25. mája tohto roku, zhruba o šiestej hodine večer moskovského času, sa uskutočnilo prvé dokovanie Medzinárodnej vesmírnej stanice a vesmírnej lode SpaceX Dragon vyvinutej súkromnou spoločnosťou. Táto udalosť spôsobila veľa chvály a najtrúfalejších predpokladov o budúcnosti svetovej astronautiky. Podľa názoru väčšiny špecialistov a amatérov v tejto oblasti ľudskej činnosti mu príťažlivosť súkromných financií a úsilie o astronautiku poskytne vynikajúci impulz. Treba poznamenať, že takéto výmysly chodia po svete už desať rokov, ak nie viac. Ale práve vypustenie nákladného auta Dragon na obežnú dráhu s následným dokovaním sa stalo udalosťou, ktorá z jednoduchých odhadov urobila veľmi realistické verzie. Vo svetle tejto zmeny názorov môžeme očakávať úspešné dokončenie ďalších komerčných projektov v oblasti astronautiky.
SpaceShipOne
Úplne prvý súkromný projekt vesmírnych lodí SpaceShipOne bol postavený spoločnosťou Scaled Compositer LLS od konca deväťdesiatych rokov. Pokračoval vývoj tohto zariadenia pre suborbitálne lety, vrátane účasti v súťaži o cenu X Ansari. Aby nové zariadenie dostalo to druhé, muselo vykonať dva suborbitálne lety v priebehu dvoch týždňov a vrátiť sa na Zem.
Vzhľadom na zvláštnosti navrhovaného letového kurzu získal SpaceShipOne charakteristický vzhľad. Aerodynamicky je to lietadlo bez ocasu s vertikálnymi kýlmi predĺženými dozadu. Navyše, na rozdiel od drvivej väčšiny ostatných bezchvostých kýlov majú horizontálne perie. Táto skutočnosť naraz spôsobila veľa vzrušenia pre ľudí, ktorí sa pokúšajú zaradiť SpaceShipOne do existujúcej klasifikácie rozloženia. Do zadného trupu bol umiestnený špeciálne navrhnutý hybridný raketový motor. Malé rozmery a požiadavky na ťah motora s plynovou turbínou sa stali dôvodom pre hľadanie nového neštandardného paliva. V dôsledku toho bol zvolený palivový pár polybutadién - oxid dusičitý. Polybutadiénový blok je umiestnený v spaľovacej komore a pri naštartovaní motora sa do komory privádza oxidačné činidlo.
Okrem neobvyklej elektrárne lode je zaujímavý aj priebeh jej letu. Vzlet z konvenčnej dráhy dostatočnej dĺžky sa vykonáva pomocou špeciálne navrhnutého lietadla WhiteKnight. Lietadlo pôvodného návrhu zdvihne kozmickú loď do výšky 14 kilometrov, po ktorej dôjde k odpojeniu. SpaceShipOne lietajúci zotrvačnosťou navyše dosiahne požadovaný uhol nábehu a jeho pilot naštartuje motor. Do jednej minúty poskytuje malý hybridný raketový motor ťah rádovo 7500 kgf. Počas akcelerácie dosahuje suborbitálne vozidlo rýchlosť o niečo väčšiu ako M = 3, čo na vstup na obežnú dráhu zjavne nestačí. Napriek tomu je po vypnutí motora vo výške asi 50 kilometrov rýchlosť vozidla dostatočná na pokračovanie letu po balistickej trajektórii. Zo zotrvačnosti sa SpaceShipOne zdvihne do svojej maximálnej letovej výšky - asi 100 kilometrov - kde sú tri minúty. Potom, čo sa ukáže, že rýchlosť lode je nedostatočná na to, aby mohla byť aj naďalej vo vesmíre, začína zostup. Je zaujímavé, že na začiatku zostupu sa zadná časť krídel aparátu spolu s kýlmi a na ňom nainštalovanými stabilizátormi dvíha nahor o výrazný uhol. Deje sa to za účelom zvýšenia odporu vzduchu a zníženia rýchlosti klesania. Vo výške 17 kilometrov sa krídla vrátia do pôvodnej polohy a SpaceShipOne plánuje pristátie na letisku.
