A história da humanidade está repleta de contos de exploradores que se arriscaram, colocaram suas vidas em risco e mergulharam nas profundezas do desconhecido. Por causa de seus esforços e ambição, parece que agora temos acesso até mesmo ao mais misterioso dos lugares da Terra:as florestas tropicais mais profundas, as cavernas mais escuras, as montanhas mais altas e o próprio céu. Agora, nossa necessidade incessante de explorar deve ser satisfeita por mais uma fronteira:o espaço.

Mas, ao contrário dos dias do Velho Oeste, quando os pioneiros estavam livres para partir para a glória ou ouro com apenas uma mochila nas costas e um par de bons sapatos de caminhada, a exploração desta nova fronteira requer um pouco mais de dinheiro e, portanto, tem sido limitada a agências governamentais de elite - até que o Prêmio Ansari X .

Neste artigo, vamos cobrir as origens e os requisitos do " Nova corrida para o espaço " para qual SpaceShipOne ganhou o prêmio de $ 10 milhões em 4 de outubro, 2004 - tudo sem fundos do governo, peças de foguete da NASA ou um especial, posição no nível do gabinete para voos espaciais privados. Também discutiremos algumas das outras equipes e tecnologia envolvidas na corrida e o que o concurso significa para o futuro do turismo espacial.

Essa proibição de apoio governamental (e as restrições a esses fundos) fala ao coração do Ansari X Prize. A Fundação X Prize foi criada em 1995 por Dr. Peter H. Diamandis (CEO e presidente da Zero Gravity Corporation e cofundador da International Space University) para estimular o desenvolvimento do indústria do turismo espacial e abrir a nova fronteira para o público . A inspiração do Dr. Diamandis para o concurso - e sua confiança em seu sucesso - derivou do $ 25, Prêmio Orteig 000 concedido ao primeiro homem a construir e voar um avião sem escalas de Nova York a Paris em 1927. Este concurso, que abriu a indústria de aviação de agora $ 250 bilhões, foi vencido pelo azarão Charles Lindbergh .

1. O que é o Ansari X Prize?
2. Roadblocks regulatórios
3. As equipes:voos bem-sucedidos
4. As equipes:voos sem sucesso
5. A Little Rocket Science
6. Táticas da "Nova Corrida Espacial"
7. Turismo espacial

O que é o Ansari X Prize?

Então, o que é o Ansari X Prize? Simplificando, é um concurso que prometia um prêmio em dinheiro de $ 10 milhões para a primeira equipe registrada para:

• Construir uma nave espacial capaz de transportar três adultos (altura de até 188 centímetros [6 pés, 2 polegadas] e peso de até 90 quilogramas [198 libras] cada).
• Lançar a espaçonave com três futuros astronautas a uma altura de 100 quilômetros (62,5 milhas), a altitude reconhecida internacionalmente em que o espaço suborbital começa.
• Retorne a espaçonave para a Terra com segurança - sem ossos quebrados no astronauta, nenhum dano grave ao navio, etc.
• Repita o voo dentro de duas semanas usando o mesmo navio, tendo substituído não mais do que 10 por cento das peças do navio (com exceção do combustível), classificando assim a nave espacial como um Veículo de lançamento reutilizável (RLV).

A façanha deveria ser concluída até 1º de janeiro, 2005, então a SpaceShipOne ganhou o prêmio com muito tempo de sobra. Além do porta-moedas, o vencedor recebeu uma altura de 5 pés (152 cm), Troféu de bronze de 90,7 kg (200 libras). (Veja o Troféu Ansari X Prize para ver o design.)

Nenhuma ajuda financeira poderia ser aceita de qualquer governo - isso significa nenhum subsídio governamental, sem subsídios governamentais, sem navios da NASA e sem peças da NASA. Não faltou doadores privados , Contudo. A lista repleta de estrelas de colaboradores inclui o cofundador da Microsoft Paul Allen (SpaceShipOne da Scaled Composites), o turista espacial original e milionário Dennis Tito, O neto de Charles Lindbergh, Erik Lindbergh, ex-astronauta e senador norte-americano John Glenn, autor Tom Clancy e ator Tom Hanks.

Pessoas de todos os países do mundo puderam concorrer ao X Prize, e mais de 20 times de sete países foram registrados. Os competidores tinham que enviar $ 1, Taxa de registro de 000, juntamente com uma descrição detalhada do veículo proposto e da missão, e eles tiveram que concordar em seguir as regras e especificações acima (para uma olhada nos documentos específicos que eram exigidos, veja Prêmio Ansari X:Registre-se como uma equipe).

