Wizualizacja samolotu kosmicznego Phantom Express opuszczającego atmosferę ziemską. / fot. Boeing.

Boeing i agencja DARPA zbudują samolot kosmiczny dla Pentagonu [WIDEO]

W dniu 24 maja br. amerykański koncern Boeing Company oraz Agencja Zaawansowanych Projektów Badawczych w Obszarze Obronności (DARPA) poinformowali, że wspólnie zaprojektują, zbudują i przetestują eksperymentalny samolot kosmiczny nowej generacji Phantom Express w ramach programu XS-1, który pozwoli Departamentowi Obrony na obniżenie kosztów wynoszenia ładunków na orbitę oraz zmniejszenie uzależnienia w tym zakresie od jednorazowych rakiet nośnych.

W środę, 24 maja br. na stronach internetowych koncernu Boeing Company oraz Agencji Zaawansowanych Projektów Badawczych w Obszarze Obronności (DARPA) pojawiła się informacja o rozpoczęciu wspólnych prac badawczo-rozwojowych (B+R), które zwieńczy projekt, budowa oraz testy w locie eksperymentalnego samolotu kosmicznego (Experimental Spaceplane) nowej generacji Phantom Express w ramach programu XS-1, który pozwoli Departamentowi Obrony na obniżenie kosztów wynoszenia ładunków na orbitę oraz zmniejszenie uzależnienia w tym zakresie od jednorazowych rakiet nośnych.

Agencja DARPA wybrała koncern Boeing Company, który sporządzi projekt autonomicznego samolotu kosmicznego wielokrotnego użycia, zdolnego do wyniesienia na niską orbitę okołoziemską (low Earth orbit; LEO) ładunków o masie do 1.361 kg (3.000 funtów). Będzie to nowa klasa samolotów hipersonicznych, zwiększająca bezpieczeństwo narodowe USA, dzięki możliwości szybkiego i taniego wyniesienia na orbitę małych ładunków.

Program XS-1 ma na celu uzyskanie przez Departament Obrony możliwości zaplanowania i przeprowadzenia misji wyniesienia ładunku na niską orbitę w ciągu kilku dni, a nie miesięcy, tak jak to przebiega obecnie. Pozwoli to na szybkie zastąpienie zniszczonych obiektów, krążących wokół Ziemi podczas potencjalnego konfliktu zbrojnego w przestrzeni kosmicznej. Według pomysłodawców, Phantom Express może wynieść małego satelitę, powrócić na Ziemię, lądując jak samolot, a następnie przygotowywać się do kolejnego lotu, zgodnie z zasadami eksploatacji i konserwacji klasycznych statków powietrznych.

Sukces programu może zrewolucjonizować zdolności USA do odbudowy potencjału satelitów wojskowych, jak i komercyjnych, które padłyby ofiarą ataku za pomocą np. broni antysatelitarnej (Anti-satellite weapon; ASAT), a od którego kraj ten jest silnie uzależniony.

Wizualizacja samolotu kosmicznego Phantom Express na kosmodromie. / fot. Boeing.

Jess Sponable, szef programu XS-1 w agencji DARPA, powiedział:

XS-1 nie będzie klasycznym samolotem, ani konwencjonalną rakietą nośną, lecz kombinacją obu tych pojazdów w celu obniżenia kosztów startu dziesiątki procent i zastąpienia obecnie frustrującego długiego czasu oczekiwania na start na żądanie. Jesteśmy bardzo zadowoleni z postępów Boeinga w zakresie pierwszej fazy programu XS-1 i czekamy na kontynuację ścisłej współpracy w tym nowo finansowanym postępie do etapów 2 i 3, czyli produkcji i lotu próbnego.

Darryl Davis, prezes dywizji Boeing Phantom Works, powiedział:

Phantom Express jest projektowany by zakłócić i przekształcić proces wynoszenia ładunków na orbitę, jaki znamy dzisiaj, tworząc nowe możliwości na żądanie, które można osiągnąć w sposób bardziej przystępny i mniej ryzykowny.

Napęd Phantom Express ma stanowić silnik rakietowy Aerojet Rocketdyne AR-22, będący spadkobiercą doświadczeń z silnikami RS-25 (Space Shuttle main engine; SSME), napędzającymi wahadłowce kosmiczne (orbitery) STS. Paliwem dla AR-22 jest ciekły tlen i wodór. Kosmiczny samolot nowej generacji będzie posiadać ochronę termiczną trzeciej generacji, tak aby mógł być zdolnym latać z dużą prędkością, przenosząc mniejszy i bardziej przystępny, jeśli chodzi o koszty, jednorazowy górny stopień, zapewniający osiągnięcie celów misji. W fazie testowej programu, Boeing i DARPA planują przeprowadzić demonstrację 10 lotów kosmicznego samolotu w ciągu 10 dni, z dodatkowym lotem testowym górnego stopnia.

