Am 25. Mai dieses Jahres, gegen sechs Uhr abends Moskauer Zeit, fand das erste Andocken der Internationalen Raumstation ISS und SpaceX Dragon, einem von einer privaten Firma entwickelten Raumfahrzeug, statt. Dieses Ereignis hat viel Lob und die gewagtesten Annahmen über die Zukunft der Weltraumfahrt hervorgerufen. Nach Meinung der Mehrheit der Spezialisten und Amateure auf diesem Gebiet der menschlichen Tätigkeit wird die Anziehung privater Finanzen und die Bemühungen um die Raumfahrt ihm einen hervorragenden Impuls geben. Es sollte beachtet werden, dass solche Erfindungen seit zehn Jahren, wenn nicht mehr, um die Welt gehen. Aber es war der Start des Dragon-Trucks in die Umlaufbahn mit dem anschließenden Andocken, der zu dem Ereignis wurde, das einfache Vermutungen in sehr realistische Versionen verwandelte. Angesichts dieses Meinungswandels ist mit dem erfolgreichen Abschluss weiterer kommerzieller Projekte im Bereich der Raumfahrt zu rechnen.
SpaceShipOne
Das allererste private Raumfahrzeugprojekt, SpaceShipOne, wurde seit Ende der neunziger Jahre von Scaled Compositer LLS gebaut. Die Entwicklung dieses Geräts für suborbitale Flüge lief unter anderem für die Teilnahme am Ansari X-Prize-Wettbewerb. Um letzteres zu erhalten, musste das neue Gerät in zwei Wochen zwei suborbitale Flüge durchführen und zur Erde zurückkehren.
Aufgrund der Besonderheiten des vorgeschlagenen Flugverlaufs erhielt SpaceShipOne ein charakteristisches Erscheinungsbild. Aerodynamisch handelt es sich um ein schwanzloses Flugzeug mit nach hinten verlängerten vertikalen Kielen. Darüber hinaus haben die Kiele im Gegensatz zu den meisten anderen Schwanzlosen ein horizontales Gefieder. Diese Tatsache verursachte auf einmal viel Aufregung bei den Leuten, die versuchten, SpaceShipOne in die bestehende Layoutklassifikation einzupassen. Ein speziell entwickelter Hybrid-Raketentriebwerk wurde im hinteren Rumpf platziert. Die geringen Abmessungen und Anforderungen an den Schub des Gasturbinentriebwerks wurden zum Grund für die Suche nach einem neuen, nicht standardmäßigen Kraftstoff. Als Ergebnis wurde das Brennstoffpaar Polybutadien - Stickoxid gewählt. Der Polybutadienblock befindet sich im Brennraum und wird beim Anlassen des Motors mit einem Oxidationsmittel beschickt.
Neben dem ungewöhnlichen Kraftwerk des Schiffes ist auch der Flugverlauf interessant. Der Start von einer konventionellen Start- und Landebahn ausreichender Länge erfolgt mit einem speziell konstruierten WhiteKnight-Flugzeug. Das Flugzeug des ursprünglichen Designs hebt das Raumfahrzeug auf eine Höhe von 14 Kilometern, danach erfolgt die Entkopplung. Außerdem erreicht das durch Trägheit fliegende SpaceShipOne den erforderlichen Anstellwinkel und sein Pilot startet das Triebwerk. Innerhalb einer Minute liefert ein kleines Hybridraketentriebwerk einen Schub in der Größenordnung von 7500 kgf. Beim Beschleunigen erreicht das suborbitale Fahrzeug eine Geschwindigkeit von etwas mehr als M = 3, was eindeutig nicht ausreicht, um in die Umlaufbahn zu gelangen. Trotzdem reicht die Geschwindigkeit des Fahrzeugs nach dem Abstellen des Motors in einer Höhe von etwa 50 Kilometern aus, um seinen Flug entlang der ballistischen Flugbahn fortzusetzen. Durch Trägheit steigt SpaceShipOne auf seine maximale Flughöhe - etwa 100 Kilometer - auf, wo es drei Minuten dauert. Nachdem sich herausstellt, dass die Geschwindigkeit des Schiffes nicht ausreicht, um weiter im Weltraum zu sein, beginnt der Sinkflug. Es ist interessant, dass zu Beginn des Abstiegs der hintere Teil der Flügel des Geräts zusammen mit den darauf installierten Kielen und Stabilisatoren um einen erheblichen Winkel nach oben steigt. Dies geschieht, um den Luftwiderstand zu erhöhen und die Sinkgeschwindigkeit zu verringern. In 17 Kilometer Höhe kehren die Tragflächen in ihre ursprüngliche Position zurück und SpaceShipOne will auf dem Flugplatz landen.
