VentureStar kan bli system för kollektivtrafik för resor från jord till bana. Se mer bilder på rymdutforskning . Foto med tillstånd Lockheed Martin Ta en titt på NASA:s ritbord och du kommer att se fantastiska planer för jätte, lätta solsegel som tar oss långt bortom kanten på vårt solsystem, och rymdhissar som gör att vi kan zip in och ut ur bana när vi vill. Långt innan dessa planer förverkligas, du kommer att se de senaste medlemmarna i NASAs X-flotta rymdskepp, vilket kan göra rymden till en semestermål inom de första två decennierna av detta århundrade.
Sedan början av det amerikanska rymdprogrammet har X-planen har varit testmodellerna för rymdteknik. För närvarande finns det flera experimentella X-plane-modeller under utveckling som kan göra rymdresor lika rutinmässiga som flygplan. Var och en av dessa senaste X-plan är återanvändbara skjutbilar (RLV), som rymdfärjan, vilket innebär att de kan sjösättas i omlopp flera gånger innan de byts ut.
Dessa lätta fordon är utformade för att sänka lanseringskostnaderna, och så småningom kan ersätta rymdfärjan, som har använts sedan 1981. Kommersiella rymdresor förblir oöverkomliga på grund av kostnaden:Det kostar cirka $ 10, 000 för att få ett pund (.45 kg) nyttolast i jordens bana. Rymdplan kan sänka det priset till $ 1, 000 per pund. I den här artikeln, du får reda på några av rymdplanen som utvecklas av NASA, och hur dessa rymdfarkoster en dag kan lyckas med rymdfärjan och användas som kommersiella fordon för rymdturism.
X-37 kommer att testa återinträde för de experimentella rymdplanmaterialen. Foto med tillstånd av NASA Om inte för X-planen, Amerika kanske aldrig nått rymden. Det var i det första X-planet, X-1, den där Chuck Yeager flög snabbare än ljudets hastighet 1947. Mer än 100 X-planvarianter har följt, var och en främjar vår förståelse av rymdfarkostdesign. I dag, det utvecklas flera nya X-plan. Vi kommer att titta på tre av dem:
Av de tre X-plan som nämns ovan, de X-37 är den nyaste och snabbaste. Till skillnad från andra rymdplan, X-37 kommer inte att lanseras av egen kraft. Det är utformat för att skjutas ut i rymden på ett sekundärt fordon. De obemannade, programmerbara planet kommer att köra ombord på rymdfärjan som en sekundär nyttolast. Väl i omloppsbana, X-37 kommer att distribueras från skyttelns lastrum. Den kommer då att förbli i bana i 21 dagar, utför många experiment innan han återvände till jorden och landade som ett flygplan.
1998, NASA valde Boeing för att designa X-37, och ett år senare träffades en överenskommelse om att utveckla det nya rymdplanet. X-37 är det enda av de tre rymdplanen som är utformat för att vara ett orbitalplan, och att resa med Mach 25 -hastighet, vilket betyder att den kan resa runt 17, 500 miles i timmen (28, 163 km/h). Målet med X-37-projektet är att testa RLV-teknik i hårda rymdmiljöer, och demonstrera cirka 40 avancerade flygplan, framdrivnings- och driftsteknik. Ett stort fokus för X-37-projektet är att förbättra de termiska skyddssystem som hindrar rymdfarkoster från att brinna upp under återinträde. NASA har sagt att de första flygtesterna för X-37 börjar i början av 2002, och det kan gå i en bana på rymdfärjan senare samma år.
X-37 ser lite ut som en miniatyrmodell av rymdfärjan. Den är 8,38 meter lång, som är kortare än en genomsnittlig skolbuss och bara ungefär hälften av den nuvarande rymdfärjans nyttolast. Vid 6 ton, X-37 är extremt lätt för ett NASA-rymdfarkoster, väger motsvarande cirka tre sportbilar. Den har ett vingspann på endast 4,57 m och har en egen experimentbåge, som mäter 2,13 x 1,21 m. Fordonet drivs av raketmotorn AR-2/3, som har använts sedan 1950 -talet och kan producera mer än 7, 000 kilos dragkraft. AR-2/3 använder jetbränsle JP-10, en typ av fotogen, och väteperoxid som drivmedel.
Precis som X-37, de X-34 rymdplan testar ny teknik för att bygga framtida rymdfarkoster som kommer att sänka uppdragskostnaderna. Dock, medan X-37 fortfarande är ungefär ett och ett halvt år från att gå av marken, testning för X-34 pågår redan.
Ett konstnärs koncept av X-34, ett testfordon för framtida generationer av återanvändbara startbilar. Foto med tillstånd av NASA I juni 1999, NASA spände fast den obemannade X-34 på underlivet på ett L-1011-flygplan för en flygning i fångenskap, där X-34 förblev ansluten till L-1011 under hela flygningen. Under testflyget, forskare kunde analysera flera funktioner av X-34, inklusive utsläpp av raketdrivmedel i motorn och elektriska anslutningar mellan X-34 och L-1011. Senare, X-34 kommer att tappas från L-1011 på en höjd av 40, 000 fot, och glida kraftlöst ner till en landningsbana.
