Многоразовый космический корабль

Материал из Википедии ? свободной энциклопедии
(перенаправлено с ≪ Многоразовый транспортный космический корабль ≫)
Перейти к навигации Перейти к поиску
Dragon 2 ? единственный эксплуатируемый на данный момент многоразовый космический корабль

Многора?зовый космический корабль  ? космический корабль , конструкция которого предусматривает повторное (многоразовое) использование всего корабля или его основных частей после возвращения из космического полёта .

Иногда применяется название космоплан , космолёт , на западе ? ≪шаттл≫.

Многоразовая космическая система ? космическая система с орбитальными средствами многократного использования. Многоразовая космическая система может использовать одноразовые и многоразовые, одноступенчатые и многоступенчатые средства выведения, как самостоятельные, так и конструктивно объединенные с орбитальными средствами [1] :п. 2 .

Многократно могут использоваться отдельные технические средства космического комплекса. Если ракета-носитель имеет кратность применения более одного раза, то она называется ≪ракета-носитель многоразового применения≫ [1] :п. 68 . Спасаемыми и многократно используемыми могут быть отдельные элементы конструкции ракеты-носителя. Такими элементами могут быть ступени ракет-носителей, ракетные блоки, ракетные двигатели и т. д. [1] :п. 69

Если космический аппарат имеет кратность применения более одного раза, то он называется ≪космический аппарат многоразового применения≫ [1] :п. 120 . Отличием от космического аппарата одноразового применения является возможность периодического восстановления ресурса систем и расходных материалов [1] :п. 119 .

Первый полёт ( STS-1 ) космического челнока ≪ Колумбия

К настоящему времени только два государства обладают или обладали опытом создания и эксплуатации данного типа космических аппаратов : США и СССР .

В США была построена целая серия больших пилотируемых космических кораблей многоразового использования ≪ Спейс шаттл ≫, этому проекту предшествовало несколько проектов, включая X-20 Dyna Soar . Начало работ по созданию системы ≪Спейс шаттл≫ было положено 5 января 1972 года, когда президент США Р. Никсон утвердил эту программу НАСА . По расчётам экономистов [ каких? ] , стоимость вывода в космос одной тонны груза при использовании челноков должна была быть низка за счёт многократного использования дорогостоящего оборудования, с помощью челноков можно возвращать спутники с орбиты , осуществлять ремонт спутников в космосе. В США челноки интенсивно использовались (несмотря на катастрофы ≪ Челленджера ≫ в 1986 году и ≪ Колумбии ≫ в 2003 году, которые сильно подорвали планы развития использования МТКК), являясь национальным средством проведения пилотируемых полётов и выведения грузов, средством реализации неотделяемых станций ≪ Спейслэб ≫, ≪ Спейсхэб ≫ и других международных и частных программ, а также одним из основных средств доставки крупногабаритных грузов и экипажей большой численности на МКС . Эксплуатация челноков завершена в 2011 году.

Также, в США имелись такие проекты, как NASP , VentureStar .

В СССР был создан большой корабль ≪ Буран ≫ и проектировались меньшие: ≪ Спираль ≫, ЛКС , ≪ Заря ≫, МАКС , ≪ Клипер ≫; после распада СССР работы по некоторым из этих проектов продолжились в России . Космическая программа по использованию МТКК ≪Буран≫ в СССР и России была свёрнута в связи с невозможностью дорогостоящей эксплуатации аппаратов данного типа в сложившихся экономических условиях .

Используемый в настоящее время в США пилотируемый транспортный корабль ≪ Dragon 2 ≫, как и его предшественник ≪ Dragon ≫, является частично многоразовым и имеет многоразовую спускаемую капсулу; повторно при запусках может использоваться и многоразовая первая ступень ракеты-носителя Falcon 9 .

Также в США используется беспилотный многоразовый X-37 .

Разрабатываемые корабли в США ( ≪ Орион ≫, ≪ CST-100 ≫) и России (≪ Орёл ≫) планируются частично многоразовыми и имеют многоразовую спускаемую капсулу. Также в США разрабатываются многоразовые ≪ Dream Chaser ≫, ≪ SpaceX Starship ≫ и ≪ SpaceShipTwo ≫.

Многие страны, в частности, страны Евросоюза (в том числе ранее Франция , ФРГ , Великобритания ), Япония , Китай , Индия проводили и проводят исследования, направленные на создание собственных образцов космических систем многократного применения (≪ Гермес ≫, HOPE , ≪ Зенгер-2 ≫, HOTOL , ASSTS , RLV-TD , Skylon , ≪ Шэньлун ≫, ≪ Сура ≫, ≪ Канко-мару ≫, IXV и т. д.).

Характеристики космической системы

[ править | править код ]

Отличительной особенностью транспортных космических кораблей многоразового использования в настоящее время является то, что для их запуска используются ракеты-носители  ? например, в Советском Союзе это была ≪ Энергия ≫, которая по своей сути являлась ракетой-носителем особо тяжёлого класса .
В США во время запуска ≪Шаттла≫ одновременно используются два твердотопливных ускорителя и двигатели самого орбитального корабля, криогенное топливо для которых поступает из внешнего бака; после выработки твёрдого топлива происходит отделение ускорителей, которые затем приводняются, используя парашютную систему, позднее отделяется внешний топливный бак и сгорает в плотных слоях атмосферы ; ускорители используются повторно, но имеют ограниченный ресурс.

Советская ракета ≪Энергия≫ могла использоваться для вывода на орбиту особо тяжёлых грузов (элементов космических станций, межпланетных кораблей и пр.) общим весом до 100  тонн .

Проект Rockwell X-30 (работа художника)
Вертикальная посадка аппарата Delta Clipper

Проектируются и МТКК с горизонтальным стартом, например, по двухступенчатой схеме с дозвуковым, сверхзвуковым или гиперзвуковым самолётом -носителем, который выводит космический аппарат в заданную точку (возможен длительный перелёт с дозаправкой в воздухе , к экваториальным областям земного шара, с более благоприятными условиями для запуска), поднимает его на определённую высоту, после чего происходит собственно старт ? отделение МТКК ( воздушный старт ). Затем корабль выходит на опорную орбиту , используя собственные двигатели. В частности, по такой схеме создан суборбитальный космический самолёт SpaceShipOne , совершивший три успешных суборбитальных ≪прыжка≫ за 100-километровую отметку, признанную ФАИ границей космического пространства .

Одноступенчатая схема запуска ( англ.   Single Stage To Orbit , SSTO  ? ≪одной ступенью ? на орбиту≫), при которой воздушно-космический самолёт использует для старта и выхода на орбиту только собственные двигатели, без сбрасываемых ускорителей, или же крупногабаритные внешние топливные баки, большинством специалистов признаётся неосуществимой при современном уровне развития науки и техники. Преимущества такой схемы, в основном в эксплуатации, надёжности и времени подготовки к запуску, в настоящее время не перевешивают затрат на разработку гибридных ракетных двигателей (способных работать и в атмосфере, и в космосе) и сверхлёгких материалов, которые необходимы для создания такого аппарата.

Существуют также проекты многоразовых аппаратов с вертикальным взлётом и вертикальной посадкой на тяге двигателей. Наиболее разработанным (и прошедшим серию испытаний) из них является американские аппараты ≪ Delta Clipper [англ.] ≫, ≪ Rotary Rocket [англ.] ≫, японский ≪ RVT [англ.] ≫.

Примечания

[ править | править код ]
  1. 1 2 3 4 5 ГОСТ Р 53802-2010 Системы и комплексы космические. Термины и определения