우주 비행기의 전망과 문제점
우주 왕복선 아틀란티스 (STS-135)의 마지막 발사, 2011 년 XNUMX 월
궤도를 도는 우주선이있는 항공 우주 시스템의 개념은 많은 긍정적 인 특성을 가지고 있으므로 관심을 끌고 있습니다. 수십 년 동안 이러한 시스템의 다양한 프로젝트가 개발되었지만 실제 전망은 여전히 의문입니다. 현재까지 이러한 프로젝트는 몇 개만 운영되었으며 전체 방향의 미래는 여전히 의문입니다.
과거의 성공
궤도를 도는 우주 비행기의 개념은 독립적으로 또는 발사체를 사용하여 궤도로 상승한 다음 수평 착륙으로 공기 역학적 비행을 통해 지구로 돌아올 수있는 항공기의 생성을 제공합니다. 이 비행 방법은 특정 이점을 제공하므로 로켓 및 우주 산업에 관심이 있습니다.
엔데버 호 (STS-118)가 2007 년 XNUMX 월 ISS에 접근합니다.
선도적 인 권력자들은 지난 세기 XNUMX 년대에이 주제에 대한 적극적인 작업을 시작했습니다. 그 후 다양한 우주 비행기를 사용하여 다양한 항공 우주 시스템 (AKS)이 개발되었습니다. 이 프로젝트 중 일부는 실험 기술을 사용하여 본격적인 실험까지 진행되었습니다.
동시에, 그 방향은 여전히별로 성공적이지 않고 개발되었습니다. 테스트 된 샘플의 수는 제안 된 프로젝트의 총 수보다 훨씬 적으며 단지 하나의 컴플렉스 만 실제 운영에 도달했습니다.
가장 성공적인 궤도를 도는 항공기는 미국 우주 왕복선입니다. 1981-2011 년. 이러한 장치는 135 회 비행 (2 건의 사고)을했으며, 그 동안 수백 톤의화물과 수십 명의 우주 비행사가 궤도로 인도되어 지구로 돌아 왔습니다. 그러나이 프로그램은 인출 비용 절감 및 페이로드 복구 문제를 해결하지 못했고, 또한 지나치게 복잡한 것으로 판명되었습니다. 또한 XNUMX 년 초에 우주 비행기는 자원이 고갈되었고 새로운 비행기의 건설은 비효율적 인 것으로 판명되었습니다.
경험이 풍부한 우주 비행기 SpaceShipOne. 사진 위키 미디어 공용
우리나라에서는 우주 비행기 작업이 테스트 단계에서 중단되었습니다. 그래서 1988 년대와 XNUMX 년대에 BOR 시리즈 장치의 광범위한 벤치 및 비행 테스트 프로그램이 수행되었습니다. 궤도에 접근 할 수 있습니다. XNUMX 년 "부란"우주선은 유일한 우주 비행을했습니다. 추가 국내 프로젝트는 초기 단계를 넘어 진행되지 않았습니다.
원근법 개발
XNUMX 년대 초, The Spaceship Company와 Virgin Galactic은 실험용 우주선 SpaceShipOne을 테스트했습니다. 나중에이 제품을 기반으로 우주의 하단 경계까지 작은 짐을 들어 올릴 수있는 새로운 SpaceShipTwo 우주선이 개발되었습니다. 이러한 제한으로 인해 우주 비행기는 우주 관광객을위한 수송 수단 또는 일부 연구를위한 플랫폼으로 만 간주됩니다.
2018-19 년. 경험이 풍부한 SpaceShipTwo는 두 번의 비행에서 80km 이상의 고도로 상승했습니다. 새로운 비행은 현대화를 완료하고 기존 선박의 상업 운항 준비를 마친 후 계획됩니다. 또한 두 개의 새로운 "직렬 모양"우주선이 건설 중입니다. SpaceShipTwo가 얼마나 빨리 상용화 될지는 불분명합니다. 이 프로젝트는 연기 문제에 반복적으로 직면했으며 이러한 추세는 앞으로도 계속 될 수 있습니다.
SpaceShipTwo는 항공 모함의 날개 아래에 있습니다. 사진 Virgin Galactic
더 성공적이고 유망한 것은 Sierra Nevada Corp의 Dream Chaser 프로젝트입니다. 그는 발사체와 낮은 지구 궤도로 상승 할 수있는 우주선을 갖춘 AKS 건설을 제안합니다. Dream Chaser는 주로 국제 우주 정거장과 협력하기 위해 개발되고 있습니다. 그는 사람과화물을 궤도로 운반하고 지구로 돌아와야합니다. 예상 탑재량은 5 톤에 이르며 비행 시간은 몇 시간을 넘지 않습니다.
현재까지 두 개의 실험용 우주 비행기를 사용하여 지상 및 비행 테스트가 수행되었습니다. 첫 번째 비행은 표준 Vulcan Centaur 발사체를 사용하여 2022 년에 계획됩니다. 그런 다음 ISS에 대한 테스트 시작이 수행됩니다. XNUMX 년이 지나면이 AKS의 본격적인 운항을 시작할 예정이며, 하나 또는 다른화물을 실은 정기 비행을 할 예정입니다. 그러한 계획이 얼마나 현실적인지는 불분명합니다. NASA에 따르면 시에라 네바다는 최소한 비행 준비를 어렵게 만드는 다양한 문제에 직면 해 있습니다.
