Кіріспе

Қайта пайдаланылатын роботтық ғарыш ұшағы

{|Infobox aircraft type
| түрі = Пилотсыз ғарыш ұшағы
| ұлттық шығу тегі = Америка Құрама Штаттары
| өндіруші = Boeing
| алғашқы ұшу = 7 сәуір 2006 (алғашқы құлау сынағы)
| енгізілген = 22 сәуір 2010 (алғашқы ғарышқа ұшу)
| зейнеткерлікке шығарылған =
| жағдайы =
| негізгі пайдаланушы = тізім|
X 37A: NASA/DARPA
X 37B: Америка Құрама Штаттары Ғарыш күштері/Әуе күштерінің Жедел қабілеттер кеңсесі орбиталық ғарышқа ұшу миссиялары үшін, қайта пайдаланылатын ғарыш технологияларын көрсетуге арналған. Бұл бұрынғы Boeing X 40 ұшағының 120 проценттік үлкейтілген нұсқасы. X 37 1999 жылы NASA жобасы ретінде басталды, кейін 2004 жылы Америка Құрама Штаттары Қорғаныс министрлігіне берілді. 2019 жылға дейін бағдарламаны Әуе күштерінің Ғарыш командалығы басқарды. X 37 алғаш рет 2006 жылы құлау сынағы кезінде ұшты; алғашқы орбиталық миссиясы 2010 жылдың сәуірінде Atlas V зымыранымен ұшырылды және 2010 жылдың желтоқсанында Жерге оралды. Келесі ұшулар миссия ұзақтығын біртіндеп ұзартты, бесінші миссияда орбитада рекордтық уақытқа жетті, бұл Falcon 9 зымыранымен ұшырылған алғашқы миссия болды. Алтыншы миссия 2020 жылдың 17 мамырында Atlas V зымыранымен ұшырылды және 2022 жылдың 12 қарашасында аяқталды, орбитада барлығы 908 күнге жетті. Жетінші миссия 2023 жылдың 28 желтоқсанында Falcon Heavy зымыранымен жоғары эллипстік Жер орбитасына ұшырылды.

Шығу тегі

1999 жылы NASA Boeing Integrated Defense Systems компаниясын Boeing компаниясының Калифорниядағы Phantom Works филиалында орбиталық аппаратты жобалау және әзірлеу үшін таңдады. Төрт жыл ішінде жобаға барлығы 192 миллион доллар жұмсалды, оның ішінде NASA 109 миллион доллар, АҚШ Әуе күштері 16 миллион доллар, ал Boeing 67 миллион доллар бөлді. 2002 жылдың соңында NASA-ның ғарышқа ұшыру бағдарламасы аясында Boeing-ке 301 миллион долларлық жаңа келісімшарт берілді. X-37-нің аэродинамикалық дизайны үлкен Space Shuttle орбиталық кемесінен алынған, сондықтан X-37-нің соғу қатынасы осы кемеге ұқсас, бірақ DARPA-ның гипердыбыстық технологиялық аппаратына қарағанда жоғары биіктікте және үлкен Мах сандары кезінде көлденең ұшу қашықтығы төмен. Ғарыш аппараты үшін алғашқы талаптардың бірі орбиталық маневрлер үшін жалпы миссияның дельта v көрсеткішінің белгілі бір мәнін талап етті. Бағдарламаның алғашқы мақсаты X-37-нің спутниктермен кездесіп, оларды жөндеуі болды. X-37 бастапқыда Space Shuttle-дың жүк бөлімінде орбитаға шығарылуы жоспарланған, бірақ кейін Delta IV немесе оған баламалы зымыранмен ұшыру үшін қайта жобаланды, себебі Space Shuttle-дың ұшуы тиімсіз деп танылды. 2004 жылдың 13 қыркүйегінде X-37 NASA-дан Қорғаныс министрлігінің Ғылыми-зерттеулер агенттігіне (DARPA) берілді. Осыдан кейін бағдарлама құпия жобаға айналды. DARPA X-37-ді АҚШ Қорғаныс министрлігінің 1986 жылғы "Челленджер" апатынан бері жүргізіп келе жатқан тәуелсіз ғарыш саясатының бір бөлігі ретінде насихаттады.

Жылжымалы сынақ

X 37A көлігі, атмосфераға түсу сынақтары үшін глайдер ретінде пайдаланылған, қозғалтқыш жүйесіне ие болмаған. Оның операциялық көліктің жүк бөлімшесінің есіктері болмаған, оның орнына жоғарғы фюзеляжы жабық және нығайтылған конструкциямен жасалған, бұл оны аналық кемеге қосуға мүмкіндік берген. 2004 жылдың қыркүйегінде DARPA өзінің алғашқы атмосфералық түсіру сынақтары үшін X 37A ұшағы Scaled Composites White Knight жоғары биіктіктегі зерттеу ұшағынан ұшырылатынын хабарлады. 2005 жылдың 21 маусымында X 37A Калифорния штатының Мохаве қаласындағы Мохаве ғарыш айлағынан White Knight астында тұтқын рейс аяқтады. 2006 жылдың 15 наурызындағы келесі ұшу әрекеті жоғары желдің салдарынан тоқтатылды. Көліктің жөндеуге байланысты ұзақ уақытқа тоқтатылуынан кейін, бағдарлама Мохаведен Палмдейлдегі Әуе күштері зауыты 42 (KPMD) -ға көшірілді, сынақ бағдарламасының қалған бөлігі осы жерде жүргізілді. White Knight Мохаведе орналасқан күйінде қалды, бірақ сынақ ұшулары жоспарланғанда 42-зауытқа жеткізілді. Тағы бес ұшу орындалды, олардың екеуі X 37-нің сәтті қонумен аяқталған босатылуына әкелді. Бұл екі тәуелсіз ұшу 2006 жылдың 18 тамызы мен 26 қыркүйегінде орындалды.

