확장 컴포지트 계층 1
Scaled Composites Tier One |
Tier 1은 재사용 가능한 우주선 SpaceShipOne과 발사대 White Knight를 사용하여 인간 궤도를 따라 비행하는 스케일드 컴포지트의 1990-2004년 프로그램이었다.이 비행선은 Burt Rutan에 의해 설계되었고, 이 프로젝트는 Paul Allen에 의해 2000만 달러의 자금을 지원받았다.2004년, 최초의 민간 자금으로 인간 우주 비행을 실시해, 최초의 비정부 재이용 유인 우주선으로 1,000만 미 달러(약 1억 원)의 상금을 받았습니다.
이 프로젝트의 목적은 저비용 일상적인 우주 접근을 위한 기술을 개발하는 것이었다.SpaceShipOne은 그 자체로 유료 승객을 태우려고 의도된 것이 아니라, 처음에는 우주 관광에서 상업적인 스포노프가 있을 것으로 예상되었다.모하비 에어로스페이스 벤처스 회사는 이 기술의 상업적 이용을 관리하기 위해 설립되었다[when?].Virgin Galactic과의 계약은 2010년대[clarification needed] 후반에 Tier 1 기술을 [needs update]기반으로 한 우주선을 이용한 일상적인 우주 관광을 볼 수 있을 것이다.
설계.
프로그램 컴포넌트
티어 원은 하이브리드 로켓 모터를 이용해 100km(62mi)를 약간 넘는 고도까지 올라간 뒤 지상으로 미끄러져 수평으로 착륙하는 3인조 조종 우주선을 공중 발사하는 것이었다.스케일링된 컴포지트에는 프로그램의 다음 컴포넌트가 나열됩니다.
SpaceShipOne 16P편 택시 사전 발사
미션 컨트롤
Tier One에는 사무실 기반 미션 컨트롤 외에 모바일 미션 컨트롤 센터가 있습니다.이것은 비교적 작은 크기이며, 큰 도로를 달리는 트럭에 내장되어 있습니다.Scaled Composites 로고는 있지만 계층 1과의 링크에 대한 다른 명확한 표시는 없습니다.이 차량은 다음과 같은 지원 기능을 조합하여 수행합니다.
이 관제센터는 로켓 모터 지상시험과 화이트나이트와 스페이스십원의 모든 비행시험을 지원하기 위해 사용된다.주요 기능은 테스트 데이터를 감시하고 기록하는 것으로 이를 위해 컴퓨터와 무선통신장비를 갖추고 있다.SpaceShipOne의 항전 디스플레이는 미션 컨트롤에서 중복됩니다.원격측정 데이터는 데이터 감소 시스템(DRS)으로 수신되며, 무선 안테나는 자동으로 감시 대상 기체를 가리키도록 지시됩니다.원격 측정 시스템의 범위는 약 280km(170mi)입니다.
관제센터는 항공기 및 우주선뿐만 아니라 스케일드 컴포지트 사무실과도 통신할 수 있는 장비를 갖추고 있다.
제어 센터는 직원의 온도를 제어하는 분위기를 유지하며, White Knight 및 SpaceShipOne 객실의 온도를 제어하기 위해 연결할 수 있습니다.또한 비행 관제 시스템의 물리적 구조는 화이트 나이트 선실에 더 쉽게 접근할 수 있도록 해줍니다.
아산화질소 전달
고체 연료와 달리 아산화질소는 벌크 상품으로 취급되며 우주선의 산화제 탱크에 현장 주입됩니다.따라서 Tier One은 MONODS(이동성 아산화질소 전달 시스템)라고 하는 아산화질소 이동 전달 시스템을 가지고 있습니다.
MONODS는 오픈 트레일러 위에 구축되어 있으며, 기존의 방식으로 도로를 통해 운반할 수 있습니다.주로 6.5m3(230cuft) 탱크, 온도 제어 장치 및 온도 제어 장치에 전력을 공급하는 발전기로 구성됩니다.아산화질소는 실온에 4.8MPa(700psi)의 압력으로 저장됩니다.
MONODS는 50m3(1,800cuft) 유조선을 사용하며 약 -17°C(1°F) 및 2MPa(290psi)의 아산화질소를 공급하는 상업용 공급업체로부터 보충됩니다.MONODS는 아산화질소를 실온으로 가열하여 압력을 높입니다.
추진 시험
Tier 1에는 테스트 스탠드 트레일러(TST)로 알려진 이동식 스러스트 테스트 스탠드가 있습니다.이동성이라는 장점은 모든 마운트 및 계측 작업을 격납고에서 수행할 수 있다는 것입니다. 따라서 테스트 현장에서는 산화제 탱크(MONODS)를 채우고 소성만 수행하면 됩니다.
테스트 스탠드는 우주선의 필수 구조 부품을 복제합니다.산화제 탱크와 비행 시 사용되는 것과 동일한 관련 피팅이 있습니다.즉, 모터 테스트는 우주선 구조의 적절한 진동, 응력 및 열 테스트도 자동으로 수행한다는 것을 의미합니다.그러나 승무원 오두막은 복제되지 않았다.
