Гермес (космический корабль)

редактировать
Отменена концепция французского пилотируемого космического самолета 1987 года
Гермес
Космический самолет Гермеса ЕКА. jpg Художественное впечатление от Гермеса
ДизайнерCentre National d'Etudes Spatiales
Страна происхожденияФранция
Технические характеристики
Тип космического корабляКосмический самолет
Расчетный ресурсот 30 до 90 дней
Стартовая масса21000 кг (46000 фунтов)
Грузоподъемность3000 кг (6600 фунтов)
Вместимость экипажаТри
Производство
СтатусОтменено
SOAR

Hermes был предложенным космопланом, разработанным французским Национальным центром космических исследований (CNES) в 1975 году, а затем. Европейское космическое агентство (ЕКА). Внешне он был похож на американский Boeing X-20 Dyna-Soar и более крупный Space Shuttle.

. В январе 1985 года CNES предложила продолжить разработку Hermes под эгидой ESA. Гермес должен был участвовать в программе пилотируемых космических полетов. Его запускали бы с помощью ракеты-носителя Ariane 5 . В ноябре 1987 г. проект был одобрен; он должен был начать начальную фазу предварительной разработки с 1988 по 1990 год, после чего разрешение на переход к полноценной разработке должно было зависеть от результата этой фазы. Однако в этот период проект был подвержен многочисленным задержкам и проблемам с финансированием.

В 1992 году Гермес был закрыт. Частично это было связано с недостижимыми целями по стоимости и производительности, а также с формированием партнерства с Российским авиационно-космическим агентством (РККА), что снизило спрос на космический самолет с независимым пилотажем. В результате шаттлы Hermes никогда не строились. В течение 2010-х годов было предложено перезапустить корабль Hermes, чтобы он служил частично многоразовым запускаемым с воздуха космическим самолетом системой запуска, известной as SOAR.

Содержание

  • 1 Разработка
    • 1.1 Истоки
    • 1.2 Выбор
    • 1.3 Этап 1: Изучение и предварительная разработка.
    • 1.4 Этап 2: Окончательная разработка, производство и первоначальная
  • 2 Дизайн
    • 2.1 Профили задач и инфраструктура
  • 3 В СМИ
  • 4 См. также
  • 5 Ссылки
    • 5.1 Цитаты
    • 5.2 Библиография
  • 6 Внешние ссылки

Развитие

Истоки

В течение 1960-х и 1970-х годов в европейских странах росло понимание того, что для того, чтобы приступить к более крупным космическим проектам, потребуется возрастающий уровень международного сотрудничества. В 1973 году Европейская организация космических исследований (ESRO) (не путать с Индийская организация космических исследований ) - предшественник Европейского космического агентства (ESA) - началась разработка новой гражданской тяжелой одноразовой пусковой системы, позже известной как ракета Ariane. Некоторые члены ЕКА, такие как Французское космическое агентство Centre National D'études Spatiales (CNES), стремились к расширению возможностей и автономии в космических делах, чтобы избежать чрезмерной зависимости от внешних партнеров, таких как деятельность и решениями НАСА, а также предусматривалось развертывание созданного в Европе космического корабля, способного работать с человеком, который мог бы работать вместе с другими активами ЕКА, такими как Ariane.

В 1976 году началась деятельность CNES. исследует концепт Ariane с экипажем. Были детально рассмотрены два различных концепта транспортного средства: капсула и планер. В 1983 году CNES решила сосредоточить свое внимание на космическом самолете, поскольку агентство пришло к выводу, что такой корабль будет обеспечивать большее удобство, комфорт и рентабельность. Было обнаружено, что выбор подхода к космическому самолету упростил восстановление, поскольку он обладал необходимой маневренностью по всему радиусу действия для достижения заданной точки на Земле в течение одного дня, а также обеспечивал менее сложные условия для возвращения в атмосферу. экипаж и полезная нагрузка, будучи многоразовыми, также будут способствовать снижению стоимости последовательных миссий. Выявленные критические технологии включали тепловую защиту, меры по охране окружающей среды, системы жизнеобеспечения, аэродинамику и мощность.

В течение середина 1980-х, в дополнение к другим амбициям, таким как Columbus Man-Tded Free Flyer (независимая европейская космическая станция ) и тяжелый запуск Ariane 5 CNES открыто отстаивала и продвигала разработку и производство предполагаемого Spaceshuttle в качестве европейской инициативы, которая была бы сродни программам многоразовых космических аппаратов других космических держав, таких как Советский Союз Буран и США Space Shuttle.

Selection

Жак Шабан-Дельмас и Доминик Бауди перед полным- масштабный макет в Тулузе, октябрь 1987 г.

18 октября 1985 г. CNES назначила французскую аэрокосмическую компанию Aérospatiale в качестве основного подрядчика для компании Hermes, которая это имя было дано он космический корабль; кроме того, французский производитель самолетов Dassault-Breguet получил ответственность за аэродинамические и аэротермические аспекты конструкции. Arianespace также отвечал за пусковую установку Ariane 5 и считался сильным кандидат на управление эксплуатацией инфраструктуры Гермеса.

25 октября 1985 г. предложение для Гермеса было представлено странам-партнерам ЕКА. Крайний срок - март 1987 года - был установлен для «европеизации» программы, в соответствии с которой часть работы Hermes была распределена между различными участниками; указанная доля работы отнесена 15% к Западной Германии, 13% к Италии, 7% к Бельгии, 5% к Нидерланды, по 4% в Соединенное Королевство, Испания и Швеция и 2% или менее в Швейцарию, Австрия, Дания и Ирландия ; также обсуждалось возможное участие Норвегии и Канады. На Францию ​​приходилось 50 процентов работ, хотя сообщалось, что КНЕС открыта для дальнейшего перераспределения работы в зависимости от того, как отдельные партнеры ЕКА увеличат свою долю участия в программе. Вначале существовал оптимизм в отношении того, что получить финансирование от членов ESA не составит труда.

В ноябре 1987 года ESA одобрило инициативу Hermes. Как и предполагалось, к 1995 году Гермес позволит ЕКА обслуживать запланированный пилотируемый бесплатный летательный аппарат Колумбуса (MTFF) (MFTT был реорганизован и в конечном итоге изготовлен как модуль Колумбуса Международной космической станции. ). Разработка Hermes должна была проходить в рамках двухэтапной программы.

Этап 1: Изучение и предварительная разработка.

Первоначально этот этап планировалось завершить в 1990 году. Первоначально планы предусматривали возможность поднять 6 астронавтов и 4550 кг груза, но после катастрофы Challenger было сочтено необходимым включают способность катапультирования в той или иной форме, чтобы дать астронавтам хотя бы небольшой шанс на выживание в случае катастрофы. Соответственно, шесть кресел теперь были сокращены до трех обычных катапультных кресел, которые были выбраны вместо полностью катапультируемой капсулы экипажа, которая давала бы экипажу возможность эвакуации на высоте более 28 км.. Грузоподъемность ограничивалась 3000 кг. Гермес не сможет выводить объекты на орбиту, поскольку его грузовой отсек не может быть открыт; снова от этого варианта отказались из-за проблем с весом.

Хотя изначально Гермес считался полностью многоразовым (до 30 последовательных повторных входов без серьезного обслуживания), проблемы, связанные с согласованием мощности пусковой установки Ariane 5 с конструкцией самого Гермеса, вынудили ее оставить позади заднюю часть. часть, модуль ресурсов, перед повторным входом. Затем к космическому самолету Гермес будет прикреплен недавно построенный ресурсный модуль, и вся конструкция будет снова запущена.

Фаза 1 не была завершена до конца 1991 года, и к тому времени политический климат вокруг Hermes значительно изменился. железный занавес был поднят, и холодная война подходила к концу. В результате ЕКА решило прервать годичный период «размышлений», чтобы изучить, имеет ли все еще смысл для Европы строить свой собственный космический шаттл и космическую станцию ​​или могут быть найдены новые партнеры для разделения затрат и разработки. Официально Фаза 1 завершилась в конце 1992 года после года размышлений.

Этап 2: Окончательная разработка, производство и начальные операции.

Этот этап так и не был начат должным образом, поскольку ЕКА и Российское авиационно-космическое агентство (РККА) договорились о сотрудничестве в разработке будущих ракет-носителей и космической станции на замену для Мир <79.>. Экономические проблемы не позволили RKA должным образом участвовать в программе будущих пусковых установок, но в этот момент большая часть транспортных возможностей экипажа ЕКА была переориентирована на систему капсульного типа (в отличие от системы планера, которую представлял Гермес), которая была тем, что совместное российско-европейское дизайн требовал.

