Γεώργιος Δικαίος
Το στροβιλοκινητήρα μη επανδρωμένο διαστημικό αεροσκάφος επίδειξης «Athena» του γερμανικού υπουργείου Άμυνας (Bundeswehr) ολοκλήρωσε τις αρχικές πτητικές του δοκιμές το φθινόπωρο του 2022. Η κατασκευή ενός διευρυμένου μοντέλου, «Nova», σχεδιάζεται να ξεκινήσει το 2023.
Το Athena, το οποίο έχει μήκος 3,5 μέτρα και βάρος περίπου 120 κιλά, αναπτύχθηκε για την Bundeswehr από την Polaris Raumflugzeuge GmbH. Σύμφωνα με την εταιρεία, η Athena είναι εξοπλισμένη με συστήματα τηλεμετρίας πέρα από την οπτική οπτική επαφή (BVLOS) και ημιαυτόματους ελέγχους πτήσης. Επιπλέον, το σύστημα έχει σχεδιαστεί για τη μετέπειτα ενσωμάτωση ενός πυραυλοκινητήρα υγρού καυσίμου. Λόγω της μεγαλύτερης μάζας, της απόδοσης και της ικανότητάς του να χειρίζεται το BVLOS, το όχημα πρέπει να συμμορφώνεται με ένα αυστηρό κανονιστικό πλαίσιο. Αυτό το πλαίσιο περιλάμβανε την απόκτηση ειδικής άδειας λειτουργίας οχήματος, την εφαρμογή περιορισμένου εναέριου χώρου, άδειες ραδιοτηλεμετρίας μεγάλης εμβέλειας, περιβαλλοντική αξιολόγηση και εξειδικευμένη ασφάλιση. Το ATHENA είναι επίσης εξοπλισμένο με δευτερεύον σύστημα τερματισμού πτήσης που μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης (FTS).
Το έργο έρευνας και ανάπτυξης που περιλαμβάνει το διαστημικό αεροσκάφος με στροβιλοκινητήρα πραγματοποιείται σε στενή συνεργασία μεταξύ της βιομηχανίας και του γερμανικού στρατού. Πρωταρχικός στόχος του έργου είναι η ανάπτυξη ενός νέου συστήματος αναγνώρισης και η διερεύνηση της δυνατότητας χρήσης του ως δορυφορικού συστήματος παράδοσης.
Λόγω αυτού του έργου, οι γερμανικές ένοπλες δυνάμεις ενδέχεται να αποκτήσουν πρόσβαση σε προηγουμένως μη διαθέσιμες δυνατότητες. Το “Drone Innovation Hub” και το κέντρο αριστείας για μη επανδρωμένα εναέρια οχήματα συμβάλλουν στο έργο, στο οποίο ηγείται το κέντρο στρατιωτικών-τεχνικών υπηρεσιών για αεροσκάφη και αεροναυτικό εξοπλισμό στο Manching (WTM 61).
Το Athena ολοκλήρωσε με επιτυχία τις δοκιμές του στο αεροδρόμιο Peenemünde στην πολιτεία Mecklenburg-West Pomerania. Αυτό το αεροδρόμιο προσέφερε μια απομονωμένη τοποθεσία και έναν διάδρομο μήκους 2.400 μέτρων και εκτεινόταν απευθείας στη Βαλτική Θάλασσα, κάτι που ήταν μία από τις απαιτήσεις για τις δοκιμές. Επιπλέον, για τη μείωση των πιθανών κινδύνων που συνδέονται με τις προκαταρκτικές δοκιμές πτήσης, δημιουργήθηκε μια περιορισμένη περιοχή πτήσης που ήταν μόνο προσωρινή.
AURORA - Ένα επαναστατικό διαστημικό αεροπλάνο πολλαπλών χρήσεων και σύστημα μεταφοράς δορυφόρων.
Το Aurora αναπτύχθηκε στο Γερμανικό Αεροδιαστημικό Κέντρο DLR, βασισμένο σε περισσότερα από 30 χρόνια έρευνας σε γερμανικά και ευρωπαϊκά διαστημικά αεροπλάνα. Το Spaceplane Aurora συνδυάζει τεχνολογίες αεροσκαφών και εκτοξευτών πυραύλων σε ένα μοναδικό σχεδιασμό. Το Aurora προσφέρει μια οικονομική βιωσιμότητα που αλλάζει το παιχνίδι και ανοίγει την πόρτα για καθημερινή φθηνή και ασφαλή πρόσβαση στο διάστημα. Η πτήση προγραμματίζεται να ξεκινήσει το 2026.
