Copenhagen Suborbitals — это краудфандинговая программа по исследованию космоса человеком. С 2011 года она запустила шесть самодельных ракет и капсул. [3] Летом 2018 года организация успешно запустила ракету Nexø II. [4] [5] Ее заявленная цель — позволить одному из ее участников достичь космоса ( выше 100 км ) в ходе суборбитального космического полета . Организация была основана Кристианом фон Бенгтсоном и Петером Мадсеном . [6]
По состоянию на сентябрь 2024 года в программе насчитывается 63 волонтера, которые выбирают председателя и членов правления на своих ежегодных генеральных ассамблеях. Председателем является Йорген Скит.
Copenhagen Suborbitals была основана в 2008 году Кристианом фон Бенгтсоном и Питером Мадсеном как некоммерческий, финансируемый за счет краудфандинга проект, который обсуждал большую часть своей деятельности в блогах [7] [8] и на лекциях. [9]
23 февраля 2014 года совет директоров Copenhagen Suborbitals объявил, что Кристиан фон Бенгтсон покинул группу после ссоры с Мадсеном. Мадсен ушел в июне 2014 года. [10]
В 2014 году Copenhagen Suborbitals разработали базовую первую пилотируемую ракету и космическую капсулу. Они назвали ее Spica, и планируется, что она будет высотой 12–14 м и диаметром 950 мм. [11] По состоянию на конец сентября 2024 года были построены два закаленных под давлением стальных бака диаметром 950 мм, а разработка класса двигателей BPM-25 идет полным ходом.
Первоначально планировалось, что ракета Spica будет работать на двигателях класса BPM-100, но из-за внутренних производственных проблем в конечном итоге был выбран двигатель BPM-25. [12] Хотя он слабее, он обеспечивает несколько преимуществ за счет большего управления креном и управления потоком. Двигатели BPM-25, в отличие от BPM-100, должны быть сгруппированы, чтобы достичь необходимой тяги для запуска Spica на желаемую высоту. BPM-25 обеспечивает тягу 25 кН. [13] Подобно двигателю BPM-100, он использует жидкий кислород в качестве окислителя и этанол в качестве топлива. Spica будет маневрировать за счет управления вектором тяги на своих двигателях BPM-25.
Ракета будет полностью управляться самодельной электроникой и программным обеспечением. Многие из систем и технологий, запланированных для использования на этой ракете, были ранее испытаны и проверены на меньших ракетах класса Nexø в период с 2016 по 2018 год. [14] Космическая капсула будет иметь трубчатую конструкцию, похожую на ее предшественницу Tycho Brahe . В то время как капсула Spica не вошла в более чем предельную стадию строительства по состоянию на 2024 год, CS планирует сначала построить шаблонную капсулу для испытаний на земле, прежде чем перейти к реальному изделию. [15]
В период 2016-2018 годов группа спроектировала, построила и испытала ряд меньших двигателей с номинальной тягой 2 и 5 кН - класс BPM (Bi-Propellant Motor)-2 и класс BPM-5 соответственно. Nexø I был запущен под управлением BPM-5 23 июля 2016 года. [16] 4 августа 2018 года, как и Nexø I, Nexø II был запущен под управлением BPM-5. [14] Класс Nexø в первую очередь предназначался для демонстрации технологий перед разработкой Spica. [14] Двигатели BPM представляют собой двухжидкостные ракетные двигатели, использующие LOX и этанол , регенеративно охлаждаемые этаноловым топливом. [17]
BPM-2 был в первую очередь предназначен для использования в качестве испытательного образца для испытательного стенда CS и методов производства, и никогда не предназначался для запуска ракеты. Двигатель BPM-2 был запущен в статическом режиме 4 раза 2 мая 2015 года. [18]
Испытания прошли успешно, результаты превзошли ожидания. Также были испытаны различные топливные добавки (например, TEOS ), а также различные материалы для реактивных лопаток. В испытательных запусках 2015 года использовался пассивный сброс давления. [18]
Дальнейшая разработка или использование двигателей BPM-2 или -5 не планируется. CS в первую очередь перешла на использование BPM-25 перед запланированной разработкой ракеты Spica. [12]
