Il VentureStar potrebbe diventare il sistema di trasporto di massa per i viaggi dalla Terra all'orbita. Vedi altro immagini di esplorazione dello spazio . Foto per gentile concessione di Lockheed Martin Dai un'occhiata al tavolo da disegno della NASA e vedrai incredibili piani per il gigante, vele solari leggere che ci porteranno ben oltre i confini del nostro sistema solare, e ascensori spaziali che ci permetteranno di entrare e uscire dall'orbita ogni volta che vogliamo. Molto prima che quei piani si realizzino, vedrai gli ultimi membri delle astronavi della flotta X della NASA, che potrebbe rendere lo spazio una meta di vacanza entro i primi due decenni di questo secolo.
Dall'inizio del programma spaziale americano, gli aerei X sono stati i modelli di prova per la tecnologia spaziale. Attualmente ci sono diversi modelli sperimentali di X-plane in fase di sviluppo che potrebbero rendere i viaggi nello spazio di routine come i viaggi in aereo. Ognuno di questi ultimi X-planes è veicoli di lancio riutilizzabili (RLV), come la navetta spaziale, il che significa che possono essere lanciati in orbita ripetutamente prima di essere sostituiti.
Questi veicoli leggeri sono progettati per ridurre i costi di lancio, e potrebbe eventualmente sostituire la navetta spaziale, che è in uso dal 1981. I viaggi spaziali commerciali rimangono proibitivi a causa della spesa:costa circa $ 10, 000 per portare una libbra (0,45 kg) di carico utile nell'orbita terrestre. Aerei spaziali potrebbe abbassare quel prezzo a $ 1, 000 per libbra. In questo articolo, scoprirai alcuni degli aerei spaziali sviluppati dalla NASA, e come questi veicoli spaziali potrebbero un giorno succedere allo space shuttle ed essere usati come veicoli commerciali per il turismo spaziale.
L'X-37 testerà le capacità di rientro dei materiali sperimentali del piano spaziale. Foto per gentile concessione della NASA Se non fosse per gli X-planes, L'America potrebbe non aver mai raggiunto lo spazio. Era nel primo aereo X, X-1, Quello Chuck Yeager ha volato più veloce della velocità del suono nel 1947. Sono seguite più di 100 variazioni del piano X, ognuno promuovendo la nostra comprensione del design dei veicoli spaziali. Oggi, ci sono diversi nuovi aerei X in fase di sviluppo. Ne esamineremo tre:
Dei tre aerei X sopra menzionati, il X-37 è il più nuovo e veloce. A differenza di altri aerei spaziali, l'X-37 non sarà lanciato con il proprio potere. È progettato per essere lanciato nello spazio su un veicolo secondario. Il senza equipaggio, l'aereo programmabile viaggerà a bordo della navetta spaziale come carico utile secondario. Una volta in orbita, l'X-37 sarà schierato dalla stiva dello shuttle. Rimarrà quindi in orbita per 21 giorni, eseguendo numerosi esperimenti prima di tornare sulla Terra e atterrare come un aeroplano.
Nel 1998, La NASA ha scelto Boeing per progettare l'X-37, e un anno dopo fu raggiunto un accordo per sviluppare il nuovo aeroplano spaziale. L'X-37 è l'unico dei tre piani spaziali progettato per essere un piano orbitale, e viaggiare alla velocità di 25 Mach, il che significa che è in grado di viaggiare a circa 17, 500 miglia all'ora (28, 163 chilometri orari). L'obiettivo del progetto X-37 è testare le tecnologie RLV in ambienti spaziali difficili, e dimostrare circa 40 cellula avanzata, tecnologie di propulsione e di esercizio. Uno degli obiettivi principali del progetto X-37 è migliorare i sistemi di protezione termica che impediscono ai veicoli spaziali di bruciarsi durante il rientro. La NASA ha affermato che i primi test di volo per l'X-37 inizieranno all'inizio del 2002, e potrebbe andare in orbita sulla navetta spaziale nello stesso anno.
