Il 25 maggio di quest'anno, verso le sei di sera, ora di Mosca, ha avuto luogo il primo attracco della Stazione Spaziale Internazionale e di SpaceX Dragon, un veicolo spaziale sviluppato da un'azienda privata. Questo evento ha causato molti elogi e le ipotesi più audaci sul futuro dell'astronautica mondiale. Secondo la maggior parte degli specialisti e dei dilettanti di questo campo dell'attività umana, l'attrazione delle finanze private e gli sforzi per l'astronautica gli daranno un impulso eccellente. Va notato che tali invenzioni hanno fatto il giro del mondo per dieci anni, se non di più. Ma è stato il lancio in orbita del camion Dragon con il successivo attracco che è diventato l'evento che ha trasformato semplici ipotesi in versioni molto realistiche. Alla luce di questo cambiamento di vedute, possiamo aspettarci il completamento con successo di altri progetti commerciali nel campo dell'astronautica.
SpaceshipOne
Il primissimo progetto di navicella spaziale privata, SpaceShipOne, è stato costruito da Scaled Compositer LLS dalla fine degli anni novanta. Prosegue lo sviluppo di questo apparato per voli suborbitali, anche per la partecipazione al concorso Ansari X-Prize. Per ricevere quest'ultimo, il nuovo dispositivo ha dovuto effettuare due voli suborbitali in due settimane e tornare sulla Terra.
A causa delle peculiarità del corso di volo proposto, SpaceShipOne ha ricevuto un aspetto caratteristico. Aerodinamicamente, è un aereo senza coda con chiglie verticali estese all'indietro. Inoltre, contrariamente alla stragrande maggioranza degli altri senza coda, le chiglie hanno il piumaggio orizzontale. Questo fatto un tempo ha causato molta eccitazione per le persone che cercavano di adattare SpaceShipOne alla classificazione del layout esistente. Un motore a razzo ibrido appositamente progettato è stato posizionato nella fusoliera di poppa. Le piccole dimensioni e i requisiti per la spinta del motore a turbina a gas sono diventati la ragione per la ricerca di un nuovo carburante non standard. Di conseguenza, è stata scelta la coppia di combustibili polibutadiene - ossido di azoto. Il blocco di polibutadiene si trova nella camera di combustione e, all'avvio del motore, nella camera viene immesso un agente ossidante.
Oltre all'insolita centrale elettrica della nave, è interessante anche il corso del suo volo. Il decollo da una pista convenzionale di lunghezza sufficiente viene effettuato utilizzando un velivolo WhiteKnight appositamente progettato. Il velivolo del design originale porta la navicella spaziale a un'altitudine di 14 chilometri, dopodiché avviene il disaccoppiamento. Inoltre, lo SpaceShipOne che vola per inerzia raggiunge l'angolo di attacco richiesto e il suo pilota avvia il motore. In un minuto con un piccolo motore a razzo ibrido fornisce una spinta dell'ordine di 7500 kgf. Durante l'accelerazione, il veicolo suborbitale raggiunge una velocità di poco superiore a M = 3, che chiaramente non è sufficiente per entrare in orbita. Tuttavia, dopo aver spento il motore ad un'altitudine di circa 50 chilometri, la velocità del veicolo è sufficiente per continuare il suo volo lungo la traiettoria balistica. Per inerzia, SpaceShipOne sale alla sua massima altitudine di volo - circa 100 chilometri - dove è di tre minuti. Dopo che la velocità della nave si è rivelata insufficiente per continuare a essere nello spazio, inizia la discesa. È interessante notare che all'inizio della discesa, la parte posteriore delle ali dell'apparato, insieme alle chiglie e agli stabilizzatori installati su di essa, sale verso l'alto di un angolo significativo. Questo viene fatto per aumentare la resistenza dell'aria e diminuire la velocità di discesa. Ad un'altitudine di 17 chilometri, le ali tornano alla loro posizione originale e SpaceShipOne prevede di atterrare all'aeroporto.
