W 2011 roku Stany Zjednoczone przestały obsługiwać kompleks Space Transportation System z wahadłowcem kosmicznym wielokrotnego użytku, w wyniku czego rosyjskie statki z rodziny Sojuz stały się jedynym sposobem dostarczania astronautów na Międzynarodową Stację Kosmiczną. W ciągu najbliższych kilku lat sytuacja ta będzie się utrzymywać, a potem oczekuje się, że nowe statki będą w stanie konkurować z Sojuzami. Nowe osiągnięcia w dziedzinie astronautyki załogowej powstają zarówno w naszym kraju, jak i za granicą.
Federacja Rosyjska"
W ciągu ostatnich dziesięcioleci rosyjski przemysł kosmiczny podjął kilka prób stworzenia obiecującego załogowego statku kosmicznego, który mógłby zastąpić Sojuz. Jednak projekty te nie przyniosły jeszcze oczekiwanych rezultatów. Najnowszą i najbardziej obiecującą próbą zastąpienia Sojuz jest projekt Federacji, który proponuje budowę systemu wielokrotnego użytku w realizacji załogowej i towarowej.
Modele statku Federacji. Zdjęcia Wikimedia Commons
W 2009 roku firma Energia Rocket and Space Corporation otrzymała zamówienie na zaprojektowanie statku kosmicznego oznaczonego jako „Zaawansowany System Transportu Załogowego”. Nazwa „Federacja” pojawiła się dopiero kilka lat później. Do niedawna RSC Energia zajmowała się opracowywaniem wymaganej dokumentacji. Budowa pierwszego statku nowego typu rozpoczęła się w marcu ubiegłego roku. Wkrótce gotowa próbka zacznie testować na stoiskach i placówkach testowych.
Zgodnie z najnowszymi ogłoszonymi planami pierwszy lot kosmiczny Federacji odbędzie się w 2022 roku, a statek kosmiczny wyśle ładunek na orbitę. Pierwszy lot z załogą na pokładzie zaplanowano na 2024 rok. Po przeprowadzeniu wymaganych kontroli statek będzie mógł wykonywać bardziej śmiałe misje. Tak więc w drugiej połowie następnej dekady może nastąpić bezzałogowy i załogowy przelot Księżyca.
Statek kosmiczny, który składa się z zwrotnej kabiny ładunkowo-pasażerskiej wielokrotnego użytku i jednorazowego przedziału silnikowego, może ważyć do 17-19 t. W zależności od celów i ładowności będzie mógł zabrać na pokład do sześciu kosmonautów lub 2 tony ładunku. W drodze powrotnej pojazd zjazdowy może pomieścić do 500 kg ładunku. Wiadomo o rozwoju kilku wersji statku do rozwiązywania różnych problemów. Przy odpowiedniej konfiguracji Federacja będzie mogła wysyłać ludzi lub ładunki na ISS lub samodzielnie pracować na orbicie. Ponadto statek ma być używany w przyszłych lotach na Księżyc.
Orion
Amerykański przemysł kosmiczny, który kilka lat temu został bez promów, wiąże duże nadzieje z obiecującym projektem Orion, będącym rozwinięciem idei zamkniętego programu Constellation. W rozwój tego projektu zaangażowanych było kilka wiodących organizacji, zarówno amerykańskich, jak i zagranicznych. Tak więc Europejska Agencja Kosmiczna jest odpowiedzialna za stworzenie przedziału kruszywa, a Airbus zbuduje takie produkty. Amerykańską naukę i przemysł reprezentują NASA i Lockheed Martin.
Model statku Orion. Zdjęcie autorstwa NASA
Projekt Orion w obecnej formie został uruchomiony w 2011 roku. Do tego czasu NASA zdołała ukończyć część prac nad programem Constellation, ale musiała zostać porzucona. Pewne zmiany zostały przeniesione z tego projektu do nowego. Już 5 grudnia 2014 roku amerykańskim specjalistom udało się przeprowadzić pierwszy testowy start obiecującego statku kosmicznego w konfiguracji bezzałogowej. Nie przeprowadzono jeszcze żadnych nowych uruchomień. Zgodnie z ustalonymi planami autorzy projektu muszą dokończyć niezbędne prace, a dopiero potem będzie można rozpocząć nowy etap testów.
Według aktualnych planów nowy lot statku kosmicznego Orion w konfiguracji ciężarówki kosmicznej odbędzie się dopiero w 2019 roku, po pojawieniu się systemu Space Launch System. Bezzałogowa wersja statku kosmicznego będzie musiała pracować z ISS, a także latać wokół Księżyca. Astronauci będą na pokładzie Oriona od 2023 roku. Długie loty załogowe planowane są na drugą połowę przyszłej dekady, w tym loty z przelotem wokół Księżyca. W przyszłości nie wyklucza się możliwości wykorzystania systemu Orion w programie marsjańskim.
Statek o maksymalnej masie startowej 25,85 tony otrzyma szczelny przedział o objętości niespełna 9 metrów sześciennych, co pozwoli mu przewozić wystarczająco duży ładunek lub ludzi. Na orbitę Ziemi będzie można dostarczyć do sześciu osób. Załoga księżycowa będzie ograniczona do czterech astronautów. Modyfikacja ładunku statku podniesie do 2-2,5 tony z możliwością bezpiecznego zwrotu mniejszej masy.
