Letos 25. května, zhruba v šest hodin večer moskevského času, proběhlo první dokování Mezinárodní vesmírné stanice a kosmické lodi SpaceX Dragon vyvinuté soukromou společností. Tato událost způsobila mnoho chvály a nejtrúfalejších předpokladů o budoucnosti světové astronautiky. Podle názoru většiny odborníků a amatérů v této oblasti lidské činnosti mu přitažlivost soukromých financí a úsilí k astronautice dodá vynikající impuls. Je třeba poznamenat, že takové výmysly kráčejí po světě už deset let, ne -li déle. Ale právě vypuštění nákladního vozu Dragon na oběžnou dráhu s následným dokováním se stalo událostí, která z jednoduchých odhadů udělala velmi realistické verze. Ve světle této změny názorů můžeme očekávat úspěšné dokončení dalších komerčních projektů v oblasti astronautiky.
SpaceShipOne
Úplně první soukromý kosmický projekt SpaceShipOne byl postaven společností Scaled Compositer LLS od konce devadesátých let. Pokračoval vývoj tohoto zařízení pro suborbitální lety, včetně účasti v soutěži o cenu Ansari X-Prize. Aby nové zařízení obdrželo to druhé, muselo během dvou týdnů provést dva suborbitální lety a vrátit se na Zemi.
Vzhledem ke zvláštnostem navrhovaného letového kurzu získal SpaceShipOne charakteristický vzhled. Aerodynamicky jde o letoun bez ocasu se svislými kýly vysunutými dozadu. Navíc, na rozdíl od drtivé většiny ostatních bez ocasu, mají kýly horizontální peří. Tato skutečnost najednou způsobila velké vzrušení pro lidi, kteří se pokoušeli vložit SpaceShipOne do stávající klasifikace rozvržení. Do zadního trupu byl umístěn speciálně navržený hybridní raketový motor. Malé rozměry a požadavky na tah motoru s plynovou turbínou se staly důvodem pro hledání nového nestandardního paliva. V důsledku toho byl zvolen palivový pár polybutadien - oxid dusičitý. Polybutadienový blok je umístěn ve spalovací komoře a při spuštění motoru je do komory přiváděno oxidační činidlo.
Kromě neobvyklé elektrárny lodi je zajímavý i průběh jejího letu. Vzlet z konvenční dráhy dostatečné délky se provádí pomocí speciálně navrženého letadla WhiteKnight. Letoun původního návrhu zvedne kosmickou loď do výšky 14 kilometrů, poté dojde k odpojení. Navíc SpaceShipOne létající setrvačností dosáhne požadovaného úhlu náběhu a jeho pilot nastartuje motor. Do jedné minuty poskytuje malý hybridní raketový motor tah řádově 7500 kgf. Během zrychlení dosahuje suborbitální vozidlo rychlosti o něco více než M = 3, což na vstup na oběžnou dráhu zjevně nestačí. Přesto je po vypnutí motoru ve výšce asi 50 kilometrů rychlost vozidla dostatečná k pokračování jeho letu po balistické dráze. Setrvačností SpaceShipOne stoupá do své maximální letové výšky - asi 100 kilometrů - kde jsou tři minuty. Poté, co se rychlost lodi ukáže být nedostatečná k tomu, aby mohla být nadále ve vesmíru, začíná sestup. Je zajímavé, že na začátku sestupu se zadní část křídel aparátu spolu s kýly a na něm instalovanými stabilizátory zvedá o výrazný úhel vzhůru. To se provádí za účelem zvýšení odporu vzduchu a snížení rychlosti klesání. Ve výšce 17 kilometrů se křídla vrátí do své původní polohy a SpaceShipOne plánuje přistát na letišti.
První zkušební let suborbitálního vozidla se uskutečnil 20. května 2003. Poté WhiteKnight zvedl prototyp lodi do výšky přes 14 kilometrů. O více než rok později proběhly dva lety s posádkou, které přinesly tvůrcům projektu zaslouženou slávu a cenu fondu X-Prize. 29. září 2004 přivedl pilot M. Melville zkušený SpaceShipOne do výšky 102, 93 kilometrů. Jen o pět dní později provedl pilot B. Binney druhý platný výstup do vesmíru, dosáhl 112 kilometrů. Za dva suborbitální lety s posádkou během dvou týdnů (vlastně jeden) získal Scaled Compositer LLS ocenění deset milionů dolarů.
Kosmická loď dvě
Projekt SpaceShip One byl bezesporu úspěšný a úspěšný. Ale jen tři místa v kokpitu způsobila, že komerční vyhlídky tohoto projektu jsou velmi pochybné. Bylo nutné výrazně zrevidovat konstrukci, aby se nosnost lodi dostala do úspěšnější podoby. Za tímto účelem zahájil Scaled Compositer LLS téměř okamžitě po obdržení ceny Ansari X -Prize nový projekt - SpaceShipTwo (SS2).
Konstrukce druhé verze „Space Spike“je do jisté míry podobná té první. Nové požadavky na nosnost však nemohly ovlivnit uspořádání. Bylo tedy nutné změnit velikost trupu, změnit jeho uspořádání a změnit polohu křídla. Na rozdíl od hornoplošného SpaceShipOne je SS2 dolnoplošník: jeho křídlo je připevněno ke spodní části trupu. To bylo provedeno za účelem zlepšení letového výkonu v hustých vrstvách atmosféry a zvýšení tepelného odporu během sestupu. Konečně byl změněn tvar kýlů a stabilizátorů. Pokud jde o systém zvedání křídel, bylo zjištěno, že tento způsob snížení rychlosti klesání je zcela úspěšný a přijatelný pro použití v novém projektu. Podobná věc se stala s typem pohonného systému, ačkoli změna parametrů hmotnosti a velikosti zařízení znamenala vývoj nového plynového motoru.
Letový postup SpaceShipTwo je obecně podobný postupu v první verzi vozidla. Jediný rozdíl je v typu letadlové lodi - WhiteKnight II byl vyvinut pro SS2, který má jiné rozložení trupu a nové proudové motory. Podle hlavního konstruktéra projektu B. Rutana je SS2 schopen stoupat do nadmořské výšky 300 kilometrů, i když v praxi tato data zatím nebyla potvrzena.
Testování různých podprogramů projektu SpaceShipTwo nebylo zdaleka snadné. Nový design zařízení tedy také vyžadoval novou tepelnou ochranu. Nejnáročnější práce však zahrnovala nový, výkonnější hybridní motor. 26. července 2007 došlo v testovacím centru na letišti Mojave při testech motoru k tragédii. Nádrž se 4,5 tunami okysličovadla nevydržela tlak a explodovala. Rozptýlené kovové třísky zabily tři lidi a další tři byli zraněni různé závažnosti. Naštěstí se zraněným dostalo včas potřebné pomoci a za pár týdnů se mohli vrátit do aktivního života.
První zkušební let prvního prototypu SS2, který dostal vlastní název VSS Enterprise, se uskutečnil 22. března 2010. Stejně jako v případě první kosmické lodi byla během tohoto letu prototyp lodi po celou dobu ukotven k nosnému letadlu. Příštích několik měsíců bylo věnováno vylodění bez posádky a kontrole všech palubních systémů. V polovině července téhož roku SS2 poprvé vzlétl s posádkou na palubě. Dva piloti znovu zkontrolovali provoz komunikačních, navigačních a řídicích systémů. O tři měsíce později bylo provedeno první odpojení Enterprise, po kterém následoval klouzavý sestup. První suborbitální let plánovaný na rok 2011 s překročením spodní hranice vesmíru se z finančních a technických důvodů neuskutečnil. Loni na podzim navíc musely být zkušební lety pozastaveny na dobu neurčitou. V současné době je naplánováno obnovení testování letos v létě.