С 2008 по 2012 год группа основывала работу на гибридной ракете , используя жидкий кислород (LOX) в качестве окислителя . [19] Первоначально ракета HEAT-1X должна была работать на парафиновом воске , но наземные испытания 28 февраля 2010 года показали, что часть парафинового воска лишь частично расплавилась, а не испарилась. В результате HEAT-1X имела меньшую мощность, чем ожидалось. Наземные испытания HEAT-1X-P (P для полиуретана ) были проведены 16 мая 2010 года. Полиуретан имел требуемый импульс, но показал сильные колебания . [20] До 2011 года группа провела более 30 испытаний различных типов двигателей на своем испытательном полигоне ракетных двигателей в Рефсхалеёэне . [21] Осенью 2012 года концепция двигателя, использующего белую дымящую азотную кислоту и фурфуриловый спирт , была опробована с использованием статической испытательной установки. [22] В 2012 году было принято решение перейти на двухкомпонентные жидкостные двигатели, работающие на жидком кислороде и этаноле. Это переросло в класс BPM (Bi-Propellant Motor), который в настоящее время используется в CS с 2024 года. [23]
HATV (Hybrid Atmospheric Test Vehicle) была запланированной зондирующей ракетой. Ракета-носитель HATV была успешно запущена в статическом режиме, хотя она так и не была запущена. [24]
HEAT 1X ( Hybrid Exo Atmospheric Transporter ) [25] был модулем ракетного ускорителя, предназначенным для запуска космической капсулы Tycho Brahe в космос, комбинация была известна как HEAT-1X TYCHO BRAHE . Конструкция ракеты была результатом многочисленных статических испытаний ускорителя твердого топлива эпоксидной смолы и жидкого окислителя закиси азота . Комбинация, которая также использовалась в уменьшенной испытательной ракете HATV ( Hybrid Atmospheric Test Vehicle ), которая была всего в треть размера HEAT. Стабилизация ракеты обеспечивалась с помощью роллеронов . Ракета была запущена 3 июня 2011 года с плавучей платформы «Спутник» . [26]
В течение первых нескольких секунд ракета неожиданно начала крениться примерно на 30 градусов к горизонтали. Из-за нежелательного угла двигатель был вручную отключен через 16 секунд полета на высоте 1,4 километра, и в конечном итоге ракета поднялась до апогея примерно в 2,8 километра, что значительно меньше цели в 30 км. [27] Ракета приземлилась в 8,5 километрах [28] от места, где она была запущена. Tycho Brahe успешно отделился от ускорителя, однако оба парашюта для ускорителя и Tycho Brahe не раскрылись успешно. В случае Tycho Brahe он был успешно извлечен из океана после удара 26G при приземлении. [27] Он был найден затопленным и частично поврежденным. Ускоритель затонул на глубине 80-90 метров.
TM-65 и TM6-5 IIA/B были жидкостными ракетными двигателями, использующими 75% этанола и жидкий кислород (LOX) в качестве окислителя . Эти двигатели выдавали тягу около 65 кН. [29] Первые статические испытания были проведены в мае 2012 года. Один двигатель TM65 II был для HEAT-2X, а один для HEAT-1600 LE. Двигатель TM-65 прошел испытание без повреждений и был запущен на 50% от своей номинальной тяги. Группа планировала повторить испытание с более высокими уровнями тяги, пока в 2014 году класс TM-65 не был заброшен в пользу концепции двигателя BPM-100. [30]
HEAT-2X была ракетой, построенной для летных испытаний двигателя TM-65. Планировалось, что она выведет в стратосферу выше линии Кармана макет космической капсулы весом 80 кг в масштабе 1:3 под названием TDS-80 . [31]
Ракета не была запущена в полет, так как во время статических испытаний летом 2014 года в двигателе произошел пожар. [31] Сопло ракеты взорвалось, и сварной шов открылся, что привело к выбросу всего этанолового топлива (около 500 л) всего за три секунды, что привело к большому пожару, повредившему часть ракеты. Отказ двигателя и последующий пожар были сняты [32] крупным планом высокоскоростной камерой, которая, хотя и сгорела снаружи, пережила ад достаточно, чтобы пленку удалось восстановить. Пожар повредил бортовой двигатель TM-65 настолько, что он стал неремонтопригодным, в результате чего и двигатель, и HEAT-2X в целом были отправлены в музей CS. [33] Это было одним из основных решающих факторов при решении о выводе из эксплуатации класса TM-65.
Инициатива Recruits, запущенная в 2021 году, была разработана для привлечения и обучения талантливых молодых людей в области ракетной науки и техники. Инициатива также была направлена на повышение датской экспертизы в космической и оборонной промышленности путем содействия развитию квалифицированных специалистов. Этот проект способствует успеху проекта Spica, а также укрепляет конкурентоспособность датских предприятий в растущей глобальной космической отрасли.
