O VentureStar pode se tornar o sistema de trânsito em massa para viagens da Terra à órbita. Ver mais fotos de exploração espacial . Foto cedida pela Lockheed Martin Dê uma olhada na prancheta de desenho da NASA e você verá planos incríveis para gigantes, velas solares leves que nos levarão muito além dos limites de nosso sistema solar, e elevadores espaciais que nos permitirão entrar e sair da órbita sempre que quisermos. Muito antes de esses planos serem realizados, você verá os membros mais recentes das naves espaciais da frota X da NASA, que poderia tornar o espaço um destino de férias nas primeiras duas décadas deste século.
Desde o início do programa espacial americano, os aviões X têm sido os modelos de teste da tecnologia espacial. Atualmente, existem vários modelos experimentais de avião-X em desenvolvimento que podem tornar as viagens espaciais tão rotineiras quanto as viagens de avião. Cada um desses aviões X mais recentes são veículos de lançamento reutilizáveis (RLVs), como o ônibus espacial, o que significa que eles podem ser lançados em órbita repetidamente antes de serem substituídos.
Esses veículos leves são projetados para reduzir os custos de lançamento, e poderia eventualmente substituir o ônibus espacial, que está em uso desde 1981. As viagens espaciais comerciais permanecem proibitivas devido ao custo:custam cerca de US $ 10, 000 para colocar uma libra (0,45 kg) de carga útil na órbita da Terra. Aviões espaciais poderia reduzir esse preço para $ 1, 000 por libra. Neste artigo, você descobrirá sobre alguns dos aviões espaciais que estão sendo desenvolvidos pela NASA, e como essas espaçonaves podem um dia suceder ao ônibus espacial e ser usadas como veículos comerciais para o turismo espacial.
O X-37 testará as capacidades de reentrada dos materiais do avião espacial experimental. Foto cedida pela NASA Se não fosse pelos aviões X, A América pode nunca ter alcançado o espaço. Estava no primeiro plano X, X-1, naquela Chuck Yeager voou mais rápido do que a velocidade do som em 1947. Mais de 100 variações do plano X se seguiram, cada um promovendo nossa compreensão do design de naves espaciais. Hoje, há vários novos aviões-X sendo desenvolvidos. Vamos dar uma olhada em três deles:
Dos três aviões X mencionados acima, a X-37 é o mais novo e mais rápido. Ao contrário de outros aviões espaciais, o X-37 não será lançado por conta própria. Ele foi projetado para ser lançado ao espaço em um veículo secundário. O não tripulado, avião programável viajará a bordo do ônibus espacial como carga útil secundária. Uma vez em órbita, o X-37 será lançado a partir do compartimento de carga do ônibus espacial. Ele então permanecerá em órbita por 21 dias, realizando vários experimentos antes de retornar à Terra e pousar como um avião.
Em 1998, A NASA selecionou a Boeing para projetar o X-37, e um ano depois, um acordo foi alcançado para desenvolver o novo avião espacial. O X-37 é o único dos três planos espaciais que foi projetado para ser um plano orbital, e viajar a uma velocidade de Mach 25, o que significa que é capaz de viajar a cerca de 17, 500 milhas por hora (28, 163 km / h). O objetivo do projeto X-37 é testar as tecnologias RLV em ambientes espaciais hostis, e demonstrar cerca de 40 fuselagem avançada, propulsão e tecnologias de operação. Um dos principais focos do projeto X-37 é melhorar os sistemas de proteção térmica que evitam que a espaçonave queime durante a reentrada. A NASA disse que os primeiros testes de vôo para o X-37 começarão no início de 2002, e poderia entrar em órbita no ônibus espacial ainda naquele ano.
O X-37 se parece um pouco com um modelo em miniatura do ônibus espacial. Tem 8,38 metros de comprimento, que é mais curto do que um ônibus escolar médio e apenas cerca de metade do comprimento do compartimento de carga útil do ônibus espacial atual. Com 6 toneladas, o X-37 é extremamente leve para uma espaçonave da NASA, pesando o equivalente a cerca de três veículos utilitários esportivos. Tem uma envergadura de apenas 15 pés (4,57 m) e sua própria baía de experimentos, que mede 7 x 4 pés (2,13 x 1,21 m). O veículo será impulsionado pelo motor de foguete AR-2/3, que tem sido usado desde 1950 e pode produzir mais de 7, 000 libras de impulso. O AR-2/3 usa combustível de jato JP-10, um tipo de querosene, e peróxido de hidrogênio como propulsores.
Como o X-37, a X-34 avião espacial está testando novas tecnologias para construir futuras espaçonaves que irão reduzir os custos de missão. Contudo, enquanto o X-37 ainda está a cerca de um ano e meio de decolar, os testes para o X-34 já estão em andamento.
Um conceito artístico do X-34, um veículo de teste para futuras gerações de veículos de lançamento reutilizáveis. Foto cedida pela NASA Em junho de 1999, A NASA prendeu o X-34 não tripulado à barriga de um porta-aviões L-1011 para um voo de "transporte cativo", em que o X-34 permaneceu conectado ao L-1011 durante o vôo. Durante o voo de teste, os cientistas foram capazes de analisar várias funções do X-34, incluindo a liberação de propelente de foguete no motor e conexões elétricas entre o X-34 e o L-1011. Mais tarde, o X-34 será lançado do L-1011 a uma altitude de 40, 000 pés, e deslize sem potência até um pouso na pista.
