stringtranslate.com

Космоплан

Спейс Шаттл Дискавери

Космоплан — это транспортное средство, которое может летать и скользить как самолет в атмосфере Земли и маневрировать как космический корабль в открытом космосе . [1] Для этого космопланы должны включать в себя черты как самолета, так и космического корабля. Орбитальные космопланы, как правило, больше похожи на обычные космические корабли, в то время как суборбитальные космопланы, как правило, больше похожи на самолеты с фиксированным крылом . Все космопланы на сегодняшний день имели ракетные двигатели для взлета и набора высоты, но затем приземлялись как безмоторные планеры .

Четыре типа космических самолетов успешно выведены на орбиту, вошли в атмосферу Земли и приземлились : американский Space Shuttle , российский Buran , американский X-37 [ 2] и китайский CSSHQ . Другой, Dream Chaser , находится в стадии разработки в США. По состоянию на 2019 год все прошлые, текущие и планируемые орбитальные аппараты запускаются вертикально на отдельной ракете . Орбитальный космический полет происходит на высоких скоростях, причем орбитальная кинетическая энергия обычно больше, чем у суборбитальных траекторий. Эта кинетическая энергия выделяется в виде тепла во время входа в атмосферу . Было предложено гораздо больше космических самолетов , но ни один из них не достиг статуса полета.

По крайней мере два суборбитальных ракетных самолета были запущены горизонтально в суборбитальный космический полет с самолета -носителя, прежде чем вылететь за линию Кармана : X-15 и SpaceShipOne . [a]

Принципы работы

Посадка космического челнока «Атлантис» , пилотируемого орбитального космического самолета

Космические самолеты должны работать в космосе, как традиционные космические корабли , но также должны быть способны к полету в атмосфере, как самолет . Эти требования повышают сложность, риск, сухую массу и стоимость конструкций космических самолетов. В следующих разделах будет в значительной степени использоваться американский космический челнок как самый большой, самый сложный, самый дорогой, самый летавший и единственный пилотируемый орбитальный космический самолет, но и другие конструкции были успешно запущены в эксплуатацию.

Запуск в космос

Траектория полета, необходимая для достижения орбиты, приводит к значительным аэродинамическим нагрузкам, вибрациям и ускорениям, все из которых должна выдерживать конструкция транспортного средства. [ необходима цитата ]

Если в ракете-носителе происходит катастрофическая неисправность, обычный космический корабль-капсула выводится в безопасное место с помощью системы аварийного спасения при запуске . Space Shuttle был слишком большим и тяжелым, чтобы этот подход был жизнеспособным, что привело к ряду режимов прерывания , которые могли или не могли быть выживаемыми. В любом случае, катастрофа Challenger продемонстрировала, что Space Shuttle не обладал выживаемостью при подъеме.

Космическая среда

Находясь на орбите, космический самолет должен снабжаться энергией от солнечных панелей и батарей или топливных элементов , маневрировать в космосе , поддерживаться в тепловом равновесии, ориентироваться и общаться с. Термическая и радиологическая среда на орбите налагает дополнительные нагрузки. Это в дополнение к выполнению задачи, для которой был запущен космический самолет, например, развертывание спутников или научные эксперименты.

Space Shuttle использовал специальные двигатели для выполнения орбитальных маневров. Эти двигатели использовали токсичные гиперголические топлива , которые требовали особых мер предосторожности при обращении. Различные газы, включая гелий для наддува и азот для жизнеобеспечения, хранились под высоким давлением в композитных герметичных сосудах .

Возвращение в атмосферу

Задняя часть космического самолета «Буран» с соплами ракетных двигателей, двигателями ориентации, аэродинамическими поверхностями и теплозащитой.

Орбитальный космический корабль, возвращающийся в атмосферу Земли, должен терять значительную скорость , что приводит к сильному нагреву . Например, система тепловой защиты (TPS) космического челнока защищает внутреннюю структуру орбитального аппарата от температур поверхности, которые достигают 1650 °C (3000 °F), что значительно выше точки плавления стали. [3] Суборбитальные космические самолеты летают по траекториям с меньшей энергией, которые не оказывают большой нагрузки на систему тепловой защиты космического корабля.

Катастрофа космического челнока « Колумбия» стала прямым следствием отказа системы TPS.

Аэродинамический полет и горизонтальная посадка

Аэродинамические поверхности управления должны быть приведены в действие . Шасси должно быть включено за счет дополнительной массы.

Концепция орбитального космоплана с воздушной реакцией

Орбитальный космический самолет с воздушным дыханием должен был бы лететь по так называемой «пониженной траектории», которая помещает транспортное средство в режим гиперзвукового полета на большой высоте в атмосфере в течение длительного периода времени. Эта среда вызывает высокое динамическое давление, высокую температуру и высокие нагрузки теплового потока, особенно на передних кромках поверхностей космического самолета, требуя, чтобы внешние поверхности были изготовлены из современных материалов и/или использовали активное охлаждение . [ необходима цитата ]

Орбитальные космопланы

Космический челнок

Discovery стартует в начале миссии STS-120 .

Space Shuttle — это отставная, частично многоразовая низкоорбитальная космическая система, эксплуатируемая с 1981 по 2011 год Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства США (NASA) в рамках программы Space Shuttle . Официальное название программы — Space Transportation System (STS), взятое из плана 1969 года, возглавляемого вице-президентом США Спиро Агню, по системе многоразовых космических кораблей, где это был единственный пункт, финансируемый для разработки. [4] : 163–166  [5] [6]

Первый ( STS-1 ) из четырех орбитальных испытательных полетов состоялся в 1981 году, что привело к эксплуатационным полетам ( STS-5 ), начавшимся в 1982 году. Пять полных орбитальных транспортных средств Space Shuttle были построены и летали в общей сложности в 135 миссиях с 1981 по 2011 год. Они стартовали из Космического центра Кеннеди (KSC) во Флориде . Эксплуатационные миссии запустили многочисленные спутники , межпланетные зонды и космический телескоп Хаббл (HST), проводили научные эксперименты на орбите, участвовали в программе Shuttle- Mir с Россией и участвовали в строительстве и обслуживании Международной космической станции (МКС). Общее время миссии флота Space Shuttle составило 1323 дня. [7]