X-37B орбиталық сынақ көлігі

2006 жылғы 17 қарашада АҚШ Әуе күштері НАСА-ның X 37A ұшағының өз нұсқасын әзірлейтінін жариялады. Әуе күштерінің нұсқасы X 37B орбиталық сынақ аппараты (OTV) деп аталды. OTV бағдарламасы DARPA, NASA және Әуе күштерінің бұрынғы өнеркәсіптік және мемлекеттік күш-жігеріне негізделген, Әуе күштерінің Жедел Қабілеттер Офисінің басшылығымен НАСА және Әуе күштері Зерттеу Лабораториясымен серіктестікте жүзеге асырылды. Boeing компаниясы OTV бағдарламасының бас мердігері болды. Әуе күштерінің хатшысы OTV бағдарламасының "ұзақ мерзімді ғарыш даму мақсаттарын қолдау үшін қайта пайдаланылатын ғарыш кемелері технологияларын тәуекелді азайтуға, тәжірибе жүргізуге және операциялық тұжырымдамаларды әзірлеуге" бағытталғанын мәлімдеді. Миссияларын аяқтағаннан кейін X 37B ғарыш кемелері негізінен Калифорниядағы Ванденберг Әуе күштері базасының ұшу-қону жолағына қонады, ал Эдвардс Әуе күштері базасы қосалқы орын ретінде қолданылады. 2010 жылы екінші X 37B ұшағының құрастырылуы басталды және ол 2011 жылғы наурыз айында алғашқы миссиясын орындады. X 37B жобасының көп бөлігі құпия сақталады. Әуе күштерінің ресми мәлімдемесінде бұл жоба "АҚШ Әуе күштері үшін сенімді, қайта пайдаланылатын, ұшқышсыз ғарыш сынақ платформасының технологияларын көрсетуге арналған тәжірибелік сынақ бағдарламасы" деп сипатталады.

Мақсаты туралы болжамдар

2010 жылдың мамыр айында Том Бергардт Space Daily басылымында X-37B тыңшылық спутнигі ретінде немесе ғарыштан қару-жарақ жеткізу үшін пайдаланылуы мүмкін деген болжам жасады. Пентагон кейіннен X-37B-нің сынақ миссиялары ғарышқа негізделген қару-жарақтарды әзірлеуді қолдайды деген мәлімдемелерді жоққа шығарды. 2012 жылдың қаңтар айында X-37B Қытайдың Tiangong-1 ғарыш станциясының модулін бақылау үшін пайдаланылып жатыр деген айыптар таралды. Бұрынғы АҚШ Әуе күштерінің орбиталық талдаушысы Брайан Уиден бұл талапты кейіннен жоққа шығарып, екі ғарыш кемесінің әртүрлі орбиталары кез келген практикалық бақылау ұшуларын мүмкін етпейтінін атап өтті. 2014 жылдың қазан айында The Guardian газеті қауіпсіздік сарапшыларының X-37B «барлау және тыңдау сенсорларын, әсіресе олардың радиация мен орбитадағы басқа да қауіптерге төтеп беру қабілетін сынау үшін» пайдаланылып жатыр деген мәлімдемесін жариялады. 2016 жылдың қараша айында International Business Times басылымы АҚШ үкіметі X-37B-нің төртінші рейсі кезінде EmDrive электромагниттік микротолқынды қозғалтқышының нұсқасын сынап жатқанын болжады. 2009 жылы Боинг компаниясымен Мемлекеттік департаменттің TAA келісімі және Ұлыбритания Қорғаныс министрлігі бекіткен экспорттық лицензия арқылы EmDrive технологиясын беру жөніндегі келісімшарт жасалды. Boeing компаниясы содан бері бұл зерттеу бағытын тоқтатқан. АҚШ Әуе күштері X-37B-нің Aerojet Rocketdyne үшін Холл эффектілі қозғалтқыш жүйесін сынап жатыр деп мәлімдеді.

