Многора́зовый космический корабль — космический корабль , конструкция которого предусматривает повторное (многоразовое) использование всего корабля или его основных частей после возвращения из космического полёта .

Иногда применяется название космоплан , космолёт , на западе — «шаттл».

Описание

Многоразовая космическая система — космическая система с орбитальными средствами многократного использования. Многоразовая космическая система может использовать одноразовые и многоразовые, одноступенчатые и многоступенчатые средства выведения, как самостоятельные, так и конструктивно объединенные с орбитальными средствами ^{:п. 2} .

Многократно могут использоваться отдельные технические средства космического комплекса. Если ракета-носитель имеет кратность применения более одного раза, то она называется «ракета-носитель многоразового применения» ^{:п. 68} . Спасаемыми и многократно используемыми могут быть отдельные элементы конструкции ракеты-носителя. Такими элементами могут быть ступени ракет-носителей, ракетные блоки, ракетные двигатели и т. д. ^{:п. 69}

Если космический аппарат имеет кратность применения более одного раза, то он называется «космический аппарат многоразового применения» ^{:п. 120} . Отличием от космического аппарата одноразового применения является возможность периодического восстановления ресурса систем и расходных материалов ^{:п. 119} .

История

Эта статья или раздел нуждается в переработке. Пожалуйста, улучшите статью в соответствии с правилами написания статей .

К настоящему времени только два государства обладают или обладали опытом создания и эксплуатации данного типа космических аппаратов : США и СССР .

В США была построена целая серия больших пилотируемых космических кораблей многоразового использования « Спейс шаттл », этому проекту предшествовало несколько проектов, включая X-20 Dyna Soar . Начало работ по созданию системы «Спейс шаттл» было положено 5 января 1972 года, когда президент США Р. Никсон утвердил эту программу НАСА . По расчётам экономистов ^{[ каких? ]} , стоимость вывода в космос одной тонны груза при использовании челноков должна была быть низка за счёт многократного использования дорогостоящего оборудования, с помощью челноков можно возвращать спутники с орбиты , осуществлять ремонт спутников в космосе. В США челноки интенсивно использовались (несмотря на катастрофы « Челленджера » в 1986 году и « Колумбии » в 2003 году, которые сильно подорвали планы развития использования МТКК), являясь национальным средством проведения пилотируемых полётов и выведения грузов, средством реализации неотделяемых станций « Спейслэб », « Спейсхэб » и других международных и частных программ, а также одним из основных средств доставки крупногабаритных грузов и экипажей большой численности на МКС . Эксплуатация челноков завершена в 2011 году.

Также, в США имелись такие проекты, как NASP , VentureStar .

В СССР был создан большой корабль « Буран » и проектировались меньшие: « Спираль », ЛКС , « Заря », МАКС , « Клипер »; после распада СССР работы по некоторым из этих проектов продолжились в России . Космическая программа по использованию МТКК «Буран» в СССР и России была свёрнута в связи с невозможностью дорогостоящей эксплуатации аппаратов данного типа в сложившихся экономических условиях .

Используемый в настоящее время в США пилотируемый транспортный корабль « Dragon 2 », как и его предшественник « Dragon », является частично многоразовым и имеет многоразовую спускаемую капсулу; повторно при запусках может использоваться и многоразовая первая ступень ракеты-носителя Falcon 9 .

Также в США используется беспилотный многоразовый X-37 .

Разрабатываемые корабли в США ( « Орион », « CST-100 ») и России (« Орёл ») планируются частично многоразовыми и имеют многоразовую спускаемую капсулу. Также в США разрабатываются многоразовые « Dream Chaser », « SpaceX Starship » и « SpaceShipTwo ».

Многие страны, в частности, страны Евросоюза (в том числе ранее Франция , ФРГ , Великобритания ), Япония , Китай , Индия проводили и проводят исследования, направленные на создание собственных образцов космических систем многократного применения (« Гермес », HOPE , « Зенгер-2 », HOTOL , , RLV-TD , Skylon , « Шэньлун », « », « Канко-мару », IXV и т. д.).

Характеристики космической системы

Отличительной особенностью транспортных космических кораблей многоразового использования в настоящее время является то, что для их запуска используются ракеты-носители — например, в Советском Союзе это была « Энергия », которая по своей сути являлась ракетой-носителем особо тяжёлого класса .
В США во время запуска «Шаттла» одновременно используются два твердотопливных ускорителя и двигатели самого орбитального корабля, криогенное топливо для которых поступает из внешнего бака; после выработки твёрдого топлива происходит отделение ускорителей, которые затем приводняются, используя парашютную систему, позднее отделяется внешний топливный бак и сгорает в плотных слоях атмосферы ; ускорители используются повторно, но имеют ограниченный ресурс.

Советская ракета «Энергия» могла использоваться для вывода на орбиту особо тяжёлых грузов (элементов космических станций, межпланетных кораблей и пр.) общим весом до 100 тонн .

Проектируются и МТКК с горизонтальным стартом, например, по двухступенчатой схеме с дозвуковым, сверхзвуковым или гиперзвуковым самолётом -носителем, который выводит космический аппарат в заданную точку (возможен длительный перелёт с дозаправкой в воздухе , к экваториальным областям земного шара, с более благоприятными условиями для запуска), поднимает его на определённую высоту, после чего происходит собственно старт — отделение МТКК ( воздушный старт ). Затем корабль выходит на опорную орбиту , используя собственные двигатели. В частности, по такой схеме создан суборбитальный космический самолёт SpaceShipOne , совершивший три успешных суборбитальных «прыжка» за 100-километровую отметку, признанную ФАИ границей космического пространства .

Одноступенчатая схема запуска ( англ. Single Stage To Orbit , SSTO — «одной ступенью — на орбиту»), при которой воздушно-космический самолёт использует для старта и выхода на орбиту только собственные двигатели, без сбрасываемых ускорителей, или же крупногабаритные внешние топливные баки, большинством специалистов признаётся неосуществимой при современном уровне развития науки и техники. Преимущества такой схемы, в основном в эксплуатации, надёжности и времени подготовки к запуску, в настоящее время не перевешивают затрат на разработку гибридных ракетных двигателей (способных работать и в атмосфере, и в космосе) и сверхлёгких материалов, которые необходимы для создания такого аппарата.

Существуют также проекты многоразовых аппаратов с вертикальным взлётом и вертикальной посадкой на тяге двигателей. Наиболее разработанным (и прошедшим серию испытаний) из них является американские аппараты « », « », японский « ».

См. также

• Система космического запуска многоразового использования
• Возвращаемый аппарат
• (Vertical takeoff, vertical landing, )

Примечания

Ссылки

• В. Я. Нейланд, А. М. Тумин .

  В статье есть список источников , но не хватает сносок . Без сносок сложно определить, из какого источника взято каждое отдельное утверждение. Вы можете улучшить статью, проставив сноски на источники , подтверждающие информацию. Сведения без сносок могут быть удалены . ( 19 апреля 2010 )