Компоненты Space Shuttle включают в себя Orbiter Vehicle (OV) с тремя кластерными главными двигателями Rocketdyne RS-25 , парой возвращаемых твердотопливных ракетных ускорителей (SRB) и расходуемым внешним баком (ET), содержащим жидкий водород и жидкий кислород . Space Shuttle запускался вертикально , как обычная ракета, с двумя SRB, работающими параллельно с тремя главными двигателями орбитального аппарата , которые заправлялись топливом от ET. SRB были сброшены до того, как аппарат достиг орбиты, в то время как главные двигатели продолжали работать, а ET был сброшен после отключения главного двигателя и непосредственно перед выходом на орбиту , который использовал два двигателя орбитальной системы маневрирования (OMS) орбитального аппарата. По завершении миссии орбитальный аппарат запустил свой OMS, чтобы сойти с орбиты и снова войти в атмосферу . Орбитальный аппарат был защищен во время входа в атмосферу плитками системы тепловой защиты , и он скользил как космоплан к месту посадки на взлетно-посадочной полосе, обычно к посадочному комплексу шаттла в KSC, Флорида, или к Rogers Dry Lake на авиабазе Эдвардс , Калифорния. Если посадка происходила в Эдвардсе, орбитальный аппарат возвращался к KSC на борту Shuttle Carrier Aircraft (SCA), специально модифицированного Boeing 747, предназначенного для перевозки шаттла над ним.

Первый орбитальный аппарат, Enterprise , был построен в 1976 году и использовался в испытаниях по сближению и посадке (ALT), но не имел орбитальных возможностей. Первоначально было построено четыре полностью работоспособных орбитальных аппарата: Columbia , Challenger , Discovery и Atlantis . Из них два были потеряны в результате несчастных случаев во время миссии: Challenger в 1986 году и Columbia в 2003 году , в результате чего погибло в общей сложности 14 астронавтов. Пятый действующий (и шестой в общей сложности) орбитальный аппарат, Endeavour , был построен в 1991 году для замены Challenger . Три сохранившихся действующих аппарата были выведены из эксплуатации после последнего полета Atlantis 21 июля 2011 года. США полагались на российский космический корабль «Союз» для перевозки астронавтов на МКС с последнего полета шаттла до запуска миссии Crew Dragon Demo-2 в мае 2020 года. [8]

Буран

Самолет Ан-225 «Мрия» с орбитальным кораблем «Буран» в 1989 году.
Нанесите все координаты на карту с помощью OpenStreetMap

Загрузить координаты как:

  • КМЛ
  • GPX (все координаты)
  • GPX (основные координаты)
  • GPX (вторичные координаты)

Программа «Буран» ( рус .: Буран , IPA : [bʊˈran] , «Метель», «Вьюга»), также известная как «Программа космического орбитального корабля ВКК» ( рус .: ВКК «Воздушно-Космический Корабль» ), [ 9] была  советским , а затем российским проектом многоразового космического корабля , который начался в 1974 году в Центральном аэрогидродинамическом институте в Москве и был официально приостановлен в 1993 году. [10] Помимо обозначения всего советского/российского проекта многоразового космического корабля, «Буран» также было названием, данным орбитальному аппарату 1К , который совершил один беспилотный космический полет в 1988 году и был единственным советским многоразовым космическим аппаратом, запущенным в космос. Орбитальные аппараты класса «Буран» использовали одноразовую ракету «Энергия» в качестве средства выведения .

Программа «Буран» была начата Советским Союзом в ответ на программу США «Спейс шаттл» [11] и извлекла выгоду из обширного шпионажа, предпринятого КГБ в отношении несекретной программы США «Спейс шаттл», [12] что привело к появлению множества поверхностных и функциональных сходств между американскими и советскими конструкциями «Шаттл». [13] Хотя класс «Буран» был похож внешне на орбитальный аппарат NASA « Спейс шаттл» и мог аналогично работать как возвращаемый космический самолет, его окончательная внутренняя и функциональная конструкция отличалась. Например, главные двигатели во время запуска находились на ракете «Энергия» и не выводились на орбиту космическим кораблем. Меньшие ракетные двигатели на корпусе корабля обеспечивали движение на орбите и спуск с орбиты, аналогично модулям OMS «Спейс шаттла» . В отличие от Space Shuttle, чей первый орбитальный космический полет был совершен в апреле 1981 года, Buran, чей первый и единственный космический полет состоялся в ноябре 1988 года, имел возможность летать в беспилотных миссиях, а также выполнять полностью автоматизированные посадки. Проект был крупнейшим и самым дорогим в истории советской космонавтики . [10]

Х-37

Шестая миссия X-37B с служебным модулем, размещенным внутри обтекателя полезной нагрузки

Boeing X-37 , также известный как Orbital Test Vehicle (OTV), является многоразовым роботизированным космическим аппаратом . Он выводится в космос с помощью ракеты-носителя , затем возвращается в атмосферу Земли и приземляется как космический самолет. X-37 эксплуатируется Управлением быстрых возможностей Министерства ВВС в сотрудничестве с Космическими силами США [14] для орбитальных космических полетов, предназначенных для демонстрации многоразовых космических технологий . Это производная от более раннего Boeing X-40 в масштабе 120 процентов . X-37 начинался как проект НАСА в 1999 году, прежде чем был передан Министерству обороны США в 2004 году. До 2019 года программа находилась в ведении Космического командования ВВС [15] .

