Em 25 de maio deste ano, por volta das seis horas da tarde, horário de Moscou, ocorreu a primeira atracação da Estação Espacial Internacional e do SpaceX Dragon, uma espaçonave desenvolvida por uma empresa privada. Este evento gerou muitos elogios e as mais ousadas suposições sobre o futuro da astronáutica mundial. Na opinião da maioria dos especialistas e amadores deste campo da atividade humana, a atração de finanças privadas e o esforço para a astronáutica darão um excelente impulso. Deve-se notar que tais fabricações têm caminhado ao redor do mundo por dez anos, senão mais. Mas foi o lançamento do caminhão dragão em órbita com a subsequente atracação que se tornou o evento que transformou suposições simples em versões muito realistas. Diante dessa mudança de visão, podemos esperar a conclusão bem-sucedida de outros projetos comerciais no campo da astronáutica.
SpaceShipOne
O primeiro projeto de nave espacial privada, SpaceShipOne, foi construído pela Scaled Compositer LLS desde o final dos anos noventa. O desenvolvimento desse aparelho para voos suborbitais estava em andamento, inclusive para a participação na competição Ansari X-Prize. Para receber o último, o novo dispositivo precisou fazer dois voos suborbitais em duas semanas e retornar à Terra.
Devido às peculiaridades do curso de vôo proposto, a SpaceShipOne recebeu uma aparência característica. Aerodinamicamente, é uma aeronave sem cauda com quilhas verticais estendidas para trás. Além disso, em contraste com a esmagadora maioria dos outros sem cauda, as quilhas têm plumagem horizontal. Esse fato causou um certo entusiasmo nas pessoas que tentavam encaixar a SpaceShipOne na classificação de layout existente. Um motor de foguete híbrido especialmente projetado foi colocado na fuselagem traseira. As pequenas dimensões e requisitos para o empuxo do motor de turbina a gás tornaram-se o motivo da busca por um novo combustível não padronizado. Como resultado, o par combustível polibutadieno - óxido de nitrogênio foi escolhido. O bloco de polibutadieno está localizado na câmara de combustão e, quando o motor é ligado, um agente oxidante é alimentado na câmara.
Além da usina incomum do navio, o curso de seu vôo também é interessante. A decolagem de uma pista convencional de comprimento suficiente é realizada usando uma aeronave WhiteKnight especialmente projetada. A aeronave do projeto original eleva a espaçonave a uma altitude de 14 quilômetros, após o qual ocorre o desacoplamento. Além disso, a SpaceShipOne voando por inércia atinge o ângulo de ataque necessário e seu piloto dá a partida no motor. Dentro de um minuto com um pequeno motor de foguete híbrido fornece um impulso da ordem de 7.500 kgf. Durante a aceleração, o veículo suborbital atinge uma velocidade ligeiramente superior a M = 3, o que claramente não é suficiente para entrar em órbita. No entanto, após desligar o motor a uma altitude de cerca de 50 quilômetros, a velocidade do veículo é suficiente para continuar seu vôo ao longo da trajetória balística. Por inércia, a SpaceShipOne sobe para sua altitude máxima de vôo - cerca de 100 quilômetros - onde é de três minutos. Depois que a velocidade da nave acaba sendo insuficiente para continuar no espaço, a descida começa. É interessante que, no início da descida, a parte posterior das asas do aparelho, juntamente com as quilhas e os estabilizadores nele instalados, se elevem em um ângulo significativo. Isso é feito para aumentar a resistência do ar e diminuir a velocidade de descida. A uma altitude de 17 quilômetros, as asas retornam à posição original e a SpaceShipOne planeja pousar no campo de aviação.