Ze zřejmých důvodů je příliš brzy mluvit o komerčních vyhlídkách SpaceShipTwo. Testy ještě nebyly dokončeny a zařízení nikdy nebylo ve vesmíru. Ale už vedení developerské společnosti tvrdí, že v blízké budoucnosti bude postaveno pět SS2 a dva WhiteKnight II. V roce 2009 navíc Scaled Compositer LLS nabídl rezervaci míst pro turistické lety. Požádali o lístek za 200 tisíc amerických dolarů. První z nich však ani tři roky po zahájení záznamu klientů stále nebyli schopni vystoupit do vesmíru.
Spacex drak
Úspěšnější než SS2 byl projekt SpaceX Dragon. Na rozdíl od programů Scaled Compositer LLS však byl vytvořen s podporou NASA. Kromě toho má i jiné účely. Na rozdíl od čistě turistické SpaceShip je Dragon návratovým vozidlem určeným k doručování užitečného zatížení vesmírným stanicím.
Právě aplikační vlastnosti způsobily charakteristický vzhled a strukturální rozdělení Dračího aparátu. Skládá se ze dvou částí - válcového zařízení - nákladu a nákladu ve formě komolého kužele. Uvnitř lodi je natlakovaný objem 14 metrů krychlových a dalších 10 není chráněno před úniky vzduchu. Sonda je na oběžnou dráhu vyslána pomocí nosné rakety Falcon-9.
První zkušební let Draka se uskutečnil 8. prosince 2010. Nosná raketa odstartovala z odpalovací rampy Kennedy Center a vynesla vozidlo na oběžnou dráhu. Dragon obešel Zemi a obešel ji. Přistávací kapsle byla zaplavena v Tichém oceánu, mimo americké pobřeží. O rok a půl později - v květnu 2012 - byl proveden první plnohodnotný start Draka. Kosmická loď vypuštěná na oběžnou dráhu se úspěšně přiblížila k ISS a byla k ní ukotvena. Je pozoruhodné, že z možných šesti tun užitečného nákladu drak doručil ISS pouze 520 kilogramů. Vedoucí projektu přičítají tento rozdíl hmotnosti potřebě dodatečného ověření systémů a neochotě riskovat velkou zátěž velkého významu. Dragon přinesl na ISS to, čemu říkají, volitelné položky.
V blízké budoucnosti hodlá SpaceX dokončit příjem všech dokumentů nezbytných pro provoz lodi. Poté bude možné zahájit plnohodnotný komerční provoz. Ačkoli, jak se říká ve SpaceX, zpočátku jejich tvorba bude fungovat výhradně na dodávce nákladu na ISS. Ve vzdálenější budoucnosti bude na základě „Draka“vytvořena kosmická loď s lidskou posádkou Red Dragon, určená k letu na Mars. Vývoj této možnosti je ale zatím v plenkách.
CST-100
Kromě malých společností se obři leteckého průmyslu zabývají také tvorbou komerčních kosmických lodí. Od roku 2009 Boeing pracuje na projektu CST-100. V zimě roku 2010 se k vývoji projektu připojila agentura NASA, přestože její účast má pomoci v oblasti výzkumu a převzít malou část finančních prostředků. Cílem projektu CST-100 je vytvořit novou kosmickou loď pro vynášení nákladu a lidí na oběžnou dráhu. V budoucnu by se aparát schopný vypustit do vesmíru sedm lidí měl do určité míry stát nástupcem raketoplánu.
Ze zřejmých důvodů jsou technické detaily projektu do značné míry neznámé. Přesto experti Boeingu již zveřejnili některé nuance budoucí kosmické lodi. S celkovou hmotností asi 10 tun a průměrem trupu až 4,5 metru bude na oběžnou dráhu dopraveno pomocí nosné rakety Atlas V. Sestup se plánuje provést stejnou metodou, jakou používá Dragon nebo Ruský Sojuz. Na základě CST-100 se plánuje vytvoření několika vozidel pro různé účely určených k vypouštění nákladu a lidí do vesmíru.
