stringtranslate.com

XS-1 (космический корабль)

DARPA XS-1 был экспериментальным космическим самолетом -носителем с запланированной способностью доставлять на орбиту небольшие спутники для вооруженных сил США . [1] Сообщалось, что его можно было использовать повторно не реже одного раза в день, с заявленной целью делать это в течение 10 дней подряд. [2] XS-1 был предназначен для непосредственной замены первой ступени многоступенчатой ​​ракеты путем вертикального взлета и полета на гиперзвуковой скорости и на большой суборбитальной высоте, что позволяло одной или нескольким одноразовым верхним ступеням отделять и выводить полезную нагрузку на низкую околоземную орбиту. . Затем XS-1 вернется на Землю, где его якобы можно будет обслуживать достаточно быстро, чтобы повторять процесс хотя бы раз в 24 часа. [3] [4]

Программа DARPA XS-1 действовала в 2013–2020 годах. [5] После нескольких лет доработок и предложений, в мае 2017 года Агентство перспективных исследовательских проектов Министерства обороны (DARPA) [6] выбрало компанию Boeing для участия в Фазе 2/3 по созданию и испытаниям космического корабля XS-1 (теперь называемая программой экспериментальных космических самолетов). ). [7] В то время испытательные полеты планировалось начать не ранее 2020 года. [7] 22 января 2020 года было объявлено, что Boeing прекращает свое участие в программе, фактически прекращая ее. [8]

История

DARPA создало программу XS-1 (позже переименованную в Программу экспериментальных космических самолетов) с намерением повысить национальную безопасность за счет изобретения новой, недорогой и быстродействующей формы гиперзвукового самолета . Они продвигали такие концепции, как достижение низкой околоземной орбиты в течение нескольких дней, беспилотные ракеты многоразового использования , замена внешних ускорителей внутренними автономными криогенными ускорителями, возможность развертывания полезной нагрузки от 900 до 3000 фунтов (от 410 до 1400 кг) на полярную орбиту . композитно-металлические крылья, которые могут выдерживать суборбитальный гиперзвуковой полет и температуру, превышающую 3000 ° F (1600 ° C), технологию автономного полета, разработанную в рамках программы DARPA Airborne Launch Assist Space Access (ALASA) , и достигающую скорости 10 Маха . [9]

Программа XS-1 последовала за несколькими предыдущими неудачными попытками разработать многоразовую космическую ракету-носитель . Rockwell X-30 в 1980-х и X-33 VentureStar в 1990-х никогда не летали из-за незрелости технологий. Последней попыткой DARPA была программа «Отзывчивый доступ, малый груз, доступный запуск» [10] [11] (RASCAL) в начале 2000-х годов с целью вывести на орбиту полезную нагрузку массой 300 фунтов (140 кг) менее чем за 750 000 долларов.

Программа XS-1 была анонсирована в ноябре 2013 года на Дне промышленности DARPA. DARPA заявило, что XS-1 более реализуем благодаря более совершенным технологиям, включая легкий и недорогой композитный корпус планера и бака, надежную тепловую защиту, многоразовую и доступную двигательную установку, а также системы управления здоровьем, подобные самолетным. [5] Джесс Спонейбл, менеджер программы XS-1, выступил 5 февраля 2014 года в группе НАСА по будущим космическим операциям, заявив: «Идея состоит в том, чтобы разорвать цикл роста затрат на космические системы, обеспечить регулярный доступ в космос. и гиперзвуковые аппараты». [12]

К июлю 2014 года три компании получили контракты на разработку демонстрационного автомобиля. В число выбранных компаний вошли Boeing с Blue Origin , Masten Space Systems с XCOR Aerospace и Northrop Grumman с Virgin Galactic . В отличие от других программ DARPA, которые были переданы частям вооруженных сил США после того, как оказались успешными, эта инициатива с самого начала задумывалась как прямое партнерство между агентством и промышленностью. В августе 2015 года Boeing, Northrop Grumman и Masten Space Systems получили дополнительное финансирование от DARPA для продолжения своих концепций проектирования для фазы 1B программы. По состоянию на 2015 год первую орбитальную миссию XS-1 планировалось осуществить уже в 2020 году. [13]

DARPA начало вторую фазу программы XS-1 в апреле 2016 года. [14] В июле 2016 года DARPA заявило, что, по их мнению, «настало время для возобновления усилий, которые начались в 2013/14 году, но [в 2016 году] был увеличен в ходе процесса подачи заявок, что позволило создать несколько отраслевых концепций. Согласно требованиям [заявки], крылатый корабль [требования по-прежнему должны] быть способен выполнять 10 полетов за 10 дней с грузоподъемностью более 100 дней. 3000 фунтов по цене менее 5 миллионов долларов США за рейс». [15]

В мае 2017 года DARPA выбрало компанию Boeing для участия в Фазе 2/3 по созданию и испытаниям XS-1 (теперь называемая программой экспериментального космического самолета). [7] Контракт на этап 2/3 включал 146 миллионов долларов финансирования DARPA и неуказанный вклад компании. [16]

22 января 2020 года DARPA объявило, что Boeing «немедленно» выходит из программы XS-1 и фактически прекращает ее. [8] [16]

Цели программы

Целями программы по состоянию на сентябрь 2013 года были: [3] [17] Космический самолет должен доставить полезную нагрузку массой 3 000–5 000 фунтов (1 400–2 300 кг) на низкую околоземную орбиту по цене менее 5 миллионов долларов США за полет. [4] из расчета 10 и более рейсов в год; в то время для запуска полезной нагрузки такого типа требуется использование одноразового ускорителя Minotaur IV от Orbital Sciences Corporation стоимостью 55 миллионов долларов один раз в год.

Участники и отбор

Boeing , Northrop Grumman Aerospace Systems и Masten Space Systems заключили контракты на концептуальное проектирование Фазы 1.

Первоначально Boeing проводил торговые исследования с Blue Origin . Конструкция Boeing позволит автономной ракете-носителю поднять вторую ступень и полезную нагрузку на большую высоту и отправить их в космос. Затем ракета-носитель вернется на Землю, где ее можно будет быстро подготовить к следующему полету, применив принципы эксплуатации и обслуживания, аналогичные современным самолетам. [20]

Northrop Grumman использовала свой опыт в области самолетов, космических кораблей и автономных систем для работы со своей командой, состоящей из Scaled Composites , чтобы руководить изготовлением и сборкой, и Virgin Galactic , чтобы возглавлять операции и переход к коммерческим космическим самолетам; Virgin Galactic и Scaled Composites работали над SpaceShip Two , единственной в мире коммерческой космической линией. Команда также использовала технологии, разработанные в ходе связанных проектов для DARPA, НАСА и Исследовательской лаборатории ВВС США, чтобы обеспечить правительству «возврат от этих инвестиций». Их концепция включала в себя запуск с чистой площадки ( требуются разъяснения ) с использованием транспортно-установочной пусковой установки с минимальной инфраструктурой и наземным персоналом, высокоавтономные полетные операции, а также горизонтальную посадку и восстановление на стандартных взлетно-посадочных полосах. [18]

Masten Space Systems имеет опыт создания быстрых многоразовых ракетных транспортных средств: их конструкции с вертикальным взлетом и вертикальной посадкой Xombie, Xoie и Xaero (VTVL) уже выполнили или превысили цель 10 полетов за 10 дней, установленную программой. Хотя компания насчитывает около 30 сотрудников и ее штаб-квартира находится в небольшом здании в воздушно-космическом порту Мохаве , они потратили годы на запуск различных небольших систем VTVL на коротких перелетах в космодроме, служа испытательными стендами для наведения, навигации и контроля. (GNC) системы, предназначенные для безопасной посадки космических кораблей на Луну и, возможно, на другие планеты. Их концепция показала систему VTVL, взлетающую вертикально со стартовой площадки с крыльями и хвостовым килем. Masten Space Systems была партнером XCOR Aerospace на этапе 1A. [21]

Этапы 2 и 3

В мае 2017 года компания Boeing была выбрана партнером DARPA для создания XS-1. [22] Компания Aerojet Rocketdyne должна была предоставить для космического корабля двигатели AR-22, созданные на основе двигателя RS-25 . [23] Контракт фазы 2/3 на постройку и запуск прототипа включал 146 миллионов долларов США, выделенных DARPA. [16] [ нужны разъяснения ]

Боинг XS-1 Фантом Экспресс

Рендеринг ракеты-носителя Boeing XS-1 Phantom Express на LC-48.