O primeiro vôo de teste do veículo suborbital ocorreu em 20 de maio de 2003. Então o WhiteKnight ergueu o protótipo do navio a uma altitude de mais de 14 quilômetros. Mais de um ano depois, ocorreram dois voos tripulados, que trouxeram aos criadores do projeto a merecida fama e o prêmio do fundo do X-Prize. Em 29 de setembro de 2004, o piloto M. Melville trouxe a experiente SpaceShipOne a uma altitude de 102, 93 quilômetros. Apenas cinco dias depois, o piloto B. Binney fez a segunda subida válida ao espaço, atingindo 112 quilômetros. Por dois voos suborbitais tripulados durante duas semanas (na verdade, uma), a Scaled Compositer LLS recebeu um prêmio de dez milhões de dólares.
Nave espacial dois
O projeto SpaceShip One foi, sem dúvida, bem-sucedido e bem-sucedido. Mas apenas três assentos na cabine tornavam as perspectivas comerciais desse projeto muito duvidosas. Foi necessária uma revisão significativa do projeto para trazer a capacidade de carga do navio a uma forma mais bem-sucedida. Para tanto, quase imediatamente após receber o Ansari X-Prize, a Scaled Compositer LLS iniciou um novo projeto - SpaceShipTwo (SS2).
A construção da segunda versão do "Space Spike" é até certo ponto semelhante à primeira. No entanto, os novos requisitos de capacidade de carga não podiam deixar de afetar o layout. Então, foi necessário mudar o tamanho da fuselagem, reorganizá-la e mudar a posição da asa. Ao contrário da SpaceShipOne de asa alta, o SS2 é uma aeronave de asa baixa: sua asa é fixada na parte inferior da fuselagem. Isso foi feito para melhorar o desempenho de vôo em camadas densas da atmosfera e aumentar a resistência térmica durante a descida. Finalmente, a forma das quilhas e estabilizadores foi alterada. Quanto ao sistema de elevação de asas, este método de redução da taxa de descida foi considerado totalmente bem-sucedido e aceitável para uso em um novo projeto. Algo semelhante aconteceu com o tipo de sistema de propulsão, embora a mudança nos parâmetros de massa e tamanho do aparelho tenha implicado no desenvolvimento de um novo motor a gás.
O procedimento de vôo da SpaceShipTwo é geralmente semelhante ao da primeira versão do veículo. A única diferença está no tipo de porta-aviões - o WhiteKnight II foi desenvolvido para o SS2, que possui um layout de fuselagem diferente e novos motores turbojato. Segundo o construtor-chefe do projeto B. Rutan, o SS2 é capaz de subir até 300 quilômetros de altitude, embora na prática esses dados ainda não tenham sido confirmados.
Testar os vários subprogramas do projeto SpaceShipTwo não foi nada fácil. Portanto, o novo design do dispositivo também precisava de uma nova proteção térmica. Mas o trabalho mais desafiador envolveu um novo motor híbrido mais potente. Em 26 de julho de 2007, uma tragédia ocorreu no centro de testes do aeroporto de Mojave durante os testes de motor. O tanque com 4,5 toneladas de oxidante não resistiu à pressão e explodiu. Estilhaços de metal espalhados mataram três pessoas e mais três ficaram feridas de gravidade variada. Felizmente, os feridos receberam a assistência necessária a tempo e em poucas semanas puderam voltar à vida ativa.
O primeiro vôo de teste do primeiro protótipo SS2, que recebeu seu próprio nome VSS Enterprise, ocorreu em 22 de março de 2010. Como no caso da primeira espaçonave, durante este vôo o protótipo da nave estava atracado ao porta-aviões o tempo todo. Os próximos meses foram gastos em transportes não tripulados e verificação de todos os sistemas de bordo. Em meados de julho do mesmo ano, o SS2 decolou pela primeira vez com uma tripulação a bordo. Dois pilotos mais uma vez verificaram o funcionamento dos sistemas de comunicação, navegação e controle. Três meses depois, foi realizado o primeiro desacoplamento da Enterprise, seguido de uma descida deslizante. Devido a alguns motivos financeiros e técnicos, o primeiro voo suborbital planejado para 2011, com o cruzamento do limite inferior do espaço, não ocorreu. Além disso, os voos de teste tiveram de ser suspensos por um período indefinido no outono passado. Atualmente, os testes estão programados para retomar neste verão.