Өңдеу

X 37-ге арналған өңдеу Флоридадағы Кеннеди ғарыш орталығының орбиталық өңдеу қондырғысының (OPF) 1 және 2-бөлімдерінде жүргізіледі, онда аппарат өзінің жүгімен жабдықталады. Содан кейін X 37 сахна адаптерімен бірге қорғағыш қаптамаға орналастырылып, ұшыру алаңына тасымалданады. Бұрынғы ұшыру алаңдарына SLC 41 және Кеннеди ғарыш орталығының LC 39A кірген. Қону АҚШ-тағы үш алаңның бірінде жүзеге асырылады: Кеннеди ғарыш орталығының шаттл қону алаңы, Ванденберг ғарыш күштері базасы немесе Эдвардс әуе күштері базасы. Кеннеди ғарыш орталығына қайта оралу үшін X 37 жүк контейнеріне салынып, Boeing C 17 көліктік ұшағына тиеледі. Кеннедиге жеткен соң X 37 түсіріліп, келесі ұшуға дайындалатын OPF-қа буксирленеді. Техникалық персонал уытты гиперголикалық газдардың болуына байланысты қорғаныш костюмдерін киюге міндетті.

Дизайн

X 37 орбиталық сынақ аппараты – қайта пайдалануға болатын роботтық ғарыш ұшағы. Бұл Boeing X 40 ұшағының шамамен 120 проценттік үлгісі. X 37 Atlas V 501 немесе Falcon Heavy зымыранымен ұшырылады. Ғарыш ұшағы атмосфераға қайта кірген кезде 25 Мах жылдамдықпен жұмыс істеуге есептелген. X 37 ұшағында көрсетілген технологияларға жақсартылған жылудан қорғау жүйесі, жетілдірілген авиациялық электроника, автономды басқару жүйесі және озық ұшақ корпусы кіреді. Ғарыш ұшағының жылудан қорғау жүйесі атмосфераға қайта кіретін ғарыш кемелерінің бұрынғы буындарына негізделген, кремний керамикалық плиткаларды қамтиды. X 37 ұшағының авиациялық электроника жиынтығы Boeing компаниясы өзінің CST 100 экипаждық ғарыш кемесін әзірлеу үшін пайдаланды. NASA фактісінде айтылғандай, X 37 ұшағының дамуы «NASA-ның орбиталық ғарыш ұшағының жобалау мен дамуына көмектесу мақсатында болды, ол экипажды құтқару және Халықаралық ғарыш станциясына және одан тасымалдау мүмкіндігін қамтамасыз етуге арналған». NASA үшін X 37 бір Aerojet AR2 3 қозғалтқышымен жұмыс істеуі тиіс болды, ол қос қуатты NF 104A астронавттарды даярлау құралында қолданылған және сутек пероксиді/JP 8 отынымен X 37 ұшағында пайдалану үшін жаңа ұшу сертификаты алған. Кейін бұл гипергольді азот тетроксиді/гидразин қозғалтқыш жүйесіне ауыстырылды. X 37 орбитадан оралғаннан кейін автоматты түрде қона алады және бұл қабілетке ие үшінші қайта пайдалануға болатын ғарыш кемесі болып табылады, алдыңғылары – советтік «Буран» шаттлы және АҚШ ғарыш шаттлы, олар 1990 жылдардың ортасында автоматты қону мүмкіндігіне ие болған, бірақ оны сынақтан өткізбеген. X 37 – қазірге дейін ұшқан ең кішкентай және ең жеңіл орбиталық ғарыш ұшағы, оның ұшыру массасы шамамен 250 кг және ол Space Shuttle орбиталық бөлігінің шамамен төрттен бір бөлігіне тең.

OTV-3

Бірінші X 37B, OTV 3 үшінші миссиясы және екінші ұшуы 2012 жылдың 25 қазанында жоспарланған, бірақ Atlas V ұшыру құралының қозғалтқышындағы ақаулықтан кейін кешіктірілді. 2012 жылдың 11 желтоқсанында 18:03 UTC-де Канаверал мысы SLC 41-ден сәтті ұшырылды. Орбитаға шыққаннан кейін, ғарыш кемесі USA 240 деп белгіленді. 2014 жылдың 17 қазанында 16:24 UTC-де Ванденберг әуе базасына қонды, орбитадағы жалпы уақыты – [уақыт көрсетілмеген]. Мақсаттарының ішінде Aerojet Rocketdyne компаниясының XR 5A Холл эффектісіне негіделген иондық қозғалтқышын сынау, Advanced Extremely High Frequency байланыс спутнигі бағдарламасын қолдау, сондай-ақ NASA-ның ғарышта кемі дегенде 200 күн бойы әртүрлі материалдардың қасиеттерін зерттеуі кірді.

OTV-5

Бесінші X 37B миссиясы, орбитада USA 277 деп белгіленді. Ұшыру құралы Falcon 9 зымыраны болды. Ұшу барысында ғарыш кемесі борттағы итергіш жүйесін пайдаланып орбитасын өзгертті. OTV 5 миссиясының толық жүгі классификацияланған, бірақ Әскери-әуе күштері эксперименттердің бірі – Advanced Structurally Embedded Thermal Spreader II (ASETS II) екенін хабарлады, ол тербелмелі жылу құбырының тиімділігін өлшейді. Миссия 2019 жылдың 27 қазанында сағат 07:51 UTC бойынша Шаттл қону алаңына көлік құралын қондыру арқылы аяқталды.