🍹 👩🏼‍💻 😿 Menos, pero mejor, o el regreso de mini-lanzaderas ↖️ 👂🏼 👩🏼‍🌾

El tamaño en el espacio es importante. Un cohete o barco demasiado grande será difícil de transportar y costoso de mantener, y demasiado pequeño lanzará una carga útil demasiado ligera al espacio. Por ejemplo, para vehículos de lanzamiento, el diámetro de paso más común está en el rango de 2-4 metros, y la masa de lanzamiento en la mayoría de los casos varía de 200-800 toneladas. En un par de siglos, será fácil construir curvas de prevalencia para diferentes tamaños de barcos reutilizables alados. Mientras tanto, hemos falladoun gran proyecto de lanzadera y muchos proyectos de mini lanzadera. En la segunda mitad del siglo XX, hubo varios proyectos de pequeños barcos orbitales alados, uno de los cuales incluso voló fuera de la atmósfera. Ahora, un mini transbordador ha estado realizando misiones secretas durante varios años, y se está trabajando en barcos reutilizables similares en varios países. ¿Qué tipo de dispositivos son estos?

No es un mini transbordador en absoluto

Al comenzar a hablar sobre cruceros reutilizables, primero debe decidir qué incluir y qué excluir de la lista. Había muchos dispositivos reutilizables con alas, y había aún más de sus proyectos no realizados. Y, por ejemplo, el X-15 y SpaceShipOne volaron al límite condicional del espacio de 100 km. Pero no fueron diseñados estructuralmente para el vuelo orbital. Y además, solo se considerarán dispositivos, al menos teóricamente capaces de entrar en órbita y regresar. Además, dada la abundancia de proyectos que no se implementaron en el metal, no todos están en la lista.

Las versiones posteriores del X-15 podrían elevarse a 100 km e incluso llevar un recubrimiento protector contra el calor, pero no podrían entrar en órbita

X-20

Incluso antes de la guerra, en 1934, el físico austriaco Eigen Zenger propuso un proyecto de bombardero de misiles de largo alcance. Después de la ocupación de Austria, el proyecto comenzó a desarrollarse en la Alemania nazi, pero se cerró en 1941 porque no prometía retornos rápidos. En 1944, cuando solo un milagro pudo salvar a Alemania de la derrota, el proyecto se reanudó, pero, por supuesto, no lograron hacer nada. Los cálculos de la posguerra muestran que, en su forma original, el proyecto era, en principio, irrealizable, porque se subestimaba mucho el calentamiento por el movimiento en la atmósfera. Pero la idea de un bombardero orbital se hizo conocida tanto en la URSS como en los EE. UU. Y después del lanzamiento del primer satélite por parte de la Unión Soviética, los estadounidenses estaban muy asustados. Y el 24 de octubre de 1957, combinando varios desarrollos separados, comenzó el programa X-20 Dyna-Soar (de las palabras Dynamic Soarer - un planeador dinámico,en inglés suena como un "dinosaurio"). Su resultado fue ser un avión orbital, que podría servir como reconocimiento, bombardero, explorador y caza de satélites enemigos.

X-20

Dependiendo de la misión, el X-20 podría lanzarse en un vehículo de lanzamiento Titan-II o Titan-III. En el primer caso, el aparato entró en una trayectoria suborbital, se zambulló en la atmósfera, cayendo a una altitud de 40-60 km, fotografió un objetivo o arrojó una bomba atómica sobre él, y, con la elevación de las alas, volvió al espacio. Una trayectoria suborbital significaba que el aparato voló, rebotando en la atmósfera, como una piedra plana del agua, y tuvo que aterrizar en el primer giro. El Titan-III, un vehículo de lanzamiento con más carga, permitió que el X-20 entrara en órbita. Es curioso que en este caso, se considerara posible una inmersión en la atmósfera, pero para el caso de una "carrera" detrás del satélite de maniobra del enemigo. X-20 debido a las alas podría cambiar la inclinación de la órbita más que cualquier satélite sin alas. AdemasEn la variante Titan-III, el X-20 entró en órbita atracado con la unidad de overclocking TransStage y tenía un amplio espacio para maniobrar debido a su gran suministro de combustible.