X-37 впервые поднялся в воздух во время испытательного падения в 2006 году; его первая орбитальная миссия была запущена в апреле 2010 года на ракете Atlas V и возвращена на Землю в декабре 2010 года. Последующие полеты постепенно увеличивали продолжительность миссии, достигнув 780 дней на орбите для пятой миссии, первой, запущенной на ракете Falcon 9. Шестая миссия была запущена на Atlas V 17 мая 2020 года и завершилась 12 ноября 2022 года, достигнув в общей сложности 908 дней на орбите. [16] Седьмая миссия была запущена 28 декабря 2023 года на ракете Falcon Heavy , выйдя на высокоэллиптическую высокую околоземную орбиту . [17] [18]

Чонгфу Шийонг Шиянь Хантянь Ци

Китайский многоразовый экспериментальный космический корабль ( кит. :可重复使用试验航天器; пиньинь : Kě chóngfù shǐyòng shìyàn hángtiān qì ; букв. «Многоразовый экспериментальный космический корабль»; CSSHQ) — первый многоразовый космический корабль, произведенный Китаем. Он приступил к своей первой орбитальной миссии 4 сентября 2020 года. [19] [20] [21] [22] По сообщениям СМИ, CSSHQ выводится на околоземную орбиту в вертикальной конфигурации, будучи заключенным в обтекатели полезной нагрузки ракеты, как традиционный спутник или космическая капсула, но возвращается на Землю через посадку на взлетно-посадочную полосу, как обычный самолет; посадка осуществляется автономно (в отличие от Space Shuttle ). В отсутствие каких-либо официальных описаний космического корабля или его фотографических изображений некоторые наблюдатели предположили, что CSSHQ может напоминать американский космический самолет X-37B как по форме, так и по функциям. [23] [24]

Суборбитальные ракетопланы

X-15 в полете

Два пилотируемых суборбитальных ракетных самолета достигли космоса: North American X-15 и SpaceShipOne ; третий, SpaceShipTwo , пересек границу космоса, определенную США, но не достиг более высокой международно признанной границы. Ни один из этих аппаратов не был способен выйти на орбиту, и все они были сначала подняты на большую высоту самолетом-носителем.

7 декабря 2009 года Scaled Composites и Virgin Galactic представили SpaceShipTwo вместе с его атмосферным материнским кораблем «Eve». 13 декабря 2018 года SpaceShipTwo VSS Unity успешно пересек границу космоса , определенную США (хотя он не достиг космоса, используя международно признанное определение этой границы, которая находится на большей высоте, чем граница США). SpaceShipThree — новый космический корабль Virgin Galactic , запущенный 30 марта 2021 года. Он также известен как VSS Imagine . [25] 11 июля 2021 года VSS Unity завершил свою первую полностью пилотируемую миссию, включая сэра Ричарда Брэнсона .

Микоян -Гуревич МиГ-105 был атмосферным прототипом предполагаемого орбитального космоплана, с суборбитальным испытательным аппаратом BOR-4 с субмасштабным теплозащитным экраном, успешно вошедшим в атмосферу до отмены программы. HYFLEX был миниатюрным суборбитальным демонстратором, запущенным в 1996 году, который поднялся на высоту 110 км, достиг гиперзвукового полета и успешно вошёл в атмосферу . [26] [27]

История неиспользованных концепций

Американские самолеты-близнецы «Джемини» испытали использование крыла Рогалло вместо парашюта. Август 1964 г.

С начала двадцатого века предлагались различные типы космических самолетов. Известные ранние проекты включают в себя космический самолет, оснащенный крыльями из горючих сплавов, которые он сжигал во время подъема, и концепцию бомбардировщика Silbervogel . Германия во время Второй мировой войны и послевоенные США рассматривали крылатые версии ракеты V-2 , а в 1950-х и 1960-х годах проекты крылатых ракет вдохновляли художников -фантастов , режиссеров и широкую общественность. [28] [29]

США (1950-е–2010-е годы)

ВВС США вложили некоторые усилия в изучение различных проектов космических самолетов в рамках своих усилий Aerospaceplane конца 1950-х годов, но позже сократили масштаб проекта. Результатом стал Boeing X-20 Dyna-Soar , который должен был стать первым орбитальным космическим самолетом, но был отменен в начале 1960-х годов [30] [31] вместо проекта NASA Gemini и программы пилотируемых космических полетов ВВС США . [ необходима цитата ]

В 1961 году НАСА изначально планировало, что космический корабль Gemini приземлится на взлетно-посадочной полосе [32] с помощью крыла Рогалло , а не на океане с парашютами . [ требуется ссылка ] Испытательный аппарат стал известен как Paraglider Research Vehicle . Разработка как парашютов, так и параплана началась в 1963 году. [33] К декабрю 1963 года парашют был готов к полномасштабным испытаниям по развертыванию, в то время как параплан столкнулся с техническими трудностями. [33] Хотя попытки возродить концепцию параплана продолжались в НАСА и North American Aviation , в 1964 году разработка была окончательно прекращена из-за расходов на преодоление технических препятствий. [34]

Концепции STS США , около 1970-х годов

Space Shuttle претерпел множество изменений на этапе концептуального проектирования. Некоторые ранние концепции проиллюстрированы.

Иллюстрация взлета NASP

Rockwell X-30 National Aero-Space Plane (NASP), начатый в 1980-х годах, был попыткой построить гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный самолет, способный функционировать как самолет и достигать орбиты, подобной шаттлу. Представленная публике в 1986 году концепция должна была достигать скорости 25 Махов, что позволяло бы совершать перелеты между аэропортом Даллеса и Токио за два часа, а также иметь возможность выходить на низкую околоземную орбиту. [35] Было выявлено шесть критических технологий, три из которых относились к двигательной системе, которая должна была состоять из гиперзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя на водородном топливе. [35]

Программа NASP стала Программой технологий гиперзвуковых систем (HySTP) в конце 1994 года. HySTP была разработана для перевода достижений, достигнутых в гиперзвуковом полете, в программу развития технологий. 27 января 1995 года ВВС прекратили участие в (HySTP). [35]

В 1994 году капитан ВВС США предложил одноступенчатый орбитальный космический самолет размером с F-16 , работающий на перекиси/керосине, под названием « Черная лошадь ». [36] Он должен был взлетать почти пустым и проходить дозаправку в воздухе перед выходом на орбиту. [37]

Lockheed Martin X-33 был прототипом в масштабе 1/3, созданным в рамках попытки НАСА построить работающий на водороде космический самолет SSTO VentureStar , который потерпел неудачу, когда конструкцию водородного бака не удалось сконструировать так, как предполагалось. [ необходима цитата ]

5 марта 2006 года издание Aviation Week & Space Technology опубликовало статью, якобы «раскрывающую» секретную двухступенчатую орбитальную систему американских военных космических аппаратов с кодовым названием Blackstar . [38]

В 2011 году Boeing предложил X-37C, масштаб X-37B 165 на 180 процентов , предназначенный для перевозки до шести пассажиров на низкую околоземную орбиту . Космический самолет также был предназначен для перевозки грузов, с возможностью как подъема, так и спуска . [39]

Советский Союз (1960-е–1991)

Советская программа многоразовых космических аппаратов берет свое начало в конце 1950-х годов, в самом начале космической эры. Идея советского многоразового космического полета очень стара, хотя она не была ни непрерывной, ни последовательно организованной. До «Бурана» ни один проект программы не достигал эксплуатационного статуса.

