Op 25 mei van dit jaar, om ongeveer zes uur 's avonds Moskouse tijd, vond de eerste koppeling plaats van het International Space Station en SpaceX Dragon, een ruimtevaartuig ontwikkeld door een particulier bedrijf. Deze gebeurtenis zorgde voor veel lof en de meest gedurfde veronderstellingen over de toekomst van de wereldastronauten. Naar de mening van de meerderheid van specialisten en amateurs van dit gebied van menselijke activiteit, zal de aantrekkingskracht van particuliere financiën en inspanningen voor ruimtevaart het een uitstekende impuls geven. Opgemerkt moet worden dat dergelijke verzinsels al tien jaar, zo niet meer, over de wereld lopen. Maar het was de lancering van de Dragon-truck in een baan om de aarde met de daaropvolgende docking die de gebeurtenis werd die eenvoudige gissingen in zeer realistische versies veranderde. In het licht van deze veranderde visie kunnen we de succesvolle afronding van andere commerciële projecten op het gebied van ruimtevaart verwachten.
RuimteSchipEen
Het allereerste particuliere ruimtevaartuigproject, SpaceShipOne, werd sinds eind jaren negentig gebouwd door Scaled Composite LLS. De ontwikkeling van dit apparaat voor suborbitale vluchten was gaande, onder meer voor deelname aan de Ansari X-Prize-competitie. Om de laatste te ontvangen, moest het nieuwe apparaat in twee weken twee suborbitale vluchten maken en terugkeren naar de aarde.
Door de eigenaardigheden van de voorgestelde vliegcursus kreeg SpaceShipOne een karakteristiek uiterlijk. Aerodynamisch gezien is het een staartloos vliegtuig met verticale kielen die naar achteren zijn uitgestrekt. Bovendien hebben de kielen, in tegenstelling tot de overgrote meerderheid van andere staartlozen, een horizontaal verenkleed. Dit feit veroorzaakte ooit veel opwinding bij mensen die probeerden SpaceShipOne in te passen in de bestaande indelingsclassificatie. In de achterste romp werd een speciaal ontworpen hybride raketmotor geplaatst. De kleine afmetingen en vereisten voor de stuwkracht van de gasturbinemotor werden de reden voor de zoektocht naar een nieuwe niet-standaard brandstof. Als resultaat werd gekozen voor het brandstofpaar polybutadieen - stikstofoxide. Het polybutadieenblok bevindt zich in de verbrandingskamer en wanneer de motor wordt gestart, wordt een oxidatiemiddel in de kamer gevoerd.
Naast de ongewone krachtcentrale van het schip, is ook het verloop van de vlucht interessant. Het opstijgen vanaf een conventionele startbaan van voldoende lengte wordt uitgevoerd met een speciaal ontworpen WhiteKnight-vliegtuig. Het vliegtuig van het oorspronkelijke ontwerp tilt het ruimtevaartuig op tot een hoogte van 14 kilometer, waarna de ontkoppeling plaatsvindt. Verder bereikt de SpaceShipOne die door traagheid vliegt de vereiste aanvalshoek en start de piloot de motor. Binnen een minuut levert een kleine hybride raketmotor een stuwkracht in de orde van 7500 kgf. Tijdens acceleratie bereikt het suborbitale voertuig een snelheid van iets meer dan M = 3, wat duidelijk niet genoeg is om in een baan om de aarde te komen. Niettemin, na het afzetten van de motor op een hoogte van ongeveer 50 kilometer, is de snelheid van het voertuig voldoende om zijn vlucht langs het ballistische traject voort te zetten. Door traagheid stijgt SpaceShipOne tot zijn maximale vlieghoogte - ongeveer 100 kilometer - waar het drie minuten is. Nadat de snelheid van het schip onvoldoende blijkt om in de ruimte te blijven, begint de afdaling. Het is interessant dat aan het begin van de afdaling het achterste deel van de vleugels van het apparaat, samen met de kielen en stabilisatoren die erop zijn geïnstalleerd, met een aanzienlijke hoek omhoog gaat. Dit wordt gedaan om de luchtweerstand te vergroten en de daalsnelheid te verlagen. Op een hoogte van 17 kilometer keren de vleugels terug naar hun oorspronkelijke positie en is SpaceShipOne van plan om op het vliegveld te landen.
De eerste testvlucht van het suborbitale voertuig vond plaats op 20 mei 2003. Vervolgens bracht WhiteKnight het prototypeschip naar een hoogte van meer dan 14 kilometer. Ruim een jaar later vonden er twee bemande vluchten plaats, die de makers van het project welverdiende bekendheid en de prijs van het X-Prize-fonds opleverden. Op 29 september 2004 bracht piloot M. Melville de ervaren SpaceShipOne naar een hoogte van 102, 93 kilometer. Slechts vijf dagen later maakte piloot B. Binney de tweede geldige ruimtevaart, waarbij hij 112 kilometer bereikte. Voor twee bemande suborbitale vluchten gedurende twee weken (eigenlijk één) ontving Scaled Composite LLS een beloning van tien miljoen dollar.
ruimteschip twee
Het SpaceShip One-project was ongetwijfeld succesvol en succesvol. Maar slechts drie stoelen in de cockpit maakten de commerciële vooruitzichten van dit project zeer dubieus. Het ontwerp moest flink worden herzien om het draagvermogen van het schip in een meer succesvolle vorm te brengen. Daartoe begon Scaled Composite LLS vrijwel onmiddellijk na ontvangst van de Ansari X-Prize aan een nieuw project - SpaceShipTwo (SS2).
De constructie van de tweede versie van de "Space Spike" is tot op zekere hoogte vergelijkbaar met de eerste. De nieuwe eisen aan het draagvermogen konden echter niet anders dan de indeling beïnvloeden. Het was dus noodzakelijk om de grootte van de romp te veranderen, deze te herschikken en de positie van de vleugel te veranderen. In tegenstelling tot de high-wing SpaceShipOne is de SS2 een low-wing vliegtuig: de vleugel is bevestigd aan de onderkant van de romp. Dit werd gedaan om de vliegprestaties in dichte lagen van de atmosfeer te verbeteren en de thermische weerstand tijdens de afdaling te vergroten. Tot slot is de vorm van de kielen en stabilisatoren gewijzigd. Wat het vleugelliftsysteem betreft, bleek deze methode om de daalsnelheid te verlagen volledig succesvol en acceptabel voor gebruik in een nieuw project. Iets soortgelijks gebeurde met het type aandrijfsysteem, hoewel de verandering in de massa- en grootteparameters van het apparaat de ontwikkeling van een nieuwe gasmotor met zich meebracht.
De vluchtprocedure van SpaceShipTwo is over het algemeen vergelijkbaar met die van de eerste versie van het voertuig. Het enige verschil zit in het type vliegdekschip - WhiteKnight II is ontwikkeld voor de SS2, die een andere romplay-out en nieuwe turbojetmotoren heeft. Volgens de hoofdconstructeur van het project B. Rutan kan SS2 tot een hoogte van 300 kilometer stijgen, hoewel deze gegevens in de praktijk nog niet zijn bevestigd.
Het testen van de verschillende subprogramma's van het SpaceShipTwo-project was verre van eenvoudig. Het nieuwe ontwerp van het apparaat had dus ook een nieuwe thermische beveiliging nodig. Maar het meest uitdagende werk betrof een nieuwe, krachtigere hybride motor. Op 26 juli 2007 vond er een tragedie plaats in het testcentrum op de luchthaven van Mojave tijdens motortests. De tank met 4,5 ton oxidatiemiddel kon de druk niet weerstaan en explodeerde. Verspreide metaalsplinters doodden drie mensen en drie raakten gewond van verschillende ernst. Gelukkig kregen de gewonden op tijd de nodige hulp en konden ze binnen enkele weken terug naar het actieve leven.
De eerste testvlucht van het eerste prototype SS2, dat zijn eigen naam VSS Enterprise kreeg, vond plaats op 22 maart 2010. Net als in het geval van het eerste ruimteschip, lag het prototypeschip tijdens deze vlucht voortdurend aan het transportvliegtuig. De volgende maanden werden besteed aan onbemande ritten en het controleren van alle systemen aan boord. Half juli van hetzelfde jaar vertrok SS2 voor het eerst met een bemanning aan boord. Twee piloten controleerden nogmaals de werking van de communicatie-, navigatie- en controlesystemen. Drie maanden later werd de eerste ontkoppeling van de Enterprise uitgevoerd, gevolgd door een glijdende afdaling. Om financiële en technische redenen vond de eerste suborbitalvlucht die voor 2011 was gepland met het overschrijden van de ondergrens van de ruimte niet plaats. Bovendien moesten afgelopen najaar testvluchten voor onbepaalde tijd worden opgeschort. Momenteel is het de bedoeling dat het testen deze zomer wordt hervat.
Om voor de hand liggende redenen is het te vroeg om te praten over de commerciële vooruitzichten van SpaceShipTwo. De tests zijn nog niet afgerond en het toestel is nog nooit in de ruimte geweest. Maar het management van het ontwikkelaarsbedrijf beweert nu al dat er in de nabije toekomst vijf SS2 en twee WhiteKnight II zullen worden gebouwd. Bovendien bood Scaled Composite LLS in 2009 aan om stoelen te reserveren voor toeristische vluchten. Ze vroegen om een kaartje van 200 duizend dollar. Maar zelfs drie jaar na het begin van het opnemen van cliënten waren de eersten nog steeds niet in staat om de ruimte in te gaan.
Spacex draak
Succesvoller dan SS2 was het Dragon-project van SpaceX. In tegenstelling tot de programma's van Scaled Composite LLS, is het echter gemaakt met de steun van NASA. Daarnaast heeft het andere doelen. In tegenstelling tot het puur toeristische ruimteschip, is de Dragon een terugkeervoertuig dat is ontworpen om ladingen naar ruimtestations te brengen.
Het waren de applicatiefuncties die het karakteristieke uiterlijk en de structurele verdeling van het Dragon-apparaat veroorzaakten. Het bestaat uit twee delen - cilindrische uitrustingslading en lading in de vorm van een afgeknotte kegel. Binnen in het schip bevindt zich een onder druk staand volume van 14 kubieke meter en 10 meer zijn niet beschermd tegen luchtlekken. Het ruimtevaartuig wordt in een baan om de aarde gebracht met behulp van het Falcon-9-lanceervoertuig.
De eerste testvlucht van de Dragon vond plaats op 8 december 2010. Het lanceervoertuig steeg op vanaf het Kennedy Center-lanceerplatform en bracht het voertuig in een baan om de aarde. Dragon maakte twee banen rond de aarde en ging naar beneden. De landingscapsule kwam onder water te staan in de Stille Oceaan, voor de Amerikaanse kust. Anderhalf jaar later - in mei 2012 - vond de eerste volwaardige Dragon-lancering plaats. Het ruimtevaartuig dat in een baan om de aarde werd gelanceerd, naderde met succes het ISS en werd eraan gekoppeld. Het is opmerkelijk dat van de mogelijke lading van zes ton de Dragon slechts 520 kilogram aan het ISS heeft geleverd. De projectmanagers schrijven dit verschil in gewicht toe aan de behoefte aan aanvullende verificatie van systemen en een onwil om een zware last van groot belang te riskeren. Dragon bracht wat ze optionele items noemen naar het ISS.
In de nabije toekomst is SpaceX van plan de ontvangst van alle documenten die nodig zijn voor de exploitatie van het schip te voltooien. Daarna zal het mogelijk zijn om een volwaardige commerciële operatie op te starten. Hoewel, zoals ze bij SpaceX zeggen, hun creatie in eerste instantie uitsluitend zal werken aan de levering van vracht aan het ISS. In de meer verre toekomst zal op basis van de "Dragon" een bemand ruimtevaartuig Red Dragon worden gemaakt, ontworpen om naar Mars te vliegen. Maar de ontwikkeling van deze optie staat nog in de kinderschoenen.
CST-100
Naast kleine bedrijven zijn de reuzen van de luchtvaartindustrie ook bezig met het creëren van commerciële ruimtevaartuigen. Sinds 2009 werkt Boeing aan het CST-100-project. In de winter van 2010 heeft het NASA-bureau meegewerkt aan de ontwikkeling van het project, hoewel zijn deelname is om te helpen op het gebied van onderzoek en een klein deel van de financiering op zich te nemen. Het doel van het CST-100-project is om een nieuw ruimtevaartuig te creëren voor het lanceren van vracht en mensen in een baan om de aarde. In de toekomst zou een apparaat dat zeven mensen de ruimte in kan lanceren tot op zekere hoogte de opvolger van de Shuttles moeten worden.
Om voor de hand liggende redenen zijn de technische details van het project grotendeels onbekend. Niettemin hebben Boeing-experts al enkele nuances van het toekomstige ruimtevaartuig gepubliceerd. Met een totale massa van ongeveer 10 ton en een rompdiameter van maximaal 4,5 meter, zal het in een baan om de aarde worden gebracht met behulp van een lanceervoertuig Atlas V. De afdaling is gepland om te worden uitgevoerd volgens dezelfde methode als gebruikt door de Dragon of Russische Sojoez. Op basis van de CST-100 is het de bedoeling om verschillende voertuigen voor verschillende doeleinden te maken, ontworpen om vracht en mensen de ruimte in te lanceren.
Momenteel worden verschillende systemen en componenten van het toekomstige schip getest. De eerste vlucht van de CST-100 staat gepland voor 2015. In totaal zijn er in het 15e jaar drie lanceringen gepland. Tijdens de eerste zal het ruimtevaartuig in automatische modus in een baan om de aarde worden gelanceerd. Dan zal het tweede onbemande ruimtevaartuig deelnemen aan tests van het reddingssysteem, en pas in de derde vlucht zullen er mensen aan boord zijn van de CST-100. Het commerciële gebruik van het nieuwe ruimtevaartuig zal pas in 2016 beginnen, op voorwaarde dat er geen grote problemen zijn bij het testen.
Tycho brahe
Alle hierboven beschreven projecten hebben één ding gemeen. Ze worden ontwikkeld door vrij grote organisaties. Het blijkt dat een bedrijf geen bedrijf hoeft te zijn om deel te nemen aan de race om de privéruimte. Het ontwerpbureau Copenhagen Suborbitals bestaat dus uit slechts twee mensen - Christian von Bengtson en Peter Madsen. Zij worden bijgestaan door 17 enthousiastelingen die betrokken zijn bij de montage van alle onderdelen van het project. Het ruimteprogramma "Tycho Brahe" is vernoemd naar de Deense astronoom uit de Renaissance. Het doel van het naar de astronoom vernoemde project is de bouw van een raket- en ruimtecomplex voor suborbitale vluchten.
Het Tycho Brahe-complex bestaat uit een raketwerper gekoppeld aan een HEAT-1X draagraket en een MSC (MicroSpaceCraft) bemande capsule. De raket met hybride motor heeft een ongebruikelijk formaat voor deze klasse van technologie. De HEAT-1X heeft dus een diameter van slechts 25 inch (64 centimeter). Het is gemakkelijk te raden dat de bewoonbare capsule ook klein van formaat is. De MSC-capsule is een afgesloten buisje met een glazen neus. Zoals bedacht door de ontwerpers, moet de capsule met een raket naar een hoogte van ongeveer 100 kilometer worden gelanceerd. In de laatste fase van de vlucht komt de raket samen met de capsule in beweging langs een ballistische baan. De afdaling moet worden uitgevoerd met behulp van aerodynamische remmen, een parachute en een aantal andere apparatuur. Gezien de geringe afmetingen van het afdalingsvoertuig, ontstaan er ernstige twijfels over de haalbaarheid van een veilige afdaling.
De eerste lancering van een raket met een menselijke simulator voor massa en grootte was gepland voor 5 september 2010. Het werd een paar uur voor de afgesproken tijd geannuleerd. Tijdens een van de laatste controles van de systemen bleek dat er problemen waren met de verwarming van de toevoerklep van het oxidatiemiddel. Vanwege de specifieke kenmerken van het project moest dit onderdeel worden verwarmd met een gewone huishoudelijke föhn, zelfs een krachtige. De verbeteringen sleepten aan tot begin juni vorig jaar. Maar toen waren er problemen, dit keer met het ontstekingssysteem. Gelukkig was het snel verholpen en op 3 juni tilde de HEAT-1X raket eindelijk de MSC de lucht in. Volgens het vliegplan moest de raket stijgen tot een hoogte van ongeveer 2, 8 kilometer, en dan de kuip en de MSC-module laten vallen. Deze laatste moest per parachute naar beneden. De uitgang naar de ontwerphoogte en het schieten van de module met de dummy waren succesvol. Maar de landingsparachutelijnen raakten verstrikt. Het toestel viel in de Oostzee.
Na de eerste testrun kwamen de medewerkers van Copenhagen Suborbitals tot de conclusie dat er veel verbeteringen nodig waren. Eigenlijk is dit precies wat alle twee dozijn enthousiastelingen nu doen. Blijkbaar heeft Tycho Brahe veel nadelen. Deze veronderstelling wordt ondersteund door het feit dat een jaar na de eerste niet geheel succesvolle vlucht van het complex, de auteurs van het project geen haast hebben om informatie te delen over de datum van de volgende lancering. Het is duidelijk dat een groep ondernemende burgers nog niet in staat is zich hun ontwikkelingen voor de geest te halen. Tycho Brahe is momenteel echter het enige Europese particuliere ruimteproject dat zelfs de testfase heeft bereikt.