Como resultado do concurso de aviação do magnata Raymond Orteig e do voo bem-sucedido de Lindbergh, nos Estados Unidos:

• O número de passageiros de companhias aéreas aumentou em 167, 623 entre 1926 e 1929.
• O número de pedidos de licença de piloto aumentou 300% em 1927.
• O número de aeronaves licenciadas aumentou 400%.
• O número de aeroportos dobrou em três anos.

Só o tempo dirá se o Ansari X Prize terá um efeito semelhante na florescente indústria de voos suborbitais. Já, a Federal Aviation Administration (FAA) criou e emitiu duas novas licenças para viagens espaciais suborbitais.

Fonte:http://www.xprize.org

Roadblocks regulatórios

Após o registro como concorrente oficial do X Prize e todos os desafios de planejar e construir uma nave espacial que se seguiram, uma equipe pronta para o lançamento enfrentou outro obstáculo: licenciamento de lançamento . A maioria dos países exige uma licença para voar qualquer veículo no ar, e lançar algo no espaço e de volta definitivamente se enquadra nessa categoria. Nos Estados Unidos, a Federal Aviation Administration (FAA) exige um Certificado de Aeronave Experimental e um Licença de lançamento espacial . O formulário de inscrição é bastante simples, mas o processo que se segue não é:A lista de verificação do candidato da FAA é dividida em quatro fases, que incluem reuniões frequentes com funcionários da FAA e inspeções regulares do progresso do projeto.

Outra coisa a ter em mente:de acordo com a FAA, você não pode simplesmente construir e lançar um foguete suborbital em seu quintal. Os lançamentos são permitidos apenas em locais específicos financiados pelo governo e privados (consulte FAA:Locais de Lançamento); Contudo, de acordo com as regras do X Prize, uma equipe não poderia usar um site do governo a menos que fosse aberto a todas as equipes (incluindo aquelas de outros países).

Apenas dois sub-orbitais, licenças de lançamento de foguetes tripulados já foram concedidas nos Estados Unidos, ambos nos últimos seis meses. Adicione o tempo necessário para obter a aprovação da FAA ao aviso de 60 dias exigido pela Fundação X Prize para o lançamento, e o tempo era essencial.

Portanto, muitas equipes avançaram bastante no desenvolvimento de espaçonaves, mas não puderam se preparar para o lançamento antes de 1º de janeiro, 2005, prazo final. Suas ideias e inovações tecnológicas continuarão existindo, Contudo. Na próxima seção, veremos algumas das equipes que estiveram envolvidas no Ansari X Prize.

Para ver o guia da FAA para aprovação RLV, incluindo o aplicativo e a lista de verificação, visite o FAA e o Guia da Indústria para Veículo Lançador Reutilizável ( PDF )

Para verificar o processo de aprovação de um RLV, consulte o Processo de Aprovação de Segurança RLV ( PDF )

As equipes:voos bem-sucedidos

O Ansari X Prize reuniu equipes de países tão variados como a Rússia, Canadá, Romênia, Israel, Inglaterra, Argentina e Estados Unidos. Ao contrário da expectativa de que grandes empresas aeroespaciais se envolvam, muitas das empresas das equipes foram fundadas após o anúncio do concurso, e as equipes geralmente consistiam de seus fundadores. Quando a SpaceShipOne da Scaled Composites levou o prêmio, mais de 20 equipes foram inscritas. A maioria só conseguiu concluir o projeto ou construir a espaçonave, mas alguns tiveram voos de teste com foguetes demonstradores - alguns bem-sucedidos, outros não tiveram tanto sucesso. Aqui está uma análise dos bem-sucedidos:

VENCEDOR:Scaled Composites LLC

Mojave, Califórnia

Veículo:SpaceShipOne , um foguete de 16,4 pés (~ 5 metros) lançado no ar de um porta-aviões White Knight

Líder de equipe:Burt Rutan

Local na rede Internet: www.scaled.com

Para saber muito mais sobre a SpaceShipOne e seus voos, veja Como funciona a SpaceShipOne.