Il primo volo di prova del veicolo suborbitale ha avuto luogo il 20 maggio 2003. Quindi WhiteKnight sollevò la nave prototipo a un'altitudine di oltre 14 chilometri. Più di un anno dopo, hanno avuto luogo due voli con equipaggio, che hanno portato ai creatori del progetto una meritata fama e il premio del fondo X-Prize. Il 29 settembre 2004, il pilota M. Melville ha portato l'esperto SpaceShipOne a un'altitudine di 102, 93 chilometri. Solo cinque giorni dopo, il pilota B. Binney ha effettuato la seconda ascesa nello spazio valida, raggiungendo i 112 chilometri. Per due voli suborbitali con equipaggio nell'arco di due settimane (in realtà una), Scaled Compositer LLS ha ricevuto un premio di dieci milioni di dollari.
Astronave due
Il progetto SpaceShip One ha avuto senza dubbio successo e successo. Ma solo tre posti nel pozzetto rendevano molto dubbie le prospettive commerciali di questo progetto. È stato necessario rivedere in modo significativo il design per portare la capacità di carico della nave in una forma più efficace. A tal fine, quasi subito dopo aver ricevuto l'Ansari X-Prize, Scaled Compositer LLS ha iniziato un nuovo progetto: SpaceShipTwo (SS2).
La costruzione della seconda versione dello "Space Spike" è in una certa misura simile alla prima. Tuttavia, i nuovi requisiti per la capacità di carico non potevano che influenzare il layout. Quindi, è stato necessario modificare le dimensioni della fusoliera, riorganizzarla e modificare la posizione dell'ala. A differenza dello SpaceShipOne ad ala alta, l'SS2 è un aereo ad ala bassa: la sua ala è fissata alla parte inferiore della fusoliera. Ciò è stato fatto per migliorare le prestazioni di volo negli strati densi dell'atmosfera e aumentare la resistenza termica durante la discesa. Infine, è stata modificata la forma delle chiglie e degli stabilizzatori. Per quanto riguarda il sistema di sollevamento dell'ala, questo metodo per abbassare la velocità di discesa si è rivelato completamente efficace e accettabile per l'uso in un nuovo progetto. Una cosa simile è successa con il tipo di sistema di propulsione, sebbene la modifica dei parametri di massa e dimensioni dell'apparato abbia comportato lo sviluppo di un nuovo motore a gas.
La procedura di volo di SpaceShipTwo è generalmente simile a quella della prima versione del veicolo. L'unica differenza è nel tipo di portaerei: WhiteKnight II è stato sviluppato per la SS2, che ha un diverso layout della fusoliera e nuovi motori a turbogetto. Secondo il capo costruttore del progetto B. Rutan, la SS2 è in grado di raggiungere un'altitudine di 300 chilometri, anche se in pratica questi dati non sono stati ancora confermati.
Testare i vari sottoprogrammi del progetto SpaceShipTwo è stato tutt'altro che facile. Quindi, il nuovo design del dispositivo necessitava anche di una nuova protezione termica. Ma il lavoro più impegnativo ha coinvolto un nuovo motore ibrido più potente. Il 26 luglio 2007 si è verificata una tragedia al centro prove dell'aeroporto di Mojave durante i test sui motori. Il serbatoio con 4,5 tonnellate di ossidante non ha resistito alla pressione ed è esploso. Schegge metalliche sparse hanno ucciso tre persone e altre tre sono rimaste ferite di varia gravità. Fortunatamente, i feriti hanno ricevuto in tempo l'assistenza necessaria e in poche settimane sono stati in grado di tornare alla vita attiva.
Il primo volo di prova del primo prototipo SS2, che ha ricevuto il proprio nome VSS Enterprise, ha avuto luogo il 22 marzo 2010. Come nel caso della prima nave spaziale, durante questo volo la nave prototipo è stata sempre ormeggiata all'aereo da trasporto. I mesi successivi furono spesi per trasporti senza equipaggio e per il controllo di tutti i sistemi di bordo. A metà luglio dello stesso anno, la SS2 decolla per la prima volta con un equipaggio a bordo. Due piloti hanno nuovamente verificato il funzionamento dei sistemi di comunicazione, navigazione e controllo. Tre mesi dopo, fu effettuato il primo disaccoppiamento dell'Enterprise, seguito da una discesa in planata. A causa di alcuni motivi finanziari e tecnici, il primo volo suborbitale previsto per il 2011 con l'attraversamento del confine inferiore dello spazio non ha avuto luogo. Inoltre, lo scorso autunno i voli di prova hanno dovuto essere sospesi a tempo indeterminato. Attualmente, i test dovrebbero riprendere questa estate.
