👁️ 🤦🏽 🕤 Moins, mais mieux, ou le retour des mini-navettes 😳 ◼️ 🗓️

La taille dans l'espace compte. Une fusée ou un navire trop gros sera difficile à transporter et coûteux à entretenir, et trop petit lancera une charge utile trop légère dans l'espace. Par exemple, pour les lanceurs, le diamètre de marche le plus courant se situe dans la plage de 2 à 4 mètres, et la masse de lancement dans la plupart des cas varie de 200 à 800 tonnes. Dans quelques siècles, il sera facile de construire des courbes de prévalence pour différentes tailles de navires réutilisables ailés. En attendant, nous avons échouéun grand projet de navette et de nombreux projets de mini-navette. Dans la seconde moitié du 20e siècle, il y a eu plusieurs projets de petits vaisseaux orbitaux ailés, dont l'un a même volé hors de l'atmosphère. Maintenant, une mini-navette effectue des missions secrètes depuis plusieurs années et des travaux sont en cours sur des navires similaires réutilisables dans plusieurs pays. De quel type d'appareils s'agit-il?

Pas une mini navette du tout

Commençant à parler de navires de croisière réutilisables, vous devez d'abord décider quoi inclure et quoi exclure de la liste. Il y avait beaucoup d'appareils réutilisables avec des ailes, et il y avait encore plus de leurs projets non réalisés. Et, par exemple, le X-15 et SpaceShipOne ont volé jusqu'à la frontière conditionnelle de l'espace de 100 km. Mais ils n'étaient pas structurellement conçus pour le vol orbital. De plus, seuls les appareils seront considérés, au moins théoriquement capables d'entrer en orbite et de revenir. De plus, étant donné l'abondance de projets qui n'ont pas été mis en œuvre dans le métal, ils ne sont pas tous sur la liste.

Les versions ultérieures du X-15 pouvaient atteindre 100 km et même porter un revêtement de protection thermique, mais ne pouvaient pas entrer en orbite

X-20

Même avant la guerre, en 1934, le physicien autrichien Eigen Zenger a proposé un projet de bombardier lance-missiles à longue portée. Après l'occupation de l'Autriche, le projet a commencé à être développé dans l'Allemagne nazie, mais a été fermé en 1941 car il ne promettait pas de retours rapides. En 1944, alors que seul un miracle pouvait sauver l'Allemagne de la défaite, le projet reprit, mais, bien sûr, ils ne parvinrent à rien. Les calculs d'après-guerre montrent que, dans sa forme originale, le projet était, en principe, irréalisable, car il était très sous-estimé par le réchauffement dû aux mouvements dans l'atmosphère. Mais l'idée d'un bombardier orbital est devenue connue à la fois en URSS et aux États-Unis. Et après le lancement du premier satellite par l'Union soviétique, les Américains avaient très peur. Et le 24 octobre 1957, combinant plusieurs développements distincts, le programme X-20 Dyna-Soar a commencé (à partir des mots Dynamic Soarer - un planeur dynamique,en anglais ça sonne comme un "dinosaure"). Son résultat devait être un avion orbital, qui pourrait servir de reconnaissance, de bombardier, d'explorateur et de chasseur de satellites ennemis.

X-20

Selon la mission, le X-20 pourrait être lancé sur un lanceur Titan-II ou Titan-III. Dans le premier cas, l'appareil est entré dans une trajectoire suborbitale, a plongé dans l'atmosphère, tombant à une altitude de 40 à 60 km, photographié une cible ou largué une bombe atomique dessus, et, avec la portance des ailes, est revenu dans l'espace. Une trajectoire suborbitale signifiait que l'appareil volait, rebondissant sur l'atmosphère, comme une pierre plate de l'eau, et devait atterrir au premier virage. Le Titan-III, un lanceur plus porteur, a permis au X-20 d'entrer en orbite. Il est curieux que dans ce cas, une plongée dans l’atmosphère ait été considérée comme possible, mais dans le cas d’une «course» derrière le satellite de manœuvre ennemi. Le X-20 dû aux ailes pourrait changer l'inclinaison de l'orbite plus que n'importe quel satellite sans ailes. En plusdans la variante Titan-III, le X-20 est entré en orbite amarré à l'unité d'overclocking TransStage et avait une grande marge de manœuvre en raison de sa grande alimentation en carburant.

Titan-I X-20 1961

La protection thermique de l'appareil était très intéressante. Le X-20 ne portait pas de protection thermique ablative unique qui s'évapore de la chaleur, et l'isolation thermique en céramique, comme celles de la navette spatiale et de Bourane, n'était pas encore connue. Par conséquent, le X-20 aurait dû utiliser des matériaux et alliages réfractaires - molybdène, zirconium, alliage Rene-41. Lors du freinage dans l'atmosphère, la protection thermique était chauffée et commençait à briller, dégageant de la chaleur par rayonnement. Pour cette raison, par exemple, le navire n'avait pas de châssis - le caoutchouc n'aurait pas résisté à un tel chauffage, et un compartiment réfrigéré séparé était un luxe. Par conséquent, le projet X-20 était le ski en métal réfractaire. Le verre ne pouvait pas non plus résister au chauffage, de sorte que la fenêtre avant était fermée avec un rideau métallique, qui devait être réinitialisé uniquement avant l'atterrissage. Et en vol, le pilote pouvait regarder par les vitres latérales.

En 1962, le projet a été officiellement présenté au public. C'est probablement pourquoi il est si célèbre, malgré le fait qu'aucun vol sur le programme n'ait été effectué. La confiance dans le succès était si grande qu'ils ont même marqué sept pilotes. La liste comprenait également le futur commandant d'Apollo 11 Neil Armstrong, qui a réussi à quitter à temps jusqu'à deux programmes - X-15 et X-20. En 1963, par une décision du secrétaire d'État à la Sécurité nationale, Robert McNamara, le projet a été clôturé en faveur du programme civil Gemini (très réussi) et du projet militaire de la station orbitale MOL (plus tard également fermé).

Spirale, BOR et EPOS

En 1965, un programme ambitieux a été lancé en URSS pour créer un système réutilisable, dans lequel la première étape était un avion accélérateur hypersonique, et les deuxième et troisième - un véhicule orbital avec un bloc accélérateur. L'avion d'appoint a dû monter à une hauteur de 30 km et accélérer à 6 vitesses de son, et l'orbiteur est ensuite entré en orbite à un stade de fusée unique.

Moment de séparation

Et si le travail sur l'avion d'appoint était lent - c'est une chose très difficile, les moteurs hypersoniques, alors les tests du véhicule orbital appelé BOR (Unmanned Orbital Rocket Launcher) ont déjà commencé en 1969. Lors du premier lancement, le 15 juillet, l'appareil a été lancé sans protection thermique. Naturellement, il a brûlé, mais des informations ont été reçues par télémétrie sur le succès d'une descente contrôlée à une altitude de 60 à 70 km. Lors du deuxième lancement, le 6 décembre, l'appareil a réussi à freiner l'atmosphère, mais en raison d'une défaillance du système de contrôle qu'il a fait tourner, les parachutes n'ont pas pu s'ouvrir normalement et le BOR s'est écrasé. Après cela, cinq autres lancements ont eu lieu, dont dans un seul cas le dispositif n'est pas entré en orbite en raison de la destruction du carénage du lanceur. Au cours des quatre autres démarrages, nous avons testé le panneau de niobium résistant à la chaleur, vérifié différents angles d'attaque et, même si l'appareil s'est finalement écrasé,Chaque lancement a apporté des données importantes et intéressantes.

En 1966, une escouade spéciale de cosmonautes a été formée sous la direction du cosmonaute n ° 2 allemand Titov, qui a effectué des vols sur un analogue qui a reçu l'indice MiG-105 (premier vol le 11 octobre 1976):

Dans les années 80, des tests ont commencé sur l'appareil BOR-4, qui a mis au point une protection thermique pour le Bourane. Cinq vols réussis ont eu lieu, dont un suborbital sur un appareil simplifié. Le programme s'appelait désormais EPOS (Experimental Manned Orbital Aircraft).

Une tuile de protection thermique caractéristique est visible sur la surface inférieure,

mais le temps de la spirale est déjà passé. L'avion d'appoint n'a jamais été développé, et l'orbiteur a été annulé pour des raisons politiques, car le sommet du ministère de la Défense de l'URSS voulait une "navette comme les Américains". Par conséquent, BOR-5 était déjà une copie plus petite de Bourane, et la spirale avec EPOS a finalement été fermée.

La première partie - tests de BOR-2,3; la seconde (couleur) - BOR-4:

Projets clôturés

Le succès initial de la navette spatiale a engendré une certaine mode pour ces navires. En 1985, le projet HERMES, proposé en 1975, a été lancé en Europe, qui devait être lancé sur la fusée Ariane 5 en cours de développement, mais contrairement à la fusée, HERMES a été fermé en 1992. La

«jupe» dans la partie arrière est un adaptateur pour le grand diamètre de l'unité centrale Ariane 5

Au Japon, la navette HOPE-X a commencé à se développer dans les années 80. Deux vols suborbitaux de démonstrateurs technologiques Hyflex et OREX ont achevé avec succès le programme; en 1997, l'idée d'une modification de la cargaison du vaisseau spatial a surgi, ce qui aiderait à résoudre les problèmes d'approvisionnement de l'ISS en navettes de l'époque. Mais en 1998, le projet a considérablement réduit le budget et, en 1999, il a été complètement clôturé.

En Allemagne en 1985, ils ont commencé à développer leur propre version de la Spirale, appelée Zenger. En 1991, le projet a même réussi à créer un moteur combinant turboréacteur et statoréacteur, qui fournirait au moins la vitesse supersonique de l'avion accélérateur, mais lors de l'audit du projet, il a été estimé que l'avantage de 10 à 30% par rapport à Ariane 5 n'est pas justifier les énormes coûts de développement. Le projet a été clôturé en 1995.

En Russie, à la fin des années 80, le projet MAKS a été introduit - le système aérospatial polyvalent. Dans ce document, les problèmes liés au développement d'un booster hypersonique complexe ont été décidés pour contourner l'utilisation de l'avion lourd An-225 Mriya, ou, selon d'autres sources, sa modification encore plus porteuse. Le projet n'a pas été officiellement clôturé, au début du dixième, par exemple, il y avait des nouvelles sur l'adaptation du système aux vols touristiques suborbitaux, mais il n'y a aucune information sur les travaux en cours.

Enfin, dans la seconde moitié des années 90, des travaux ont été menés au RSC Energia, d'où le projet de navire Clipper s'est développé. Vers 2006, l'appareil était même considéré comme un remplacement prometteur pour le Soyouz et tombait dans le concept du développement de l'exploration spatiale habitée. Mais en 2009, le projet a été clôturé et Energy a commencé à développer le PTK NP, qui s'appelle désormais la Fédération.

Chine mystérieuse

Séparément, il convient de mentionner les projets réutilisables en Chine. Parfois, de nouvelles photos de divers modèles d'appareils réutilisables apparaissent sur Internet, mais à cause du secret, il n'est pas du tout clair de quel type de projets il s'agit et de leur statut.

En 2007, une photo de la disposition de ce qui pourrait être le navire Shenlong est apparue, d'

autres photos montrent d'autres projets.

Les lancements orbitaux ne réussiront pas pour le moment, donc si l'un des projets est en orbite, nous le saurons. Bien que, bien sûr, les caractéristiques et le but de l'appareil puissent rester longtemps secrets.

X-37

C'est cette situation, lorsque l'appareil vole en orbite, mais nous ne connaissons pas sa fonction, se produit maintenant avec la seule mini-navette en fonctionnement. Le projet X-37, lancé en 1999, effectue actuellement son quatrième vol. Un véhicule sans pilote, pesant environ 5,5 tonnes, est en orbite depuis de plus en plus longtemps. La première mission a duré 224 jours, la seconde 469, la troisième 674, je ne serai pas surpris si cette fois l'appareil sera en orbite pendant plus de 800 jours. Une telle durée de vol autonome est possible car en orbite le X-37 ouvre une batterie solaire depuis le compartiment à bagages.

Cette fois, la mission a annoncé des expériences avec un nouveau moteur à réaction électrique et l'effet de l'espace sur divers matériaux. Les paramètres orbitaux ne sont pas particulièrement adaptés à un satellite de reconnaissance, une légère inclinaison de 30-40 ° signifie que l'appareil ne pourra pas suivre, par exemple la Russie, mais il ne sera pas possible de rejeter complètement l'hypothèse de reconnaissance, car ses cibles peuvent se trouver dans la région de l'équateur. La version d'intercepteur de satellite ne peut pas non plus être écartée - malgré le fait que le X-37 n'a encore intercepté ou détruit personne, c'est structurellement un dispositif de manœuvre qui peut approcher ses objectifs futurs. Des astronomes amateurs ont observé le X-37 et l'ont même photographié:

Les services militaires de contrôle de l'espace extra-atmosphérique des États développés disposent d'équipements d'une classe supérieure, mais ils ne partageront pas ces photos avec nous. Pour le moment, il n'y a aucun sens de l'efficacité économique des vols X-37, mais en raison du secret, nous ne pouvons pas dire sur le succès ou l'échec du projet.

Ixv

Le 11 février 2015, le lanceur IXV (Intermediate eXperimental Vehicle - Intermediate Experimental Vehicle) a été lancé depuis le cosmodrome de Kourou. Le vol a été un succès et, entrant dans l'atmosphère à une vitesse de 7,5 km / s, typique du retour d'une orbite terrestre basse, l'appareil a réussi à éclabousser l'océan Pacifique, volant à moins d'une révolution. Malgré l'absence d'ailes, l'appareil a été contrôlé par freinage dans l'atmosphère. Il est prévu qu'en 2019-2020 un autre vol aura lieu, probablement à l'atterrissage à terre, et à l'avenir, un cargo réutilisable pourra être obtenu à partir de ce projet.

RLV-TD

Le 23 mai 2016, l'Inde a lancé avec succès le démonstrateur technologique RLV-TD (véhicule de lancement réutilisable - démonstration technologique). L'appareil a grimpé de 60 km et, après avoir parcouru avec succès 450 km, il s'est écrasé dans l'eau conformément au plan d'essai. À l'avenir, l'Agence spatiale indienne va effectuer les tests suivants: atterrissage, vol atmosphérique, test d'un moteur hypersonique, test de l'appareil à vitesse hypersonique. Et par conséquent, ISRO veut trouver un moyen de réduire le coût de mise en orbite d'un kilogramme en raison de la réutilisation.

Chasseur de rêves

La navette Dream Chaser développée par Sierra Nevada n'a pas encore dépassé la troposphère, mais malgré le fait qu'elle a perdu dans la compétition des vaisseaux spatiaux privés habités pour livrer des astronautes à l'ISS, le projet n'a pas été achevé. Le fait est qu'au début de 2016, il a remporté le concours pour les vols vers l'ISS dans la version cargo. La NASA garantit que le navire recevra six missions pour livrer des cargaisons à l'ISS à partir de 2019. Nous attendons des nouvelles de nouveaux tests qui seront certainement nécessaires.

Tests de planification et d'atterrissage. Un train d'atterrissage n'est pas sorti, l'appareil a été endommagé.

Skylon

Mais cet appareil est encore à un faible stade de préparation technique. Il est conçu pour mettre en œuvre le concept complexe de Single Stage To Orbit (une étape en orbite) et nécessite le développement d'un moteur spécial qui liquéfiera l'oxygène de l'air. Il n'y a pas de nouvelles sur les tests de l'ensemble moteur jusqu'à présent, donc le projet ne volera pas avec certitude dans les années à venir.

Conclusion

L'idée d'une mini-navette est intéressante dans la mesure où elle peut réaliser les avantages suivants:

Coût de création et de service inter-vols inférieur à la "grande" navette.
Ajustement de précision guidé.
Légère surcharge lors du freinage dans l'atmosphère (1,5-3 g).
Vols plus fréquents.

Dans le même temps, comme tout système réutilisable, les mini-navettes sont très dépendantes de l'exactitude de l'estimation du coût et de la durée du service inter-vol, ce qui peut les rendre économiquement désavantageuses. De plus, les problèmes des véhicules réutilisables incluent la petite taille du parc, ce qui augmente la sensibilité aux accidents.

Certaines photos ont été prises sur le site Buran.ru , il y a beaucoup d'informations intéressantes sur les systèmes réutilisables.

Moins, mais mieux, ou le retour des mini-navettes