Programa Espacial GoldenPalace.com

Projeto da Vinci

Toronto, Ontário, Canadá

Veículo:Wild Fire , um foguete de 16 pés (~ 9 metros) lançado no ar de um enorme balão de hélio

Líder de equipe:Brian Feeney

Local na rede Internet: www.davinciproject.com

High Altitude Research Corporation (HARC)

Huntsville, Alabama

Veículo:Liberator , um foguete de 40 pés de altura (~ 12 metros) lançado verticalmente de um navio oceânico

Líder de Equipe:Tim Pickens

Local na rede Internet: www.harcspace.com

Aeronáutica e Cosmonáutica Associação Romena (ARCA)

Aeronáutica e Cosmonáutica Associação Romena (ARCA)

Ramnicu Valcea, Romênia

Veículo:Orizont , um foguete de 55,7 pés (17 metros) lançado verticalmente do solo

Líder de equipe:Dumitru Popescu

Local na rede Internet: www.arcaspace.ro

As equipes:voos sem sucesso

Space Transport Corporation

Forks, Washington

Veículo:Rubicon , um 22 pés (~ 6,7 metros), Foguete de 7 motores lançado de uma plataforma móvel

Líderes de equipe:Phillip Storm e Eric Meier (co-fundadores)

Local na rede Internet: www.space-transport.com

Veja MSNBC:Explosão de foguete de corrida espacial.

Armadillo Aerospace

Mesquite, Texas

Veículo:Black Armadillo , um foguete de 24 pés (~ 7 metros) lançado verticalmente do solo

Líder de equipe:John Carmack , criador dos populares videogames de tiro em primeira pessoa Wolfenstein 3D (1992), DOOM (1993) e Quake (1996)

Local na rede Internet: www.armadilloaerospace.com

Consulte Space.com:Armadillo Aerospace’s X Prize Prototype Crashes.

A Little Rocket Science

Para entender os desafios que as equipes do X PRIZE enfrentaram e as soluções individuais que desenvolveram para vencê-los, você pode precisar se atualizar em alguns foguetes básicos. (Se você deseja um curso mais extenso de ciência de foguetes, certifique-se de verificar Como funcionam os motores de foguete.)

Ao criar um foguete com destino ao espaço, você precisa saber sobre duas coisas principais:

• Mecânica Orbital - Estes são os princípios básicos por trás do comportamento de qualquer objeto em movimento que seja afetado pela gravidade, incluindo pessoas (dentro da atmosfera da Terra), os satélites orbitando a Terra que fazem o sistema GPS do seu carro funcionar e até mesmo coisas tão grandes quanto um planeta ou tão pequenas quanto um átomo.
• Sistemas de Propulsão - Em um mundo, estes fazem o foguete disparar. Para combater a gravidade na superfície da Terra, o sistema de propulsão de uma espaçonave deve criar uma força considerável na direção oposta. Esta força é chamada impulso . O empuxo é criado pela combustão frequentemente explosiva do propelente (ou combustível), que pode consistir em coisas tão comuns como gasolina ou borracha de pneu. Quanto mais o foguete pesa, quanto mais propulsor é necessário; Contudo, quanto mais propulsor é necessário, quanto mais o foguete pesa, portanto, o projeto do foguete deve ser planejado com cuidado.

Esses dois elementos básicos afetam a complexa espaçonave Ansari X Prize da mesma forma que afetariam algo tão simples como uma bola de golfe. Quando um jogador de golfe dá uma tacada, o clube de golfe funciona como o sistema de propulsão e impulsiona a bola de golfe para o alto, voando na direção do balanço. Porque é atingido de lado, forma um longo, arco largo antes de retornar ao solo. Se a bola pudesse ser rebatida por baixo, ele iria direto para cima - o que é inútil para jogadores de golfe, mas ótimo para cientistas de foguetes.

A maneira tradicional de impulsionar um foguete ou nave espacial para uma sub-órbita é acionar o sistema de propulsão diretamente abaixo do veículo para impulsioná-lo diretamente para cima. Ao atingir a queima (o ponto em que todo o combustível é usado), o foguete continua a subir por um curto período de tempo. À medida que diminui a velocidade por falta de propelente, começa a fazer um arco - é aqui que atinge seu ponto mais alto (ou altitude), conhecido como apogeu . Em seguida, começa a descer, completando o arco até cair em linha reta de volta à superfície da Terra. Para evitar a destruição do foguete com o impacto, muitos estão equipados com pára-quedas para diminuir a queda.

Existem muitos recursos para o fogueteiro em casa . Faça Você Mesmo, kits de foguetes para iniciantes - completos com motores - podem ser adquiridos por US $ 5 a US $ 150 em lojas especializadas em todo o país. Para o entusiasta sério ou cientista de foguetes em ascensão, versões de alta potência podem ser adquiridas que voam tão alto quanto um jato comercial - mais de 30, 000 pés (9, 144 metros). uma palavra para o sábio :O uso desses foguetes e da classe H requer a aprovação da National Association of Rocketry por um motivo - esses lançamentos podem ser perigosos. A aprovação da FAA também pode ser necessária.