Первым шагом к многоразовому советскому космическому кораблю стал « Буря» 1954 года , высотный прототип реактивного самолета/крылатой ракеты. Было проведено несколько испытательных полетов, прежде чем он был отменен приказом Центрального Комитета . Целью « Буря» была доставка ядерного груза, предположительно в Соединенные Штаты, а затем возвращение на базу. Программа «Буря» была отменена СССР в пользу решения вместо этого разрабатывать МБР . Следующей итерацией многоразового космического корабля стала конструкция «Звезды», которая также достигла стадии прототипа. Спустя десятилетия другой проект с тем же названием будет использоваться в качестве служебного модуля для Международной космической станции . После «Звезды» был перерыв в многоразовых проектах до «Бурана».

Программа орбитального корабля «Буран» была разработана в ответ на программу США «Спейс шаттл», которая вызвала значительную обеспокоенность среди советских военных и особенно министра обороны Дмитрия Устинова . Авторитетный летописец советской, а затем и российской космической программы, академик Борис Черток , рассказывает, как возникла эта программа. [40] По словам Чертока, после того, как США разработали свою программу «Спейс шаттл», советские военные заподозрили, что она может быть использована в военных целях из-за ее огромной полезной нагрузки, в несколько раз превышающей грузоподъемность предыдущих американских ракет-носителей. Официально орбитальный корабль «Буран» был разработан для доставки на орбиту и возвращения на Землю космических кораблей, космонавтов и грузов. И Черток, и Глеб Лозино-Лозинский (генеральный конструктор и генеральный директор НПО «Молния» ) предполагают, что с самого начала программа носила военный характер; однако точные военные возможности или предполагаемые возможности программы «Буран» остаются засекреченными.

Как и его американский аналог, орбитальный корабль «Буран» при перевозке от мест посадки обратно к стартовому комплексу перевозился на заднем сиденье большого реактивного самолета — транспортного самолета Антонов Ан-225 «Мрия» , который был разработан частично для этой задачи и был самым большим самолетом в мире, совершившим несколько полетов. [41] До того, как « Мрия» была готова (после полета «Бурана»), ту же роль выполнял Мясищев ВМ-Т «Атлант» , вариант советского бомбардировщика Мясищев М-4 «Молот » (код НАТО: «Бизон»).
Пилотируемый аэродинамический испытательный самолет МиГ-105

Советский Союз впервые рассмотрел предварительный проект ракетного малого космического самолета «Лапоток» в начале 1960-х годов. Воздушно-космическая система «Спираль» с малым орбитальным космическим самолетом и ракетой в качестве второй ступени была разработана в 1960–1980-х годах. [ необходима цитата ] Микоян-Гуревич МиГ-105 был пилотируемым испытательным аппаратом для исследования управления на малых скоростях и посадки. [42]

Россия

В начале 2000-х годов орбитальный «космоплан» ( русский : космоплан ) был предложен российским Институтом прикладной механики в качестве пассажирского транспорта. По оценкам исследователей, на нем можно было бы долететь из Москвы в Париж примерно за 20 минут , используя двигатели на водородном и кислородном топливе. [43] [44]

Великобритания

Художественное изображение HOTOL

Многоблочное космическое транспортно-восстановительное устройство (MUSTARD) было концепцией, исследованной British Aircraft Corporation (BAC) около 1968 года для запуска полезных грузов весом до 2300 кг (5000 фунтов) на орбиту. Оно так и не было построено. [45]

В 1980-х годах British Aerospace начала разработку HOTOL , космического самолета SSTO, оснащенного революционным воздушно-реактивным ракетным двигателем SABRE , но проект был отменен из-за технических и финансовых неопределенностей. [46] Изобретатель SABRE создал Reaction Engines для разработки SABRE и предложил двухмоторный космический самолет SSTO под названием Skylon . [47] Один из анализов NASA показал возможные проблемы с горячими выхлопными струями ракеты, вызывающими нагрев хвостовой конструкции при высоких числах Маха. [48] Хотя генеральный директор Skylon Enterprises Ltd заявил, что отзывы NASA были «весьма положительными». [49]

Компания Bristol Spaceplanes с момента своего основания Дэвидом Эшфордом в 1991 году занималась проектированием и созданием прототипов трех потенциальных космических самолетов. Европейское космическое агентство несколько раз одобряло эти проекты. [50]

Европейское космическое агентство (1985–настоящее время)

Франция работала над пилотируемым космическим самолетом Hermes , запущенным ракетой Ariane в конце 20-го века, и в январе 1985 года предложила продолжить разработку Hermes под эгидой ESA. [51]

В 1980-х годах Западная Германия финансировала проектные работы по MBB Sänger II в рамках Программы гиперзвуковых технологий. Разработка MBB/Deutsche Aerospace Sänger II/HORUS продолжалась до конца 1980-х годов, когда она была отменена. Германия продолжила участвовать в ракете Ariane, космической станции Columbus и космическом самолете Hermes ЕКА , Spacelab ЕКА-НАСА и миссиях Deutschland (не финансируемые США полеты Space Shuttle с Spacelab). Sänger II предсказывал экономию средств до 30 процентов по сравнению с одноразовыми ракетами. [52] [53]

Hopper был одним из нескольких предложений по европейской многоразовой ракете-носителю (RLV), которая должна была дешево выводить спутники на орбиту к 2015 году. [54] Одним из них был «Phoenix», немецкий проект, представляющий собой модель в масштабе одной седьмой концептуального корабля Hopper. [55] Суборбитальный Hopper был системным проектом исследования Future European Space Transportation Researchigations Programme [56] Тестовый проект, Intermediate eXperimental Vehicle (IXV), продемонстрировал подъемные технологии возвращения и будет расширен в рамках программы PRIDE . [57]

