21. juulil 2011 tegi Ameerika kosmoselaev Atlantis oma viimase maandumise, mis tegi lõpu pikale ja põnevale kosmosetranspordisüsteemi programmile. Mitmetel tehnilistel ja majanduslikel põhjustel otsustati kosmosesüstiku töö katkestada. Sellest hoolimata ei loobutud korduvkasutatava kosmoselaeva ideest. Praegu töötatakse välja mitu sarnast projekti korraga ja mõned neist on juba suutnud oma potentsiaali näidata.
Kosmosesüstiku korduvkasutatavate kosmoselaevade projektil oli mitu peamist eesmärki. Üks peamisi oli lennu maksumuse vähendamine ja selleks ettevalmistamine. Sama laeva teoreetiline korduvkasutamise võimalus andis teatud eeliseid. Lisaks võimaldas kogu kompleksi iseloomulik tehniline välimus oluliselt suurendada kasuliku koormuse lubatud mõõtmeid ja kaalu. STS -i ainulaadne omadus oli võimalus kosmoseaparaadid Maale oma kaubaruumis tagasi saata.
Kosmoselaeva Altantis viimane start, 8. juuli 2011 NASA foto
Töö käigus leiti siiski, et kõiki ülesandeid ei täidetud. Nii et praktikas osutus laeva lennuks ettevalmistamine liiga pikaks ja kulukaks - nende parameetrite järgi ei sobinud projekt algsete nõuetega. Mitmel juhul ei saanud korduvkasutatav kosmoselaev põhimõtteliselt asendada "tavapäraseid" kanderakette. Lõpuks tõi seadmete järkjärguline moraalne ja füüsiline vananemine kaasa meeskonna jaoks kõige tõsisemad ohud.
Selle tulemusel otsustati kosmosetranspordisüsteemi töö lõpetada. Viimane 135. lend toimus 2011. aasta suvel. Neli olemasolevat laeva kanti maha ja anti muuseumidesse üle kui mittevajalikud. Selliste otsuste kuulsaim tagajärg oli asjaolu, et Ameerika kosmoseprogramm jäi mitmeks aastaks ilma oma mehitatud kosmoselaevata. Seni peavad astronaudid orbiidile sisenema Vene tehnoloogiat kasutades.
Lisaks jäi kogu planeet määramata ajaks korduvkasutatavate süsteemideta. Teatud meetmeid aga juba võetakse. Praeguseks on Ameerika ettevõtted välja töötanud mitu ühe või teise tüüpi korduvkasutatavate kosmoseaparaatide projekti. Kõik uued proovid on vähemalt juba testimiseks välja võetud. Lähitulevikus saavad nad ka täieõiguslikku tegevust alustada.
Boeing X-37
STS -kompleksi põhikomponent oli orbitaallennuk. Seda kontseptsiooni kasutatakse praegu Boeingi X-37 projektis. Veel üheksakümnendate lõpus hakkasid Boeing ja NASA uurima korduvkasutatavate kosmoselaevade teemat, mis suudavad olla orbiidil ja lennata atmosfääris. Viimase kümnendi alguses viis see töö X-37 projekti alguseni. 2006. aastal jõudis uut tüüpi prototüüp lennukitestidele kukkumisega kandelennukilt.
Boeing X-37B lennuk kanderaketi ümbrises. Foto USA õhujõud
Programm huvitas USA õhujõude ja seda on alates 2006. aastast nende huvides ellu viidud, ehkki NASA mõningase abiga. Ametlikel andmetel soovib õhuvägi saada paljulubavat orbiidilennukit, mis on võimeline kosmosesse laskma erinevaid lasti või sooritama erinevaid katseid. Erinevate hinnangute kohaselt saab praegust projekti X-37B kasutada ka muudel missioonidel, sealhulgas luure- või täieõigusliku lahingutööga seotud missioonidel.
Esimene kosmoselaeva X-37B kosmoselend toimus 2010. aastal. Aprilli lõpus lasi kanderakett Atlas V sõiduki ette määratud orbiidile, kus see viibis 224 päeva. Maandumine "nagu lennuk" toimus sama aasta detsembri alguses. Järgmise aasta märtsis algas teine lend, mis kestis kuni 2012. aasta juunini. Detsembris toimus järgmine start ja kolmas maandumine viidi läbi alles 2014. aasta oktoobris. 2015. aasta maist kuni 2017. aasta maini sooritas kogenud X-37B oma neljanda lennu. Eelmise aasta 7. septembril algas järjekordne katselend. Millal see valmib, pole täpsustatud.
Väheste ametlike andmete kohaselt on lendude eesmärk uurida uue tehnoloogia tööd orbiidil, samuti teha erinevaid katseid. Isegi kui kogenud X-37B-d lahendavad sõjalisi ülesandeid, ei avalda klient ja töövõtja sellist teavet.
