Dziś w Stanach Zjednoczonych prace nad stworzeniem nowych statków kosmicznych idą pełną parą. Kilka prywatnych firm realizuje własne projekty w tym obszarze. 14 sierpnia 2019 r. Sierra Nevada Corporation wydała oficjalny komunikat prasowy, zgodnie z którym kosmiczny wahadłowiec towarowy firmy po raz pierwszy wyleci w kosmos w 2021 r. Planuje się wykorzystanie pojazdu nośnego Vulcan jako pojazdu nośnego. Główną różnicą między nowym samolotem kosmicznym Dream Chaser z wahadłowca a radzieckim Buranem będą składane skrzydła, które pozwolą na wystrzelenie statku kosmicznego wewnątrz owiewki pojazdu startowego.
Początkowo nowy samolot kosmiczny Dream Chaser został opracowany w wersji załogowej. Z pomocą wahadłowca Amerykanie spodziewali się dostarczyć swoich astronautów na pokład ISS. Jednak po wypadku podczas pierwszego lotu w 2013 roku we wrześniu następnego roku projekt nie otrzymał niezbędnego dofinansowania od NASA, wypadając z liczby uczestników konkursu Commercial Crew Program, na który kontrakty trafiły SpaceX i Boeing, którzy oferowali swoje wersje odpowiednio załogowych statków kosmicznych Dragon V2 i CST-100 Starliner. Następnie Sierra Nevada Corporation zdecydowała się przejść na stworzenie transportowej wersji wahadłowca. Właśnie w tym charakterze firma okazała się jednym z trzech zwycięzców konkursu Commercial Crew Program 2 na drugą fazę dostaw ISS. W ramach tego programu samoloty kosmiczne Dream Chaser wykonają sześć lotów do Międzynarodowego Stacja Kosmiczna do 2024 roku.
Nie ma wątpliwości, że Sierra Nevada Corporation (SNC) realizuje swój projekt. Dziś SNC, założona w 1963 roku, jest jedną z trzech najbardziej innowacyjnych amerykańskich firm kosmicznych. SNC ma również ugruntowaną pozycję na rynku cywilnym, wojskowym i komercyjnym i jest czołowym dostawcą dla Sił Powietrznych Stanów Zjednoczonych oraz jedną z najszybciej rozwijających się firm w Ameryce.
Sierra Nevada Corporation znalazła zamiennik rakiety Atlas 5 z rosyjskimi silnikami RD-180
Według opublikowanego komunikatu prasowego przedstawiciele amerykańskiej firmy Sierra Nevada Corporation zdecydowali się na pojazd startowy, który zostanie wykorzystany do pierwszych sześciu startów wahadłowca Dream Chaser na Międzynarodową Stację Kosmiczną. Samolot transportowy zostanie wystrzelony za pomocą rakiety Vulcan, nad którą pracuje inna amerykańska firma United Launch Alliance (ULA). Jednocześnie SNC podkreśla, że do wystrzelenia transportowego statku kosmicznego można wykorzystać szeroką gamę konwencjonalnych rakiet, które są już na rynku. Na przykład wcześniej rakieta Atlas 5, na której zainstalowano rosyjski silnik RD-180, była uważana za możliwy nośnik.
Samolot kosmiczny Dream Chaser i pojazd startowy Vulcan
SNC zauważa, że zdecydowali się na ULA ze względu na ścisłą współpracę przy realizacji projektu kosmolotu Dream Chaser, a także z powodu reputacji, jaką cieszy się United Launch Alliance, w szczególności w zakresie bezpieczeństwa lotów i punktualności startów. ULA to wspólne przedsięwzięcie kosmiczne, którego właścicielem są dwaj potentaci amerykańskiego przemysłu – Boeing i Lockheed Martin. Łączna spuścizna tych korporacji w budowie samolotów i eksploracji kosmosu jest ogromna. ULA, która została założona w grudniu 2006 roku, może pochwalić się udanym wystrzeleniem na orbitę ponad 130 satelitów, które zapewniają łączność globalną, obserwację powierzchni Ziemi i rozwiązują różne problemy naukowe.
Do wystrzeliwania różnych ładunków w kosmos ULA wykorzystuje trzy główne typy pojazdów nośnych: Atlas-5, Delta-2 i Delta-4. Co więcej, obie te rodziny pocisków są używane przez Amerykanów od ponad pół wieku. W związku z tym ciężki pojazd nośny Vulcan zastąpi rakietę Atlas-5. Prace nad następcą rakiety Atlas, napędzanej rosyjskim silnikiem RD-180, trwają w Stanach Zjednoczonych od 2014 roku. Nowy projekt rakietowy powstaje w ramach partnerstw publiczno-prywatnych. Według planów pierwszy lot nowego pojazdu nośnego Vulcan powinien odbyć się w kwietniu 2021 roku. W nowej rakiecie na pierwszym etapie pojawią się zasadniczo nowe silniki produkcji amerykańskiej, mówimy o silnikach tlenowo-metanowych BE-4. To właśnie zastosowanie jako paliwa skroplonego gazu ziemnego (metanu) zamiast nafty jest innowacyjną cechą tego silnika rakietowego.