V současné době se testují různé systémy a součásti budoucí lodi. První let CST-100 je naplánován na rok 2015. Celkem je v 15. roce plánováno provedení tří startů. Během prvního bude kosmická loď vypuštěna na oběžnou dráhu v automatickém režimu. Poté se druhá bezpilotní kosmická loď zúčastní testů záchranného systému a až ve třetím letu budou na palubě CST-100 lidé. Komerční využití nové kosmické lodi bude zahájeno až v roce 2016 za předpokladu, že při testování nebudou žádné větší problémy.
Tycho brahe
Všechny výše popsané projekty mají jednu věc společnou. Vyvíjejí je poměrně velké organizace. Jak se ukazuje, firma nemusí být tím, kdo se účastní soukromého vesmírného závodu. Návrhářská kancelář Copenhagen Suborbitals se tedy skládá pouze ze dvou lidí - Christiana von Bengtsona a Petera Madsena. Pomáhá jim 17 nadšenců, kteří se podílejí na montáži všech součástí projektu. Vesmírný program „Tycho Brahe“je pojmenován po dánském astronomovi renesance. Cílem projektu pojmenovaného po astronomovi je výstavba raketového a vesmírného komplexu pro suborbitální lety.
Komplex Tycho Brahe se skládá z raketometu spojeného s nosným vozidlem HEAT-1X a kapslí s posádkou MSC (MicroSpaceCraft). Raketa s hybridním motorem má pro tuto třídu technologií neobvyklou velikost. HEAT-1X má tedy průměr pouze 25 palců (64 centimetrů). Je snadné uhodnout, že obytná kapsle je také malá. Kapsle MSC je uzavřená trubice se skleněným nosem. Jak pojali konstruktéři, kapsle by měla být vypuštěna do výšky asi 100 kilometrů pomocí rakety. V závěrečné fázi letu se raketa spolu s kapslí rozjede po balistické dráze. Sestup má být proveden pomocí aerodynamických brzd, padáku a řady dalšího vybavení. S ohledem na malé rozměry sestupového vozidla vyvstávají vážné pochybnosti o proveditelnosti bezpečného sjezdu.
První start rakety s simulátorem hmotnosti a velikosti člověka byl naplánován na 5. září 2010. Bylo zrušeno několik hodin před stanoveným časem. Při jedné z posledních kontrol systémů se ukázalo, že jsou problémy s ohřevem přívodního ventilu okysličovadla. Vzhledem ke specifikům projektu muselo být vytápění této části prováděno pomocí běžného domácího vysoušeče vlasů, dokonce i silného. Vylepšení se protáhla až do začátku června loňského roku. Pak ale nastaly problémy, tentokrát se zapalovacím systémem. Naštěstí to bylo rychle opraveno a 3. června raketa HEAT-1X konečně zvedla MSC do vzduchu. Podle letového plánu měla raketa vystoupat do výšky asi 2, 8 kilometru a poté shodit kapotáž a modul MSC. Ten musel sestoupit padákem. Výjezd do konstrukční výšky a střelba modulu s figurínou byly úspěšné. Linky přistávacího padáku se ale zamotaly. Zařízení spadlo do Baltského moře.
Po první zkušební jízdě dospěli pracovníci kodaňských suborbitálů k závěru, že je zapotřebí mnoho vylepšení. Vlastně přesně to teď dělají všechny dvě desítky nadšenců. Tycho Brahe má podle všeho spoustu nevýhod. Tento předpoklad podporuje fakt, že rok po prvním ne zcela úspěšném letu komplexu autoři projektu nijak nespěchají se sdílením informací o datu dalšího spuštění. Je zřejmé, že skupina podnikavých občanů zatím nedokáže svůj vývoj připomenout. Tycho Brahe je však v současné době jediným evropským soukromým vesmírným projektem, který dokonce dosáhl fáze testování.
