Hazne (uzay aracı) - Hopper (spacecraft)

Hazne
Ülke ESA
Sözleşme ödülü EADS , Alman Havacılık ve Uzay Merkezi
Durum İptal edildi

Hopper , önerilen bir Avrupa Uzay Ajansı (ESA) yörünge uzay uçağı ve yeniden kullanılabilir fırlatma aracıydı . Hopper, bir FESTIP (Future European Space Transportation Investigations Program) sistem çalışma tasarımıydı.

Hopper, ESA tarafından geliştirilen yeniden kullanılabilir bir fırlatma aracı (RLV) için birkaç tekliften biriydi. Önerilen yeniden kullanılabilir fırlatma araçları, 2015 gibi erken bir tarihte uydu yüklerinin yörüngeye ucuz bir şekilde teslim edilmesi için kullanılacaktı . ( EADS ) Phoenix olarak bilinen bir Hopper prototipi , bir Alman liderliğindeki bir Avrupa projesiydi. Önerilen Hopper'ın yedinci ölçekli modeli. 8 Mayıs 2004 tarihinde, Phoenix'in tek bir test uçuşu İsveç'in Kiruna kentindeki Kuzey Avrupa Havacılık ve Uzay Test sahasında gerçekleştirildi ve ardından aynı ay daha fazla test yapıldı.

Geliştirme

Arka fon

1980'lerden itibaren, yeniden kullanılabilir uzay aracının geliştirilmesine artan uluslararası ilgi vardı; o zamanlar bu yeteneği yalnızca dönemin süper güçleri olan Sovyetler Birliği ve Birleşik Devletler geliştirmişti. Birleşik Krallık ve Fransa gibi Avrupa ülkeleri , çokuluslu Avrupa Uzay Ajansı'nın (ESA) desteğini almaya çalışırken, HOTOL ve Hermes gibi uzay uçakları üretmek için kendi ulusal programlarına giriştiler . Bu programlar nihayetinde gelişmeye devam etmek için yeterli desteği almasa da, ESA'nın bazı üye devletlerinde yeniden kullanılabilir uzay araçlarının geliştirilmesine yönelik talep vardı. 1990'larda, Atmosferik Yeniden Giriş Göstericisi (ARD) gibi çeşitli teknoloji gösterici programların geliştirilmesine ve işletilmesine ek olarak , ESA, aynı zamanda, yeniden kullanılabilir bir uzay aracının nihai gelişimi için uzun vadeli bir çerçeve üretimi üzerinde çalışıyordu. , Future Launchers Hazırlık Programı (FLPP) olarak bilinir .

FLPP kapsamında, ESA ve Avrupalı ​​endüstriyel ortakları, kısmen yeniden kullanılabilir birkaç fırlatma aracı konseptinin ayrıntılı araştırmalarını gerçekleştirdi; Programın amacı, ESA üye ülkelerinin olumlu kararı üzerine Yeni Nesil Başlatıcı (NGL) üretimine devam etmek için uygun bir araç hazırlamaktı. Toplam dört fırlatma konsepti incelendi: Yatay Kalkış (HTO) Haznesi, Dikey Kalkış (VTO) Haznesi, Yeniden Kullanılabilir İlk Aşama (RFS) ve sıvı geri tepme güçlendirici . Bu konsept araçların her biri, sabit konumlu transfer yörüngesinde bir yük sağlamak için harcanabilir bir üst kademe ile eşleştirilmiş yeniden kullanılabilir kanatlı bir güçlendiriciden oluşuyordu .

HTO Hopper varyantı, ilk kısmı bir roket kızağı düzenlemesiyle elde edilecek olan yatay kalkış için tasarlandı . Bir atipik özelliği kasıtlı düşük sahip uzay aracının burun, her ne kadar bu, nispeten geleneksel kanat-gövde konfigürasyonuna sahip kamber gerekli boyut ve böylece aleironların arzu için kaplama işlevsellik azaltılabilir aynı zamanda geliştirilmiş bir iç yapısı ile sonuçlanmak , yerleştirme gibi burun dişli . Aerodinamik olarak, HTO Hopper yapılandırması , hipersonik uçuş sırasında uzay aracının performansını en üst düzeye çıkarmak amacıyla, merkezi bir dikey dengeleyici ve düz tabanlı bir alt tarafla eşleşen, 60 derecelik bir ön kenar taramasında yuvarlatılmış bir delta planform kanadı içerir .

