Pada 21 Julai 2011, kapal angkasa Amerika Atlantis melakukan pendaratan terakhir, yang mengakhiri program Sistem Pengangkutan Angkasa yang panjang dan menarik. Atas beberapa alasan teknikal dan ekonomi, diputuskan untuk menghentikan operasi sistem Space Shuttle. Walaupun begitu, idea kapal angkasa yang boleh digunakan semula tidak ditinggalkan. Pada masa ini, beberapa projek serupa sedang dikembangkan sekaligus, dan beberapa daripadanya telah berjaya menunjukkan potensi mereka.
Projek kapal angkasa yang boleh digunakan semula Space Shuttle mengejar beberapa tujuan utama. Salah satu yang utama adalah mengurangkan kos penerbangan dan persiapan untuknya. Kemungkinan penggunaan kapal yang sama secara teori memberi kelebihan tertentu. Sebagai tambahan, ciri teknikal keseluruhan kompleks memungkinkan untuk meningkatkan dimensi dan berat muatan yang dibenarkan. Ciri unik STS adalah kemampuan mengembalikan kapal angkasa ke Bumi di dalam teluk muatannya.
Pelancaran terakhir kapal angkasa Altantis, 8 Julai 2011 Foto oleh NASA
Namun, semasa operasi didapati tidak semua tugas selesai. Oleh itu, dalam praktiknya, penyediaan kapal untuk penerbangan ternyata terlalu panjang dan mahal - mengikut parameter ini, projek itu tidak sesuai dengan keperluan asal. Dalam sejumlah kes, kapal angkasa yang dapat digunakan kembali pada prinsipnya tidak dapat menggantikan kenderaan pelancar "konvensional". Akhirnya, kelewatan moral dan fizikal peralatan secara beransur-ansur menyebabkan risiko yang paling serius bagi kru.
Akibatnya, diputuskan untuk menghentikan operasi Sistem Pengangkutan Angkasa. Penerbangan ke-135 terakhir berlaku pada musim panas 2011. Empat kapal yang ada dihapus dan dipindahkan ke muzium sebagai tidak diperlukan. Konsekuensi keputusan yang paling terkenal adalah kenyataan bahawa program angkasa Amerika ditinggalkan tanpa kapal angkasa berawak sendiri selama beberapa tahun. Sehingga kini, angkasawan harus memasuki orbit menggunakan teknologi Rusia.
Selain itu, seluruh planet dibiarkan tanpa sistem yang dapat digunakan kembali untuk jangka masa yang tidak terbatas. Namun, langkah-langkah tertentu sudah diambil. Sehingga kini, perusahaan Amerika telah membangunkan beberapa projek kapal angkasa yang boleh digunakan semula satu jenis atau yang lain. Semua sampel baru telah diambil sekurang-kurangnya untuk diuji. Pada masa yang akan datang, mereka juga akan dapat memasuki operasi penuh.
Boeing X-37
Komponen utama kompleks STS adalah pesawat orbit. Konsep ini kini digunakan dalam projek X-37 Boeing. Kembali pada akhir tahun sembilan puluhan, Boeing dan NASA mula mempelajari topik kapal angkasa yang boleh digunakan semula yang mampu berada di orbit dan terbang di atmosfera. Pada awal dekad yang lalu, karya ini membawa kepada permulaan projek X-37. Pada tahun 2006, prototaip jenis baru mencapai ujian penerbangan dengan penurunan dari pesawat pengangkut.
Pesawat Boeing X-37B dalam fairing kenderaan pelancaran. Foto oleh Tentera Udara AS
Program ini menarik minat Tentera Udara AS, dan sejak tahun 2006 dilaksanakan demi kepentingan mereka, walaupun dengan bantuan dari NASA. Menurut data rasmi, Angkatan Udara ingin mendapatkan pesawat orbit yang menjanjikan yang mampu melancarkan pelbagai kargo ke angkasa atau melakukan pelbagai eksperimen. Menurut pelbagai anggaran, projek X-37B yang ada sekarang juga dapat digunakan dalam misi lain, termasuk yang berkaitan dengan pengintaian atau pekerjaan pertempuran yang lengkap.
