Šī gada 25. maijā, aptuveni sešos vakarā pēc Maskavas laika, notika pirmā Starptautiskās kosmosa stacijas un privātās kompānijas izstrādātā kosmosa kuģa SpaceX Dragon piestātne. Šis notikums izraisīja daudz uzslavu un visdrosmīgākos pieņēmumus par pasaules astronautikas nākotni. Pēc šīs cilvēku darbības jomas speciālistu un amatieru vairākuma domām, privāto finanšu un pūļu piesaiste astronautikai tai dos lielisku impulsu. Jāpiebilst, ka šādi izdomājumi pa pasauli staigā desmit gadus, ja ne vairāk. Bet tieši Dragon kravas automašīnas palaišana orbītā ar sekojošu dokstaciju kļuva par notikumu, kas vienkāršos minējumus pārvērta ļoti reālistiskās versijās. Ņemot vērā šīs viedokļu izmaiņas, mēs varam sagaidīt citu komerciālu projektu veiksmīgu pabeigšanu astronautikas jomā.
SpaceShipOne
Pirmo privāto kosmosa kuģu projektu SpaceShipOne kopš deviņdesmito gadu beigām uzbūvēja Scaled Compositer LLS. Turpinājās šī aparāta izstrāde suborbitālajiem lidojumiem, tostarp dalībai Ansari X balvas konkursā. Lai saņemtu pēdējo, jaunajai ierīcei divu nedēļu laikā bija jāveic divi suborbitāli lidojumi un jāatgriežas uz Zemes.
Ierosinātā lidojuma kursa īpatnību dēļ SpaceShipOne ieguva raksturīgu izskatu. Aerodinamiski tas ir lidmašīna bez astes ar vertikālām ķīlēm, kas izstieptas atpakaļ. Turklāt, atšķirībā no vairuma citu bez astes, ķīšiem ir horizontāls apspalvojums. Šis fakts savulaik izraisīja lielu satraukumu cilvēkiem, kuri mēģināja iekļaut SpaceShipOne esošajā izkārtojuma klasifikācijā. Aizmugurējā fizelāžā tika ievietots speciāli izstrādāts hibrīda raķešu dzinējs. Mazie izmēri un prasības gāzes turbīnas dzinēja vilcei kļuva par iemeslu jaunas nestandarta degvielas meklēšanai. Rezultātā tika izvēlēts degvielas pāris polibutadiēns - slāpekļa oksīds. Polibutadiēna bloks atrodas sadegšanas kamerā, un, iedarbinot motoru, kamerā tiek ievadīts oksidētājs.
Papildus neparastajai kuģa spēkstacijai interesanta ir arī tā lidojuma gaita. Pacelšanās no parastā pietiekami garā skrejceļa tiek veikta, izmantojot speciāli izstrādātu WhiteKnight lidmašīnu. Sākotnējā dizaina lidaparāts paceļ kosmosa kuģi 14 kilometru augstumā, pēc tam notiek atvienošana. Turklāt SpaceShipOne, kas lido ar inerci, sasniedz nepieciešamo uzbrukuma leņķi, un tā pilots iedarbina dzinēju. Minūtes laikā ar nelielu hibrīda raķešu dzinēju vilces spēks ir aptuveni 7500 kgf. Paātrinājuma laikā suborbitālais transportlīdzeklis sasniedz ātrumu, kas ir nedaudz lielāks par M = 3, kas acīmredzami nav pietiekams, lai iekļūtu orbītā. Tomēr pēc dzinēja izslēgšanas aptuveni 50 kilometru augstumā transportlīdzekļa ātrums ir pietiekams, lai turpinātu lidojumu pa ballistisko trajektoriju. Pēc inerces SpaceShipOne paceļas līdz maksimālajam lidojuma augstumam - aptuveni 100 kilometriem -, kur tas ir trīs minūtes. Pēc tam, kad kuģa ātrums izrādās nepietiekams, lai turpinātu atrasties kosmosā, sākas nolaišanās. Interesanti, ka nolaišanās sākumā aparāta spārnu aizmugurējā daļa kopā ar uzmontētajām ķīlēm un stabilizatoriem paceļas uz augšu ar ievērojamu leņķi. Tas tiek darīts, lai palielinātu gaisa pretestību un samazinātu nolaišanās ātrumu. 17 kilometru augstumā spārni atgriežas sākotnējā stāvoklī, un SpaceShipOne plāno nolaisties lidlaukā.
Pirmais suborbitālā transportlīdzekļa testa lidojums notika 2003. gada 20. maijā. Pēc tam WhiteKnight pacēla kuģa prototipu vairāk nekā 14 kilometru augstumā. Pēc vairāk nekā gada notika divi apkalpoti lidojumi, kas atnesa projekta veidotājiem pelnītu slavu un X balvas fonda balvu. 2004. gada 29. septembrī pilots M. Melvilis pacēla pieredzējušo SpaceShipOne 102, 93 kilometru augstumā. Tikai piecas dienas vēlāk pilots B. Binney veica otro derīgo kāpumu kosmosā, sasniedzot 112 kilometrus. Par diviem apkalpotajiem suborbitālajiem lidojumiem divu nedēļu laikā (faktiski vienu) Scaled Compositer LLS saņēma desmit miljonu dolāru balvu.
Kosmosa kuģis divi
SpaceShip One projekts neapšaubāmi bija veiksmīgs un veiksmīgs. Bet tikai trīs sēdvietas kabīnē padarīja šī projekta komerciālās izredzes ļoti apšaubāmas. Tika prasīts būtiski pārskatīt konstrukciju, lai panāktu veiksmīgāku kuģa kravnesību. Šim nolūkam gandrīz uzreiz pēc Ansari X balvas saņemšanas Scaled Compositer LLS uzsāka jaunu projektu - SpaceShipTwo (SS2).
"Space Spike" otrās versijas uzbūve zināmā mērā ir līdzīga pirmajai. Tomēr jaunās prasības kravnesībai varēja tikai ietekmēt izkārtojumu. Tātad, bija nepieciešams mainīt fizelāžas izmēru, pārkārtot to un mainīt spārna stāvokli. Atšķirībā no augsta spārna SpaceShipOne, SS2 ir zema spārna lidmašīna: tās spārns ir piestiprināts pie fizelāžas apakšas. Tas tika darīts, lai uzlabotu lidojuma veiktspēju blīvos atmosfēras slāņos un palielinātu termisko pretestību nolaišanās laikā. Visbeidzot, ir mainīta ķīļu un stabilizatoru forma. Kas attiecas uz spārnu pacelšanas sistēmu, šī nolaišanās ātruma pazemināšanas metode tika atzīta par pilnīgi veiksmīgu un pieņemamu izmantošanai jaunā projektā. Līdzīgi notika ar piedziņas sistēmas tipu, lai gan aparāta masas un izmēru parametru izmaiņas izraisīja jauna gāzes dzinēja izstrādi.
SpaceShipTwo lidojuma procedūra parasti ir līdzīga transportlīdzekļa pirmās versijas procedūrai. Atšķirība ir tikai lidmašīnas nesēja tipā - WhiteKnight II tika izstrādāts priekš SS2, kuram ir atšķirīgs fizelāžas izkārtojums un jauni turboreaktīvie dzinēji. Pēc projekta galvenā konstruktora B. Rutana teiktā, SS2 spēj pacelties līdz 300 kilometru augstumam, lai gan praksē šie dati vēl nav apstiprināti.
Dažādu SpaceShipTwo projekta apakšprogrammu pārbaude nebūt nebija vienkārša. Tātad jaunajam ierīces dizainam bija nepieciešama arī jauna termiskā aizsardzība. Bet vissarežģītākais darbs bija saistīts ar jaunu, jaudīgāku hibrīda dzinēju. 2007. gada 26. jūlijā Mojaves lidostas testēšanas centrā dzinēju pārbaužu laikā notika traģēdija. Tvertne ar 4,5 tonnām oksidētāja neizturēja spiedienu un eksplodēja. Izkaisītās metāla šķembas nogalināja trīs cilvēkus un vēl trīs tika ievainoti dažāda smaguma. Par laimi, ievainotie savlaicīgi saņēma nepieciešamo palīdzību un pēc dažām nedēļām varēja atgriezties aktīvajā dzīvē.
Pirmā SS2 prototipa izmēģinājuma lidojums, kas saņēma savu nosaukumu VSS Enterprise, notika 2010. gada 22. martā. Tāpat kā pirmā kosmosa kuģa gadījumā, šī lidojuma laikā kuģa prototips visu laiku tika piestiprināts pie pārvadātāja lidmašīnas. Nākamie mēneši tika pavadīti bezpilota iemetienos un visu borta sistēmu pārbaudē. Tā paša gada jūlija vidū SS2 pirmo reizi pacēlās ar apkalpi. Divi piloti vēlreiz pārbaudīja sakaru, navigācijas un vadības sistēmu darbību. Trīs mēnešus vēlāk tika veikta pirmā uzņēmuma atvienošana, kam sekoja planēšana. Dažu finansiālu un tehnisku iemeslu dēļ pirmais suborbitālais lidojums, kas tika plānots 2011. gadā, šķērsojot kosmosa apakšējo robežu, nenotika. Turklāt pagājušajā rudenī testa lidojumi uz nenoteiktu laiku bija jāpārtrauc. Šobrīd testēšanu plānots atsākt šovasar.
Acīmredzamu iemeslu dēļ ir pāragri runāt par SpaceShipTwo komerciālajām perspektīvām. Pārbaudes vēl nav pabeigtas, un ierīce nekad nav bijusi kosmosā. Bet jau izstrādātāju kompānijas vadība apgalvo, ka tuvākajā laikā tiks uzbūvēti pieci SS2 un divi WhiteKnight II. Turklāt vēl 2009. gadā Scaled Compositer LLS piedāvāja rezervēt vietas tūristu lidojumiem. Viņi lūdza biļeti par 200 tūkstošiem ASV dolāru. Tomēr pat trīs gadus pēc klientu ierakstīšanas sākuma pirmais no viņiem joprojām nespēja pacelties kosmosā.
Spacex pūķis
Veiksmīgāks par SS2 bija SpaceX Dragon projekts. Tomēr atšķirībā no Scaled Compositer LLS programmām tas tika izveidots ar NASA atbalstu. Turklāt tam ir citi mērķi. Atšķirībā no tīri tūristu kosmosa kuģa, Dragon ir atgriešanās transportlīdzeklis, kas paredzēts, lai nogādātu kravas kosmosa stacijās.
Tieši lietojumprogrammas iezīmes izraisīja Dragon aparāta raksturīgo izskatu un strukturālo sadalījumu. Tas sastāv no divām daļām - cilindriskas iekārtas -kravas un kravas saīsināta konusa formā. Kuģa iekšpusē ir 14 kubikmetru spiediena tilpums, un vēl 10 nav pasargāti no gaisa noplūdes. Kosmosa kuģis tiek nogādāts orbītā, izmantojot nesējraķeti Falcon-9.
Pirmais pūķa izmēģinājuma lidojums notika 2010. gada 8. decembrī. Nesējraķete pacēlās no Kenedija centra nesējraķetes un nogādāja to orbītā. Pūķis veica divas orbītas ap Zemi un nokāpa lejā. Nosēšanās kapsula tika appludināta Klusajā okeānā, pie Amerikas krastiem. Pusotru gadu vēlāk - 2012. gada maijā - tika veikta pirmā pilnvērtīgā pūķa palaišana. Kosmosa kuģis, kas palaists orbītā, veiksmīgi tuvojās SKS un tika tam piestiprināts. Ievērības cienīgs ir fakts, ka no iespējamām sešām tonnām kravas Dragon piegādāja ISS tikai 520 kilogramus. Projektu vadītāji šo svara atšķirību skaidro ar nepieciešamību veikt papildu sistēmu pārbaudi un nevēlēšanos riskēt ar lielu slodzi. Pūķis uz SKS atveda to, ko viņi sauc par izvēles priekšmetiem.
Tuvākajā laikā SpaceX plāno pabeigt visu kuģa darbībai nepieciešamo dokumentu saņemšanu. Pēc tam būs iespējams uzsākt pilnvērtīgu komerciālu darbību. Lai gan, kā saka SpaceX, sākotnēji to radīšana darbosies tikai un vienīgi pie kravu piegādes ISS. Tuvākā nākotnē, pamatojoties uz "Dragon", tiks izveidots pilotējams kosmosa kuģis Red Dragon, kas paredzēts lidošanai uz Marsu. Bet šīs iespējas izstrāde vēl ir sākumstadijā.
CST-100
Papildus maziem uzņēmumiem aviācijas nozares milži nodarbojas arī ar komerciālu kosmosa kuģu izveidi. Kopš 2009. gada Boeing strādā pie CST-100 projekta. 2010. gada ziemā NASA aģentūra pievienojās projekta izstrādei, lai gan tās līdzdalība ir palīdzēt pētniecības jomā un uzņemties nelielu finansējuma daļu. Projekta CST-100 mērķis ir izveidot jaunu kosmosa kuģi kravu un cilvēku palaišanai orbītā. Nākotnē aparātam, kas spēj palaist kosmosā septiņus cilvēkus, zināmā mērā jākļūst par autobusu pēcteci.
Acīmredzamu iemeslu dēļ projekta tehniskās detaļas lielākoties nav zināmas. Neskatoties uz to, Boeing eksperti jau ir publicējuši dažas nākotnes kosmosa kuģa nianses. Ar kopējo masu aptuveni 10 tonnas un korpusa diametru līdz 4,5 metriem tā tiks nogādāta orbītā, izmantojot nesējraķeti Atlas V. Nolaišanos plānots veikt pēc tās pašas metodes, ko izmantoja Dragon vai Krievu Sojuz. Pamatojoties uz CST-100, ir paredzēts izveidot vairākus transportlīdzekļus dažādiem mērķiem, kas paredzēti kravu un cilvēku palaišanai kosmosā.
Pašlaik tiek pārbaudītas dažādas topošā kuģa sistēmas un sastāvdaļas. CST-100 pirmais lidojums paredzēts 2015. gadā. Kopumā 15. gadā plānots veikt trīs palaišanas. Pirmajā laikā kosmosa kuģis tiks palaists orbītā automātiskā režīmā. Tad otrs bezpilota kosmosa kuģis piedalīsies glābšanas sistēmas testos, un tikai trešajā lidojumā uz CST-100 būs cilvēki. Jaunā kosmosa kuģa komerciāla izmantošana sāksies tikai 2016. gadā ar nosacījumu, ka testēšanā neradīsies lielas problēmas.
Tycho brahe
Visiem iepriekš aprakstītajiem projektiem ir viena kopīga iezīme. Tos izstrādā diezgan lielas organizācijas. Kā izrādās, firmai nav jābūt tādai, lai piedalītos privātajās kosmosa sacensībās. Tātad dizaina biroja Copenhagen Suborbitals sastāvā ir tikai divi cilvēki - Kristians fon Bengtsons un Pīters Madsens. Viņiem palīdz 17 entuziasti, kuri ir iesaistīti visu projekta sastāvdaļu montāžā. Kosmosa programma "Tycho Brahe" ir nosaukta renesanses dāņu astronoma vārdā. Astronoma vārdā nosauktā projekta mērķis ir raķešu un kosmosa kompleksa būvniecība suborbitāliem lidojumiem.
Tycho Brahe kompleksu veido raķešu palaišanas iekārta kopā ar nesējraķeti HEAT-1X un MSC (MicroSpaceCraft) pilotējama kapsula. Raķetei ar hibrīda dzinēju ir neparasts izmērs šai tehnoloģiju klasei. Tātad HEAT-1X diametrs ir tikai 25 collas (64 centimetri). Ir viegli uzminēt, ka apdzīvojamā kapsula ir arī maza izmēra. MSC kapsula ir noslēgta caurule ar stikla degunu. Kā domāja dizaineri, kapsula jāpalaiž aptuveni 100 kilometru augstumā, izmantojot raķeti. Lidojuma pēdējā fāzē raķete kopā ar kapsulu sāk kustību pa ballistisko trajektoriju. Nolaišanos paredzēts veikt, izmantojot aerodinamiskās bremzes, izpletni un vairākas citas iekārtas. Ņemot vērā nolaišanās transportlīdzekļa mazos izmērus, rodas nopietnas šaubas par drošas nolaišanās iespējamību.
Pirmā raķetes palaišana ar masas un izmēra cilvēka simulatoru bija paredzēta 2010. gada 5. septembrī. Tas tika atcelts dažas stundas pirms noteiktā laika. Vienā no pēdējām sistēmu pārbaudēm izrādījās, ka ir problēmas ar oksidētāja padeves vārsta sildīšanu. Ņemot vērā projekta specifiku, šīs daļas apkure bija jāveic, izmantojot parastu, pat jaudīgu, mājsaimniecības matu žāvētāju. Uzlabojumi ieilga līdz pagājušā gada jūnija sākumam. Bet tad bija problēmas, šoreiz ar aizdedzes sistēmu. Par laimi, tas tika ātri salabots, un 3. jūnijā raķete HEAT-1X beidzot pacēla gaisā MSC. Saskaņā ar lidojuma plānu raķetei vajadzēja pacelties aptuveni 2, 8 kilometru augstumā un pēc tam nomest apvalku un MSC moduli. Pēdējam vajadzēja nolaisties ar izpletni. Iziešana projektēšanas augstumā un moduļa uzņemšana ar manekenu bija veiksmīga. Bet nosēšanās izpletņlīnijas bija sapinušās. Ierīce iekrita Baltijas jūrā.
Pēc pirmā testa brauciena Kopenhāgenas Suborbitals darbinieki nonāca pie secinājuma, ka ir vajadzīgi daudzi uzlabojumi. Patiesībā tas ir tas, ko tagad dara visi divi desmiti entuziastu. Acīmredzot Tycho Brahe ir daudz trūkumu. Šo pieņēmumu apstiprina fakts, ka gadu pēc pirmā ne visai veiksmīgā kompleksa lidojuma projekta autori nesteidzas dalīties ar informāciju par nākamās palaišanas datumu. Acīmredzot uzņēmīgu pilsoņu grupa vēl nespēj ienest prātā savu attīstību. Tomēr Tycho Brahe šobrīd ir vienīgais Eiropas privātās telpas projekts, kas pat sasniedzis testēšanas stadiju.
