XS-1 (kosmická loď) - XS-1 (spacecraft)

The DARPA XS-1 byl experimentální kosmická loď / posilovač s plánovanou schopností dodávat malé satelity na oběžnou dráhu pro Americká armáda.[1] Bylo hlášeno, že je navržen tak, aby byl opakovaně použitelný tak často, jak jednou denně, se stanoveným cílem tak činit 10 dní v kuse.[2] XS-1 měl přímo nahradit první stupeň a vícestupňová raketa svislým vzletem a letem na nadzvukovou rychlost a vysokou suborbitální nadmořskou výšku, umožňující jednomu nebo více postradatelným horním stupňům oddělit se a nasadit užitečné zatížení do nízká oběžná dráha Země. XS-1 by se poté vrátil na Zemi, kde by mohl být zdánlivě dostatečně rychle obsluhován, aby proces opakoval alespoň jednou za 24 hodin.[3][4]

Program DARPA XS-1 fungoval v letech 2013–2020.[5] Po několika letech zdokonalování a návrhů si v květnu 2017 společnost DARPA vybrala Boeing pro fázi 2/3, aby postavila a otestovala kosmickou loď XS-1 (nyní nazývanou program Experimental Spaceplane).[6] V té době bylo naplánováno zahájení zkušebních letů nejdříve v roce 2020.[6] Dne 22. ledna 2020 bylo oznámeno, že společnost Boeing ukončuje svoji roli v programu a účinně ji ukončí.[7]

Dějiny

Program XS-1 následoval několik předchozích neúspěšných pokusů vyvinout opakovaně použitelné vesmírné vozidlo. The Rockwell X-30 v 80. letech a X-33 VentureStar v 90. letech nikdy neletěl kvůli nezralým technologiím. Posledním pokusem DARPA byl Citlivý přístup, malé náklady, cenově dostupné spuštění (RASCAL) program na začátku 2000s s cílem umístit 300 lb (140 kg) užitečné zatížení na oběžnou dráhu za méně než 750 000 $.

Program XS-1 byl vyhlášen v listopadu 2013 na průmyslovém dni DARPA. DARPA uvedla, že model XS-1 byl proveditelnější díky lepším technologiím, včetně lehkých a levných kompozitových draků a konstrukcí tanků, odolné tepelné ochrany, opakovaně použitelného a dostupného pohonu a systémů řízení zdraví podobných letadlům.[5] Jess Sponable, programová manažerka XS-1, hovořila 5. února 2014 ve skupině Future In-Space Operations NASA a uvedla: „Vize je zde prolomit cyklus zvyšování nákladů na vesmírný systém, umožnit rutinní přístup do vesmíru a hypersonická vozidla. "[8]

Do července 2014 získaly smlouvy na konstrukci předváděcího vozidla tři společnosti. Vybrané společnosti byly Boeing s Modrý původ, Masten Space Systems s XCOR Aerospace, a Northrop Grumman s Virgin Galactic. Na rozdíl od jiných programů DARPA, které byly předány částem Armáda Spojených států Jakmile se tato iniciativa osvědčila, byla od počátku navržena jako přímé partnerství mezi agenturou a průmyslem. V srpnu 2015 získaly společnosti Boeing, Northrop Grumman a Masten Space Systems další finanční prostředky od společnosti DARPA, aby mohly pokračovat ve svých koncepcích designu pro fázi 1B programu. Od roku 2015, první orbitální mise XS-1 se měla uskutečnit již v roce 2020.[9]

DARPA zahájila 2. fázi programu XS-1 v dubnu 2016.[10] V červenci 2016 společnost DARPA uvedla, že věří, že „je správný čas na obnovené úsilí, které začalo v letech 2013/14, ale [v roce 2016] bylo urychleno procesem obtěžování, což umožnilo vytvoření několika průmyslových konceptů. požadavky [obtěžování], okřídlené plavidlo [požadavky by i nadále musely být] schopné provádět 10 letů za 10 dní, s nosností větší než 3 000 liber za cenu nižší než 5 milionů USD za let. “[11]

V květnu 2017 si společnost DARPA vybrala Boeing pro Fázi 2/3 k výrobě a testování modelu XS-1 (nyní nazývaného program Experimentální kosmická loď).[6] Kontrakt ve fázi 2/3 zahrnoval financování DARPA ve výši 146 milionů USD a nespecifikovaný příspěvek společnosti.[12]

Dne 22. ledna 2020 společnost DARPA oznámila, že Boeing ukončuje program XS-1 „okamžitě“ a fakticky program ukončí.[7][12]

Cíle programu

Cíle programu od září 2013 byly:[3][13] Vesmírné letadlo musí nést užitečné zatížení 3 500–5 000 lb (1 400–2 300 kg) na nízkou oběžnou dráhu Země za cenu nižší než 5 milionů USD za let,[4] rychlostí 10 nebo více letů ročně; v současné době vyžaduje spuštění tohoto typu užitečného zatížení použití Orbital Sciences Corporation Minotaur IV postradatelný posilovač s cenou 55 milionů USD jednou ročně.

  • nadzvukový let do Mach 10 (12 250 km / h) nebo vyšší
  • rychlá jednodenní doba obratu, včetně letu 10krát za 10 dní
  • užitečné zatížení 1 800 kg (4 000 lb) na a trajektorie na obíhat
  • náklady na vypuštění méně než 1/10 ceny současných odpalovacích systémů, přibližně 5 milionů USD za let[4]
  • odšroubované vozidlo
  • využívat opakovaně použitelný posilovač prvního stupně k letu nadzvukovou rychlostí do suborbitální výšky spolu s jedním nebo více spotřebními horními stupni, které by oddělily a nasadily satelit[14][15]

Účastníci a výběr

Boeing Společnosti Northrop Grumman Aerospace Systems a Masten Space Systems mají smlouvy o koncepčním designu 1. fáze.

Boeing provedl obchodní studie s Modrý původ zpočátku. Návrh Boeingu by umožnil autonomnímu posilovači nést druhý stupeň a užitečné zatížení do vysoké nadmořské výšky a nasadit je do vesmíru. Posilovač by se poté vrátil na Zemi, kde by mohl být rychle připraven na další let použitím principů provozu a údržby podobných moderním letadlům.[16]

Northrop Grumman využil svých zkušeností s letadly, kosmickými loděmi a autonomními systémy pro práci se svým týmem, který tvoří Škálované kompozity vést výrobu a montáž a Virgin Galactic řídit provoz a přechod komerčních kosmických letadel; Virgin Galactic i Scaled Composites pracovali na SpaceShip Two, jediná komerční vesmírná linka na světě. Tým také využil technologie vyvinuté během souvisejících projektů pro DARPA, NASA a US Air Force Research Laboratory dát vládě „návratnost těchto investic“. Jejich koncept zahrnoval start čistého bloku[je zapotřebí objasnění ] používat launcher erector launcher s minimální infrastrukturou a pozemními posádkami, vysoce autonomním letovým provozem a horizontálním přistáním a zotavením na standardních drahách.[14]

Masten Space Systems má zkušenosti s rychle použitelnými raketovými vozidly s jejich Xombie, Xoie a Xaero vertikální vzlet, vertikální přistání (VTVL), které již splnily nebo překročily cíl 10 letů za 10 dní stanovený programem. Přestože společnost má přibližně 30 zaměstnanců a její hlavní sídlo je v malé budově na ulici Mojave Air and Space Port, strávili roky létáním s různými malými systémy VTVL na krátkém chmelu v kosmodromu, které sloužily jako zkušební stanoviště pro naváděcí, navigační a kontrolní systémy (GNC) určené k bezpečnému přistání kosmické lodi na Měsíci a případně na jiných planetách. Jejich koncept ukázal, že systém VTVL startuje vertikálně z odpalovací rampy s křídly a ocasní ploutví. Společnost Masten Space Systems uzavřela partnerství s XCOR Aerospace pro fázi 1A.[17]

Fáze 2 a 3

V květnu 2017 byl Boeing vybrán jako partner se společností DARPA na stavbě modelu XS-1.[18] Aerojet Rocketdyne bylo poskytnout motory AR-22, odvozené z RS-25 motor, pro kosmickou loď.[19] Součástí byla smlouva fáze 2/3 na stavbu a létání prototypu 146 milionů USD financování DARPA.[12][je zapotřebí objasnění ]

Boeing XS-1 Phantom Express

Vykreslení Boeing Nosná raketa XS-1 Phantom Express na LC-48

Návrh Boeingu byl vertikální vzlet, horizontální přistání (VTHL ) řemeslo[6] volal Phantom Express.[20] Plánované specifikace zahrnují výšku vozidla 30 stop s rozpětím křídel 62 stop (19 stop). Fantomový expres měl použít Aerojet Rocketdyne AR-22 motor, který byl původně postaven pro program Space Shuttle, ale byl upraven tak, aby byl během deseti dnů znovu použit desetkrát, za méně než 5 milionů dolarů za start. Tento výkonnostní požadavek byl prokázán na a zkušební stanoviště v červenci 2018.[21] Dne 22. ledna 2020 bylo oznámeno, že Boeing ve skutečnosti ukončí svoji roli v programu[proč? ] končí to.[7]

Viz také

Reference

  1. ^ David Ax (2015-08-03). „Pentagon připravuje na orbitální válku s novým kosmickým letounem“. The Daily Beast. Citováno 2015-08-03.
  2. ^ „Experimental Spaceplane (XS-1)“. DARPA. Archivovány od originál dne 2016-06-16. Citováno 2016-06-20.
  3. ^ A b Foust, Jeff (12.9.2013). „DARPA pro spuštění opakovaně použitelného startovacího programu“. Vesmírné novinky. Citováno 2013-09-13.
  4. ^ A b C Howell, Elizabeth (1. května 2015). „XS-1: DARPA's Experimental Spaceplane“. ProfoundSpace.org. Citováno 2015-05-14.
  5. ^ A b „Darpa si klade za cíl snížit náklady na vypuštění pomocí vesmírného letadla XS-1“. Letecký týden. 2. prosince 2013.
  6. ^ A b C d „DARPA vybírá design pro kosmické letadlo nové generace“, květen 2017
  7. ^ A b C „Boeing vypadl z experimentálního programu kosmických letadel DARPA“. Space News, 22. ledna 2020.
  8. ^ „Americké vojenské vesmírné letadlo si klade za cíl odlet do roku 2017“. spacedaily.com. Citováno 2014-03-21.
  9. ^ DARPA Awards 20 milionů dolarů za další vývoj vojenského vesmírného letadla - Defence-Update.com, 8. srpna 2015
  10. ^ Program XS-1 pro usnadnění přístupu do vesmíru vstupuje do fáze 2 - DARPA.mil, 7. dubna 2016
  11. ^ Gebhardt, Chris (13. 7. 2016). „DARPA prosazuje nové úsilí s Experimentální kosmickou lodí, XS-1“. NASASpaceFlight.com. Citováno 2016-08-31.
  12. ^ A b C „Boeingův Phantom Express mizí ve vzduchu“. parabolicarc.com, 22. ledna 2020.
  13. ^ „DARPA spouští úkol vesmírné letadlo XS-1 | Cutting Edge“. Zprávy CNET. Citováno 2014-03-21.
  14. ^ A b Northrop Grumman vyvíjí vesmírnou letoun XS-1 pro DARPA - Spacedaily.com, 20. srpna 2014
  15. ^ DARPA vydává první fázi žádosti o hypersonické vesmírné letadlo XS-1 pro nasazení satelitů - Militaryaerospace.com, 15. listopadu 2013
  16. ^ Clark, Stephen (13. června 2017). „Boeing, DARPA k založení vesmírné lodi XS-1 na mysu Canaveral“. Vesmírný let teď. Citováno 11. února 2020.
  17. ^ Masten Space Systems se zaměřuje na projekt vojenského vesmírného letadla XS-1 - ProfoundSpace.org, 26. srpna 2014
  18. ^ „Boeing staví nové hypersonické vesmírné letadlo DARPA“. Engadget. 24. května 2017. Citováno 11. února 2020.
  19. ^ „Aerojet Rocketdyne byl vybrán jako hlavní poskytovatel pohonu pro experimentální vesmírné letadlo Boeing a DARPA“. 24. května 2017. Citováno 25. května 2017.
  20. ^ „Boeing: Phantom Express“. www.boeing.com. Citováno 19. července 2018.
  21. ^ Clark, Stephen (18. července 2018). „Testy motorů s rychlou palbou vzbuzují naděje pro plánovanou opakovaně použitelnou kosmickou loď DARPA - Spaceflight Now“. spaceflightnow.com. Pole Star Publications Ltd. Citováno 19. července 2018.

externí odkazy