ярките съзвездия - Орион. В края на десетилетието, след приключване на част от работата, ръководството на САЩ предложи да се откаже от този проект, но след дълги спорове той беше спасен. Работата продължи и досега доведе до определени резултати.
Перспективният кораб Орион, както е видян от художника. Чертеж на НАСА
В съответствие с първоначалната концепция корабът Орион трябваше да се използва в различни мисии. С негова помощ тя трябваше да доставя стоки и хора до Международната космическа станция. С подходящото оборудване той можеше да отиде на Луната. Също така се разработваше възможността за полет до един от астероидите или дори до Марс. Въпреки това решението на подобни проблеми се дължи на далечното бъдеще.
Според плановете от последното десетилетие първото тестово изстрелване на Orion трябваше да се състои през 2013 г. За 2014 г. те планираха да започнат с астронавти на борда. Полетът до Луната може да се извърши до края на десетилетието. Впоследствие графикът беше коригиран. Първият безпилотен полет беше отложен за 2014 г., а стартирането на екипажа за 2017 г. Лунните мисии бяха отложени за двадесетте години. Понастоящем полетите с екипаж бяха отложени за следващото десетилетие.
На 5 декември 2014 г. се състоя първото тестово изстрелване на Orion. Космическият кораб със симулатор на полезен товар беше изведен на орбита от ракетата -носител Delta IV. Няколко часа след изстрелването той се върна на Земята и се пръсна в определена област. Все още не са извършени нови изстрелвания. Специалистите от Lockheed Martin и НАСА обаче не седяха бездействащи. През последните няколко години бяха създадени редица прототипи за провеждане на определени тестове в наземни условия.
Само преди няколко седмици започна изграждането на първия Орион за пилотиран полет. Стартирането му е планирано за следващата година. Задачата за извеждане на космическия кораб на орбита ще бъде поверена на обещаващата ракета -носител на космическата система за изстрелване. Приключването на текущата работа ще покаже реалните перспективи за целия проект.
Проектът Орион предвижда изграждането на кораб с дължина около 5 м и диаметър около 3,3 м. Характерна особеност на този апарат е голям вътрешен обем. Въпреки инсталирането на необходимото оборудване и инструменти, в запечатаното отделение остават малко по -малко от 9 кубически метра свободно пространство, подходящо за инсталиране на определени устройства, включително места за екипажа. Корабът ще може да вземе на борда до шест астронавти или определен товар. Общата маса на кораба е определена на 25,85 тона.
Суборбитални системи
В момента се изпълняват няколко интересни програми, които не предвиждат изстрелване на полезен товар в орбитата на Земята. Бъдещите модели оборудване от редица американски компании ще могат да извършват само суборбитални полети. Предполага се, че тази техника ще се използва за някои изследвания или за развитието на космическия туризъм. Нови проекти от този вид не се разглеждат в контекста на разработването на пълноценна космическа програма, но въпреки това представляват определен интерес.
Суборбитално превозно средство SpaceShipTwo под крилото на самолета -носител White Knight Два. Снимка Virgin Galactic / virgingalactic.com
Проектите SpaceShipOne и SpaceShipTwo от Scale Composites и Virgin Galactic предлагат изграждането на комплекс, състоящ се от самолет -носител и орбитален самолет. От 2003 г. двата типа оборудване са извършили значителен брой тестови полети, по време на които са изпитани различни конструктивни характеристики и методи на работа. Очаква се космически кораб от типа SpaceShipTwo да може да вземе на борда до шест туристически пътници и да ги повдигне на височина най-малко 100-150 км, т.е. над долната граница на космическото пространство. Излитането и кацането трябва да се извършва от "традиционно" летище.
Blue Origin работи по друга версия на суборбиталната космическа система от средата на последното десетилетие. Тя предлага да се извършват такива полети с помощта на пакет ракета -носител и кораб, подобни на тези, използвани в други програми. Освен това, както ракетата, така и корабът трябва да бъдат за многократна употреба. Комплексът е кръстен Ню Шепърд. От 2011 г. ракети и кораби от нов тип редовно извършват тестови полети. Той вече е успял да изпрати космическия кораб на височина над 110 км, както и да осигури безопасното връщане както на космическия кораб, така и на ракетата -носител. В бъдеще системата New Shepard трябва да бъде една от иновациите в областта на космическия туризъм.
Бъдеще за многократна употреба
В продължение на три десетилетия, от началото на осемдесетте години на миналия век, системата за космическа транспорт / космическа совалка е основното средство за доставяне на хора и стоки на орбита в арсенала на НАСА. Поради морално и физическо остаряване, както и във връзка с невъзможността да се получат всички желани резултати, експлоатацията на совалките беше прекратена. От 2011 г. САЩ няма оперативни кораби за многократна употреба. Освен това, въпреки че нямат собствено пилотирано превозно средство, в резултат на което астронавтите трябва да летят по чужди технологии.
Въпреки прекратяването на експлоатацията на Системата за космически транспорт, американската астронавтика не изоставя самата идея за космически кораби за многократна употреба. Тази техника все още представлява голям интерес и може да се използва в голямо разнообразие от мисии. В момента НАСА и редица търговски организации разработват няколко обещаващи космически кораба наведнъж, както орбитални самолети, така и системи с капсули. В момента тези проекти са на различни етапи и показват различни успехи. В най-близко бъдеще, не по-късно от началото на двадесетте години, повечето от новите разработки ще достигнат етапа на тестови или пълноценни полети, което ще даде възможност да се преразгледа ситуацията и да се направят нови заключения.