Praegusel kujul on Boeing X-37B toode iseloomuliku välimusega raketilennuk. Seda eristab suur kere ja keskmise alaga lennukid. Kasutatakse raketimootorit; juhtimine toimub automaatselt või maapinnalt saadud käskude abil. Teadaolevatel andmetel on kerele ette nähtud kaubaruum pikkusega üle 2 m ja läbimõõduga üle 1 m, mis mahutab kuni 900 kg kasulikku koormust.
Praegu on kogenud X-37B orbiidil ja lahendab määratud ülesandeid. Millal ta Maale naaseb, pole teada. Samuti pole täpsustatud teavet pilootprojekti edasise edenemise kohta. Ilmselt ilmuvad uued sõnumid kõige huvitavama arengu kohta mitte varem kui prototüübi järgmine maandumine.
SpaceDev / Sierra Nevada Dream Chaser
Teine orbitaaltasandi versioon on kosmoselaev Dream Chaser SpaceDevilt. Seda projekti on arendatud alates 2004. aastast, et osaleda NASA kommertsorbitaalveoteenuste (COTS) programmis, kuid see ei saanud valiku esimest etappi läbida. Arendusettevõte oli aga peagi nõus tegema koostööd United Launch Alliance'iga, kes oli valmis pakkuma oma kanderakett Atlas V. 2008. aastal sai SpaceDev Sierra Nevada Corporationi koosseisu ning sai peagi oma lennukite loomiseks lisaraha. Hiljem sõlmiti Lockheed Martiniga kokkulepe katseseadmete ühisehituse osas.
Kogenud orbitaallennuk Dream Chaser. Foto NASA
Oktoobris 2013 kukutati Dream Chaseri lendav prototüüp kandekopterilt maha, misjärel see lülitus liuglennule ja sooritas horisontaalse maandumise. Vaatamata rikkele maandumise ajal kinnitas prototüüp disainiomadusi. Tulevikus viidi stendidel läbi veel mõned katsed. Nende tulemuste põhjal viidi projekt lõpule ja 2016. aastal alustati kosmoselendude prototüübi ehitamist. Eelmise aasta keskel sõlmisid NASA, Sierra Nevada ja ULA lepingu kahe orbitaallennu läbiviimiseks aastatel 2020–21.
Mitte nii kaua aega tagasi said Dream Chaseri seadme arendajad loa käivitada 2020. aasta lõpus. Erinevalt paljudest teistest kaasaegsetest arengutest viiakse selle laeva esimene kosmosemissioon läbi tõelise koormusega. Kosmoseaparaat peab toimetama teatud lasti rahvusvahelisse kosmosejaama.
Praegusel kujul on korduvkasutatav kosmoselaev Sierra Nevada / SpaceDev Dream Chaser iseloomuliku välimusega õhusõiduk, mis meenutab väliselt mõnda Ameerika ja välismaa arengut. Sõiduki kogupikkus on 9 m ja see on varustatud delta tiivaga, mille laius on 7 m. Sobivuse tagamiseks olemasolevate kanderakettidega töötatakse tulevikus välja kokkupandav tiib. Õhkutõusmiskaal on 11,34 tonni. Dream Chaser suudab ISS-ile toimetada 5, 5 tonni kaupa ja naasta kuni 2 tonni Maale. Orbiidilt "nagu lennuk" laskumine on seotud väiksema ülekoormusega, mis peaks olema kasulik mõne seadme ja proovide kohaletoimetamiseks eraldi katsetes.
Spacexi draakon
Mitmel põhjusel ei ole orbiidilennuki idee praegu uue kosmosetehnoloogia arendajate seas eriti populaarne. Mugavamaks ja kasumlikumaks peetakse nüüd "traditsioonilise" välimusega korduvkasutatavat kosmoselaeva, mis lastakse orbiidile kanderakettide abil ja naaseb Maale ilma tiibu kasutamata. Sellise edukaim arendus on SpaceXi draakon.
Kaubalaev SpaceX Dragon (CRS-1 missioon) ISSi lähedal. Foto NASA
Töö draakoni projektiga algas 2006. aastal ja see viidi läbi programmi COTS raames. Projekti eesmärk oli luua kosmoseaparaat, mis võimaldaks mitut käivitamist ja tagasipöördumist. Projekti esimene versioon hõlmas transpordilaeva loomist ja tulevikus kavatseti selle alusel välja töötada mehitatud modifikatsioon. Praeguseks on Dragon "veoauto" versioonis näidanud kindlaid tulemusi, samas kui laeva mehitatud versiooni oodatav edu muutub ajaliselt pidevalt.