Recruit Rocket — одноступенчатая ракета, спроектированная и разработанная командой рекрутов в Copenhagen Suborbitals. Длина ракеты составляет 5 метров от носа до двигателя, а общий вес, включая топливо, составляет около 165 кг. Вместо турбонасоса она приводится в действие динамической системой регулирования давления (DPR). Двигатель BPM5 был максимально усовершенствован во время разработки ракеты, и благодаря оптимизации конструкции он достиг впечатляющей производительности в 10 кН. Максимальная скорость ракеты с двигателем 5 кН оценивается в 475 м/с, что составляет 1710 км/ч. Проект предоставил новым членам уникальную возможность получить практический опыт не только в фундаментальных аспектах проектирования ракет, но и вооружил их способностью решать различные проблемы, возникающие в ходе ракетных проектов. По состоянию на 2024 год ракета должна пройти статические испытания в начале 2025 года. [34]
Микрокосмический корабль (MSC), названный в честь датского астронома Тихо Браге , имеет стальной прочный корпус с местом для одного пассажира. [35]
Пассажир сможет видеть окружающую обстановку через купол из плексигласа . [25] Пассажир будет лететь в полустоячем, полусидячем положении в специально разработанном кресле и будет носить антигравитационные брюки, чтобы избежать потери сознания . Другой отсек содержит как высокоскоростной тормозной парашют, так и низкоскоростные основные парашюты для торможения. Объем MSC обеспечит плавучесть в воде при приземлении. [36]
Первый MSC был назван «Tycho Brahe 1», и его первый полет был без экипажа, вместо этого использовался манекен для краш-тестов . [37] Новый алюминиевый MSC под названием MAX-1 , названный в честь Максима Фаже , находился в стадии разработки, но был заброшен, по словам группы, из-за физиологических проблем, связанных с быстрым ускорением человека в положении стоя. [38] В настоящее время корабль выставлен в Планетарии Тихо Браге в Копенгагене. [39]
Tycho Deep Space — космическая капсула, разработанная Кристианом фон Бенгтсоном . [40] Первая версия официально названа «Beautiful Betty» Микаэлем Бертельсеном , защитником капсулы. [41] Беспилотная капсула была запущена 12 августа 2012 года в море с помощью испытательной системы аварийного спасения Launch Escape System у побережья Борнхольма . Запуск не обеспечил достаточной высоты для раскрытия парашюта, и капсула была частично повреждена при ударе о море. [40] Из-за этого повреждения TDS была снята с эксплуатации. Диаметр капсулы составляет 2 м, что позволяет астронавту находиться в горизонтальном положении относительно ускорения во время запуска и посадки. Это противоречит конструкции Tycho Brahe первого поколения, которая требовала, чтобы астронавт стоял внутри.
Первоначально группа сосредоточилась на запуске с наземного космодрома, такого как Андёйя , Кируна или Исландия [42]. Затем внимание переключилось на морской запуск недалеко от территориальных вод Дании. Разрешение на запуск было выдано датскими властями, но Северное море , возможность, предложенная Датским управлением гражданской авиации ( Statens Luftfartsvæsen ), была отклонена в 2009 году Датским морским управлением ( Søfartsstyrelsen ). Они предпочли другую область, дав официальное и письменное разрешение на запуск с военного полигона ESD138/ESD139, [43], расположенного в 55°02′57″N 15°36′11″E / 55.04917°N 15.60306°E / 55.04917; 15.60306 в Балтийском море . [ нужна цитата ] Это недалеко от Нексё на датском острове Борнхольм . Затем Copenhagen Suborbitals пришлось построить плавучую мобильную пусковую платформу (MLP) под названием Sputnik , названную в честь первого искусственного спутника, выведенного на орбиту. Их кампании по запуску включают следующие корабли: [ нужна цитата ]
Первый полномасштабный испытательный запуск на высоте 30 км планировалось провести у берегов Борнхольма между 30 августа и 13 сентября 2010 года. [46] Аппарат нёс манекен для краш-теста «Спасательный Рэнди» [47] вместо пилота-человека, а пилотируемый полёт не планировался в течение нескольких лет. Критериями успеха были завершение морского путешествия и обратный отсчёт перед запуском, а восстановление планировалось в качестве бонуса. [48]