Япония

HOPE был японским экспериментальным проектом космического самолета, разработанным в партнерстве между NASDA и NAL (обе теперь являются частью JAXA ), начатым в 1980-х годах. Он позиционировался большую часть своего существования как один из главных японских вкладов в Международную космическую станцию , другим был японский экспериментальный модуль . Проект был в конечном итоге отменен в 2003 году, к тому времени испытательные полеты малогабаритного испытательного стенда уже прошли успешно. [ необходима цитата ]

Индия

AVATAR (Аэробный аппарат для гиперзвуковой аэрокосмической транспортировки; санскрит : अवतार ) был концептуальным исследованием для беспилотного одноступенчатого многоразового космического самолета , способного к горизонтальному взлету и посадке , представленным в Индийскую организацию оборонных исследований и разработок . Концепция миссии заключалась в недорогих военных и коммерческих запусках спутников. [58] [59] [60]

Текущие программы развития

Китай

Shenlong ( кит .神龙; пиньинь : shén lóng ; букв. «божественный дракон») — предлагаемый китайский роботизированный космический самолет, похожий на Boeing X-37 . [61] С конца 2007 года было опубликовано всего несколько изображений. [62] [63] [64]

Евросоюз

Испытательный проект, промежуточный экспериментальный аппарат (IXV), продемонстрировал подъемные технологии возвращения в атмосферу и будет расширен в рамках программы PRIDE . [57] FAST20XX Future High-Altitude High Speed ​​Transport 20XX направлен на создание прочной технологической основы для внедрения передовых концепций в суборбитальной высокоскоростной транспортировке с помощью аппарата ALPHA для запуска с воздуха на орбиту. [65]

Daimler-Chrysler Aerospace RLV — небольшой многоразовый прототип космического самолета для программы подготовки будущих пусковых установок ESA /FLTP. SpaceLiner — последний проект. [ необходима цитата ]

Space Rider (Space Reusable Integrated Demonstrator for Europe Return) — это планируемый беспилотный орбитальный космический самолет с подъемным корпусом , призванный обеспечить Европейскому космическому агентству (ЕКА) доступный и регулярный доступ в космос. [66] [67] [68] Контракты на строительство транспортного средства и наземной инфраструктуры были подписаны в декабре 2020 года. [69] Его первый полет в настоящее время запланирован на третий квартал 2025 года. [70]

Разработка Space Rider ведется в рамках итальянской программы по многоразовому орбитальному демонстрационному аппарату в Европе (программа PRIDE) в сотрудничестве с ЕКА и является продолжением опыта промежуточного экспериментального транспортного средства (IXV), [71] [72] запущенного 11 февраля 2015 года. Стоимость этого этапа, не включая пусковую установку, составляет не менее 36,7 млн ​​долларов США. [73] На министерском совете ЕКА, состоявшемся в Севилье в ноябре 2019 года, разработка Space Rider была одобрена участвующими государствами-членами с выделением 195,73 млн евро. [74]

Индия

По состоянию на 2012 год Индийская организация космических исследований разрабатывает систему запуска под названием Многоразовая пусковая установка (RLV). Это первый шаг Индии к реализации двухступенчатой ​​системы многоразового запуска на орбиту . В качестве второй ступени служит космический самолет. Ожидается, что самолет будет иметь воздушно-реактивные двигатели ГПВРД , а также ракетные двигатели. Испытания с миниатюрными космическими самолетами и рабочим ГПВРД были проведены ISRO в 2016 году. [75] В апреле 2023 года Индия успешно провела автономную посадку уменьшенного прототипа космического самолета. [76] Прототип RLV был сброшен с вертолета Chinook на высоте 4,5 км и был выполнен для автономного планирования на специально построенную взлетно-посадочную полосу на аэронавигационном испытательном полигоне Читрадурга , Карнатака. [77]

Япония

По состоянию на 2018 год Япония разрабатывает крылатую многоразовую зондирующую ракету (WIRES), которая в случае успеха может быть использована в качестве возвращаемой первой ступени или в качестве пилотируемого суборбитального космического самолета. [78]

Соединенные Штаты

Летные испытания Dream Chaser в 2013 году

Dream Chaser — американский многоразовый космический самолет с подъемным корпусом , разработанный Sierra Space . Первоначально задуманный как пилотируемый корабль, Dream Chaser Space System планируется производить после того, как грузовой вариант Dream Chaser Cargo System будет введен в эксплуатацию. Планируется, что пилотируемый вариант будет перевозить до семи человек и груз на низкую околоземную орбиту и обратно . [79] Sierra планирует производить флот космопланов. [80]

Dream Chaser изначально был начат в 2004 году как проект компании SpaceDev , которая позже была приобретена Sierra Nevada Corporation (SNC) в 2008 году. [81] В апреле 2021 года проект был передан Sierra Space Corporation (SSC), выделившейся из Sierra Nevada Corporation в качестве собственной полностью независимой компании.

Грузовой Dream Chaser предназначен для снабжения Международной космической станции как герметичными, так и негерметичными грузами. Он предназначен для вертикального запуска на ракете Vulcan Centaur [82] и автономной горизонтальной посадки на обычных взлетно-посадочных полосах. [83] Предлагаемая версия, эксплуатируемая Европейским космическим агентством (ESA), будет запускаться на ракете Arianespace .

Концепция и дизайн Dream Chaser являются потомками системы запуска персонала HL-20 NASA .

Международный

Dawn Mk-II Aurora — суборбитальный космический самолет, разрабатываемый компанией Dawn Aerospace для демонстрации нескольких суборбитальных полетов в день. Dawn базируется в Нидерландах и Новой Зеландии и тесно сотрудничает с американским CAA. 9 декабря 2020 года Управление гражданской авиации Новой Зеландии , работающее совместно с Новозеландским космическим агентством , выдало лицензию, позволяющую аппарату совершать полеты из обычного аэропорта. [84] 25 августа 2021 года было объявлено о первой кампании испытательных полетов из пяти успешных полетов с использованием суррогатных реактивных двигателей. [85] По состоянию на 15 августа 2022 года было завершено 35 испытательных полетов, подтверждающих аэродинамику аппарата, авионику, быстрое развертывание и различные режимы пилотирования. [86] Устанавливается квалифицированный двигатель HTP/керосин с насосной подачей мощностью 2,5 кН.с для высокопроизводительных полетов на большой высоте. Ранее компания Dawn Aerospace демонстрировала несколько низковысотных полетов с использованием ракетного двигателя в день на своем аппарате Mk-I. [87]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ В 2018 году SpaceShipTwo преодолел американское определение пространства в 80 км, но не 100-километровую линию Кармана.

Ссылки

  1. ^ Чанг, Кеннет (20 октября 2014 г.). «25 лет назад НАСА задумала свой собственный «Восточный экспресс»». The New York Times . Получено 21 октября 2014 г.
  2. ^ Piesing, Mark (22 января 2021 г.). «Космические самолеты: возвращение многоразовых космических аппаратов?». BBC . Получено 15 февраля 2021 г.
  3. ^ «Система тепловой защиты орбитального аппарата». NASA/Kennedy Space Center. 1989. Архивировано из оригинала 9 сентября 2006 года.
  4. ^ Уильямсон, Рэй (1999). «Разработка космического челнока» (PDF) . Исследование неизвестного: избранные документы по истории гражданской космической программы США, том IV: доступ к космосу . Вашингтон, округ Колумбия: NASA. Архивировано (PDF) из оригинала 31 мая 2020 года . Получено 23 апреля 2019 года .
  5. ^ Launius, Roger D. (1969). «Space Task Group Report, 1969». NASA. Архивировано из оригинала 14 января 2016 года . Получено 22 марта 2020 года .
  6. ^ «Первый полет космического челнока: STS-1».
  7. ↑ Малик, Тарик (21 июля 2011 г.). «Космический челнок НАСА в цифрах: 30 лет иконы космических полетов». Space.com. Архивировано из оригинала 16 октября 2015 г. Получено 18 июня 2014 г.
  8. ^ Смит, Иветт (1 июня 2020 г.). «Demo-2: Launching Into History». NASA . Архивировано из оригинала 21 февраля 2021 г. Получено 18 февраля 2021 г.
  9. ^ Воздушно-космический Корабль [Воздушно-космический корабль] (PDF) (на русском языке). Архивировано из оригинала (PDF) 20 марта 2006 года . Проверено 2 июня 2015 г.
  10. ^ ab Харви, Брайан (2007). Возрождение российской космической программы: 50 лет после Спутника, Новые рубежи. Springer. стр. 8. ISBN 978-0-38-771356-4. Архивировано из оригинала 24 июня 2016 . Получено 9 февраля 2016 .
  11. ↑ Мечта о российском шаттле разбита советским крушением. YouTube.com . Russia Today . 15 ноября 2007 г. Архивировано из оригинала 11 декабря 2021 г. Получено 16 июля 2009 г.
  12. ↑ Windrem, Robert (4 ноября 1997 г.). «Как Советы украли космический челнок». NBC News . Архивировано из оригинала 30 марта 2020 г. Получено 10 сентября 2013 г.
  13. ^ Бетц, Эрик (4 декабря 2016 г.). «Реальный Rogue One: как Советы украли планы шаттла NASA». Журнал Discover .
  14. ^ «Департамент ВВС запланировал запуск седьмой миссии X-37B». Космические силы США . 8 ноября 2023 г. Получено 30 ноября 2023 г.
  15. ^ Кларк, Стивен (18 августа 2020 г.). «Пентагон планирует оставить космический самолет X-37B под управлением ВВС». Spaceflight Now . Архивировано из оригинала 30 марта 2023 г.
  16. ^ "X-37B orbital test vehicle ends six successful mission" (Пресс-релиз). Космические силы США . 12 ноября 2022 г. Архивировано из оригинала 27 октября 2023 г. Получено 12 ноября 2022 г.
  17. ^ Кларк, Стивен (9 ноября 2023 г.). «В неожиданном движении военный космический самолет будет запущен на Falcon Heavy». Ars Technica .
  18. ^ Макдауэлл, Джонатан [@planet4589] (9 февраля 2024 г.). «Поздравляю Томи Симолу с обнаружением секретного космического самолета X-37B. OTV 7 находится на орбите 323 x 38838 км x 59,1 градуса. Возможно, это тестирование нового ИК-датчика HEO для будущих спутников раннего предупреждения — просто дикое предположение с моей стороны» ( Твит ) – через Twitter .
  19. ^ "Китай запускает многоразовый экспериментальный космический корабль". Xinhuanet . Jiuquan . 4 сентября 2020 . Получено 19 сентября 2020 . После периода работы на орбите космический корабль вернется на запланированное место посадки в Китае. Во время полета он испытает многоразовые технологии, обеспечив технологическую поддержку мирного использования космоса.
  20. ^ "我国成功发射可重复使用试验航天器" [Наша страна успешно запустила экспериментальный космический корабль многоразового использования]. Синьхуанет. 4 сентября 2020 г. Архивировано из оригинала 4 сентября 2020 г. Проверено 4 сентября 2020 г.
  21. ^ "Китай запускает собственный многоразовый космический аппарат мини-космоплан с помощью ракеты Long March 2F... а затем приземляет его два дня спустя". Seradata. 6 сентября 2020 г. Получено 10 сентября 2020 г.