Jeśli program demonstracyjny okaże się sukcesem, w przyszłości będzie możliwe wynoszenie na orbitę ładunków przy kosztach mniejszych niż 5 mln USD/lot, co otworzy również drogę do świadczenia usług komercyjnych w tym zakresie (przy założeniu co najmniej 10 lotów rocznie). By osiągnąć te cele, projektanci planują wykorzystać technologie i systemy wsparcia, które jak dotąd zwiększyły niezawodność i powtórzenie operacji wojskowych statków powietrznych, np. komponenty, które są tak skonfigurowane, by być szybko i praktycznie zastąpione podczas bieżących konserwacji i napraw. Fazy 2 i 3 programu mają na celu także zwiększenie efektywności poprzez integrację nowoczesnych technologii z tymi wcześniej opracowanymi przez agencję DARPA, koncern Boeing Company czy dla Sił Powietrznych (USAF). Oprócz wspomnianego napędu, będą to:

  • lekkie i zaawansowane, kriogeniczne zbiorniki paliwowe o konstrukcji kompozytowej;
  • metalowo-kompozytowe skrzydła, wyposażone w powierzchnie sterowe, zdolne wytrzymać naprężenia fizyczne podczas suborbitalnego lotu z prędkością hipersoniczną oraz temperaturę rzędu ponad 1.000 °C (2.000 °F);
  • zautomatyzowaną końcową fazę lotu oraz inne technologie dla autonomicznego lotu i operacji, w tym niektóre rozwiązania opracowane przez agencję DARPA, dzięki technologii ALASA (Airborne Launch Assist Space Access).

Faza 2, czyli budowa demonstratora technologii zakończy się w 2019 roku, po której nastąpi 10 wspomnianych lotów bez ładunków z prędkością 5 Ma, natomiast podczas fazy 3 nastąpi 12-15 kolejnych lotów z prędkością 10 Ma z ładunkami o masie od 408 do 1.360 kg (900-3.000 funtów). Kolejnym celem programu jest szersze zachęcanie sektora komercyjnego do przyjęcia użytecznych rozwiązań, procesów i technologii XS-1, które ułatwiają starty na żądanie, związane z zapotrzebowaniem militarnym i komercyjnym w XXI wieku. W tym celu agencja DARPA zamierza udostępnić wybrane dane z testów fazy 2 i 3, dostarczając wszystkim zainteresowanym podmiotom handlowym odpowiednich specyfikacji dotyczących potencjalnych ładunków.

Brad Tousley, dyrektor Tactical Technology Office (TTO) w agencji DARPA, która zajmuje się programem XS-1, powiedział:

Cieszymy się, że te naprawdę futurystyczne możliwości stają się bliższe rzeczywistości. Demonstracja tego typu samolotu „na żądanie” i rutynowego dostępu do przestrzeni kosmicznej jest ważna dla zaspokojenia kluczowych potrzeb Departamentu Obrony i może pomóc otworzyć drzwi do szeregu możliwości handlowych nowej generacji.

Warto zauważyć, że prace nad samolotem kosmicznym były prowadzone w Stanach Zjednoczonych już w przeszłości, ale zostały zarzucone z uwagi na niedoskonałość technologii, zbyt duże koszty i niezawodność sprawdzonych rakiet nośnych. Były to projekt samolotu kosmicznego i pasażerskiego Rockwell X-30, realizowanego w latach 1982-1993 w ramach programu NASP (National Aero-Space Plane) czy demonstratora technologii wahadłowca nowej generacji Lockheed Martin X-33 VentureStar, realizowanego w latach 1994-2001 w ramach programu RLV (Reusable Launch Vehicle).

Źródła:

boeing.mediaroom.com: Boeing, DARPA to Design, Build, Test New Experimental Spaceplane
darpa.mil: DARPA Picks Design for Next-Generation Spaceplane

Czytaj także:

DARPA zakończyła testy w locie modelu eksperymentalnego drona VTOL X-Plane [WIDEO]

DARPA przyznała kontrakt na budowę eksperymentalnego samolotu pionowego startu i lądowania [WIDEO]

DARPA pracuje nad silnikami zdolnymi do osiągania prędkości 5 Ma

DARPA zakończyła testy w locie „wirtualnego pilota” ALIAS

Boeing i Sikorsky ujawniają koncepcję szturmowego wariantu SB>1 Defiant [WIDEO]

Boeing ujawnia F/A-18E/F Super Hornet Block III

Boeing Echo Voyager – nowy, bezzałogowy aparat podwodny [WIDEO]

Komentarze

Rafał "Ralph" Muczyński, koordynator działu "Wojsko". Absolwent stosunków międzynarodowych na Uniwersytecie w Białymstoku i politologii na Politechnice Białostockiej. Rysownik-hobbysta (więcej: http://ralph1989.deviantart.com oraz www.facebook.com/Ralph1989Arts) Zainteresowania: rysunek, wojskowość (szeroko pojęte zagadnienia współczesnej armii od strony uzbrojenia, zwłaszcza lotnictwo i technika rakietowa), polityka międzynarodowa, historia XX wieku.

Najpopularniejsze posty