Pada 21 Juli 2011, pesawat ruang angkasa Amerika Atlantis melakukan pendaratan terakhirnya, yang mengakhiri program Sistem Transportasi Luar Angkasa yang panjang dan menarik. Untuk sejumlah alasan teknis dan ekonomi, diputuskan untuk menghentikan pengoperasian sistem Pesawat Ulang-alik. Namun demikian, gagasan pesawat ruang angkasa yang dapat digunakan kembali tidak ditinggalkan. Saat ini, beberapa proyek serupa sedang dikembangkan sekaligus, dan beberapa di antaranya telah berhasil menunjukkan potensinya.
Proyek pesawat luar angkasa yang dapat digunakan kembali Space Shuttle mengejar beberapa tujuan utama. Salah satu yang utama adalah mengurangi biaya penerbangan dan persiapan untuk itu. Kemungkinan penggunaan beberapa kapal yang sama secara teori memberikan keuntungan tertentu. Selain itu, penampilan teknis yang khas dari seluruh kompleks memungkinkan untuk secara signifikan meningkatkan dimensi dan berat muatan yang diizinkan. Fitur unik dari STS adalah kemampuan untuk mengembalikan pesawat ruang angkasa ke Bumi di dalam ruang kargonya.
Peluncuran terakhir pesawat ruang angkasa Alantis, 8 Juli 2011 Foto oleh NASA
Namun, selama operasi ditemukan bahwa tidak semua tugas selesai. Jadi, dalam praktiknya, mempersiapkan kapal untuk penerbangan ternyata terlalu lama dan mahal - menurut parameter ini, proyek tidak sesuai dengan persyaratan awal. Dalam sejumlah kasus, pesawat ruang angkasa yang dapat digunakan kembali pada prinsipnya tidak dapat menggantikan kendaraan peluncuran "konvensional". Akhirnya, keusangan moral dan fisik secara bertahap dari peralatan menyebabkan risiko paling serius bagi para kru.
Akibatnya, diputuskan untuk menghentikan pengoperasian Sistem Transportasi Antariksa. Penerbangan ke-135 terakhir terjadi pada musim panas 2011. Empat kapal yang ada dihapuskan dan dipindahkan ke museum karena tidak diperlukan. Konsekuensi paling terkenal dari keputusan semacam itu adalah kenyataan bahwa program luar angkasa Amerika dibiarkan tanpa pesawat ruang angkasa berawaknya sendiri selama beberapa tahun. Hingga saat ini, astronot harus memasuki orbit menggunakan teknologi Rusia.
Selain itu, seluruh planet dibiarkan tanpa sistem yang dapat digunakan kembali untuk jangka waktu yang tidak ditentukan. Namun, langkah-langkah tertentu sudah diambil. Sampai saat ini, perusahaan Amerika telah mengembangkan beberapa proyek pesawat ruang angkasa yang dapat digunakan kembali dari satu jenis atau lainnya. Semua sampel baru, setidaknya, telah diambil untuk pengujian. Di masa mendatang, mereka juga akan dapat memasuki operasi penuh.
Boeing X-37
Komponen utama kompleks STS adalah pesawat orbital. Konsep ini saat ini sedang digunakan dalam proyek Boeing X-37. Kembali di akhir tahun sembilan puluhan, Boeing dan NASA mulai mempelajari topik pesawat ruang angkasa yang dapat digunakan kembali yang mampu berada di orbit dan terbang di atmosfer. Pada awal dekade terakhir, pekerjaan ini mengarah pada dimulainya proyek X-37. Pada tahun 2006, prototipe tipe baru mencapai tes penerbangan dengan jatuh dari pesawat pengangkut.
Pesawat Boeing X-37B dalam fairing kendaraan peluncuran. Foto oleh Angkatan Udara AS
Program tersebut menarik minat Angkatan Udara AS, dan sejak tahun 2006 telah dilaksanakan untuk kepentingan mereka, meskipun dengan beberapa bantuan dari NASA. Menurut data resmi, Angkatan Udara ingin mendapatkan pesawat orbit yang menjanjikan yang mampu meluncurkan berbagai kargo ke luar angkasa atau melakukan berbagai eksperimen. Menurut berbagai perkiraan, proyek X-37B saat ini juga dapat digunakan dalam misi lain, termasuk yang terkait dengan pengintaian atau pekerjaan tempur penuh.
Penerbangan luar angkasa pertama dari pesawat ruang angkasa X-37B terjadi pada tahun 2010. Pada akhir April, kendaraan peluncuran Atlas V meluncurkan kendaraan ke orbit yang telah ditentukan, di mana ia tinggal selama 224 hari. Pendaratan "seperti pesawat terbang" terjadi pada awal Desember tahun yang sama. Pada bulan Maret tahun berikutnya, penerbangan kedua dimulai, yang berlangsung hingga Juni 2012. Pada bulan Desember, peluncuran berikutnya terjadi, dan pendaratan ketiga dilakukan hanya pada bulan Oktober 2014. Dari Mei 2015 hingga Mei 2017, X-37B yang berpengalaman melakukan penerbangan keempatnya. Pada 7 September tahun lalu, uji terbang lain dimulai. Kapan selesainya, tidak ditentukan.
Menurut beberapa data resmi, tujuan penerbangan adalah untuk mempelajari karya teknologi baru di orbit, serta untuk melakukan berbagai eksperimen. Bahkan jika X-37B yang berpengalaman menyelesaikan tugas militer, pelanggan dan kontraktor tidak mengungkapkan informasi tersebut.
Dalam bentuknya saat ini, produk Boeing X-37B adalah pesawat roket dengan penampilan yang khas. Ini dibedakan oleh badan pesawat besar dan bidang tengah. Mesin roket digunakan; kontrol dilakukan secara otomatis atau dengan perintah dari tanah. Menurut data yang diketahui, kompartemen kargo dengan panjang lebih dari 2 m dan diameter lebih dari 1 m disediakan di badan pesawat, yang dapat menampung hingga 900 kg muatan.
Saat ini, X-37B yang berpengalaman berada di orbit dan sedang menyelesaikan tugas yang diberikan. Kapan dia akan kembali ke Bumi tidak diketahui. Informasi tentang kemajuan lebih lanjut dari proyek percontohan juga belum ditentukan. Rupanya, pesan baru tentang pengembangan paling menarik akan muncul tidak lebih awal dari pendaratan prototipe berikutnya.
SpaceDev / Sierra Nevada Dream Chaser
Versi lain dari pesawat orbit adalah pesawat ruang angkasa Dream Chaser dari SpaceDev. Proyek ini dikembangkan sejak tahun 2004 untuk mengikuti program Commercial Orbital Transportation Services (COTS) NASA, namun tidak lolos seleksi tahap pertama. Namun, perusahaan pengembang segera setuju untuk bekerja sama dengan United Launch Alliance, yang siap menawarkan kendaraan peluncuran Atlas V. Pada 2008, SpaceDev menjadi bagian dari Sierra Nevada Corporation, dan segera setelah menerima dana tambahan untuk membuat pesawatnya. Kemudian, ada kesepakatan dengan Lockheed Martin tentang konstruksi bersama peralatan eksperimental.
Dream Chaser pesawat orbital berpengalaman. Foto oleh NASA
Pada Oktober 2013, prototipe terbang Dream Chaser dijatuhkan dari helikopter pengangkut, setelah itu beralih ke penerbangan meluncur dan melakukan pendaratan horizontal. Meskipun kerusakan saat mendarat, prototipe mengkonfirmasi karakteristik desain. Di masa depan, beberapa tes lain dilakukan di tribun. Berdasarkan hasil mereka, proyek itu diselesaikan, dan pada tahun 2016 pembangunan prototipe untuk penerbangan luar angkasa dimulai. Pertengahan tahun lalu, NASA, Sierra Nevada, dan ULA menandatangani perjanjian untuk melakukan dua penerbangan orbital pada 2020-21.
Belum lama ini, pengembang perangkat Dream Chaser mendapat izin untuk diluncurkan pada akhir tahun 2020. Berbeda dengan sejumlah perkembangan modern lainnya, misi luar angkasa pertama kapal ini akan dilakukan dengan muatan nyata. Pesawat ruang angkasa harus mengirimkan kargo tertentu ke Stasiun Luar Angkasa Internasional.
Dalam bentuknya saat ini, pesawat ruang angkasa Sierra Nevada / SpaceDev Dream Chaser yang dapat digunakan kembali adalah pesawat dengan penampilan yang khas, yang secara lahiriah mengingatkan pada beberapa perkembangan Amerika dan asing. Kendaraan ini memiliki panjang total 9 m dan dilengkapi dengan sayap delta dengan rentang 7 m. Untuk kompatibilitas dengan kendaraan peluncuran yang ada, sayap lipat akan dikembangkan di masa depan. Berat lepas landas ditentukan pada 11,34 ton. Dream Chaser akan dapat mengirimkan 5, 5 ton kargo ke ISS dan kembali hingga 2 ton ke Bumi. Turun dari orbit "seperti pesawat terbang" dikaitkan dengan kelebihan beban yang lebih rendah, yang diharapkan berguna untuk pengiriman beberapa peralatan dan sampel dalam eksperimen terpisah.
Naga luar angkasa
Karena sejumlah alasan, gagasan pesawat yang mengorbit saat ini tidak terlalu populer di kalangan pengembang teknologi ruang angkasa baru. Lebih nyaman dan menguntungkan sekarang dianggap sebagai pesawat ruang angkasa yang dapat digunakan kembali dari penampilan "tradisional", yang diluncurkan ke orbit menggunakan kendaraan peluncuran dan kembali ke Bumi tanpa menggunakan sayap. Pengembangan paling sukses dari jenis ini adalah SpaceX's Dragon.
Kapal kargo SpaceX Dragon (misi CRS-1) di dekat ISS. Foto oleh NASA
Pengerjaan proyek Dragon dimulai pada tahun 2006 dan dilaksanakan di bawah program COTS. Tujuan dari proyek ini adalah untuk membuat pesawat ruang angkasa dengan kemungkinan beberapa peluncuran dan pengembalian. Versi pertama proyek melibatkan pembuatan kapal pengangkut, dan di masa depan direncanakan untuk mengembangkan modifikasi berawak atas dasar itu. Sampai saat ini, Dragon dalam versi "truk" telah menunjukkan hasil yang pasti, sedangkan keberhasilan yang diharapkan dari versi kapal berawak terus berubah dalam hal waktu.
Peluncuran demonstrasi pertama kapal pengangkut Naga berlangsung pada akhir 2010. Setelah semua modifikasi yang diperlukan, NASA memerintahkan peluncuran penuh perangkat semacam itu untuk mengirimkan kargo ke Stasiun Luar Angkasa Internasional. Pada 25 Mei 2012, Dragon berhasil merapat ke ISS. Ke depan, beberapa peluncuran baru dilakukan dengan pengiriman barang ke orbit. Peluncuran pada 3 Juni 2017 menjadi tahapan terpenting dari program ini. Untuk pertama kalinya dalam sejarah program, kapal yang diperbaiki diluncurkan kembali. Pada bulan Desember, pesawat ruang angkasa lain pergi ke luar angkasa, sudah terbang ke ISS. Dengan mempertimbangkan semua pengujian, produk Dragon telah melakukan 15 penerbangan hingga saat ini.
Pada tahun 2014, SpaceX mengumumkan pesawat ruang angkasa berawak Dragon V2 yang menjanjikan. Dikatakan bahwa perangkat ini, yang merupakan pengembangan dari truk yang ada, akan mampu mengantarkan ke orbit atau pulang ke rumah hingga tujuh astronot. Dilaporkan juga bahwa di masa depan kapal baru dapat digunakan untuk terbang mengelilingi bulan, termasuk dengan turis di dalamnya.
Seperti yang sering terjadi pada proyek SpaceX, jadwal proyek Dragon V2 telah bergeser beberapa kali. Jadi, karena penundaan dengan dugaan pembawa Falcon Heavy, tanggal tes pertama dipindahkan ke 2018, dan penerbangan berawak pertama secara bertahap "merangkak" ke 2019. Akhirnya, beberapa minggu yang lalu, perusahaan pengembang mengumumkan niatnya untuk meninggalkan sertifikasi "Naga" baru untuk penerbangan berawak. Di masa depan, tugas-tugas seperti itu seharusnya diselesaikan menggunakan sistem BFR yang dapat digunakan kembali, yang belum dibuat.
Pesawat ruang angkasa angkut Dragon memiliki panjang total 7,2 m dengan diameter 3,66 m, berat kering 4,2 ton, mampu mengirimkan muatan seberat 3,3 ton ke ISS dan mengembalikan hingga 2,5 ton kargo. Untuk menampung kargo tertentu, diusulkan untuk menggunakan kompartemen tertutup dengan volume 11 meter kubik dan volume 14 meter kubik tanpa tekanan. Kompartemen yang tidak disegel dijatuhkan saat turun dan terbakar di atmosfer, sementara volume kargo kedua kembali ke Bumi dan melakukan pendaratan parasut. Untuk mengoreksi orbit, pesawat ruang angkasa ini dilengkapi dengan 18 mesin tipe Draco. Efisiensi sistem dipastikan oleh sepasang panel surya.
Dalam pengembangan versi berawak dari "Naga", unit-unit tertentu dari kapal pengangkut dasar digunakan. Pada saat yang sama, kompartemen yang disegel harus dikerjakan ulang secara signifikan untuk memecahkan masalah baru. Beberapa elemen kapal lainnya juga telah berubah.
Lockheed Martin Orion
Pada tahun 2006, NASA dan Lockheed Martin setuju untuk membangun pesawat ruang angkasa yang dapat digunakan kembali. Proyek ini dinamai salah satu rasi bintang paling terang - Orion. Pada pergantian dekade, setelah penyelesaian sebagian pekerjaan, kepemimpinan Amerika Serikat mengusulkan untuk meninggalkan proyek ini, tetapi setelah perselisihan yang panjang, proyek itu diselamatkan. Pekerjaan itu dilanjutkan dan sampai saat ini telah membuahkan hasil tertentu.
Perspektif kapal Orion seperti yang terlihat oleh seniman. menggambar NASA
Sesuai dengan konsep aslinya, kapal Orion akan digunakan dalam misi yang berbeda. Dengan bantuannya, ia seharusnya mengirimkan barang dan orang ke Stasiun Luar Angkasa Internasional. Dengan peralatan yang sesuai, dia bisa pergi ke bulan. Juga, kemungkinan penerbangan ke salah satu asteroid atau bahkan ke Mars sedang dikerjakan. Namun demikian, solusi dari masalah tersebut dikaitkan dengan masa depan yang jauh.
Menurut rencana dekade terakhir, peluncuran uji coba pertama Orion akan dilakukan pada 2013. Untuk 2014, mereka berencana untuk memulai dengan astronot di dalamnya. Penerbangan ke bulan bisa dilakukan hingga akhir dekade. Selanjutnya, jadwal disesuaikan. Penerbangan tak berawak pertama ditunda hingga 2014, dan peluncuran berawak hingga 2017. Misi bulan ditunda hingga dua puluhan. Saat ini, penerbangan berawak telah ditunda ke dekade berikutnya.
Pada tanggal 5 Desember 2014, peluncuran uji pertama Orion berlangsung. Pesawat ruang angkasa dengan simulator muatan diluncurkan ke orbit oleh kendaraan peluncuran Delta IV. Beberapa jam setelah peluncuran, dia kembali ke Bumi dan jatuh di area tertentu. Belum ada peluncuran baru yang dilakukan. Namun, spesialis dari Lockheed Martin dan NASA tidak tinggal diam. Selama beberapa tahun terakhir, sejumlah prototipe telah dibangun untuk melakukan tes tertentu dalam kondisi terestrial.
Hanya beberapa minggu yang lalu, konstruksi Orion pertama untuk penerbangan berawak dimulai. Peluncurannya dijadwalkan tahun depan. Tugas meluncurkan pesawat ruang angkasa ke orbit akan dipercayakan kepada kendaraan peluncuran Sistem Peluncuran Luar Angkasa yang menjanjikan. Penyelesaian pekerjaan yang sedang berlangsung akan menunjukkan prospek nyata untuk keseluruhan proyek.
Proyek Orion menyediakan konstruksi kapal dengan panjang sekitar 5 m dan diameter sekitar 3,3 m Ciri khas peralatan ini adalah volume internal yang besar. Meskipun pemasangan peralatan dan instrumen yang diperlukan, sedikit kurang dari 9 meter kubik ruang kosong tetap ada di dalam kompartemen tertutup, cocok untuk pemasangan perangkat tertentu, termasuk kursi kru. Kapal akan dapat membawa hingga enam astronot atau kargo tertentu. Massa total kapal ditentukan pada 25,85 ton.
Sistem suborbital
Saat ini, beberapa program menarik sedang dilaksanakan yang tidak menyediakan peluncuran muatan ke orbit Bumi. Model peralatan prospektif dari sejumlah perusahaan Amerika hanya akan dapat melakukan penerbangan suborbital. Teknik ini seharusnya digunakan untuk beberapa penelitian atau dalam pengembangan pariwisata luar angkasa. Proyek-proyek baru semacam ini tidak dipertimbangkan dalam konteks pengembangan program luar angkasa yang lengkap, tetapi bagaimanapun, mereka memiliki kepentingan tertentu.
Kendaraan suborbital SpaceShipTwo di bawah sayap pesawat pengangkut White Knight Two. Foto Virgin Galactic / virgingalactic.com
Proyek SpaceShipOne dan SpaceShipTwo dari Scale Composites dan Virgin Galactic mengusulkan pembangunan kompleks yang terdiri dari pesawat pengangkut dan pesawat orbital. Sejak tahun 2003, kedua jenis peralatan tersebut telah melakukan sejumlah besar penerbangan uji, di mana berbagai fitur desain dan metode kerja diuji. Diharapkan pesawat ruang angkasa jenis SpaceShipTwo akan dapat membawa hingga enam penumpang turis dan mengangkatnya ke ketinggian setidaknya 100-150 km, yaitu. di atas batas bawah luar angkasa. Lepas landas dan mendarat harus dilakukan dari lapangan terbang "tradisional".
Blue Origin telah mengerjakan versi lain dari sistem ruang angkasa suborbital sejak pertengahan dekade terakhir. Dia mengusulkan untuk melakukan penerbangan seperti itu menggunakan bundel kendaraan peluncuran dan kapal, mirip dengan yang digunakan dalam program lain. Selain itu, baik roket maupun kapal harus dapat digunakan kembali. Kompleks itu bernama New Shepard. Sejak 2011, rudal dan kapal jenis baru telah secara teratur melakukan penerbangan uji. Itu telah berhasil mengirim pesawat ruang angkasa ke ketinggian lebih dari 110 km, serta untuk memastikan kembalinya pesawat ruang angkasa dan kendaraan peluncuran dengan aman. Ke depan, sistem New Shepard harus menjadi salah satu inovasi di bidang pariwisata antariksa.
Masa depan yang dapat digunakan kembali
Selama tiga dekade, sejak awal tahun delapan puluhan abad terakhir, kompleks Sistem Transportasi Luar Angkasa / Pesawat Ulang-alik telah menjadi kendaraan utama untuk mengantarkan orang dan barang ke orbit di gudang senjata NASA. Karena keusangan moral dan fisik, serta sehubungan dengan ketidakmungkinan untuk mendapatkan semua hasil yang diinginkan, pengoperasian Shuttle dihentikan. Sejak 2011, Amerika Serikat tidak memiliki kapal operasional yang dapat digunakan kembali. Apalagi mereka tidak memiliki kendaraan berawak sendiri, sehingga para astronot harus terbang dengan teknologi asing.
Terlepas dari penghentian pengoperasian Sistem Transportasi Luar Angkasa, para astronot Amerika tidak meninggalkan gagasan tentang pesawat ruang angkasa yang dapat digunakan kembali. Teknik ini masih sangat menarik dan dapat digunakan dalam berbagai macam misi. Saat ini, NASA dan sejumlah organisasi komersial sedang mengembangkan beberapa pesawat luar angkasa yang menjanjikan sekaligus, baik pesawat orbital maupun sistem dengan kapsul. Saat ini, proyek-proyek ini berada pada tahap yang berbeda dan menunjukkan keberhasilan yang berbeda. Dalam waktu dekat, selambat-lambatnya awal tahun dua puluhan, sebagian besar perkembangan baru akan mencapai tahap uji coba atau penerbangan penuh, yang akan memungkinkan untuk memeriksa kembali situasi dan menarik kesimpulan baru.