Prvý skúšobný let suborbitálneho vozidla sa uskutočnil 20. mája 2003. Potom WhiteKnight zdvihol prototyp lode do výšky viac ako 14 kilometrov. O viac ako rok neskôr sa uskutočnili dva lety s posádkou, ktoré priniesli tvorcom projektu zaslúženú slávu a cenu fondu X-Prize. 29. septembra 2004 pilot M. Melville priviedol skúsený SpaceShipOne do nadmorskej výšky 102, 93 kilometrov. Len o päť dní neskôr vykonal pilot B. Binney druhý platný výstup do vesmíru, dosiahol 112 kilometrov. Za dva suborbitálne lety s posádkou počas dvoch týždňov (vlastne jeden) získal Scaled Compositer LLS ocenenie desať miliónov dolárov.
Vesmírna loď dva
Projekt SpaceShip One bol nepochybne úspešný a úspešný. Ale iba tri miesta v kokpite spôsobili, že obchodné perspektívy tohto projektu boli veľmi pochybné. Bolo potrebné výrazne zrevidovať dizajn, aby sa nosnosť lode dostala do úspešnejšej podoby. Za týmto účelom, takmer bezprostredne po obdržaní ceny Ansari X, začal Scaled Compositer LLS nový projekt - SpaceShipTwo (SS2).
Konštrukcia druhej verzie „Space Spike“je do istej miery podobná tej prvej. Nové požiadavky na nosnosť však nemohli ovplyvniť len usporiadanie. Bolo teda potrebné zmeniť veľkosť trupu, zmeniť jeho usporiadanie a zmeniť polohu krídla. Na rozdiel od horného krídla SpaceShipOne je SS2 dolnoplošník: jeho krídlo je pripevnené k spodnej časti trupu. Toto sa uskutočnilo s cieľom zlepšiť letový výkon v hustých vrstvách atmosféry a zvýšiť tepelný odpor počas zostupu. Nakoniec sa zmenil tvar kíl a stabilizátorov. Pokiaľ ide o systém zdvíhania krídel, tento spôsob zníženia rýchlosti klesania bol úplne úspešný a prijateľný na použitie v novom projekte. Podobná vec sa stala s typom pohonného systému, hoci zmena parametrov hmotnosti a veľkosti zariadenia si vyžiadala vývoj nového plynového motora.
Letový postup SpaceShipTwo je vo všeobecnosti podobný postupu v prvej verzii vozidla. Jediný rozdiel je v type lietadlovej lode - WhiteKnight II bol vyvinutý pre SS2, ktorý má iné rozloženie trupu a nové prúdové motory. Podľa hlavného konštruktéra projektu B. Rutana je SS2 schopný stúpať do nadmorskej výšky 300 kilometrov, aj keď v praxi tieto údaje ešte nie sú potvrdené.
Testovanie rôznych podprogramov projektu SpaceShipTwo nebolo ani zďaleka jednoduché. Nový dizajn zariadenia teda tiež potreboval novú tepelnú ochranu. Najnáročnejšia práca však zahŕňala nový, výkonnejší hybridný motor. 26. júla 2007 sa v testovacom stredisku na letisku Mojave pri testoch motora stala tragédia. Nádrž so 4,5 tonami okysličovadla nevydržala tlak a explodovala. Roztrúsené kovové úlomky zabili troch ľudí a ďalší traja boli zranení rôznej závažnosti. Našťastie sa zraneným dostalo potrebnej pomoci včas a o niekoľko týždňov sa mohli vrátiť do aktívneho života.
Prvý testovací let prvého prototypu SS2, ktorý dostal vlastné meno VSS Enterprise, sa uskutočnil 22. marca 2010. Rovnako ako v prípade prvej vesmírnej lode, aj počas tohto letu bola prototypová loď neustále ukotvená k nosnému lietadlu. Nasledujúcich niekoľko mesiacov sme strávili bezobslužným záťahom a kontrolou všetkých palubných systémov. V polovici júla toho istého roku SS2 po prvý raz vzlietol s posádkou na palube. Dvaja piloti opäť skontrolovali činnosť komunikačných, navigačných a riadiacich systémov. O tri mesiace neskôr sa uskutočnilo prvé odpojenie Enterprise, po ktorom nasledoval kĺzavý zostup. Z niektorých finančných a technických dôvodov sa prvý suborbitálny let plánovaný na rok 2011 s prekročením spodnej hranice vesmíru neuskutočnil. Vlani na jeseň museli byť testovacie lety na dobu neurčitú pozastavené. V súčasnej dobe je naplánované obnovenie testovania toto leto.
