SpaceShipOne

SpaceShipOne — это первый частный пилотируемый суборбитальный космический корабль, разработанный компанией Scaled Composites (США) для полётов на высоту более 100 км (линия Кармана). Корабль является частью программы Tier One и предназначен для коммерческих суборбитальных полётов, а также для проведения научных экспериментов в условиях невесомости. SpaceShipOne стал первым в истории пилотируемым аппаратом, построенным без государственного финансирования, и в 2004 году выиграл премию Ansari X Prize.

Конструкция и технические характеристики

SpaceShipOne представляет собой реактивный самолёт с ракетным двигателем, выполненный по схеме с фюзеляжем, напоминающим планер, и складывающимся хвостовым оперением (так называемая «сдвижная форма» — feathering). Основные технические параметры:

• Экипаж: 1 пилот
• Пассажировместимость: до 2 человек (научная нагрузка или коммерческие пассажиры)
• Длина: около 8,5 м
• Размах крыла: 8,2 м
• Высота: 2,7 м
• Максимальная взлётная масса: около 3600 кг
• Максимальная скорость: около 3 Маха
• Максимальная высота: более 110 км
• Двигатель: гибридный ракетный двигатель, работающий на твёрдом топливе (полиакрилонитрил с нитратом аммония) и закиси азота (окислитель)
• Тип топлива: полиакрилонитрил (твердая фаза) + закись азота (жидкий окислитель)
• Система управления:
• Аэродинамические рули (рули высоты и направления)
• Реактивная система управления (RCS) для манёвров в безвоздушном пространстве
• Система аварийного спасения: парашютная система для спасения пилота в экстренной ситуации (например, при отказе двигателя на высоте)
• Продолжительность полёта: около 20–25 минут от взлёта до посадки (из них около 3–5 минут — фаза активного набора высоты)

Конструктивные особенности

Ключевая конструктивная особенность SpaceShipOne — наличие сдвигаемой хвостовой части (feathering). После выключения двигателя пилот сдвигал хвост вверх, что создавало аэродинамическое сопротивление и стабилизировало аппарат при входе в атмосферу. Это позволяло управляемо спускаться без активных аэродинамических поверхностей. После возвращения в плотные слои атмосферы хвост возвращался в исходное положение, и аппарат переходил в режим планирования.

История разработки и полёты

Предыстория и цели

SpaceShipOne был разработан в рамках программы Tier One, финансируемой из частных средств. Основатель компании Scaled Composites Бёрт Рутан (Burt Rutan) и инвестор Пол Аллен (сооснователь Microsoft) поставили задачу построить аппарат, способный достичь высоты 100 км (линия Кармана) и вернуться на Землю. Целью было доказать, что частный сектор может создать космический корабль без государственной поддержки, а также стимулировать развитие коммерческих космических полётов. В 2004 году проект был нацелен на выигрыш премии Ansari X Prize — $10 млн за два пилотируемых полёта на высоту более 100 км в течение двух недель.

Хронология полётов

• 2003 год:
• Первый полёт SpaceShipOne (17 декабря 2003 года) — суборбитальный полёт с пилотом Брайаном Бинни (Brian Binnie) на высоту около 33 км. Аппарат продемонстрировал работоспособность гибридного двигателя.
• Второй полёт (20 мая 2004 года) — пилот Майкл Мелвилл (Michael Melvill) достиг высоты 100,85 км, впервые превысив линию Кармана. Это был первый в истории частный пилотируемый полёт в космос.

• 2004 год:
• 4 апреля 2004 года — полёт с пилотом Мелвиллом на высоту 110,2 км (второй суборбитальный полёт).
• 21 июня 2004 года — полёт с пилотом Майком Мелвиллом: достигнута высота 115,9 км (третий успешный полёт).
• 29 сентября 2004 года — полёт с пилотом Ричардом Сирфоссом (Richard Searfoss) на высоту 113,3 км.
• 4 октября 2004 года — полёт, выигравший Ansari X Prize: пилот Брайан Бинни достиг высоты 112,7 км. Этот полёт стал вторым за две недели (требование премии). SpaceShipOne официально завоевал приз в $10 млн.

Данные полётов, выигравших премию

Научные и коммерческие результаты

SpaceShipOne не только выиграл премию X Prize, но и продемонстрировал техническую возможность создания недорогих суборбитальных аппаратов. В ходе полётов проводились эксперименты:

• Измерения параметров атмосферы на большой высоте
• Тесты работы гибридного ракетного двигателя в условиях микрогравитации
• Отработка системы сдвига хвоста (feathering) для возвращения в атмосферу

После завершения программы Tier One технология SpaceShipOne была лицензирована компанией Virgin Galactic (основана Ричардом Брэнсоном). На базе SpaceShipOne был разработан второй аппарат — SpaceShipTwo. В 2018 году SpaceShipOne был передан в музей «Национальный музей авиации и космонавтики» Смитсоновского института (Вашингтон, США).

Критика и ограничения

Несмотря на успех, SpaceShipOne имел ряд конструктивных и эксплуатационных ограничений:

• Ограниченная грузоподъёмность: аппарат мог нести только пилота и до двух пассажиров без возможности перевозки значительной научной аппаратуры.
• Низкая частота полётов: программа состояла из 5 полётов за 2 года (2003–2004), что экономически неэффективно для коммерческих перевозок.
• Недостаточная надёжность системы сдвига хвоста: были опасения, что механизм может отказать при аэродинамическом нагреве.
• Отсутствие герметичной кабины: пилоты использовали скафандры, но кабина не была полностью герметизирована, что ограничивало высоту и безопасность.
• Необходимость специализированного самолёта-носителя: SpaceShipOne запускался с воздуха с самолёта White Knight, что усложняло операции и требовало дополнительных затрат.

Наследие и влияние

SpaceShipOne стал первым доказательством того, что частный сектор способен создавать космические корабли, конкурентоспособные с государственными программами. Он вдохновил развитие таких компаний, как Virgin Galactic (США), Blue Origin (США) и SpaceX (США). Технология суборбитальных полётов, опробованная на SpaceShipOne, впоследствии применялась при создании SpaceShipTwo (разработка Virgin Galactic) и ряда других аппаратов. В 2005 году Scaled Composites получила награду «Частный космический корабль года» от журнала «Aviation Week».

SpaceShipOne также способствовал популяризации космического туризма и привлёк внимание к потенциалу коммерческих космических полётов как к будущей индустрии.

Источники:

• Rutan, B. Moonshot: The Inside Story of SpaceShipOne (2005) — книга Бёрта Рутана о проекте Tier One.
• Отчёты Scaled Composites о полётах SpaceShipOne (2003–2004).
• Ansari X Prize Foundation. Official results of the Ansari X Prize (2004).
• National Air and Space Museum. SpaceShipOne: The First Private Spacecraft (2020).
• Freiman, A. The Private Space Race: From X Prize to Commercial Crew (2019).