지상 스러스트 테스트의 경우 실제 비행 중 고도에서 사용되는 25:1 노즐과 달리 10:1의 팽창비를 가진 로켓 노즐이 사용된다.
테스트 스탠드는 스러스트뿐만 아니라 부품에 의해 발생하는 측면의 힘, 온도 및 변형률도 기록하도록 계측되어 있습니다.데이터는 시험장 벙커에 있는 컴퓨터에 기록된다.데이터 수집 컴퓨터는 미션 컨트롤에서 원격으로 제어됩니다.
비행 시뮬레이터
SpaceShipOne 비행 시뮬레이터는 시뮬레이터 프로그램과 조종석으로 구성됩니다.
비행 시뮬레이터 프로그램은 어떤 상황에서도 비행의 모든 단계에서 SpaceShipOne의 행동을 정확하게 시뮬레이션하는 것을 목표로 합니다.SpaceShipOne의 전체 비행 거동에 대한 모델을 갖는 대신, 계산 유체 역학을 사용하여 우주선 주변의 공기를 모델링합니다.제어 표면의 위치를 고려하여 항공기에 작용하는 공기역학 및 기타 힘을 계산합니다.이 시뮬레이션은 설계 과정 동안 사용되었고 비행 테스트의 데이터를 사용하여 세분화된 컴퓨터 모델링을 기반으로 합니다.이는 예상치 못한 비행 모드에서도 비행 동작의 매우 정확한 이미지를 제공한다. (이것은 풍동 테스트 없이 설계된 최초의 현대 항공기 중 하나이다.)
조종석 복제품은 정적 기반 위에 있기 때문에 비행의 평형 수용력과 가속력을 정확하게 재현할 수 없습니다.그러나 화이트나이트는 고충실 이동 기반 시뮬레이터로 작동한다.시뮬레이터 조종석은 항전장치를 포함하여 SpaceShipOne 객실을 정확하게 모방한 것입니다.파일럿뿐만 아니라 파일럿 플러스 항전 시스템도 시뮬레이트되고 있습니다.비행 시뮬레이터 프로그램은 항전기에 의해 사용되는 센서 입력을 구동하고, 또한 상업용 그래픽 소프트웨어를 사용하여 조종사를 위한 외부 시야의 고해상도 이미지를 생성하는 12대의 디스플레이 컴퓨터를 구동합니다.이러한 화면은 11대의 모니터와 1대의 프로젝터 화면에 표시됩니다.스틱 포스 피드백은 실시간으로 시뮬레이션되지 않습니다.
지상 기반 비행 시뮬레이션은 조종사 훈련에만 사용되는 것이 아닙니다.또한 지상 승무원 훈련, 절차 개발 및 항전 소프트웨어와 하드웨어 테스트에도 사용됩니다.
이력 및 현황
Scaled Composites에 따르면 이 프로그램의 개념은 1996년 4월에 시작되었으며, 예비 개발은 1999년에 시작되었으며, 완전한 개발은 2001년 4월에 시작되었다.2002년 8월 1일 White Knight가 처음 비행을 한 후에도 처음에는 비밀로 유지되었다.이 프로그램은 2003년 4월 18일 대중에게 발표되었으며, 당시 이 프로그램은 SpaceShipOne을 시험 비행할 준비가 되어 있었다.첫 비행 시험인 SpaceShipOne 비행 01C는 2003년 5월 20일에 이루어졌다.
수개월간의 활공 시험 후에, 최초의 동력 비행인 SpaceShipOne 11P 비행이 2003년 12월 17일에 이루어졌다.그 후, 한층 더 강력한 테스트를 실시해, 고도가 상승해, 2004년 6월 21일, 최초의 민간 자금의 인간 우주 비행 「SpaceShipOne 15P」를 정점에 달했습니다.안사리 X Prize의 경쟁 비행이 이어졌다.2004년 9월 29일 SpaceShipOne 16P 비행과 2004년 10월 4일 SpaceShipOne 17P 비행은 X Prize를 수상하며 성공적인 경쟁 비행이었습니다.
Scaled Composites가 운영하는 Tier 1 프로그램은 SpaceShipOne의 퇴출 후 종료되었으며, Virgin Galactic을 위한 후속 프로그램으로 전환되었습니다.
자금 조달
Tier One의 개발, 건설 및 운영 비용은 공개되지 않았지만 안사리 X Prize의 약 2~3배인 2000만~3000만 달러에 이를 것으로 추정된다.처음에는 비밀이었지만, 유일한 후원자는 마이크로소프트의 공동 창업자이자 세계에서 48번째로 부유한 폴 앨런으로 밝혀졌다.2003년 12월 17일, 이 프로그램의 첫 동력 비행 시험과 같은 날, 앨런이 연루되었다는 추측에 따라 폭로가 이루어졌다.