  22. ^ "Чонгфу Шийонг Шиян Хантянь Ци (CSSHQ)" . Космическая страница Гюнтера.
  23. ^ "Китай только что запустил на орбиту "многоразовый экспериментальный космический корабль"". Space.com. 4 сентября 2020 г. Получено 4 сентября 2020 г.
  24. ^ "Экспериментальный многоразовый космический корабль Китая успешно приземлился - Синьхуа". Reuters . 6 сентября 2020 г.
  25. ^ Grush, Lauren (13 декабря 2018 г.). «Космический самолет Virgin Galactic наконец-то впервые отправляется в космос». theverge.com . Получено 13 декабря 2018 г.
  26. ^ "Hyflex". Astronautix.com . Архивировано из оригинала 19 января 2011 . Получено 15 мая 2011 .
  27. ^ "HYFLEX". Центр исследований и разработок космических транспортных систем, JAXA. Архивировано из оригинала 25 ноября 2011 года . Получено 15 мая 2011 года .
  28. ^ "NOVA Online | Находясь среди звезд | Вдохновлено научной фантастикой". www.pbs.org . Получено 31 декабря 2023 г. .
  29. ^ Heppenheimer, TA (1999). "ГЛАВА 1: КОСМИЧЕСКИЕ СТАНЦИИ И КРЫЛАТЫЕ РАКЕТЫ". history.nasa.gov . Получено 31 декабря 2023 г. .
  30. ^ Касс, Харрисон (21 июня 2021 г.). «Boeing X-20 Dyna-Soar был „космическим самолетом“ ВВС, который никогда не летал». The Debrief . Получено 31 декабря 2023 г.
  31. ^ "USAF X-20 "Dyna-Soar" Program Draftees | Spaceline" . Получено 31 декабря 2023 г. .
  32. ↑ Хакер и Гримвуд 1977, стр. xvi–xvii.
  33. ^ ab Hacker & Grimwood 1977, стр. 145–148.
  34. ↑ Хакер и Гримвуд 1977, стр. 171–173.
  35. ^ abc "X-30 National Aerospace Plane (NASP)". Федерация американских ученых . Архивировано из оригинала 21 апреля 2010 года . Получено 30 апреля 2010 года .
  36. ^ "Black Horse". Astronautix.com . Архивировано из оригинала 22 июля 2008 года.
  37. ^ Зубрин, Роберт М.; Клэпп, Митчелл Бернсайд (июнь 1995 г.). "Черная лошадь: одна остановка до орбиты". Analog Science Fiction and Fact . Т. 115, № 7.
  38. ^ «Система «Blackstar» с двумя ступенями вывода на орбиту отложена в Грум-Лейк? Архивировано 23 октября 2006 г. в Wayback Machine ». Скотт, У., Aviation Week & Space Technology . 5 марта 2006 г.
  39. ↑ Леонард, Дэвид (7 октября 2011 г.). «Секретный американский космический самолет X-37B может стать средством перевозки астронавтов». Space.com . Получено 13 октября 2011 г.
  40. ^ Черток, Борис Э. (май 2009 г.). Сиддики, Асиф А. (ред.). Ракеты и люди, том 3: Горячие дни холодной войны (PDF) . Серия «История НАСА». Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства. ISBN 978-0-16-081733-5. SP-2005-4110. Архивировано (PDF) из оригинала 25 декабря 2017 г. Получено 12 июля 2017 г.
  41. ^ "Антонов Ан-225 Мрия (Казак)". theAviationZone.com . 2003. Архивировано из оригинала 25 сентября 2018 года . Получено 1 июня 2015 года .
  42. ^ Гордон, Ефим; Ганстон, Билл (2000). Советские X-самолеты . Лестер: Midland Publishers. ISBN 1-85780-099-0.
  43. ^ "Россия разрабатывает новый самолет – Космоплан". Russia-InfoCentre . 27 февраля 2006 г. Получено 13 июня 2015 г.
  44. ^ «Космоплан – самолет будущего». RusUsa.com . 3 ноября 2003 г. Архивировано из оригинала 22 апреля 2012 г. Проверено 4 ноября 2011 г.
  45. ^ Дарлинг, Дэвид (2010). "MUSTARD (Multi-Unit Space Transport and Recovery Device)" . Получено 29 сентября 2010 г. .
  46. ^ "HOTOL History". Reaction Engines Limited. 2010. Архивировано из оригинала 8 августа 2010 года . Получено 29 сентября 2010 года .
  47. ^ "Skylon FAQ". Reaction Engines Limited. 2010. Архивировано из оригинала 28 августа 2010 года . Получено 29 сентября 2010 года .
  48. ^ Унмил Мехта, Майкл Афтосмис, Джеффри Боулз и Шишир Пандья; Skylon Aerodynamics и SABRE Plumes, NASA, 20-я Международная конференция AIAA по космическим самолетам, гиперзвуковым системам и технологиям, 6–9 июля 2015 г., 2015 г.,
  49. ^ "Большое испытание маячит для концепции британского космического самолета". Space.com . 18 апреля 2011 г.
  50. ^ "Информация о компании Bristol Spaceplanes". Bristol Spaceplanes. 2014. Архивировано из оригинала 4 июля 2014 года . Получено 26 сентября 2014 года .
  51. ^ Байер, Мартин (август 1995 г.). «Гермес: учимся на наших ошибках». Космическая политика . 11 (3): 171–180. Bibcode : 1995SpPol..11..171B. doi : 10.1016/0265-9646(95)00016-6.
  52. ^ "Saenger II". Astronautix.com . Архивировано из оригинала 1 августа 2016 года . Получено 26 сентября 2014 года .
  53. ^ "Германия и пилотируемые космические миссии". Проект космической политики. Федерация американских ученых. Архивировано из оригинала 2 апреля 2015 года . Получено 26 сентября 2014 года .
  54. ^ Макки, Мэгги (10 мая 2004 г.). «Европейский космический челнок проходит ранние испытания». New Scientist .
  55. ^ "Запуск следующего поколения ракет". BBC News . 1 октября 2004 г.
  56. ^ Dujarric, C. (март 1999 г.). «Возможные будущие европейские ракеты-носители, процесс конвергенции» (PDF) . Бюллетень ESA (97). Европейское космическое агентство: 11–19.
  57. ^ ab Hsu, Jeremy (15 октября 2008 г.). «Европа стремится к возвращаемому космическому аппарату». Space.com .
  58. ^ "Индийские ученые представили космический самолет Avatar в США". Gujarat Science City . 10 июля 2001 г. Архивировано из оригинала 22 декабря 2015 г. Получено 22 октября 2014 г.
