Obsah > Nosiče > SpaceShipOne

[ Články: SpaceShipOne dosáhl hranice kosmického prostoru (lek, L+K 8/2004), Cena X Ansari ve finále (lek, L+K 12/2004)]

SpaceShipOne

 

Profil letu SpaceShipOne
SpaceShipOne
SpaceShipOne v podvěsu pod White Knight
SpaceShipOne v podvěsu pod White Knight
SpaceShipOne v motorovém letu
SpaceShipOne na vrcholu své dráhy
Přistání SpaceShipOne

Pro soutěž o Cenu X Ansari připravila společnost Scaled Composites podle návrhu konstruktéra Burta Rutana raketový letoun SpaceShipOne (SS1). Letoun SS1 je hlavní součástí systému, se kterým Scaled Composites v říjnu 2004 získala Cenu X (za opakovaný pilotovaný suborbitální let do výšky nad 100 km).

Konstruktér Burt Rutan vyšel ve svém projektu z koncepce raketoplánu X-15 organizace NASA. Podobně jako X-15 je i raketový letoun SS1 vynášen do výšek kolem 14-15 km pomocí nosného proudového letadla White Knight. Nosný letoun White Knight má rozpětí 25 m a je poháněn dvojicí proudových motorů J-85-GE-5 s celkovým tahem 34,3 kN. Letoun SpaceShipOne má rozpětí 5 m a je vyroben z kompozitního materiálu na bázi uhlíkových vláken. Posádka letounu SS1 je umístěna v tlakové kabině o maximálním průměru 1,5 m. K výhledu z kabiny slouží na 18 menších kruhových oken. Tím se sníží mechanická zatížení konstrukce letounu ve srovnání s velkým oknem. Okénka jsou rozmístěna tak, aby pilot měl dobrý výhled a v kterékoliv fázi letu mohl sledovat horizont. Z bezpečnostních důvodů jsou okénka zdvojená. Posádka nemusí mít kosmické skafandry. Kabina SS1 je podobná kabině nosného letounu White Knight. Do letounu SS1 může posádka vstoupit po jeho upevnění pod nosný letoun White Knight buď předkem kabiny, od které je oddělena její nosová část nebo vstupním poklopem na levé straně letounu. Po nástupu posádky je nosová část opět připevněna a SpaceShipOne je připraven k letu.

Na vrcholu suborbitální dráhy je letoun stabilizován stlačeným CO2. Před sestupem zvedne pneumatický systém zadní a boční části křídel opatřené výškovkami. Tím se zvýší aerodynamický odpor letounu a současně je let stabilizovaný celkem bez nutnosti použití řízení. Maximální teploty nepřesáhnou 260°C. Přesto jsou nosová část letounu, náběžné hrany křídel a výškovek pokryty tepelně izolačním materiálem.

SS1 je poháněn hybridním raketovým motorem. Palivem hybridního raketového motoru je kaučuk (polybutadien HTPB s polymerními řetězci zakončenými skupinou OH) a jako okysličovadlo je použit snadno dostupný N2O (tzv. "rajský plyn"). Okysličovadlo je umístěné v kompozitní nádrži, kterou si vyrobila společnost Scaled Composites. N2O je v nádrži ve zkapalněném stavu, ale rychle se vypařuje a tak může vstupovat do spalovací komory pod potřebným tlakem. To je výhodné, neboť tak odpadlo náročnější použití turbočerpadla pro jeho dopravu do spalovací komory. Jelikož se N2O rozkládá při teplotě nad 296°C, je s ním bezpečná manipulace. Pro zážeh motoru je třeba nejprve zahřát povrch paliva, který bude ohořívat a teprve pak dojde k vlastním zážehu vstřikem okysličovadla. Produkty hoření jsou ekologické, neboť jde o vodní páru, kysličník uhličitý či dusík.