Χαρακτηριστικά
Λειτουργία σαν αεροσκάφος από διαδρόμους σε όλο τον κόσμο – δεν απαιτείται πλέον εξέδρα εκτόξευσης
Σημαντική μείωση του κόστους εκτόξευσης σε σύγκριση με τους παραδοσιακούς πυραύλους λόγω επαναχρησιμοποίησης και εξάλειψης της βάσης εκτόξευσης
Έως 1.000 kg τροχιακό ωφέλιμο φορτίο
Έως 10.000 kg υποτροχιακό/υπερηχητικό ωφέλιμο φορτίο
< 24ωρη προετοιμασία και ανακύκλωση αποστολής
Οποιαδήποτε κλίση τροχιάς μπορεί να επιτευχθεί
Μοναδικό επίπεδο ασφάλειας χάρη στην ικανότητα ματαίωσης αποστολής με ασφαλή επιστροφή ωφέλιμου φορτίου
Μοναδική βιωσιμότητα λόγω του 90 έως 100% της συνολικής επαναχρησιμοποίησης του συστήματος και των φιλικών προς το περιβάλλον προωθητικών
Αποστολές και Αγορές
Το Aurora διαθέτει μια μοναδική ικανότητα πολλαπλών αποστολών που δεν έχει προηγούμενο στις διαστημικές πτήσεις. Ενώ οι παραδοσιακοί μικροί εκτοξευτές μπορούν αποτελεσματικά να απευθύνονται μόνο σε μια ενιαία αγορά – εκτόξευση μικρών δορυφόρων – το Aurora μπορεί να εξυπηρετήσει τουλάχιστον 5 διαφορετικές περιπτώσεις χρήσης. Αυτό επιτρέπει την πρόσβαση σε μεγάλο χαρτοφυλάκιο πελατών και όγκο αγοράς, δημιουργώντας μια ισχυρή επιχειρηματική υπόθεση ασυναγώνιστη από τους παραδοσιακούς μικρούς εκτοξευτές.
Εκτόξευση δορυφόρου και τροχιακού φορτίου
Δύο στάδια σε τροχιά με αναλώσιμο ανώτερο στάδιο
Συντελεστής 2-3 μείωση κόστους/κιλό σε σύγκριση με τους παραδοσιακούς πυραύλους
Οποιαδήποτε κλίση τροχιάς μπορεί να επιτευχθεί
Πρωτοφανής χαμηλός χρόνος αποστολής και χρόνος προετοιμασίας
Πρωτοφανές επίπεδο ασφάλειας λόγω ικανότητας ματαίωσης αποστολής
Υποτροχιακή & Υπερηχητική Έρευνα
Αναπαραγωγιμότητα πειραμάτων λόγω ικανότητας πολλαπλών πτήσεων με ταχεία ανάκαμψη
Δυνατότητα ανάκτησης πειραμάτων
Πρωτοφανής ευελιξία αποστολής και τροχιάς
Αποστολές Άμυνας
Υπερηχητική αναγνώριση και άλλες αμυντικές εφαρμογές
Μοναδικός συνδυασμός αιχμής υψών πτήσης (>100 km) και μέγιστες ταχύτητες πτήσης (Ma >10)
Πρωτοφανής στιβαρότητα και ανθεκτικότητα
Μεταφορά εξαιρετικά υψηλής ταχύτητας
Μεταφορές μεσαίας εμβέλειας για εμπορεύματα υψηλής αξίας
Συντελεστής 5-10 μείωση των χρόνων πτήσης
Ανθρώπινη υποτροχιακή διαστημική πτήση
Προαιρετική αναβάθμιση διαστημικού αεροπλάνου για μεταφορά ανθρώπων
Ανθρώπινη έρευνα, εκπαίδευση αστροναυτών
Αναπαραγωγιμότητα πειραμάτων ή εκπαιδευτικών πτήσεων λόγω της ικανότητας πολλαπλών πτήσεων σε σύντομο χρονικό διάστημα
Πρωτοφανής ευελιξία αποστολής και τροχιάς
Υψηλό επίπεδο ασφάλειας λόγω της δυνατότητας πλήρους ματαίωσης της αποστολής
ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ
Η παραδοσιακή διαστημική μεταφορά βασίζεται σε κάθετα εκτοξευόμενους αναλώσιμους πυραύλους. Ωστόσο, τα επαναχρησιμοποιούμενα «διαστημικά αεροπλάνα» με πυραύλους για οριζόντια απογείωση προσφέρουν σημαντική εξοικονόμηση κόστους καθώς και θεμελιώδεις βελτιώσεις στην ευελιξία και την ασφάλεια. Τα διαστημικά αεροπλάνα μπορούν να λειτουργούν παρόμοια με τα αεροπλάνα από αεροδρόμια και δεν απαιτούν εξέδρα εκτόξευσης με πολύπλοκη και ακριβή υποδομή. Μελέτες όπως η ESA-FESTIP προσδιόρισαν τέτοια οχήματα ως την πιο οικονομική λύση για μελλοντικές διαστημικές πτήσεις.
