Одноступенева орбітальна система

Одноступеневий орбітальний апарат (англ. Single-stage-to-orbit, SSTO) — виходить на орбіту з поверхні тіла, використовуючи лише паливо та рідини та не витрачаючи баки, двигуни чи інше важливе обладнання. Цей термін зазвичай, але не виключно, відноситься до транспортних засобів багаторазового використання^[1]. На сьогоднішній день жодна ракета-носій SSTO з Землі ніколи не літала; орбітальні запуски з Землі виконувалися повністю або частково витратними багатоступінчастими ракетами.

VentureStar був запропонованим космічним літаком SSTO.

Основною прогнозованою перевагою концепції SSTO є усунення заміни обладнання, властивого одноразовим пусковим системам. Однак одноразові витрати, пов’язані з проектуванням, розробкою, дослідженнями та проектуванням (DDR&E) систем SSTO багаторазового використання, набагато вищі, ніж систем одноразового використання, через значні технічні проблеми SSTO, якщо припустити, що ці технічні проблеми насправді можна вирішити^[2].. Транспортні засоби SSTO також можуть вимагати значно більшого рівня регулярного технічного обслуговування^[3].

Вважається незначною можливістю запустити з Землі одноступінчатий космічний корабель на хімічному паливі. Основними ускладнюючими факторами для SSTO з Землі є: висока орбітальна швидкість понад 7 400 метрів в секунду (27 000 км/год; 17 000 миль/год); необхідність подолання земного тяжіння, особливо на ранніх етапах польоту; і політ в атмосфері Землі, що обмежує швидкість на ранніх етапах польоту через опір, g, і впливає на роботу двигуна^[4].

Досягнення ракетної техніки в 21-му столітті призвели до значного зниження вартості запуску кілограма корисного вантажу або на низьку навколоземну орбіту, або на Міжнародну космічну станцію^[5], зменшуючи головну прогнозовану перевагу концепції SSTO.

історія

ROMBUS концепт-арт

До другої половини двадцятого століття космічні подорожі проводилися дуже мало. У 1960-х роках почали з’являтися одні з перших концептуальних проектів цього виду ремесел^[6].

Однією з перших концепцій SSTO була одноступенева орбітальна космічна вантажівка (OOST), запропонована Філіпом Боно^[7], інженером Douglas Aircraft Company^[8]. Також було запропоновано багаторазову версію під назвою ROOST.

Іншою ранньою концепцією SSTO була багаторазова ракета-носій під назвою NEXUS, яку запропонував Крафт Арнольд Еріке на початку 1960-х років. Це був один із найбільших космічних апаратів, коли-небудь розроблених із діаметром понад 50 метрів і здатністю піднімати до 2000 коротких тонн на орбіту Землі, призначений для місій у подальші місця Сонячної системи, такі як Марс^[9][10].

Технологія DC-X

Перший політ DC-X

DC-X, скорочення від Delta Clipper Experimental, був демонстратором вертикального зльоту та посадки без екіпажу масштабу на одну третину для запропонованого SSTO. Це один із небагатьох прототипів SSTO, коли-небудь створених. Передбачалося кілька інших прототипів, у тому числі DC-X2 (напівмасштабний прототип) і DC-Y, повномасштабний корабель, здатний одноступінчатий виведення на орбіту. Жоден з них не був побудований, але в 1995 році проект перейшло в NASA, і вони побудували DC-XA, оновлений прототип масштабу в одну третину. Ця машина була втрачена, коли вона приземлилася лише з трьома з чотирьох розгорнутих посадкових площадок, через що вона перекинулася на бік і вибухнула. Відтоді проект не продовжувався.   

Література

• Ендрю Дж. Бутріка: Одноступінчастий вихід на орбіту – політика, космічні технології та пошуки багаторазової ракетної техніки. Видавництво університету Джона Хопкінса, Балтімор, 2004 р.ISBN 9780801873386.