Америкалық NewSpace компаниясы: Ғарышқа қолжетімділік жолындағы инновациялар
JP Aerospace
Америкалық JP Aerospace компаниясы ғарышқа қолжетімділікті арзан бағамен қамтамасыз етуді мақсат етеді. PongSats, minicubes және Airship to Orbit жобалары.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
JP Aerospace – ғарышқа қолжетімділікті арзан бағамен қамтамасыз етуді мақсат тұтқан американдық компания. Олардың негізгі қызметтеріне камералар немесе PongSats және миникубтар деп аталатын кішкентай эксперименттерді тасымалдайтын, ауадан жеңіл ұшатын атмосфералық рейстер кіреді. Сондай-ақ, олар «Аэрокемемен орбитаға шығу» жобасымен де айналысады. JP Aerospace компаниясын Джон Марчел Пауэлл, «JP» деп белгілі Майкл Стаки және Скотт Майо құрған. JP Aerospace ауадан жеңіл ұшуға маманданған, ғарышқа арзан бағамен қол жеткізуді көздейді.
American NewSpace company
JP Aerospace is an American company that aims to achieve affordable access to space. Their main activities include high atmospheric lighter than air flights carrying cameras or miniature experiments called PongSats and minicubes. They are also engaged in an Airship to Orbit project. JP Aerospace was founded by John Marchel Powell, familiarly known as "JP", with Michael Stucky and Scott Mayo. JP Aerospace specializes in lighter than air flight, with the stated aim of achieving cheap access to space.
Баллонмен ұшулар
1999 жылы мамыр айында Невада штатының солтүстік-батысындағы Блэк-Рок шөлінде ракун (балондармен ұшырылған жоғары қуатты зымыран) қолданып, суборбиталды ғарышқа ұшыру әрекеті сәтсіз аяқталды. Бұл оқиға CNN телеарнасымен жарияланды. CATS сыйлығы 2000 жылдың қараша айында табыс етілмей, мерзімі бітті. ХХІ ғасырдың басында АҚШ Әуе күштерінің бастамасымен ұрыс алаңындағы байланыс және бақылау жүйелерін жылдам іске қосу мақсатында V пішіндес жоғары биіктіктегі дирижабль әзірленді. Осыдан бері JP Aerospace компаниясы жоғары атмосфераға бірнеше шарларды ұшырып, зерттеуші студенттер мен медиа компаниялар үшін түрлі жүктерді тасымалдап келеді. Медиа клиенттерінің қатарында Discovery Channel, National Geographic және Toshiba компаниясының 2009 жылғы Space Chair телеарналық жарнамасы бар. 2011 жылы қос баллонды пайдаланатын дирижабль 95,085 фут (шамамен 28,982 метр) биіктікте рекорд орнатқаны туралы хабарланды, бұл 2011 жылдың 22 қазанында болды. PongSat – үстел теннисі немесе пинг-понг доптарының ішінде орналасқан кішкентай эксперимент. MiniCube одан сәл үлкен. JP Aerospace компаниясы төмен құнмен жүздеген немесе мыңдаған студенттік PongSat жобаларын жақын ғарыш кеңістігіне жеткізгенін мәлімдейді. Ұшулар көбінесе халықтан жиналған қаржыға жүзеге асырылады. Камераларды тасымалдайтын коммерциялық рейстер бірнеше медиа ұйымдары үшін жасалды.
An early suborbital space launch attempt using a rockoon (balloon launched high power rocket) at the Black Rock Desert in northwestern Nevada in May 1999 was unsuccessful. The event was covered by CNN. The CATS Prize expired without being awarded in November 2000. In the early 21st century they developed a V shaped high altitude airship under a U. S. Air Force initiative to provide the rapid launch of battlefield communication and monitoring systems. Since then, JP Aerospace has launched several balloons into the upper atmosphere, carrying mixed payloads for research students and media companies. Media clients have included The Discovery Channel, National Geographic, and Toshiba's 2009 television commercial Space Chair. In 2011, a twin balloon utility airship is claimed to have set an altitude record of 95,085 feet (ca. 28,982 m) on October 22, 2011. A PongSat is a small experiment housed in a table tennis or ping pong ball. A MiniCube is slightly larger. JP Aerospace claim to have carried many hundreds or thousands of student PongSat projects to a near space environment at low cost. The flights are typically crowdfunded. Commercial flights, typically carrying cameras, have been made for a number of media organizations.