Penerbangan angkasa pertama kapal angkasa X-37B berlaku pada tahun 2010. Pada akhir April, kenderaan peluncur Atlas V melancarkan kenderaan tersebut ke orbit yang telah ditentukan, di mana ia kekal selama 224 hari. Pendaratan "seperti kapal terbang" berlaku pada awal Disember tahun yang sama. Pada bulan Mac tahun berikutnya, penerbangan kedua bermula, yang berlangsung sehingga Jun 2012. Pada bulan Disember, pelancaran seterusnya dilakukan, dan pendaratan ketiga dilakukan hanya pada bulan Oktober 2014. Dari Mei 2015 hingga Mei 2017, X-37B yang berpengalaman melakukan penerbangan keempat. Pada 7 September tahun lalu, satu lagi penerbangan ujian bermula. Bila ia akan selesai, ia tidak dinyatakan.
Menurut beberapa data rasmi, tujuan penerbangan adalah untuk mempelajari karya teknologi baru di orbit, dan juga melakukan berbagai eksperimen. Walaupun X-37B yang berpengalaman menyelesaikan tugas ketenteraan, pelanggan dan kontraktor tidak mendedahkan maklumat tersebut.
Dalam bentuknya sekarang, produk Boeing X-37B adalah pesawat roket yang mempunyai ciri khas. Ia dibezakan oleh pesawat besar dan pesawat di tengah-tengah. Enjin roket digunakan; kawalan dijalankan secara automatik atau dengan arahan dari tanah. Menurut data yang diketahui, ruang kargo dengan panjang lebih dari 2 m dan diameter lebih dari 1 m disediakan di badan pesawat, yang dapat menampung muatan hingga 900 kg.
Sekarang, X-37B yang berpengalaman berada di orbit dan sedang menyelesaikan tugas yang diberikan. Bilakah dia akan kembali ke Bumi tidak diketahui. Maklumat mengenai kemajuan selanjutnya projek perintis belum dinyatakan. Nampaknya, mesej baru mengenai perkembangan yang paling menarik akan muncul tidak lebih awal daripada pendaratan prototaip berikutnya.
SpaceDev / Sierra Nevada Dream Chaser
Versi lain dari pesawat orbit adalah kapal angkasa Dream Chaser dari SpaceDev. Projek ini telah dikembangkan sejak tahun 2004 untuk mengikuti program NASA Komersial Pengangkutan Orbital (COTS), tetapi tidak dapat melepasi tahap pertama pemilihan. Walau bagaimanapun, syarikat pembangunan segera bersetuju untuk bekerjasama dengan United Launch Alliance, yang siap menawarkan kenderaan pelancaran Atlas V. Pada tahun 2008, SpaceDev menjadi sebahagian daripada Sierra Nevada Corporation, dan tidak lama kemudian mendapat dana tambahan untuk membuat pesawatnya. Kemudian, terdapat perjanjian dengan Lockheed Martin mengenai pembinaan bersama peralatan eksperimen.
Dream Chaser pesawat orbit yang berpengalaman. Foto oleh NASA
Pada bulan Oktober 2013, prototaip terbang dari Dream Chaser diturunkan dari helikopter pengangkut, setelah itu beralih ke penerbangan meluncur dan melakukan pendaratan mendatar. Walaupun terdapat kerosakan semasa pendaratan, prototaip mengesahkan ciri reka bentuknya. Pada masa akan datang, beberapa ujian lain dilakukan di stand. Berdasarkan hasilnya, projek ini diselesaikan, dan pada tahun 2016 pembinaan prototaip untuk penerbangan angkasa telah dimulakan. Pada pertengahan tahun lalu, NASA, Sierra Nevada dan ULA menandatangani perjanjian untuk melakukan dua penerbangan orbit pada tahun 2020-21.
Tidak lama dahulu, pembangun peranti Dream Chaser mendapat kebenaran untuk dilancarkan pada akhir tahun 2020. Tidak seperti sejumlah perkembangan moden yang lain, misi angkasa pertama kapal ini akan dilaksanakan dengan beban yang nyata. Kapal angkasa perlu menghantar muatan tertentu ke Stesen Angkasa Antarabangsa.
