Nakon 2010. godine, jedina letilica u američkom inventaru koja će moći da leti i kroz vazduh i kroz svemir biće misteriozni X-37
Američko vojno vazduhoplovstvo (USAF) se nada da će ovaj bespilotni X-37 (na testiranju 2007.) preuzeti bar neke funkcije šatlova
Trebalo je dugo čekati - zapravo, više od 50 godina - da bi konačno u aprilu 2010. godine Ratno vazduhoplovstvo Amerike iz vojne baze u Cape Canaveralu na Floridi lansiralo buster „Atlas V"[1], koji će u orbitu poneti najnoviju bespilotnu letilicu, za sada poznatu samo kao X-37. Ona će predstavljati konačno otelovljenje želje Vazduhoplovstva da ima operativni kosmoplan[2], želje koja datira još od davnih pedesetih i ere raketoplana X-15 i X-20. Na neki način, očekuje se da će X-37 nastaviti tamo gde će njegov prethodnik, drugi U.S. kosmoplan, Nasin space shuttle, uskoro stati.
Sa rasponom delta-krila od 4,57 m i dužinom od 8,38 m, X-37 izgleda kao mali spejs šatl. Ima zatupast nos (bez prozora), i samo jedan zvonasti izduvnik raketnog motora, umesto šatlova tri. Dvoja kargo vrata otvaraju se na leđima isto kao kod šatla, štiteći tovarni prostor dimenzija 1,2 × 2,1 m. Kao i šatl, i X-37 je projektovan za letove do tzv. niske orbite oko Zemlje (LEO) - kasnije će moći da se vine i do visina između 200 km i 925 km. Planirano je da aparat leti kao i šatl, i vrati se u atmosferu sa nagibom nosa od 40 stepeni. Nakon ulaska, nos će se spustiti na oko 20° i, leteći brzinom od oko 350 km/h, letilica će sleteti na pistu vojne baze Vandenberg u Kaliforniji, ili kao alternativa, u vojnu bazu Edwards.
Međutim, niko, sem nekolicina odabranih iz Ministarstva odbrane, nezna čime će se letileca baviti u periodu između lansiranja i sletanja, niti koliko će to trajati. Vazduhoplovna kancelarija za hitne poslove (Air Force Rapid Capabilityes Office, AF/RCO), koja je pokrenula ovaj program, jedino otkriva da će orbitni prototip, X-37B, poneti u orbitu čitav paket tehnologija naredne generacije, i da će otvoriti potpuno nov pristup fazama lansiranja, popravki i osvežavanja delova, i ponovnog korišćenja, sve bez ljudske posade, što program šatla nikad nije uspeo da ponudi.
Na doručku koji je 2008. organizovala Svemirska fondacija[3] u Vašingtonu, Gary E. Payton, izaslanik sekretara USAF za svemirske programe, prisećao se početka projekta X-37. Payton je bio jedan od pokretača programa još dok je radio u Nasi. „Tada je X-37 trebalo da bude poligon za testiranje novih tehnologija koje ćemo kasnije koristiti za šatlove: prvenstveno praćenje, navigaciju, kontrolu i [sistem termičke zaštite] tehnologiju," seća se Payton. U to vreme, planeri su zamišljali da će X-37 biti nošen u svemir u tovarnom prostoru šatla, i gore ga izbaciti u svemir.
Sada, kada se penzionisanje šatlova već nazire, izgleda da će X-37 započeti svoj nezavisni, post-šatlovski život. Payton je već zamislio takvu ulogu za X-37: „U mislima već vidim kako bi bilo stvarno dobro da imamo sistem koji možeš da lansiraš, ponovo pripremiš, brzo zameniš teret u njemu, i pošalješ ga u drugačiju orbitu, i sve to u vremenu koje se meri nedeljama a ne decenijama." David Hamilton, direktor RCO, kaže u jednom mejlu: „Na kraju sam video jedinstvenu mogućnost da iskoristimo X-37B više kao avion, i preispitamo našu potrebu za pouzdanom, višekratnom svemirskom letilicom." Za razliku od satelita, primetio je, kosmoplan može da se vrati na Zemlju, omogućujući time „detaljni pregled i znatno bolje proučavanje nego što se to može postići golom satelitskom telemetrijom. Eksperimenti se mogu modifikovati i ponovo lansirati, sa ciljem skraćivanja vremena tehnološkog sazrevanja eksperimenta."
„Šatlovi su konstruisani da nose vrlo teške terete, i oni su taj posao obavljali izuzetno pouzdano i dobro," kaže Mark Lewis, hipersonični ekspert sa Univerziteta Maryland, koji je nedavno završio četvorogodišnji mandat kao naučni direktor u Vojnom vazduhoplovstvu. „Nema potrebe slati teretni kamion u svemir ako to može da uradi i mali auto."
Pitanje je: Kako dalje? Lewis, čija oduševljena priča jedva drži korak sa njegovim mislima, rado priča o samo površnoj sličnosti između šatlova i X-37. („Puno fizičkih zahteva vezanih za ponovno ulaženje u atmosferu rešava se svuda i uvek na sličan način," objašnjava on. „Zatupaste konfizuracije. Šatlovi imaju vrlo tupe napadne površine.") Ali čim ga bilo šta pitaju o aerodinamici X-37, on se bez reči zatvara.
I svi ostali oko projekta takođe. „Dokle god sa nekh aspekata ... programa ne bude skinuta oznaka vojne tajne i ne budu javno objavljeni, do tada informacije koje se tiču specifičnih tehničkih mogućnosti i performansi neće biti javno dostupne," piše David Hamilton. „Skrivaju se u uopštenim pričama," vajka se jedan od posmatrača prakse Vojnog vazduhoplovstva da se vrlo malo otkriva za javnost o X-37, i da se stvara utisak da od toga nikada neće biti ništa više do nekakvog istraživačkog alata.
"Boeingov" tehničar podešava nosne panele na X-37A drop-test letilici, koja je napravila svoj prvi slobodni let u aprilu 2006. godine.
Hamilton priča da kada „jednom postane operativan, X-37B će moći da se koristi u kosmičkim misijama koje obuhvataju istraživačke, obaveštajne, izviđačke i nadzorne delatnosti, popravke i servisiranja u orbiti, i slanje i vraćanje određenih satelita."
Postoji mogućnost da bi kosmoplan mogao da igra jednu od bitnih uloga u nacionalnoj bezbednosti, naročito od kako su Kina, Indija, Japan pa čak i Iran počeli da istražuju svemir. Decembra 2007, fotografije kineskog bespilotnog, tajnog kosmoplana „Shenlonga" („Božanskog zmaja"), počele su da se pojavljuju na nekim kineskim sajtovima. Iako je prikazan okaček ispod jednog velikog bombardera („Xian H-6"), a ne na vrhu potrošnog bustera, „Shenlong" ima zatupast nos i zvonast raketni izduvnik, koji je upadljivo sličan sa X-37. (http://www.strategycenter.net/research/pubID.174/pub_detail.asp)
[Svima onima koji nađu da je čitava ova tema interesantna, preporučujem da pročitaju naš već objavljeni tekst „Spiral", gde je dat detaljni opis projektovanja i radova na sovjetskoj eksperimentalnoj letilici iz sedamdesetih godina prošlog veka, rad konstruktora Gleba Jevgenjeviča Lozino-Lozinskog. Teško je oteti se utisku da je dizajn američkog X-37 i kineskog „Shenlonga" veoma sličan „Spiralu".]
Američki program X-37 startovao je relativno otvoreno, uz zajedničke razvojne napore Vojnog vazduhoplovstva, Nase, Agencije za napredne odbrambene projekte (DARPA), i „Boeinga". Vazduhoplovstvo je od „Boeinga" naručilo prvi prototip, X-40A, još 1996. godine. Već kada se približio termin za proizvodnju sledeće letilice, X-37A za drop-test[4], Nasa je zatražila povećavanje letilice za 20 procenata.
Međutim od tada, X-37 započinje svoj vijugavi i zamršeni put između Nase, Darpe i USAF. U periodu od 2004. do 2006. projekat je nadgledala DARPA. Za to vreme, i X-40A i X-37A su prošli drop-testove (iznad Novog Meksika 1998. odn. Kalifornije 2006.), tokom kojih su potvrdili svoju sposobnost automatskog prilaza i sigurnog sletanja. Nakon toga, čitav program je preuzela vojska. Međutim, ako bi danas nazvali bilo koju od ovih organizacija i samo rekli „X-37", svi bi se poneli kao kućne mačke kad u njih uperite crevo za zalivanje.
„Pokušavao sam još pre nekih tri ili četiri godine da doprem do dna ovog programa, i nisam uspeo," priča John Pike, direktor www.globalsecurity.org. „Sve te stvari kao što su 'orbitni kosmoplan', 'letilica za manevrisanje u svemiru', 'orbitna test-letilica', 'X-37', 'X-40', i tako dalje - šest različitih naziva za jedan ipo stvarni program."
Kancelarija za hitne poslove (RCO), osnovana 2003. godine, glavna je za pružanje specijalne borbene podrške i razvoj oružanih sistema i njihovu isporuku što je pre moguće. Kancelarija odgovara direktno jedino načelniku Ratnog vazduhoplovstva, državnom Sekretaru, i dvojici visokih zvaničnika zaduženih za nabavku. Obzirom na jako kratak lanac komandovanja, nije nerazumno zamisliti da će X-37 nositi tajne vojne terete poput onih koji su bili natovareni na 11 šatlova u periodu između 1982. i 1992. godine.
Danas još uvek znamo više o samom X-37 nego o njegovim potencijalnim teretima. „Njegova sličnost sa šatlom je prilično očigledna," kaže Mark Lewis. Kao njegov prethodnik šatl, i on ima konstrukciju „hladne strukture": napravljen je od metala koji bi se lako istopio prilikom ponovnog ulaska u atmosferu, te je neophodno da bude obložen. Ali dok je konstrukcija šatlova napravljena od klasičnog aluminijuma, kod X-37 se koriste laki kompozitni materijali, objasnio je prošlog marta Sekretar za javne poslove Ratnog vazduhoplovstva, oficir David Small, a „za termičku zaštitu konstrukcije tokom ulaska u atmosferu upotrebljeni su napredni i trajniji materijali, otporni na temperaturu."
Ti materijali obuhvataju silicijumske pločice impregnirane poslednjom verzijom ojačanom jednodelnom vlaknastom izolacijom (Tougened Uni-Piece Fibrous Insulation, TUFI[5]), od kojih su neke letele na šatlovima od misije STS-59 („Endeavour", 1994). Pločice će uglavnom pružati termalnu zaštitu X-37 odozdo, a biće mnogo otpornije od prethodnih šatlovih pločica, koje su mogle biti oštećene čak i tako lakim otpadom kao što su ljuske boje sa rezervoara. Kod TUFI pločica, površinski materijal prožima unutrašnje slojeve izolacije, čime drži i ojačava spoljnu površinu i čini je otpornom na udarce. Za razliku od šatlovih starih, krutih kompozitnih pločica od staklenih vlakana[6], TUFI pločice imaju poroznu strukturu koja sprečava širenje eventualnih pukotina u njima.
Vojni helikopter A CH-47 "Chinook" nosi X-40A, prethodnika X-37, prilikom drop testa u vojnoj vazduhoplovnoj bazi Edwards.
X-37 će takođe isprobati i tehnologiju nove generacije tzv. Prilagodljivog izolacionog pokrivača (CRI), koji će obezbediti bolju zaštitu površinskih delova, kao i tvrdu, glatku površinu koja će stvarati manji otpor nego šatlovi termalni pokrivači iz sedamdesetih.
Najuočljiviju termičku prednost X-37 predstavljaju napadne ivice njegovih delta-krila. Kod šatlova, te osetljive zone pokrivene su ojačanim karbon-karbon sistemom[7]; kod X-37 koriste se drugačiji materijal, nazvan TUFROC (Toughened Uni-piece Reinforced Oxidation-Resistant Composite). TUFROC (čita se „taf rok", tj. čvrst kao stena") je za Nasu proizveo David Stewart i njegov tim iz kalifornijskog Ames Istraživačkog centra, koji rade na sistemima za termozaštitu još od šatl programa.
Stewart objašnjava da se tokom ponovnog ulaska u atmosferu (brzina preko 25.000 km/h) toplota ne stvara samo zbog trenja između letilice i atmosfere, već i zbog rekombinacije atoma površine. Kod šatlova, to dovodi do oksidacije karbon-karbona. Nao što kaže ime novog materijala, on sprečava nastanak takve štete. Površina šatlovih zaštitnih pločica se zagreva vrlo brzo zbog toga što je sloj površinskog izolatora velike gustine vrlo tanak. Površina od TUFOC-a je deblja, i treba joj više vremena da se pregreje. Takođe, novi materijal će redukovati i težinu letilice, dozvoljavajući joj time da nosi više korisnog tereta.
X-37 će osetiti i modifikacije ostalih šatlovih tehnologija. Sva hidraulika iz šatlove ere biće eliminisana; nove kontrole kosmoplana radiće elektromehanički, te će X-37 leteti uz pomoć sistema fly-by-wire[8]. Za razliku od šatlova, koji imaju po jedan vertikalni stabilizator, X-37 ima dva kraća dijagonalna, koji se zovu rudervatori - površine koje spajaju funkcije vertikalnog kormila (engl. „rudder") i horizontalnog kormila („elevators"). Time će se uštedeti količina goriva neophodna za kontrolu leta pri velikim brzinama i pri ulasku u atmosferu, i omogućiti smanjivanje brzine prilikom izravnavanja letilice neposredno pred fazu ateriranja.
Kada raketoplan jednom dospe u orbitu, otvoriće se solarni paneli koji će punjavati akumulatore. Oni će zameniti vodonične gorive ćelije[9] koje šatlovima danas daju energiju dok su u orbiti. X-37 će moći da manevriše u kosmosu pomoću pomoćnih malih motora na azot-tetroksid (N2O4) i hidrazin (N2H4). Teorijski, X-37 bi mogao da se spoji sa nekim drugim satelitom koji je interesantan za vojsku, bilo domaćim ili stranim.
Ako X-37 bude izvodio takve misije važne za nacionalnu bezbednost, onda će njegovi koreni početi da sežu dalje od spejs šatlova, sve do prvih američkih kosmoplana. Kako kaže Mark Lewis: „Mogao bih da povučem razvojnu crtu ne od šatlova, već i od mog omičenog programa koji nikad nije zaživeo: X-20."
Nakon raketoplana X-15[10], koji nikad nije smogao dovoljno snage da dospe do orbite, raketoplan X-20 „Dyna-Soar", započet 24. oktobra 1957. godine, trebalo je da bude lansiran u orbitu busterom „Titan III", i da nosi jednog pilota. (Među probnim pilotima koje je NASA odabrala za ovaj program, bio je i Neil Armstrong, ali on je leteo samo do 1962. posle čega je prebačen u „Apollo" program.) „Dyna-Soar" je Vojnom vazduhoplovstvu trebao da pruži letilicu sa ljudskom posadom koja bi mogla da obavlja raznovrsne i zahtevne zadatke: izviđanje, bombardovanje, spasavanje iz kosmosa, održavavanje satelita, i sabotažu neprijateljskih atelita. Zbog svoje brzine (>5,5 km/s) i visine leta (50-150 km) bio bi jako nezgodan za presretanje.
Iako su njegove potencijalne sposobnosti zvučale kao nešto što bi svakako bilo potrebno vojsci, korist od svega je teško mogla da opravda napore i novac. NASA je napredovala sa kapsulama koje su se vraćale u atmosferu bez pilotske kontrole, a interkontinentalne balističke rakete su postajale dominantne po nosivosti i brzini mogućeg reagovanja[11]. Kosmoplani sa kontrolisanim ulaskom u orbitu su unosili zbrku u planove Državnog sekretara odbrane, Roberta McNamare; naredio je da USAF prostudira da li bi koncepti kao što je Nasin „Gemini" mogli da preuzmu i obave neke zadatke bolje. U decembru 1963, nedugo nakon što je glavni ugovarač „Boeing" započeo sa gradnjom letilice i nakon potrošenih preko $660 miliona, McNamara je konačno obustavio program X-20.
Prvi vojni kosmoplan X-20 „Dyna-Soar", u fazi makete 1963. godine.
Pa ipak, sa inženjerske tačke gledišta, Lewis se još uvek divi X-20: „Kad god gledamo 'Dyna-Soar', uvek kažemo: Čoveče, trebalo bi da imamo ovo. Zamisli da imamo jeftiniji način da stignemo do Međunarodne svemirske stanice."
Za razliku od „Dyna-Soara", X-37 će uvek biti bez pilota[12]. Bez ljudi koji će ograničavati vreme ostanka u orbiti, mali kosmoplan bi mogao da ostane da lebdi i do devet meseci.
Operativno, X-37 bi mogao da postane kosmička verzija prve na svetu bespilotne letilice.
Međutim, čak i bez astronauta, bezbednost će predstavljati veliki problem za - u ovom slučaju, korisni teret. Nakon dezintegracije spejs šatla „Columbia" 2003. godine, planeri misije su razvili koncept koji bi trebalo da zaštiti X-37 od slične sudbine: oštećenja izolacije u toku faze lansiranja. Jedna od ideja je da se kosmoplan postavi na sami vrh bustera, i tako spreči mogućnost da ga bilo kakav komad otkinute izolacije pogodi.
Ali, u tom slučaju aerodinamika bi predstavljala nepremostiv problem. „Ljudi su još pre više hiljada godina naučili da strela ne može da leti sa perima unapred," kaže John Muratore, Nasin bivši glavni inženjer za otkazani X-38, spasilački brod za posadu ISS. „Pera na kraju stabilišu, a pera na vrhu destabilišu projektil," objašnjava on, misleći na krilca kosmoplana smeštenog na vrhu visokog, cilindričnog bustera.
I tako Ratno vazduhoplovstvo skriva novi mali svemirski avion lansirnom zavesom. Za sada su rešena dva velika problema: lansiranje će biti obavljeno raketom, i kada bude donešen na lansirnu rampu, niko neće videti šta se nalazi unutar X-37. Tajna. Do daljeg.
X-37B orbitalna probna letilica (Orbital Test Vehicle, OTV) u „Boeingovoj" hali u Huntington Beachu, u Kaliforniji prošlog avgusta. Koristi raketni motor Rocketdyne AR-2/3, koji koristi vodonik-peroksid i JP-8. Adapter na dnu služi za vezu letilice sa busterom „Atlas V". Prvo lansiranje će biti u aprilu 2010.
San svakog ljubitelja X-letilica: svi na jednom mestu, Dryden center, Kalifornija, jun 2000. godine. S leva na desno: X-37A, X-40A, i X-34, otkazan 2001, okružuju malu maketu hupersoničnog X-43.
Za lansiranje eksperimentalne kosmičke letilice SpaceShipOne, korišćen je mlazni visinski avion-nosač Scaled Composites White Knight Model 318. Isti avion se koristio i za X-37A, za tri testa jedrenja 2006. godine. Testovi su obavljani u pustinji Mohave, u Kaliforniji.
Izvor:
http://www.answers.com/X-37?gwp=11&ver=2.4.0.651&method=3
http://www.answers.com/topic/scaled-composites-white-knight
http://inventors.about.com/od/fstartinventions/a/fuel_cell_plant_5.htm
[1] Proizvodi je Lokheed Martin-Boeing. U njihov prvi stepen ugrađuje se po jedan ruski motor RD-180, a američki motori RL10 pokreću gornji stepen „Centaur". Neke konfiguracije upotrebljavaju i bočne buster-rakete (1-5) koje proizvodi „Aerojet." U LEO orbitu nose 9,75-29,42 tone.
[2] Misli se na vrstu aviona koji su tako konstruisani da mogu da pređu i granicu svemira. Kombinuju određene osobine i aviona i kosmičke letilice. Uopšteno, imaju oblik aviona sa krilima, opremljeni sa tzv. air-breathing motorima (koji zahtevaju prisustvo vazduha) ili čisto raketnim motorima.
[3] Neprofitabilna organizacija koja podržava američku svemirsku industriju preko informisanja i obrazovanja. Osnovani su 1983. Pokrivaju sve - industriju, organizacije za nacionalnu sigurnost, civilne svemirske agencije, privatne svemirske kompanije i vojsku. Godišnje dele po 5 prestižnih nagrada, iz oblasti dostignuća i popularizacije svemirske nauke i tehnologije.
[4] Serija testova u kojima se maketa u punoj veličini ispušta sa nosećeg aviona, i prate se parametri leta, orijentacije, upravljivosti, brzina, sletanje, otvaranje padobrana, itd.
[5] Poboljšani keramički kompozit male gustije, koji je 20-100 puta otporniji na udar od materije (Reaction Cured Glass, RCG) koja se danas koristi za površinsku zaštitu šatlovih ploćica. Mogu da izdrže 1260° C. Proisvodi ih Nasin Ames Research Center iz Kalifornije.
[6] Šatlove pločice sam imao prilike da držim u rukama, i zanimljivo je da sadrže 93% vazduha, i da su pokriveni tankom staklenom „koricom" koja fizički liči na prozorsko staklo debelo samo 0,3 mm.
[7] To je laminat od pirolizičnih sintetičkih ugljeničkih vlakana, kao što je „Rayon", presvučen slojem ugljenika i slojem super-tvrdog siliijum-karbida koji treba da spreči oksidaciju. Može da izdrži 1535° C.
[8] Sistem kontrole letenja koji koristi kompjuter i električne kablove umesto mehaničkih ili hidrauličnih veza sa eleronima, flapsovima i drugim kontrolnim površinama na avionu odn. letilici.
[9] Šatlovi imaju 3 ovakva kompleta, gde se vodonik i kiseonik pretvaraju u elektricitet, vodu i toplotu. Svaki od njih je težak oko 130 kg i ima snagu od 7 kW (max 12 kW).
[10] I danas drži svetski rekord kao najbrža letilica sa ljudskom posadom (7.273 km/h).
[11] Ovde se na kaže, ali Sovjeti su već imali dvostepene raketne avione u poodmakloj fazi razvoja, koji su bili teški oko 50 tona, nosili od 500 kg do 2 tone tereta, i leteli 6 Mahova do visine 130-150 km. Sigurno je da je i to itekako uticalo na američku odluku o daljoj sudbini projekta X-20.
[12] Zato što su prva dva lansiranja „Dyna-Soara" (1966) bila bez ljudske posade.
