El 25 de mayo de este año, alrededor de las seis de la tarde, hora de Moscú, tuvo lugar el primer acoplamiento de la Estación Espacial Internacional y SpaceX Dragon, una nave espacial desarrollada por una empresa privada. Este evento provocó muchos elogios y las suposiciones más atrevidas sobre el futuro de la astronáutica mundial. En opinión de la mayoría de especialistas y aficionados de este campo de la actividad humana, la atracción de las finanzas privadas y los esfuerzos a la astronáutica le dará un excelente impulso. Cabe señalar que tales fabricaciones han estado dando vueltas por el mundo durante diez años, si no más. Pero fue el lanzamiento del camión Dragon en órbita con el posterior acoplamiento lo que se convirtió en el evento que convirtió las simples conjeturas en versiones muy realistas. A la luz de este cambio de opinión, podemos esperar la finalización con éxito de otros proyectos comerciales en el campo de la astronáutica.
SpaceShipOne
El primer proyecto de nave espacial privada, SpaceShipOne, fue construido por Scaled Compositer LLS desde finales de los noventa. Se estaba desarrollando este aparato para vuelos suborbitales, incluida la participación en el concurso Ansari X-Prize. Para recibir este último, el nuevo dispositivo tuvo que realizar dos vuelos suborbitales en dos semanas y regresar a la Tierra.
Debido a las peculiaridades del curso de vuelo propuesto, SpaceShipOne recibió una apariencia característica. Aerodinámicamente, es un avión sin cola con quillas verticales extendidas hacia atrás. Además, a diferencia de la abrumadora mayoría de otros sin cola, las quillas tienen plumaje horizontal. Este hecho en un momento causó mucha emoción a las personas que intentaban encajar SpaceShipOne en la clasificación de diseño existente. Se colocó un motor de cohete híbrido especialmente diseñado en el fuselaje de popa. Las pequeñas dimensiones y los requisitos para el empuje del motor de turbina de gas se convirtieron en el motivo de la búsqueda de un nuevo combustible no estándar. Como resultado, se eligió el par combustible polibutadieno - óxido de nitrógeno. El bloque de polibutadieno está ubicado en la cámara de combustión y, cuando se arranca el motor, se introduce un agente oxidante en la cámara.
Además de la inusual planta de energía del barco, el curso de su vuelo también es interesante. El despegue desde una pista convencional de longitud suficiente se realiza utilizando un avión WhiteKnight especialmente diseñado. El avión del diseño original eleva la nave espacial a una altitud de 14 kilómetros, después de lo cual tiene lugar el desacoplamiento. Además, el SpaceShipOne que vuela por inercia alcanza el ángulo de ataque requerido y su piloto enciende el motor. En un minuto con un pequeño motor de cohete híbrido proporciona un empuje del orden de 7500 kgf. Durante la aceleración, el vehículo suborbital alcanza una velocidad ligeramente superior a M = 3, lo que claramente no es suficiente para entrar en órbita. Sin embargo, después de apagar el motor a una altitud de unos 50 kilómetros, la velocidad del vehículo es suficiente para continuar su vuelo a lo largo de la trayectoria balística. Por inercia, SpaceShipOne se eleva a su altitud máxima de vuelo, unos 100 kilómetros, donde está a tres minutos. Después de que la velocidad de la nave resulta insuficiente para seguir estando en el espacio, comienza el descenso. Es interesante que al comienzo del descenso, la parte trasera de las alas del aparato, junto con las quillas y estabilizadores instalados en él, se eleva hacia arriba en un ángulo significativo. Esto se hace para aumentar la resistencia del aire y disminuir la velocidad de descenso. A una altitud de 17 kilómetros, las alas vuelven a su posición original y SpaceShipOne planea aterrizar en el aeródromo.
El primer vuelo de prueba del vehículo suborbital tuvo lugar el 20 de mayo de 2003. Luego, WhiteKnight levantó el prototipo de nave a una altitud de más de 14 kilómetros. Más de un año después, se llevaron a cabo dos vuelos tripulados, que llevaron a los creadores del proyecto a merecida fama y el premio del fondo X-Prize. El 29 de septiembre de 2004, el piloto M. Melville llevó el experimentado SpaceShipOne a una altitud de 102, 93 kilómetros. Solo cinco días después, el piloto B. Binney realizó el segundo ascenso válido al espacio, alcanzando los 112 kilómetros. Por dos vuelos suborbitales tripulados durante dos semanas (en realidad, uno), Scaled Compositer LLS recibió un premio de diez millones de dólares.
Nave espacial dos
El proyecto SpaceShip One fue sin duda un éxito y un éxito. Pero solo tres asientos en la cabina hicieron que las perspectivas comerciales de este proyecto fueran muy dudosas. Se requirió revisar significativamente el diseño con el fin de llevar la capacidad de carga del barco a una forma más exitosa. Con este fin, casi inmediatamente después de recibir el Ansari X-Prize, Scaled Compositer LLS comenzó un nuevo proyecto: SpaceShipTwo (SS2).
La construcción de la segunda versión del "Space Spike" es hasta cierto punto similar a la primera. Sin embargo, los nuevos requisitos de capacidad de carga no podían dejar de afectar el diseño. Entonces, fue necesario cambiar el tamaño del fuselaje, reorganizarlo y cambiar la posición del ala. A diferencia del SpaceShipOne de ala alta, el SS2 es un avión de ala baja: su ala está unida a la parte inferior del fuselaje. Esto se hizo para mejorar el rendimiento del vuelo en capas densas de la atmósfera y aumentar la resistencia térmica durante el descenso. Finalmente, se ha modificado la forma de las quillas y estabilizadores. En cuanto al sistema de elevación del ala, se encontró que este método de reducir la velocidad de descenso era completamente exitoso y aceptable para su uso en un nuevo proyecto. Algo similar sucedió con el tipo de sistema de propulsión, aunque el cambio en los parámetros de masa y tamaño del aparato supuso el desarrollo de un nuevo motor de gas.
El procedimiento de vuelo de SpaceShipTwo es generalmente similar al de la primera versión del vehículo. La única diferencia está en el tipo de portaaviones: el WhiteKnight II fue desarrollado para el SS2, que tiene un diseño de fuselaje diferente y nuevos motores turborreactores. Según el constructor jefe del proyecto B. Rutan, la SS2 es capaz de ascender a una altitud de 300 kilómetros, aunque en la práctica estos datos aún no han sido confirmados.
Probar los diversos subprogramas del proyecto SpaceShipTwo no fue nada fácil. Por lo tanto, el nuevo diseño del dispositivo también necesitaba una nueva protección térmica. Pero el trabajo más desafiante involucró un motor híbrido nuevo y más potente. El 26 de julio de 2007, ocurrió una tragedia en el centro de pruebas del aeropuerto de Mojave durante las pruebas de motores. El tanque con 4.5 toneladas de oxidante no pudo soportar la presión y explotó. Las astillas de metal esparcidas mataron a tres personas y tres más resultaron heridas de diversa gravedad. Afortunadamente, los heridos recibieron la asistencia necesaria a tiempo y en pocas semanas pudieron volver a la vida activa.
El primer vuelo de prueba del primer prototipo SS2, que recibió su propio nombre VSS Enterprise, tuvo lugar el 22 de marzo de 2010. Como en el caso de la primera nave espacial, durante este vuelo, la nave prototipo estuvo acoplada al avión de transporte todo el tiempo. Los siguientes meses se dedicaron a realizar transportes no tripulados y comprobar todos los sistemas a bordo. A mediados de julio del mismo año, el SS2 despegó por primera vez con una tripulación a bordo. Dos pilotos volvieron a comprobar el funcionamiento de los sistemas de comunicación, navegación y control. Tres meses después, se llevó a cabo el primer desacoplamiento del Enterprise, seguido de un descenso planeador. Debido a algunas razones financieras y técnicas, el primer vuelo suborbital planeado para 2011 con el cruce del límite inferior del espacio no se llevó a cabo. Además, los vuelos de prueba tuvieron que suspenderse por un período indefinido el otoño pasado. Actualmente, las pruebas están programadas para reanudarse este verano.
Por razones obvias, es demasiado pronto para hablar sobre las perspectivas comerciales de SpaceShipTwo. Las pruebas aún no se han completado y el dispositivo nunca ha estado en el espacio. Pero la dirección de la empresa desarrolladora ya afirma que en un futuro próximo se construirán cinco SS2 y dos WhiteKnight II. Además, en 2009, Scaled Compositer LLS ofreció reservar asientos para vuelos turísticos. Pidieron un boleto por 200 mil dólares estadounidenses. Sin embargo, incluso tres años después del inicio de la grabación de clientes, el primero de ellos todavía no pudo ascender al espacio exterior.
Dragón Spacex
Más exitoso que SS2 fue el proyecto Dragon de SpaceX. Sin embargo, a diferencia de los programas de Scaled Compositer LLS, fue creado con el apoyo de la NASA. Además, tiene otros fines. A diferencia de la nave espacial puramente turística, el Dragon es un vehículo de reentrada diseñado para entregar cargas útiles a las estaciones espaciales.
Fueron las características de la aplicación las que causaron la apariencia característica y la división estructural del aparato Dragón. Consta de dos partes: equipo cilíndrico, carga y carga en forma de cono truncado. En el interior del barco hay un volumen presurizado de 14 metros cúbicos y 10 más no están protegidos de las fugas de aire. La nave espacial se pone en órbita utilizando el vehículo de lanzamiento Falcon-9.
El primer vuelo de prueba del Dragón tuvo lugar el 8 de diciembre de 2010. El vehículo de lanzamiento despegó de la plataforma de lanzamiento del Kennedy Center y puso el vehículo en órbita. Dragon hizo dos órbitas alrededor de la Tierra y descendió. La cápsula de aterrizaje se inundó en el Océano Pacífico, frente a la costa estadounidense. Un año y medio después, en mayo de 2012, se llevó a cabo el primer lanzamiento de Dragon completo. La nave espacial puesta en órbita se acercó con éxito a la ISS y fue acoplada a ella. Es de destacar que de las posibles seis toneladas de carga útil, el Dragon entregó solo 520 kilogramos a la ISS. Los directores de proyecto atribuyen esta diferencia de peso a la necesidad de una verificación adicional de los sistemas y a la falta de voluntad para arriesgar una carga pesada de gran importancia. Dragon trajo lo que ellos llaman elementos opcionales a la ISS.
En un futuro próximo, SpaceX tiene la intención de completar la recepción de todos los documentos necesarios para el funcionamiento de la nave. Después de eso, será posible lanzar una operación comercial en toda regla. Aunque, como dicen en SpaceX, en un principio su creación trabajará exclusivamente en la entrega de carga a la ISS. En un futuro más lejano, sobre la base del "Dragón" se creará una nave espacial tripulada Red Dragon, diseñada para volar a Marte. Pero el desarrollo de esta opción aún está en pañales.
CST-100
Además de las pequeñas empresas, los gigantes de la industria de la aviación también participan en la creación de naves espaciales comerciales. Desde 2009, Boeing ha estado trabajando en el proyecto CST-100. En el invierno de 2010, la agencia NASA se incorporó al desarrollo del proyecto, aunque su participación es para ayudar en el campo de la investigación y asumir una pequeña parte de la financiación. El objetivo del proyecto CST-100 es crear una nueva nave espacial para lanzar carga y personas a la órbita. En el futuro, un aparato capaz de lanzar a siete personas al espacio debería convertirse, hasta cierto punto, en el sucesor de los transbordadores.
Por razones obvias, los detalles técnicos del proyecto son en gran parte desconocidos. Sin embargo, los expertos de Boeing ya han publicado algunos de los matices de la futura nave espacial. Con una masa total de unas 10 toneladas y un diámetro de casco de hasta 4,5 metros, se pondrá en órbita utilizando un vehículo de lanzamiento Atlas V. Está previsto que el descenso se lleve a cabo de acuerdo con el mismo método utilizado por el Dragón o Soyuz rusa. Sobre la base del CST-100, se planea crear varios vehículos para diversos propósitos, diseñados para lanzar carga y personas al espacio.
Actualmente, se están probando varios sistemas y componentes del futuro barco. El primer vuelo del CST-100 está programado para 2015. En total, en el año 15, está previsto realizar tres lanzamientos. Durante el primero, la nave espacial se pondrá en órbita en modo automático. Luego, la segunda nave espacial no tripulada participará en las pruebas del sistema de rescate, y solo en el tercer vuelo habrá personas a bordo del CST-100. El uso comercial de la nueva nave espacial solo comenzará en 2016, siempre que no haya problemas importantes en las pruebas.
Tycho brahe
Todos los proyectos descritos anteriormente tienen algo en común. Son desarrollados por organizaciones bastante grandes. Resulta que una empresa no tiene por qué serlo para participar en la carrera espacial privada. Entonces, la oficina de diseño de Copenhagen Suborbitals consta de solo dos personas: Christian von Bengtson y Peter Madsen. Son asistidos por 17 entusiastas que participan en el montaje de todos los componentes del proyecto. El programa espacial "Tycho Brahe" lleva el nombre del astrónomo danés del Renacimiento. El objetivo del proyecto que lleva el nombre del astrónomo es la construcción de un cohete y un complejo espacial para vuelos suborbitales.
El complejo Tycho Brahe consta de un lanzacohetes junto con un vehículo de lanzamiento HEAT-1X y una cápsula tripulada MSC (MicroSpaceCraft). El cohete con motor híbrido tiene un tamaño inusual para esta clase de tecnología. Entonces, el HEAT-1X tiene un diámetro de solo 25 pulgadas (64 centímetros). Es fácil adivinar que la cápsula habitable también es de tamaño pequeño. La cápsula de MSC es un tubo sellado con una punta de vidrio. Tal como la concibieron los diseñadores, la cápsula debería lanzarse a una altitud de unos 100 kilómetros utilizando un cohete. En la fase final del vuelo, el cohete, junto con la cápsula, se pone en movimiento siguiendo una trayectoria balística. Se supone que el descenso se lleva a cabo con la ayuda de frenos aerodinámicos, un paracaídas y varios otros equipos. Dadas las reducidas dimensiones del vehículo de descenso, surgen serias dudas sobre la viabilidad de un descenso seguro.
El primer lanzamiento de un cohete con un simulador humano de masa y tamaño estaba programado para el 5 de septiembre de 2010. Se canceló unas horas antes de la hora señalada. Durante una de las últimas verificaciones de los sistemas, resultó que había problemas con el calentamiento de la válvula de suministro de oxidante. Debido a las características específicas del proyecto, el calentamiento de esta parte tuvo que realizarse con un secador de pelo doméstico común, incluso uno potente. Las mejoras se prolongaron hasta principios de junio del año pasado. Pero luego hubo problemas, esta vez con el sistema de encendido. Afortunadamente, se solucionó rápidamente y el 3 de junio el cohete HEAT-1X finalmente levantó el MSC en el aire. Según el plan de vuelo, se suponía que el cohete se elevaría a una altitud de aproximadamente 2, 8 kilómetros y luego soltaría el carenado y el módulo MSC. Este último tuvo que bajar en paracaídas. La salida a la altura de diseño y el rodaje del módulo con el maniquí fueron un éxito. Pero las líneas del paracaídas de aterrizaje se enredaron. El dispositivo cayó al mar Báltico.
Después de la primera ejecución de prueba, el personal de Copenhagen Suborbitals llegó a la conclusión de que se necesitaban muchas mejoras. En realidad, esto es exactamente lo que están haciendo las dos docenas de entusiastas ahora. Al parecer, Tycho Brahe tiene muchas desventajas. Esta suposición está respaldada por el hecho de que un año después del primer vuelo no del todo exitoso del complejo, los autores del proyecto no tienen prisa por compartir información sobre la fecha del próximo lanzamiento. Evidentemente, un grupo de ciudadanos emprendedores aún no es capaz de recordar sus desarrollos. Sin embargo, Tycho Brahe es actualmente el único proyecto espacial privado europeo que incluso ha llegado a la etapa de prueba.