Τα ελαφριά διαστημικά αεροπλάνα για μικρότερες μάζες ωφέλιμου φορτίου μπορούν να απογειώνονται και να προσγειώνονται όπως και τα αεροσκάφη. Για βαριά διαστημικά αεροπλάνα, τα συστήματα υποστήριξης εκτόξευσης μπορεί να είναι χρήσιμα για τη βελτιστοποίηση της απόδοσης του οχήματος.
Ο οδικός μας χάρτης στοχεύει ένα ελαφρύ διαστημικό αεροπλάνο έως το 2026 και ένα βαρύ όχημα που θα λειτουργήσει στις αρχές της δεκαετίας του 2030.
Προκειμένου να επικυρώσει την τεχνολογία και να επιταχύνει την ανάπτυξη του διαστημικού αεροπλάνου, η POLARIS έχει αναπτύξει μια σειρά κλιμακωτών επιδείξεων πτήσης.
ΜΕΛΛΟΝΤΙΚΟ ΒΑΡΕΟ ΔΙΑΣΤΗΜΟΠΛΑΝΟ
Το όραμα του POLARIS για τις αρχές της δεκαετίας του 2030 είναι το πλήρως επαναχρησιμοποιήσιμο, βαρύ τροχιακό διαστημικό αεροπλάνο, που προσφέρει τουλάχιστον μια τάξη μεγέθους μείωση του κόστους εκτόξευσης σε σύγκριση με τους παραδοσιακούς πυραύλους.
Το ιδανικό τροχιακό διαστημικό αεροπλάνο θα ήταν ένα πλήρως επαναχρησιμοποιήσιμο όχημα ενός σταδίου σε τροχιά (SSTO) – το συχνά αναφερόμενο «δισκοπότηρο του ιερού» της διαστημικής μεταφοράς. Ωστόσο, ένα πλήρως επαναχρησιμοποιήσιμο SSTO με σημαντική ικανότητα τροχιακού ωφέλιμου φορτίου εξακολουθεί να βρίσκεται στο όριο, αν όχι πέρα από το όριο σκοπιμότητας με τη σημερινή τεχνολογία.
Ως εκ τούτου, η προσέγγισή μας στοχεύει σε μια έννοια «ημι-SSTO» ή «1,5 σταδίου», η οποία μπορεί αργότερα να μετατραπεί σταδιακά σε ένα πλήρες SSTO με περαιτέρω τεχνολογική ωρίμανση.
