في 25 مايو من هذا العام ، في حوالي الساعة السادسة مساءً بتوقيت موسكو ، تم الالتحام الأول لمحطة الفضاء الدولية و SpaceX Dragon ، وهي مركبة فضائية طورتها شركة خاصة. تسبب هذا الحدث في الكثير من المديح والافتراضات الأكثر جرأة حول مستقبل رواد الفضاء في العالم. في رأي غالبية المتخصصين والهواة في هذا المجال من النشاط البشري ، فإن جذب الموارد المالية الخاصة والجهود المبذولة للملاحة الفضائية ستعطيها قوة دفع ممتازة. وتجدر الإشارة إلى أن مثل هذه التلفيقات تتجول في العالم منذ عشر سنوات إن لم يكن أكثر. لكن كان إطلاق شاحنة Dragon في المدار مع الالتحام اللاحق هو الحدث الذي حوّل التخمينات البسيطة إلى إصدارات واقعية للغاية. في ضوء هذا التغيير في وجهات النظر ، يمكننا أن نتوقع الانتهاء بنجاح من المشاريع التجارية الأخرى في مجال الملاحة الفضائية.
سبيس شيب وان
تم بناء أول مشروع خاص للمركبة الفضائية ، SpaceShipOne ، بواسطة Scaled Compositer LLS منذ أواخر التسعينيات. كان تطوير هذا الجهاز للرحلات شبه المدارية مستمرًا ، بما في ذلك للمشاركة في مسابقة Ansari X-Prize. لتلقي هذا الأخير ، كان على الجهاز الجديد القيام برحلتين شبه مداريتين في غضون أسبوعين والعودة إلى الأرض.
نظرًا لخصائص مسار الرحلة المقترحة ، تلقى SpaceShipOne مظهرًا مميزًا. من الناحية الديناميكية الهوائية ، إنها طائرة بدون خلفية ذات عارضات عمودية ممتدة للخلف. علاوة على ذلك ، على عكس الغالبية العظمى من الذيل الأخرى ، فإن العارضة لها ريش أفقي. تسببت هذه الحقيقة في وقت ما في الكثير من الإثارة للأشخاص الذين يحاولون تضمين SpaceShipOne في تصنيف التخطيط الحالي. تم وضع محرك صاروخي هجين مصمم خصيصًا في الجزء الخلفي من جسم الطائرة. أصبحت الأبعاد والمتطلبات الصغيرة لدفع المحرك التوربيني الغازي سببًا للبحث عن وقود جديد غير قياسي. نتيجة لذلك ، تم اختيار زوج الوقود متعدد البوتادين - أكسيد النيتروجين. توجد كتلة البولي بوتادين في غرفة الاحتراق ، وعند بدء تشغيل المحرك ، يتم إدخال عامل مؤكسد في الغرفة.
بالإضافة إلى محطة الطاقة غير العادية للسفينة ، فإن مسار رحلتها مثير للاهتمام أيضًا. يتم الإقلاع من مدرج تقليدي بطول كافٍ باستخدام طائرة WhiteKnight المصممة خصيصًا. ترفع طائرة التصميم الأصلي المركبة الفضائية إلى ارتفاع 14 كيلومترًا ، وبعد ذلك يتم فك الاقتران. علاوة على ذلك ، فإن SpaceShipOne التي تطير بالقصور الذاتي تصل إلى زاوية الهجوم المطلوبة ويبدأ طيارها المحرك. في غضون دقيقة ، يوفر محرك صاروخي هجين صغير قوة دفع تصل إلى 7500 kgf. أثناء التسارع ، تصل سرعة المركبة شبه المدارية إلى سرعة تزيد قليلاً عن M = 3 ، ومن الواضح أنها لا تكفي لدخول المدار. ومع ذلك ، بعد إيقاف تشغيل المحرك على ارتفاع حوالي 50 كيلومترًا ، تكون سرعة السيارة كافية لمواصلة رحلتها على طول المسار الباليستي. بسبب القصور الذاتي ، يرتفع SpaceShipOne إلى أقصى ارتفاع طيران له - حوالي 100 كيلومتر - حيث يستغرق ثلاث دقائق. بعد أن تبين أن سرعة السفينة غير كافية لمواصلة البقاء في الفضاء ، يبدأ الهبوط. من المثير للاهتمام أنه في بداية الهبوط ، يرتفع الجزء الخلفي من أجنحة الجهاز ، جنبًا إلى جنب مع العارضات والمثبتات المثبتة عليه ، بزاوية كبيرة. يتم ذلك من أجل زيادة مقاومة الهواء وتقليل سرعة الهبوط. على ارتفاع 17 كيلومترًا ، تعود الأجنحة إلى موقعها الأصلي وتخطط SpaceShipOne للهبوط في المطار.
