Первый конкурентный полет SpaceShipOne за Ansari X PRIZE (2004)
SpaceShipOne flight 16P
Первый пилотируемый суборбитальный полет SpaceShipOne (2004) в рамках Ansari X PRIZE. Превысил 100 км, несмотря на отклонение от курса. Космические полеты, X PRIZE.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
2004 частный суборбитальный космический полет с экипажем
2004 private crewed sub orbital spaceflight
Полет 16P SpaceShipOne был космическим полетом в рамках программы Tier One, состоявшимся 29 сентября 2004 года. Это был первый соревновательный полет в конкурсе Ansari X PRIZE, демонстрирующий негосударственный многоразовый пилотируемый космический аппарат, и поэтому также известен как полет X1. Во время разгона произошел серьезный крен, из-за чего полет не достиг расчетной высоты. Тем не менее, он превысил высоту 100 км, что сделало его успешным полетом для получения X PRIZE.
Flight 16P of SpaceShipOne was a spaceflight in the Tier One program that took place on September 29, 2004. It was the first competitive flight in the Ansari X PRIZE competition to demonstrate a non governmental reusable crewed spacecraft, and is hence also referred to as the X1 flight. A serious roll excursion occurred during boost, so the flight did not achieve the expected altitude. However, it exceeded 100 km altitude, making it a successful X PRIZE flight.
Расписание
По правилам X PRIZE, дата и место соревновательных полетов должны были быть объявлены Фонду X PRIZE не менее чем за 60 дней до полета. Из-за проблем, возникших во время полета 15P 21 июня 2004 года, компания Scaled Composites не сразу назначила дату своих соревновательных полетов, предполагая, что может потребоваться еще один тестовый полет. 7 июля 2004 года Бёрт Рутан сообщил, что неисправности устранены и следующие полеты будут соревновательными. 27 июля 2004 года Фонд X PRIZE объявил, что компания Scaled Composites уведомила о намерении совершить свой первый соревновательный полет 29 сентября 2004 года. Пилот, первоначально выбранный для полета, отказался от участия из-за стресса примерно за две недели до полета, после рождения ребенка у его жены и собственной болезни. Майк Мелвилл, который также пилотировал единственный предыдущий суборбитальный полет SpaceShipOne, заменил его. О выборе пилота было объявлено публично примерно за два часа до запланированного взлета. Выбор Мелвилла был неожиданным, поскольку после предыдущего полета он заявил о желании сделать перерыв в пилотировании SpaceShipOne и больше времени проводить за ездой на мотоцикле.
X PRIZE rules required that the date and place of competitive flights be announced to the X PRIZE Foundation at least 60 days before the flight. Due to problems encountered during flight 15P on June 21, 2004, Scaled Composites did not immediately set a date for their competitive flights, suspecting that another test flight might be required. By July 7, 2004 Burt Rutan reported that the faults had been resolved and the next flights would be competitive. On July 27, 2004, the X PRIZE Foundation announced that Scaled Composites had given notice that they would make their first competitive flight on September 29, 2004. The pilot initially selected for the flight withdrew due to stress about two weeks before the flight, after his wife gave birth and he also fell ill. Mike Melvill, who also piloted SpaceShipOne's sole previous spaceflight, stepped in to fly in his place. The choice of pilot was not publicly announced until about two hours before planned takeoff. Melvill was seen as a surprise choice, because after the previous flight he had said he wanted to take a break from flying SpaceShipOne and ride his motorbike more.
Профиль полета
Пилотом SpaceShipOne был Майк Мелвилл. Было три самолета сопровождения. Все время указано по PDT, что на семь часов отстает от UTC. Это было местное гражданское время в космопорте в день полета. Все измерения сначала приводятся в американской системе мер, в которой они были первоначально представлены, с последующим переводом в систему СИ. Полет планировался с космопорта Мохаве рано утром, когда ветровые условия наиболее благоприятны. Взлет был запланирован на 06:47, но был задержан из-за порывов ветра до 50 миль в час (20 м/с), которые стихли после восхода солнца. White Knight, несущий SpaceShipOne, вырулил на взлетно-посадочную полосу в 07:00 и взлетел в 07:11. После взлета White Knight и SpaceShipOne поднялись на высоту запуска, запланированную на уровне 14 км. В 08:09 SpaceShipOne был отпущен, планировал в течение 6 секунд, затем перешел в положение носом вверх и был зажжен ракетный двигатель. Ракетный двигатель мог работать приблизительно 87 секунд, после модернизации по сравнению с предыдущим полетом. Планировалось отключить двигатель на высоте 345 000 футов (105 км), предположительно, чтобы не испытывать пределы возможностей. Космический корабль начал быстро вращаться на 50-й секунде работы двигателя, двигаясь со скоростью 2,7 Маха. Вероятно, это было вызвано, или, по крайней мере, усугублено, ошибкой пилота. Пилот не сильно беспокоился об этом, будучи уверенным, что сможет исправить ситуацию, и позволил двигателю продолжать работать во время вращения. Позже он сказал: «Я подумал, что это довольно круто». Высота была слишком большой (и, следовательно, атмосфера слишком разреженной), чтобы вращение могло создать значительное аэродинамическое напряжение, и, соответственно, было невозможно погасить скорость вращения с помощью аэродинамических рулей. Когда скорость была достаточной для достижения целевой высоты, как предсказывала навигационная система, наземные контроллеры рекомендовали пилоту прекратить работу двигателя. Он немедленно это сделал, на 76-й секунде работы, сократив ее на 11 секунд. После отключения двигателя аппарат продолжал набирать высоту, вращаясь. Пилот не сразу попытался остановить вращение. Около апогея он сделал фотографии Земли с помощью цифровой фотокамеры. Высота апогея была оценена близлежащей авиабазой Эдвардс, на основе данных радаров, в 337 569 футов (102,9 км). Из-за раннего отключения двигателя это было значительно меньше, чем первоначально предполагалось. Однако этого было достаточно для превышения 100 км, необходимых для квалификации как космический полет и выполнения требований X PRIZE. В первых сообщениях говорилось, что после указания с земли пилот задержал отключение двигателя, чтобы превысить 100 км; на самом деле указание было дано сразу после того, как высота в 100 км была гарантирована, и время реакции пилота объясняет дополнительные 2,9 км. После апогея пилот отклонил крылья для входа в атмосферу. Затем он без труда погасил вращение, используя реактивные сопла. В целом, аппарат совершил 29 полных оборотов. Вход в атмосферу проходил нормально, аппарат быстро восстанавливал свое положение благодаря стабильной конфигурации с высоким сопротивлением. Он вернулся в нормальную конфигурацию планирования, вернулся в космопорт и благополучно приземлился в 08:34. White Knight приземлился в 08:39.
