Od úsvitu vesmírného věku bylo s nosnými raketami dosaženo značného pokroku. Od jednostupňových přes vícestupňové rakety a kosmická letadla až po opakovaně použitelné nosné rakety jsme se stali velmi dobrými v posílání nákladu do vesmíru. Ale pokud jde o vracení nákladu na Zemi, naše metody se ve skutečnosti vůbec nevyvíjely. O nějakých sedmdesát let později stále častěji spoléháme na vzduchové tření, tepelné štíty a padáky a přistáváme na moři.
Naštěstí existuje mnoho řešení, která NASA a komerční vesmírné společnosti v současné době zkoumají. Například SpaceWorks Enterprises, Inc (SEI) aktuálně pracuje na orbitálním doručovacím systému známém jako Reentry Device (RED) kapsle. S podporou poskytnutou NASA se letos v říjnu připravují na zkušební provoz, kdy jedna z jejich kapslí spadne z výšky 30 km (19 mil).
Spaceworks se sídlem v Atlantě ve státě Georgia se specializuje na vývoj nejmodernějších leteckých technologií, od rané fáze návrhu až po rychlé prototypování a letové demonstrace. Mezi jejich speciality patří pokročilá koncepční analýza, systémové inženýrství, vývoj produktů a ekonomické poradenství. Jejich produktový katalog zahrnuje technologie od satelitních senzorů připojených k internetu a kosmických lodí až po hypersonická letová testovací zařízení a kapsle Reentry Device (RED).
V zájmu rozvoje jejich RED technologie, která zahrnuje ČERVENÁ-25 a RED-4U , SpaceWorks se připravuje na pádový test ve velké výšce. To bude spočívat v tom, že vypustí kapsli RED-4U – označenou jako Suborbital Test Vehicle 2 (STV-2) – z výšky 30 000 metrů (100 000 stop) a budou ji sledovat při autonomním přistání. Pro tento test se spojili s Earthly Dynamics LLC (EDC) a Aerial Delivery Solutions LLC (ADS).
Tyto testy jsou možné díky finančním prostředkům poskytnutým prostřednictvím Program letových příležitostí NASA . Tento program, který je součástí NASA Space Technology Mission Directorate (STMD), rychle demonstruje průzkum vesmíru a komerční vesmírné technologie prostřednictvím suborbitálního testování. S pomocí průmyslových poskytovatelů letů se program zaměřuje na pokrok v misích NASA a komerčních aplikacích.
RED-4U, první krok v jejich programu RED, je kapsle pro návrat vzorků, která umožní bezpečné dodání vzorků tkání a dalších materiálů souvisejících s výzkumem mikrogravitace na oběžné dráze. Kapsle měří 53 cm (~21 palců) v průměru, má celkovou hmotnost 28 kg (62 liber) a může vrátit užitečné zatížení až 6 kg (13 liber) z oběžné dráhy. Kromě této kapsle společnost doufá, že vyvine RED s pohonnými stupni, které budou plnit rozmanitější sadu misí.
Tyto kapsle jsou navrženy tak, aby na vyžádání poskytovaly možnosti doručování dolů z míst na nízké oběžné dráze (LEO), jako je Mezinárodní vesmírná stanice (ISS). Nicméně dlouhodobým cílem je umožnit orbitální dodávky z mnoha platforem, o kterých se očekává, že budou na oběžné dráze v nadcházejících desetiletích. Patří mezi ně návrhy stanovišť v LEO, komerčních vesmírných stanic, výzkumných zařízení a další orbitální infrastruktury.
Umělecký dojem základny na oběžné dráze vybavené kapslemi RED-25. Kredit: SpaceWorks
„Naše zařízení RED jsou nástrojem pro pokrok ve vesmírné komerční ekonomice, kde experimenty s mikrogravitací a výroba ve vesmíru vyžadují nízkonákladové řešení pro rychlý, bezpečný a spolehlivý návrat užitečného zatížení z vesmíru,“ řekl Tyler Kunsa, program RED. Manažer ve společnosti SpaceWorks tisková zpráva . „Jsme nadšeni, že můžeme spolupracovat s týmy NASA, EDC a ADS na dalším vývoji této první svého druhu reentry kapsle.“
Klíčem k provádění přesných manévrů s RED-4U je nejmodernější parafoil systém vyvinutý společností EDC a vyráběný společností ADS. Je známá jako a ram-air-parafoil , koncept, který NASA začala zkoumat v polovině 90. let, aby vyvinula autonomní systém obnovy pro kosmické lodě. Systém byl zamýšlen k nasazení ve výšce 3 000 m (10 000 stop) během závěrečných fází opětovného vstupu a umožnil přesné přistání.
Klíčové součásti tohoto navrhovaného autonomního systému zahrnovaly navádění GPS pro navigaci, počítač řízení letu, elektronický kompas, gyroskop pro stáčení a palubní záznamník dat. Dr. Benjamin León, Co-PI a výzkumný inženýr ve společnosti EDC:
„Po léta se Earthly Dynamics snažila o pokrok v nízkonákladovém a spolehlivém doručování užitečného zatížení pomocí naváděných parafoilů. Dnes jsme nadšeni, že můžeme dodat první komerční systém řízení letu v kabině pro řízená křídla na kapslích RED společnosti SpaceWorks. Náš systém řízení letu ve vrchlíku, spárovaný s robustním padákem od Aerial Delivery Systems, má rozsah a přesné přistávací schopnosti potřebné ke snížení přistávací elipsy pro návrat užitečného zatížení LEO.
Poslední kolo testů RED-4U proběhlo 19. listopadučt, 2020, mimo město Dunnellon, které se nachází asi 130 km (80 mil) severozápadně od sídla ADS v Orlandu na Floridě. Tyto testy spočívaly v tom, že STV-2 provedl tři pády letadla a přesná přistání z nadmořské výšky přibližně 2 285 m (7 500 stop). Další test STV-2 se má uskutečnit někdy v říjnu 2021 a bude ho hostit Blízko Space Corporation (NSC) v jejich startovacích zařízeních v Madrasu v Oregonu.
STV-2 ponese během této mise také speciální užitečné zatížení, které zajišťuje Gruzínský technologický institut – testovací platforma STRATOS 1U Cubesat vytvořená studenty. STRATOS CubeSat bude získávat letová data a telemetrii v reálném čase během nasazení a obnovy RED kapsle. Řekl Dr. Glenn Lightsey, ředitel Space Systems Design Lab (SSDL) a ředitel Centra pro vesmírné technologie a výzkum (CSTAR) na Georgia Tech:
„Tento projekt poskytuje našim studentům vynikající zkušenost při práci s profesionálními inženýry na letovém projektu s náročným harmonogramem a úkolem integrace hardwaru. Dovednosti získané v projektech, jako je tento, mimo učebnu umožňují našim studentům přispívat na vyšší úrovni při přechodu na profesionální kariéru. Jsme nadšeni, že můžeme být součástí týmu.
Pokud toto kolo testování půjde dobře, SpaceWorks bude pokračovat ve vývoji svých složitějších kapslí – jako je RED-25 a navrhovaný RED-50. Tyto větší, těžší kapsle měří 1 a 1,3 m (3 a 4,25 ft) v průměru, mají celkovou hmotnost 117 a 220 kg (258 a 485 liber) a mohou pojmout užitečné zatížení 25 a 50 kg (55 a 110 liber), resp. V kombinaci s infrastrukturou, která nám zlevňuje odesílání nákladu na oběžnou dráhu, pomůže tato technologie v „ komercializace LEO “ a zajistit budoucnost lidstva ve vesmíru.
Další čtení: SpaceWorks
