El DARPA XS-1 era un avión espacial / propulsor experimental con la capacidad planificada para poner en órbita pequeños satélites para las Fuerzas Armadas de los EE . UU . [1] Se informó que estaba diseñado para ser reutilizable con una frecuencia de una vez al día, con el objetivo declarado de hacerlo durante 10 días seguidos. [2] El XS-1 estaba destinado a reemplazar directamente la primera etapa de un cohete de múltiples etapas despegando verticalmente y volando a velocidad hipersónica y alta altitud suborbital, permitiendo que una o más etapas superiores prescindibles se separen y desplieguen una carga útil en la órbita terrestre baja.. El XS-1 luego regresaría a la Tierra, donde aparentemente podría recibir servicio lo suficientemente rápido como para repetir el proceso al menos una vez cada 24 horas. [3] [4]
El programa DARPA XS-1 funcionó en 2013-2020. [5] Después de varios años de refinamiento y propuestas, en mayo de 2017, DARPA seleccionó a Boeing para la Fase 2/3 para construir y probar una nave espacial XS-1 (ahora llamado programa Experimental Spaceplane). [6] En ese momento, los vuelos de prueba estaban programados para comenzar no antes de 2020. [6] El 22 de enero de 2020, se anunció que Boeing dejaría su papel en el programa, poniéndolo fin de manera efectiva. [7]
Historia
El programa XS-1 siguió a varios intentos fallidos anteriores de desarrollar un vehículo de lanzamiento espacial reutilizable . El Rockwell X-30 en la década de 1980 y el X-33 VentureStar en la década de 1990 nunca volaron debido a tecnologías inmaduras. El último intento de DARPA fue el programa Responsive Access, Small Cargo, Affordable Launch (RASCAL) a principios de la década de 2000 con el objetivo de colocar cargas útiles de 300 lb (140 kg) en órbita por menos de $ 750,000.
El programa XS-1 se anunció en noviembre de 2013 en un día de la industria de DARPA. DARPA declaró que el XS-1 era más factible debido a mejores tecnologías, incluidas estructuras de tanques y fuselajes compuestos ligeros y de bajo costo, protección térmica duradera, propulsión reutilizable y asequible, y sistemas de gestión de la salud similares a los de los aviones. [5] Jess Sponable, el gerente del programa XS-1, habló el 5 de febrero de 2014 en el grupo de Operaciones Espaciales Futuras de la NASA, declarando: "La visión aquí es romper el ciclo de costos crecientes del sistema espacial, permitir el acceso rutinario al espacio y vehículos hipersónicos ". [8]
En julio de 2014, se adjudicaron contratos a tres empresas para diseñar un vehículo de demostración. Las empresas seleccionadas fueron Boeing con Blue Origin , Masten Space Systems con XCOR Aerospace y Northrop Grumman con Virgin Galactic . A diferencia de otros programas de DARPA que se entregaron a partes del ejército de los Estados Unidos una vez que demostraron ser exitosos, esta iniciativa fue diseñada desde el principio para ser una asociación directa entre la agencia y la industria. En agosto de 2015, Boeing, Northrop Grumman y Masten Space Systems recibieron fondos adicionales de DARPA para continuar con sus conceptos de diseño para la Fase 1B del programa. A partir de 2015[actualizar], la primera misión orbital XS-1 estaba prevista para 2020. [9]
DARPA comenzó la Fase 2 del programa XS-1 en abril de 2016. [10] En julio de 2016, DARPA declaró que creían que "es el momento adecuado para un esfuerzo renovado, uno que comenzó en 2013/14, pero [en 2016 fue] se aceleró a través de un proceso de solicitud, lo que permitió la creación de varios conceptos de la industria. Según los requisitos de [solicitud], la nave alada [los requisitos seguirían necesitando] ser capaz de realizar 10 vuelos en 10 días, con una capacidad de carga útil superior a 3,000 libras por un costo de menos de $ 5 millones de dólares por vuelo ". [11]
En mayo de 2017, DARPA seleccionó a Boeing para la Fase 2/3 para construir y probar el XS-1 (ahora llamado programa Experimental Spaceplane). [6] El contrato de la fase 2/3 incluyó $ 146 millones en fondos de DARPA y una contribución no especificada de la empresa. [12]
El 22 de enero de 2020, DARPA anunció que Boeing se retiraría del programa XS-1 "inmediatamente" y lo pondría fin de manera efectiva. [7] [12]
Metas del programa
Los objetivos del programa a septiembre de 2013[actualizar]fueron: [3] [13] El avión espacial debe llevar una carga útil de 3000 a 5000 lb (1400 a 2300 kg) a la órbita terrestre baja por menos de 5 millones de dólares estadounidenses por vuelo, [4] a una tasa de 10 o más vuelos por año; Actualmente, el lanzamiento de ese tipo de carga útil requiere el uso de un refuerzo prescindible Minotaur IV de Orbital Sciences Corporation , con un precio de 55 millones de dólares una vez al año.
- Vuelo hipersónico a Mach 10 (12,250 km / h) o más
- tiempo de respuesta rápido de un día, incluido el vuelo 10 veces en 10 días
- una carga útil de 1.800 kg (4.000 lb) en una trayectoria a la órbita
- el lanzamiento cuesta menos de 1/10 del de los sistemas de lanzamiento actuales, aproximadamente 5 millones de dólares estadounidenses por vuelo [4]
- vehículo sin tripulación
- utilizar un refuerzo de primera etapa reutilizable para volar a velocidades hipersónicas a una altitud suborbital, junto con una o más etapas superiores desechables que separarían y desplegarían un satélite [14] [15]
Participantes y selección
Boeing , Northrop Grumman Aerospace Systems y Masten Space Systems tienen contratos de diseño conceptual de fase 1.
Boeing realizó inicialmente estudios comerciales con Blue Origin . El diseño de Boeing permitiría al propulsor autónomo llevar la segunda etapa y la carga útil a gran altitud y desplegarlos en el espacio. El propulsor luego regresaría a la Tierra, donde podría prepararse rápidamente para el próximo vuelo aplicando principios de operación y mantenimiento similares a los de los aviones modernos. [dieciséis]
Northrop Grumman utilizó su experiencia en aeronaves, naves espaciales y sistemas autónomos para trabajar con su equipo formado por Scaled Composites para dirigir la fabricación y el ensamblaje, y Virgin Galactic para dirigir las operaciones y la transición de aviones espaciales comerciales; Virgin Galactic y Scaled Composites trabajaron en la SpaceShip Two , la única línea espacial comercial del mundo. El equipo también aprovechó las tecnologías desarrolladas durante proyectos relacionados para DARPA, NASA y el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos para darle al gobierno "retorno de esas inversiones". Su concepto incluía un lanzamiento de plataforma limpia [ aclaración necesaria ] utilizando un lanzador montador de transportadores con una infraestructura mínima y personal de tierra, operaciones de vuelo altamente autónomas y aterrizaje horizontal y recuperación en pistas estándar. [14]
Masten Space Systems tiene experiencia en vehículos rápidos y reutilizables propulsados por cohetes, con sus diseños de despegue vertical, aterrizaje vertical (VTVL) Xombie, Xoie y Xaero que ya cumplieron o superaron el objetivo de 10 vuelos en 10 días establecido por el programa. Aunque la compañía consta de aproximadamente 30 empleados y tiene su sede en un pequeño edificio en el puerto aéreo y espacial de Mojave , han pasado años volando varios pequeños sistemas VTVL en saltos cortos en el puerto espacial, que sirven como bancos de pruebas para orientación, navegación y control. (GNC) diseñados para aterrizar de forma segura naves espaciales en la Luna y potencialmente en otros planetas. Su concepto mostraba un sistema VTVL despegando verticalmente desde una plataforma de lanzamiento con alas y una aleta de cola. Masten Space Systems se asoció con XCOR Aerospace para la Fase 1A. [17]
- Fase 2 y 3
En mayo de 2017, se seleccionó a Boeing para asociarse con DARPA para construir el XS-1. [18] Aerojet Rocketdyne debía proporcionar motores AR-22, derivados del motor RS-25 , para la nave espacial. [19] El contrato de la fase 2/3 para construir y volar el prototipo incluyó US $ 146 millones de fondos de DARPA. [12] [ aclaración necesaria ]
Boeing XS-1 Phantom Express
El diseño de Boeing era una nave de despegue vertical y aterrizaje horizontal ( VTHL ) [6] llamada Phantom Express. [20] Las especificaciones planificadas incluyen una altura de vehículo de 100 pies (30 m), con una envergadura de 62 pies (19 m). El Phantom Express iba a utilizar un motor Aerojet Rocketdyne AR-22 , que se construyó originalmente para el programa Space Shuttle, pero se modificó para ser reutilizado diez veces en diez días, por menos de $ 5 millones por lanzamiento. Este requisito de rendimiento se demostró en un banco de pruebas en julio de 2018. [21] El 22 de enero de 2020, se anunció que Boeing dejaría efectivamente su papel en el programa [ ¿por qué? ] ponerle fin. [7]
Ver también
- Acceso al espacio de asistencia de lanzamiento aerotransportado
- Baikal (cohete propulsor)
- Boeing X-37
- Boeing X-51
- Proyecto DARPA Falcon
- Refuerzo de retorno líquido , estudio 1999-2004 para Ariane
- NASA X-43
- Sistema de refuerzo reutilizable , proyecto de la USAF de 2010 a 2012
- RLV-TD
- Avión espacial
- Etapa única a órbita (SSTO)
Referencias
- ↑ David Axe (3 de agosto de 2015). "El Pentágono se prepara para la guerra orbital con nuevo avión espacial" . La bestia diaria . Consultado el 3 de agosto de 2015 .
- ^ "Avión espacial experimental (XS-1)" . DARPA. Archivado desde el original el 16 de junio de 2016 . Consultado el 20 de junio de 2016 .
- ^ a b Foust, Jeff (12 de septiembre de 2013). "DARPA para iniciar el programa de vehículos de lanzamiento reutilizables" . Noticias espaciales . Consultado el 13 de septiembre de 2013 .
- ^ a b c Howell, Elizabeth (1 de mayo de 2015). "XS-1: Avión espacial experimental de DARPA" . Space.com . Consultado el 14 de mayo de 2015 .
- ^ a b "Darpa apunta a menores costos de lanzamiento con el avión espacial XS-1" . Semana de la aviación. 2 de diciembre de 2013.
- ^ a b c d "Diseño de selecciones de DARPA para el avión espacial de próxima generación" Mayo de 2017
- ^ a b c "Boeing abandona el programa de avión espacial experimental de DARPA" . Space News, 22 de enero de 2020.
- ^ "El avión espacial militar estadounidense apunta para el despegue de 2017" . spacedaily.com . Consultado el 21 de marzo de 2014 .
- ^ DARPA otorga $ 20 millones por el desarrollo continuo de un avión espacial militar - Defense-Update.com, 8 de agosto de 2015
- ^ El programa XS-1 para facilitar el acceso al espacio entra en la fase 2 - DARPA.mil, 7 de abril de 2016
- ^ Gebhardt, Chris (13 de julio de 2016). "DARPA impulsa un nuevo esfuerzo con Experimental Spaceplane, XS-1" . NASASpaceFlight.com . Consultado el 31 de agosto de 2016 .
- ^ a b c "El Phantom Express de Boeing desaparece en el aire". parabolicarc.com, 22 de enero de 2020.
- ^ "DARPA enciende la misión del avión espacial XS-1 | Cutting Edge" . Noticias CNET . Consultado el 21 de marzo de 2014 .
- ↑ a b Northrop Grumman Developing XS-1 Spaceplane For DARPA - Spacedaily.com, 20 de agosto de 2014
- ^ DARPA emite solicitud de primera fase para el avión espacial hipersónico XS-1 para el despliegue de satélites - Militaryaerospace.com, 15 de noviembre de 2013
- ^ Clark, Stephen (13 de junio de 2017). "Boeing, DARPA a la base del avión espacial XS-1 en Cabo Cañaveral" . Vuelo espacial ahora . Consultado el 11 de febrero de 2020 .
- ^ Masten Space Systems apunta alto en el proyecto de avión espacial militar XS-1 - Space.com , 26 de agosto de 2014
- ^ "Boeing está construyendo el nuevo avión espacial hipersónico de DARPA" . Engadget . 24 de mayo de 2017 . Consultado el 11 de febrero de 2020 .
- ^ "Aerojet Rocketdyne seleccionado como principal proveedor de propulsión para el avión espacial experimental Boeing y DARPA" . 24 de mayo de 2017 . Consultado el 25 de mayo de 2017 .
- ^ "Boeing: Phantom Express" . www.boeing.com . Consultado el 19 de julio de 2018 .
- ^ Clark, Stephen (18 de julio de 2018). "Las pruebas de motores de fuego rápido aumentan las esperanzas para el avión espacial reutilizable planeado por DARPA: Spaceflight Now" . spaceflightnow.com . Pole Star Publications Ltd . Consultado el 19 de julio de 2018 .
enlaces externos
- Sitio oficial de Boeing Phantom Express
- Video de animación conceptual del artista DARPA XS-1 , 2014.
- Aviso de adjudicación de Masten Space Systems, Inc. , US $ 3 millones , documento del gobierno de EE. UU., 27 de junio de 2014. Video de animación conceptual del artista DARPA XS-1