Когда и Россия, и ЕКА объединились с НАСА для строительства Международной космической станции, немедленная потребность в европейской транспортной системе для экипажа исчезла, поскольку и Россия, и США. имел существующие возможности, которые не требовали расширения. Соответственно, ESA решило отказаться от проекта Hermes.

Конструкция

Как и предполагалось, Гермес представлял собой многоразовую пусковую систему, которая использовалась для перевозки астронавтов и грузов среднего размера в низкая околоземная орбита (НОО) и обратно. В базовой концепции и работе Гермес имеет сходство с другими многоразовыми ракетами-носителями, такими как Space Shuttle. Однако, в отличие от космического корабля "Шаттл", "Гермес" не собирался перевозить тяжелые грузы, поскольку эту роль должна была выполнять автоматизированная пусковая установка Ariane 5 без экипажа. В конфигурации, предусмотренной до завершения проекта, «Гермес» должен был быть способен перевозить максимум трех астронавтов вместе с герметичным грузом весом 3000 кг. Окончательный стартовый вес составит 21000 кг, что рассматривалось как практический верхний предел того, что могла бы поднять расширенная пусковая установка Ariane 5.

Предполагалось, что «Гермес» будет запущен с использованием «Ариан-5», заменив верхнюю ступень последней во время таких миссий, и должен был отсоединиться от пусковой установки к последней части подъема. До модернизации 1986 года Гермес представлял собой одиночный космоплан, содержащий (спереди назад) экипаж на 6 человек, воздушный шлюз, негерметичный грузовой отсек и служебный модуль. После 1986 года из-за инцидента с Challenger его конструкция была существенно переработана. Кабина экипажа уменьшена, чтобы вместить только 3 астронавтов, грузовой отсек теперь находится под давлением и не может перевозить / возвращать спутники. Теперь «Гермес» состоял из двух отдельных частей: самого транспортного средства и ресурсного модуля конической формы, последний должен был содержать стыковочный механизм и был прикреплен к задней части транспортного средства и должен был быть отсоединен и утилизирован до повторной установки. запись. Только экипаж будет повторно входить в атмосферу Земли и использоваться повторно, и Ресурсный модуль, и пусковая установка будут израсходованы. При работе с Hermes верхняя ступень Ariane 5 была бы полностью заменена, чтобы разместить как космический самолет, так и адаптер для соединения корабля с основной криогенной ступенью, отсек для оборудования пусковой установки также отсутствовать, в то время как космический самолет сам будет выполнять все функции наведения и управления. На разработку и конфигурацию Ariane 5 сильно повлияли требования Hermes, такие как дополнительные аэродинамические нагрузки, которые он должен был бы наложить вместе с повышенным коэффициентом надежности 0,9999, при сохранении минимального влияния на коммерческую конкурентоспособность ракеты-носителя для сторонних производителей. миссии.

По сравнению с космическим шаттлом Гермес значительно меньше по размерам. Помимо уменьшенного масштаба, он не разделяет оживляющую форму в плане шаттла, выбрав очень стреловидное треугольное крыло в комплекте с законцовки крыла, аналогичные предлагаемому космическому кораблю Boeing X-20 Dyna-Soar. Как и у «Шаттла», у него была герметичная кабина, в которой можно было разместить максимум шесть членов экипажа, двое из которых были пилотами; в то время как негерметичный грузовой отсек, расположенный позади них, должен был быть оснащен большими дверями, охватывающими всю длину отсека вдоль фюзеляжа. Транспортное средство должно было оснащаться парой жидкостных ракетных двигателей с тягой 2000 Н , которые должны были быть идентичны тем, которые использовались на низкоэнергетической верхней ступени L4 Ariane 5.

Аэродинамическое управление могло бы обеспечиваться с помощью в общей сложности семи поверхностей управления полетом, законцовок рулей, задней кромки элевонов / пневматические тормоза и установленный на кузове закрылок ; этими поверхностями можно было бы управлять с помощью четырехуровневого резервного цифрового управления полетом и приводить в действие с помощью гидравлики с тройным резервированием. Управление миссией должно было осуществляться с помощью трех компьютеров общего назначения, компьютера наблюдения и трех цифровых баз данных. Электроэнергия должна была обеспечиваться двигателем, который использовал бы жидкий кислород - жидкий водород вместе с десятью топливными элементами американского производства.. Системы экологического контроля и жизнеобеспечения обеспечивают герметизацию кабины вместе с воздухом, водой и теплом, чтобы поддерживать экипаж в течение максимум 40 дней, хотя, возможно, их можно было расширить для выполнения 90-дневных миссий.. Для автономных операций Гермес должен был проработать до одного месяца и оставаться в стыковке с орбитальной космической станцией не более 90 дней.

