Введение
Американская компания NewSpace JP Aerospace – американская компания, стремящаяся к обеспечению доступного доступа в космос. Основными направлениями их деятельности являются высотные полеты на летательных аппаратах легче воздуха, несущих камеры или миниатюрные эксперименты, называемые PongSats и миникубами. Компания также ведет разработку проекта "Дирижабль на орбиту". JP Aerospace была основана Джоном Маршелем Пауэллом, известным как "JP", совместно с Майклом Стаки и Скотом Майо. JP Aerospace специализируется на полетах на аппаратах легче воздуха, с заявленной целью достижения недорогого доступа в космос.
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.
Полеты на воздушных шарах
Ранняя попытка суборбитального космического запуска с использованием ракеты, запускаемой с помощью воздушного шара (rockoon) в пустыне Блэк-Рок на северо-западе Невады в мае 1999 года оказалась неудачной. Это событие освещала CNN. Премия CATS истекла без присуждения в ноябре 2000 года. В начале XXI века они разработали V-образный высотный дирижабль в рамках инициативы ВВС США для обеспечения быстрого запуска систем связи и мониторинга в зону боевых действий. С тех пор JP Aerospace запустила несколько воздушных шаров в верхние слои атмосферы, перевозя смешанные полезные нагрузки для студентов-исследователей и медиакомпаний. Среди клиентов СМИ – The Discovery Channel, National Geographic и телевизионная реклама Toshiba Space Chair 2009 года. В 2011 году дирижабль с двумя воздушными шарами, по заявлению компании, установил рекорд высоты в 95 085 футов (около 28 982 м) 22 октября 2011 года. PongSat – это небольшой эксперимент, помещенный в шарик для настольного тенниса. MiniCube немного больше. JP Aerospace утверждает, что за небольшую плату доставила сотни или тысячи студенческих проектов PongSat в ближний космос. Полеты обычно финансируются краудфандингом. Коммерческие рейсы, как правило с камерами на борту, выполнялись для ряда медиаорганизаций.
Дирижабли
JP Aerospace получила контракт на разработку военных дирижаблей связи и наблюдения, предназначенных для зависания над полями боя на высотах, недостижимых для обычных зенитных систем. Прототип был завершен в 2005 году, но был поврежден при подготовке к полету, после чего контракт был прекращен. Другие аппараты все еще находятся в разработке, и JP Aerospace впоследствии использовала несколько аэростатов в качестве испытательных платформ для оборудования и технологий ATO. Дирижабль JP Aerospace Twin Balloons Airship – беспилотный аппарат, состоящий из двух бок о бок расположенных баллонов с двумя электрическими винтами, установленными посередине соединительной балки. 22 октября 2011 года заявлено, что он достиг высоты 95 085 футов (приблизительно 28 982 м), что почти на 6 километров выше, чем когда-либо поднимался другой дирижабль.
Проект "Дирижабль на орбиту"
JP Aerospace разрабатывает технологию, предназначенную для вывода дирижаблей на орбиту. Предлагаемая система использует три отдельных ступени дирижабля для достижения орбиты. Требуется несколько аппаратов, поскольку дирижабль, достаточно прочный, чтобы выдержать плотные и турбулентные слои нижней атмосферы, был бы слишком мал и тяжел для подъема полезных грузов на достаточную высоту. Орбитальный дирижабль должен быть значительно больше и с более тонкими стенками для поддержания оптимального соотношения плавучести к весу. Три ступени включают в себя: наземную пусковую установку Ascender, постоянную стратосферную станцию Dark Sky и орбитальный аппарат Orbital Ascender. Для сборки станции Dark Sky потребуется четвертый дирижабль, аналогичный рекордсмену Tandem, но основанный на конструкциях, заполненных воздухом. Из-за разреженной атмосферы на таких больших высотах для транспортировки полезной нагрузки необходим очень большой объем и/или очень прочные, но легкие материалы. Научный аэростат ISAS BU60 1 удерживает мировой рекорд высоты для беспилотного аэростата, установленный в 2009 году – 53,0 км. Средняя плотность BU60 1 по отношению к его полному объему составляла 0,00066 кг на кубический метр. Для достижения большей высоты этот показатель необходимо значительно улучшить.
Поднимаемся
Дирижабль Ascender будет функционировать между землей и станцией Dark Sky на высоте 140 000 футов (около 42 672 м). Длинная V-образная планформа с аэродинамическим профилем обеспечит аэродинамическую подъемную силу, дополняющую естественную плавучесть дирижабля, а движение аппарата будет обеспечиваться винтами, разработанными для работы в условиях близкого к вакууму. Ascender будет больше любого из когда-либо построенных дирижаблей, но окажется меньше последующих ступеней. Управлять им будет экипаж из трех человек. Первоначально он будет подниматься как аппарат легче воздуха со станции на высоте от 140 000 до 180 000 футов (около 42 672 м до 54 864 м). Для достижения достаточной плавучести орбитальному аппарату потребуется длина более мили. На высоте 180 000 футов он будет ускоряться вперед с помощью легкой ионной двигательной установки малой мощности, что позволит ему подняться еще выше за счет дополнительной аэродинамической подъемной силы. Энергия для нее будет поступать от солнечных панелей, покрывающих большую часть верхней поверхности дирижабля. V-образная планформа и аэродинамический профиль позволят достичь гиперзвуковой скорости на высоте 200 000 футов, увеличиваясь до орбитальной (более 20 Махов). В случае столкновения с метеоритом или космическим мусором это окажет незначительное воздействие, поскольку внутренние ячейки представляют собой "воздушные шары с нулевым давлением", что означает: "Нет разницы в давлении, способной создать разрушительную силу. Метеорит сможет лишь проделать отверстие. Газ будет вытекать крайне медленно" (страница 112). Они также утверждают (страница 109), что "за счет снижения скорости до достижения более плотных слоев атмосферы температура при повторном входе радикально снижается. Это делает повторный вход таким же безопасным, как и выход на орбиту". Обшивка будет изготовлена из нейлонового рипстопа и полиэтилена (страница 111). При повторном входе орбитальный дирижабль замедляется на очень большой высоте из-за своей низкой массы и большой площади поперечного сечения, представляемой атмосфере (низкий баллистический коэффициент).