Введение
Космический аппарат – это сочетание космического корабля и ракеты-носителя, которая выводит его в космос. Первые космические аппараты представляли собой одноразовые пусковые системы, использующие одно- или многоступенчатую ракету для вывода на орбиту относительно небольшого космического корабля по сравнению с общими размерами и массой аппарата. Ранним исключением являлся космический челнок, состоявший из многоразового орбитального аппарата, перевозившего экипаж и полезную нагрузку, поддерживаемого одноразовым внешним топливным баком и двумя многоразовыми твердотопливными ускорителями. В настоящее время частные компании разрабатывают многоразовые системы запуска. Первые космические корабли и аппараты иногда называли "космическими кораблями" – термин, пришедший из научной фантастики для обозначения гипотетического аппарата, способного путешествовать за пределы низкой околоземной орбиты и полностью пригодного для повторного использования, требующего лишь дозаправки, подобно самолёту.
A space vehicle is the combination of a spacecraft and its launch vehicle which carries it into space. The earliest space vehicles were expendable launch systems, using a single or multistage rocket to carry a relatively small spacecraft in proportion to the total vehicle size and mass. An early exception to this, the Space Shuttle, consisted of a reusable orbital vehicle carrying crew and payload, supported by an expendable external propellant tank and two reusable solid fuel booster rockets. Reusable launch systems are currently being developed by private industry. Early spacecraft or space vehicles were sometimes known as "spaceships", a term which comes from science fiction to designate a hypothetical vehicle which travels beyond low Earth orbit and is 100% reusable, needing only to be refueled like an airplane.
История
В романе Жюля Верна "От Земли к Луне" 1865 года были предприняты успешные попытки запустить трёх человек в снаряде с целью посадки на Луну. В 1880 году газета The Pall Mall Gazette описала "Колумбиад" Верна как "космический корабль" — первое зафиксированное использование этого термина. Концепция "космического корабля" (или "ракетного корабля") получила дальнейшее развитие в научной фантастике двадцатого века, например, в "Флэш Гордоне", представляясь как самодостаточное, предположительно ракетное, цельное транспортное средство, способное достичь внеземного пункта назначения, сохраняя свою структуру и требуя лишь дозаправки, подобно самолёту. Реальные ракетные технологии не позволили этого реализовать; в то время как самолёт требует топлива, занимающего относительно небольшую долю от общего размера и массы, ракете необходим окислитель для работы в космическом вакууме. Она также не может использовать атмосферный воздух в качестве рабочего тела; эту функцию выполняют большой объём и масса топлива и окислителя. Кроме того, огромное количество энергии, необходимое для достижения хотя бы низкой околоземной орбитальной скорости, требует чрезвычайно высокой пропорции топлива к массе сухого аппарата. Более того, технологии конструирования середины двадцатого века не позволяли создать единый набор топливных баков, способных вместить достаточно массы для достижения требуемой скорости. Таким образом, многоступенчатые ракеты-носители стали необходимым конструкторским решением, когда космические полёты начались в конце 1950-х годов. Однако, начиная с 1990-х годов, велись разработки одноступенчатых космических аппаратов (SSTO) с такими проектами, как X-33, Roton, McDonnell Douglas DC-X и Skylon. К 2020 году большинство проектов SSTO оказались неудачными, за исключением Skylon, разработка которого продолжается.
Нынешние космические аппараты
Большинство космических аппаратов, используемых в настоящее время, являются одноразовыми, предназначенными для вывода на орбиту одной полезной нагрузки, но не для возврата и повторного использования. Они обычно состоят из нескольких ступеней, которые последовательно отделяются по мере набора скорости и высоты и выработки топлива. Многоразовые ракетно-космические системы способны выводить на орбиту несколько полезных нагрузок и могут быть возвращены для повторного использования после каждого запуска. В настоящее время единственными полностью многоразовыми космическими аппаратами являются New Shepard и SpaceShipTwo. Оба они выполняют суборбитальные космические полёты. SpaceX разрабатывает свою Starship как полностью многоразовый орбитальный космический аппарат.