Проект Boeing представлял собой корабль с вертикальным взлетом и горизонтальной посадкой ( VTHL ) [7] под названием Phantom Express, предназначенный для расширения доступа страны в космос. [24] Запланированные характеристики включают высоту автомобиля 100 футов (30 м) и размах крыла 62 фута (19 м). Экспресс «Фантом» должен был использовать двигатель Aerojet Rocketdyne AR-22 , который изначально был построен для программы «Спейс шаттл», но был модифицирован для повторного использования десять раз в течение десяти дней по цене менее 5 миллионов долларов за запуск. Он был предназначен для дешевого и быстрого запуска спутников, а возможность повторного использования еще больше снизила стоимость запуска. Это требование к характеристикам было продемонстрировано на испытательном стенде в июле 2018 года. [25] 22 января 2020 года было объявлено, что подразделение Boeing Phantom Works прекращает свое участие в программе. Представители Boeing заявили, что их инвестиции в проект XS-1 будут перенаправлены на другие проекты Boeing, относящиеся к воздушной, морской и космической сферах. [8] DARPA не требовало возмещения, поскольку Boeing получал оплату в соответствии с этапами, достигнутыми в разработке. Программа не была полностью бесплодной, поскольку проделанная работа доказала, что доступные на тот момент технологии смогут поддерживать новые проекты, аналогичные программе XS-1, и никаких технических препятствий не было. [26]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Дэвид Акс (3 августа 2015 г.). «Пентагон готовится к орбитальной войне с новым космическим самолетом». Ежедневный зверь . Проверено 3 августа 2015 г.
  2. ^ "Экспериментальный космический самолет (XS-1)" . ДАРПА. Архивировано из оригинала 16 июня 2016 г. Проверено 20 июня 2016 г.
  3. ^ Аб Фауст, Джефф (12 сентября 2013 г.). «DARPA запускает программу многоразовых ракет-носителей» . Космические новости . Архивировано из оригинала 13 сентября 2013 года . Проверено 13 сентября 2013 г.
  4. ^ abc Хауэлл, Элизабет (1 мая 2015 г.). «XS-1: Экспериментальный космический самолет DARPA». Space.com . Проверено 14 мая 2015 г.
  5. ^ ab «DARPA стремится снизить затраты на запуск с помощью космического самолета XS-1» . Авиационная неделя. 2 декабря 2013 г.
  6. ^ «Агентство перспективных оборонных исследовательских проектов» . www.darpa.mil . Проверено 14 декабря 2022 г.
  7. ^ abcd «DARPA выбирает дизайн для космического самолета следующего поколения», май 2017 г.
  8. ^ abc «Boeing выходит из программы DARPA по созданию экспериментальных космических самолетов» . Космические новости, 22 января 2020 г.
  9. ^ "Экспериментальный космический самолет (в архиве)" . www.darpa.mil . Проверено 25 декабря 2022 г.
  10. ^ Лопата, Джейкоб; Картер, Престон (12 августа 2004 г.). «RASCAL DARPA: статус, проблемы и достижения». Малая спутниковая конференция .
  11. ^ Картер, Престон; Браун, Оуэн; Райс, Тарен; Тарди, Джейсон (11 августа 2003 г.). «RASCAL: решение DARPA для оперативного, доступного доступа к микроспутникам в космос». Малая спутниковая конференция .
  12. ^ «Военный космический самолет США нацелен на взлет в 2017 году» . spacedaily.com . Проверено 21 марта 2014 г.
  13. ^ DARPA наградило 20 миллионов долларов за продолжение разработки военного космического самолета - Defense-Update.com, 8 августа 2015 г.
  14. ↑ Программа XS-1 по облегчению доступа в космос переходит во вторую фазу - DARPA.mil, 7 апреля 2016 г.
  15. ^ Гебхардт, Крис (13 июля 2016 г.). «DARPA продвигает новые разработки с экспериментальным космическим самолетом XS-1». NASASpaceFlight.com . Проверено 31 августа 2016 г.
  16. ^ abc «Призрачный экспресс Боинга растворяется в воздухе» . parabolicarc.com, 22 января 2020 г.
  17. ^ «DARPA запускает квест на космический самолет XS-1 | Cutting Edge» . Новости CNET . Проверено 21 марта 2014 г.
  18. ^ ab Northrop Grumman разрабатывает космический самолет XS-1 для DARPA - Spacedaily.com, 20 августа 2014 г.
  19. ^ DARPA подает заявку на первую фазу гиперзвукового космического самолета XS-1 для развертывания спутников - Militaryaerospace.com, 15 ноября 2013 г.
  20. ↑ Кларк, Стивен (13 июня 2017 г.). «Boeing и DARPA разместят космический самолет XS-1 на мысе Канаверал». Космический полет сейчас . Проверено 11 февраля 2020 г.
  21. ^ Masten Space Systems нацелена на проект военного космического самолета XS-1 - Space.com , 26 августа 2014 г.
  22. ^ «Boeing строит новый гиперзвуковой космический самолет DARPA» . Engadget . 24 мая 2017 года . Проверено 11 февраля 2020 г.
  23. ^ «Aerojet Rocketdyne выбран в качестве основного поставщика силовой установки для экспериментального космического самолета Boeing и DARPA» . 24 мая 2017 года . Проверено 25 мая 2017 г.
  24. ^ "Боинг: Призрачный экспресс" . www.boeing.com . Проверено 19 июля 2018 г.
  25. ↑ Кларк, Стивен (18 июля 2018 г.). «Испытания скорострельных двигателей вселяют надежду на запланированный DARPA многоразовый космический самолет - Spaceflight Now». spaceflightnow.com . Полярная Звезда Публикации Лтд . Проверено 19 июля 2018 г.
  26. ^ Майк Уолл (23 января 2020 г.). «DARPA отказывается от проекта военного космического самолета XS-1 после отказа от Boeing» . Space.com . Проверено 23 января 2024 г.

Внешние ссылки