جرت أول رحلة تجريبية للمركبة شبه المدارية في 20 مايو 2003. ثم رفعت WhiteKnight النموذج الأولي للسفينة إلى ارتفاع يزيد عن 14 كيلومترًا. بعد أكثر من عام ، تم إجراء رحلتين مأهولتين ، مما جلب لمبدعي المشروع الشهرة التي يستحقونها وجائزة صندوق X-Prize. في 29 سبتمبر 2004 ، أحضر الطيار إم ميلفيل مركبة SpaceShipOne ذات الخبرة إلى ارتفاع 102 ، 93 كيلومترًا. بعد خمسة أيام فقط ، قام الطيار بي. بيني بالصعود الثاني إلى الفضاء ، ووصل إلى 112 كيلومترًا. حصل Scaled Compositer LLS على جائزة قدرها عشرة ملايين دولار مقابل رحلتين دون مداريتين مأهولتين على مدار أسبوعين (واحد في الواقع).
سفينة الفضاء الثانية
كان مشروع SpaceShip One ناجحًا وناجحًا بلا شك. لكن ثلاثة مقاعد فقط في قمرة القيادة جعلت الآفاق التجارية لهذا المشروع مريبة للغاية. كان مطلوبًا مراجعة التصميم بشكل كبير من أجل جعل القدرة الاستيعابية للسفينة في شكل أكثر نجاحًا. تحقيقًا لهذه الغاية ، فور استلام جائزة Ansari X-Prize ، بدأ Scaled Compositer LLS مشروعًا جديدًا - SpaceShipTwo (SS2).
بناء الإصدار الثاني من "سبايك سبايك" يشبه إلى حد ما الأول. ومع ذلك ، فإن المتطلبات الجديدة للقدرة الاستيعابية لا يمكن إلا أن تؤثر على التخطيط. لذلك كان من الضروري تغيير حجم جسم الطائرة وإعادة ترتيبه وتغيير موضع الجناح. على عكس SpaceShipOne عالية الأجنحة ، فإن SS2 هي طائرة منخفضة الجناح: جناحها متصل بأسفل جسم الطائرة. تم القيام بذلك لتحسين أداء الطيران في الطبقات الكثيفة من الغلاف الجوي وزيادة المقاومة الحرارية أثناء الهبوط. أخيرًا ، تم تغيير شكل العارضة والمثبتات. بالنسبة لنظام رفع الجناح ، وجد أن طريقة خفض معدل الهبوط هذه ناجحة تمامًا ومقبولة للاستخدام في مشروع جديد. حدث شيء مماثل مع نوع نظام الدفع ، على الرغم من أن التغيير في معلمات الكتلة والحجم للجهاز استلزم تطوير محرك غاز جديد.
يشبه إجراء رحلة SpaceShipTwo بشكل عام إجراء الإصدار الأول من السيارة. يكمن الاختلاف الوحيد في نوع حاملة الطائرات - تم تطوير WhiteKnight II لـ SS2 ، الذي يتميز بتصميم جسم مختلف ومحركات نفاثة جديدة. وفقًا للمُنشئ الرئيسي للمشروع B. Rutan ، فإن SS2 قادر على الارتفاع إلى ارتفاع 300 كيلومتر ، على الرغم من أنه من الناحية العملية لم يتم تأكيد هذه البيانات بعد.
كان اختبار البرامج الفرعية المختلفة لمشروع SpaceShipTwo بعيدًا عن السهولة. لذلك ، يحتاج التصميم الجديد للجهاز أيضًا إلى حماية حرارية جديدة. لكن العمل الأكثر تحديًا تضمن محركًا هجينًا جديدًا أكثر قوة. في 26 يوليو 2007 ، وقعت مأساة في مركز الاختبار في مطار موهافي أثناء اختبارات المحرك. الخزان الذي يحتوي على 4.5 طن من المؤكسد لم يستطع تحمل الضغط وانفجر. تسببت الشظايا المعدنية المتناثرة في مقتل ثلاثة أشخاص وإصابة ثلاثة آخرين بجروح متفاوتة الخطورة. لحسن الحظ ، تلقى الجرحى المساعدة اللازمة في الوقت المحدد ، وفي غضون أسابيع قليلة تمكنوا من العودة إلى الحياة النشطة.
تم إجراء أول رحلة تجريبية للنموذج الأولي SS2 ، الذي حصل على اسمه الخاص VSS Enterprise ، في 22 مارس 2010. كما في حالة أول سفينة فضاء ، أثناء هذه الرحلة ، تم إرساء النموذج الأولي للسفينة في الطائرة الحاملة طوال الوقت. تم قضاء الأشهر القليلة التالية في عمليات نقل غير مأهولة وفحص جميع الأنظمة الموجودة على متن الطائرة. في منتصف يوليو من نفس العام ، أقلعت SS2 لأول مرة مع طاقم على متنها. قام اثنان من الطيارين مرة أخرى بفحص تشغيل أنظمة الاتصالات والملاحة والتحكم. بعد ثلاثة أشهر ، تم تنفيذ أول فصل لـ Enterprise ، تبعه هبوط مزلقة. نظرًا لبعض الأسباب المالية والتقنية ، لم تتم أول رحلة جوية شبه مدارية مخطط لها في عام 2011 مع عبور الحد الأدنى من الفضاء. علاوة على ذلك ، كان لا بد من تعليق الرحلات التجريبية إلى أجل غير مسمى في الخريف الماضي. حاليًا ، من المقرر استئناف الاختبار هذا الصيف.
لأسباب واضحة ، من السابق لأوانه الحديث عن الآفاق التجارية لـ SpaceShipTwo. لم تكتمل الاختبارات بعد ولم يكن الجهاز في الفضاء مطلقًا.لكن بالفعل تدعي إدارة شركة المطورين أنه سيتم بناء خمسة SS2 واثنين من WhiteKnight II في المستقبل القريب. بالإضافة إلى ذلك ، في عام 2009 ، عرض Scaled Compositer LLS حجز مقاعد للرحلات السياحية. طلبوا تذكرة بقيمة 200 ألف دولار أمريكي. ومع ذلك ، حتى بعد ثلاث سنوات من بدء تسجيل العملاء ، كان أولهم ما زالوا غير قادرين على الصعود إلى الفضاء الخارجي.
تنين Spacex
أكثر نجاحًا من SS2 كان مشروع SpaceX's Dragon. ومع ذلك ، على عكس برامج Scaled Compositer LLS ، تم إنشاؤه بدعم من وكالة ناسا. بالإضافة إلى ذلك ، لها أغراض أخرى. على عكس SpaceShip السياحية البحتة ، فإن Dragon هي مركبة لإعادة الدخول مصممة لتوصيل الحمولات إلى المحطات الفضائية.
كانت ميزات التطبيق هي التي تسببت في المظهر المميز والتقسيم الهيكلي لجهاز Dragon. وتتكون من جزأين - معدات أسطوانية وشحنة على شكل مخروط مقطوع. يوجد داخل السفينة حجم مضغوط يبلغ 14 مترًا مكعبًا و 10 أخرى غير محمية من تسرب الهواء. يتم وضع المركبة الفضائية في المدار باستخدام مركبة الإطلاق Falcon-9.
تم إجراء أول رحلة تجريبية لـ Dragon في 8 ديسمبر 2010. أقلعت مركبة الإطلاق من منصة الإطلاق في مركز كينيدي ووضعت المركبة في المدار. صنع التنين مدارين حول الأرض ونزل. غمرت المياه كبسولة الهبوط في المحيط الهادئ ، قبالة الساحل الأمريكي. بعد عام ونصف - في مايو 2012 - تم تنفيذ أول إطلاق كامل لـ Dragon. اقتربت المركبة الفضائية التي أطلقت في المدار بنجاح من محطة الفضاء الدولية وتم الالتحام بها. ومن الجدير بالذكر أنه من بين الحمولة البالغة ستة أطنان ، سلمت دراجون 520 كيلوجرامًا فقط إلى محطة الفضاء الدولية. يعزو مديرو المشروع هذا الاختلاف في الوزن إلى الحاجة إلى مزيد من التحقق من الأنظمة وعدم الرغبة في المخاطرة بحمل ثقيل ذي أهمية كبيرة. جلب التنين ما يسمونه العناصر الاختيارية إلى محطة الفضاء الدولية.
في المستقبل القريب ، تعتزم SpaceX إكمال استلام جميع المستندات اللازمة لتشغيل السفينة. بعد ذلك ، سيكون من الممكن إطلاق عملية تجارية كاملة. على الرغم من أنهم ، كما يقولون في SpaceX ، سيعمل إنشائهم في البداية حصريًا على تسليم البضائع إلى محطة الفضاء الدولية. في المستقبل البعيد ، على أساس "التنين" سيتم إنشاء مركبة فضائية مأهولة ريد دراجون ، مصممة للطيران إلى المريخ. لكن تطوير هذا الخيار لا يزال في مهده.
CST-100
بالإضافة إلى الشركات الصغيرة ، يعمل عمالقة صناعة الطيران أيضًا في إنشاء مركبات فضائية تجارية. منذ عام 2009 ، تعمل Boeing في مشروع CST-100. في شتاء عام 2010 ، انضمت وكالة ناسا إلى تطوير المشروع ، على الرغم من مشاركتها للمساعدة في مجال البحث والحصول على جزء صغير من التمويل. الهدف من مشروع CST-100 هو إنشاء مركبة فضائية جديدة لإطلاق البضائع والأشخاص إلى المدار. في المستقبل ، يجب أن يصبح الجهاز القادر على إطلاق سبعة أشخاص في الفضاء ، إلى حد ما ، خليفة المكوكات.
لأسباب واضحة ، التفاصيل الفنية للمشروع غير معروفة إلى حد كبير. ومع ذلك ، فقد نشر خبراء بوينج بالفعل بعض الفروق الدقيقة للمركبة الفضائية المستقبلية. بكتلة إجمالية تبلغ حوالي 10 أطنان وقطر بدن يصل إلى 4.5 متر ، سيتم تسليمها إلى المدار باستخدام مركبة الإطلاق Atlas V. من المقرر أن يتم الهبوط وفقًا لنفس الطريقة التي استخدمها Dragon أو الروسية سويوز. على أساس CST-100 ، تم التخطيط لإنشاء عدة مركبات لأغراض مختلفة ، مصممة لإطلاق البضائع والأشخاص إلى الفضاء.
حاليًا ، يتم اختبار أنظمة ومكونات مختلفة للسفينة المستقبلية. من المقرر أن تبدأ الرحلة الأولى لـ CST-100 في عام 2015. في المجموع ، في العام الخامس عشر ، من المخطط إجراء ثلاث عمليات إطلاق. خلال الأول ، سيتم إطلاق المركبة الفضائية في المدار في الوضع التلقائي. ثم ستشارك المركبة الفضائية الثانية غير المأهولة في اختبارات نظام الإنقاذ ، وفي الرحلة الثالثة فقط سيكون هناك أشخاص على متن CST-100.سيبدأ الاستخدام التجاري للمركبة الفضائية الجديدة فقط في عام 2016 ، بشرط عدم وجود مشاكل كبيرة في الاختبار.
تايكو براهي
تشترك جميع المشاريع المذكورة أعلاه في شيء واحد. تم تطويرها من قبل منظمات كبيرة إلى حد ما. كما اتضح ، لا يتعين على الشركة أن تكون واحدة للمشاركة في سباق الفضاء الخاص. لذلك ، يتألف مكتب التصميم في كوبنهاغن من شخصين فقط - كريستيان فون بينغتسون وبيتر مادسن. يساعدهم 17 متحمسًا يشاركون في تجميع جميع مكونات المشروع. سمي برنامج الفضاء "تايكو براهي" على اسم عالم الفلك الدنماركي لعصر النهضة. الهدف من المشروع الذي سمي على اسم عالم الفلك هو بناء صاروخ ومجمع فضائي للرحلات شبه المدارية.
يتكون مجمع Tycho Brahe من قاذفة صواريخ مقترنة بمركبة إطلاق HEAT-1X وكبسولة مأهولة MSC (MicroSpaceCraft). الصاروخ ذو المحرك الهجين له حجم غير عادي لهذه الفئة من التكنولوجيا. لذلك ، يبلغ قطر HEAT-1X 25 بوصة فقط (64 سم). من السهل تخمين أن الكبسولة الصالحة للسكن صغيرة الحجم أيضًا. كبسولة MSC عبارة عن أنبوب مغلق مع أنف زجاجي. كما تصور المصممون ، يجب إطلاق الكبسولة على ارتفاع حوالي 100 كيلومتر باستخدام صاروخ. في المرحلة الأخيرة من الرحلة ، يتحرك الصاروخ مع الكبسولة على طول مسار باليستي. من المفترض أن يتم الهبوط بمساعدة الفرامل الهوائية والمظلة وعدد من المعدات الأخرى. نظرًا للأبعاد الصغيرة لمركبة الهبوط ، تبرز شكوك جدية بشأن جدوى الهبوط الآمن.
تم تحديد موعد الإطلاق الأول لصاروخ بمحاكاة بشرية من الكتلة والحجم في 5 سبتمبر 2010. تم إلغاؤه قبل ساعات قليلة من الموعد المحدد. خلال أحد الفحوصات الأخيرة للأنظمة ، اتضح أن هناك مشاكل في تسخين صمام إمداد المؤكسد. نظرًا لخصائص المشروع ، كان لا بد من تسخين هذا الجزء باستخدام مجفف شعر منزلي عادي ، حتى لو كان قويًا. استمرت التحسينات حتى بداية يونيو من العام الماضي. ولكن بعد ذلك كانت هناك مشاكل ، هذه المرة مع نظام الإشعال. لحسن الحظ ، تم إصلاحه بسرعة وفي 3 يونيو رفع صاروخ HEAT-1X أخيرًا MSC في الهواء. وفقًا لخطة الرحلة ، كان من المفترض أن يرتفع الصاروخ إلى ارتفاع حوالي 2 ، 8 كيلومترات ، ثم يسقط الانسيابية ووحدة MSC. كان على الأخير أن ينزل بالمظلة. نجح الخروج إلى ارتفاع التصميم وإطلاق النار على الوحدة مع الدمية. لكن خطوط الهبوط كانت متشابكة. سقطت العبوة في بحر البلطيق.
بعد التشغيل التجريبي الأول ، توصل موظفو المدارات الفرعية في كوبنهاغن إلى استنتاج مفاده أن هناك حاجة إلى الكثير من التحسينات. في الواقع ، هذا هو بالضبط ما يفعله جميع المتحمسين البالغ عددهم 24 شخصًا الآن. يبدو أن Tycho Brahe لديه الكثير من العيوب. ويدعم هذا الافتراض حقيقة أنه بعد مرور عام على أول رحلة غير ناجحة تمامًا للمجمع ، فإن مؤلفي المشروع ليسوا في عجلة من أمرهم لمشاركة المعلومات حول تاريخ الإطلاق التالي. من الواضح أن مجموعة من المواطنين المغامرين ليسوا قادرين بعد على تذكر تطوراتهم. ومع ذلك ، يعد Tycho Brahe حاليًا المشروع الفضائي الأوروبي الخاص الوحيد الذي وصل حتى إلى مرحلة الاختبار.