Alternatif VTO Hopper varyantı, geleneksel olarak harcanabilir bir fırlatma sistemi aracılığıyla fırlatılan dikey kalkış için tasarlanmıştır . Nispeten geleneksel ince füzeye benzer bir gövdeye sahipti , ancak 45 derecelik bir ön kenar taramasında küçük bir delta kanadı ve merkezi bir dikey dengeleyici düzenlemesi varlığında farklılık gösterdi. Yapısı açısından, VTO Haznesi, hem kanatları hem de gövde kanadını barındırma işlevi gören geminin alt tarafında bir çatı katı filetosu ile tamamlanmış dairesel bir enine kesite sahipti; ayrıca, yükü gövdenin burnu üzerine taşımak için tasarlanmış bir yükselticiye de sahipti. Çalışmalar, hem HTO hem de VTO varyant kavramlarının nispeten benzer bir yeniden giriş yükleme ortamına sahip olduğunu belirledi.

HTO Hopper - Seçim

HTO Hopper, FESTIP (Future European Space Transportation Investigations Program) sistem tasarım çalışması şeklinde başka bir ESA girişimi kapsamında daha fazla geliştirme çalışması için kabul edildi . 1998 yılında, Hopper tasarımının tüm yerleşik gereksinimleri karşıladığına karar verildi. Bu noktada uzay aracı, yörünge hızına ulaşamayacak tek aşamalı, yeniden kullanılabilir bir araçtan oluşacaktı. Hopper'ın, yüklerin daha düşük maliyetli yörüngesel konuşlandırılmasını sağlama sözünü tuttuğu bildirildi. Bir EADS sözcüsü, Hopper gibi yeniden kullanılabilir bir fırlatma aracının, bir uydunun yörüngeye gönderilme maliyetini yarı yarıya düşürebileceğini, bildirildiğine göre 2004 yılında bir kilogram yük başına yaklaşık 15.000 ABD doları olarak belirlendiğini belirtti .

Hopper'ın öngörülen görev profili birkaç aşamadan oluşacaktı. Fırlatma aşaması, Fransız Guyanası'ndaki Guiana Uzay Merkezi'nde özel olarak inşa edilecek ve uzay aracını fırlatma hızına kadar hızlandıracak 4 km'lik bir manyetik yatay yol kullanılarak gerçekleştirilecekti . 130 km yüksekliğe ulaştığında, araç yörünge hızına ulaşmak için harcanabilir roketle çalışan bir üst kademe ateşleyecekti ; Gerekli yüksekliğe ve hıza ulaştıktan sonra , uydu yükünü serbest bırakacaktı, bu da istenen yörüngeye ulaşmak için bağımsız olarak daha da yükseğe çıkacaktı. Bildirildiğine göre, Hopper 7.5 tonluk uyduları Dünya yüzeyinin 130 km yukarısındaki bir yörüngeye göndermek için tasarlandı. Yükünün serbest bırakılmasının ardından, araç daha sonra bir kontrolör inişinde süzülüyordu. Uzay aracının Atlantik Okyanusu'nda önceden belirlenmiş bir ada tesisine inmesi ve daha sonra başka uçuşlar için gemi ile Fransız Guyanası'na geri gönderilmesi planlanıyordu.

Çok uluslu havacılık şirketi EADS , Hopper'ın proje yönetiminden ve ayrıca projenin yazılım tabanlı unsurlarının geliştirilmesinden sorumluydu. Uzay aracının geliştirilmesinde bir dizi başka ortak şirket de yer aldı. Bildirildiğine göre, hem ESA hem de EADS başlangıçta Hopper'ın gelişimini 2015 ile 2020 arasında tamamlamayı amaçlamıştı . Mayıs 2004'te Phoenix prototipinin kullanıldığı ilk kayma testinden sonra , programla ilgili başka güncelleme yapılmadı; Hopper üzerindeki çalışmaların durdurulduğuna inanılıyor.

Prototip - Phoenix

Phoenix rlv başlatıcısı Hopper başlatıcı prototipi, daha geniş bir bölümü olarak geliştirildi ve üretildi ASTRA programının bir Alman Uzay Merkezi (DLR) bir € kurduğu 40000000 projesini Alman Federal Hükümeti , EADS' Astrium yan kuruluşu ve Bremen eyaleti . Bildirildiğine göre, EADS ve Bremen eyaleti ASTRA programına sırasıyla en az 8.2 milyon € ve 4.3 milyon € yatırım yaptı. Bremen merkezli OHB-System , DLR ve Federal Eğitim ve Araştırma Bakanlığı gibi programdaki ortak şirketlerden 16 milyon € tutarında ek katkı sağlandı . Prototipin yapımı 2000 yılında başladı.