Wiadomo już, że nowy amerykański pojazd startowy Vulcan będzie dwustopniowy. Do wystrzeliwania ciężkich ładunków na orbitę konfiguracja rakiety umożliwia instalację do 6 dopalaczy bocznych półprzewodnikowych. Oczekuje się, że najbardziej ładowna wersja rakiety Vulcan będzie w stanie dostarczyć na orbitę ładunki o masie do 34,9 ton. W tym samym czasie do wysłania Dream Chasera w kosmos zostanie wykorzystana wersja rakiety nośnej z 4 dopalaczami na paliwo stałe, dwoma silnikami umieszczonymi na drugim stopniu i pięciometrową owiewką.
Spaceplane Dream Chaser i jego funkcje
Jeśli nowa amerykańska rakieta jest jeszcze na etapie projektowania i tworzenia pierwszego modelu lotu, który zostanie wystrzelony nie wcześniej niż w 2021 roku, to prace nad statkiem kosmicznym Dream Chaser posunęły się znacznie dalej. Nowy statek kosmiczny inżynierów SNC od dawna znajduje się w fazie testów. Pierwsze testy w locie nowości rozpoczęły się w 2013 roku, chociaż pierwszy lot zakończył się niepowodzeniem urządzenia. Podczas lądowania przednie podwozie nie wysunęło się, a kosmiczny samolot doznał poważnych uszkodzeń. W rezultacie pierwsze udane lądowanie statku kosmicznego na lotnisku miało miejsce dopiero pod koniec 2017 roku.
Według projektu Dream Chaser jest to statek kosmiczny, który powraca na Ziemię, wykonany według schematu samolotu kosmicznego. Tworząc nowy wielozadaniowy pojazd kosmiczny, twórcy wykorzystali rozwiązania konstrukcyjne, które zostały wcześniej zaimplementowane w konstrukcji amerykańskiego statku kosmicznego HL-20 oraz dużej serii jego poprzedników, w tym X-20 Dyna-Sor, Northrop M2-F2, Northrop M2-F3, Northrop HL-10, Martin X-24A i X-24B, z których pierwszy zaczął być testowany już w latach 60. ubiegłego wieku. Początkowo planowano stworzyć załogową wersję statku kosmicznego, mającą dostarczyć na orbitę 2-7 astronautów i ładunek, ale w tej chwili trwają prace nad bezzałogową wersją wahadłowca w wersji cargo.
Nowy statek kosmiczny zapewni możliwość dostarczenia ładunku na niską orbitę okołoziemską, a następnie powrotu do domu. W przeciwieństwie do innych statków kosmicznych, które lądują na spadochronie, nowy statek kosmiczny wyląduje jak samolot na pasie startowym. Wszystkie sześć promów kosmicznych wystrzelonych w ramach programu CRS-2 ma wylądować w Centrum Kosmicznym im. Kennedy'ego na pasie startowym, który został zbudowany jako miejsce dla poprzedniego promu kosmicznego.
Nowy amerykański prom kosmiczny Dream Chaser będzie w stanie dostarczyć na pokład ISS do 5500 kg różnych ładunków, a także zwrócić na Ziemię około 1750 kg ładunku. Dzięki możliwości lądowania na pasie startowym, a nie na morzu, ładunek dostarczony na Ziemię z kosmolotu można bardzo szybko rozładować. Jest to szczególnie ważne w przypadku różnych programów naukowych i jest szczególnie przydatne podczas przeprowadzania eksperymentów biologicznych. Strukturalnie wahadłowiec będzie się składał z dwóch części: samego kosmolotu i zadokowanego do niego dodatkowego modułu serwisowo-ładunkowego, który będzie znajdował się w części rufowej pojazdu. Cechą charakterystyczną Dream Chasera będą składane skrzydła. Takie rozwiązanie techniczne jest niezbędne do umieszczenia okrętu w owiewce dziobowej rakiety, której średnica nie przekracza 5 metrów. Ta metoda wystrzelenia statku kosmicznego na orbitę odróżnia nowy samolot kosmiczny od jego amerykańskiego poprzednika, promu kosmicznego i radzieckiego Burana.
Warto zauważyć, że Związek Radziecki opracował podobny w konstrukcji i sposobie startu statek kosmiczny, znany jako BOR-4 (bezzałogowy samolot rakietowy) lub Kosmos-1374. Był to eksperymentalny bezzałogowy statek kosmiczny, który był pomniejszoną (w przybliżeniu 1: 2) kopią samolotu orbitującego Spiral. W ZSRR w latach 1982–1984 przeprowadzono 6 udanych startów tego statku kosmicznego, w których statek kosmiczny został wystrzelony na różne orbity o wysokości 225 km. Urządzenie, które wyróżnia się niewielkimi rozmiarami, podobnie jak współczesny amerykański samolot kosmiczny Dream Chaser, zostało wystrzelone na orbitę wewnątrz owiewki głowicy rakiety. Testy i eksperymenty przeprowadzone w ZSRR w ramach programu BOR-4 pozwoliły ostatecznie rozwiązać wszystkie istniejące problemy ochrony termicznej „głównej gwiazdy” radzieckiego programu kosmicznego - rakiety orbitalnej Buran.