Na próxima seção, descreveremos algumas das tecnologias usadas na competição do X Prize e daremos uma olhada detalhada nos planos de voo das principais equipes.

Táticas da "Nova Corrida Espacial"

Os projetos de espaçonaves são tão variados quanto as origens das equipes, fazendo uso de tecnologia estabelecida e inovadora.

Táticas Tradicionais

Várias equipes seguiram o caminho "antigo, mas bom", baseando seus foguetes suborbitais em tecnologia desenvolvida já na década de 1940. Um projeto popular para copiar foi o V-2 alemão, um foguete da Segunda Guerra Mundial que foi lançado verticalmente do solo na estratosfera da Terra para não ser detectado e destruído por aeronaves inimigas - o primeiro míssil balístico guiado do mundo. As equipes que escolheram este modelo para suas espaçonaves, como Canadian Arrow, foram forçados a fazer alguns ajustes sérios para cumprir os requisitos do concurso:Primeiramente, o foguete tinha que ser grande o suficiente para transportar três pessoas, e os passageiros não puderam explodir quando o foguete pousou de volta no solo. Para resolver isso, algumas equipes dividiram o foguete do veículo de lançamento, transformando o lançamento em um caso de dois estágios . A primeira fase envolveu a decolagem do solo, a nave impulsionada pelo motor principal do foguete. Durante a segunda fase, a cabine da espaçonave desengatada da parte inferior, impulsionado por seus próprios motores em sub-órbita. No caso do Canadian Arrow, as duas porções foram equipadas com pára-quedas para facilitar o pouso.

Ambições elevadas

As equipes mais bem-sucedidas na competição adotaram uma abordagem um pouco diferente. Usando o raciocínio de que o lançamento da superfície da Terra é duas vezes mais difícil do que o lançamento de grandes altitudes, A Scaled Composites e o Projeto da Vinci desenvolveram uma espaçonave que, na verdade, foi lançada do céu aos cuidados de um avião porta-aviões e um gigantesco balão de hélio, respectivamente. Esses lançamentos de alta altitude reduzir a quantidade de combustível de foguete necessária (um fator importante para manter baixo o peso e o custo) porque o foguete tem uma distância mais curta para viajar para chegar à sub-órbita, e o ar rarefeito oferece menos resistência do que na superfície da Terra. A SpaceShipOne da Scaled Composites foi lançada de seu avião porta-aviões White Knight por volta dos 45 anos, 000 pés (~ 13, 700 metros), impulsionou-se para uma sub-órbita, desligou seus motores para uma visão de três minutos da Terra em condições de gravidade zero e, em seguida, caiu de volta para a Terra, retardando sua descida, criando arrasto aerodinâmico ( Vejo Como a SpaceShipOne funciona para informações detalhadas do voo )

O Projeto da Vinci usou uma abordagem um pouco diferente, balançando sua nave espacial de um balão de hélio reutilizável até chegar aos 80, 000 pés (~ 24, 400 metros), momento em que os motores foram acionados. Uma vez que impulsionar o foguete diretamente para cima destruiria o balão (desqualificando a entrada), a embarcação guiada por GPS primeiro disparado em um ângulo de 75 graus para limpar o balão e depois mudar para uma trajetória de 90 graus para ir direto para a sub-órbita. A cabine então se separou da parte inferior e, após três minutos sem gravidade e uma vista inspiradora, despencou de volta à Terra enquanto usava pára-quedas em ambas as seções para amortecer a queda.

Esforço Inovador

Alguns dos projetos mais exclusivos não chegaram ao estágio de teste de voo, mas certamente merece um "E" de esforço. American Discraft de Portland, Oregon, teve a ideia inspirada de criar uma "nave aeroespacial hipersônica de surfistas de ondas" de 30,5 metros de diâmetro - um disco voador . Em teoria, o navio (chamado de Turista espacial ) decolaria horizontalmente de uma pista a 60 milhas por hora (~ 97 km / h), criando sucção ao longo da superfície superior e, então, lançaria o ar pelo escapamento do navio para criar propulsão e direção.

Na próxima seção, discutiremos os desenvolvimentos futuros e o que se espera que surja dos esforços dos participantes do Ansari X Prize.

Para dar uma olhada no novo conjunto de "asas" que a FAA está concedendo a esta nova classe de astronautas suborbitais, Clique aqui.

Turismo espacial

Então, o que toda essa ciência do foguete significa para a pessoa média? Nós vamos, para iniciantes, isso significa que o turismo espacial pode estar amplamente disponível antes mesmo de colocarmos os olhos nos carros voadores que pensávamos estar dirigindo.

Os desenvolvimentos e esforços dos participantes do X Prize aceleraram o cronograma para tal aventura e potencialmente reduziram os custos. De acordo com estudos de mercado citados pelo fundador do X Prize Diamandis, até 10, 000 americanos estariam dispostos a pagar até $ 100, 000 pela oportunidade de andar em uma espaçonave suborbital - a questão, claro, é se essa taxa é realista para cobrir custos e lucros. O presidente e CEO do X PRIZE compara o futuro próximo do turismo espacial com o "barnstorming" da década de 1920, quando as pessoas se aglomeraram em busca de pilotos autônomos e pagaram-lhes uma taxa por viajarem. De acordo com Diamandis, o concurso do X Prize é a primeira das três fases no desenvolvimento de um indústria privatizada de voos espaciais :

1. Pesquisa e desenvolvimento - As naves espaciais são conceituadas, projetado, criado e testado. Essa etapa ocorreu durante o Ansari X Prize.
2. Participação treinada - Os passageiros passam por treinamento, compreender os possíveis riscos envolvidos em voar em uma espaçonave experimental e assinar um termo de responsabilidade antes da viagem. Entre 2, 000 e 3, 000 voos terão que ocorrer antes que a segurança do processo seja aprovada para o público em geral, tornando a próxima etapa possível.
3. Certificação governamental - A espaçonave e os fabricantes passam por um rigoroso processo de aprovação da FAA, que poderia custar até 100 vezes mais do que o desenvolvimento do veículo antes de sua certificação final de segurança pública.

Além do turismo espacial, prevê-se que os veículos do Ansari X Prize proporcionarão lançamentos de satélites baratos, viagens de passageiros ponto a ponto mais rápidas e entrega de correio internacional no mesmo dia. O céu é realmente o limite.

Para mais informações sobre o X Prize, vôo espacial privado, turismo espacial e tópicos relacionados, confira os links na próxima página.

De acordo com Space.com:Novo prêmio de US $ 50 milhões para espaçonaves privadas em órbita, a próxima grande novidade na competição de voos espaciais privados é Prêmio Espaço da América - e este é para $ 50 milhões . A corrida é para "construir um veículo orbital capaz de transportar até sete astronautas para um posto avançado orbital até o final da década".

E a NASA está entrando na ação do vôo espacial privado, também. A organização governamental, por meio de sua divisão de Desafios do Centenário, planeja oferecer prêmios em dinheiro - em qualquer lugar de $ 250, 000 a $ 30 milhões - para uma ampla gama de realizações relacionadas ao espaço, incluindo pousos lunares suaves.

Fonte:Space.com

Muito mais informações

Artigos relacionados do HowStuffWorks

• Como a SpaceShipOne funciona
• Como funciona o turismo espacial
• Como funcionam os motores de foguete
• Como funcionam os ônibus espaciais
• Como funcionam os foguetes que respiram ar
• Como funciona a ausência de peso

Mais ótimos links

• Prêmio Ansari X
• Prêmio Ansari X:Como construir uma nave espacial ANSARI X PRIZE
• Aviation-Central.com:Foguete V-2 alemão
• Livro de aplicação de naves espaciais suborbitais da FAA PDF
• Compostos em escala:SpaceShipOne
• Projeto Da Vinci

Fontes

• Como a SpaceShipOne funciona
• Prêmio Ansari X
• Projeto Da Vinci
• Aviation-Central.com:Foguete V-2 alemão
• Mecânica popular:foguetes
• Escritório de Comercialização de Espaço
• Livro de aplicação de naves espaciais suborbitais da FAA
• Regras de licenciamento da FAA (pág. 17-23 do documento)
• Wired.com:Paper Pins Space Racer to Earth - 27 de agosto 2004
• Wired News:Viajantes com olhos estrelados devem esperar - 26 de junho 2004
• Space.com:Duas equipes do X Prize preparadas para o voo espacial tripulado - 27 de setembro 2003
• Space.com:Liberdade para voar? Foguetes civis enfrentam obstáculos regulatórios - 21 de julho 2003
• Comunicado à imprensa da FAA:FAA emite licença para lançamento histórico de foguete tripulado sub-orbital - 23 de abril 2004