Әуе кемелері
JP Aerospace компаниясы әскери байланыс және бақылауға арналған әуе кемелерін жасау бойынша келісімшарт алды. Бұл әуе кемелері дәстүрлі зениттік қару жүйелерінің жете алмайтын биіктікте, соғыс алаңдарының үстінде ұшуға арналған. 2005 жылы прототип аяқталды, бірақ ұшуға дайындалып жатқанда зақымданды және келісімшарт тоқтатылды. Басқа да көлік құралдары әлі де жасалуда, ал JP Aerospace кейіннен ATO жабдықтары мен технологияларын сынау үшін бірнеше аэростаттарды сынақтан өткізді. JP Aerospace Twin Balloons Airship – екі шар тәрізді корпустан тұратын, екі электрлі қозғалтқышты орталық тірегіне орналастырылған, пилотсыз әуе кемесі. 2011 жылдың 22 қазанында ол 95,085 футқа (шамамен 28 982 метр) дейін көтерілді, бұл бұрынғы кез келген дирижабльден шамамен 4 мильге жоғары.
JP Aerospace obtained a contract for development of military communication and surveillance airships designed to hover over battlefields at altitudes too high for conventional anti aircraft systems. A prototype was completed in 2005 but was damaged while being prepared for flight and the contract was ended. Other vehicles are still under development, and JP aerospace has subsequently flown several aerostats as testbeds for ATO hardware and techniques. The JP Aerospace Twin Balloons Airship is an unmanned airship comprising two balloon envelopes side by side, with twin electric powered propellers mounted midway along the connecting boom. On October 22, 2011 it is claimed to have flown to 95,085 feet (ca. 28,982 m), nearly 4 miles higher than any airship before.
Орбитаға ұшу кемесі жобасы
JP Aerospace компаниясы әуе кемелерін орбитаға шығаруға арналған технологияны әзірлеп жатыр. Ұсынылған жүйе орбитаға жету үшін үш жеке дирижабль сатысын пайдаланады. Көптеген көлік құралдары қажет, себебі тығыз және күшті желдер болатын төменгі атмосферада сақтауға жеткілікті мықты жасалған дирижабль, жүктерді жеткілікті биіктікке көтеруге тым кішкентай және ауыр болады. Орбиталық дирижабль салмаққа шаққандағы көтерілгіштік қатынасын сақтау үшін әлдеқайда үлкен және қабырғалары жұқа болуы керек. Үш саты: Ascender жер үсті ұшыру құралы, Dark Sky тұрақты аспан станциясы және Orbital Ascender ғарыш кемесі. Dark Sky станциясын құрастыру үшін, рекордтық Tandem дирижабліне ұқсас, бірақ ауамен толтырылған балкаларға негізделген төртінші дирижабль дизайны қажет болады. Мұндай биіктіктегі атмосфера тым сейрек болғандықтан, пайдалы жүк тасымалдау үшін өте үлкен көлем және/немесе өте мықты, бірақ жеңіл материалдар қажет. ISAS BU60 1 ғылыми шары 2009 жылғы деректер бойынша, ұшқышсыз шарлар арасындағы әлемдік биіктік рекордын 53,0 км биіктікте сақтап тұр. BU60 1 шарының жалпы көлеміндегі орташа тығыздығы бір текше метрге 0,00066 кг құрады. Одан да биікке ұшу үшін, бұл көрсеткішті айтарлықтай жақсарту қажет.
JP Aerospace is developing technology intended to launch airships into orbit. The proposed system employs three separate airship stages to reach orbit. Multiple vehicles are needed because an airship made strong enough to survive the dense and turbulent lower atmosphere would be too small and heavy to lift payloads high enough. An orbital airship must be much larger and with thinner walls to maintain its buoyancy to weight ratio. The three stages are; the Ascender ground launcher, the Dark Sky permanent sky station, and the Orbital Ascender spacecraft. A fourth airship design similar to the record breaking Tandem but based on air filled beams will be required for the assembly of Dark Sky Station. Because of the thin atmosphere at such high altitudes, to carry a useful payload very large volume and/or very strong but lightweight materials are required. The ISAS BU60 1 scientific balloon holds the world altitude record for an unmanned balloon as of 2009, at 53.0 km. The average density of BU60 1 over its gross volume was 0.00066 kg per cubic meter. To fly higher, this must be significantly improved.
Көтерілу
Асцендер әуе кемесі жер мен Қара аспан станциясы арасында 140 000 фут (шамамен 42 672 м) биіктікте жұмыс істейтін болады. Ұзын, V пішінді планоформасы және аэродинамикалық профилі әуе кемесінің табиғи көтерілу қабілетін толықтырады, ал кемеге вакуумға жақын жағдайда жұмыс істеуге арналған винттер күш береді. Асцендер әзірге жасалған кез келген дирижабльден үлкен болады, бірақ кейінгі сатылар одан әлдеқайда ірі болады. Оны үш адамнан тұратын экипаж басқарады. Бастапқыда ол 140 000 футтан (42 672 м) 180 000 футқа (54 864 м) дейін, ауадан жеңіл кеме ретінде көтеріледі. Орбиталық аппараттың ұзындығы бір шақырымнан астам болуы керек, осылай ғана жеткілікті көтерілу күшіне ие болады. 180 000 фут биіктікте ол жеңіл, аз қуатты иондық қозғалтқыштарды пайдаланып алға жылдамдайды, бұл оған қосымша аэродинамикалық көтергішпен одан да биікке көтерілуге мүмкіндік береді. Бұл энергия күн панельдері арқылы қамтамасыз етіледі, олар әуе кемесінің жоғарғы бетінің көп бөлігін жабады. V пішінді планоформасы мен аэродинамикалық профилі 200 000 футқа дейін гипердыбыстық ұшуға мүмкіндік береді, орбиталық жылдамдыққа дейін (20 Махтан жоғары) жетеді. Егер метеоритке немесе ғарыш қалдықтарына тисе, бұл елеулі әсер етпейді, себебі ішкі жасушалар – «нөлдік қысымды шарлар». «Жарылу күшін тудыру үшін қысымда ешқандай айырмашылық жоқ. Метеорит тек тесік жасаса болғаны. Газ тым баяу шығады» (112-бет). Олар сондай-ақ (109-бетте) «Төменгі, тығыз атмосфераға жеткенге дейін жылдамдықты жоғалту арқылы, қайта кіру температурасы күрт төмендейді. Бұл орбитаға көтерілу сияқты қайта кіруді де қауіпсіз етеді» дейді. Қабығы нейлон және полиэтиленнен жасалған (111-бет). Орбитаға қайта кіргенде, орбиталық дирижабль өте жоғары биіктікте баяулайды, себебі оның массасы өте аз, ал атмосфераға ұсынылатын көлденең қимасы өте үлкен (төмен баллистикалық коэффициент).
The Ascender airship would operate between the ground and the Dark Sky Station at 140,000 feet (ca. 42,672 m). A long, V shaped planform with an airfoil profile would provide aerodynamic lift to supplement the airship's inherent buoyancy, with the craft driven by propellers designed to operate in a near vacuum. The Ascender would be larger than any airship yet built, but would be dwarfed by the later stages. It would be operated by a crew of three. It would initially rise as a lighter than air craft from the station at 140,000 feet to 180,000 feet (ca. 42,672 m to 54,864 m). The orbiter would have to be over a mile long to gain enough buoyancy. At 180,000 ft it would accelerate forwards using lightweight, low power ion propulsion, enabling it to rise further with additional aerodynamic lift. This would be powered by solar panels which cover most of the upper surface of the airship. The V shaped planform and airfoil profile would allow hypersonic flight by 200,000 feet, increasing to orbital speed (above Mach 20). If hit by a meteorite or space debris, this would have little effect because the inner cells are "zero pressure balloons" saying "There is no difference in pressure to create a bursting force. All a meteorite would do is to make a hole. The gas would leak out staggeringly slowly " (Page 112). They also say (page 109) that ""By losing velocity before it reaches the lower thicker atmosphere, the reentry temperatures are radically lower This makes reentry as safe as the climb to orbit". The skin would be made of nylon rip stop polyethylene (page 111). On re entry the orbital airship slows down at a very high altitude because it has such low mass with such a large cross section presented to the atmosphere (a low ballistic coefficient).