Согласно CNES, Гермес должен был иметь был подвержен более экстремальным условиям повторного входа, чем космический шаттл, из-за его меньшего размера, в результате чего аппарат подвергался более высокому аэротермическому давлению. Базовая тепловая защита, которая должна была выдерживать температуры 1400–1600 ° C в течение минимум 20 минут и изученная Dassault и SEP, должна была состоять из углеродных элементов с анти- <68.>покрытие окислителем нанесено на части носовой части и передних кромок крыльев, в то время как термоплитки должны были покрыть нижнюю часть крыла и фюзеляжа. Эти плитки, которые должны были быть закреплены на месте, должны были использовать тонкие, армированные керамические -углеродные сотовые композитные изоляционные слои, разделенные тонкими листами металлического сплава для отражать тепло; в альтернативной концепции плитки использовались бы более высокие металлические части вместо керамики. Верхние поверхности транспортного средства, которые подвергались бы меньшему нагреву, чем нижние поверхности, использовали бы гибкие, похожие на одеяло, слои стекловолокна и керамики низкой плотности.

Форма Гермеса была фактически заморожена к ноябрю 1985 года. Эта форма была в значительной степени разработана при испытаниях в дозвуковой аэродинамической трубе в Onera, поскольку космоплан в значительной степени ограничивался требованиями дозвукового полета. Чтобы собрать ценные данные, несмотря на отсутствие у Европы опыта эксплуатации таких транспортных средств, Dassault предложила проверить аэродинамические характеристики транспортного средства, завершив разработку 1-тонного аэротермического демонстратора 1 • 4 тонны под названием Maia, который был задуман как запускается с помощью Ariane 4 для исследований по возвращению в атмосферу.

Профили миссий и инфраструктура

Всего было запланировано четыре типичных миссии для Hermes:

После каждой миссии Гермес будет ремонтироваться на специализированном предприятии в Европе. Примерно за 40 дней до даты запуска аппарат будет доставлен по воздуху на специально модифицированном авиалайнере Airbus A300 к месту его запуска в Куру, Французская Гвиана, где после этого он будет интегрирован с его полезной нагрузкой и установлен на ракете Ariane 5 перед транспортировкой на стартовую площадку. Центр управления полетом должен был базироваться в Тулузе, Франция. На протяжении типичной миссии связь и отслеживание осуществлялись бы с использованием различных средств, включая запланированную на тот момент европейскую сеть спутников ретрансляции данных, которая обеспечила бы охват 75 процентов миссии Hermes на орбите 28,5 градусов на расстоянии 400 км.

После миссии Гермес должен был приземлиться на авиабазе Истр-Ле-Тюбе на Истре. Обсуждались и другие возможные места посадки, в том числе Космический центр Гвианы, международный аэропорт Мартиники Эме Сезер на острове Форт-де-Франс и неуказанные взлетно-посадочные полосы в Бермудские острова. В случае прерывания запуска в течение первых 84 секунд после воспламенения Гермес сможет вернуться на Куру. Более позднее прерывание, вероятно, потребовало высадки на воду в Атлантическом океане, после чего транспортное средство нужно было поднять с помощью спасательного корабля. Другие аварийные посадочные полосы должны были быть обозначены в зависимости от специфики каждой миссии.

В СМИ

См. также

  • Хоппер - европейское предложение 1990-х годов о роботизированном космоплане
  • Промежуточный экспериментальный аппарат - прототип транспортного средства для возвращения в атмосферу, созданный Европейским космическим агентством для разработки промежуточного экспериментального транспортного средства
  • SOAR - швейцарский концепт космического самолета 2015 года, основанный на дизайне Гермеса
  • Dream Chaser - Американский многоразовый автоматический грузовой космический самолет с подъемным корпусом

Ссылки

Цитаты

Библиография

Внешние ссылки

Последняя правка сделана 2021-05-23 10:14:41
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте