El 21 de julio de 2011, la nave espacial estadounidense Atlantis hizo su último aterrizaje, lo que puso fin al largo y emocionante programa del Sistema de Transporte Espacial. Por una serie de razones técnicas y económicas, se decidió interrumpir el funcionamiento del sistema del transbordador espacial. Sin embargo, no se abandonó la idea de una nave espacial reutilizable. Actualmente, se están desarrollando varios proyectos similares a la vez, y algunos de ellos ya han logrado mostrar su potencial.
El proyecto de la nave espacial reutilizable del Transbordador Espacial persiguió varios objetivos principales. Uno de los principales fue reducir el costo del vuelo y su preparación. La posibilidad de uso múltiple del mismo barco en teoría ofrecía ciertas ventajas. Además, el aspecto técnico característico de todo el complejo permitió aumentar significativamente las dimensiones permitidas y el peso de la carga útil. Una característica única del STS fue la capacidad de devolver naves espaciales a la Tierra dentro de su bahía de carga.
El último lanzamiento de la nave espacial Altantis, 8 de julio de 2011 Foto de la NASA
Sin embargo, durante la operación se encontró que no se completaron todas las tareas. Entonces, en la práctica, preparar el barco para el vuelo resultó ser demasiado largo y costoso; de acuerdo con estos parámetros, el proyecto no se ajustaba a los requisitos originales. En varios casos, la nave espacial reutilizable no podría, en principio, reemplazar a los vehículos de lanzamiento "convencionales". Finalmente, la progresiva obsolescencia moral y física de los equipos generó los riesgos más graves para las tripulaciones.
Como resultado, se decidió poner fin a la operación del Sistema de Transporte Espacial. El último vuelo número 135 tuvo lugar en el verano de 2011. Cuatro barcos existentes fueron cancelados y transferidos a museos por ser innecesarios. La consecuencia más famosa de tales decisiones fue el hecho de que el programa espacial estadounidense se quedó sin su propia nave espacial tripulada durante varios años. Hasta ahora, los astronautas tienen que entrar en órbita utilizando tecnología rusa.
Además, todo el planeta se quedó sin sistemas reutilizables durante un período indefinido. Sin embargo, ya se están tomando algunas medidas. Hasta la fecha, las empresas estadounidenses han desarrollado varios proyectos de naves espaciales reutilizables de un tipo u otro. Todas las nuevas muestras ya se han sacado, al menos, para su análisis. En el futuro previsible, también podrán entrar en funcionamiento en toda regla.
Boeing X-37
El componente principal del complejo STS era un avión orbital. Este concepto se está utilizando actualmente en el proyecto X-37 de Boeing. A finales de los noventa, Boeing y la NASA comenzaron a estudiar el tema de las naves espaciales reutilizables capaces de estar en órbita y volar en la atmósfera. A principios de la última década, este trabajo llevó al inicio del proyecto X-37. En 2006, un prototipo de un nuevo tipo alcanzó las pruebas de vuelo con una caída desde un avión de transporte.
Avión Boeing X-37B en un carenado de vehículo de lanzamiento. Foto de la Fuerza Aérea de EE. UU.
El programa interesó a la Fuerza Aérea de los EE. UU. Y desde 2006 se ha implementado en sus intereses, aunque con cierta ayuda de la NASA. Según datos oficiales, la Fuerza Aérea quiere conseguir un avión orbital prometedor capaz de lanzar varias cargas al espacio o realizar diversos experimentos. Según varias estimaciones, el proyecto actual X-37B también se puede utilizar en otras misiones, incluidas las relacionadas con el reconocimiento o el trabajo de combate en toda regla.
El primer vuelo espacial de la nave espacial X-37B tuvo lugar en 2010. A fines de abril, el vehículo de lanzamiento Atlas V lanzó el vehículo a una órbita predeterminada, donde permaneció durante 224 días. El aterrizaje "como un avión" tuvo lugar a principios de diciembre del mismo año. En marzo del año siguiente comenzó el segundo vuelo, que se prolongó hasta junio de 2012. En diciembre, tuvo lugar el siguiente lanzamiento y el tercer aterrizaje se llevó a cabo solo en octubre de 2014. De mayo de 2015 a mayo de 2017, el experimentado X-37B realizó su cuarto vuelo. El 7 de septiembre del año pasado comenzó otro vuelo de prueba. Cuando se completará, no se especifica.