Dalam bentuknya sekarang, kapal angkasa Sierra Nevada / SpaceDev Dream Chaser yang dapat digunakan kembali adalah pesawat yang mempunyai ciri khas, yang secara luarannya mengingatkan pada beberapa perkembangan Amerika dan asing. Kenderaan ini mempunyai panjang keseluruhan 9 m dan dilengkapi dengan sayap delta dengan jarak 7 m. Untuk keserasian dengan kenderaan pelancaran yang ada, sayap lipat akan dikembangkan pada masa akan datang. Berat lepas landas ditentukan pada 11.34 tan. Dream Chaser akan dapat menghantar 5, 5 tan muatan ke ISS dan kembali hingga 2 tan ke Bumi. Keturunan dari orbit "seperti kapal terbang" dikaitkan dengan beban yang lebih rendah, yang diharapkan dapat berguna untuk penghantaran beberapa peralatan dan sampel dalam eksperimen yang berasingan.
Naga Spacex
Atas beberapa sebab, idea pesawat yang mengorbit pada masa ini tidak begitu popular di kalangan pemaju teknologi ruang angkasa baru. Lebih selesa dan menguntungkan kini dianggap kapal angkasa yang boleh digunakan semula dengan penampilan "tradisional", yang dilancarkan ke orbit menggunakan kenderaan pelancaran dan kembali ke Bumi tanpa menggunakan sayap. Perkembangan yang paling berjaya seperti ini adalah SpaceX's Dragon.
Kapal kargo SpaceX Dragon (misi CRS-1) berhampiran ISS. Foto oleh NASA
Kerja pada projek Naga bermula pada tahun 2006 dan dilaksanakan di bawah program COTS. Matlamat projek ini adalah untuk membuat kapal angkasa dengan kemungkinan banyak pelancaran dan pengembalian. Versi pertama projek ini melibatkan pembuatan kapal pengangkutan, dan di masa depan ia dirancang untuk mengembangkan modifikasi berawak berdasarkannya. Sehingga kini, Naga dalam versi "trak" telah menunjukkan hasil yang pasti, sementara kejayaan yang diharapkan dari versi kapal berawak itu sentiasa berubah dari segi masa.
Pelancaran demonstrasi pertama kapal pengangkutan Naga berlaku pada akhir tahun 2010. Setelah semua pengubahsuaian yang diperlukan, NASA memerintahkan pelancaran lengkap peranti sedemikian untuk menghantar kargo ke Stesen Angkasa Antarabangsa. Pada 25 Mei 2012, Naga berjaya masuk ke ISS. Di masa depan, beberapa pelancaran baru dilakukan dengan penghantaran barang ke orbit. Pelancaran pada 3 Jun 2017 menjadi pentas paling penting dalam program ini. Buat pertama kalinya dalam sejarah program, kapal yang diperbaiki dilancarkan semula. Pada bulan Disember, kapal angkasa lain masuk ke angkasa lepas, sudah terbang ke ISS. Dengan mengambil kira semua ujian, produk Dragon telah membuat 15 penerbangan setakat ini.
Pada tahun 2014, SpaceX mengumumkan kapal angkasa berawak Dragon V2 yang menjanjikan. Dikatakan bahawa alat ini, yang merupakan pengembangan trak yang ada, akan dapat mengantar ke orbit atau kembali ke rumah hingga tujuh angkasawan. Juga dilaporkan bahwa di masa depan kapal baru dapat digunakan untuk terbang mengelilingi bulan, termasuk dengan turis di kapal.
Seperti yang sering berlaku dengan projek SpaceX, garis masa projek Dragon V2 telah berubah beberapa kali. Oleh itu, disebabkan oleh kelewatan dengan syarikat penerbangan Falcon Heavy, tarikh ujian pertama dipindahkan ke 2018, dan penerbangan berawak pertama secara beransur-ansur "menjauh" hingga 2019. Akhirnya, beberapa minggu yang lalu, syarikat pembangunan itu mengumumkan niatnya untuk meninggalkan persijilan "Naga" baru untuk penerbangan berawak. Di masa depan, tugas seperti itu seharusnya diselesaikan dengan menggunakan sistem BFR yang dapat digunakan kembali, yang belum dibuat.