궤도 테스트
37 년대 초부터 미 공군, DARPA, NASA 및 보잉이 유망한 우주 비행기를 개발했습니다. X-2006A라는 제품의 비행 테스트는 37 년에 시작되었습니다. 그 후 궤도로 발사하기에 적합한 개선 된 X-XNUMXB 장치가 만들어졌습니다. 이 프로젝트는 공군의 명령에 의해 만들어졌으며 아마도 독점적으로 군사 목적을 가지고있을 것입니다. 동시에, 이러한 종류의 정확한 데이터는 아직 공개되지 않았습니다.
80km의 고도로 비행하는 경험이 풍부한 배 드림 체이서. NASA의 사진
경험이 풍부한 X-37B의 첫 번째 궤도 비행은 2010 년 224 월에 시작되어 779 월까지 XNUMX 일 동안 지속되었습니다. 그런 다음 네 번의 비행이 더 발생했고 마지막 비행은 XNUMX 일 이상 지속되었습니다. 작년 XNUMX 월부터 두 프로토 타입 중 하나가 궤도에 진입했습니다. 귀국 및 탑승 날짜를 알 수 없습니다. 아마도 이번에는 비행 기간 동안 다시 기록을 세울 것입니다.
다양한 추정치와 추정치에 따르면 X-37B는 이미 미 공군에서 실제 임무를 위해 사용하고 있습니다. 이 장치는 다양한 기동을 수행하고 궤도를 변경합니다. 페이로드를 덤프하는 것으로보고되었습니다. 따라서 비행 기술 능력을 개발하는 과정은 군대에 유리한 실제 작업을 동반 할 수 있습니다.
2020 년 2 월, 중국 전문가들은 재사용 가능한 우주선이 장착 된 Changzheng-XNUMXF 발사체를 발사했습니다. 후자는 낮은 지구 궤도로 들어갔고 아마도 할당 된 작업을 수행하기 시작했을 것입니다. 중국 AKC 프로젝트의 세부 사항은 공개되지 않았습니다. 철수 된 수구의 등급조차도 알 수 없다.
X-37B의 처녀 비행 준비, 2010 년 XNUMX 월. 사진 제공 : 미 공군
외국 소식통에 따르면 중국 최초의 재사용 가능한 선박은 건축 및 외관이 미국 X-37B와 유사하며 유사한 기능을 가져야합니다. 이 제품은 델타 날개가 작은 경간에 8 톤 이하의 질량을 가진 비행기 형태로 만들어졌으며 해결해야 할 과제의 범위와 적용 범위는 알려져 있지 않다. 중국은 아직 프로젝트의 세부 사항을 공개하지 않았습니다.
방향 문제
모든 노력에도 불구하고 궤도를 도는 항공기로 AKS의 방향은 지금까지 제한적인 성공을 거두었습니다. 가까운 장래에 상황이 바뀔 수 있지만 현재 프로세스의 타이밍과 결과는 여전히 의문입니다. 로켓과 우주 산업이 직면해야하는 여러 가지 특징적인 요인과 어려움이 이러한 상황을 초래했습니다.
우주 비행기의 주요 문제는 생성의 복잡성입니다. 설계자는 구조의 특성 하중을 고려하여 궤도 기술과 공기 역학적 비행의 특정 기능을 결합해야합니다. 이를 위해서는 종종 새로운 기술과 구성 요소의 개발이 필요합니다. 그에 따라 작업 비용이 증가합니다.
Changzheng-2F 로켓 발사. 같은 항공 모함이 중국의 재사용 가능한 우주선에 의해 궤도에 진입했습니다. Xinhua의 사진
제안 된 우주 비행기 프로젝트는 아직 다른 등급의 로켓 및 우주 시스템과 경쟁 할 수 없습니다. 기존 선박과 발사체는 서로 다른 궤도에 서로 다른 탑재 하중을 전달할 수 있습니다. 고객은 최적의 시스템을 선택할 수 있습니다. 제안 된 유형의 우주 비행기는 아직 이러한 사용 유연성을 제공 할 수 없습니다. 이를 위해서는 현재 프로젝트의 개발을 완료하고 다양한 특성을 가진 새로운 샘플을 만들어야합니다.
마지막으로, 로켓과 우주 산업의 일반적인 결합으로 인해 방향의 전망이 부정적인 영향을받습니다. 최고의 성공은 군대의 명령과 직접적인 지원으로 만들어진 미국과 중국 프로젝트에서 보여집니다. 사전 예방 적 프로젝트가있는 상용 개발자와 NASA와 같은 대규모 조직조차 원하는 기능을 갖춘 빠르고 고품질의 시스템 생성을 아직 독립적으로 제공 할 수 없습니다.
객관적인 한계와 다양한 어려움으로 인해 지금까지 우주 비행기를 이용한 항공 우주 시스템의 개발은 제한된 성과만을 자랑 할 수 있습니다. 이런 종류의 프로젝트 대부분은 역사 실제 결과가 없었고 현재 개발의 대부분은 아직 테스트 단계를 벗어나지 않았습니다. 그러나이 주제에 대한 관심은 여전히 남아 있으며 작업의 지속을 촉진합니다. 미래에는 상황이 점진적으로 변하고 새로운 궤도 항공기 샘플이 서비스에 들어갈 것이라고 가정 할 수 있습니다. 그러나 동일한 크기와 탑재량을 가진 구형 우주 왕복선의 유사품은 향후 몇 년 동안 나타나지 않을 것입니다.
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