Perspective și probleme ale avioanelor spațiale
Ultima lansare a navetei Atlantis (STS-135), iulie 2011
Conceptul de sistem aerospațial cu un avion spațial orbital are o serie de calități pozitive și, prin urmare, atrage atenția. De câteva decenii au fost dezvoltate diverse proiecte ale unor astfel de sisteme, dar perspectivele lor reale rămân sub semnul întrebării. Până în prezent, doar câteva astfel de proiecte au fost puse în funcțiune, iar viitorul întregii direcții rămâne sub semnul întrebării.
Succesele trecutului
Conceptul de avion spațial orbital prevede crearea unei aeronave capabile să urce pe orbită independent sau cu ajutorul unui vehicul de lansare, iar apoi să se întoarcă pe Pământ datorită zborului aerodinamic cu o aterizare orizontală. Această metodă de zbor oferă anumite avantaje și, prin urmare, prezintă interes pentru industria de rachete și spațială.
Nava spațială Endeavour (STS-118) care se apropie de ISS, august 2007
Puterile conducătoare au început să lucreze activ pe această temă încă din anii cincizeci ai secolului trecut. Ulterior, o mare varietate de sisteme aerospațiale (AKS) au fost dezvoltate folosind diferite avioane spațiale. Unele dintre aceste proiecte au mers chiar până la experimente la scară largă folosind echipamente experimentale.
În același timp, direcția nu este încă foarte reușită și dezvoltată. Numărul de mostre testate este mult mai mic decât numărul total de proiecte propuse și doar un complex a ajuns în funcțiune efectivă.
Cea mai de succes aeronavă orbitală este naveta spațială americană. În 1981-2011 astfel de dispozitive au efectuat 135 de zboruri (2 accidente), timp în care sute de tone de marfă și zeci de astronauți au fost livrate pe orbită și returnate pe Pământ. Cu toate acestea, acest program nu a rezolvat problema reducerii costului de ieșire și returnare a sarcinii utile și, de asemenea, sa dovedit a fi prea complicat. În plus, până la începutul anilor XNUMX, avioanele spațiale și-au epuizat resursele, iar construirea unora noi s-a dovedit a fi nepractică.
Avion spațial cu experiență SpaceShipOne. Fotografie de Wikimedia Commons
La noi, lucrările la avioanele spațiale s-au oprit în faza de testare. Așadar, în anii șaptezeci și optzeci, s-a desfășurat un amplu program de teste pe banc și de zbor ale vehiculelor din seria BOR, inclusiv. pe orbită. În 1988, nava spațială Buran a făcut singurul zbor în spațiu. Alte proiecte interne nu au progresat dincolo de primele etape.
Evoluții promițătoare
La începutul anilor XNUMX, The Spaceship Company și Virgin Galactic au testat un avion spațial experimental SpaceShipOne. Ulterior, pe baza acestui produs, a fost dezvoltată o nouă navă SpaceShipTwo, capabilă să ridice sarcini mici până la limita inferioară a spațiului cosmic. Din cauza unor astfel de limitări, avionul spațial este considerat doar ca un transport pentru turiștii spațiali sau ca o platformă pentru unele cercetări.
În 2018-19 un SpaceShipTwo experimentat în două zboruri s-a ridicat la o înălțime de peste 80 km. Noi zboruri sunt planificate a fi efectuate după finalizarea modernizării și pregătirii navei existente pentru operațiuni comerciale. De asemenea, sunt în construcție două avioane spațiale noi cu „aspect în serie”. Cât de curând SpaceShipTwo va ajunge la utilizarea comercială nu este clar. Proiectul s-a confruntat în mod repetat cu problema amânării, iar această tendință poate continua și în viitor.
SpaceShipTwo sub aripa aeronavei de transport. Fotografie Virgin Galactic
Mai de succes și mai promițător este proiectul Dream Chaser de la Sierra Nevada Corp. El propune construirea unui AKS cu un vehicul de lansare și un avion spațial capabil să urce pe orbite terestre joase. Dream Chaser este dezvoltat în primul rând pentru a lucra cu Stația Spațială Internațională; va livra oameni și marfă pe orbită și va reveni pe Pământ. Sarcina utilă estimată va ajunge la 5 tone, timpul de zbor nu va depăși câteva ore.
Până în prezent, au fost efectuate teste la sol și de zbor folosind două avioane spațiale experimentale. Primul zbor este programat pentru 2022 folosind vehiculul de lansare standard Vulcan Centaur. Apoi va avea loc o lansare de probă către ISS. Până la sfârșitul deceniului, este planificată începerea operațiunii cu drepturi depline a acestui ACS cu zboruri regulate cu una sau alta încărcătură la bord. Cât de realiste sunt astfel de planuri nu este clar. Potrivit NASA, Sierra Nevada se confruntă cu diverse probleme care, cel puțin, îngreunează pregătirea pentru zboruri.
