2011. gada 21. jūlijā amerikāņu kosmosa kuģis Atlantis veica pēdējo nosēšanos, kas pielika punktu ilgajai un aizraujošajai Kosmosa transporta sistēmas programmai. Vairāku tehnisku un ekonomisku iemeslu dēļ tika nolemts pārtraukt Space Shuttle sistēmas darbību. Tomēr ideja par atkārtoti lietojamu kosmosa kuģi netika atmesta. Šobrīd tiek izstrādāti vairāki līdzīgi projekti vienlaikus, un daži no tiem jau ir paspējuši parādīt savu potenciālu.
Atkārtoti izmantojamo kosmosa kuģu projektam Space Shuttle bija vairāki galvenie mērķi. Viens no galvenajiem bija lidojuma izmaksu samazināšana un sagatavošanās tam. Viena un tā paša kuģa daudzkārtējas izmantošanas iespēja teorētiski deva noteiktas priekšrocības. Turklāt visa kompleksa raksturīgais tehniskais izskats ļāva ievērojami palielināt pieļaujamos kravas izmērus un svaru. STS unikālā iezīme bija spēja atgriezt kosmosa kuģi uz Zemes tās kravas nodalījumā.
Pēdējais kosmosa kuģa Altantis starts 2011. gada 8. jūlijā NASA fotogrāfija
Tomēr ekspluatācijas laikā tika konstatēts, ka ne visi uzdevumi tika pabeigti. Tātad praksē kuģa sagatavošana lidojumam izrādījās pārāk ilga un dārga - pēc šiem parametriem projekts neatbilda sākotnējām prasībām. Vairākos gadījumos atkārtoti izmantojamais kosmosa kuģis principā nevarētu aizstāt "parastās" nesējraķetes. Visbeidzot, pakāpeniska aprīkojuma morālā un fiziskā novecošana izraisīja visnopietnāko risku ekipāžām.
Tā rezultātā tika nolemts pārtraukt Kosmosa transporta sistēmas darbību. Pēdējais 135. lidojums notika 2011. gada vasarā. Četri esošie kuģi tika norakstīti un nodoti muzejos kā nevajadzīgi. Slavenākās šādu lēmumu sekas bija fakts, ka Amerikas kosmosa programma vairākus gadus palika bez sava pilotējamā kosmosa kuģa. Līdz šim astronautiem ir jāiekļūst orbītā, izmantojot Krievijas tehnoloģijas.
Turklāt visa planēta uz nenoteiktu laiku palika bez atkārtoti lietojamām sistēmām. Tomēr daži pasākumi jau tiek veikti. Līdz šim amerikāņu uzņēmumi ir izstrādājuši vairākus viena vai otra veida atkārtoti izmantojamu kosmosa kuģu projektus. Visi jaunie paraugi vismaz jau ir izņemti testēšanai. Tuvākajā nākotnē viņi varēs arī sākt pilnvērtīgu darbību.
Boeing X-37
STS kompleksa galvenā sastāvdaļa bija orbītas lidmašīna. Šī koncepcija pašlaik tiek izmantota Boeing projektā X-37. Deviņdesmito gadu beigās Boeing un NASA sāka pētīt tēmu par atkārtoti lietojamiem kosmosa kuģiem, kas spēj atrasties orbītā un lidot atmosfērā. Pēdējās desmitgades sākumā šī darba rezultātā tika uzsākts projekts X-37. 2006. gadā jauna tipa prototips sasniedza lidojuma testus, nokrītot no nesējlidmašīnas.
Boeing X-37B lidmašīna nesējraķetes apvalkā. ASV Gaisa spēku foto
Programma ieinteresēja ASV gaisa spēkus, un kopš 2006. gada tā tiek īstenota viņu interesēs, lai gan ar zināmu NASA palīdzību. Saskaņā ar oficiālajiem datiem Gaisa spēki vēlas iegūt daudzsološu orbītas lidmašīnu, kas spēj kosmosā palaist dažādas kravas vai veikt dažādus eksperimentus. Saskaņā ar dažādām aplēsēm, pašreizējo X-37B projektu var izmantot arī citās misijās, ieskaitot tās, kas saistītas ar izlūkošanu vai pilnvērtīgu kaujas darbu.