Во вторник, 31 августа 2010 года, частная датская подводная лодка UC3 Nautilus вытолкнула стартовую платформу «Спутник» с ракетой и космическим аппаратом из Копенгагена к месту запуска около Нексё , Борнхольм . [49]
Попытка запуска была предпринята в воскресенье, 5 сентября 2010 года, 14:43 CEST , [50], но двигатель не удалось запустить из-за отказа клапана LOX , который, как предполагается, был вызван недостаточным нагревом клапана. Известно, что конструкция включала бытовой фен [51] для размораживания клапана LOX; на самом деле, вышел из строя не фен, а его блок питания. [52]
Группа пообещала вернуться через год, чтобы снова попытаться осуществить запуск. [53]
Сделав обновления по ракете и клапану, и с MLP-Sputnik на своем ходу и вспомогательным судном, группа снова отплыла в космодром Нексё 28 мая в 4:50 утра. Они снова встретились с MHV Hjortø , судном Военно-морской охраны, которое служит судном управления и спасения. Вторая попытка запуска была более успешной, и первый полет состоялся 3 июня 2011 года [19] в 16:32 по местному времени (CEST) (14:32 по Гринвичу). Ракета HEAT-1X стартовала, но смогла подняться только на высоту всего 2,8 км. [54] Центру управления полетами пришлось выключить двигатель раньше, чем через 21 секунду. [55]
Ракета SMARAGD ( изумруд на датском ) — это двухступенчатая ракета длиной 5,7 метра [56], весом 160 кг, предназначенная для достижения высоты более 20 км, [57] которая использовалась для тестирования различных технологических аспектов операции. 27 июля 2012 года команда отправилась из Нексё к месту запуска, намереваясь запустить ракету SMARAGD. [58] [59] После некоторых первоначальных проблем с дистанционным управлением запуском [60] ракета успешно стартовала сразу после 13:00 [61] [62] и достигла максимальной высоты 8,2 км. [63] Вскоре после взлета стало очевидно, что носовой обтекатель, содержащий электронику, сломался во время запуска, возможно, из-за большого ускорения, оцениваемого в 20 g. [64]
12 августа 2012 года в 09:18 была запущена космическая капсула Tycho Deep Space для испытания системы аварийного спасения . Однако парашют не раскрылся должным образом, и капсула была повреждена при ударе. [65] Несколько СМИ неправильно поняли график и объявили, что запуск был начат преждевременно из-за ошибки. [66] Команда посчитала испытание частично успешным из-за успешного запуска ракеты и неудачного раскрытия парашюта. [67] За запуском можно было следить в прямом эфире с помощью прямой трансляции с нескольких видеокамер; дополнительно на MLP были установлены высокоскоростные камеры. [68]
SAPPHIRE-1 , модификация HATV, представляла собой 4,5-метровую ракету, основной целью которой было испытание активной системы наведения, разработанной Copenhagen Suborbitals. [69] Она была успешно запущена 23 июня 2013 года. [70]
Nexø I был запущен в субботу, 23 июля 2016 года, с первым двигателем BPM-5. Это был частичный успех, и подача жидкого кислорода в двигатель была недостаточной из-за частичного преждевременного испарения. [71] [72]
Nexø II был успешно запущен 4 августа 2018 года с немного модифицированным двигателем BPM-5. Он достиг апогея 8–12 км и был благополучно восстановлен с помощью парашюта. [73]
Достижения Copenhagen Suborbitals включают в себя:
3 октября 2013 года на церемонии в Куала-Лумпуре Copenhagen Suborbitals была награждена премией «Breitling Milestone Trophy» от Международной авиационной федерации . [78] [79]
В 2010 году независимая группа космических энтузиастов основала группу поддержки суборбитальных полетов Копенгагена (CSS). [80] Основной целью этой группы является «экономическая, моральная и практическая поддержка CS в их миссии». В течение двух дней после основания CSS достигла 100 участников. 15 ноября 2011 года стало важной вехой для CSS, поскольку было достигнуто 500 участников. По состоянию на начало 2024 года было зарегистрировано около 600 участников. [80]
Выплачивая фиксированную ежемесячную сумму, члены Copenhagen Suborbitals Support теперь покрывают большую часть фиксированных расходов на проект в дополнение к пожертвованиям различных видов оборудования. [81] К 2015 году CS поддерживалась на уровне 12 500 фунтов стерлингов в месяц. [82]
