Первый частный пилотируемый космический полет

Введение

Первый частный космический полет с экипажем (2004)

Полет 15P SpaceShipOne (X0) стал первым космическим полетом с экипажем, финансируемым частными средствами. Он состоялся 21 июня 2004 года. Это был четвертый пилотируемый испытательный полет программы Tier One, в то время как предыдущие три испытательных полета достигали значительно меньших высот. На борту находился только пилот, Майк Мелвилл, который таким образом стал первым негосударственным космонавтом. Этот полет представлял собой полновысотный испытательный полет, но не являлся соревновательным для получения премии Ansari X Prize, приза за первый негосударственный многоразовый пилотируемый космический аппарат. Во время полета возникли проблемы, которые впоследствии были устранены, что позволило SpaceShipOne совершить соревновательные полеты позднее в 2004 году.

Профиль полета

Все времена указаны в PDT, что на семь часов отстает от UTC. Это было местное гражданское время в космодроме в день полета. Все измерения сначала приводятся в американских обычных единицах, в которых они были первоначально представлены, с последующим переводом в единицы СИ. Выруливание на взлет из космодрома Мохаве первоначально планировалось на 06:30, поскольку ветровые условия в этом районе наиболее благоприятны ранним утром. Фактически выруливание началось в 06:37, а взлет произошел в 06:47. После набора высоты 14,3 км в связке с самолетом White Knight, космический корабль SpaceShipOne отделился в 07:50 и немедленно включил ракетный двигатель. Вскоре после включения, на высоте около 18 км, корабль неожиданно отклонился на 90 градусов влево из-за сдвига ветра. Когда пилот попытался исправить ситуацию, корабль отклонился на 90 градусов вправо. Пилот стабилизировал корабль и продолжил набор высоты. Коррекция отклонения, с использованием полной триммировки, привела к тому, что отклоняющая пластина триммировки уперлась в упор. В результате, как и было предусмотрено конструкцией, привод триммировки отключился на 3 секунды. Не осознавая произошедшего, пилот и диспетчеры восприняли это как отказ привода триммировки и переключились на резервную систему. Управление ориентацией космического корабля оставалось проблематичным на протяжении всего набора высоты и не было исправлено до начала спуска. Во время работы двигателя новая аэродинамическая защита, установленная вокруг сопла ракеты, перегрелась, стала слишком мягкой и деформировалась внутрь. Это вызвало громкий хлопок, о котором сообщил пилот, но который не привел к проблемам с полетом. Работа ракетного двигателя продолжалась 76 секунд. На момент выключения двигателя высота составляла 54,9 км (180 000 футов), число Маха – 2,9, а скорость – 3460 км/ч (2150 миль/ч; 961 м/с). Планируемая высота апогея составляла 110 км (360 000 футов), но из-за проблемы с ориентацией, возникшей во время набора высоты, корабль достиг лишь 100 124 м (328 491 фут). Тем не менее, он пересек границу космоса на высоте 100 км, что сделало полет, как и планировалось, официально космическим. Можно рассчитать, что высота превышала 100 км в течение примерно 10,23 секунды. Около апогея корабль испытал около 3,5 минут невесомости. Пилот Майк Мелвилл открыл пакет M&M's и наблюдал, как они плавают в свободном падении внутри капсулы. Корабль вошел в атмосферу в 35 км к югу от запланированной зоны посадки размером 8 x 8 км. Пилот, наконец, исправил ориентацию космического корабля в этот момент, используя резервную систему триммировки. Корабль достиг скорости 2,9 Маха и испытал замедление в 49 м/с² (5,0 g) во время спуска. Корабль перешел в режим планирования на высоте 17,4 км (57 000 футов), затем вернулся в космодром и благополучно приземлился в 08:14.