Kapal angkasa angkut Naga mempunyai panjang keseluruhan 7.2 m dengan diameter 3.66 m. Berat kering ialah 4.2 tan. Ia mampu menyampaikan muatan seberat 3.3 tan ke ISS dan mengembalikan muatan sehingga 2.5 tan. Untuk menampung muatan tertentu, dicadangkan untuk menggunakan petak tertutup dengan isipadu 11 meter padu dan isipadu 14 meter padu yang tidak bertekanan. Petak yang tidak ditutup ditutup ketika turun dan terbakar di atmosfer, sementara isipadu kargo kedua kembali ke Bumi dan membuat pendaratan payung terjun. Untuk membetulkan orbit, kapal angkasa ini dilengkapi dengan 18 enjin jenis Draco. Kecekapan sistem dijamin oleh sepasang panel suria.
Dalam pengembangan versi berawak "Naga", digunakan beberapa unit kapal pangkalan pangkalan. Pada masa yang sama, petak tertutup mesti dikerjakan semula dengan ketara untuk menyelesaikan masalah baru. Beberapa elemen kapal yang lain juga telah berubah.
Lockheed martin orion
Pada tahun 2006, NASA dan Lockheed Martin bersetuju untuk membina kapal angkasa yang boleh digunakan semula yang menjanjikan. Projek ini dinamakan sempena salah satu buruj yang paling terang - Orion. Pada akhir dekad ini, setelah menyelesaikan sebahagian dari pekerjaan, kepemimpinan Amerika Syarikat mencadangkan untuk meninggalkan projek ini, tetapi setelah perselisihan yang panjang itu diselamatkan. Kerja ini diteruskan dan hingga kini membawa hasil tertentu.
Perspektif kapal Orion seperti yang dilihat oleh artis. Lukisan NASA
Sesuai dengan konsep asalnya, kapal Orion akan digunakan dalam misi yang berbeza. Dengan pertolongannya, ia seharusnya mengirimkan barang dan orang ke Stesen Angkasa Antarabangsa. Dengan peralatan yang sesuai, dia dapat pergi ke bulan. Juga, kemungkinan penerbangan ke salah satu asteroid atau bahkan ke Marikh sedang diusahakan. Walaupun begitu, penyelesaian masalah tersebut dikaitkan dengan masa depan yang jauh.
Menurut rancangan dekad yang lalu, pelancaran ujian pertama Orion akan diadakan pada tahun 2013. Untuk tahun 2014, mereka merancang untuk memulakan dengan angkasawan di kapal. Penerbangan ke bulan dapat dilakukan hingga akhir dekad ini. Selepas itu, jadualnya diselaraskan. Penerbangan tanpa pemandu pertama ditunda ke 2014, dan kapal terbang dilancarkan hingga 2017. Misi lunar ditangguhkan hingga dua puluhan. Sekarang, penerbangan berawak telah ditunda ke dekad berikutnya.
Pada 5 Disember 2014, pelancaran ujian pertama Orion telah berlangsung. Kapal angkasa dengan simulator muatan dilancarkan ke orbit oleh kenderaan pelancaran Delta IV. Beberapa jam selepas pelancaran, dia kembali ke Bumi dan terpercik di kawasan tertentu. Belum ada pelancaran baru. Walau bagaimanapun, pakar dari Lockheed Martin dan NASA tidak duduk diam. Selama beberapa tahun terakhir, sejumlah prototaip telah dibina untuk menjalankan ujian tertentu dalam keadaan terestrial.
Beberapa minggu yang lalu, pembinaan bermula pada Orion pertama untuk penerbangan berawak. Pelancarannya dijadualkan pada tahun depan. Tugas melancarkan kapal angkasa ke orbit akan dipercayakan kepada kenderaan pelancaran Sistem Pelancaran Angkasa yang menjanjikan. Penyelesaian kerja yang sedang dijalankan akan menunjukkan prospek sebenar untuk keseluruhan projek.
Projek Orion memperuntukkan pembinaan kapal dengan panjang sekitar 5 m dan diameter sekitar 3.3 m. Ciri khas alat ini adalah isipadu dalaman yang besar. Walaupun pemasangan peralatan dan instrumen yang diperlukan, ruang kurang dari 9 meter padu tetap berada di dalam ruang tertutup, sesuai untuk pemasangan peranti tertentu, termasuk tempat duduk anak kapal. Kapal ini dapat menaiki hingga enam angkasawan atau muatan tertentu. Jumlah jisim kapal ditentukan pada 25.85 tan.
Sistem suborbital
Pada masa ini, beberapa program menarik sedang dilaksanakan yang tidak menyediakan peluncuran muatan ke orbit Bumi. Model peralatan prospektif dari sebilangan syarikat Amerika hanya dapat melakukan penerbangan suborbital. Teknik ini semestinya digunakan untuk penyelidikan atau pengembangan pelancongan angkasa. Projek-projek baru seperti ini tidak dipertimbangkan dalam konteks pengembangan program ruang angkasa penuh, tetapi tetap menarik.
Kenderaan suborbital SpaceShipTwo di bawah sayap pesawat pengangkut White Knight Two. Foto Virgin Galactic / virgingalactic.com
Projek SpaceShipOne dan SpaceShipTwo dari Scale Composites dan Virgin Galactic mencadangkan pembinaan kompleks yang terdiri daripada pesawat pengangkut dan pesawat orbit. Sejak tahun 2003, kedua-dua jenis peralatan telah melakukan sejumlah besar penerbangan ujian, di mana pelbagai ciri reka bentuk dan kaedah kerja diuji. Dijangkakan bahawa kapal angkasa jenis SpaceShipTwo akan dapat menaiki hingga enam penumpang pelancong dan mengangkatnya ke ketinggian sekurang-kurangnya 100-150 km, iaitu. di atas had bawah ruang luar. Lepas landas dan pendaratan harus dilakukan dari lapangan terbang "tradisional".
Blue Origin telah mengusahakan versi lain dari sistem ruang suborbital sejak pertengahan dekad yang lalu. Dia mencadangkan untuk melakukan penerbangan seperti itu menggunakan sekumpulan kenderaan pelancaran dan kapal, serupa dengan yang digunakan dalam program lain. Lebih-lebih lagi, roket dan kapal mesti boleh digunakan semula. Kompleks ini diberi nama New Shepard. Sejak 2011, peluru berpandu dan kapal jenis baru telah melakukan penerbangan ujian secara berkala. Ia telah berhasil mengirim kapal angkasa ke ketinggian lebih dari 110 km, dan juga untuk memastikan pengembalian kapal angkasa dan kenderaan pelancaran dengan selamat. Di masa depan, sistem New Shepard harus menjadi salah satu inovasi dalam bidang pelancongan ruang angkasa.
Masa depan yang boleh digunakan semula
Selama tiga dekad, sejak awal tahun lapan puluhan abad yang lalu, kompleks Sistem Pengangkutan Angkasa / Space Shuttle telah menjadi kenderaan utama untuk menghantar orang dan barang ke orbit di gudang senjata NASA. Kerana usang moral dan fizikal, serta berkaitan dengan kemustahilan untuk mendapatkan semua hasil yang diinginkan, operasi Shuttles ditamatkan. Sejak 2011, Amerika Syarikat tidak mempunyai kapal yang boleh digunakan semula. Lebih-lebih lagi, sementara mereka tidak memiliki kenderaan berawak sendiri, akibatnya para angkasawan harus terbang menggunakan teknologi asing.
Walaupun penghentian operasi Sistem Pengangkutan Angkasa, angkasawan Amerika tidak meninggalkan idea kapal angkasa yang boleh digunakan semula. Teknik ini masih menarik dan boleh digunakan dalam pelbagai misi. Pada masa ini, NASA dan sejumlah organisasi komersial sedang mengembangkan beberapa kapal angkasa yang menjanjikan sekaligus, baik pesawat dan sistem orbit dengan kapsul. Pada masa ini, projek-projek ini berada pada tahap yang berbeza dan menunjukkan kejayaan yang berbeza. Dalam waktu yang sangat dekat, selewat-lewatnya awal dua puluhan, sebahagian besar perkembangan baru akan mencapai tahap ujian atau penerbangan penuh, yang memungkinkan untuk memeriksa kembali keadaan dan membuat kesimpulan baru.