Por razões óbvias, é muito cedo para falar sobre as perspectivas comerciais da SpaceShipTwo. Os testes ainda não foram concluídos e o dispositivo nunca esteve no espaço. Mas a gestão da empresa desenvolvedora já afirma que cinco SS2 e dois WhiteKnight II serão construídos em um futuro próximo. Além disso, em 2009, a Scaled Compositer LLS se ofereceu para reservar assentos para voos turísticos. Pediram uma passagem de 200 mil dólares americanos. No entanto, mesmo três anos após o início das gravações de clientes, o primeiro deles ainda não conseguia subir ao espaço sideral.
Dragão Spacex
Mais bem-sucedido que o SS2 foi o projeto Dragon da SpaceX. Porém, ao contrário dos programas do Scaled Compositer LLS, ele foi criado com o apoio da NASA. Além disso, tem outras finalidades. Ao contrário da nave espacial puramente turística, o Dragon é um veículo de reentrada projetado para entregar cargas úteis às estações espaciais.
Foram os recursos do aplicativo que causaram a aparência característica e a divisão estrutural do aparelho Dragon. É composto por duas partes - equipamento cilíndrico-carga e carga em forma de cone truncado. Dentro do navio há um volume pressurizado de 14 metros cúbicos e mais 10 não estão protegidos contra vazamentos de ar. A espaçonave é colocada em órbita usando o veículo de lançamento Falcon-9.
O primeiro vôo de teste do Dragão ocorreu em 8 de dezembro de 2010. O veículo de lançamento decolou da plataforma de lançamento do Kennedy Center e colocou o veículo em órbita. O dragão fez duas órbitas ao redor da Terra e caiu. A cápsula de pouso foi inundada no Oceano Pacífico, na costa americana. Um ano e meio depois - em maio de 2012 - o primeiro lançamento completo do Dragon foi realizado. A espaçonave lançada em órbita se aproximou com sucesso da ISS e foi acoplada a ela. Vale ressaltar que das possíveis seis toneladas de carga útil, o Dragon entregou apenas 520 quilos à ISS. Os gerentes de projeto atribuem essa diferença de peso à necessidade de verificação adicional dos sistemas e à falta de vontade de arriscar uma carga pesada de grande importância. O Dragon trouxe o que eles chamam de itens opcionais para a ISS.
Em um futuro próximo, a SpaceX pretende concluir o recebimento de todos os documentos necessários à operação do navio. Depois disso, será possível lançar uma operação comercial completa. Porém, como dizem na SpaceX, em um primeiro momento sua criação funcionará exclusivamente na entrega de cargas para a ISS. Num futuro mais distante, com base no "Dragão" será criada uma nave espacial tripulada Red Dragon, projetada para voar para Marte. Mas o desenvolvimento desta opção ainda está em sua infância.
CST-100
Além das pequenas empresas, os gigantes da indústria da aviação também estão engajados na criação de espaçonaves comerciais. Desde 2009, a Boeing está trabalhando no projeto CST-100. No inverno de 2010, a agência NASA se juntou ao desenvolvimento do projeto, embora sua participação seja para ajudar na área de pesquisa e assumir uma pequena parte do financiamento. O objetivo do projeto CST-100 é criar uma nova espaçonave para lançar cargas e pessoas em órbita. No futuro, um aparelho capaz de lançar sete pessoas ao espaço deve se tornar, em certa medida, o sucessor dos Ônibus Espaciais.
Por razões óbvias, os detalhes técnicos do projeto são amplamente desconhecidos. No entanto, os especialistas da Boeing já publicaram algumas das nuances da futura espaçonave. Com uma massa total de cerca de 10 toneladas e um diâmetro de casco de até 4,5 metros, será colocado em órbita por meio de um veículo lançador Atlas V. A descida está prevista para ser realizada de acordo com o mesmo método utilizado pelo Dragão ou Russian Soyuz. Com base no CST-100, está prevista a criação de diversos veículos para diversos fins, projetados para lançar cargas e pessoas ao espaço.