Οι εφαρμογές περιλαμβάνουν:
Μεταφορά επιβατών/αστροναυτών στο διάστημα και στους διαστημικούς σταθμούς και πίσω
Μεταφορά φορτίου στο διάστημα και πίσω
Εκτόξευση δορυφόρων και άλλων διαστημικών σκαφών
Απομάκρυνση διαστημικών απορριμμάτων
Εκτόξευση ωφέλιμων φορτίων στο φεγγάρι και στο ηλιακό σύστημα με ένα ανώτερο στάδιο
Κατασκευές
Η κατασκευή και η λειτουργία κλιμακωτών επίδειξης διαστημικών αεροπλάνων είναι ένα κλειδί για την ταχεία πρόοδο του έργου, την επικύρωση τεχνολογίας και τη μείωση του κινδύνου. Το POLARIS ακολουθεί αυτή την προσέγγιση με μια σειρά τεσσάρων επίδειξης αυξανόμενου μεγέθους, μάζας και πολυπλοκότητας. Μέχρι το τέλος του 2022, ήδη τρεις από τους τέσσερις προγραμματισμένους διαδηλωτές είχαν πετάξει με επιτυχία.
DEMO-1 ΣΤΕΛΛΑ
Ο πρώτος επίδειξης STELLA χρησιμοποιήθηκε για την αρχική επικύρωση των αεροδυναμικών χαρακτηριστικών και τη δυνατότητα ελέγχου της διαμόρφωσης του διαστημικού αεροπλάνου. Το όχημα πραγματοποίησε την πρώτη του πτήση το 2020 στο αεροδρόμιο του Rotenburg/Wümme. Η STELLA δεν είναι πλέον σε υπηρεσία.
L = 2,5 m
2 x μικρούς αεριοστρόβιλους
DEMO-2 ALEDA
Η ALEDA διαθέτει περίπου διπλάσια περιοχή πτέρυγας της STELLA και πραγματοποίησε την πρώτη της πτήση το 10/2022. Η ALEDA είναι μια πλατφόρμα μείωσης κινδύνου χαμηλού κόστους, που χρησιμοποιείται κυρίως για τη δοκιμή και τον συντονισμό αυτοματοποιημένων ελεγκτών πτήσης και αισθητήρων. Μέχρι το τέλος του 2022, η ALEDA είχε ήδη εκτελέσει 19 πτήσεις σε δύο αεροδρόμια χωρίς προβλήματα.
L = 3,5 m
4 x αεραγωγοί με ηλεκτρικούς ανεμιστήρες
Διάδοση της πλατφόρμας δοκιμών Aurora ALEDA
Διάδοση της δοκιμαστικής πλατφόρμας Aurora ALEDA
Το spinoff DLR Polaris Raumflugzeuge εργάζεται πάνω σε μια ιδέα για ένα επαναχρησιμοποιήσιμο διαστημόπλοιο. Αφού η εταιρεία με έδρα τη Βρέμη έλαβε την εντολή από τις Γερμανικές Ένοπλες Δυνάμεις τον Ιούλιο του 2021 να διερευνήσει τη χρήση της, η ανάπτυξη της πλατφόρμας δοκιμών ALEDA έχει πλέον πραγματοποιηθεί.
Το Polaris Spacecraft ανακοίνωσε ότι οι δοκιμές εισαγωγής και αρχικής κύλισης πραγματοποιήθηκαν στις 3 Μαρτίου. Οι πρώτες πτήσεις αναμένεται να πραγματοποιηθούν τις επόμενες εβδομάδες. Το ALEDA είναι ένα μοντέλο κλίμακας 3,5 μέτρων του διαστημικού αεροπλάνου Aurora. Κατασκευάστηκε για να επικυρώνει ήδη τα χαρακτηριστικά πτήσης κατά την απογείωση, την κρουαζιέρα και την προσγείωση. Θα χρησιμοποιηθεί επίσης για την επαλήθευση των χαρακτηριστικών αεροδυναμικής και ελέγχου πτήσης. Αυτό είναι σημαντικό επειδή το διαστημικό αεροπλάνο Aurora έχει σχεδιαστεί για να είναι αεροδυναμικά ασταθές για να μεγιστοποιήσει την απόδοσή του.
Αεροδυναμική αστάθεια - τάση για σύγκρουση
Αυτό το χαρακτηριστικό, γνωστό στην αεροπορία ως χαλαρή ή αρνητική σταθερότητα, καθιστά απαραίτητο τον μόνιμο έλεγχο της στάσης του αεροσκάφους. Τα αεροσκάφη με τέτοιο σχεδιασμό έχουν την τάση να αλλάζουν αυθόρμητα τις γωνίες του βήματος και της κύλισης. Αυτό τα κάνει να διαφέρουν θεμελιωδώς από τα αεροσκάφη με σταθερή σχεδίαση, τα οποία επιστρέφουν στον αρχικό τους προσανατολισμό μετά από μια διαταραχή στον αγωνιστικό χώρο ή στην κύλιση. Τα αεροδυναμικά ασταθή αεροσκάφη, από την άλλη πλευρά, στρίβουν ή κυλιούνται με ολοένα αυξανόμενο ρυθμό προς την κατεύθυνση της διαταραχής όταν διαταράσσονται. Οι αντισταθμιστικοί έλεγχοι πρέπει επομένως να είναι τόσο γρήγοροι ώστε να μην μπορούν να αναληφθούν από τον άνθρωπο. Η χρήση ενός συστήματος ελέγχου πτήσης είναι επομένως απαραίτητη.
DEMO-3 ATHENA
Το ATHENA κατασκευάστηκε με σύμβαση που ανατέθηκε από τις Γερμανικές Ένοπλες Δυνάμεις (Bundeswehr) στο πλαίσιο του έργου «Rapid Deployable Reconnaissance System RDRS». Το όχημα πραγματοποίησε με επιτυχία την πρώτη του πτήση το 11/2022 στο αεροδρόμιο του Peenemünde. Η ΑΘΗΝΑ είναι πολύ πιο βαριά, πιο ισχυρή και πιο εξελιγμένη σε σύγκριση με τα προηγούμενα δυο οχήματα επίδειξης τεχνολογίας. Το όχημα διαθέτει τηλεμετρία πέρα από την οπτική οπτική επαφή (BVLOS) και συστήματα ημιαυτόματου ελέγχου πτήσης, και έχει σχεδιαστεί για τη μετέπειτα ενσωμάτωση ενός πυραυλοκινητήρα υγρού καυσίμου. Λόγω της υψηλότερης μάζας, απόδοσης και ικανότητας BVLOS, το όχημα έπρεπε να πληροί ένα ολοκληρωμένο κανονιστικό πλαίσιο, συμπεριλαμβανομένης της ειδικής άδειας λειτουργίας οχήματος, της περιορισμένης εφαρμογής εναέριου χώρου, των αδειών ραδιοτηλεμετρίας μεγάλης εμβέλειας, της περιβαλλοντικής αξιολόγησης και μιας ειδικής ασφάλισης. Για περιπτώσεις έκτακτης ανάγκης, η ΑΘΗΝΑ είναι επίσης εξοπλισμένη με πλεονάζον σύστημα τερματισμού πτήσης (FTS).
L = 3,5 m
M = 120 kg
4 x μικρούς αεριοστρόβιλους
Σχεδιασμένο για εγκατάσταση πυραυλοκινητήρα
Βασικά η εξέλιξη του προηγούμενου για δοκιμές σε πιο υψηλές ταχύτητες.
DEMO-4 NOVA
Η NOVA θα είναι η τελευταία επίδειξη πριν από το διαστημικό αεροπλάνο. Κύριος σκοπός είναι η επίδειξη ασφαλούς και επαναλαμβανόμενης ικανότητας υπερηχητικής πτήσης με πυραύλους σε μεγάλα ύψη, με ταυτόχρονη εκπλήρωση του πλήρους κανονιστικού πλαισίου που απαιτείται για τη λειτουργία στο αεροδρόμιο. Η πρώτη πτήση έχει προγραμματιστεί για τα τέλη του 2023.
L = 6-7 m
4 x τουρμπίνες αεριωθούμενων κηροζίνης
1 x κινητήρας πυραύλων υγρού καυσίμου
Σχόλιο Γεωργίου Δικαίου: όλα αυτά τα βλέπαμε στην δεκαετία του 80-90 μαζί με τα παλιότερα σχέδια αλλά κανένα δεν προχώρησε. Δεν είχε φτάσει η τεχνολογία σε αυτά τα ύψη, συν το υψηλό κόστος κατασκευής. Τώρα όλα αυτά άλλαξαν και θα δούμε πολλά από αυτά. Είναι της ESA της Ευρωπαϊκής διαστημικής προσπάθειας για την κατάκτηση του διαστήματος.
Αναμένουμε τα σχόλιά σας στο Twitter!
Γεώργιος Δικαίος
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου