Vào ngày 25 tháng 5 năm nay, vào khoảng sáu giờ tối theo giờ Mátxcơva, sự cập bến đầu tiên của Trạm vũ trụ quốc tế và SpaceX Dragon, một tàu vũ trụ do một công ty tư nhân phát triển, đã diễn ra. Sự kiện này gây ra rất nhiều lời tán dương và những giả thiết táo bạo nhất về tương lai của các phi hành gia thế giới. Theo ý kiến của đa số các chuyên gia và nghiệp dư về lĩnh vực hoạt động của con người này, việc thu hút tài chính tư nhân và nỗ lực vào các hoạt động du hành vũ trụ sẽ tạo cho nó một động lực tuyệt vời. Cần lưu ý rằng những điều bịa đặt như vậy đã đi vòng quanh thế giới trong mười năm, nếu không muốn nói là hơn. Nhưng chính việc phóng chiếc xe tải Dragon vào quỹ đạo với việc cập cảng sau đó đã trở thành sự kiện biến những phỏng đoán đơn giản thành những phiên bản rất thực tế. Với sự thay đổi quan điểm này, chúng ta có thể mong đợi sự hoàn thành thành công của các dự án thương mại khác trong lĩnh vực du hành vũ trụ.
SpaceShipOne
Dự án tàu vũ trụ tư nhân đầu tiên, SpaceShipOne, được chế tạo bởi Scaled Compositer LLS từ cuối những năm 90. Sự phát triển của thiết bị này cho các chuyến bay dưới quỹ đạo đang diễn ra, bao gồm cả việc tham gia cuộc thi Ansari X-Prize. Để nhận được thứ hai, thiết bị mới phải thực hiện hai chuyến bay dưới quỹ đạo trong hai tuần và quay trở lại Trái đất.
Do đặc thù của khóa học bay được đề xuất, SpaceShipOne đã nhận được một diện mạo đặc trưng. Về mặt khí động học, nó là một chiếc máy bay không đuôi với các ke thẳng đứng kéo dài về phía sau. Hơn nữa, trái ngược với phần lớn các loại không đuôi khác, keels có bộ lông nằm ngang. Thực tế này đã có lúc gây ra rất nhiều hứng thú cho những người đang cố gắng đưa SpaceShipOne vào phân loại bố cục hiện có. Một động cơ tên lửa lai được thiết kế đặc biệt đã được đặt trong thân máy bay phía sau. Kích thước nhỏ và các yêu cầu đối với lực đẩy của động cơ tuabin khí đã trở thành lý do cho việc tìm kiếm một loại nhiên liệu phi tiêu chuẩn mới. Kết quả là, cặp nhiên liệu polybutadiene - nitơ oxit đã được chọn. Khối polybutadiene nằm trong buồng đốt, và khi khởi động động cơ, một chất oxy hóa sẽ được đưa vào buồng đốt.
Ngoài nhà máy điện khác thường của con tàu, quá trình bay của nó cũng rất thú vị. Việc cất cánh từ một đường băng thông thường có độ dài vừa đủ được thực hiện bằng máy bay WhiteKnight được thiết kế đặc biệt. Máy bay theo thiết kế ban đầu nâng tàu vũ trụ lên độ cao 14 km, sau đó quá trình tách rời diễn ra. Hơn nữa, SpaceShipOne bay theo quán tính đạt đến góc tấn công cần thiết và phi công của nó khởi động động cơ. Trong vòng một phút, động cơ tên lửa lai nhỏ tạo ra lực đẩy 7500 kgf. Trong quá trình tăng tốc, xe dưới quỹ đạo đạt tốc độ lớn hơn M = 3 một chút, rõ ràng là không đủ để đi vào quỹ đạo. Tuy nhiên, sau khi tắt động cơ ở độ cao khoảng 50 km, tốc độ của xe vẫn đủ để tiếp tục bay theo quỹ đạo đạn đạo. Theo quán tính, SpaceShipOne tăng đến độ cao bay tối đa - khoảng 100 km - trong đó ba phút. Sau khi tốc độ của con tàu không đủ để tiếp tục ở trong không gian, quá trình hạ cánh bắt đầu. Điều thú vị là khi bắt đầu hạ nhiệt, phần sau của các cánh của bộ máy, cùng với các ke và bộ ổn định được lắp trên đó, sẽ nhô lên một góc đáng kể. Điều này được thực hiện để tăng sức cản của không khí và giảm tốc độ xuống. Ở độ cao 17 km, đôi cánh quay trở lại vị trí ban đầu và SpaceShipOne dự định hạ cánh xuống sân bay.
Chuyến bay thử nghiệm đầu tiên của phương tiện bay dưới quỹ đạo diễn ra vào ngày 20 tháng 5 năm 2003. Sau đó, WhiteKnight đã nâng con tàu nguyên mẫu lên độ cao hơn 14 km. Hơn một năm sau, hai chuyến bay có người lái đã diễn ra, mang lại danh tiếng xứng đáng cho những người tạo ra dự án và giải thưởng của quỹ X-Prize. Vào ngày 29 tháng 9 năm 2004, phi công M. Melville đã đưa chiếc SpaceShipOne đầy kinh nghiệm lên độ cao 102, 93 km. Chỉ năm ngày sau, phi công B. Binney đã thực hiện chuyến bay hợp lệ thứ hai vào không gian, đạt 112 km. Đối với hai chuyến bay dưới quỹ đạo có người lái trong hai tuần (thực tế là một), Scaled Compositer LLS đã nhận được giải thưởng mười triệu đô la.
Tàu vũ trụ hai
Dự án SpaceShip One chắc chắn đã thành công và thành công. Nhưng chỉ có ba chỗ ngồi trong buồng lái khiến triển vọng thương mại của dự án này rất đáng ngờ. Nó được yêu cầu phải sửa đổi đáng kể thiết kế để đưa khả năng chuyên chở của con tàu thành một dạng thành công hơn. Để đạt được mục tiêu này, gần như ngay lập tức sau khi nhận được Ansari X-Prize, Scaled Compositer LLS đã bắt đầu một dự án mới - SpaceShipTwo (SS2).
Việc xây dựng phiên bản thứ hai của "Space Spike" ở một mức độ nào đó tương tự như phiên bản đầu tiên. Tuy nhiên, các yêu cầu mới về khả năng chuyên chở không thể ảnh hưởng đến cách bố trí. Vì vậy, cần phải thay đổi kích thước của thân máy bay, sắp xếp lại nó và thay đổi vị trí của cánh. Không giống như SpaceShipOne cánh cao, SS2 là một máy bay cánh thấp: cánh của nó được gắn vào phần dưới của thân máy bay. Điều này đã được thực hiện để cải thiện hiệu suất bay trong các lớp dày đặc của khí quyển và tăng khả năng chịu nhiệt trong quá trình hạ cánh. Cuối cùng, hình dạng của keels và bộ ổn định đã được thay đổi. Đối với hệ thống nâng cánh, phương pháp hạ thấp tốc độ rơi này được cho là hoàn toàn thành công và có thể chấp nhận được để sử dụng trong một dự án mới. Một điều tương tự cũng xảy ra với loại hệ thống đẩy, mặc dù sự thay đổi về khối lượng và thông số kích thước của bộ máy đã kéo theo sự phát triển của động cơ khí mới.
Quy trình bay SpaceShipTwo nhìn chung tương tự như quy trình của phiên bản đầu tiên của phương tiện. Sự khác biệt duy nhất là ở loại tàu sân bay - WhiteKnight II được phát triển cho SS2, có cách bố trí thân máy bay khác và động cơ phản lực mới. Theo nhà xây dựng chính của dự án B. Rutan, SS2 có khả năng bay lên độ cao 300 km, mặc dù trên thực tế những dữ liệu này vẫn chưa được xác nhận.
Việc thử nghiệm các chương trình con khác nhau của dự án SpaceShipTwo không dễ dàng chút nào. Vì vậy, thiết kế mới của thiết bị cũng cần một lớp bảo vệ nhiệt mới. Nhưng công việc thách thức nhất liên quan đến một động cơ hybrid mới, mạnh mẽ hơn. Vào ngày 26 tháng 7 năm 2007, một thảm kịch đã xảy ra tại trung tâm thử nghiệm ở sân bay Mojave trong quá trình thử nghiệm động cơ. Chiếc bồn chứa 4,5 tấn chất ôxy hóa không chịu được áp suất đã phát nổ. Các mảnh vụn kim loại rơi vãi khiến 3 người thiệt mạng và 3 người khác bị thương với các mức độ nghiêm trọng khác nhau. May mắn thay, những người bị thương đã nhận được sự trợ giúp cần thiết kịp thời và trong vài tuần nữa đã có thể trở lại cuộc sống năng động.
Chuyến bay thử nghiệm đầu tiên của nguyên mẫu đầu tiên SS2, có tên riêng là VSS Enterprise, diễn ra vào ngày 22 tháng 3 năm 2010. Như trong trường hợp của Tàu vũ trụ đầu tiên, trong chuyến bay này, tàu nguyên mẫu được gắn vào tàu sân bay mọi lúc. Vài tháng tiếp theo được dành cho các chuyến xe không người lái và kiểm tra tất cả các hệ thống trên tàu. Vào giữa tháng 7 cùng năm, SS2 lần đầu tiên cất cánh với một thủy thủ đoàn trên tàu. Hai phi công một lần nữa kiểm tra hoạt động của hệ thống thông tin liên lạc, dẫn đường và điều khiển. Ba tháng sau, đợt tháo rời đầu tiên của Enterprise đã được thực hiện, tiếp theo là một đợt hạ cánh bay lượn. Do một số lý do tài chính và kỹ thuật, chuyến bay dưới quỹ đạo đầu tiên được lên kế hoạch cho năm 2011 với việc băng qua ranh giới dưới của không gian đã không diễn ra. Hơn nữa, các chuyến bay thử nghiệm đã phải tạm dừng vô thời hạn vào mùa thu năm ngoái. Hiện tại, thử nghiệm dự kiến sẽ tiếp tục vào mùa hè này.
Vì những lý do rõ ràng, còn quá sớm để nói về triển vọng thương mại của SpaceShipTwo. Các bài kiểm tra vẫn chưa được hoàn thành và thiết bị chưa bao giờ ở trong không gian. Nhưng ban quản lý của công ty phát triển đã tuyên bố rằng 5 chiếc SS2 và 2 chiếc WhiteKnight II sẽ được chế tạo trong tương lai gần. Ngoài ra, vào năm 2009, Scaled Compositer LLS đã đề nghị đặt chỗ cho các chuyến bay du lịch. Họ yêu cầu một vé với giá 200 nghìn đô la Mỹ. Tuy nhiên, ngay cả ba năm sau khi bắt đầu ghi hình khách hàng, người đầu tiên trong số họ vẫn không thể bay vào không gian vũ trụ.
Spacex rồng
Thành công hơn SS2 là dự án Dragon của SpaceX. Tuy nhiên, không giống như các chương trình của Scaled Compositer LLS, nó được tạo ra với sự hỗ trợ của NASA. Ngoài ra, nó còn có những mục đích khác. Không giống như Tàu vũ trụ du lịch thuần túy, Dragon là một phương tiện đi lại được thiết kế để đưa tải trọng lên các trạm vũ trụ.
Chính các tính năng ứng dụng đã gây ra sự xuất hiện đặc trưng và sự phân chia cấu trúc của bộ máy Dragon. Nó bao gồm hai phần - thiết bị hình trụ - hàng hóa và hàng hóa ở dạng hình nón cụt. Bên trong con tàu có thể tích điều áp 14 mét khối và 10 chiếc nữa không được bảo vệ khỏi rò rỉ khí. Tàu vũ trụ được đưa vào quỹ đạo bằng phương tiện phóng Falcon-9.
Chuyến bay thử nghiệm đầu tiên của Dragon diễn ra vào ngày 8 tháng 12 năm 2010. Xe phóng cất cánh từ bệ phóng Trung tâm Kennedy và đưa phương tiện vào quỹ đạo. Dragon đã thực hiện hai quỹ đạo quanh Trái đất và đi xuống. Khoang đổ bộ bị ngập ở Thái Bình Dương, ngoài khơi bờ biển Hoa Kỳ. Một năm rưỡi sau - vào tháng 5 năm 2012 - lần ra mắt Dragon chính thức đầu tiên được thực hiện. Tàu vũ trụ được phóng lên quỹ đạo đã tiếp cận thành công ISS và được cập cảng. Đáng chú ý là trong số 6 tấn trọng tải có thể có, Dragon chỉ giao được 520 kg cho ISS. Các nhà quản lý dự án cho rằng sự khác biệt về trọng lượng này là do cần phải xác minh thêm các hệ thống và không sẵn sàng mạo hiểm với một tải nặng có tầm quan trọng lớn. Dragon đã mang thứ mà họ gọi là các vật phẩm tùy chọn lên ISS.
Trong thời gian sắp tới, SpaceX dự định sẽ hoàn tất việc tiếp nhận tất cả các tài liệu cần thiết cho hoạt động của con tàu. Sau đó, nó sẽ có thể khởi động một hoạt động thương mại chính thức. Mặc dù, như họ đã nói tại SpaceX, lúc đầu sáng tạo của họ sẽ chỉ hoạt động duy nhất trong việc vận chuyển hàng hóa lên ISS. Trong tương lai xa hơn, trên cơ sở của "Dragon" sẽ được tạo ra một tàu vũ trụ có người lái Red Dragon, được thiết kế để bay đến sao Hỏa. Nhưng sự phát triển của tùy chọn này vẫn còn sơ khai.
CST-100
Ngoài các công ty nhỏ, những gã khổng lồ của ngành hàng không cũng tham gia vào việc chế tạo tàu vũ trụ thương mại. Kể từ năm 2009, Boeing đã bắt đầu thực hiện dự án CST-100. Vào mùa đông năm 2010, cơ quan NASA đã tham gia phát triển dự án, mặc dù sự tham gia của nó là để giúp đỡ trong lĩnh vực nghiên cứu và đảm nhận một phần nhỏ kinh phí. Mục tiêu của dự án CST-100 là tạo ra một tàu vũ trụ mới để phóng hàng hóa và con người lên quỹ đạo. Trong tương lai, một bộ máy có khả năng phóng bảy người vào không gian, ở một mức độ nào đó sẽ trở thành người kế nhiệm của Tàu con thoi.
Vì những lý do rõ ràng, các chi tiết kỹ thuật của dự án phần lớn không được biết đến. Tuy nhiên, các chuyên gia của Boeing đã công bố một số sắc thái của tàu vũ trụ trong tương lai. Với tổng khối lượng khoảng 10 tấn và đường kính thân tàu lên tới 4,5 mét, nó sẽ được đưa lên quỹ đạo bằng phương tiện phóng Atlas V. Quá trình hạ cánh được lên kế hoạch thực hiện theo phương pháp tương tự như cách sử dụng của Dragon hoặc Soyuz của Nga. Trên cơ sở CST-100, nó được lên kế hoạch tạo ra một số phương tiện cho các mục đích khác nhau, được thiết kế để phóng hàng hóa và người vào không gian.
Hiện tại, các hệ thống và thành phần khác nhau của con tàu tương lai đang được thử nghiệm. Chuyến bay đầu tiên của CST-100 dự kiến vào năm 2015. Tổng cộng, trong năm thứ 15, nó được lên kế hoạch thực hiện ba lần phóng. Trong lần đầu tiên, tàu vũ trụ sẽ được phóng lên quỹ đạo ở chế độ tự động. Sau đó, tàu vũ trụ không người lái thứ hai sẽ tham gia các thử nghiệm về hệ thống cứu hộ, và chỉ trong chuyến bay thứ ba mới có người trên tàu CST-100. Việc sử dụng thương mại tàu vũ trụ mới sẽ chỉ bắt đầu vào năm 2016, với điều kiện là không có vấn đề lớn nào trong quá trình thử nghiệm.
Tycho brahe
Tất cả các dự án được mô tả ở trên đều có một điểm chung. Chúng được phát triển bởi các tổ chức khá lớn. Hóa ra, một công ty không nhất thiết phải là một công ty tham gia vào cuộc đua không gian tư nhân. Vì vậy, văn phòng thiết kế Copenhagen Suborbitals chỉ bao gồm hai người - Christian von Bengtson và Peter Madsen. Họ được hỗ trợ bởi 17 người đam mê tham gia vào quá trình lắp ráp tất cả các thành phần của dự án. Chương trình không gian "Tycho Brahe" được đặt theo tên của nhà thiên văn học người Đan Mạch thời Phục hưng. Mục tiêu của dự án được đặt theo tên của nhà thiên văn học này là xây dựng một tổ hợp tên lửa và không gian cho các chuyến bay dưới quỹ đạo.
Tổ hợp Tycho Brahe bao gồm một bệ phóng tên lửa kết hợp với một xe phóng HEAT-1X và một viên nang có người lái MSC (MicroSpaceCraft). Tên lửa với động cơ hybrid có kích thước khác thường đối với loại công nghệ này. Vì vậy, HEAT-1X có đường kính chỉ 25 inch (64 cm). Có thể dễ dàng đoán rằng viên nang có thể sinh sống được cũng có kích thước nhỏ. Viên nang MSC là một ống kín có mũi thủy tinh. Theo quan điểm của các nhà thiết kế, viên đạn sẽ được phóng lên độ cao khoảng 100 km bằng tên lửa. Trong giai đoạn cuối của chuyến bay, tên lửa, cùng với viên nang, chuyển động dọc theo quỹ đạo đạn đạo. Việc hạ độ cao được cho là sẽ được thực hiện với sự hỗ trợ của phanh khí động học, một chiếc dù và một số thiết bị khác. Xét về kích thước nhỏ của phương tiện di chuyển, những nghi ngờ nghiêm trọng nảy sinh về tính khả thi của một phương tiện di chuyển an toàn.
Lần phóng tên lửa đầu tiên có khối lượng và kích thước mô phỏng con người được lên kế hoạch vào ngày 5 tháng 9 năm 2010. Nó đã bị hủy một vài giờ trước thời gian đã định. Trong một lần kiểm tra cuối cùng hệ thống, hóa ra là có vấn đề với sự gia nhiệt của van cung cấp chất ôxy hóa. Do đặc thù của dự án, việc sưởi ấm bộ phận này phải được thực hiện bằng máy sấy tóc thông thường của gia đình, thậm chí là loại mạnh. Những cải tiến kéo dài cho đến đầu tháng 6 năm ngoái. Nhưng sau đó có vấn đề, lần này là với hệ thống đánh lửa. May mắn thay, nó đã nhanh chóng được khắc phục và vào ngày 3 tháng 6, tên lửa HEAT-1X cuối cùng đã nâng được MSC lên không trung. Theo kế hoạch bay, tên lửa được cho là sẽ bay lên độ cao khoảng 2,8 km, sau đó thả ống dẫn và mô-đun MSC. Người sau phải đi xuống bằng dù. Việc thoát ra độ cao thiết kế và chụp mô-đun với hình nộm đã thành công. Nhưng dây dù hạ cánh bị rối. Thiết bị rơi xuống biển Baltic.
Sau lần chạy thử nghiệm đầu tiên, các nhân viên của Copenhagen Suborbitals đã đưa ra kết luận rằng cần phải cải tiến rất nhiều. Trên thực tế, đây chính xác là những gì tất cả hai chục người đam mê đang làm bây giờ. Rõ ràng Tycho Brahe có rất nhiều nhược điểm. Giả định này được hỗ trợ bởi thực tế là một năm sau chuyến bay đầu tiên không hoàn toàn thành công của tổ hợp, các tác giả của dự án không vội chia sẻ thông tin về ngày phóng tiếp theo. Rõ ràng, một nhóm công dân dám nghĩ dám làm vẫn chưa thể ghi nhớ những phát triển của họ. Tuy nhiên, Tycho Brahe hiện là dự án không gian tư nhân duy nhất của châu Âu thậm chí đã đến giai đoạn thử nghiệm.