Společnost Scaled Composites si vyrobila i spalovací komoru hybridního motoru, zakončenou zúžením pro montáž výtokové trysky. Tryska od firmy AAE Aerospace má ablativní pokrytí. Palivo pro motor, ventil pro přívod okysličovadla a vstřikovač vyvinula a dodává společnost SpaceDev, která převzala technologie hybridních raketových motorů od zaniklé společnosti AMROC, která se specializovala na vývoj hybridních raketových motorů. Přetížení za chodu motoru může dosáhnout po dobu 20 s hodnot nad 4 g, maximálně 5 g. Tah motoru ani jeho specifický impuls nebyly zatím zveřejněny.

Pro dosažení výšek asi 128 km se spalovací komora raketového motoru plní 272 kg kaučuku a do nádrže pro okysličovadlo se tankuje 1370 kg N2O.

Pro ovládání motoru má pilot dva spínače. První je bezpečnostní pojistka a druhým se spouští zažehovač. Kritické parametry motoru před startem a za jeho chodu jsou zobrazovány na displeji a současně monitorovány řídícím střediskem.

Použití hybridního raketového motoru pro pilotovaný suborbitální let je tedy premiérou. Úspěch s tímto typem motoru tak může zvýšit zájem o tento typ motorů. Motor je použitelný buď pro několik letů s krátkým chodem motoru neboť pro jeden let s dlouhým zážehem. Pro výškové lety je vždy použita nová spalovací komora a tryska. To je v souladu s propozicemi Ceny X, které dovolují při přípravě k dalšímu letu kromě doplnění pohonných hmot ještě výměnu 10% suché hmotnosti dopravního prostředku.

Let a následný balistický skok pobíhá tak, že po oddělení od nosného letounu ve výšce 15 km je SpaceShipOne (s až tříčlennou posádkou) urychlen raketovým motorem a po cca 80 s jeho chodu dosáhne rychlosti vyšší než trojnásobek rychlosti zvuku (3-3,5 M). Setrvačností pak vystoupá SS1 do výšky kolem 100 km. Tato část letu, kdy se posádka bude nacházet v beztížném stavu, potrvá 3 min. Po dosažení maximální výšky letoun přejde do návratové konfigurace s maximálním aerodynamickým odporem a začíná klesat. V této konfiguraci pokračuje let asi 1 min a po atmosférickém zbrždění pak letoun sklopí křídla do vodorovné polohy a pokračuje z výšky asi 24 km klouzavým letem po dobu 17 min. Přistání se uskutečňuje na téže dráze, ze které vzlétl White Knight se zavěšeným SS1. Doba celého letu je zhruba 90 min.

Na projektu raketového letounu SS1 a jeho nosného letadla White Knight začal B. Rutan a společnost Scaled Composite pracovat v roce 2001. Ve svém úsilí byl podporován P. Allenem, spoluzakladatelem firmy Microsoft, který sponzoroval projekt více než 20 mil. USD. Dne 18. 4. 2003 byla novinářům na letišti v Mojave v Kalifornii představena sestava letadel White Knight a SpaceShip 1 a společnost Scaled Composites oznámila, že se pokusí o získání Ceny X. Pro provádění letových zkoušek dostal raketový letoun SS1 osvědčení od Federálního úřadu pro letectví (FAA) jako "experimentální výzkumný a vývojový kluzák".

První zkušební let SpaceShipOne do výšky nad 100 km se uskutečnil 21. 6. 2004 a dva soutěžní lety, kterými Scaled Composites získala Cenu X, proběhly ve dnech 29. 9. 2004 a 4. 10. 2004. Oficiální ceremonie s předáním trofeje Ceny X a šeku na 10 mil. USD se uskutečnila dne 6. 11. 2004 v sídle Nadace Ceny X Ansari v St. Louis.

(lek)


Aktualizováno : 12.02.2006

[ Obsah | Rakety a kosmodromy | X Prize | SpaceShipOne dosáhl hranice kosmického prostoru ]

Pokud není uvedeno jinak, jsou použité fotografie z NASA (viz. Using NASA Imagery) a dalších volně přístupných zdrojů.