Pirmais kosmosa kuģa X-37B kosmosa lidojums notika 2010. Aprīļa beigās nesējraķete Atlas V palaida transportlīdzekli iepriekš noteiktā orbītā, kur tas palika 224 dienas. Nosēšanās "kā lidmašīnā" notika tā paša gada decembra sākumā. Nākamā gada martā sākās otrais lidojums, kas ilga līdz 2012. gada jūnijam. Decembrī notika nākamā palaišana, un trešā nosēšanās tika veikta tikai 2014. gada oktobrī. No 2015. gada maija līdz 2017. gada maijam pieredzējušais X-37B veica savu ceturto lidojumu. Pagājušā gada 7. septembrī sākās vēl viens izmēģinājuma lidojums. Kad tas tiks pabeigts, tas nav norādīts.
Saskaņā ar dažiem oficiālajiem datiem, lidojumu mērķis ir izpētīt jauno tehnoloģiju darbu orbītā, kā arī veikt dažādus eksperimentus. Pat ja pieredzējušie X-37B atrisina militārus uzdevumus, pasūtītājs un darbuzņēmējs šādu informāciju neizpauž.
Pašreizējā formā Boeing X-37B produkts ir raksturīga izskata raķešu lidmašīna. Tas izceļas ar lielu fizelāžu un vidēja līmeņa lidmašīnām. Tiek izmantots raķešu dzinējs; vadība tiek veikta automātiski vai ar komandām no zemes. Saskaņā ar zināmiem datiem, fizelāžā ir paredzēts kravas nodalījums, kura garums pārsniedz 2 m un diametrs ir lielāks par 1 m, un tajā var uzņemt līdz 900 kg kravas.
Pašlaik pieredzējušais X-37B atrodas orbītā un risina uzticētos uzdevumus. Kad viņš atgriezīsies uz Zemes, nav zināms. Nav precizēta arī informācija par pilotprojekta tālāko virzību. Acīmredzot jauni ziņojumi par interesantāko attīstību parādīsies ne agrāk kā nākamā prototipa nosēšanās.
SpaceDev / Sierra Nevada Dream Chaser
Vēl viena orbitālās plaknes versija ir kosmosa kuģis Dream Chaser no SpaceDev. Šis projekts ir izstrādāts kopš 2004. gada, lai piedalītos NASA komerciālo orbitālo transporta pakalpojumu (COTS) programmā, taču nevarēja izturēt pirmo atlases posmu. Tomēr drīzumā attīstības uzņēmums piekrita sadarboties ar United Launch Alliance, kas bija gatava piedāvāt savu nesējraķeti Atlas V. 2008. gadā SpaceDev kļuva par Sierra Nevada Corporation daļu un drīz pēc tam saņēma papildu finansējumu, lai izveidotu savu lidmašīnu. Vēlāk tika noslēgta vienošanās ar Lockheed Martin par kopīgu eksperimentālo iekārtu būvi.
Pieredzējusi orbitālā lidmašīna Dream Chaser. NASA fotogrāfija
2013. gada oktobrī Dream Chaser lidojošais prototips tika izmests no nesējhelikoptera, pēc tam tas pārgāja uz planējošu lidojumu un veica horizontālu nosēšanos. Neskatoties uz sabrukumu nosēšanās laikā, prototips apstiprināja konstrukcijas īpašības. Turpmāk stendos tika veikti daži citi testi. Pamatojoties uz to rezultātiem, projekts tika pabeigts, un 2016. gadā tika sākta kosmosa lidojumu prototipa būvniecība. Pagājušā gada vidū NASA, Sjerra Nevada un ULA parakstīja līgumu par divu orbitālo lidojumu veikšanu 2020.-21.
Ne tik sen Dream Chaser ierīces izstrādātāji saņēma atļauju sākt 2020. gada beigās. Atšķirībā no vairākiem citiem mūsdienu sasniegumiem, šī kuģa pirmā kosmosa misija tiks veikta ar reālu slodzi. Kosmosa kuģim būs jāpiegādā noteiktas kravas Starptautiskajā kosmosa stacijā.
Pašreizējā formā atkārtoti lietojamais kosmosa kuģis Sierra Nevada / SpaceDev Dream Chaser ir raksturīga izskata lidaparāts, kas ārēji atgādina dažus Amerikas un ārvalstu notikumus. Transportlīdzekļa kopējais garums ir 9 m, un tas ir aprīkots ar delta spārnu ar 7 m laidumu. Saderībai ar esošajām nesējraķetēm nākotnē tiks izstrādāts saliekams spārns. Pacelšanās svars ir 11,34 tonnas. Dream Chaser spēs nogādāt 5, 5 tonnas kravas uz SKS un atgriezt līdz 2 tonnām uz Zemi. Nolaišanās no orbītas "kā lidmašīna" ir saistīta ar mazāku pārslodzi, kas, domājams, būs noderīgs dažu iekārtu un paraugu piegādei atsevišķos eksperimentos.
Spacex pūķis
Vairāku iemeslu dēļ ideja par orbītā lidojošu lidmašīnu pašlaik nav īpaši populāra jauno kosmosa tehnoloģiju izstrādātāju vidū. Ērtāks un izdevīgāks tagad tiek uzskatīts par "tradicionāla" izskata atkārtoti lietojamu kosmosa kuģi, kas tiek palaists orbītā, izmantojot nesējraķeti, un atgriežas uz Zemes, neizmantojot spārnus. Visveiksmīgākā šāda veida attīstība ir SpaceX Dragon.
Kravas kuģis SpaceX Dragon (CRS-1 misija) netālu no SKS. NASA fotogrāfija
Darbs pie Dragon projekta tika uzsākts 2006. gadā un tika veikts COTS programmas ietvaros. Projekta mērķis bija izveidot kosmosa kuģi ar vairāku palaišanas un atgriešanās iespēju. Pirmā projekta versija ietvēra transporta kuģa izveidi, un nākotnē uz tā pamata bija plānots izstrādāt pilotējamu modifikāciju. Līdz šim Dragon "kravas automašīnas" versijā ir parādījis noteiktus rezultātus, savukārt kuģa pilotētās versijas paredzamie panākumi laika gaitā nemitīgi mainās.
Pirmais transporta kuģa Dragon demonstrācijas palaišana notika 2010. gada beigās. Pēc visām nepieciešamajām izmaiņām NASA pasūtīja šādas ierīces pilnvērtīgu palaišanu, lai nogādātu kravas Starptautiskajā kosmosa stacijā. 2012. gada 25. maijā pūķis veiksmīgi piestāja pie SKS. Nākotnē tika veiktas vairākas jaunas palaišanas, piegādājot preces orbītā. Palaišana 2017. gada 3. jūnijā kļuva par vissvarīgāko programmas posmu. Pirmo reizi programmas vēsturē remontētais kuģis tika palaists no jauna. Decembrī kosmosā devās vēl viens kosmosa kuģis, kas jau lidoja uz SKS. Ņemot vērā visus testus, Dragon produkti līdz šim ir veikuši 15 lidojumus.
2014. gadā SpaceX paziņoja par daudzsološo pilotējamo kosmosa kuģi Dragon V2. Tika apgalvots, ka šī ierīce, kas ir esošās kravas automašīnas attīstība, spēs nogādāt orbītā vai atgriezties mājās līdz septiņiem astronautiem. Tāpat tika ziņots, ka nākotnē jauno kuģi varētu izmantot, lai lidotu ap Mēnesi, tostarp ar tūristiem uz klāja.
Kā tas bieži notiek ar SpaceX projektiem, Dragon V2 projekta laika skala ir mainījusies vairākas reizes. Tātad, aizkavēšanās dēļ ar iespējamo pārvadātāju Falcon Heavy, pirmo pārbaužu datums tika pārcelts uz 2018. gadu, un pirmais apkalpotais lidojums pamazām "aizlidoja" līdz 2019. gadam. Visbeidzot, pirms dažām nedēļām attīstības uzņēmums paziņoja par savu nodomu atteikties no jaunā "Dragon" sertifikācijas pilotējamiem lidojumiem. Nākotnē šādus uzdevumus paredzēts atrisināt, izmantojot atkārtoti neizmantojamo BFR sistēmu.
Transporta kosmosa kuģis Dragon ir kopējais garums 7,2 m ar diametru 3,66 m. Sausais svars ir 4,2 tonnas. Tas spēj nogādāt SKS 3,3 tonnas smago kravu un atdot līdz 2,5 tonnām kravas. Lai uzņemtu noteiktas kravas, tiek piedāvāts izmantot noslēgtu nodalījumu ar tilpumu 11 kubikmetru un bez spiediena 14 kubikmetru tilpumu. Neaizzīmogotais nodalījums nolaišanās laikā tiek nomests un izdeg atmosfērā, bet otrais kravas tilpums atgriežas uz Zemes un veic izpletņa nosēšanos. Lai koriģētu orbītu, kosmosa kuģis ir aprīkots ar 18 Draco tipa dzinējiem. Sistēmu efektivitāti nodrošina saules paneļu pāris.
Izstrādājot "Dragon" pilotējamo versiju, tika izmantotas noteiktas bāzes transporta kuģa vienības. Tajā pašā laikā aizzīmogotais nodalījums bija ievērojami jāpārstrādā, lai atrisinātu jaunas problēmas. Ir mainījušies arī daži citi kuģa elementi.
Lockheed martin orion
2006. gadā NASA un Lockheed Martin vienojās izveidot daudzsološu atkārtoti lietojamu kosmosa kuģi. Projekts tika nosaukts pēc viena no spožākajiem zvaigznājiem - Oriona. Desmitgades mijā, pēc daļas darba pabeigšanas, ASV vadība ierosināja atteikties no šī projekta, taču pēc ilgiem strīdiem tas tika izglābts. Darbs tika turpināts un līdz šim ir devis zināmus rezultātus.
Mākslinieka redzētais perspektīvais kuģis Orion. NASA zīmējums
Saskaņā ar sākotnējo koncepciju kuģis Orion bija paredzēts izmantot dažādās misijās. Ar tās palīdzību tai vajadzēja nogādāt preces un cilvēkus Starptautiskajā kosmosa stacijā. Ar atbilstošu aprīkojumu viņš varēja doties uz Mēnesi. Tika arī izstrādāta iespēja lidot uz kādu no asteroīdiem vai pat uz Marsu. Tomēr šādu problēmu risinājums tika attiecināts uz tālu nākotni.
Saskaņā ar pēdējās desmitgades plāniem pirmajai Orion testa palaišanai bija jānotiek 2013. gadā. 2014. gadam viņi plānoja sākt ar astronautiem. Lidojumu uz Mēnesi varēja veikt līdz desmitgades beigām. Pēc tam grafiks tika koriģēts. Pirmais bezpilota lidojums tika pārcelts uz 2014. gadu, bet apkalpes locekļi - uz 2017. gadu. Mēness misijas tika atliktas uz divdesmitajiem gadiem. Līdz šim apkalpes lidojumi ir pārcelti uz nākamo desmitgadi.
2014. gada 5. decembrī notika pirmā Orion testa palaišana. Kosmosa kuģis ar lietderīgās slodzes simulatoru tika palaists orbītā ar nesējraķeti Delta IV. Dažas stundas pēc palaišanas viņš atgriezās uz Zemes un izšļakstījās noteiktā apgabalā. Jaunas palaišanas iespējas vēl nav veiktas. Tomēr Lockheed Martin un NASA speciālisti nesēdēja dīkstāvē. Dažu pēdējo gadu laikā ir uzbūvēti vairāki prototipi, lai veiktu noteiktus testus sauszemes apstākļos.
Tikai pirms dažām nedēļām tika uzsākta pirmā Orion apkalpes lidojuma būvniecība. Tās atklāšana paredzēta nākamgad. Uzdevums kosmosa kuģi palaist orbītā tiks uzticēts daudzsološajai nesējraķetei Space Launch System. Nepabeigtā darba pabeigšana parādīs patiesās perspektīvas visam projektam.
Projekts Orion paredz būvēt kuģi, kura garums ir aptuveni 5 m un diametrs ir aptuveni 3,3 m. Šī aparāta raksturīga iezīme ir liels iekšējais tilpums. Neskatoties uz nepieciešamā aprīkojuma un instrumentu uzstādīšanu, aizzīmogotā nodalījuma iekšpusē paliek nedaudz mazāk par 9 kubikmetriem brīvas vietas, kas ir piemērota noteiktu ierīču, tostarp apkalpes sēdekļu, uzstādīšanai. Kuģis varēs uzņemt līdz sešiem astronautiem vai konkrētu kravu. Kuģa kopējā masa noteikta 25,85 tonnas.
Suborbitālās sistēmas
Šobrīd tiek īstenotas vairākas interesantas programmas, kas neparedz lietderīgās kravas palaišanu Zemes orbītā. Vairāku amerikāņu kompāniju iespējamie iekārtu modeļi varēs veikt tikai suborbitālus lidojumus. Šo paņēmienu paredzēts izmantot dažiem pētījumiem vai kosmosa tūrisma attīstībai. Šāda veida jauni projekti netiek aplūkoti pilnvērtīgas kosmosa programmas izstrādes kontekstā, bet tomēr tie rada zināmu interesi.
Suborbitāls transportlīdzeklis SpaceShipTwo zem nesējlidmašīnas White Knight Two spārna. Fotoattēls Virgin Galactic / virgingalactic.com
SpaceShipOne un SpaceShipTwo projekti no Scale Composites un Virgin Galactic piedāvā būvēt kompleksu, kas sastāv no pārvadātāja lidmašīnas un orbītas lidmašīnas. Kopš 2003. gada abu veidu iekārtas ir veikušas ievērojamu skaitu testa lidojumu, kuru laikā tika pārbaudītas dažādas konstrukcijas īpatnības un darba metodes. Paredzams, ka SpaceShipTwo tipa kosmosa kuģis spēs uzņemt līdz sešiem tūristu pasažieriem un pacelt tos vismaz 100-150 km augstumā, t.i. virs kosmosa apakšējās robežas. Pacelšanās un nosēšanās jāveic no "tradicionālā" lidlauka.
Blue Origin kopš pēdējās desmitgades vidus strādā pie citas suborbitālas kosmosa sistēmas versijas. Viņa ierosina veikt šādus lidojumus, izmantojot nesējraķetes un kuģa saišķi, līdzīgi kā citās programmās. Turklāt gan raķetei, gan kuģim jābūt atkārtoti izmantojamam. Kompleksam tika dots nosaukums New Shepard. Kopš 2011. gada jauna tipa raķetes un kuģi regulāri veic testa lidojumus. Tai jau ir izdevies nosūtīt kosmosa kuģi vairāk nekā 110 km augstumā, kā arī nodrošināt gan kosmosa kuģa, gan nesējraķetes drošu atgriešanos. Nākotnē New Shepard sistēmai vajadzētu būt vienam no jauninājumiem kosmosa tūrisma jomā.
Atkārtoti izmantojama nākotne
Trīs gadu desmitus, kopš pagājušā gadsimta astoņdesmito gadu sākuma, kosmosa transporta sistēmas / kosmosa kuģu komplekss ir bijis galvenais līdzeklis cilvēku un preču nogādāšanai orbītā NASA arsenālā. Sakarā ar morālo un fizisko novecošanos, kā arī saistībā ar neiespējamību iegūt visus vēlamos rezultātus, autobusu darbība tika pārtraukta. Kopš 2011. gada ASV nav ekspluatējamu atkārtoti lietojamu kuģu. Turklāt, lai gan viņiem nav sava apkalpota transportlīdzekļa, kā rezultātā astronautiem ir jālido ar ārvalstu tehnoloģijām.
Neskatoties uz kosmosa transporta sistēmas darbības pārtraukšanu, amerikāņu astronautika neatstāj ideju par atkārtoti izmantojamiem kosmosa kuģiem. Šī tehnika joprojām rada lielu interesi, un to var izmantot visdažādākajās misijās. Šobrīd NASA un vairākas komerciālas organizācijas vienlaikus izstrādā vairākus daudzsološus kosmosa kuģus - gan orbītas lidmašīnas, gan sistēmas ar kapsulām. Šobrīd šie projekti atrodas dažādos posmos un parāda dažādus panākumus. Jau tuvākajā laikā, ne vēlāk kā divdesmito gadu sākumā, lielākā daļa jauno notikumu sasniegs izmēģinājuma vai pilnvērtīgu lidojumu stadiju, kas ļaus atkārtoti izskatīt situāciju un izdarīt jaunus secinājumus.