Com a aparência de um jato Concorde da nova era, o suborbital X-34 será capaz de viajar a Mach 8, que é 5, 600 mph (9, 012 km / h). Maior que o X-37, o X-34 tem 17,6 m de comprimento e 28 pés (8,53 m) de envergadura. Eventualmente, o avião espacial X-34 será movido por um motor de foguete Fastrac, um motor mais barato do que os motores anteriores usados pela NASA. O Fastrac é construído principalmente a partir de componentes prontos para uso, e tem menos peças do que outros motores de foguete. o Motor de foguete Fastrac opera com uma única turbobomba, que é composto por apenas duas bombas - uma para querosene e outra para oxigênio líquido. O gerador de gás do motor aciona uma pequena quantidade de querosene e oxigênio para fornecer gás para acionar a turbina, e então esgota o combustível usado.
Provavelmente o mais ambicioso dos aviões espaciais da NASA, e o mais caro, é o X-33 . Acontece que também é o plano espacial que está mais avançado em desenvolvimento. Na próxima seção, vamos falar sobre um avião espacial baseado no projeto do X-33 que pode um dia substituir o ônibus espacial.
Quase dois anos atrasado, A NASA ainda planeja concluir o avião espacial X-33. Foto cedida pela NASA Uma nova era nas viagens espaciais começou na manhã de 12 de abril, 1981, quando o primeiro ônibus espacial, o Columbia, voou para a órbita. Desde então, o ônibus espacial continua sendo o principal veículo de lançamento da NASA para a realização de pesquisas e implantação de satélites e outras espaçonaves no espaço. O ônibus espacial também permitiu que os astronautas construíssem o Estação Espacial Internacional .
Contudo, apesar das muitas realizações do ônibus espacial, o fato é que é extremamente caro lançar no espaço. Cada libra de carga na baia do ônibus espacial custa US $ 10, 000 para lançar. De acordo com a NASA, cada um dos dois propulsores de foguetes sólidos do ônibus espacial carrega cerca de 1 milhão de libras (453, 592 kg) de propulsor sólido. Os grandes tanques externos comportam outros 500, 000 galões de oxigênio líquido superfrio e hidrogênio líquido. Esses dois líquidos são misturados e queimados para formar o combustível dos três motores principais do foguete. O custo desta enorme quantidade de propelente, e de recuperar e substituir os impulsionadores de foguetes sólidos para cada missão, é extremamente caro. A solução da NASA para o problema é o X-33.
O X-33 é um protótipo de um veículo único de estágio único para órbita. Sua forma de cunha é diferente de qualquer espaçonave que a precedeu. Em sua base, o X-33 tem 77 pés (23,5 m) de largura, e o veículo tem 21 m de comprimento. O objetivo deste projeto é permitir que a espaçonave mantenha todo o propelente necessário a bordo da nave, eliminando assim a necessidade de propulsores de foguetes sólidos. Ao eliminar os reforços e o tanque de combustível principal, A NASA reduzirá grande parte do peso de decolagem que torna as missões dos ônibus espaciais tão caras. Custos de lançamento para o X-33, ou um derivado do X-33, deverão representar apenas um décimo do custo de lançamento do ônibus espacial.
Houve problemas com o projeto X-33, que começou em 1996. Atualmente, está quase dois anos atrasado, e os custos estão excedendo em muito as expectativas. NASA e Lockheed Martin já gastaram mais de US $ 1 bilhão no X-33, e ainda está apenas três quartos concluído. Em novembro de 1999, os testes nos tanques de combustível composto de fibra de grafite falharam, que teve os cientistas da NASA lutando para projetar um novo tanque de material de alumínio tradicional. Apesar desses contratempos, A NASA disse que está indo em frente com a construção do X-33, e agora espera ter um veículo em funcionamento pronto para o vôo suborbital em 2003.
A NASA disse que o motor de foguete Aerospike é mais eficiente do que o motor de foguete convencional Bell. Foto cedida pela NASA Dois motores de design exclusivo irão impulsionar a espaçonave. O X-33 será o primeiro avião espacial a usar Motores Lineares Aerospike . A forma dos motores é um ajuste melhor para o plano espacial em forma de cunha do que os motores convencionais de foguete de bico de sino, de acordo com a NASA. Em contraste com o bico dos motores de foguete Bell, o bico Aerospike é em forma de V, chamado de rampa. Os gases quentes são disparados das câmaras ao longo da parte externa da superfície da rampa. Esses novos motores irão impulsionar o X-33 a velocidades de até Mach 13 (9, 100 mph / 14, 645 km / h).
O objetivo final do projeto X-33 é produzir uma aeronave comercial chamada de VentureStar , qual seria o sucessor do ônibus espacial. O VentureStar terá cerca de duas vezes o tamanho do protótipo X-33, e usará o mesmo tipo de motores e os mesmos materiais de construção. Contudo, será capaz de atingir Mach 25, que é a velocidade necessária para manter a órbita da Terra. Não só o VentureStar seria usado para colocar cargas úteis no espaço, mas também pode ser usado como um veículo de turismo espacial. O sucesso ou fracasso do X-33 determinará se o VentureStar se tornará o veículo que permite o acesso público ao espaço.