CST-100 Starliner
Jako alternatywę dla statku kosmicznego Orion można rozważyć CST-100 Starliner, opracowany przez Boeinga w ramach programu NASA Commercial Crew Transportation Capability. Projekt przewiduje stworzenie załogowego statku kosmicznego zdolnego do dostarczenia kilku osób na orbitę i powrotu na Ziemię. Ze względu na szereg cech konstrukcyjnych, w tym związanych z jednorazowym wykorzystaniem technologii, planowane jest jednoczesne wyposażenie statku w siedem miejsc dla astronautów.
CST-100 znajduje się na orbicie, na razie tylko w opinii artysty. Rysunek NASA
Starliner został założony od 2010 roku przez Boeing i Bigelow Aerospace. Projekt trwał kilka lat, aw połowie tej dekady zaplanowano przeprowadzenie pierwszego wodowania nowego statku. Niemniej jednak, ze względu na pewne trudności, start testu był kilkakrotnie przekładany. Zgodnie z niedawną decyzją NASA, pierwszy start statku kosmicznego CST-100 z ładunkiem na pokładzie powinien nastąpić w sierpniu tego roku. Ponadto Boeing otrzymał w listopadzie zezwolenie na lot załogowy. Wygląda na to, że obiecujący statek będzie gotowy do testów w najbliższej przyszłości, a nowe zmiany w harmonogramie nie będą już potrzebne.
Starliner różni się od innych projektów obiecujących załogowych statków kosmicznych rozwoju amerykańskiego i zagranicznego skromniejszymi celami. Zgodnie z zamysłem twórców statek ten będzie musiał dostarczać ludzi na ISS lub inne obiecujące stacje, które są obecnie opracowywane. Loty poza orbitę Ziemi nie są planowane. Wszystko to zmniejsza wymagania dla statku, a w rezultacie pozwala osiągnąć znaczne oszczędności. Niższe koszty projektu i mniejsze koszty wysyłki astronautów mogą być dobrą przewagą konkurencyjną.
Cechą charakterystyczną okrętu CST-100 są jego dość duże rozmiary. Kapsuła mieszkalna będzie miała średnicę nieco ponad 4,5 m, a całkowita długość statku przekroczy 5 m. Całkowita masa to 13 t. Należy zauważyć, że duże wymiary zostaną wykorzystane do uzyskania maksymalnej objętości wewnętrznej. Opracowano szczelny przedział o objętości 11 metrów sześciennych, aby pomieścić sprzęt i ludzi. Dla astronautów będzie można zainstalować siedem krzeseł. Pod tym względem statek Starliner – jeśli uda mu się wejść do eksploatacji – może stać się jednym z liderów.
Smok v2
Kilka dni temu NASA wyznaczyła również terminy nowych lotów testowych statków kosmicznych ze SpaceX. Tak więc pierwszy testowy start załogowego statku kosmicznego typu Dragon V2 zaplanowano na grudzień 2018 roku. Ten produkt jest przeprojektowaną wersją istniejącej „ciężarówki” Dragona zdolnej do przewożenia ludzi. Rozwój projektu rozpoczął się dawno temu, ale dopiero teraz zbliża się do testów.
Czas prezentacji makiety statku Dragon V2 dj. Zdjęcie autorstwa NASA
Projekt Dragon V2 zakłada zastosowanie przeprojektowanej ładowni przystosowanej do przewozu osób. W zależności od wymagań klienta taki statek będzie mógł przenieść na orbitę do siedmiu osób. Podobnie jak poprzednik, nowy „Smok” będzie wielokrotnego użytku i będzie mógł wykonywać nowe loty po drobnych naprawach. Rozwój projektu trwa już od kilku lat, ale testy jeszcze się nie rozpoczęły. Tylko w sierpniu 2018 roku SpaceX po raz pierwszy wystrzeli Dragon V2 w kosmos; ten lot odbędzie się bez astronautów na pokładzie. Pełny lot załogowy, zgodnie z zaleceniami NASA, zaplanowano na grudzień.
SpaceX jest znany ze swoich odważnych planów dotyczących każdego obiecującego projektu, a załogowy statek kosmiczny nie jest wyjątkiem. Początkowo Dragon V2 ma być używany tylko do wysyłania ludzi na ISS. Możliwe jest również wykorzystanie takiego statku w niezależnych misjach orbitalnych trwających nawet kilka dni. W odległej przyszłości planowane jest wysłanie statku na Księżyc. Co więcej, z jego pomocą chcą zorganizować nową „trasę” turystyki kosmicznej: pojazdy z pasażerami na zasadach komercyjnych będą latać wokół Księżyca. Jednak wszystko to wciąż jest kwestią odległej przyszłości, a sam statek nie zdążył nawet przejść wszystkich niezbędnych testów.
Przy średniej wielkości Dragon V2 ma zamkniętą komorę o objętości 10 metrów sześciennych i komorę 14 metrów sześciennych bez uszczelnienia. Według firmy deweloperskiej, będzie w stanie dostarczyć na ISS nieco ponad 3,3 tony ładunku i zwrócić na Ziemię 2,5 tony. W konfiguracji załogowej proponuje się zainstalowanie w kokpicie siedmiu miejsc postojowych. W ten sposób nowy „Smok” będzie mógł przynajmniej nie ustępować konkurentom pod względem nośności. Proponuje się uzyskanie korzyści ekonomicznych poprzez wykorzystanie wielokrotnego użytku.
Indie statek kosmiczny
Wraz z wiodącymi krajami przemysłu kosmicznego inne państwa próbują stworzyć własne wersje załogowych statków kosmicznych. Tak więc w niedalekiej przyszłości może nastąpić pierwszy lot obiecującego indyjskiego statku kosmicznego z astronautami na pokładzie. Indyjska Organizacja Badań Kosmicznych (ISRO) pracuje nad własnym projektem statku kosmicznego od 2006 roku i wykonała już część wymaganych prac. Z jakiegoś powodu projekt ten nie otrzymał jeszcze pełnego oznaczenia i nadal jest znany jako „statek kosmiczny ISRO”.
Obiecujący indyjski statek i jego przewoźnik. Rysunek Timesofindia.indiatimes.com
Według znanych danych nowy projekt ISRO przewiduje budowę stosunkowo prostego, kompaktowego i lekkiego pojazdu załogowego, podobnego do pierwszych statków obcych krajów. W szczególności istnieje pewne podobieństwo do amerykańskiej technologii rodziny Mercury. Część prac projektowych została zakończona kilka lat temu, a 18 grudnia 2014 roku miało miejsce pierwsze wodowanie statku z ładunkiem balastowym. Nie wiadomo, kiedy nowy statek kosmiczny dostarczy pierwszych kosmonautów na orbitę. Harmonogram tego wydarzenia był kilkakrotnie przesuwany i jak dotąd nie ma danych dotyczących tego wyniku.
Projekt ISRO proponuje budowę kapsuły ważącej nie więcej niż 3,7 tony o objętości wewnętrznej kilku metrów sześciennych. Z jego pomocą planowane jest wyniesienie na orbitę trzech kosmonautów. Autonomia jest deklarowana na poziomie tygodnia. Pierwsze misje statku kosmicznego będą związane z przebywaniem na orbicie, manewrowaniem itp. W przyszłości indyjscy naukowcy planują bliźniacze starty ze spotkaniem i dokowaniem statków. Jednak do tego jeszcze daleka droga.
Po opracowaniu lotów na orbitę okołoziemską, Indyjska Organizacja Badań Kosmicznych planuje stworzyć kilka nowych projektów. W planach jest stworzenie statku kosmicznego nowej generacji wielokrotnego użytku, a także załogowe loty na Księżyc, które prawdopodobnie będą realizowane we współpracy z zagranicznymi kolegami.
Projekty i perspektywy
Obiecujące załogowe statki kosmiczne są obecnie tworzone w kilku krajach. W tym przypadku mówimy o różnych warunkach wstępnych pojawienia się nowych statków. Indie zamierzają więc opracować swój pierwszy własny projekt, Rosja ma zastąpić istniejący „Sojuz”, a Stany Zjednoczone potrzebują krajowych statków z możliwością transportu ludzi. W tym drugim przypadku problem ujawnia się na tyle wyraźnie, że NASA jest zmuszona do rozwijania lub towarzyszenia kilku projektom obiecujących technologii kosmicznych jednocześnie.
Pomimo różnych warunków tworzenia, obiecujące projekty prawie zawsze mają podobne cele. Wszystkie mocarstwa kosmiczne zamierzają uruchomić nowe załogowe statki kosmiczne, nadające się przynajmniej do lotów orbitalnych. Jednocześnie większość obecnych projektów powstaje z uwzględnieniem realizacji nowych celów. Po wprowadzeniu pewnych ulepszeń niektóre nowe statki będą musiały wyjść z orbity i udać się przynajmniej na Księżyc.
Co ciekawe, większość pierwszych uruchomień nowej technologii zaplanowano na ten sam okres. Od końca tej dekady do połowy lat dwudziestych kilka krajów zamierza przetestować swoje najnowsze osiągnięcia w praktyce. Jeśli osiągnięte zostaną pożądane rezultaty, przemysł kosmiczny zmieni się znacząco do końca następnej dekady. Dodatkowo, dzięki dalekowzroczności twórców nowej technologii, astronautyka będzie mogła nie tylko pracować na orbicie okołoziemskiej, ale także polecieć na Księżyc czy nawet przygotować się do bardziej śmiałych misji.
Obiecujące projekty załogowych statków kosmicznych tworzone w różnych krajach nie osiągnęły jeszcze etapu pełnoprawnych testów i lotów z załogą na pokładzie. Niemniej jednak kilka takich startów odbędzie się już w tym roku i takie loty będą kontynuowane w przyszłości. Rozwój przemysłu kosmicznego trwa i daje pożądane rezultaty.