L'X-37 assomiglia un po' a un modello in miniatura della navetta spaziale. È lungo 27,5 piedi (8,38 metri), che è più corto di uno scuolabus medio e solo circa la metà della lunghezza dell'attuale vano di carico dello space shuttle. A 6 tonnellate, l'X-37 è estremamente leggero per un veicolo spaziale della NASA, pesa l'equivalente di circa tre SUV. Ha un'apertura alare di soli 15 piedi (4,57 m) e ha una propria baia di esperimento, che misura 7 X 4 piedi (2,13 X 1,21 m). Il veicolo sarà azionato dal motore a razzo AR-2/3, che è stato utilizzato dagli anni '50 e può produrre più di 7, 000 libbre di spinta. L'AR-2/3 utilizza carburante per jet JP-10, un tipo di cherosene, e perossido di idrogeno come propellenti.
Come l'X-37, il X-34 l'aereo spaziale sta testando nuove tecnologie per costruire veicoli spaziali futuri che ridurranno i costi delle missioni. Però, mentre l'X-37 è ancora a circa un anno e mezzo dal decollo, i test per l'X-34 sono già in corso.
Un'idea artistica dell'X-34, un veicolo di prova per le future generazioni di veicoli di lancio riutilizzabili. Foto per gentile concessione della NASA Nel giugno 1999, La NASA ha legato l'X-34 senza equipaggio al ventre di un aereo da trasporto L-1011 per un volo "captive carry", in cui l'X-34 rimase attaccato all'L-1011 per tutta la durata del volo. Durante il volo di prova, gli scienziati sono stati in grado di analizzare diverse funzioni dell'X-34, compreso il rilascio di propellente per razzi nel motore e collegamenti elettrici tra l'X-34 e l'L-1011. Dopo, l'X-34 verrà lanciato dall'L-1011 ad un'altitudine di 40, 000 piedi, e plana senza alimentazione fino a una pista di atterraggio.
Con l'aspetto di un jet Concorde new age, il suborbitale X-34 potrà viaggiare a Mach 8, che è 5, 600 miglia orarie (9, 012 km/h). Più grande dell'X-37, l'X-34 è lungo 58 piedi (17,6 m) e ha un'apertura alare di 28 piedi (8,53 m). Infine, l'aereo spaziale X-34 sarà alimentato da un motore a razzo Fastrac, un motore più economico rispetto ai motori precedenti utilizzati dalla NASA. Il Fastrac è costruito principalmente con componenti standard, e ha meno parti rispetto ad altri motori a razzo. Il Motore a razzo Fastrac funziona con una sola turbopompa, che è composto da due sole pompe:una per il cherosene e una per l'ossigeno liquido. Il generatore di gas del motore fa circolare una piccola quantità di cherosene e ossigeno per fornire gas per azionare la turbina, e poi esaurisce il combustibile esaurito.
Probabilmente il più ambizioso degli aerei spaziali della NASA, e il più costoso, è il X-33 . Capita anche di essere l'aereo spaziale che è il più lontano nello sviluppo. Nella sezione successiva, parleremo di un aereo spaziale basato sul design dell'X-33 che un giorno potrebbe sostituire lo space shuttle.
Quasi due anni di ritardo rispetto al programma, La NASA ha ancora intenzione di completare l'aereo spaziale X-33. Foto per gentile concessione della NASA La mattina del 12 aprile è iniziata una nuova era dei viaggi spaziali. 1981, quando la prima navetta spaziale, la Colombia, volò in orbita. Da allora, lo space shuttle è rimasto il principale veicolo di lancio della NASA per condurre ricerche e distribuire nello spazio satelliti e altri veicoli spaziali. La navetta spaziale ha anche permesso agli astronauti di costruire il Stazione Spaziale Internazionale .
Però, nonostante i numerosi successi della navetta, resta il fatto che è estremamente costoso lanciarsi nello spazio. Ogni chilo di carico utile nella baia della navetta costa $ 10, 000 da lanciare. Secondo la Nasa, ciascuno dei due propulsori a razzo solido della navetta spaziale trasporta circa 1 milione di libbre (453, 592 kg) di propellente solido. I grandi serbatoi esterni ne contengono altri 500, 000 galloni di ossigeno liquido superfreddo e idrogeno liquido. Questi due liquidi vengono miscelati e bruciati per formare il carburante per i tre principali motori a razzo della navetta. Il costo di questa enorme quantità di propellente, e di recuperare e sostituire i propulsori a propellente solido per ogni missione, è estremamente costoso. La soluzione della NASA al problema è l'X-33.
L'X-33 è un prototipo per un veicolo unico in orbita a singolo stadio. La sua forma a cuneo è diversa da qualsiasi altra navicella spaziale che l'ha preceduta. Alla sua base, l'X-33 è largo 77 piedi (23,5 m), e il veicolo è lungo 69 piedi (21 m). Lo scopo di questo progetto è quello di consentire al veicolo spaziale di contenere tutto il propellente necessario a bordo della nave, eliminando così la necessità di propulsori a razzo solido. Eliminando i booster e il serbatoio principale del carburante, La NASA ridurrà gran parte del peso al decollo che rende le missioni dello space shuttle così costose. Costi di lancio per l'X-33, o un derivato dell'X-33, dovrebbero essere solo un decimo del costo di lancio della navetta spaziale.
Ci sono stati problemi con il progetto X-33, iniziata nel 1996. Attualmente, è in ritardo di quasi due anni, e i costi superano di gran lunga le aspettative. La NASA e Lockheed Martin hanno già speso più di 1 miliardo di dollari per l'X-33, ed è ancora finito solo per tre quarti. Nel novembre 1999, i test sui serbatoi del carburante in composito di fibra di grafite falliti, che ha fatto sì che gli scienziati della NASA si adoperassero per progettare un nuovo serbatoio con il tradizionale materiale di alluminio. Nonostante queste battute d'arresto, La NASA ha detto che sta andando avanti con la costruzione dell'X-33, e ora prevede di avere un veicolo funzionante pronto per il volo suborbitale nel 2003.
La NASA ha affermato che il motore a razzo Aerospike è più efficiente del motore a razzo Bell convenzionale. Foto per gentile concessione della NASA Due motori dal design unico spingeranno la navicella spaziale. L'X-33 sarà il primo aereo spaziale da utilizzare Motori lineari Aerospike . La forma dei motori si adatta meglio all'aereo spaziale a forma di cuneo rispetto ai tradizionali motori a razzo con ugello a campana, secondo la Nasa. In contrasto con l'ugello dei motori a razzo Bell, l'ugello Aerospike è a forma di V, chiamato rampa. I gas caldi vengono sparati dalle camere lungo l'esterno della superficie della rampa. Questi nuovi motori spingeranno l'X-33 a velocità fino a Mach 13 (9, 100 miglia orarie / 14, 645 km/h).
L'obiettivo finale del progetto X-33 è produrre un aereo commerciale chiamato VentureStar , che sarebbe il successore dello space shuttle. Il VentureStar sarà circa il doppio delle dimensioni del prototipo X-33, e utilizzerà lo stesso tipo di motori e gli stessi materiali di costruzione. Però, sarà in grado di raggiungere Mach 25, che è la velocità necessaria per mantenere l'orbita terrestre. Non solo VentureStar sarebbe stato utilizzato per mettere carichi utili nello spazio, ma potrebbe essere utilizzato anche come veicolo per il turismo spaziale. Il successo o il fallimento dell'X-33 determinerà se il VentureStar diventa il veicolo che consente l'accesso del pubblico allo spazio.
