21. julija 2011 je ameriško vesoljsko plovilo Atlantis nazadnje pristalo, kar je končalo dolg in vznemirljiv program sistema za vesoljski transport. Zaradi številnih tehničnih in ekonomskih razlogov je bilo odločeno, da se sistem Space Shuttle ustavi. Kljub temu se zamisel o vesoljskem plovilu za večkratno uporabo ni opustila. Trenutno se razvija več podobnih projektov hkrati, nekaterim pa je že uspelo pokazati svoj potencial.
Projekt vesoljskega plovila za večkratno uporabo Space Shuttle je zasledoval več glavnih ciljev. Eden glavnih je bil znižanje stroškov leta in priprava nanj. Teoretično je možnost večkratne uporabe iste ladje dala določene prednosti. Poleg tega je značilen tehnični videz celotnega kompleksa omogočil znatno povečanje dovoljenih dimenzij in teže nosilnosti. Edinstvena lastnost STS je bila sposobnost vračanja vesoljskih plovil na Zemljo v njenem tovornem prostoru.
Zadnji izstrelitev vesoljskega plovila Altantis, 8. julij 2011 Fotografija NASA
Med delovanjem pa je bilo ugotovljeno, da vse naloge niso bile dokončane. Tako se je v praksi priprava ladje na let izkazala za predolgo in drago - po teh parametrih se projekt ni ujemal s prvotnimi zahtevami. V številnih primerih vesoljsko plovilo za večkratno uporabo načeloma ne bi moglo nadomestiti "običajnih" raketnih nosilcev. Nazadnje je postopna moralna in fizična zastarelost opreme povzročila najresnejša tveganja za posadke.
Posledično je bilo odločeno, da preneha delovati sistem za vesoljski promet. Zadnji 135. let je potekal poleti 2011. Štiri obstoječe ladje so bile odpisane in prenesene v muzeje kot nepotrebne. Najbolj znana posledica takšnih odločitev je bilo dejstvo, da je ameriški vesoljski program več let ostal brez lastnega vesoljskega plovila s posadko. Do sedaj so morali astronavti v orbito vstopiti po ruski tehnologiji.
Poleg tega je ves planet za nedoločen čas ostal brez sistemov za večkratno uporabo. Nekateri ukrepi pa so že sprejeti. Do danes so ameriška podjetja razvila več takšnih ali drugačnih projektov vesoljskih plovil za večkratno uporabo. Vsi novi vzorci so bili vsaj že vzeti za testiranje. V bližnji prihodnosti bodo lahko vstopili tudi v polnopravno operacijo.
Boeing X-37
Glavna sestavina kompleksa STS je bilo orbitalno letalo. Ta koncept se trenutno uporablja pri projektu Boeing X-37. Boeing in NASA sta se v poznih devetdesetih letih začeli ukvarjati s temo vesoljskih plovil za večkratno uporabo, ki so sposobne biti v orbiti in leteti v ozračju. V začetku zadnjega desetletja je to delo pripeljalo do začetka projekta X-37. Leta 2006 je prototip novega tipa dosegel letalske teste s padcem z letala -nosilca.
Letalo Boeing X-37B v pokrovu nosilne rakete. Fotografija ameriških letalskih sil
Program je zanimal ameriške letalske sile, od leta 2006 pa se izvaja v njihovih interesih, čeprav z nekaj pomoči NASA. Po uradnih podatkih želijo letalske sile dobiti obetavno orbitalno letalo, ki je sposobno izstreljevati različne tovore v vesolje ali izvajati različne poskuse. Po različnih ocenah se lahko trenutni projekt X-37B uporablja tudi v drugih misijah, vključno s tistimi, ki so povezane z izvidništvom ali polnopravnim bojnim delom.
Prvi vesoljski let vesoljskega plovila X-37B je bil leta 2010. Konec aprila je raketa Atlas V izstrelila vozilo v vnaprej določeno orbito, kjer je ostala 224 dni. Pristanek "kot letalo" je potekal v začetku decembra istega leta. Marca naslednjega leta se je začel drugi let, ki je trajal do junija 2012. Decembra je bil naslednji izstrelitev, tretji pristanek pa je bil izveden šele oktobra 2014. Od maja 2015 do maja 2017 je izkušeni X-37B opravil četrti let. 7. septembra lani se je začel še en poskusni let. Kdaj bo dokončan, ni določeno.
Po nekaj uradnih podatkih je namen letov preučiti delo nove tehnologije v orbiti in izvesti različne poskuse. Tudi če izkušeni X-37B rešujejo vojaške naloge, naročnik in izvajalec teh podatkov ne razkrijejo.
V sedanji obliki je proizvod Boeing X-37B raketno letalo značilnega videza. Odlikujejo ga velika trupa in ravnine srednjega območja. Uporablja se raketni motor; krmiljenje se izvaja samodejno ali z ukazi s tal. Po znanih podatkih je v trupu trupa nameščen tovorni prostor z dolžino več kot 2 m in premerom nad 1 m, ki lahko sprejme do 900 kg tovora.
Trenutno je izkušeni X-37B v orbiti in rešuje dodeljene naloge. Kdaj se bo vrnil na Zemljo, ni znano. Podatki o nadaljnjem napredku pilotnega projekta tudi niso bili določeni. Očitno se bodo nova sporočila o najzanimivejšem razvoju pojavila šele pred naslednjim pristankom prototipa.
SpaceDev / Sierra Nevada Dream Chaser
Druga različica orbitalne ravnine je vesoljsko plovilo Dream Chaser podjetja SpaceDev. Ta projekt je bil razvit od leta 2004 za sodelovanje v programu NASA Commercial Orbital Transportation Services (COTS), vendar ni mogel opraviti prve stopnje izbora. Vendar se je razvojno podjetje kmalu strinjalo s sodelovanjem z United Launch Alliance, ki je bila pripravljena ponuditi svojo lansirno napravo Atlas V. Leta 2008 je SpaceDev postal del korporacije Sierra Nevada in kmalu zatem prejel dodatna sredstva za ustvarjanje svojega letala. Kasneje je bil z družbo Lockheed Martin dogovor o skupni gradnji eksperimentalne opreme.
Izkušeno orbitalno letalo Dream Chaser. Fotografija NASA
Oktobra 2013 je leteči prototip Dream Chaserja padel z nosilnega helikopterja, nato pa je prestopil na jadralni let in opravil horizontalni pristanek. Kljub okvari med pristankom je prototip potrdil konstrukcijske značilnosti. V prihodnosti so na stojnicah izvajali še nekatere druge teste. Na podlagi njihovih rezultatov je bil projekt dokončan, leta 2016 pa se je začela gradnja prototipa za vesoljske polete. Sredi lanskega leta so NASA, Sierra Nevada in ULA podpisale sporazum o izvedbi dveh orbitalnih letov v letih 2020-21.
Ne tako dolgo nazaj so razvijalci naprave Dream Chaser prejeli dovoljenje za zagon konec leta 2020. Za razliko od številnih drugih sodobnih dosežkov bo prva vesoljska misija te ladje izvedena z resnično obremenitvijo. Vesoljsko plovilo bo moralo na Mednarodno vesoljsko postajo dostaviti določen tovor.
V svoji sedanji obliki je vesoljsko plovilo za večkratno uporabo Sierra Nevada / SpaceDev Dream Chaser letalo značilnega videza, ki navzven spominja na nekatere ameriške in tuje dosežke. Vozilo ima skupno dolžino 9 m in je opremljeno z delta krilom z razponom 7 m. Zaradi združljivosti z obstoječimi nosilnimi vozili se bo v prihodnosti razvilo zložljivo krilo. Vzletna teža je določena na 11,34 tone. Dream Chaser bo lahko na ISS dostavil 5, 5 ton tovora in se vrnil do 2 ton na Zemljo. Sestop iz orbite "kot letalo" je povezan z manjšimi preobremenitvami, kar naj bi bilo koristno za dostavo določene opreme in vzorcev v ločenih poskusih.
Spacex zmaj
Iz več razlogov zamisel o letalu v orbiti trenutno ni zelo priljubljena med razvijalci nove vesoljske tehnologije. Bolj priročno in donosno zdaj velja za vesoljsko plovilo za večkratno uporabo "tradicionalnega" videza, ki se izstreli v orbito z raketoplanom in se vrne na Zemljo brez uporabe kril. Najuspešnejši tovrstni razvoj je SpaceX -ov zmaj.
Tovorna ladja SpaceX Dragon (misija CRS-1) v bližini ISS. Fotografija NASA
Dela na projektu Dragon so se začela leta 2006 in so potekala v okviru programa COTS. Cilj projekta je bil ustvariti vesoljsko plovilo z možnostjo več izstrelitev in povratkov. Prva različica projekta je vključevala oblikovanje transportne ladje, v prihodnosti pa je bilo načrtovano, da se na njeni osnovi razvije sprememba s posadko. Do danes je Dragon v različici "tovornjak" pokazal dokončne rezultate, medtem ko se pričakovani uspeh različice ladje s posadko časovno nenehno spreminja.
Prvi demonstracijski izstrelitev transportne ladje Dragon je potekal konec leta 2010. Po vseh zahtevanih spremembah je NASA odredila polnopravno izstrelitev take naprave, da bi dostavila tovor na Mednarodno vesoljsko postajo. 25. maja 2012 je Zmaj uspešno pristanil na ISS. V prihodnosti je bilo izvedenih več novih izstrelitev z dostavo blaga v orbito. Začetek 3. junija 2017 je postal najpomembnejša faza programa. Prvič v zgodovini programa je bila popravljena ladja ponovno spuščena. Decembra je v vesolje odletelo drugo vesoljsko plovilo, ki je že letelo na ISS. Ob upoštevanju vseh testov so izdelki Dragon do danes opravili 15 letov.
Leta 2014 je SpaceX objavil obetavno vesoljsko plovilo Dragon V2 s posadko. Trdili so, da bo ta naprava, ki je razvoj obstoječega tovornjaka, sposobna dostaviti na orbito ali se vrniti domov do sedem astronavtov. Poročali so tudi, da bi lahko v prihodnosti novo ladjo uporabljali za letenje okoli Lune, tudi s turisti na krovu.
Kot se pogosto dogaja pri projektih SpaceX, se je časovnica projekta Dragon V2 večkrat premaknila. Tako se je zaradi zamud z domnevnim letalskim prevoznikom Falcon Heavy datum prvih preskusov premaknil na leto 2018, prvi let s posadko pa se je postopoma "prikradel" v leto 2019. Nazadnje je pred nekaj tedni razvojno podjetje objavilo, da namerava opustiti certifikacijo novega "Zmaja" za lete s posadko. V prihodnje naj bi takšne naloge reševali s sistemom BFR za večkratno uporabo, ki še ni bil ustvarjen.
Transportno vesoljsko plovilo Dragon ima skupno dolžino 7,2 m s premerom 3,66 m. Suha teža je 4,2 tone. Na ISS lahko dostavi 3,3 tone koristnega tovora in vrne do 2,5 tone tovora. Za namestitev določenega tovora se predlaga uporaba zaprtega prostora s prostornino 11 kubičnih metrov in prostornino 14 kubičnih metrov brez tlaka. Neodprt prostor se med spustom spusti in izgori v ozračju, medtem ko se drugi tovor vrne na Zemljo in pristane s padalom. Za popravljanje orbite je vesoljsko plovilo opremljeno z 18 motorji tipa Draco. Učinkovitost sistemov zagotavlja par sončnih kolektorjev.
Pri razvoju različice "Dragon" s posadko so bile uporabljene nekatere enote osnovne transportne ladje. Hkrati je bilo treba zapečatene predelke bistveno predelati za reševanje novih težav. Spremenili so se tudi nekateri drugi elementi ladje.
Lockheed martin orion
Leta 2006 sta se NASA in Lockheed Martin dogovorili o izdelavi obetavnega vesoljskega plovila za večkratno uporabo. Projekt je dobil ime po enem najsvetlejših ozvezdij - Orion. Na koncu desetletja, po zaključku dela, je vodstvo Združenih držav predlagalo opustitev tega projekta, vendar so ga po dolgih sporih rešili. Delo se je nadaljevalo in do danes je prineslo določene rezultate.
Perspektivna ladja Orion, kot jo vidi umetnik. Risba NASA
V skladu s prvotnim konceptom naj bi ladjo Orion uporabljali v različnih misijah. Z njeno pomočjo naj bi na Mednarodno vesoljsko postajo pripeljali blago in ljudi. Z ustrezno opremo bi lahko odšel na Luno. Razpravljalo se je tudi o možnosti poleta na enega od asteroidov ali celo na Mars. Kljub temu je bila rešitev tovrstnih težav pripisana daljni prihodnosti.
Po načrtih zadnjega desetletja naj bi leta 2013 prvi poskusni izstrelitev Oriona potekala. Za leto 2014 so načrtovali začetek z astronavti na krovu. Polet na Luno bi lahko bil izveden do konca desetletja. Nato je bil urnik prilagojen. Prvi let brez posadke je bil prestavljen na leto 2014, izstrelitev posadke na leto 2017. Lunine misije so bile prestavljene na dvajseta leta. Doslej so bili leti s posadko prestavljeni na naslednje desetletje.
5. decembra 2014 je potekal prvi testni zagon Oriona. Vesoljsko plovilo s simulatorjem koristnega tovora je v orbito izstrelilo nosilno vozilo Delta IV. Nekaj ur po izstrelitvi se je vrnil na Zemljo in pljusknil na določeno območje. Novih izstrelitev še niso izvedli. Vendar pa strokovnjaki iz Lockheed Martina in Nase niso sedeli brez dela. V zadnjih nekaj letih so bili izdelani številni prototipi za izvajanje določenih preskusov v kopenskih razmerah.
Pred nekaj tedni se je začela gradnja prvega Oriona za let s posadko. Njegov začetek je predviden za prihodnje leto. Naloga izstrelitve vesoljskega plovila v orbito bo zaupana obetavni nosilni raketi Space Launch System. Dokončanje tekočega dela bo pokazalo resnične možnosti za celoten projekt.
Projekt Orion predvideva gradnjo ladje dolžine približno 5 m in premera približno 3,3 m. Značilnost te naprave je velika notranja prostornina. Kljub namestitvi potrebne opreme in instrumentov v zaprtem prostoru ostane nekaj manj kot 9 kubičnih metrov prostega prostora, primernega za namestitev določenih naprav, vključno s sedeži za posadko. Ladja bo lahko sprejela do šest astronavtov ali določen tovor. Skupna masa ladje je določena na 25,85 tone.
Suborbitalni sistemi
Trenutno se izvaja več zanimivih programov, ki ne predvidevajo izstrelitve tovora v Zemljino orbito. Bodoči modeli opreme številnih ameriških podjetij bodo lahko izvajali le suborbitalne lete. Ta tehnika naj bi se uporabljala za nekatere raziskave ali pri razvoju vesoljskega turizma. Novi tovrstni projekti se ne obravnavajo v okviru razvoja celovitega vesoljskega programa, kljub temu pa so v določenem interesu.
Suborbitalno vozilo SpaceShipTwo pod okriljem letalskega prevoznika White Knight Two. Fotografija Virgin Galactic / virgingalactic.com
Projekta SpaceShipOne in SpaceShipTwo iz Scale Composites in Virgin Galactic predlagata gradnjo kompleksa, ki ga sestavljata letalo -nosilec in orbitalno letalo. Od leta 2003 sta ti vrsti opreme opravili veliko število poskusnih letov, med katerimi so bili preizkušeni različni oblikovni elementi in metode dela. Pričakuje se, da bo vesoljska ladja tipa SpaceShipTwo lahko sprejela do šest potnikov turistov in jih dvignila na nadmorsko višino najmanj 100-150 km, tj. nad spodnjo mejo vesolja. Vzlet in pristanek je treba izvesti s "tradicionalnega" letališča.
Blue Origin od sredine prejšnjega desetletja dela na drugi različici suborbitalnega vesoljskega sistema. Predlaga, da se takšni leti izvedejo s svežnjem nosilne rakete in ladje, podobnimi tistim, ki se uporabljajo v drugih programih. Poleg tega morata biti raketa in ladja za večkratno uporabo. Kompleks so poimenovali New Shepard. Od leta 2011 rakete in ladje novega tipa redno izvajajo poskusne lete. Uspelo mu je že poslati vesoljsko plovilo na višino več kot 110 km, pa tudi zagotoviti varno vrnitev tako vesoljskega plovila kot lansirnega vozila. Sistem New Shepard bi moral biti v prihodnosti ena izmed novosti na področju vesoljskega turizma.
Prihodnost za večkratno uporabo
Že tri desetletja, od zgodnjih osemdesetih let prejšnjega stoletja, je sistem vesoljskega transporta / kompleks vesoljskih ladij glavno vozilo za dostavo ljudi in blaga v orbito v arsenalu NASA. Zaradi moralne in fizične zastarelosti, pa tudi v povezavi z nezmožnostjo doseganja vseh želenih rezultatov, je bilo delovanje Shuttleov prekinjeno. Od leta 2011 ZDA nimajo operativnih ladij za večkratno uporabo. Poleg tega, čeprav nimajo svojega vozila s posadko, morajo astronavti leteti po tuji tehnologiji.
Kljub prenehanju delovanja sistema za vesoljski promet ameriška astronavtika ne opusti same ideje o vesoljskih ladjah za večkratno uporabo. Ta tehnika je še vedno zelo zanimiva in se lahko uporablja v najrazličnejših misijah. Trenutno NASA in številne komercialne organizacije razvijajo več obetavnih vesoljskih plovil hkrati, tako orbitalnih letal kot sistemov s kapsulami. Trenutno so ti projekti v različnih fazah in kažejo različne uspehe. V bližnji prihodnosti, najpozneje v začetku dvajsetih let, bo večina novih dosežkov dosegla stopnjo preizkusnih ali polnopravnih letov, kar bo omogočilo ponovni pregled situacije in pripravo novih zaključkov.