Atualmente, vários sistemas e componentes do futuro navio estão sendo testados. O primeiro voo do CST-100 está programado para 2015. No total, no 15º ano, está prevista a realização de três lançamentos. Durante o primeiro, a espaçonave será lançada em órbita em modo automático. Em seguida, a segunda espaçonave não tripulada fará parte dos testes do sistema de resgate, e apenas no terceiro vôo haverá pessoas a bordo do CST-100. O uso comercial da nova espaçonave só começará em 2016, desde que não haja grandes problemas nos testes.
Tycho brahe
Todos os projetos descritos acima têm uma coisa em comum. Eles são desenvolvidos por organizações bastante grandes. Acontece que uma empresa não precisa ser uma para participar da corrida espacial privada. Portanto, o escritório de design da Copenhagen Suborbitals consiste em apenas duas pessoas - Christian von Bengtson e Peter Madsen. Eles são auxiliados por 17 entusiastas que estão envolvidos na montagem de todos os componentes do projeto. O programa espacial "Tycho Brahe" deve o seu nome ao astrônomo dinamarquês da Renascença. O objetivo do projeto que leva o nome do astrônomo é a construção de um foguete e um complexo espacial para voos suborbitais.
O complexo Tycho Brahe consiste em um lançador de foguetes acoplado a um veículo lançador HEAT-1X e uma cápsula tripulada MSC (MicroSpaceCraft). O foguete com motor híbrido tem um tamanho incomum para essa classe de tecnologia. Portanto, o HEAT-1X tem um diâmetro de apenas 25 polegadas (64 centímetros). É fácil adivinhar que a cápsula habitável também é pequena. A cápsula MSC é um tubo selado com uma ponta de vidro. Conforme concebida pelos projetistas, a cápsula deve ser lançada a uma altitude de cerca de 100 quilômetros por meio de um foguete. Na fase final do vôo, o foguete, junto com a cápsula, entra em movimento ao longo de uma trajetória balística. A descida deve ser realizada com o auxílio de freios aerodinâmicos, pára-quedas e vários outros equipamentos. Dadas as pequenas dimensões do veículo de descida, surgem sérias dúvidas quanto à viabilidade de uma descida segura.
O primeiro lançamento de um foguete com simulador humano de massa e tamanho foi agendado para 5 de setembro de 2010. Foi cancelado algumas horas antes da hora marcada. Durante uma das últimas verificações dos sistemas, descobriu-se que havia problemas com o aquecimento da válvula de alimentação do oxidante. Pelas especificidades do projeto, o aquecimento desta peça teve que ser feito com um secador de cabelo comum, mesmo potente. As melhorias se arrastaram até o início de junho do ano passado. Mas então houve problemas, desta vez com o sistema de ignição. Felizmente, ele foi consertado rapidamente e, em 3 de junho, o foguete HEAT-1X finalmente ergueu o MSC no ar. De acordo com o plano de vôo, o foguete deveria subir a uma altitude de cerca de 2, 8 quilômetros e, em seguida, largar a carenagem e o módulo MSC. Este último teve que cair de pára-quedas. A saída para a altura do projeto e o disparo do módulo com o manequim foram bem-sucedidos. Mas as linhas do pára-quedas de pouso se enredaram. O dispositivo caiu no Mar Báltico.
Após o primeiro teste, a equipe da Copenhagen Suborbitals chegou à conclusão de que muitas melhorias eram necessárias. Na verdade, é exatamente isso que todas as duas dúzias de entusiastas estão fazendo agora. Aparentemente, Tycho Brahe tem muitas desvantagens. Essa suposição é apoiada pelo fato de que um ano após o primeiro vôo do complexo não totalmente bem-sucedido, os autores do projeto não têm pressa em compartilhar informações sobre a data do próximo lançamento. Obviamente, um grupo de cidadãos empreendedores ainda não é capaz de lembrar seus desenvolvimentos. No entanto, Tycho Brahe é atualmente o único projeto espacial privado europeu que chegou mesmo à fase de testes.