Transpordilaeva Dragon esimene demonstratsioonlaev toimus 2010. aasta lõpus. Pärast kõiki vajalikke muudatusi tellis NASA sellise seadme täieõigusliku käivitamise, et toimetada lasti rahvusvahelisse kosmosejaama. 25. mail 2012 dokkis draakon edukalt ISS -i. Tulevikus viidi kaupade orbiidile toimetamisega läbi mitu uut kaatrit. Programmi tähtsaimaks etapiks sai käivitamine 3. juunil 2017. Esmakordselt programmi ajaloos lasti remonditud laev uuesti vette. Detsembris läks kosmosesse veel üks kosmoselaev, mis lendas juba ISS -i. Kõiki teste arvesse võttes on Dragoni tooted tänaseks teinud 15 lendu.
2014. aastal teatas SpaceX paljutõotavast mehitatud kosmoselaevast Dragon V2. Väideti, et see seade, mis on olemasoleva veoki arendus, suudab orbiidile toimetada või koju naasta kuni seitse astronauti. Samuti teatati, et tulevikus saab uue laevaga lennata ümber Kuu, sealhulgas turistidega pardal.
Nagu SpaceX -i projektide puhul sageli juhtub, on Dragon V2 projekti ajajoon mitu korda nihkunud. Niisiis, väidetava Falcon Heavy vedajaga viivitamise tõttu nihutati esimeste testide kuupäev 2018. aastasse ja esimene mehitatud lend "hiilis" järk -järgult 2019. aastani. Lõpuks teatas arendusettevõte paar nädalat tagasi kavatsusest loobuda uue "Draakoni" sertifitseerimisest mehitatud lendude jaoks. Tulevikus peaks selliseid ülesandeid lahendama, kasutades korduvkasutatavat BFR -süsteemi, mida pole veel loodud.
Transpordi kosmoselaeva Dragon kogupikkus on 7,2 m, läbimõõt 3,66 m. Kuivkaal on 4,2 tonni. See on võimeline tarnima ISS -ile 3,3 tonni kaaluvat kasulikku koormust ja tagastama kuni 2,5 tonni kaupa. Teatud lasti mahutamiseks tehakse ettepanek kasutada suletud sektsiooni mahuga 11 kuupmeetrit ja rõhuta 14 kuupmeetrit. Pitseerimata sektsioon langeb laskumise ajal maha ja põleb atmosfääris, samal ajal kui teine kaubamaht naaseb Maale ja teeb langevarjuga maandumise. Orbiidi parandamiseks on kosmoselaev varustatud 18 Draco-tüüpi mootoriga. Süsteemide tõhususe tagab päikesepaneelide paar.
"Draakoni" mehitatud versiooni väljatöötamisel kasutati baastranspordi laeva teatud üksusi. Samal ajal tuli suletud sektsioon uute probleemide lahendamiseks oluliselt ümber töötada. Muutunud on ka mõned teised laeva elemendid.
Lockheed martin orion
2006. aastal leppisid NASA ja Lockheed Martin kokku paljulubava korduvkasutatava kosmoselaeva ehitamises. Projekt sai nime ühe säravaima tähtkuju - Orioni järgi. Kümnendivahetusel, pärast osa töö lõpetamist, tegi Ameerika Ühendriikide juhtkond ettepaneku sellest projektist loobuda, kuid pärast pikki vaidlusi see päästeti. Töö jätkus ja on siiani toonud teatud tulemusi.
Perspektiivilaev Orion kunstniku poolt vaadatuna. NASA joonis
Vastavalt algsele kontseptsioonile pidi Orioni laeva kasutama erinevatel missioonidel. Tema abiga pidi see toimetama kaupa ja inimesi rahvusvahelisse kosmosejaama. Vastava varustusega sai ta minna Kuule. Samuti töötati välja võimalus lennata mõnele asteroidile või isegi Marsile. Sellegipoolest omistati selliste probleemide lahendus kaugele tulevikule.
Viimase kümnendi plaanide kohaselt pidi Orioni esimene katse stardis toimuma 2013. aastal. 2014. aastaks plaanisid nad alustada astronautidega pardal. Lend Kuule võis toimuda kümnendi lõpuni. Seejärel korrigeeriti ajakava. Esimene mehitamata lend lükati 2014. aastasse ja meeskonnaliikmete lend 2017. aastasse. Kuumissioonid lükati edasi kahekümnendatele. Praeguseks on meeskonnaliikmed edasi lükatud järgmisele kümnendile.
5. detsembril 2014 toimus Orioni esimene testkäivitus. Kandevõime simulaatoriga kosmoselaev saadeti orbiidile kanderakett Delta IV. Mõni tund pärast starti naasis ta Maale ja pritsis ette antud piirkonnas. Uusi käivitusi pole veel tehtud. Lockheed Martini ja NASA spetsialistid ei istunud aga jõude. Viimase paari aasta jooksul on ehitatud mitmeid prototüüpe teatud katsete läbiviimiseks maismaal.