Per ovvie ragioni, è troppo presto per parlare delle prospettive commerciali di SpaceShipTwo. I test non sono ancora stati completati e il dispositivo non è mai stato nello spazio. Ma già il management della società di sviluppo afferma che nel prossimo futuro verranno costruiti cinque SS2 e due WhiteKnight II. Inoltre, nel 2009, Scaled Compositer LLS ha offerto di prenotare posti per voli turistici. Hanno chiesto un biglietto per 200mila dollari americani. Tuttavia, anche tre anni dopo l'inizio della registrazione dei clienti, il primo di loro non era ancora in grado di ascendere nello spazio.
Drago Spacex
Più successo di SS2 è stato il progetto Dragon di SpaceX. Tuttavia, a differenza dei programmi di Scaled Compositer LLS, è stato creato con il supporto della NASA. Inoltre, ha altri scopi. A differenza dell'astronave puramente turistica, il Dragon è un veicolo di rientro progettato per consegnare carichi utili alle stazioni spaziali.
Sono state le caratteristiche dell'applicazione a causare l'aspetto caratteristico e la divisione strutturale dell'apparato Dragon. Consiste di due parti: attrezzatura cilindrica: carico e carico a forma di cono troncato. All'interno della nave c'è un volume pressurizzato di 14 metri cubi e altri 10 non sono protetti da perdite d'aria. Il veicolo spaziale viene messo in orbita utilizzando il veicolo di lancio Falcon-9.
Il primo volo di prova del Dragon ha avuto luogo l'8 dicembre 2010. Il veicolo di lancio è decollato dalla rampa di lancio del Kennedy Center e ha messo il veicolo in orbita. Dragon fece due orbite intorno alla Terra e scese. La capsula di atterraggio è stata allagata nell'Oceano Pacifico, al largo della costa americana. Un anno e mezzo dopo - nel maggio 2012 - è stato effettuato il primo lancio di Dragon a tutti gli effetti. Il veicolo spaziale lanciato in orbita si è avvicinato con successo alla ISS ed è stato attraccato ad essa. È interessante notare che delle possibili sei tonnellate di carico utile, il Dragon ha consegnato solo 520 chilogrammi alla ISS. I responsabili di progetto attribuiscono questa differenza di peso alla necessità di ulteriori verifiche dei sistemi e alla riluttanza a rischiare un carico pesante di grande importanza. Dragon ha portato quelli che chiamano oggetti opzionali sulla ISS.
Nel prossimo futuro, SpaceX intende completare la ricezione di tutti i documenti necessari per il funzionamento della nave. Successivamente, sarà possibile avviare un'operazione commerciale a tutti gli effetti. Sebbene, come si dice a SpaceX, all'inizio la loro creazione funzionerà esclusivamente sulla consegna di merci alla ISS. In un futuro più lontano, sulla base del "Dragon" verrà creata una navicella spaziale con equipaggio Red Dragon, progettata per volare su Marte. Ma lo sviluppo di questa opzione è ancora agli inizi.
CST-100
Oltre alle piccole aziende, anche i colossi dell'industria aeronautica sono impegnati nella creazione di veicoli spaziali commerciali. Dal 2009, Boeing sta lavorando al progetto CST-100. Nell'inverno del 2010, l'agenzia della NASA ha aderito allo sviluppo del progetto, anche se la sua partecipazione è per aiutare nel campo della ricerca e assumere una piccola parte dei finanziamenti. L'obiettivo del progetto CST-100 è creare un nuovo veicolo spaziale per il lancio in orbita di merci e persone. In futuro, un apparato in grado di lanciare sette persone nello spazio dovrebbe diventare, in una certa misura, il successore degli Shuttle.
Per ovvie ragioni, i dettagli tecnici del progetto sono in gran parte sconosciuti. Tuttavia, gli esperti di Boeing hanno già pubblicato alcune delle sfumature del futuro veicolo spaziale. Con una massa complessiva di circa 10 tonnellate e un diametro dello scafo fino a 4,5 metri, verrà lanciato in orbita utilizzando un lanciatore Atlas V. La discesa è prevista con le stesse modalità utilizzate dal Dragon o Sojuz russo. Sulla base del CST-100, si prevede di creare diversi veicoli per vari scopi, progettati per lanciare merci e persone nello spazio.