Phoenix rlv 6.9 metre (23 feet) uzunluğunda, 1.200 kilogram (2.600 pound) bir ağırlık ve 3.9 metre (13 feet) bir kanat vardı. Tasarımı sırasında , aracı olabildiğince küçük yaparak sürüklemeyi en aza indirmeye vurgu yapıldı . Gövdenin iç kısmı , veri toplama görevini otomatik olarak yerine getirmesine izin vermek için navigasyon , veri aktarımı, enerji kaynağı ve yapay zeka işlevleri sağlayan çeşitli aviyonik ve yerleşik sistemler tarafından işgal edildi . Phoenix, planlanan Hopper aracının altıda biri büyüklüğündeydi. Aracın son versiyonunun, yeniden giriş kuvvetlerini ve ısıyı destekleyebilmesi ve 129 kilometre (80 mil) yükseklikten süzülebilmesi bekleniyordu. Entegrasyon ve sistem test çalışmaları Nisan 2004'te tamamlandı.

Düşme testleri - Mayıs 2004

Cumartesi, 8 Mayıs 2004 tarihinde Phoenix prototipi de büyük ölçekli açılan testi uygulanmış ve Kuzey Avrupa Uzay Testi aralığında yer Kiruna , İsveç. Araç helikopterle kaldırıldı ve 2,4 kilometre (7,900 ft) yükseklikten düşürüldü. 90 saniyelik rehberli bir süzülmenin ardından, prototipin hassas bir şekilde ve olaysız bir şekilde indiği bildirildi. Testin birincil amacı , geminin planör potansiyelini değerlendirmekti . Daha spesifik olarak Phoenix, herhangi bir insan müdahalesi içermeyen otomatik iniş gerçekleştirmenin çeşitli yöntemlerini araştırdı; rehberlik, GPS uyduları, radar ve lazer altimetreler ve çeşitli basınç ve hız sensörleri dahil olmak üzere birçok navigasyon yoluyla sağlandı . EADS sözcüsü Mathias Spude'a göre prototip, amaçlanan hedefin üç santimetre yakınına inmişti.

Daha zorlu inişlerin (uzay aracının iniş sahasına göre farklı açılardan veya yönlerden düşürülmesini içeren) test edilmesine yönelik inşa edilecek olan, sonraki iki hafta içinde yapılması planlanan üç tanesi de dahil olmak üzere ek testler planlanmıştı. Dahası, proje, prototipi üç yıl içinde 25 kilometrelik (82.000 ft) bir irtifadan çıkarmanın beklenen bir kilometre taşına sahipti. Bununla birlikte, EADS , uçuştan önce, daha fazla testin, ilk uçuş sırasında aracın performansına bağlı olacağını belirtti.

13 Mayıs'ta (8 Mayıs düşme testinin tekrarı) ve 16 Mayıs'ta iki test uçuşu daha yapıldı.

Daha uzun vadeli - Socrates

Uzun vadede, eğer başarılı ve uygulanabilirse, Phoenix'te test edilen iniş teknolojisi, Socrates olarak adlandırılacak olan tekrar kullanılabilen bir araca dahil edilecek . Bir yörünge aracı olarak hizmet etmesi öngörülmemiş olsa da, Socrates , ses hızının 10 katına kadar uçabilecek ve yeniden kullanılabilirliğe doğru bir basamak olarak uçuşlar arasında çok hızlı dönüş süreleri gerçekleştirebilecekti.

Ayrıca bakınız

Referanslar

Alıntılar

Kaynakça

  • Gockel, Wilhelm; Kyr, Peter; Janovsky, Rolf; Roenneke, Axel (2004). "Yeniden Kullanılabilir RLV Tanıtım Araçları - Phoenix Uçuş Testi Sonuçları ve Perspektifleri". Uluslararası Astronotik Federasyonu, Uluslararası Uzay Bilimleri Akademisi ve Uluslararası Uzay Hukuku Enstitüsü 55. Uluslararası Astronotik Kongresi . 55.Uluslararası Astronotik Kongresi 2004 Bildirileri . doi : 10.2514 / 6. IAC-04-V.6.04 .

Dış bağlantılar