  59. ^ "India Eyes New Spaceplane Concept". Space Daily . 8 августа 2001 г. Получено 22 октября 2014 г.
  60. ^ "AVATAR- Hyper Plane to be built by INDIA". Военные и гражданские технологические достижения Индии . 19 декабря 2011 г.
  61. ^ Дэвид, Леонард (9 ноября 2012 г.). «Китайский проект таинственного космического самолета вызывает вопросы». Space.com . Получено 13 июня 2015 г.
  62. ↑ Фишер, Ричард-младший (3 января 2008 г.). «...И гонки в космос». Международный центр оценки и стратегии.
  63. ^ Фишер, Ричард-младший (17 декабря 2007 г.). «Shenlong Space Plane Advances China's Military Space Potential». Международный центр оценки и стратегии. Архивировано из оригинала 9 января 2008 г. Получено 12 февраля 2015 г.
  64. ^ Foust, Jeff (3 января 2008 г.). «Призывая Китай сохранить шаттл живым». Космическая политика .
  65. ^ "FAST20XX (Будущий высотный высокоскоростной транспорт 20XX) / Космическая техника и технологии / Наша деятельность / ЕКА". Esa.int. 2 октября 2012 г.
  66. ^ "Space Rider". esa.int . ESA . ​​Получено 19 декабря 2017 г. .
  67. ^ Многоразовая капсула Space RIDER ЕКА будет доставлять оборудование на орбиту и обратно Майкл Ирвинг, New Atlas 6 июня 2019 г.
  68. ^ "Space Rider: европейская многоразовая космическая транспортная система". ESA . 5 июня 2019 г. Получено 9 апреля 2022 г.
  69. ^ "ESA подписывает контракты на многоразовый Space Rider вплоть до первого полета". ESA. 9 декабря 2020 г. Получено 9 апреля 2022 г.
  70. ^ Ричардс, Белла (26 августа 2023 г.). «ESA's Space Rider, скорее всего, будет запущен в третьем квартале 2025 года, говорит менеджер программы». NASASpaceFlight . Получено 27 августа 2023 г.
  71. ^ Space RIDER PRIDE Итальянский центр аэрокосмических исследований (CIRA) Доступ: 15 ноября 2018 г.
  72. ^ Компромисс аэродинамической формы и аэродинамический анализ космического корабля RIDER М. Марини, М. Ди Клементе, Дж. Гвидотти, Дж. Руфоло, О. Ламберт, Н. Джойнер, Д. Шарбонье, М. В. Прикоп, М. Гожокару, Д. Пепелеа, К. Стойка и А. Денаро, 7-я Европейская конференция по аэронавтике и космическим наукам (EUCASS) 2017 г.
  73. ^ Коппингер, Роб (11 апреля 2017 г.). «Многоразовый космический самолет, запущенный внутри ракеты». BBC . Получено 19 декабря 2017 г.
  74. ^ DLR (28 ноября 2019 г.). «Подписка на программу запуска» (PDF) . Специальный выпуск информационного бюллетеня обратного отсчета DLR : 43.
  75. ^ "Индийский многоразовый пусковой аппарат-демонстратор технологий (RLV-TD), успешно прошедший летные испытания". Индийская организация космических исследований. 23 мая 2016 г. Архивировано из оригинала 14 сентября 2016 г. Получено 27 декабря 2016 г.
  76. ^ "Многоразовая пусковая установка с автономной посадкой (RLV LEX)". www.isro.gov.in . Получено 2 апреля 2023 г. .
  77. ^ "Эксперимент по посадке многоразовой ракеты-носителя ISRO удался; RLV приближается к миссии по возвращению на орбиту". The Times of India . 2 апреля 2023 г. ISSN  0971-8257 . Получено 2 апреля 2023 г.
  78. ^ Коити, Ёнемото; Такахиро, Фудзикава; Тошики, Морито; Джозеф, Ван; Ахсан р, Чоудхури (2018), «Разработка и применение малогабаритных крылатых ракет в будущих многоразовых космических перевозках», Incas Bulletin , 10 : 161–172, doi : 10.13111/2066-8201.2018.10.1.15
  79. ^ Foust, Jeff (14 января 2020 г.). «Sierra Nevada исследует другие варианты использования Dream Chaser». spacenews.com . Получено 11 июля 2020 г. .
  80. ^ "Sierra Space Dream Chaser® Spaceplane успешно завершил первую фазу предполетных испытаний". www.businesswire.com . 7 марта 2024 г. . Получено 15 мая 2024 г. .
  81. ^ Де Кьяра, Джузеппе (19 ноября 2012 г.). «От HL-20 до Dream Chaser. Длинная история маленького космического самолета». NASASpaceflight.com. стр. 26. ...После того, как программа HL-20 была прекращена, кажется, что такой маленький космоплан должен быть быстро забыт, за исключением группы энтузиастов космоса по всему миру. История HL-20 не могла закончиться, поскольку в середине 2004 г. Джим Бенсон объявил, что разработка HL-20 будет продолжена его SpaceDev как космический корабль Dream Chaser. SpaceDev был приобретен корпорацией Sierra Nevada в самом конце 2008 г....
  82. ^ "SNC выбирает ULA для запуска космических аппаратов Dream Chaser®". Sierra Nevada Corporation (пресс-релиз). 14 августа 2019 г. Получено 14 августа 2019 г.
  83. ^ "Dream Chaser Model Drops in at NASA Dryden" (пресс-релиз). Исследовательский центр полётов Драйдена: NASA. 17 декабря 2010 г. Архивировано из оригинала 6 января 2014 г. Получено 29 августа 2012 г.
  84. ^ "Dawn Aerospace выигрывает лицензию на суборбитальные полеты". SpaceNews . 9 декабря 2020 г. . Получено 19 августа 2022 г. .
  85. ^ "Dawn Aerospace проводит пять полетов своего суборбитального космоплана". TechCrunch . 25 августа 2021 г. Получено 19 августа 2022 г.
  86. ^ «После почти 40 полетов на суррогатных самолетах мы довольно близки к — Стефан Пауэлл на LinkedIn». www.linkedin.com . Получено 19 августа 2022 г. .
  87. ^ "Транспортное средство Mk-I: Ракетная мощность в полете, несколько раз в час". Dawn Aerospace . Получено 19 августа 2022 г. .

Библиография

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме «Космические самолеты» .