Testarea orbitală
De la începutul anilor 37, un avion spațial promițător a fost dezvoltat de US Air Force, DARPA, NASA și Boeing. Testele de zbor ale unui produs numit X-2006A au început în 37. Apoi a fost creat un vehicul X-XNUMXB îmbunătățit, potrivit pentru lansări pe orbită. Proiectul a fost creat din ordinul Forțelor Aeriene și, probabil, a avut un scop exclusiv militar. În același timp, date exacte de acest fel nu au fost încă dezvăluite.
Nava cu experiență Dream Chaser, care zboară la o înălțime de 80 km. Fotografie de la NASA
Primul zbor orbital al X-37B experimental a început în aprilie 2010 și a durat 224 de zile - până în decembrie. Apoi au mai avut loc patru zboruri, iar ultimul a durat mai bine de 779 de zile. Din luna mai trecută, unul dintre cele două prototipuri se află pe orbită; data întoarcerii și aterizării este necunoscută. Poate că de data aceasta vor stabili din nou un record pentru durata zborului.
Potrivit diverselor date și estimări, X-37B este deja folosit de forțele aeriene americane pentru a rezolva probleme reale. Aparatul efectuează diverse manevre și schimbă orbită. S-a raportat că scăpa o sarcină utilă. Astfel, procesul de dezvoltare a capabilităților de zbor poate fi însoțit de o muncă reală în favoarea armatei.
În septembrie 2020, specialiștii chinezi au lansat racheta purtătoare Long March-2F cu o navă spațială reutilizabilă promițătoare. Acesta din urmă a intrat pe orbita joasă a Pământului și, probabil, a început să îndeplinească sarcinile atribuite. Nu au fost raportate detalii despre proiectul AKC din China. Chiar și clasa aparatului retras rămâne necunoscută.
Pregătirea X-37B pentru primul său zbor, aprilie 2010. Fotografie US Air Force
Potrivit unor surse străine, prima navă reutilizabilă din China este similară ca arhitectură și aspect cu X-37B american și ar trebui să aibă capacități similare. Acest produs ar fi făcut sub forma unei aeronave cu aripi delta cu deschidere mică și are o masă de cel mult 8 tone. Gama de sarcini care trebuie rezolvate și domeniul de aplicare sunt necunoscute. China nu a dezvăluit încă detaliile proiectului său.
Probleme de direcție
În ciuda tuturor eforturilor, dirijarea AKC cu un avion orbital a avut până acum doar un succes limitat. În viitorul apropiat, situația se poate schimba - dar momentul și rezultatele proceselor în desfășurare sunt încă sub semnul întrebării. O serie de factori caracteristici și dificultăți cu care se confruntă industria rachetelor și spațiale au dus la această stare de lucruri.
Principala problemă a avioanelor spațiale este complexitatea creării lor. Designerii trebuie să combine caracteristicile specifice ale tehnologiei orbitale și ale zborului aerodinamic, ținând cont de sarcinile caracteristice asupra structurii. Acest lucru necesită adesea dezvoltarea de noi tehnologii și componente. În consecință, costul muncii crește.
Lansarea rachetei Long March 2F. Același transportator a lansat pe orbită o navă spațială reutilizabilă chineză. Fotografia „Xinhua”
Proiectele propuse de avioane spațiale nu pot concura încă cu sistemele spațiale de rachete din alte clase. Navele și vehiculele de lansare existente sunt capabile să livreze diferite sarcini utile pe diferite orbite - clientul are posibilitatea de a alege sistemul optim. Avioanele spațiale de tipurile propuse nu pot oferi încă o asemenea flexibilitate de utilizare. Pentru a face acest lucru, este necesar să finalizați dezvoltarea proiectelor curente și să creați noi mostre cu diferite caracteristici.
În cele din urmă, conjunctura generală a rachetelor și a industriei spațiale afectează negativ perspectivele direcției. Cele mai bune succese sunt prezentate de proiectele americane și chineze create din ordinul forțelor armate și cu sprijinul lor direct. Dezvoltatorii comerciali cu proiecte de inițiativă și chiar organizațiile mari precum NASA nu sunt încă capabili să asigure independent crearea rapidă și de înaltă calitate a sistemelor cu capabilitățile dorite.
Datorită limitărilor obiective și diverselor dificultăți, dezvoltarea sistemelor aerospațiale cu avioane spațiale se poate lăuda încă cu realizări limitate. Cele mai multe dintre aceste proiecte au mers la istorie fără rezultate reale, iar cea mai mare parte a evoluțiilor actuale nu au părăsit încă stadiul de testare. Cu toate acestea, interesul pentru acest subiect rămâne și stimulează continuarea muncii. Se poate presupune că în viitor situația se va schimba treptat, iar noi modele de aeronave orbitale vor fi puse în funcțiune. Cu toate acestea, analogii vechii navete spațiale cu aceleași dimensiuni și încărcătură utilă, cel mai probabil, nu vor apărea în următorii ani.
informații