Titan-I X-20 1961

La protección térmica del dispositivo fue muy interesante. El X-20 no contaba con una protección térmica ablativa única que se evapora del calor, y aún no se conocía el aislamiento térmico de cerámica, como los del Transbordador espacial y Buran. Por lo tanto, el X-20 debería haber utilizado materiales y aleaciones refractarias: molibdeno, circonio, aleación Rene-41. Al frenar en la atmósfera, la protección térmica se calentó y comenzó a brillar, descargando calor por radiación. Debido a esto, por ejemplo, el barco no tenía un chasis: el caucho no habría resistido tal calentamiento, y un compartimento refrigerado separado era un lujo. Por lo tanto, el proyecto X-20 fue el esquí de metal refractario. El vidrio tampoco pudo resistir el calentamiento, por lo que la ventana delantera se cerró con una cortina de metal, que se restableció solo antes de aterrizar. Y en vuelo, el piloto podía mirar por las ventanas laterales.

En 1962, el proyecto se presentó oficialmente al público. Probablemente por eso es tan famoso, a pesar del hecho de que no se completó ni un solo vuelo en el programa. La confianza en el éxito fue tan grande que incluso anotaron siete pilotos. La lista también incluía al futuro comandante del Apolo 11 Neil Armstrong, quien logró salir a tiempo de hasta dos programas: X-15 y X-20. En 1963, por decisión del Secretario de Estado de Seguridad Nacional, Robert McNamara, el proyecto se cerró a favor del programa civil Gemini (tuvo mucho éxito) y el proyecto militar de la estación orbital MOL (más tarde también cerrado).

Espiral, BOR y EPOS

En 1965, se lanzó un ambicioso programa en la URSS para crear un sistema reutilizable, en el que la primera etapa era un avión acelerador hipersónico, y la segunda y la tercera, un orbitador con un bloque acelerador. El avión de refuerzo tuvo que elevarse a una altura de 30 km y acelerar a 6 velocidades de sonido, y el orbitador entró en órbita en una etapa de cohete de una sola vez.

Momento de separación

Y si el trabajo en el avión de refuerzo fue lento, esto es algo muy difícil, motores hipersónicos, entonces las pruebas del vehículo orbital llamado BOR (Lanzacohetes orbital no tripulado) comenzaron ya en 1969. En el primer lanzamiento, el 15 de julio, el dispositivo se lanzó sin protección térmica. Naturalmente, se quemó, pero la telemetría recibió información sobre el éxito de un descenso controlado a una altitud de 60-70 km. En el segundo lanzamiento, el 6 de diciembre, el dispositivo frenó con éxito sobre la atmósfera, pero debido a una falla del sistema de control que giró, los paracaídas no pudieron abrirse normalmente y el BOR se estrelló. Después de esto, tuvieron lugar cinco lanzamientos más, de los cuales en solo un caso el dispositivo no entró en órbita debido a la destrucción del carenado en el vehículo de lanzamiento. En los cuatro inicios restantes, probamos el panel de niobio resistente al calor, verificamos diferentes ángulos de ataque e, incluso si el dispositivo finalmente fallaba,Cada lanzamiento trajo datos importantes e interesantes.

En 1966, se formó un escuadrón especial de cosmonautas bajo la guía del cosmonauta No. 2 German Titov, quien realizó vuelos en un análogo que recibió el índice MiG-105 (primer vuelo el 11 de octubre de 1976):

En la década de 1980, comenzaron las pruebas en el aparato BOR-4, que resolvió la protección térmica para el Buran. Se llevaron a cabo cinco vuelos exitosos, de los cuales un suborbital en un dispositivo simplificado. El programa ahora se llamaba EPOS (Avión orbital tripulado experimental).

Se puede ver una loseta de protección térmica característica en la superficie inferior,

pero el tiempo de la espiral ya ha pasado. El avión de refuerzo nunca se desarrolló, y el orbitador se canceló por razones políticas, porque la parte superior del Ministerio de Defensa de la URSS quería un "transbordador como los estadounidenses". Por lo tanto, BOR-5 ya era una copia más pequeña de Buran, y la Espiral con EPOS finalmente se cerró.

La primera parte - pruebas de BOR-2,3; la segunda (color) - BOR-4:

Proyectos cerrados

El éxito inicial del transbordador espacial generó algo de moda para tales naves. En 1985, el proyecto HERMES, propuesto en 1975, se lanzó en Europa, que se suponía que se lanzaría en el cohete portador Ariane 5 que se estaba desarrollando al mismo tiempo. Pero, a diferencia del cohete, HERMES se cerró en 1992. La

"falda" en la sección de la cola es un adaptador para El gran diámetro de la unidad central Ariane 5

En Japón, el transbordador HOPE-X comenzó a desarrollarse en los años 80. Dos vuelos suborbitales de demostradores tecnológicos Hyflex y OREX completaron con éxito el programa; en 1997, surgió la idea de una modificación de carga del barco, lo que ayudaría a hacer frente a los problemas de suministrar a la ISS los traslados de esa época. Pero en 1998, el proyecto redujo considerablemente el presupuesto y en 1999 se cerró por completo.

En Alemania, en 1985, comenzaron a desarrollar su propia versión de la Espiral, llamada Zenger. En 1991, el proyecto incluso logró crear un motor que combina motores turborreactores y ramjet, que proporcionaría al menos la velocidad supersónica del avión acelerador, pero cuando se auditó el proyecto, se estimó que el beneficio del 10-30% en comparación con Ariane 5 no era justificar los enormes costos de desarrollo. El proyecto se cerró en 1995.

En Rusia, a fines de los años 80, se introdujo el proyecto MAKS: el Sistema Aeroespacial Multipropósito. En él, los problemas con el desarrollo de un avión de refuerzo hipersónico complejo se resolvieron utilizando el avión pesado An-225 Mriya o, según otras fuentes, su modificación aún más portadora de carga. El proyecto no se cerró oficialmente, a principios del décimo, por ejemplo, hubo noticias sobre la adaptación del sistema a vuelos turísticos suborbitales, pero no hay información sobre el trabajo activo en curso.

Y finalmente, en la segunda mitad de los años 90, se trabajó en RSC Energia, de donde surgió el proyecto del buque Clipper. Alrededor de 2006, el aparato incluso se consideró un reemplazo prometedor para el Soyuz y cayó en el concepto del desarrollo de la exploración espacial tripulada. Pero en 2009, el proyecto se cerró y Energy comenzó a desarrollar el PTK NP, que ahora se llama Federación.

China misteriosa

Por separado, vale la pena mencionar proyectos reutilizables en China. A veces aparecen nuevas fotos de varios modelos de dispositivos reutilizables en Internet, pero debido al secreto, no está completamente claro qué tipo de proyectos son y cuál es su estado.

En 2007, apareció una foto del diseño de lo que podría ser el barco Shenlong.

Otras fotos muestran algunos otros proyectos.

Los lanzamientos orbitales no tendrán éxito en este momento, por lo que si alguno de los proyectos está en órbita, lo descubriremos. Aunque, por supuesto, las características y el propósito del dispositivo pueden permanecer en secreto durante mucho tiempo.

X-37

Es esta situación, cuando el dispositivo vuela en órbita, pero no sabemos su propósito, ahora está sucediendo con la única mini lanzadera en funcionamiento. El Proyecto X-37, lanzado en 1999, ahora está haciendo su cuarto vuelo. Un vehículo no tripulado, que pesa aproximadamente 5.5 toneladas, ha estado en órbita durante un tiempo cada vez más largo. La primera misión duró 224 días, la segunda 469, la tercera 674, no me sorprenderá si esta vez el dispositivo estará en órbita durante más de 800 días. Tal duración de vuelo autónomo es posible porque en órbita el X-37 abre una batería solar desde el compartimento de carga.

Esta vez, la misión anunció experimentos con un nuevo motor a reacción eléctrico y el efecto del espacio en varios materiales. Los parámetros orbitales no son particularmente adecuados para un satélite de reconocimiento, una ligera inclinación de 30-40 ° significa que el dispositivo no podrá seguir, por ejemplo, Rusia, pero no será posible rechazar por completo la hipótesis de reconocimiento, porque sus objetivos pueden estar en la región del ecuador. La versión del interceptor satelital tampoco se puede descartar: a pesar de que el X-37 aún no ha interceptado o destruido a nadie, es estructuralmente un dispositivo de maniobra que puede acercarse a sus objetivos futuros. Astrónomos aficionados observaron el X-37 e incluso lo fotografiaron:

Los servicios militares del control del espacio ultraterrestre de los estados desarrollados tienen equipos con una clase superior, pero no compartirán estas fotos con nosotros. Por el momento, no hay una sensación de eficiencia económica de los vuelos X-37, pero debido al secreto, no podemos decir sobre el éxito o el fracaso del proyecto.

Ixv

El 11 de febrero de 2015, el vehículo de lanzamiento IXV (Vehículo Experimental Intermedio - Vehículo Experimental Intermedio) se lanzó desde el cosmódromo de Kourou. El vuelo fue exitoso y, al ingresar a la atmósfera a una velocidad de 7,5 km / s, típica del retorno desde la órbita terrestre baja, el dispositivo salpicó con éxito en el Océano Pacífico, volando a menos de una revolución. A pesar de la ausencia de alas, el dispositivo se controló frenando en la atmósfera. Se espera que en 2019-2020 se realice otro vuelo, probablemente aterrizando en tierra, y en el futuro, se puede obtener un buque de carga reutilizable de este proyecto.

RLV-TD

El 23 de mayo de 2016, India lanzó con éxito el demostrador de tecnología RLV-TD (Vehículo de lanzamiento reutilizable - Demostración de tecnología). El dispositivo subió 60 km y, tras haber volado con éxito 450 km, se estrelló contra el agua según el plan de prueba. En el futuro, la Agencia Espacial India realizará las siguientes pruebas: aterrizaje, vuelo atmosférico, prueba de un motor hipersónico, prueba del dispositivo a velocidad hipersónica. Y como resultado, ISRO quiere obtener una manera de reducir el costo de poner un kilogramo en órbita debido a la reutilización.

Cazador de sueños

El transbordador Dream Chaser desarrollado por Sierra Nevada aún no ha ido más allá de la troposfera, pero a pesar del hecho de que perdió en la competencia de naves espaciales privadas tripuladas para entregar astronautas a la ISS, el proyecto no se completó. El hecho es que a principios de 2016 ganó la competencia para vuelos a la EEI en la versión de carga. La NASA garantiza que el barco recibirá seis misiones para entregar carga a la EEI a partir de 2019. Estamos esperando noticias sobre nuevas pruebas que seguramente serán necesarias.

Pruebas de planificación y aterrizaje. No salió un tren de aterrizaje, el dispositivo estaba dañado.

Skylon

Pero este dispositivo aún se encuentra en una etapa baja de preparación técnica. Está diseñado para implementar el concepto complejo de Single Stage To Orbit (un paso en órbita) y requiere el desarrollo de un motor especial que licue el oxígeno del aire. Hasta el momento no hay noticias sobre la prueba del ensamblaje del motor, por lo que el proyecto no funcionará con seguridad en los próximos años.

Conclusión

La idea de una mini lanzadera es atractiva, ya que puede obtener las siguientes ventajas:

Menor costo de creación y servicio entre vuelos que la lanzadera "grande".
Ajuste guiado de precisión.
Ligera sobrecarga durante el frenado en la atmósfera (1.5-3 g).
Vuelos más frecuentes.

Al mismo tiempo, como cualquier sistema reutilizable, los minibuses dependen mucho de la precisión de la estimación del costo y la duración del servicio entre vuelos, lo que puede hacerlos económicamente desventajosos. Además, los problemas de los vehículos reutilizables incluyen el pequeño tamaño de la flota, lo que aumenta la sensibilidad a los accidentes.

Algunas fotos fueron tomadas del sitio Buran.ru , hay mucha información interesante sobre sistemas reutilizables.

Menos, pero mejor, o el regreso de mini-lanzaderas