All times are in PDT, which is seven hours behind UTC. This was the local civil time at the spaceport on the day of the flight. All measurements are first stated in the U. S. customary units in which they were originally reported, with conversions to SI units also given. Taxiing for takeoff from Mojave Spaceport was originally planned for 06:30, because the wind conditions in that area are most favorable in the early morning. Taxiing actually started at 06:37, and the flight took off at 06:47. After an ascent to 47,000 feet (14.3 km) coupled with the White Knight airplane, the SpaceShipOne craft separated at 07:50 and immediately ignited its rocket. Shortly after ignition, at about 60,000 feet (18 km), the craft unexpectedly rolled 90 degrees to the left, due to wind shear. When the pilot attempted to correct it, it rolled 90 degrees to the right. The pilot leveled the craft out and proceeded with the climb. The correction of the roll excursion, using full trim, caused a pitch trim tab to run up against a stop. This caused the trim actuator, as designed, to stop operating for a 3 s timeout. Not realizing what had happened, the pilot and controllers interpreted this as a failure of the trim actuator, and they switched to a backup system. Spacecraft attitude was problematic during the entire climb, and not corrected until the start of re entry. During the burn, a new aerodynamic fairing installed around the rocket nozzle overheated, became too soft, and crumpled inwards. This caused a loud bang, which the pilot reported, but did not cause a flight problem. The rocket burn lasted for 76 seconds. At burn out the altitude was 180,000 feet (54.9 km), the Mach number was 2.9, and the speed was 2150 mph (3460 km/h; 961 m/s). The planned apogee altitude was 360,000 feet (110 km), but due to the attitude problem encountered during the climb, the craft actually attained only 328,491 feet (100,124 m). In doing so, it passed the boundary to space at 100 km, making the flight, as planned, officially a spaceflight. It can be calculated that the altitude exceeded 100 km for approximately 10.23 s.

Around apogee the craft experienced about 31/2 minutes of weightlessness. Pilot Mike Melvill opened a bag of M&M's and watched them float around the capsule in free fall. The craft re entered the atmosphere 22 miles (35 km) south of its planned 5 by 5 mile (8 by 8 km) re entry zone. The pilot finally corrected the spacecraft's attitude at this point, using a backup trim system. The craft reached Mach 2.9 and experienced deceleration of 5.0 'g (49 m/s²) during descent. The craft switched to gliding configuration at an altitude of 57,000 feet (17.4 km), then returned to the spaceport and landed safely at 08:14.

Зеркало

Scaled Composites, создатели SpaceShipOne, объявили о запланированном космическом полете 2 июня 2004 года и пригласили публику стать его свидетелями. По оценкам, 11 000 человек прибыли в космодром Мохаве, чтобы посмотреть на запуск, а миллионы других следили за ним по телевидению. Среди почетных гостей были бывший астронавт Базз Олдрин и командующий авиабазы Эдвардс. Поскольку SpaceShipOne стартует на восток от космодрома Мохаве рано утром, зрителям на космодроме приходилось смотреть против солнца, наблюдая за самолетом. Тем не менее, толпа была в восторге, приветствуя каждый этап полета, включая двойной звуковой удар после завершения работы двигателей. После посадки SpaceShipOne, White Knight и самолеты сопровождения совершили праздничные пролеты над взлетно-посадочной полосой. Майк Мелвилл выразил неподдельный восторг, махая толпе, стоя на вершине SpaceShipOne. Он также держал плакат с надписью "SpaceShipOne, GovernmentZero", который ему передал один из зрителей – очевидная отсылка к продолжавшейся приостановке полетов шаттлов после гибели "Колумбии" во время миссии STS-107. Мелвилла приветствовал Базз Олдрин, второй человек, ступивший на Луну.

Связь с премией Ансари Х

Как и предполагалось, полет превысил порог в 100 км, необходимый для получения X PRIZE. Однако данный полет не был задуман как соревновательный полет X PRIZE и не был зарегистрирован соответствующим образом. Полет не осуществлялся с пассажирами или эквивалентным балластом, что требуется для полета, претендующего на X PRIZE, и поэтому не мог быть квалифицирован как соревновательный. Более того, правила X PRIZE требуют повторного полета в течение двух недель, который команда Scaled Composites не планировала выполнять. Полет 15P был задуман как финальный испытательный полет перед двумя соревновательными полетами X PRIZE, запланированными на конец 2004 года. В связи с проблемами, возникшими во время этого полета, может потребоваться дополнительный испытательный полет. Однако к 7 июля 2004 года Бёрт Рутан сообщил об устранении неисправностей и о том, что следующие полеты будут соревновательными.