Med utseendet på en ny ålder Concorde jet, suborbital X-34 kommer att kunna resa vid Mach 8, vilket är 5, 600 mph (9, 012 km / h). Större än X-37, X-34 är 17,6 m lång och har ett vingspann på 8,53 m. Så småningom, rymdplanet X-34 kommer att drivas av en Fastrac-raketmotor, en billigare motor än tidigare motorer som NASA använde. Fastrac är byggt mestadels från hyllkomponenter, och har färre delar än andra raketmotorer. De Fastrac raketmotor fungerar med en enda turbopump, som består av endast två pumpar - en för fotogen och en för flytande syre. Motorns gasgenerator cyklar en liten mängd fotogen och syre för att ge gas för att driva turbinen, och tar sedan ut förbrukat bränsle.
Förmodligen det mest ambitiösa av NASA:s rymdplan, och den dyraste, är X-33 . Det råkar också vara det rymdplan som är längst i utvecklingen. I nästa avsnitt, vi ska prata om ett rymdplan baserat på X-33-designen som en dag kan ersätta rymdfärjan.
Nästan två år efter schemat, NASA planerar fortfarande att slutföra rymdplanet X-33. Foto med tillstånd av NASA En ny era inom rymdresor började på morgonen den 12 april, 1981, när den första rymdfärjan, Columbia, flög i omloppsbana. Sedan dess, rymdfärjan har förblivit NASA:s främsta uppskjutningsfordon för forskning och distribution av satelliter och andra rymdfarkoster i rymden. Rymdfärjan har också gjort det möjligt för astronauter att konstruera Internationell rymdstation .
Dock, trots pendelns många prestationer, faktum kvarstår att det är extremt dyrt att skjuta ut i rymden. Varje kilo nyttolast i skyttelbåten kostar $ 10, 000 att lansera. Enligt NASA, var och en av rymdfärjans två fasta raketförstärkare bär cirka 1 miljon pund (453, 592 kg) fast drivmedel. De stora yttre tankarna rymmer ytterligare 500, 000 liter superkallt flytande syre och flytande väte. Dessa två vätskor blandas och bränns för att bilda bränsle för skyttelens tre huvudraketmotorer. Kostnaden för denna enorma mängd drivmedel, och att återställa och byta ut de fasta raketförstärkarna för varje uppdrag, är extremt dyrt. NASA:s lösning på problemet är X-33.
X-33 är en prototyp för ett unikt enstegs-till-omloppsfordon. Dess killiknande form är olik alla rymdfarkoster som föregått den. Vid sin bas, X-33 är 23,5 m bred, och fordonet är 21 fot långt. Syftet med denna design är att låta rymdfarkosten hålla alla nödvändiga drivmedel ombord på fartyget, vilket eliminerar behovet av fasta raketförstärkare. Genom att eliminera boosters och huvudbränsletank, NASA kommer att trimma mycket av lyftvikten som gör rymdfärdsuppdrag så dyra. Lanseringskostnader för X-33, eller ett derivat av X-33, förväntas bara vara en tiondel av kostnaden för att skjuta upp rymdfärjan.
Det har uppstått problem med X-33-projektet, som började 1996. För närvarande, det är nästan två år efter schemat, och kostnaderna är långt över förväntan. NASA och Lockheed Martin har redan spenderat mer än 1 miljard dollar på X-33, och det är fortfarande bara tre fjärdedelar färdiga. I november 1999, test på grafitfiberkompositbränsletankar misslyckades, som fick NASA -forskare att kämpa för att designa en ny tank av traditionellt aluminiummaterial. Trots dessa motgångar, NASA sa att det går vidare med att bygga X-33, och förväntar sig nu att ha ett fungerande fordon redo för suborbitalflygning 2003.
NASA sa att Aerospike -raketmotorn är mer effektiv än den konventionella Bell -raketmotorn. Foto med tillstånd av NASA Två unikt designade motorer kommer att driva rymdfarkosten. X-33 blir det första rymdplanet som används Linjära Aerospike -motorer . Formen på motorerna passar bättre för det kilformade rymdplanet än de konventionella klockmunstycksraketmotorerna, enligt NASA. I motsats till munstycket på Bell -raketmotorerna, Aerospike-munstycket är V-format, kallade en ramp. De heta gaserna skjuts från kamrarna längs utsidan av rampens yta. Dessa nya motorer kommer att driva X-33 till hastigheter upp till Mach 13 (9, 100 mph / 14, 645 km / h).
Det slutliga målet med X-33-projektet är att producera ett kommersiellt flygplan som kallas VentureStar , som skulle bli efterföljaren till rymdfärjan. VentureStar kommer att vara ungefär dubbelt så stor som X-33-prototypen, och kommer att använda samma typ av motorer och samma konstruktionsmaterial. Dock, det kommer att kunna uppnå Mach 25, vilket är den nödvändiga hastigheten för att bibehålla jordens bana. Inte bara skulle VentureStar användas för att sätta nyttolaster i rymden, men det kan också användas som ett rymdturismfordon. Framgången eller misslyckandet med X-33 kommer att avgöra om VentureStar blir det fordon som möjliggör allmän tillgång till rymden.
