2011 m. ant Žemės nusileidęs erdvėlaivis „Atlantis“ pažymėjo ir atsisveikinimą su erdvėlaivių „Space Shuttle“ programa, tačiau daugkartiniai erdvėlaiviai sugrįžta. Papildyti naujausiomis technologijomis, jie pradės visiškai naują reguliariųjų kosmoso kelionių erą.
Tyrėjų grupę gabenantis erdvėlaivis, kaip ir bet kuris kitas orlaivis, įsibėgėja pakilimo taku ir pradeda kilti. Tuo panašumai ir baigiasi. Komerciniai lėktuvai paprastai skrenda maždaug 10 km aukštyje, o šis erdvėlaivis kyla aukščiau. Galiausiai jis pasiekia tokį aukštį, kuriame gravitacija ir oro pasipriešinimas pasiduoda – lėktuvas atsiduria kosmose.
Daugkartinių pilotuojamų erdvėlaivių estafetės perėmimas yra tikra kiekvieno inžinieriaus, kuriančio ir bandančio įvairius kosminius lėktuvus, svajonė. Naujieji erdvėlaiviai bus lengvesni, greitesni ir saugesni už savo garsiuosius pirmtakus.
Kai pirmasis daugkartinis erdvėlaivis pakils ir nusileis tarsi keleivinis lėktuvas, prasidės nauja reguliarių kelionių į kosmosą era – nesvarbu, ar esate turistas, mokslininkas, ar kas nors kitas.
Vis dėlto pirmiausia inžinieriai turi išspręsti seną matematinę problemą, neduodančią jiems ramybės nuo pat tų laikų, kai pirmosios kosminės kapsulės paliko mūsų atmosferą.
Atsiveria vartai į kosmosą
Inžinieriai pilotuojamus erdvėlaivius sukurti svajojo nuo pat kelionių į kosmosą pradžios. Dar praėjusio amžiaus 6 deš. Nasos ir Sovietų Sąjungos kosminės programos inžinieriai siekė sukurti erdvėlaivį, kurį būtų galima pakartotinai naudoti ir kuris galėtų švelniai nusileisti, o ne su trenksmu nukristi į vandenyną kaip kosminės kapsulės.
NASA šį klausimą išsprendė – 1972 m. JAV prezidentas Richardas Nixonas davė žalią šviesą pilotuojamiems daugkartiniams erdvėlaiviams „Space Shuttle“.
Kaip ir bet kuris kitas erdvėlaivis, „Space Shuttle“ taip pat turėjo būti suprojektuotas taip, kad atitiktų raketos lygtį. Šią lygtį sukūrė rusų raketų fizikas Konstantinas Ciolkovskis. Lygtis atskleidžia, kodėl taip sunku ištrūkti iš Žemės gravitacijos. Trumpai tariant, kuo sunkesnę raketą norima iškelti į kosmosą, tuo galingesnių variklių reikia. Padidėjus varikliui, padidėja ir erdvėlaivio svoris, todėl reikia daugiau degalų, o tai dar labiau padidina bendrą svorį. Taip susikuria užburtas ratas.
Taigi, aeronautikos inžinieriai turi tik labai ribotą erdvėlaivio, jo krovinio, variklių ir degalų masės diapazoną. Remdamiesi šiuo raketos lygties skaičiavimu, inžinieriai sukūrė erdvėlaivio „Space Shuttle“ konstrukciją.
Paleidimo metu erdvėlaivis buvo pritvirtintas prie didžiulio degalų bako, o varikliai padėjo išsivaduoti iš Žemės gravitacijos. Be to, erdvėlaiviai „Space Shuttle“, kaip ir įprasti lėktuvai, buvo su sparnais – šie jiems leido minkštai nusileisti.
Šių erdvėlaivių tikslas buvo nugabenti modulius ir medžiagas į Tarptautinę kosminę stotį (TKS), kai ši buvo statoma praėjusio amžiaus 10 deš. pabaigoje, tačiau ilgainiui „Space Shuttle“ paseno. Jų eksploatavimas tapo kur kas brangesnis, nei NASA iš pradžių buvo numačiusi, o du tragiški incidentai kėlė rimtų abejonių dėl saugumo: 1986 m. paleistas sprogo „Challenger“, o 2003 m. įvykusi tragedija, kai „Columbia“ sudegė atmosferoje, pražudė 14 astronautų.
Dabar naujos kartos daugkartiniai erdvėlaiviai yra pasirengę perimti „Space Shuttle“ estafetę. Jie yra saugesni, greitesni ir manevringesni. Kai kurie iš jų netgi visiškai atsisakys raketų ir į kosmosą skris savo jėgomis.
Keliavimo erdvėlaiviais paslauga
Pirmasis naujas pilotuojamas daugkartinis erdvėlaivis starto aikštelėje – JAV sukurtas „Dream Chaser“. Šis orlaivis yra mažesnių erdvėlaivių „Space Shuttle“, kuriuos NASA kūrė praėjus keleriems metams po oficialios programos pabaigos, tęsinys.
Šiuolaikinėse kosminėse kapsulėse įrengtas šilumos skydas sudega atmosferoje, o „Dream Chaser“, kaip ir „Space Shuttle“, turi daugkartinę šiluminę apsaugą. Didėjant tokio erdvėlaivio kelionių skaičiui, vienos misijos kaina taps mažesnė, be to, taip bus sutaupoma ir laiko.
Vis dėlto didžiausias pranašumas yra tas, kad „Dream Chaser“ gali nusileisti ant įprasto lėktuvų nusileidimo tako. Dėl to į Ramųjį vandenyną nebereikės siųsti laivo, kad iš vandens ištrauktų įgulą ir kosminę kapsulę.
Pats korpusas sukurtas taip, kad nusileisdamas generuotų didelę dalį reikalingos stabdymo jėgos. Tai leidžia „Dream Chaser“ nusileisti patiriant vos 1,5 g apkrovą (1 g yra laisvojo kritimo pagreitis, kurį visada jaučiame dėl Žemės gravitacijos). Palyginkime: kelių „Apollo“ misijų astronautai leisdamiesi į vandenyną patyrė net 15 g apkrovą.
Kadangi „Dream Chaser“ nusileidžia daug minkščiau nei dabartiniai erdvėlaiviai, jis gali iš kosmoso pargabenti trapią mokslinių tyrimų įrangą ir pažeidžiamus mėginius. Be to, tai sumažina įgulos sužeidimų riziką.
Erdvėlaivio sparnus galima užlenkti, todėl jis gali tilpti kosminės raketos viršūnėje. Vėliau sparnai išskleidžiami, kad besileisdamas į Žemę erdvėlaivis galėtų tiksliai manevruoti.
Kosmose „Dream Chaser“ skrenda naudodamas naujo tipo sūkurinį variklį. Vandenilio peroksidas ir dujinis žibalas pumpuojamas į variklio kamerą ir taip susidaro sūkuriai, statmeni skrydžio krypčiai. Šie sūkuriai lemia, kad karščiausios degant susidarančios dujos laikosi degimo kameros centre. Taigi kameros sienelės išlieka vėsios net ir esant dideliam našumui, todėl sūkurinis variklis, atsižvelgiant į jo dydį, sukuria didesnę traukos jėgą nei tradiciniai perkaisti galintys varikliai.
Kuriama daugiau daugkartinių erdvėlaivių
„Dream Chaser“ yra pirmasis, bet toli gražu ne paskutinis daugkartinis erdvėlaivis, debiutuosiantis netolimoje ateityje. Europos kosmoso agentūros (ESA) suprojektuotas „Space Rider“ pirmą kartą turėtų pakilti dar šiais metais. Lėktuvas ore gali išbūti kelis mėnesius ir visų pirma yra skirtas moksliniams tyrimams.
Netrukus prie „Space Rider“ prisijungs olandų ir australų projektuojamas „Radian Aerospace“. Jis ne tik leisis ant įprasto lėktuvų nusileidimo tako, bet ir galės pakilti iš bet kurio oro uosto. Tam reikalingi visiškai naujo tipo varikliai, gebantys pasiekti reikiamą pagreitį įprastame ore ir veikti kosmose, kur nėra deguonies, reikalingo tradiciniams vidaus degimo varikliams. Tokio tipo varikliai dar nėra parengti naudoti, tačiau viso pasaulio inžinieriai intensyviai dirba, kad sukurtų idealų koncepcinį modelį.
Jei pavyks sukurti savarankiškai pakilti ir nusileisti galinčius daugkartinius erdvėlaivius, jie nukonkuruos tokias milžiniškas daugkartines kosmines raketas kaip „Space X“, kurios šiuo metu yra populiariausia transporto į kosmosą priemonė.
Nesvarumo tyrimams skirti erdvėlaiviai
Kai „Dream Chaser“ ir kiti daugkartiniai erdvėlaiviai bus iškelti į Žemės orbitą, kosmose jie atliks daugybę užduočių. Visų pirma mokslininkus domina, kaip tam tikros medžiagos auga esant nesvarumo būsenai. Kai kurie gydytojai mano, kad kosmose galime auginti naujų rūšių vaistus, nes būdamos nesvarumo būsenos molekulės gali augti visomis kryptimis – juk kosmose jų neriboja Žemės gravitacija.
Daugkartiniams erdvėlaiviams užkariaujant dangų, keisis ir kosmoso turizmas. Įmonėms ir kosmoso organizacijoms visame pasaulyje paleidus daugkartinius erdvėlaivius, daugiau žmonių galės pakilti į kosmosą, todėl turistinės kelionės į kosmosą taps daug pigesnės ir saugesnės – juk tokie erdvėlaiviai galės leistis įprastuose lėktuvų kilimo ir nusileidimo takuose.
Be to, jie taps svarbia numatomos naujos kosminių stočių ekosistemos infrastruktūros dalimi. Šie erdvėlaiviai suteiks galimybę vykdyti daug daugiau skrydžių, o kadangi tai yra lėktuvų ir erdvėlaivių hibridas, jie taps jungtimi, kurios reikia, kad aviacija ir kosminės kelionės susilietų.
Pasak optimistiškiausiai nusiteikusių ekspertų, ateityje daugkartiniai erdvėlaiviai skraidys iš įprastų pasaulio oro uostų, todėl vieną dieną šalia vienas kito išvysime dvejus išvykimo vartus: į Berlyną ir į kosmosą.
Comments are closed.