Vaid paar nädalat tagasi alustati esimese mehitatud lennu Orioni ehitust. Selle käivitamine on kavandatud järgmisel aastal. Kosmoseaparaadi orbiidile laskmise ülesanne antakse paljutõotava kanderakett Space Launch System. Käimasoleva töö lõpetamine näitab kogu projekti tegelikke väljavaateid.
Orioni projekt näeb ette laeva ehitamise, mille pikkus on umbes 5 m ja läbimõõt umbes 3,3 m. Selle seadme iseloomulik tunnus on suur sisemine maht. Hoolimata vajalike seadmete ja instrumentide paigaldamisest jääb suletud sektsiooni sisse veidi vähem kui 9 kuupmeetrit vaba ruumi, mis sobib teatud seadmete, sealhulgas meeskonnaistmete paigaldamiseks. Laev saab pardale võtta kuni kuus astronauti või teatud lasti. Laeva kogumass on 25,85 tonni.
Suborbitaalsed süsteemid
Praegu rakendatakse mitmeid huvitavaid programme, mis ei näe ette Maa orbiidile kasulikku koormust. Mitmete Ameerika ettevõtete tulevased seadmete mudelid saavad teha ainult suborbitaalseid lende. Seda tehnikat tuleks kasutada mõneks uurimistööks või kosmoseturismi arendamiseks. Selliseid uusi projekte ei käsitleta täieõigusliku kosmoseprogrammi väljatöötamise kontekstis, kuid sellest hoolimata pakuvad nad teatud huvi.
Suborbitaalne sõiduk SpaceShipTwo White Knight Two kandelennuki tiiva all. Foto Virgin Galactic / virgingalactic.com
SpaceShipOne ja SpaceShipTwo projektid firmadest Scale Composites ja Virgin Galactic pakuvad välja kompleksi, mis koosneb kandelennukist ja orbitaallennukist. Alates 2003. aastast on kaks tüüpi seadmeid sooritanud märkimisväärse arvu katselende, mille käigus katsetati erinevaid disainifunktsioone ja töömeetodeid. Eeldatavasti suudab SpaceShipTwo tüüpi kosmoselaev pardale võtta kuni kuus reisijat ja tõsta nad vähemalt 100-150 km kõrgusele, s.t. üle maailmaruumi alumise piiri. Õhkutõusmine ja maandumine peaks toimuma "traditsiooniliselt" lennuväljalt.
Blue Origin on alates viimase kümnendi keskpaigast töötanud suborbitaalse kosmosesüsteemi teise versiooni kallal. Ta teeb ettepaneku sooritada selliseid lende, kasutades kanderakettide ja laevade komplekti, sarnaselt teiste programmidega. Pealegi peavad nii rakett kui ka laev olema korduvkasutatavad. Kompleksi nimi oli New Shepard. Alates 2011. aastast sooritavad uut tüüpi raketid ja laevad regulaarselt katselende. Sellega on juba õnnestunud saata kosmoseaparaat üle 110 km kõrgusele, samuti tagada nii kosmoseaparaadi kui ka kanderaketi turvaline tagasipöördumine. Tulevikus peaks süsteem New Shepard olema üks uuendusi kosmoseturismi valdkonnas.
Korduvkasutatav tulevik
Kolm aastakümmet, alates eelmise sajandi kaheksakümnendate algusest, on kosmosetranspordisüsteemi / kosmosesüstiku kompleks olnud NASA ja arsenali peamine vahend inimeste ja kaupade orbiidile toimetamiseks. Moraalse ja füüsilise vananemise tõttu ning seoses kõigi soovitud tulemuste saamise võimatusega lõpetati süstikute töö. Alates 2011. aastast pole Ameerika Ühendriikidel ühtegi korduvkasutatavat laeva. Veelgi enam, kuigi neil pole oma mehitatud sõidukit, mille tagajärjel peavad astronaudid lendama välismaa tehnoloogiaga.
Vaatamata kosmosetranspordisüsteemi tegevuse lõpetamisele ei jäta Ameerika astronautika hüljata ideed taaskasutatavatest kosmoselaevadest. See tehnika pakub endiselt suurt huvi ja seda saab kasutada väga erinevatel missioonidel. Praegu arendavad NASA ja mitmed kaubandusorganisatsioonid korraga mitut paljulubavat kosmoselaeva, nii orbiidilennukeid kui ka kapslitega süsteeme. Praegu on need projektid erinevates etappides ja näitavad erinevat edu. Lähitulevikus, hiljemalt kahekümnendate aastate alguses, jõuab enamik uutest arengutest katse- või täislendude etappi, mis võimaldab olukorda uuesti uurida ja teha uusi järeldusi.