Según los pocos datos oficiales, el propósito de los vuelos es estudiar el trabajo de las nuevas tecnologías en órbita, así como realizar diversos experimentos. Incluso si los X-37B con experiencia resuelven tareas militares, el cliente y el contratista no divulgan dicha información.
En su forma actual, el producto Boeing X-37B es un avión cohete de apariencia característica. Se distingue por un gran fuselaje y aviones de área media. Se utiliza un motor de cohete; El control se realiza de forma automática o mediante comandos desde el suelo. Según datos conocidos, en el fuselaje se proporciona un compartimento de carga con una longitud de más de 2 my un diámetro de más de 1 m, que puede acomodar hasta 900 kg de carga útil.
En este momento, el experimentado X-37B está en órbita y está resolviendo las tareas asignadas. Se desconoce cuándo regresará a la Tierra. Tampoco se ha especificado información sobre el progreso futuro del proyecto piloto. Aparentemente, no aparecerán nuevos mensajes sobre el desarrollo más interesante antes del próximo aterrizaje del prototipo.
SpaceDev / Sierra Nevada Dream Chaser
Otra versión del plano orbital es la nave espacial Dream Chaser de SpaceDev. Este proyecto se ha desarrollado desde 2004 para participar en el programa de Servicios de Transporte Orbital Comercial (COTS) de la NASA, pero no pudo pasar la primera etapa de selección. Sin embargo, la empresa de desarrollo pronto acordó cooperar con United Launch Alliance, que estaba lista para ofrecer su vehículo de lanzamiento Atlas V. En 2008, SpaceDev se convirtió en parte de Sierra Nevada Corporation, y poco después recibió fondos adicionales para crear su avión. Más tarde, hubo un acuerdo con Lockheed Martin sobre la construcción conjunta de equipos experimentales.
Avión orbital experimentado Dream Chaser. Foto de NASA
En octubre de 2013, el prototipo volador del Dream Chaser fue lanzado desde un helicóptero portador, después de lo cual cambió a un vuelo de planeo y realizó un aterrizaje horizontal. A pesar de la avería durante el aterrizaje, el prototipo confirmó las características del diseño. En el futuro, se llevaron a cabo algunas otras pruebas en las gradas. En base a sus resultados, se finalizó el proyecto y en 2016 se inició la construcción de un prototipo para vuelos espaciales. A mediados del año pasado, la NASA, Sierra Nevada y ULA firmaron un acuerdo para realizar dos vuelos orbitales en 2020-21.
No hace mucho tiempo, los desarrolladores del dispositivo Dream Chaser recibieron permiso para lanzarse a fines de 2020. A diferencia de otros desarrollos modernos, la primera misión espacial de esta nave se llevará a cabo con una carga real. La nave espacial tendrá que entregar cierta carga a la Estación Espacial Internacional.
En su forma actual, la nave espacial reutilizable Sierra Nevada / SpaceDev Dream Chaser es una aeronave de apariencia característica, que en apariencia recuerda a algunos desarrollos estadounidenses y extranjeros. El vehículo tiene una longitud total de 9 my está equipado con un ala delta con una luz de 7 m. Para compatibilidad con los vehículos de lanzamiento existentes, se desarrollará un ala plegable en el futuro. El peso de despegue se determina en 11,34 toneladas. Dream Chaser podrá entregar 5, 5 toneladas de carga a la ISS y devolver hasta 2 toneladas a la Tierra. El descenso de la órbita "como un avión" se asocia con menores sobrecargas, que se espera sea útil para la entrega de algunos equipos y muestras en experimentos separados.
Dragón Spacex
Por varias razones, la idea de un avión en órbita actualmente no es muy popular entre los desarrolladores de nueva tecnología espacial. Ahora se considera más conveniente y rentable una nave espacial reutilizable de apariencia "tradicional", que se pone en órbita utilizando un vehículo de lanzamiento y regresa a la Tierra sin usar alas. El desarrollo más exitoso de este tipo es Dragon de SpaceX.
El buque de carga SpaceX Dragon (misión CRS-1) cerca de la ISS. Foto de NASA
El trabajo en el proyecto Dragon comenzó en 2006 y se llevó a cabo en el marco del programa COTS. El objetivo del proyecto era crear una nave espacial con la posibilidad de múltiples lanzamientos y retornos. La primera versión del proyecto implicó la creación de un barco de transporte, y en el futuro se planeó desarrollar una modificación tripulada sobre su base. Hasta la fecha, Dragon en la versión "camión" ha mostrado resultados definitivos, mientras que el éxito esperado de la versión tripulada del barco cambia constantemente en términos de tiempo.
El primer lanzamiento de demostración del barco de transporte Dragon tuvo lugar a finales de 2010. Después de todas las modificaciones requeridas, la NASA ordenó el lanzamiento completo de dicho dispositivo para entregar carga a la Estación Espacial Internacional. El 25 de mayo de 2012, el Dragon se acopló con éxito a la ISS. En el futuro, se llevaron a cabo varios lanzamientos nuevos con la entrega de mercancías en órbita. El lanzamiento el 3 de junio de 2017 se convirtió en la etapa más importante del programa. Por primera vez en la historia del programa, se relanzó el barco reparado. En diciembre, otra nave espacial fue al espacio, ya volando a la ISS. Teniendo en cuenta todas las pruebas, los productos Dragon han realizado 15 vuelos hasta la fecha.
En 2014, SpaceX anunció la prometedora nave espacial tripulada Dragon V2. Se argumentó que este dispositivo, que es un desarrollo del camión existente, podrá entregar en órbita o regresar a casa hasta siete astronautas. También se informó que en el futuro el nuevo barco podría usarse para volar alrededor de la luna, incluso con turistas a bordo.
Como sucede a menudo con los proyectos de SpaceX, la línea de tiempo del proyecto Dragon V2 ha cambiado varias veces. Entonces, debido a demoras con el presunto portaaviones Falcon Heavy, la fecha de las primeras pruebas se trasladó a 2018, y el primer vuelo tripulado gradualmente se "alejó" hasta 2019. Finalmente, hace unas semanas, la empresa desarrolladora anunció su intención de abandonar la certificación del nuevo "Dragón" para vuelos tripulados. En el futuro, se supone que estas tareas se resolverán utilizando el sistema BFR reutilizable, que aún no se ha creado.
La nave espacial de transporte Dragon tiene una longitud total de 7,2 m con un diámetro de 3,66 m. El peso en seco es de 4,2 toneladas. Es capaz de entregar una carga útil de 3,3 toneladas a la ISS y devolver hasta 2,5 toneladas de carga. Para acomodar cierta carga, se propone utilizar un compartimiento sellado con un volumen de 11 metros cúbicos y un volumen de 14 metros cúbicos sin presión. El compartimiento abierto se deja caer durante el descenso y se quema en la atmósfera, mientras que el segundo volumen de carga regresa a la Tierra y aterriza en paracaídas. Para corregir la órbita, la nave espacial está equipada con 18 motores tipo Draco. La eficiencia de los sistemas está garantizada por un par de paneles solares.
En el desarrollo de la versión tripulada del "Dragón", se utilizaron ciertas unidades del barco de transporte base. Al mismo tiempo, el compartimiento sellado tuvo que ser reelaborado significativamente para resolver nuevos problemas. Algunos otros elementos del barco también han cambiado.
Lockheed martin orion
En 2006, la NASA y Lockheed Martin acordaron construir una nave espacial reutilizable prometedora. El proyecto lleva el nombre de una de las constelaciones más brillantes: Orión. A la vuelta de la década, luego de la finalización de parte del trabajo, la dirección de Estados Unidos propuso abandonar este proyecto, pero luego de largas disputas se salvó. El trabajo continuó y hasta la fecha ha dado algunos resultados.
La nave en perspectiva Orion vista por el artista. Dibujo de la NASA
De acuerdo con el concepto original, la nave Orion se iba a utilizar en diferentes misiones. Con su ayuda, se suponía que entregaría bienes y personas a la Estación Espacial Internacional. Con el equipo apropiado, podría ir a la luna. Además, se estaba estudiando la posibilidad de un vuelo a uno de los asteroides o incluso a Marte. Sin embargo, la solución de tales problemas se atribuyó a un futuro lejano.
Según los planes de la última década, el primer lanzamiento de prueba del Orion iba a tener lugar en 2013. Para 2014, planearon comenzar con astronautas a bordo. El vuelo a la luna podría realizarse hasta finales de la década. Posteriormente, se ajustó el horario. El primer vuelo no tripulado se pospuso para 2014 y el lanzamiento con tripulación para 2017. Las misiones lunares se pospusieron hasta los años veinte. Por ahora, los vuelos tripulados se han pospuesto para la próxima década.
El 5 de diciembre de 2014, tuvo lugar el primer lanzamiento de prueba de Orion. La nave espacial con el simulador de carga útil fue puesta en órbita por el vehículo de lanzamiento Delta IV. Unas horas después del lanzamiento, regresó a la Tierra y chapoteó en un área determinada. Aún no se han realizado nuevos lanzamientos. Sin embargo, los especialistas de Lockheed Martin y la NASA no se quedaron de brazos cruzados. En los últimos años se han construido varios prototipos para realizar determinadas pruebas en condiciones terrestres.
Hace apenas unas semanas, comenzó la construcción del primer Orion para vuelo tripulado. Su lanzamiento está previsto para el próximo año. La tarea de poner en órbita la nave espacial se encomendará al prometedor vehículo de lanzamiento Space Launch System. La finalización del trabajo en curso mostrará las perspectivas reales de todo el proyecto.
El proyecto Orion prevé la construcción de un barco con una eslora de unos 5 my un diámetro de unos 3,3 m. Un rasgo característico de este aparato es un gran volumen interno. A pesar de la instalación de los equipos e instrumentos necesarios, en el interior del compartimento sellado queda algo menos de 9 metros cúbicos de espacio libre, apto para la instalación de determinados dispositivos, incluidos los asientos de la tripulación. El barco podrá llevar a bordo hasta seis astronautas o una carga específica. La masa total del barco se determina en 25,85 toneladas.
Sistemas suborbitales
Actualmente, se están implementando varios programas interesantes que no prevén el lanzamiento de una carga útil a la órbita de la Tierra. Los modelos prospectivos de equipos de varias compañías estadounidenses solo podrán realizar vuelos suborbitales. Se supone que esta técnica se utilizará para algunas investigaciones o en el desarrollo del turismo espacial. Los nuevos proyectos de este tipo no se consideran en el contexto del desarrollo de un programa espacial completo, pero, sin embargo, son de cierto interés.
Vehículo suborbital SpaceShipTwo bajo el ala del avión de transporte White Knight Two. Foto Virgin Galactic / virgingalactic.com
Los proyectos SpaceShipOne y SpaceShipTwo de Scale Composites y Virgin Galactic proponen la construcción de un complejo que consta de un avión portador y un avión orbital. Desde 2003, los dos tipos de equipos han realizado un número significativo de vuelos de prueba, durante los cuales se probaron varias características de diseño y métodos de trabajo. Se espera que una nave espacial del tipo SpaceShipTwo pueda llevar a bordo hasta seis pasajeros turísticos y elevarlos a una altitud de al menos 100-150 km, es decir, por encima del límite inferior del espacio exterior. El despegue y el aterrizaje deben realizarse desde un aeródromo "tradicional".
Blue Origin ha estado trabajando en otra versión del sistema espacial suborbital desde mediados de la última década. Propone realizar dichos vuelos utilizando un paquete de un vehículo de lanzamiento y un barco, similares a los que se utilizan en otros programas. Además, tanto el cohete como el barco deben ser reutilizables. El complejo se llamó New Shepard. Desde 2011, misiles y barcos de un nuevo tipo han estado realizando vuelos de prueba con regularidad. Ya ha logrado enviar la nave espacial a una altitud de más de 110 km, así como garantizar el regreso seguro tanto de la nave espacial como del vehículo de lanzamiento. En el futuro, el sistema New Shepard debería ser una de las innovaciones en el campo del turismo espacial.
Futuro reutilizable
Durante tres décadas, desde principios de los años ochenta del siglo pasado, el complejo del Sistema de Transporte Espacial / Transbordador Espacial ha sido el principal vehículo para llevar personas y mercancías a la órbita del arsenal de la NASA. Debido a la obsolescencia moral y física, así como en relación con la imposibilidad de obtener todos los resultados deseados, se dio por terminada la operación de los Shuttles. Desde 2011, Estados Unidos no tiene barcos reutilizables operativos. Además, si bien no tienen su propio vehículo tripulado, los astronautas tienen que volar con tecnología extranjera.
A pesar de la terminación de la operación del Sistema de Transporte Espacial, la astronáutica estadounidense no abandona la idea misma de naves espaciales reutilizables. Esta técnica sigue siendo de gran interés y se puede utilizar en una amplia variedad de misiones. En este momento, la NASA y varias organizaciones comerciales están desarrollando varias naves espaciales prometedoras a la vez, tanto aviones orbitales como sistemas con cápsulas. Por el momento, estos proyectos se encuentran en diferentes etapas y muestran diferentes éxitos. En un futuro muy próximo, a más tardar a principios de los años veinte, la mayoría de los nuevos desarrollos llegarán a la etapa de prueba o vuelos completos, lo que permitirá reexaminar la situación y sacar nuevas conclusiones.
