Az űrrepülőgépek kilátásai és problémái
Az orbitális űrrepülőgéppel rendelkező repülőgép-űrrendszer koncepciója számos pozitív tulajdonsággal rendelkezik, és ezért felkelti a figyelmet. Évtizedek óta különféle projekteket fejlesztettek ki ilyen rendszerekkel kapcsolatban, de valós kilátásaik továbbra is kérdésesek. A mai napig csak néhány ilyen projektet sikerült működésbe hozni, és az egész irány jövője kérdéses.
A múlt sikerei
Az orbitális űrrepülőgép koncepciója olyan repülőgép létrehozását írja elő, amely képes önállóan vagy hordozórakéta segítségével pályára emelkedni, majd vízszintes leszállással aerodinamikus repülés következtében visszatérni a Földre. Ez a repülési mód bizonyos előnyökkel jár, ezért érdekes a rakéta- és űripar számára.
A vezető hatalmak már a múlt század ötvenes éveiben megkezdték az aktív munkát ebben a témában. Ezt követően a repülőgép-rendszerek (AKS) széles skáláját fejlesztették ki különböző űrrepülőgépek felhasználásával. E projektek némelyike egészen a kísérleti berendezésekkel végzett teljes körű kísérletekig ment.
Ugyanakkor az irány még mindig nem túl sikeres és fejlett. A tesztelt minták száma jóval kevesebb, mint a javasolt projektek teljes száma, és csak egy komplexum érte el a tényleges működést.
A legsikeresebb orbitális repülőgép az American Space Shuttle. 1981-2011 között az ilyen eszközök 135 repülést hajtottak végre (2 baleset), amelyek során több száz tonna rakományt és több tucat űrhajóst juttattak pályára és tértek vissza a Földre. Ez a program azonban nem oldotta meg a hasznos teher kiadásának és visszaküldésének költségeinek csökkentését, és túlságosan bonyolultnak is bizonyult. Ráadásul az XNUMX-es évek elejére az űrrepülőgépek kimerítették erőforrásaikat, és újak építése nem bizonyult praktikusnak.
Hazánkban az űrrepülőgépeken végzett munka a tesztelési szakaszban leállt. Így a hetvenes-nyolcvanas években a BOR sorozatú járművek próbapadi és repülési tesztjei kiterjedt programját hajtották végre, beleértve a BOR sorozatú járműveket. pályára. 1988-ban a Buran űrszonda végrehajtotta egyetlen űrrepülését. A további hazai projektek nem haladtak túl a legkorábbi szakaszokon.
Ígéretes fejlemények
A XNUMX-es évek elején a The Spaceship Company és a Virgin Galactic egy kísérleti SpaceShipOne űrrepülőgépet tesztelt. Később ennek a terméknek az alapján fejlesztettek ki egy új SpaceShipTwo hajót, amely képes kis terheket a világűr alsó határáig felemelni. Az ilyen korlátok miatt az űrrepülőgépet csak az űrturisták szállítóeszközének, vagy valamilyen kutatási platformnak tekintik.
2018-19-ben egy tapasztalt SpaceShipTwo két repüléssel több mint 80 km-es magasságba emelkedett. A tervek szerint új járatok lebonyolítása a meglévő hajó korszerűsítésének és kereskedelmi üzemre való felkészítésének befejezése után történik. Két új, "soros megjelenésű" űrrepülő is készül. Nem világos, hogy a SpaceShipTwo mennyi időn belül kerül kereskedelmi használatra. A projekt többször szembesült a halasztás problémájával, és ez a tendencia a jövőben is folytatódhat.
Sikeresebb és ígéretesebb a Sierra Nevada Corp. Dream Chaser projektje. Egy AKS megépítését javasolja hordozórakétával és alacsony földi pályára feljutni képes űrrepülőgéppel. A Dream Chaser-t elsősorban a Nemzetközi Űrállomással való együttműködésre fejlesztik; pályára kell szállítania, és vissza kell juttatnia az embereket és a rakományt a Földre. A becsült hasznos teher eléri az 5 tonnát, a repülési idő legfeljebb néhány óra.
Eddig két kísérleti űrrepülőgéppel végeztek földi és repülési teszteket. Az első repülést 2022-re tervezik a szokásos Vulcan Centaur hordozórakétával. Ezután megtörténik az ISS próbaindítása. Az évtized végére a tervek szerint megkezdik az ACS teljes körű működését, rendszeres járatokkal, ilyen vagy olyan rakományokkal. Nem világos, hogy az ilyen tervek mennyire reálisak. A NASA szerint Sierra Nevada különböző problémákkal néz szembe, amelyek legalábbis megnehezítik a repülésekre való felkészülést.
Orbitális vizsgálat
A 37-es évek eleje óta ígéretes űrrepülőgépet fejlesztett ki az amerikai légierő, a DARPA, a NASA és a Boeing. Az X-2006A nevű termék repülési tesztjei 37-ban kezdődtek. Ezután egy továbbfejlesztett X-XNUMXB járművet hoztak létre, amely alkalmas pályára állításra. A projektet a légierő parancsára hozták létre, és valószínűleg kizárólag katonai célt szolgált. Ugyanakkor pontos ilyen jellegű adatokat még nem hoztak nyilvánosságra.
A kísérleti X-37B első orbitális repülése 2010 áprilisában kezdődött, és 224 napig tartott - egészen decemberig. Ezután további négy repülésre került sor, és az utolsó több mint 779 napig tartott. Tavaly május óta a két prototípus egyike kering a pályán; a visszatérés és a leszállás időpontja ismeretlen. Talán ezúttal ismét rekordot döntenek a repülés időtartamára vonatkozóan.
Különféle adatok és becslések szerint az X-37B-t már az Egyesült Államok légiereje használja valós problémák megoldására. A készülék különféle manővereket hajt végre és pályát vált. Azt jelentették, hogy rakományt ejtett. Így a repülési képességek fejlesztésének folyamata valódi, a hadsereg érdekében végzett munkával is párosulhat.
2020 szeptemberében kínai szakemberek elindították a Long March-2F hordozórakétát egy ígéretes újrafelhasználható űrhajóval. Utóbbi alacsony Föld körüli pályára állt, és valószínűleg elkezdte végrehajtani a rábízott feladatokat. A kínai AKC projekt részleteiről nem számoltak be. Még a visszavont készülék osztálya is ismeretlen marad.
Külföldi források szerint Kína első újrafelhasználható hajója felépítésében és megjelenésében hasonló az amerikai X-37B-hez, és hasonló képességekkel kell rendelkeznie. Ez a termék állítólag kis fesztávú deltaszárnyú repülőgép formájú, tömege nem haladja meg a 8 tonnát.A megoldandó feladatok köre és alkalmazási köre nem ismert. Kína egyelőre nem hozta nyilvánosságra projektjének részleteit.
Irányítási problémák
Minden erőfeszítés ellenére az AKC orbitális repülőgéppel történő irányítása eddig csak korlátozott sikerrel járt. A közeljövőben még változhat a helyzet - de a folyamatban lévő folyamatok időzítése és eredménye még kérdéses. Számos jellemző tényező és nehézség, amellyel a rakéta- és űriparnak szembe kell néznie, vezetett ehhez az állapothoz.
Az űrrepülőgépek fő problémája létrehozásuk bonyolultsága. A tervezőknek egyesíteniük kell a pályatechnika és az aerodinamikai repülés sajátosságait, figyelembe véve a szerkezetre jellemző terheléseket. Ez gyakran új technológiák és alkatrészek kifejlesztését igényli. Ennek megfelelően a munka költsége nő.
Az űrrepülőgépek javasolt projektjei még nem versenyezhetnek más osztályú rakéta-űrrendszerekkel. A meglévő hajók és hordozórakéták különböző rakományokat képesek különböző pályára szállítani – az ügyfélnek lehetősége van az optimális rendszer kiválasztására. A javasolt típusú űrrepülőgépek még nem tudnak ilyen rugalmasságot biztosítani. Ehhez be kell fejezni a jelenlegi projektek fejlesztését és új, eltérő jellemzőkkel rendelkező mintákat kell létrehozni.
Végül a rakéta- és űripar általános konjunktúrája negatívan befolyásolja az irány kilátásait. A legjobb sikereket a fegyveres erők megrendelésére és azok közvetlen támogatásával létrejött amerikai és kínai projektek mutatják. A kezdeményező projektekkel rendelkező kereskedelmi fejlesztők, de még az olyan nagy szervezetek sem, mint a NASA, még nem képesek önállóan biztosítani a kívánt képességekkel rendelkező rendszerek gyors és magas színvonalú létrehozását.
Az objektív korlátok és a különféle nehézségek miatt az űrrepülőgépekkel működő repülőgép-űrrendszerek fejlesztése még mindig csak korlátozott eredményekkel büszkélkedhet. Ezeknek a projekteknek a többsége elment történelem valódi eredmények nélkül, és a jelenlegi fejlesztések nagy része még nem hagyta el a tesztelési szakaszt. A téma iránti érdeklődés azonban továbbra is fennáll, és ösztönzi a munka folytatását. Feltételezhető, hogy a jövőben a helyzet fokozatosan megváltozik, és új orbitális repülőgép-modellek kerülnek üzembe. A régi Space Shuttle analógjai azonban, ugyanolyan méretűek és hasznos teherbírással, valószínűleg nem fognak megjelenni a következő években.
Információk