Navă spațială reutilizabilă - o navă spațială , al cărei design prevede reutilizarea (reutilizarea) a întregii nave spațiale sau a părților sale principale după întoarcerea din zborul spațial . Uneori este folosit denumirea de „navetă”.
Un sistem spațial reutilizabil este un sistem spațial cu facilități orbitale reutilizabile. Un sistem spațial reutilizabil poate folosi vehicule de lansare de unică folosință și reutilizabile, cu o singură etapă și cu mai multe etape , atât independente, cât și combinate structural cu vehicule orbitale. [1] :p. 2
Mijloacele tehnice separate ale complexului spațial pot fi utilizate în mod repetat. Dacă vehiculul de lansare are o multiplicitate de utilizare de mai multe ori, atunci se numește „vehicul de lansare reutilizabil” [1] :p. 68 . Elementele structurale separate ale vehiculului de lansare pot fi recuperate și reutilizabile. Astfel de elemente pot fi etape ale vehiculelor de lansare, blocuri de rachete, motoare de rachete etc. [1] :p. 69
Dacă o navă spațială are o multiplicitate de utilizare de mai multe ori, atunci se numește „navă spațială reutilizabilă” [1] : p. 120 . Diferența față de o navă spațială de unică folosință este capacitatea de a restabili periodic resursele sistemelor și consumabilelor. [1] :p. 119
Până în prezent, doar două state au sau au avut experiență în crearea și exploatarea acestui tip de nave spațiale : SUA și URSS .
O serie întreagă de nave spațială mare cu echipaj „ Spațial Shuttle ” a fost construită în SUA, acest proiect a fost precedat de mai multe proiecte, inclusiv X-20 Dyna Soar . Începutul lucrărilor la crearea sistemului de navete spațiale a fost stabilit pe 5 ianuarie 1972, când președintele SUA R. Nixon a aprobat acest program NASA . Potrivit economiștilor[ ce? ] , costul lansării unei tone de marfă în spațiu cu ajutorul navetelor ar fi trebuit să fie scăzut datorită utilizării repetate a echipamentelor scumpe, cu ajutorul navetelor este posibil să returneze sateliții de pe orbită , pentru a repara sateliții în spațiu. În Statele Unite, navetele au fost utilizate intens (în ciuda dezastrului Challenger din 1986 și Columbia din 2003, care a subminat foarte mult planurile de dezvoltare a utilizării MTKK), fiind un mijloc național de efectuare a zborurilor cu echipaj și de îndepărtare a mărfurilor, un mijloc de implementare a stațiilor Spacelab inseparabile, „ Spacehub ” și a altor programe internaționale și private, precum și unul dintre principalele mijloace de livrare a mărfurilor voluminoase și a echipajelor mari către ISS . Funcționarea navetelor a fost finalizată în 2011.
De asemenea, în SUA au existat proiecte precum NASP , VentureStar .
În URSS , a fost creată o navă mare „ Buran ” și au fost proiectate altele mai mici: „ Spiral ”, LKS , „ Zarya ”, MAKS , „ Clipper ”; după prăbuşirea URSS , lucrările la unele dintre aceste proiecte au continuat în Rusia . Programul spațial pentru utilizarea MTKK „Buran” în URSS și Rusia a fost redus din cauza imposibilității exploatării costisitoare a vehiculelor de acest tip în condițiile economice actuale .
Vehiculul de transport cu echipaj uman Dragon 2 utilizat în prezent în SUA , ca și predecesorul său Dragon , este parțial reutilizabil și are o capsulă de coborâre reutilizabilă; prima etapă reutilizabilă a vehiculului de lansare Falcon 9 poate fi reutilizată și în timpul lansărilor .
De asemenea, în uz în SUA este X-37 reutilizabil fără pilot .
Navele aflate în dezvoltare în Statele Unite ( Orion , CST-100 ) și Rusia ( Orel ) sunt planificate să fie parțial reutilizabile și să aibă o capsulă de coborâre reutilizabilă. De asemenea, în curs de dezvoltare în SUA sunt reutilizabile „ Dream Chaser ”, „ SpaceX Starship ” și „ SpaceShipTwo ”.
Multe țări, în special, țările Uniunii Europene (inclusiv anterior Franța , Germania , Marea Britanie ), Japonia , China , India au efectuat și efectuează cercetări menite să creeze propriile mostre de sisteme spațiale reutilizabile ( Hermes , HOPE , Zenger ). -2 ", HOTOL , ASSTS , RLV-TD , Skylon , " Shenlong ", " Sura ", " Kanko-maru ", IXV etc.).
O trăsătură distinctivă a navelor spațiale de transport reutilizabile în prezent este că vehiculele de lansare sunt folosite pentru a le lansa - de exemplu, în Uniunea Sovietică era Energia , care, în esență, era un vehicul de lansare de clasă deosebit de grea .
În Statele Unite, în timpul lansării navetei, sunt utilizate simultan două propulsoare cu propulsie solidă și motoarele orbitatorului propriu-zis, combustibilul criogenic pentru care provine dintr-un rezervor extern; după producerea combustibilului solid, amplificatoarele sunt separate, care sunt apoi stropite cu ajutorul unui sistem de parașute , ulterior rezervorul de combustibil extern este separat și arde în straturi dense ale atmosferei ; acceleratoarele sunt refolosite, dar au o resursă limitată.
Racheta sovietică Energia putea fi folosită pentru a pune pe orbită încărcături în special grele (elementele stațiilor spațiale, nave interplanetare etc.) cu o greutate totală de până la 100 de tone .
MTKK sunt, de asemenea, proiectate cu o lansare orizontală , de exemplu, conform unei scheme în două etape cu o aeronavă de transport subsonică, supersonică sau hipersonică , care duce nava spațială într-un anumit punct (este posibil un zbor lung cu realimentare în zbor , pentru a regiunile ecuatoriale ale globului, cu condiții mai favorabile pentru lansare), îl ridică la o anumită înălțime, după care are loc startul propriu-zis - separarea MTKK ( lansare aeriană ). Nava intră apoi pe o orbită de referință folosind propriile sale motoare. În special, conform acestei scheme, a fost creat avionul spațial suborbital SpaceShipOne , care a făcut trei „sărituri” suborbitale de succes dincolo de marcajul de 100 de kilometri recunoscut de FAI ca graniță a spațiului cosmic .
O schemă de lansare într-o singură etapă ( Eng. Single Stage To Orbit , SSTO - „one stage to orbit”), în care aeronava aerospațială folosește doar propriile motoare pentru a lansa și a intra pe orbită, fără amplificatoare aruncate sau combustibil extern de dimensiuni mari tancuri, Majoritatea specialiștilor o recunosc ca fiind imposibilă la nivelul actual de dezvoltare a științei și tehnologiei. Avantajele unei astfel de scheme, în principal în ceea ce privește funcționarea, fiabilitatea și timpul de pregătire pentru lansare, în prezent nu depășesc costurile dezvoltării motoarelor hibride de rachete (capabile să funcționeze atât în atmosferă, cât și în spațiu) și materialele ultraușoare care sunt necesare pentru a crea astfel de un dispozitiv.
Există și proiecte de vehicule reutilizabile cu decolare verticală și aterizare verticală propulsate de motoare. Cele mai dezvoltate (și au trecut o serie de teste) dintre ele sunt dispozitivele americane „ Delta Clipper ”, „ Rotary Rocket ”, japonez „ RVT ”.