Der erste Testflug des suborbitalen Fahrzeugs fand am 20. Mai 2003 statt. Dann hob WhiteKnight das Prototyp-Schiff auf eine Höhe von über 14 Kilometern. Mehr als ein Jahr später fanden zwei bemannte Flüge statt, die den Machern des Projekts den verdienten Ruhm und den Preis des X-Prize-Fonds brachten. Am 29. September 2004 brachte Pilot M. Melville das erfahrene SpaceShipOne auf eine Höhe von 102,93 Kilometern. Nur fünf Tage später gelang Pilot B. Binney der zweite gültige Aufstieg ins All und erreichte 112 Kilometer. Für zwei bemannte suborbitale Flüge über zwei Wochen (eigentlich einen) erhielt Scaled Compositer LLS eine Prämie von zehn Millionen Dollar.
Raumschiff zwei
Das Projekt SpaceShip One war zweifellos erfolgreich und erfolgreich. Aber nur drei Sitze im Cockpit machten die kommerziellen Aussichten dieses Projekts sehr fragwürdig. Es war eine wesentliche Überarbeitung des Designs erforderlich, um die Tragfähigkeit des Schiffes in eine erfolgreichere Form zu bringen. Zu diesem Zweck startete Scaled Compositer LLS fast unmittelbar nach Erhalt des Ansari X-Prize ein neues Projekt - SpaceShipTwo (SS2).
Der Aufbau der zweiten Version des "Space Spike" ähnelt in gewisser Weise der ersten. Die neuen Anforderungen an die Tragfähigkeit konnten sich jedoch nur auf das Layout auswirken. Daher war es notwendig, die Größe des Rumpfes zu ändern, ihn neu anzuordnen und die Position des Flügels zu ändern. Im Gegensatz zum Hochdecker SpaceShipOne ist die SS2 ein Tiefdecker: Seine Tragfläche ist an der Unterseite des Rumpfes befestigt. Dies geschah, um die Flugleistung in dichten Schichten der Atmosphäre zu verbessern und den thermischen Widerstand beim Sinkflug zu erhöhen. Schließlich wurde die Form der Kiele und Stabilisatoren geändert. Was das Flügelauftriebssystem betrifft, so wurde festgestellt, dass diese Methode zur Verringerung der Sinkgeschwindigkeit vollständig erfolgreich und für die Verwendung in einem neuen Projekt akzeptabel ist. Ähnliches geschah mit der Art des Antriebssystems, obwohl die Änderung der Masse- und Größenparameter der Apparate die Entwicklung eines neuen Gasmotors nach sich zog.
Das Flugverfahren von SpaceShipTwo ähnelt im Allgemeinen dem der ersten Version des Fahrzeugs. Der einzige Unterschied besteht in der Art des Flugzeugträgers - WhiteKnight II wurde für die SS2 entwickelt, die ein anderes Rumpflayout und neue Turbojet-Triebwerke hat. Laut dem Chefkonstrukteur des Projekts B. Rutan ist SS2 in der Lage, bis zu einer Höhe von 300 Kilometern zu steigen, obwohl diese Daten in der Praxis noch nicht bestätigt wurden.
Das Testen der verschiedenen Unterprogramme des SpaceShipTwo-Projekts war alles andere als einfach. Das neue Design des Gerätes benötigte also auch einen neuen Wärmeschutz. Die anspruchsvollste Arbeit war jedoch ein neuer, leistungsstärkerer Hybridmotor. Am 26. Juli 2007 ereignete sich im Testzentrum am Flughafen Mojave bei Triebwerkstests eine Tragödie. Der Tank mit 4,5 Tonnen Oxidationsmittel hielt dem Druck nicht stand und explodierte. Drei Menschen kamen durch verstreute Metallsplitter ums Leben, drei weitere wurden unterschiedlich schwer verletzt. Glücklicherweise erhielten die Verwundeten rechtzeitig die notwendige Hilfe und konnten in wenigen Wochen wieder ins aktive Leben zurückkehren.
Der erste Testflug des ersten Prototyps SS2, der seinen eigenen Namen VSS Enterprise erhielt, fand am 22. März 2010 statt. Wie beim ersten SpaceShip war das Prototypschiff während dieses Fluges ständig an das Trägerflugzeug angedockt. Die nächsten Monate verbrachten wir mit unbemannten Transporten und der Überprüfung aller Bordsysteme. Mitte Juli desselben Jahres hob die SS2 erstmals mit Besatzung an Bord ab. Zwei Piloten überprüften noch einmal die Funktion der Kommunikations-, Navigations- und Kontrollsysteme. Drei Monate später erfolgte das erste Abkuppeln der Enterprise, gefolgt von einem Gleitflug. Der für 2011 geplante erste Suborbitalflug mit Überschreiten der unteren Weltraumgrenze fand aus finanziellen und technischen Gründen nicht statt. Zudem mussten im vergangenen Herbst Testflüge auf unbestimmte Zeit ausgesetzt werden. Derzeit sollen die Tests diesen Sommer wieder aufgenommen werden.
Aus offensichtlichen Gründen ist es zu früh, um über die kommerziellen Aussichten von SpaceShipTwo zu sprechen. Die Tests sind noch nicht abgeschlossen und das Gerät war noch nie im Weltraum. Doch schon das Management der Entwicklerfirma behauptet, dass in naher Zukunft fünf SS2 und zwei WhiteKnight II gebaut werden. Darüber hinaus bot Scaled Compositer LLS bereits 2009 an, Sitzplätze für Touristenflüge zu buchen. Sie baten um ein Ticket für 200.000 US-Dollar. Doch auch drei Jahre nach Beginn der Aufnahme von Clients konnten die ersten noch nicht ins All aufsteigen.
Spacex-Drache
Erfolgreicher als SS2 war das Dragon-Projekt von SpaceX. Im Gegensatz zu den Programmen von Scaled Compositer LLS wurde es jedoch mit Unterstützung der NASA erstellt. Darüber hinaus hat es andere Zwecke. Im Gegensatz zum rein touristischen Raumschiff ist der Dragon ein Wiedereintrittsfahrzeug, das dazu entwickelt wurde, Nutzlasten an Raumstationen zu liefern.
Es waren die Anwendungsmerkmale, die das charakteristische Aussehen und die strukturelle Aufteilung des Dragon-Apparats verursachten. Es besteht aus zwei Teilen - zylindrischer Ausrüstungsladung und Ladung in Form eines Kegelstumpfes. Im Inneren des Schiffes befindet sich ein unter Druck stehendes Volumen von 14 Kubikmetern und 10 weitere sind nicht vor Luftlecks geschützt. Die Raumsonde wird mit der Trägerrakete Falcon-9 in die Umlaufbahn gebracht.
Der erste Testflug der Dragon fand am 8. Dezember 2010 statt. Die Trägerrakete hob von der Startrampe des Kennedy Center ab und brachte das Fahrzeug in die Umlaufbahn. Dragon machte zwei Umlaufbahnen um die Erde und ging unter. Die Landekapsel wurde im Pazifischen Ozean vor der amerikanischen Küste überflutet. Eineinhalb Jahre später – im Mai 2012 – erfolgte der erste vollwertige Dragon-Start. Das in die Umlaufbahn gestartete Raumfahrzeug näherte sich erfolgreich der ISS und wurde daran angedockt. Bemerkenswert ist, dass der Dragon von den möglichen sechs Tonnen Nutzlast nur 520 Kilogramm an die ISS lieferte. Diesen Gewichtsunterschied führen die Projektleiter auf die Notwendigkeit zusätzlicher Verifikationen von Systemen und die hohe Risikobereitschaft zurück. Dragon brachte zur ISS sogenannte optionale Gegenstände.
In naher Zukunft beabsichtigt SpaceX, den Erhalt aller für den Betrieb des Schiffes erforderlichen Unterlagen abzuschließen. Danach wird es möglich sein, einen vollwertigen kommerziellen Betrieb zu starten. Obwohl, wie sie bei SpaceX sagen, ihre Kreation zunächst ausschließlich auf die Lieferung von Fracht zur ISS ausgerichtet ist. In fernerer Zukunft wird auf Basis des "Dragon" ein bemanntes Raumschiff Red Dragon geschaffen, das zum Mars fliegen soll. Doch die Entwicklung dieser Option steckt noch in den Kinderschuhen.
CST-100
Neben kleinen Unternehmen beschäftigen sich auch die Giganten der Luftfahrtindustrie mit der Entwicklung kommerzieller Raumfahrzeuge. Seit 2009 arbeitet Boeing am CST-100-Projekt. Im Winter 2010 beteiligte sich die NASA-Agentur an der Entwicklung des Projekts, wobei ihre Beteiligung im Bereich der Forschung helfen und einen kleinen Teil der Finanzierung übernehmen soll. Das Ziel des CST-100-Projekts ist es, ein neues Raumfahrzeug zu schaffen, um Fracht und Menschen in die Umlaufbahn zu bringen. Künftig soll ein Gerät, das sieben Menschen ins All bringen kann, gewissermaßen Nachfolger der Shuttles werden.
Die technischen Details des Projekts sind aus offensichtlichen Gründen weitgehend unbekannt. Dennoch haben Boeing-Experten bereits einige Nuancen des zukünftigen Raumschiffs veröffentlicht. Mit einer Gesamtmasse von etwa 10 Tonnen und einem Rumpfdurchmesser von bis zu 4,5 Metern wird es mit einer Trägerrakete Atlas V in die Umlaufbahn gebracht, der Abstieg soll nach der gleichen Methode erfolgen wie die Dragon or Russische Sojus. Auf der Basis des CST-100 sollen mehrere Fahrzeuge für verschiedene Zwecke geschaffen werden, die Fracht und Menschen in den Weltraum befördern sollen.
Derzeit werden verschiedene Systeme und Komponenten des zukünftigen Schiffes getestet. Der Erstflug der CST-100 ist für 2015 geplant. Insgesamt sind im 15. Jahr drei Starts geplant. Während des ersten wird das Raumfahrzeug im automatischen Modus in die Umlaufbahn gebracht. Dann wird das zweite unbemannte Raumschiff an Tests des Rettungssystems teilnehmen, und erst beim dritten Flug werden Menschen an Bord der CST-100 sein. Die kommerzielle Nutzung des neuen Raumfahrzeugs wird erst im Jahr 2016 beginnen, sofern es keine größeren Probleme bei der Erprobung gibt.
Tycho brahe
Alle oben beschriebenen Projekte haben eines gemeinsam. Sie werden von ziemlich großen Organisationen entwickelt. Wie sich herausstellt, muss eine Firma keine sein, um am privaten Weltraumrennen teilzunehmen. Das Designbüro Copenhagen Suborbitals besteht also nur aus zwei Personen - Christian von Bengtson und Peter Madsen. Sie werden von 17 Enthusiasten unterstützt, die an der Montage aller Komponenten des Projekts beteiligt sind. Das Weltraumprogramm "Tycho Brahe" ist nach dem dänischen Astronomen der Renaissance benannt. Ziel des nach dem Astronomen benannten Projekts ist der Bau eines Raketen- und Weltraumkomplexes für suborbitale Flüge.
Der Tycho Brahe-Komplex besteht aus einem Raketenwerfer, der mit einer HEAT-1X-Trägerrakete und einer bemannten MSC-Kapsel (MicroSpaceCraft) gekoppelt ist. Die Rakete mit Hybridantrieb hat eine für diese Technologieklasse ungewöhnliche Größe. Der HEAT-1X hat also einen Durchmesser von nur 25 Zoll (64 Zentimeter). Es ist leicht zu erraten, dass die bewohnbare Kapsel auch klein ist. Die MSC-Kapsel ist ein verschlossenes Röhrchen mit einer Glasnase. Wie von den Designern konzipiert, soll die Kapsel mit einer Rakete in eine Höhe von etwa 100 Kilometern gebracht werden. In der Endphase des Fluges setzt sich die Rakete zusammen mit der Kapsel auf einer ballistischen Flugbahn in Bewegung. Der Abstieg soll mit Hilfe von aerodynamischen Bremsen, einem Fallschirm und einer Reihe anderer Geräte erfolgen. Angesichts der geringen Abmessungen des Abstiegsfahrzeugs bestehen ernsthafte Zweifel an der Machbarkeit einer sicheren Abfahrt.
Der erste Start einer Rakete mit einem Masse- und Größensimulator für Menschen war für den 5. September 2010 geplant. Es wurde einige Stunden vor der vereinbarten Zeit abgesagt. Bei einer der letzten Überprüfungen der Anlagen stellte sich heraus, dass es Probleme mit der Beheizung des Oxidationsmittelversorgungsventils gab. Aufgrund der Besonderheiten des Projekts musste die Beheizung dieses Teils mit einem gewöhnlichen Haushalts-Haartrockner erfolgen, sogar mit einem leistungsstarken. Die Verbesserungen zogen sich bis Anfang Juni letzten Jahres hin. Doch dann gab es Probleme, diesmal mit der Zündanlage. Glücklicherweise war es schnell behoben und am 3. Juni hob die HEAT-1X-Rakete die MSC endlich in die Luft. Laut Flugplan sollte die Rakete auf eine Höhe von etwa 2,8 Kilometern steigen und dann die Verkleidung und das MSC-Modul fallen lassen. Letzterer musste mit dem Fallschirm abgeschossen werden. Der Ausstieg auf Designhöhe und das Schießen des Moduls mit dem Dummy waren erfolgreich. Aber die Landefallschirmleinen verhedderten sich. Das Gerät stürzte in die Ostsee.
Nach dem ersten Testlauf kamen die Mitarbeiter von Copenhagen Suborbitals zu dem Schluss, dass viele Verbesserungen erforderlich sind. Genau das machen jetzt alle zwei Dutzend Enthusiasten. Offenbar hat Tycho Brahe viele Nachteile. Diese Annahme wird durch die Tatsache gestützt, dass die Autoren des Projekts ein Jahr nach dem ersten nicht ganz erfolgreichen Flug des Komplexes es nicht eilig haben, Informationen über das Datum des nächsten Starts zu teilen. Offensichtlich ist eine Gruppe von unternehmungslustigen Bürgern noch nicht in der Lage, sich ihre Entwicklungen vor Augen zu führen. Tycho Brahe ist jedoch derzeit das einzige europäische private Raumfahrtprojekt, das überhaupt das Teststadium erreicht hat.
