🙏 👩🏾‍💻 👨 Weniger, aber besser oder die Rückkehr von Mini-Shuttles 👨🏻‍🏭 ⚕️ 🙏🏽

Größe im Raum ist wichtig. Eine zu große Rakete oder ein zu großes Schiff ist schwer zu transportieren und teuer zu warten, und eine zu kleine Rakete startet eine zu leichte Nutzlast in den Weltraum. Zum Beispiel Boostern häufigste Durchmesser Stufe liegt im Bereich von 2-4 Metern, und das Ausgangsgewicht in den meisten Fällen variiert im Bereich von 200-800 Tonnen. In ein paar Jahrhunderten wird es leicht sein, Prävalenzkurven für verschiedene Größen von geflügelten wiederverwendbaren Schiffen zu erstellen. In der Zwischenzeit sind wir gescheitertein großes Shuttle-Projekt und viele Mini-Shuttle-Projekte. In der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts gab es mehrere Projekte von kleinen geflügelten Orbitalschiffen, von denen eines sogar außerhalb der Atmosphäre flog. Jetzt führt ein Mini-Shuttle seit mehreren Jahren geheime Missionen durch, und in mehreren Ländern wird an ähnlichen wiederverwendbaren Schiffen gearbeitet. Was für Geräte sind das?

Überhaupt kein Mini-Shuttle

Wenn Sie über wiederverwendbare Kreuzfahrtschiffe sprechen möchten, müssen Sie zunächst entscheiden, was in die Liste aufgenommen und was von der Liste ausgeschlossen werden soll. Es gab ziemlich viele wiederverwendbare Geräte mit Flügeln, und es gab noch mehr ihrer nicht realisierten Projekte. Zum Beispiel flogen die X-15 und SpaceShipOne an die bedingte Grenze des Weltraums von 100 km. Sie waren jedoch strukturell nicht für den Orbitalflug ausgelegt. Außerdem werden nur Geräte in Betracht gezogen, die zumindest theoretisch in die Umlaufbahn gelangen und zurückkehren können. Angesichts der Fülle von Projekten, die nicht im Metall implementiert wurden, sind nicht alle auf der Liste.

Spätere Versionen des X-15 konnten auf 100 km ansteigen und sogar eine Hitzeschutzbeschichtung tragen, konnten jedoch nicht in die Umlaufbahn gelangen

X-20

Bereits vor dem Krieg schlug der österreichische Physiker Eigen Zenger 1934 ein Langstrecken-Raketenbomberprojekt vor. Nach der Besetzung Österreichs begann das Projekt im nationalsozialistischen Deutschland zu entwickeln, wurde jedoch 1941 geschlossen, da es keine schnelle Rückkehr versprach. 1944, als nur ein Wunder Deutschland vor einer Niederlage retten konnte, wurde das Projekt wieder aufgenommen, aber natürlich gelang es ihnen nicht, etwas zu tun. Nachkriegsberechnungen zeigen, dass das Projekt in seiner ursprünglichen Form im Prinzip nicht realisierbar war, da es die Erwärmung durch Bewegung in der Atmosphäre stark unterschätzte. Die Idee eines Orbitalbombers wurde jedoch sowohl in der UdSSR als auch in den USA bekannt. Und nach dem Start des ersten Satelliten durch die Sowjetunion hatten die Amerikaner große Angst. Und am 24. Oktober 1957 startete das X-20 Dyna-Soar-Programm (aus den Worten Dynamic Soarer - ein dynamisches Segelflugzeug).auf Englisch klingt es wie ein "Dinosaurier"). Das Ergebnis war ein Orbitalflugzeug, das als Aufklärung, Bomber, Entdecker und Kämpfer feindlicher Satelliten dienen konnte.

X-20

Je nach Mission kann der X-20 mit einem Titan-II- oder Titan-III-Trägerraketen starten. Im ersten Fall trat der Apparat in eine suborbitale Flugbahn ein, tauchte in die Atmosphäre ein, fiel auf eine Höhe von 40 bis 60 km, fotografierte ein Ziel oder warf eine Atombombe darauf und kehrte mit dem Auftrieb von den Flügeln in den Weltraum zurück. Eine suborbitale Flugbahn bedeutete, dass der Apparat flog, wie ein flacher Stein aus dem Wasser von der Atmosphäre abprallte und in der ersten Kurve landen musste. Die Titan-III, eine tragendere Trägerrakete, ermöglichte es der X-20, in die Umlaufbahn zu gelangen. Es ist merkwürdig, dass in diesem Fall ein Eintauchen in die Atmosphäre als möglich angesehen wurde, jedoch für den Fall eines "Rennens" hinter dem Manövriersatelliten des Feindes. X-20 aufgrund der Flügel könnte die Neigung der Umlaufbahn mehr verändern als jeder flügellose Satellit. Außerdem,In der Titan-III-Variante trat der X-20 in die Umlaufbahn ein, die an die TransStage-Übertaktungseinheit angedockt war, und hatte aufgrund seiner großen Kraftstoffzufuhr ausreichend Spielraum.

Titan-I X-20 1961

Der Hitzeschutz des Gerätes war sehr interessant. Der X-20 hatte keinen einmaligen ablativen Hitzeschutz, der durch Hitze verdunstet, und eine keramische Wärmeisolierung wie die des Space Shuttles und Burans war noch nicht bekannt. Daher sollte der X-20 feuerfeste Materialien und Legierungen verwendet haben - Molybdän, Zirkonium, Rene-41-Legierung. Beim Bremsen in der Atmosphäre wurde der Wärmeschutz erwärmt und begann zu glühen, wodurch Wärme durch Strahlung abgegeben wurde. Aus diesem Grund hatte das Schiff beispielsweise kein Fahrgestell - Gummi hätte einer solchen Erwärmung nicht standgehalten, und ein separates Kühlfach war ein Luxus. Daher war das X-20-Projekt feuerfestes Metallskifahren. Glas konnte auch der Erwärmung nicht standhalten, so dass das vordere Fenster mit einem Metallvorhang verschlossen wurde, der erst vor der Landung zurückgesetzt werden sollte. Und im Flug konnte der Pilot in die Seitenfenster schauen.

1962 wurde das Projekt offiziell der Öffentlichkeit vorgestellt. Dies ist wahrscheinlich der Grund, warum er so berühmt ist, obwohl kein einziger Flug auf dem Programm abgeschlossen wurde. Das Vertrauen in den Erfolg war so groß, dass sie sogar sieben Piloten erzielten. Auf der Liste stand auch der zukünftige Kommandeur von Apollo 11, Neil Armstrong, der es schaffte, bis zu zwei Programme - X-15 und X-20 - pünktlich zu verlassen. 1963 wurde das Projekt durch eine Entscheidung des Staatssekretärs für nationale Sicherheit, Robert McNamara, zugunsten des Zivilprogramms der Zwillinge (sehr erfolgreich) und des Militärprojekts der MOL-Orbitalstation (später ebenfalls geschlossen) geschlossen.

Spirale, BOR und EPOS

1965 wurde in der UdSSR ein ehrgeiziges Programm zur Schaffung eines wiederverwendbaren Systems gestartet, bei dem die erste Stufe ein Hyperschallbeschleunigerflugzeug und die zweite und dritte Stufe ein Orbitalfahrzeug mit einem Beschleunigungsblock war. Das Booster-Flugzeug musste auf eine Höhe von 30 km ansteigen und auf 6 Schallgeschwindigkeiten beschleunigen, und der Orbiter ging dann in einer einmaligen Raketenstufe in die Umlaufbahn.

Trennungsmoment

Und wenn die Arbeit am Booster-Flugzeug langsam war - das ist eine sehr schwierige Sache, Hyperschallmotoren -, dann begannen die Tests des Orbitalfahrzeugs BOR (Unmanned Orbital Rocket Launcher) bereits 1969. Beim ersten Start am 15. Juli wurde das Gerät ohne Wärmeschutz gestartet. Natürlich brannte es nieder, aber per Telemetrie gingen Informationen über den Erfolg eines kontrollierten Abstiegs in einer Höhe von 60 bis 70 km ein. Beim zweiten Start am 6. Dezember bremste das Gerät erfolgreich in der Atmosphäre, aber aufgrund eines Ausfalls des von ihm gesponnenen Steuerungssystems konnten sich die Fallschirme nicht normal öffnen und der BOR stürzte ab. Danach fanden fünf weitere Starts statt, von denen in nur einem Fall das Gerät aufgrund der Zerstörung der Verkleidung der Trägerrakete nicht in die Umlaufbahn gelangte. In den verbleibenden vier Starts haben wir das hitzebeständige Niob-Panel getestet, verschiedene Anstellwinkel überprüft und, selbst wenn das Gerät schließlich abstürzte,Jeder Start brachte wichtige und interessante Daten.

1966 wurde unter der Leitung des Kosmonauten Nr. 2 German Titov ein spezieller Kosmonauten-Trupp gebildet, der Flüge mit einem Analogon durchführte, das den MiG-105-Index erhielt (Erstflug am 11. Oktober 1976):

In den 1980er Jahren begannen Tests mit dem BOR-4-Gerät, das den Wärmeschutz für den Buran erarbeitete. Es fanden fünf erfolgreiche Flüge statt, von denen ein Suborbital auf einem vereinfachten Gerät durchgeführt wurde. Das Programm hieß jetzt EPOS (Experimental Manned Orbital Aircraft).

Auf der Unterseite ist eine charakteristische Wärmeschutzfliese sichtbar.

Die Zeit der Spirale ist jedoch bereits vergangen. Das Booster-Flugzeug wurde nie entwickelt, und der Orbiter wurde aus politischen Gründen abgesagt, weil die Spitze des Verteidigungsministeriums der UdSSR ein "Shuttle wie die Amerikaner" wollte. Daher war BOR-5 bereits eine kleinere Kopie von Buran, und die Spirale mit EPOS wurde schließlich geschlossen.

Der erste Teil - Tests von BOR-2,3, der zweite (Farbe) - BOR-4:

Geschlossene Projekte

Der anfängliche Erfolg des Space Shuttles brachte Mode für solche Schiffe hervor. 1985 wurde das 1975 vorgeschlagene HERMES-Projekt in Europa gestartet, das auf der gleichzeitig entwickelten Trägerrakete Ariane 5 gestartet werden sollte. Im Gegensatz zur Rakete wurde HERMES 1992 geschlossen. Der

„Rock“ im Heckbereich ist ein Adapter für Der große Durchmesser der Zentraleinheit Ariane 5

In Japan wurde in den 80er Jahren mit der Entwicklung des HOPE-X-Shuttles begonnen. Zwei suborbitale Flüge von Hyflex- und OREX-Technologiedemonstratoren haben das Programm erfolgreich abgeschlossen. 1997 entstand die Idee einer Frachtmodifikation des Raumfahrzeugs, die dazu beitragen würde, die Probleme der Versorgung der ISS mit Shuttles dieser Zeit zu bewältigen. 1998 wurde das Budget des Projekts jedoch erheblich gekürzt, und 1999 wurde es vollständig abgeschlossen.

In Deutschland begannen sie 1985, eine eigene Version der Spirale namens Zenger zu entwickeln. Im Jahr 1991 gelang es dem Projekt sogar, ein Triebwerk zu entwickeln, das Turbojet- und Ramjet-Triebwerke kombiniert, die mindestens die Überschallgeschwindigkeit des Beschleunigerflugzeugs liefern. Bei der Prüfung des Projekts wurde jedoch geschätzt, dass der Nutzen von 10 bis 30% im Vergleich zu Ariane 5 nicht ausreicht rechtfertigen die enormen Entwicklungskosten. Das Projekt wurde 1995 abgeschlossen.

In Russland wurde Ende der 80er Jahre das MAKS-Projekt eingeführt - das Mehrzweck-Luft- und Raumfahrtsystem. Darin wurden die Probleme bei der Entwicklung eines komplexen Hyperschall-Booster-Flugzeugs beschlossen, um das schwere Flugzeug An-225 Mriya oder, laut anderen Quellen, dessen noch stärker tragende Modifikation zu umgehen. Das Projekt wurde nicht offiziell abgeschlossen, zu Beginn des zehnten gab es beispielsweise Neuigkeiten über die Anpassung des Systems an suborbitale Touristenflüge, aber es gibt keine Informationen über aktiv laufende Arbeiten.

Und schließlich wurden in der zweiten Hälfte der 90er Jahre Arbeiten bei RSC Energia durchgeführt, aus denen das Clipper-Schiffsprojekt hervorging. Um 2006 galt der Apparat sogar als vielversprechender Ersatz für die Sojus und fiel in das Konzept der Entwicklung der bemannten Weltraumforschung. Aber im Jahr 2009 wurde das Projekt abgeschlossen und Energy begann mit der Entwicklung des PTK NP, der jetzt als Federation bezeichnet wird.

Geheimnisvolles Porzellan

Unabhängig davon sind wiederverwendbare Projekte in China zu erwähnen. Manchmal erscheinen neue Fotos von verschiedenen Modellen wiederverwendbarer Geräte im Internet, aber aufgrund der Geheimhaltung ist völlig unklar, um welche Art von Projekten es sich handelt und welchen Status sie haben.

Im Jahr 2007 erschien ein Foto des Layouts des Shenlong-Schiffes.

Andere Fotos zeigen einige andere Projekte.

Orbital-Starts werden derzeit nicht erfolgreich sein. Wenn sich eines der Projekte im Orbit befindet, werden wir es herausfinden. Obwohl natürlich die Eigenschaften und der Zweck des Geräts für lange Zeit ein Geheimnis bleiben können.

X-37

Es ist diese Situation, in der das Gerät im Orbit fliegt, aber wir wissen nicht, wozu es dient, jetzt mit dem einzigen in Betrieb befindlichen Mini-Shuttle. Das 1999 gestartete Projekt X-37 macht jetzt seinen vierten Flug. Ein unbemanntes Fahrzeug mit einem Gewicht von ca. 5,5 Tonnen befindet sich seit immer länger im Orbit. Die erste Mission dauerte 224 Tage, die zweite 469, die dritte 674. Ich bin nicht überrascht, wenn sich das Gerät diesmal länger als 800 Tage im Orbit befindet. Eine solche Dauer des autonomen Fluges ist möglich, weil die X-37 im Orbit eine Solarbatterie aus dem Frachtraum öffnet.

Diesmal kündigte die Mission Experimente mit einem neuen elektrischen Strahltriebwerk und die Auswirkungen des Weltraums auf verschiedene Materialien an. Die Umlaufbahnparameter sind für einen Aufklärungssatelliten nicht besonders geeignet. Eine leichte Neigung von 30-40 ° bedeutet, dass das Gerät beispielsweise Russland nicht folgen kann, die Aufklärungshypothese jedoch nicht vollständig verworfen werden kann, da sich seine Ziele möglicherweise im Äquatorbereich befinden. Die Satelliten-Interceptor-Version kann ebenfalls nicht rabattiert werden - obwohl der X-37 noch niemanden abgefangen oder zerstört hat, ist er strukturell ein Manövriergerät, das seine zukünftigen Ziele erreichen kann. Amateurastronomen beobachteten die X-37 und fotografierten sie sogar:

Die Militärdienste zur Kontrolle des Weltraums der Industriestaaten haben Ausrüstung mit einer höheren Klasse, aber sie werden diese Fotos nicht mit uns teilen. Derzeit gibt es kein Gefühl der Wirtschaftlichkeit von X-37-Flügen, aber aufgrund der Geheimhaltung können wir nicht über den Erfolg oder Misserfolg des Projekts sagen.

Ixv

Am 11. Februar 2015 wurde die Trägerrakete IXV (Intermediate eXperimental Vehicle - Intermediate Experimental Vehicle) vom Kourou Cosmodrome aus gestartet. Der Flug war erfolgreich, und als das Gerät mit einer Geschwindigkeit von 7,5 km / s in die Atmosphäre eintrat, die für die Rückkehr aus der erdnahen Umlaufbahn typisch ist, spritzte es erfolgreich im Pazifischen Ozean und flog weniger als eine Umdrehung. Trotz fehlender Flügel wurde das Gerät durch Bremsen in der Atmosphäre gesteuert. Es wird erwartet, dass 2019-2020 ein weiterer Flug stattfinden wird, der höchstwahrscheinlich an Land landet, und in Zukunft kann aus diesem Projekt ein wiederverwendbares Frachtschiff bezogen werden.

RLV-TD

Am 23. Mai 2016 startete Indien erfolgreich den RLV-TD-Technologiedemonstrator (Reusable Launch Vehicle - Technology Demonstration). Das Gerät kletterte 60 km und stürzte nach erfolgreichem Flug von 450 km gemäß Testplan ins Wasser. In Zukunft wird die indische Weltraumbehörde die folgenden Tests durchführen: Landung, atmosphärischer Flug, Testen eines Hyperschallmotors, Testen des Geräts mit Hyperschallgeschwindigkeit. Infolgedessen möchte ISRO einen Weg finden, um die Kosten für die Umlaufbahn eines Kilogramms aufgrund der Wiederverwendbarkeit zu senken.

Traumjäger

Das von Sierra Nevada entwickelte Dream Chaser-Shuttle ist noch nicht über die Troposphäre hinausgegangen, aber trotz der Tatsache, dass es im Wettbewerb bemannter privater Raumschiffe um die Lieferung von Astronauten an die ISS verloren hat, wurde das Projekt nicht abgeschlossen. Tatsache ist, dass er Anfang 2016 den Wettbewerb für Flüge zur ISS in der Frachtversion gewonnen hat. Die NASA garantiert, dass das Schiff ab 2019 sechs Missionen zur Lieferung von Fracht an die ISS erhält. Wir warten auf Neuigkeiten über neue Tests, die sicher benötigt werden.

Planungs- und Landungstests. Ein Fahrwerk kam nicht heraus, das Gerät war beschädigt.

Skylon

Dieses Gerät befindet sich jedoch noch in einem niedrigen technischen Bereitschaftsstadium. Es wird für die Umsetzung eines komplexen Konzept entwickelt Einzel die auf die Bühne von Orbit (einstufig Orbit) und erfordert die Entwicklung eines speziellen Motor, der den Sauerstoff aus der Luft verflüssigen wird. Bisher gibt es keine Neuigkeiten zum Testen der Motorbaugruppe, daher wird das Projekt in den kommenden Jahren nicht sicher fliegen.

Fazit

Die Idee eines Mini-Shuttles ist insofern attraktiv, als es die folgenden Vorteile realisieren kann:

Niedrigere Kosten für Erstellung und Inter-Flight-Service als beim "großen" Shuttle.
Geführte Präzisionspassung.
Leichte Überlastung beim Bremsen in der Atmosphäre (1,5-3 g).
Häufigere Flüge.

Gleichzeitig sind Mini-Shuttles wie jedes wiederverwendbare System stark von der Genauigkeit der Schätzung der Kosten und der Dauer des Flugdienstes abhängig, was sie wirtschaftlich nachteilig machen kann. Zu den Problemen wiederverwendbarer Fahrzeuge gehört auch die geringe Größe der Flotte, die die Unfallempfindlichkeit erhöht.

Einige Bilder wurden von der Website Buran.ru aufgenommen , es gibt viele interessante Informationen zu wiederverwendbaren Systemen.

Weniger, aber besser oder die Rückkehr von Mini-Shuttles