SpaceShipTwo

SpaceShipTwo — это суборбитальный пилотируемый космический корабль многоразового использования, разработанный компанией Scaled Composites (ныне подразделение Northrop Grumman) для компании Virgin Galactic (Virgin Galactic — компания, зарегистрированная в США). Предназначен для коммерческих суборбитальных полётов с туристами и научными грузами. Корабль запускается в воздухе с самолёта-носителя WhiteKnightTwo, поднимается на высоту более 80 км (по классификации ВВС США — граница космоса) и возвращается на Землю планирующим спуском с посадкой на взлётно-посадочную полосу.

История создания

Предшественник: SpaceShipOne

Разработка SpaceShipTwo стала продолжением программы SpaceShipOne, которая в 2004 году выиграла Ansari X Prize — приз в 10 миллионов долларов за первый частный пилотируемый суборбитальный полёт. SpaceShipOne совершил три полёта за две недели, доказав работоспособность концепции воздушного старта и гибридного ракетного двигателя.

Соглашение с Virgin Group

В 2004 году британский предприниматель Ричард Брэнсон (основатель Virgin Group) объявил о создании компании Virgin Galactic для коммерциализации технологии. Было подписано лицензионное соглашение с Scaled Composites на постройку флота из пяти кораблей SpaceShipTwo и двух самолётов-носителей WhiteKnightTwo. Первый корабль получил название VSS Enterprise (в честь звездолёта из сериала «Звёздный путь»).

Разработка и испытания

Строительство VSS Enterprise началось в 2005 году, первый публичный показ состоялся в декабре 2009 года. С 2010 по 2014 год проводились лётные испытания: сначала планерные полёты (без включения ракетного двигателя), затем полёты с включением двигателя. Всего было выполнено несколько десятков тестовых полётов.

Катастрофа VSS Enterprise (2014)

31 октября 2014 года во время четвёртого полёта с включением ракетного двигателя произошла катастрофа VSS Enterprise. Корабль разрушился в воздухе над пустыней Мохаве (Калифорния). Второй пилот Майкл Олсбери погиб, пилот Питер Сиболд получил тяжёлые травмы, но выжил. Расследование Национального совета по безопасности на транспорте США (NTSB) установило, что причиной стало преждевременное разблокирование системы торможения (feathering system) вторым пилотом, что привело к аэродинамическому разрушению корабля.

Второй корабль: VSS Unity

После катастрофы программа была приостановлена на несколько месяцев. В 2016 году Virgin Galactic представила второй корабль — VSS Unity. В его конструкцию были внесены изменения, включая дополнительные механические блокировки системы торможения. Испытательные полёты VSS Unity начались в 2016 году. Первый полёт с пассажирами (экипаж из двух пилотов) состоялся 13 декабря 2018 года, когда корабль достиг высоты 82,7 км. Первый полёт с пассажиром (сам Ричард Брэнсон) состоялся 11 июля 2021 года. Второй полёт с пассажирами (полёт Galactic 02) состоялся 10 августа 2023 года.

Третий корабль: VSS Imagine

В 2021 году Virgin Galactic представила третий корабль — VSS Imagine. Он построен по той же конструкции, что и VSS Unity, но с упрощённой процедурой сборки и обслуживания. По состоянию на 2025 год VSS Imagine проходит наземные испытания, его первый полёт ожидается в 2025–2026 годах.

Конструкция

Общее устройство

SpaceShipTwo представляет собой пилотируемый космический аппарат с фюзеляжем типа «утка» (небольшое переднее горизонтальное оперение) и крылом обратной стреловидности. Корпус изготовлен из углепластика и алюминиевых сплавов. Длина корабля — около 18,3 м, размах крыла — 8,2 м. Масса пустого корабля — около 6 тонн, максимальная взлётная масса — около 13 тонн. Вместимость: два пилота и до шести пассажиров (в ранних проектах — четыре пассажира, в окончательной версии — шесть).

Система торможения (feathering system)

Ключевая конструктивная особенность SpaceShipTwo — система поворота хвостовой части фюзеляжа и крыла вверх относительно продольной оси корабля (feathering). В полёте на спуске хвостовая часть поднимается на угол до 65°, создавая высокое аэродинамическое сопротивление. Это позволяет кораблю стабильно снижаться с большой высоты без перегрева, подобно бадминтонному волану. После входа в плотные слои атмосферы хвостовая часть возвращается в исходное положение, и корабль планирует на посадочную полосу.

Двигательная установка

SpaceShipTwo оснащён гибридным ракетным двигателем, работающим на твёрдом топливе (полибутадиен с добавками) и жидком окислителе (закись азота). Двигатель разработан компанией Sierra Nevada Corporation (ранее — SpaceDev). Тяга двигателя — около 310 кН (31,6 тонн-силы). Время работы — около 60 секунд. Двигатель не имеет дроссельной заслонки (регулировка тяги отсутствует), он работает на полную мощность до выработки топлива. В 2021 году компания объявила о разработке нового двигателя с дросселированием, но на 2025 год он ещё не прошёл полные лётные испытания.

Система жизнеобеспечения

Кабина корабля герметична, внутри поддерживается давление, эквивалентное высоте около 2400 м над уровнем моря. Пассажиры и пилоты находятся в креслах с пятиточечными ремнями безопасности. Во время полёта пассажиры испытывают перегрузки до 3,5 g (на подъёме) и до 6 g (на спуске). В кабине установлены иллюминаторы для обзора. Во время фазы невесомости (около 3–4 минут) пассажиры могут отстегнуть ремни и свободно плавать в кабине.