The SpaceShipOne pilot was Mike Melvill. There were three chase planes. 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. The flight was planned to take off from Mojave Spaceport in the early morning, when wind conditions are most favourable. Takeoff was scheduled for 06:47, but was delayed because of winds gusting to 50 mph (20 m/s), which subsided after sunrise. White Knight, carrying SpaceShipOne, taxied to the runway at 07:00, and took off at 07:11. After takeoff, White Knight and SpaceShipOne ascended to the launch altitude, planned to be around 14 km. At 08:09 SpaceShipOne was released, glided for 6 s, then went into nose up attitude and the rocket motor was ignited. The rocket motor was capable of burning for approximately 87 s, having been upgraded since the previous flight. It was planned to shut off the motor at an altitude of 345,000 feet (105 km), presumably to avoid pushing the envelope too far. The spacecraft started rolling rapidly 50 s into the burn, while travelling at Mach 2.7. This was probably due to, or at least exacerbated by, pilot error. The pilot was not highly concerned by this, being confident that he could correct the situation, and he allowed the burn to continue during the roll. He later said "I thought it was kind of cool." The altitude was too high (and thus the atmosphere too thin) for the roll to cause significant aerodynamic stress, and it was correspondingly infeasible to damp the roll rate using the aerodynamic control surfaces. When there was sufficient velocity to assure the achievement of the target altitude, as predicted by the navigational system, the ground controllers recommended that the pilot abort the burn. He promptly did so, 76 s into the burn, cutting it short by 11 s. After engine cutoff, the craft continued climbing while rolling. The pilot did not immediately work to damp the roll. Around apogee he took photographs of the Earth using a digital still camera. The apogee altitude was estimated by the nearby Edwards Air Force Base, based on radar data, to be 337,569 feet (102.9 km). Due to the early burn cutoff, this was far less than originally anticipated. However, it was more than the 100 km necessary to qualify as a spaceflight and satisfy X PRIZE requirements. Early reports said that after the instruction from the ground the pilot had delayed the burn cutoff in order to exceed 100 km; in fact the instruction was issued just after the 100 km altitude was assured, and the pilot's reaction time accounts for the additional 2.9 km. After apogee, the pilot feathered the wing for atmospheric reentry. He then damped out the roll, without difficulty, using the reaction jets. Overall, the craft did 29 complete rolls. Atmospheric reentry proceeded normally, with the craft rapidly righting its attitude due to the stable high drag configuration. It changed back to gliding configuration normally, glided back to the spaceport, and landed safely at 08:34. White Knight then landed at 08:39.
Последующие полеты
Чтобы выиграть X PRIZE, космический корабль должен совершить два успешных соревновательных полета в течение 14 дней. После успешного полета 29 сентября 2004 года, для победы требовалось совершить второй космический полет до 13 октября 2004 года. Scaled Composites запланировали второй соревновательный полет, полет 17P, на 4 октября 2004 года, в 47-ю годовщину запуска "Спутника-1", и он был успешно завершен в намеченный срок. Существовала вероятность проведения третьего соревновательного полета (18P) до 13 октября 2004 года, в случае неудачи одного из первых двух полетов, но в итоге это не потребовалось. Проект da Vinci, еще один претендент на X PRIZE, планировал свой первый соревновательный полет на 2 октября 2004 года, но столкнулся с проблемами и был вынужден отложить свои полеты.
To win the X PRIZE, a spacecraft must make two successful competitive flights within 14 days. With this flight on September 29, 2004, successful, a second spaceflight had to follow by October 13, 2004, in order to win. Scaled Composites scheduled the second competitive flight, flight 17P, for October 4, 2004, the 47th anniversary of the launch of Sputnik 1, and it was completed successfully on schedule. There was a possibility of a third competitive flight (18P) occurring by October 13, 2004, if either of the first two flights failed, but in the end this was not required. The da Vinci Project, another X PRIZE contender, planned to make its first competitive flight on October 2, 2004, but encountered problems and had to delay its flights.