Zo zrejmých dôvodov je príliš skoro hovoriť o komerčných perspektívach SpaceShipTwo. Testy ešte neboli ukončené a zariadenie sa nikdy nenašlo vo vesmíre. Ale už vedenie developerskej spoločnosti tvrdí, že v blízkej budúcnosti bude postavených päť SS2 a dva WhiteKnight II. V roku 2009 navyše spoločnosť Scaled Compositer LLS ponúkla rezerváciu miest na turistické lety. Požiadali o lístok za 200 tisíc amerických dolárov. Prvý z nich však ani tri roky po začiatku zaznamenávania klientov stále nedokázal vystúpiť do vesmíru.
Spacex drak
Úspešnejší ako SS2 bol projekt Dragon spoločnosti SpaceX. Na rozdiel od programov Scaled Compositer LLS však bol vytvorený s podporou NASA. Okrem toho má aj iné účely. Na rozdiel od čisto turistickej vesmírnej lode, Dragon je návratové vozidlo určené na dodanie užitočného zaťaženia vesmírnym staniciam.
Boli to práve aplikačné vlastnosti, ktoré spôsobili charakteristický vzhľad a štrukturálne členenie dračího aparátu. Skladá sa z dvoch častí - valcového zariadenia - nákladu a nákladu vo forme zrezaného kužeľa. Vnútri lode je pod tlakom 14 kubických metrov a ďalších 10 nie je chránených pred únikom vzduchu. Vesmírna loď sa na obežnú dráhu dostala pomocou nosnej rakety Falcon-9.
Prvý skúšobný let Draka sa uskutočnil 8. decembra 2010. Nosná raketa vzlietla zo štartovacej rampy Kennedyho centra a vyniesla vozidlo na obežnú dráhu. Drak prešiel dvoma obežnými dráhami okolo Zeme a zostúpil. Pristávacia kapsula bola zaplavená v Tichom oceáne, pri americkom pobreží. O rok a pol neskôr - v máji 2012 - sa uskutočnilo prvé plnohodnotné vypustenie draka. Vesmírna loď vynesená na obežnú dráhu sa úspešne priblížila k ISS a pristála k nej. Je pozoruhodné, že z možných šiestich ton užitočného zaťaženia Dragon doručil ISS iba 520 kilogramov. Projektoví manažéri pripisujú tento rozdiel hmotnosti potrebe dodatočného overenia systémov a neochote riskovať veľkú záťaž veľkého významu. Dragon priniesol na ISS to, čo nazývajú voliteľné položky.
V blízkej budúcnosti chce SpaceX dokončiť prijatie všetkých dokumentov potrebných na prevádzku lode. Potom bude možné spustiť plnohodnotnú komerčnú prevádzku. Aj keď, ako sa hovorí v SpaceX, spočiatku ich tvorba bude fungovať výlučne na dodávke nákladu na ISS. Vo vzdialenejšej budúcnosti bude na základe „draka“vytvorená vesmírna loď s posádkou Red Dragon, určená na let na Mars. Rozvoj tejto možnosti je však stále v plienkach.
CST-100
Okrem malých spoločností sa giganti leteckého priemyslu zaoberajú aj tvorbou komerčných vesmírnych lodí. Od roku 2009 Boeing pracuje na projekte CST-100. V zime 2010 sa k vývoju projektu zapojila agentúra NASA, aj keď jej účasťou je pomôcť v oblasti výskumu a prevziať malú časť financií. Cieľom projektu CST-100 je vytvorenie novej vesmírnej lode na vynášanie nákladu a osôb na obežnú dráhu. V budúcnosti by sa aparatúra schopná vypustiť do vesmíru sedem ľudí mala stať do istej miery nástupcom raketoplánu.
Zo zrejmých dôvodov sú technické detaily projektu do značnej miery neznáme. Napriek tomu odborníci spoločnosti Boeing už zverejnili niektoré nuansy budúcej kozmickej lode. S celkovou hmotnosťou asi 10 ton a priemerom trupu až 4,5 metra bude na obežnú dráhu dopravený pomocou nosnej rakety Atlas V. Zostup sa plánuje uskutočniť rovnakou metódou, akú používa Dragon alebo Ruský Sojuz. Na základe CST-100 sa plánuje vytvorenie niekoľkých vozidiel na rôzne účely určených na vypustenie nákladu a osôb do vesmíru.
V súčasnej dobe sa testujú rôzne systémy a súčiastky budúcej lode. Prvý let CST-100 je naplánovaný na rok 2015. Celkovo sa v 15. ročníku plánuje vykonať tri štarty. Počas prvého bude vesmírna loď vynesená na obežnú dráhu v automatickom režime. Potom sa druhá kozmická loď bez posádky zúčastní testov záchranného systému a až v treťom lete budú na palube lietadla CST-100 ľudia. Komerčné využitie novej kozmickej lode sa začne až v roku 2016 za predpokladu, že pri testovaní nebudú žiadne väčšie problémy.
Tycho brahe
Všetky vyššie popísané projekty majú jednu vec spoločnú. Vyvíjajú ich pomerne veľké organizácie. Ako sa ukazuje, firma nemusí byť tou, ktorá sa zúčastňuje súkromných vesmírnych pretekov. Návrhársku kanceláriu Copenhagen Suborbitals teda tvoria iba dvaja ľudia - Christian von Bengtson a Peter Madsen. Pomáha im 17 nadšencov, ktorí sa podieľajú na montáži všetkých súčastí projektu. Vesmírny program „Tycho Brahe“je pomenovaný po dánskom astronómovi renesancie. Cieľom projektu pomenovaného po astronómovi je konštrukcia rakety a vesmírneho komplexu pre suborbitálne lety.
Komplex Tycho Brahe pozostáva z raketometu spojeného s nosným raketom HEAT-1X a kapsuly s posádkou MSC (MicroSpaceCraft). Raketa s hybridným motorom má na túto triedu technológií neobvyklé rozmery. HEAT-1X má teda priemer iba 25 palcov (64 centimetrov). Je ľahké uhádnuť, že obytná kapsula je tiež malá. Kapsula MSC je uzavretá trubica so skleneným nosom. Podľa koncepcie konštruktérov by kapsula mala byť vypustená do výšky asi 100 kilometrov pomocou rakety. V záverečnej fáze letu sa raketa spolu s kapsulou uvedie do pohybu po balistickej dráhe. Zostup sa má vykonávať pomocou aerodynamických bŕzd, padáka a množstva ďalšieho vybavenia. Vzhľadom na malé rozmery zostupového vozidla existujú vážne pochybnosti o uskutočniteľnosti bezpečného zostupu.
Prvé spustenie rakety s simulátorom hmotnosti a veľkosti človeka bolo naplánované na 5. septembra 2010. Zrušené bolo niekoľko hodín pred určeným časom. Pri jednej z posledných kontrol systémov sa ukázalo, že sú problémy s ohrevom prívodného ventilu okysličovadla. Vzhľadom na špecifiká projektu sa vykurovanie tejto časti muselo vykonávať pomocou bežného domáceho sušiča vlasov, dokonca aj výkonného. Vylepšenia sa natiahli až do začiatku júna minulého roka. Potom však nastali problémy, tentoraz so zapaľovacím systémom. Našťastie to bolo rýchlo napravené a 3. júna raketa HEAT-1X konečne zdvihla MSC do vzduchu. Podľa letového plánu mala raketa vystúpiť do výšky asi 2, 8 kilometra a potom zhodiť kapotáž a modul MSC. Ten posledný musel ísť dole padákom. Výstup do konštrukčnej výšky a streľba modulu s atrapou boli úspešné. Linky pristávacieho padáka sa ale zamotali. Zariadenie spadlo do Baltského mora.
Po prvej testovacej prevádzke dospel personál kodanských suborbitálov k záveru, že je potrebných veľa vylepšení. Vlastne presne to teraz robia všetky dve desiatky nadšencov. Zdá sa, že Tycho Brahe má veľa nevýhod. Tento predpoklad podporuje skutočnosť, že rok po prvom nie celkom úspešnom lete komplexu autori projektu nijako neponáhľajú zdieľať informácie o dátume ďalšieho spustenia. Je zrejmé, že skupina podnikavých občanov zatiaľ nevie svoj vývoj pripomenúť. Tycho Brahe je však v súčasnosti jediným európskym projektom súkromného vesmíru, ktorý sa dokonca dostal do fázy testovania.