Процесс полёта

Этапы

1. Взлёт и подъём: SpaceShipTwo закреплён под фюзеляжем самолёта-носителя WhiteKnightTwo. Самолёт взлетает с взлётно-посадочной полосы и поднимается на высоту около 15 км. Полёт к точке сброса занимает около 45–60 минут.
2. Сброс: На высоте около 15 км корабль отстыковывается от носителя. Пилоты включают ракетный двигатель через несколько секунд после сброса.
3. Подъём с работающим двигателем: Двигатель работает около 60 секунд, разгоняя корабль до скорости около 3 Маха (около 3700 км/ч). Корабль поднимается по баллистической траектории.
4. Выключение двигателя и невесомость: После выключения двигателя корабль продолжает подъём по инерции. Максимальная высота (апогей) достигается примерно через 60–90 секунд после выключения двигателя. В этот момент пассажиры испытывают невесомость. Длительность фазы невесомости — около 3–4 минут.
5. Спуск: После достижения апогея корабль начинает снижение. Пилоты активируют систему торможения (feathering), хвостовая часть поднимается. Корабль снижается с большой скоростью, но стабильно, без перегрева.
6. Возврат к планированию: На высоте около 20–25 км хвостовая часть возвращается в исходное положение. Корабль переходит в режим планирования.
7. Посадка: SpaceShipTwo приземляется на взлётно-посадочную полосу на скорости около 250–300 км/ч. Посадка производится на колёсное шасси.

Эксплуатация и коммерческие полёты

Статус на 2025 год

По состоянию на начало 2025 года Virgin Galactic выполнила шесть коммерческих полётов с пассажирами (включая полёт с Ричардом Брэнсоном в 2021 году). Всего в полётах приняли участие 17 человек (включая пилотов). Компания планирует увеличить частоту полётов до одного раза в месяц, а затем до одного раза в неделю. Стоимость билета на полёт составляет около 450 000 долларов США (на 2023 год). Ожидалось, что к 2025 году будет продано несколько сотен билетов, но точные данные о количестве проданных билетов не публикуются.

Научные полёты

Помимо туристических полётов, SpaceShipTwo используется для проведения научных экспериментов в условиях микрогравитации и на высоте более 80 км. В 2023 году в рамках полёта Galactic 02 были проведены эксперименты по кристаллизации белков и изучению поведения жидкостей в невесомости. Также планируется использование корабля для тестирования оборудования для будущих суборбитальных и орбитальных миссий.

Критика и ограничения

Безопасность

Катастрофа VSS Enterprise в 2014 году серьёзно подорвала доверие к программе. Хотя расследование показало, что причиной стала ошибка пилота, а не конструктивный дефект, инцидент выявил недостатки в процедурах безопасности. После катастрофы были внесены изменения в конструкцию и процедуры, но некоторые эксперты (например, астронавт NASA Томас Джонс) выражали сомнения в достаточности мер безопасности.

Экологические аспекты

Гибридный ракетный двигатель SpaceShipTwo использует закись азота в качестве окислителя. Закись азота является парниковым газом, коэффициент её потенциала глобального потепления (GWP) в 298 раз выше, чем у углекислого газа. Хотя количество выбросов на один полёт невелико (около 10 тонн закиси азота), критики отмечают, что суборбитальный туризм в целом наносит непропорционально большой экологический ущерб на одного пассажира по сравнению с обычной авиацией.

Экономическая эффективность

Стоимость билета (около 450 000 долларов) остаётся недоступной для подавляющего большинства людей. Компания обещала снизить цены по мере увеличения числа полётов, но на 2025 год этого не произошло. Кроме того, эксплуатационные расходы на каждый полёт (обслуживание корабля и носителя, топливо, зарплата персонала) остаются высокими. Некоторые аналитики сомневаются в способности Virgin Galactic достичь безубыточности.

Перспективы развития

Семейство SpaceShip III

В 2021 году Virgin Galactic представила новое поколение кораблей — SpaceShip III. Первый корабль этого поколения — VSS Imagine — находится на стадии наземных испытаний. Ожидается, что корабли SpaceShip III будут иметь улучшенную аэродинамику, более мощный двигатель с дросселированием и увеличенную дальность полёта. Также планируется увеличить число пассажирских мест до восьми.

Конкуренция

Основным конкурентом SpaceShipTwo является суборбитальный корабль New Shepard компании Blue Origin (основана Джеффом Безосом). New Shepard использует вертикальный взлёт и посадку (как ракета), а не воздушный старт. Blue Origin также осуществляет коммерческие полёты с туристами. В отличие от SpaceShipTwo, New Shepard автоматизирован (не требует пилота) и имеет более простую конструкцию. Однако New Shepard не имеет системы торможения и садится на парашютах, что ограничивает его возможности по точности посадки.

Дальние планы Virgin Galactic

Компания Virgin Galactic объявила о планах по созданию орбитального корабля (SpaceShipThree), который сможет выводить на низкую околоземную орбиту небольшие спутники и пассажиров. Однако эти планы находятся на ранней стадии разработки, и конкретные сроки не называются.

Источники

• National Transportation Safety Board. (2015). In-Flight Breakup During Test Flight, Scaled Composites SpaceShipTwo, N339SS, Near Koehn Dry Lake, California, October 31, 2014. Accident Report NTSB/AAR-15/02.
• Virgin Galactic. (2021). Unity 22 Flight Test Report. Virgin Galactic Press Release.
• Messier, D. (2014). SpaceShipTwo Crash: A Detailed Analysis. Parabolic Arc.
• Seedhouse, E. (2015). SpaceShipTwo: The First Commercial Spaceplane. Springer Praxis Books.
• Jones, T. (2021). The Safety of Space Tourism: A Critical Assessment. Space Safety Magazine.
• Virgin Galactic. (2023). Galactic 02 Mission Overview. Virgin Galactic Press Release.