Attualmente sono in fase di test vari sistemi e componenti della futura nave. Il primo volo del CST-100 è previsto per il 2015. In totale, nel 15° anno, si prevede di effettuare tre lanci. Durante la prima, la navicella verrà lanciata in orbita in modalità automatica. Quindi il secondo veicolo spaziale senza equipaggio prenderà parte ai test del sistema di salvataggio e solo nel terzo volo ci saranno persone a bordo del CST-100. L'uso commerciale del nuovo veicolo spaziale inizierà solo nel 2016, a condizione che non ci siano grossi problemi nei test.
Tycho brahe
Tutti i progetti sopra descritti hanno una cosa in comune. Sono sviluppati da organizzazioni abbastanza grandi. A quanto pare, un'azienda non deve essere tale per partecipare alla corsa allo spazio privato. Quindi, l'ufficio di progettazione Copenhagen Suborbitals è composto solo da due persone: Christian von Bengtson e Peter Madsen. Sono assistiti da 17 appassionati che si occupano dell'assemblaggio di tutti i componenti del progetto. Il programma spaziale "Tycho Brahe" prende il nome dall'astronomo danese del Rinascimento. L'obiettivo del progetto intitolato all'astronomo è la costruzione di un razzo e di un complesso spaziale per voli suborbitali.
Il complesso di Tycho Brahe è costituito da un lanciarazzi accoppiato con un veicolo di lancio HEAT-1X e una capsula con equipaggio MSC (MicroSpaceCraft). Il razzo con motore ibrido ha dimensioni insolite per questa classe di tecnologia. Quindi, HEAT-1X ha un diametro di soli 25 pollici (64 centimetri). È facile intuire che la capsula abitabile sia anche di piccole dimensioni. La capsula MSC è un tubo sigillato con un naso di vetro. Come concepito dai progettisti, la capsula dovrebbe essere lanciata ad un'altitudine di circa 100 chilometri utilizzando un razzo. Nella fase finale del volo, il razzo, insieme alla capsula, si mette in moto lungo una traiettoria balistica. La discesa dovrebbe essere effettuata con l'ausilio di freni aerodinamici, un paracadute e una serie di altre attrezzature. In considerazione delle ridotte dimensioni del mezzo di discesa, sorgono seri dubbi sulla fattibilità di una discesa in sicurezza.
Il primo lancio di un razzo con un simulatore umano di massa e dimensioni era previsto per il 5 settembre 2010. È stato annullato poche ore prima dell'orario stabilito. Durante uno degli ultimi controlli dei sistemi, si è scoperto che c'erano problemi con il riscaldamento della valvola di alimentazione dell'ossidante. A causa delle specifiche del progetto, il riscaldamento di questa parte doveva essere effettuato utilizzando un normale asciugacapelli domestico, anche potente. I miglioramenti si sono trascinati fino all'inizio di giugno dello scorso anno. Ma poi ci sono stati problemi, questa volta con il sistema di accensione. Fortunatamente, è stato risolto rapidamente e il 3 giugno il razzo HEAT-1X ha finalmente sollevato l'MSC in aria. Secondo il piano di volo, il razzo avrebbe dovuto salire a un'altitudine di circa 2, 8 chilometri, quindi far cadere la carenatura e il modulo MSC. Quest'ultimo ha dovuto scendere con il paracadute. L'uscita all'altezza di progetto e lo scatto del modulo con il manichino hanno avuto successo. Ma le linee del paracadute di atterraggio si sono ingarbugliate. Il dispositivo è caduto nel Mar Baltico.
Dopo il primo test, lo staff di Copenhagen Suborbitals è giunto alla conclusione che erano necessari molti miglioramenti. In realtà, questo è esattamente ciò che stanno facendo ora tutte e due le dozzine di appassionati. Apparentemente Tycho Brahe ha molti svantaggi. Questa ipotesi è supportata dal fatto che un anno dopo il primo volo non del tutto riuscito del complesso, gli autori del progetto non hanno fretta di condividere informazioni sulla data del prossimo lancio. Ovviamente, un gruppo di cittadini intraprendenti non è ancora in grado di ricordare i propri sviluppi. Tuttavia, Tycho Brahe è attualmente l'unico progetto spaziale privato europeo che ha raggiunto anche la fase di sperimentazione.