일부 해설자들은 두 프로그램의 기술적 어려움은 완전히 다르지만 계층 1 프로그램의 상대적으로 저렴한 가격과 우주왕복선 프로그램의 높은 비용을 비교했다.SpaceShipOne은 안구 이하로 비행하기 때문에 우주왕복선의 고속에 도달할 필요가 없습니다(Mach 3 vs.동일한 고도(100km(62mi) 대 400km(250mi) 궤도).SpaceShipOne은 또한 동일한 승무원(3명 대 7명)이나 적재물(25톤 대 무적)을 운반하지 않으며 훨씬 짧은 비행(수일 대 몇 분)을 한다.SpaceShipOne 프로그램은 Shuttle보다는 X-15와 동등한 기술적 성과입니다.
SpaceShipOne 프로그램과 X-15 예산의 인플레이션 조정 비교에 따르면, 3대의 X-15 항공기는 전체 테스트 프로그램에서 거의 200회의 시험 비행을 수행했으며, 일반적으로 마하 4-7 사이의 극초음속 비행을 탐색했지만, 계층 1 프로그램은 X-15 프로그램의 100분의 1에 해당하는 비용이 들었다.SpaceShipOne에 의해 달성된 고도에 근접한 비행은 단 두 차례에 불과했지만, X-15 비행은 최고 속도에 도달하기 보다는 최고 고도에 도달하기 위해 특별히 노력했습니다.한편, 티어 원 프로젝트는 예산 내에서 화이트 나이트 모선의 건조 비용도 지불한 반면, NASA는 많은 종류의 실험 항공기의 투하 테스트를 수행하도록 개조된 기존 USAF B-52 폭격기를 거의 무료로 사용할 수 있었다.
홍보
Tier 1은 처음에는 비밀리에 개발되었으며, Scaled Composites의 새로운 프로그램 정책도 마찬가지였습니다.2003년 4월 18일 이 프로그램이 공개 발표되었고 SpaceShipOne과 White Knight는 550~600명이 참석한 롤아웃에서 언론에 시연되었습니다.2003년 4월 24일 가족과 친구의 날로 예정됐던 것이 제2의 미디어 데이로 바뀔 정도로 언론의 관심이 뜨거웠다.
Scaled Composites는 프로그램의 첫 번째 우주 비행을 의도한 최종 시험 비행인 SpaceShipOne 15P를 미리 발표함으로써 다시 한번 홍보에 나섰다.약 11,000명의 사람들이 비행을 보기 위해 모하비 우주포트로 갔고, 이 또한 TV로 방영되었다.이 비행은 에어쇼로 운영되었으며, 주요 비행기와 추격기 모두 군중 앞에서 이착륙을 하고 테스트가 성공했을 때 축하 비행을 했다.이번 비행은 기술적인 성공뿐 아니라 대중적인 성공으로 우주 비행에 대한 대중의 관심을 자극했다.
미래.
다큐멘터리 '블랙 스카이: 우주를 위한 경쟁'에서 루탄은 1단계는 궤도 비행, 2단계는 궤도 비행, 3단계는 지구 궤도를 벗어난 비행(달과 다른 행성으로의 비행 포함)을 다룰 것이라고 말했다.같은 다큐멘터리에서 그는 SpaceShipOne을 기반으로 한 궤도 비행선의 디자인을 전시했는데, SpaceShipOne은 우주선 뒤쪽에 장착된 [citation needed]로켓 길이의 약 두 배 길이의 로켓을 가지고 있었다.
상업적 측면
계층 1 프로그램의 명시된 목표는 저비용으로 인간의 궤도 내 우주 비행 작업을 시연하는 것이다.Burt Rutan이 이 프로젝트를 검토하기 전에, 저렴한 궤도 비행이라는 목표에 세 가지 주요 장벽이 있었습니다.
- 액체 추진 연료의 위험과 비용(폭발)
- 고체 연료 로켓 모터의 제어할 수 없는 특성(끄기 불가)
- 대기 중에 타버리지 않고 돌아가는 어려움
계층 1 자체는 유료 승객을 수송하기 위한 것이 아니며, 그렇게 하려면 미국 정부의 허가가 필요합니다.그것은 기술 테스트베드로, 프로그램에서 개발된 기술이 나중에 상업적인 우주 비행에 사용될 것을 분명히 의도하고 있다.이를 위해 Allen과 Rutan은 Mojave Aerospace Ventures라는 회사를 설립했습니다.이 회사는 프로젝트의 지적 재산을 소유하고 모든 상업적 이용을 관리합니다.
Scaled Composites는 처음에 2013년경에는 일반인들이 호화 유람선 가격으로 준궤도 비행을 경험할 수 있기를 희망했다.2004년 9월 25일, Virgin Galactic과 SpaceShipOne의 확장 버전을 기반으로 Virgin SpaceShip을 개발하기로 계약이 체결되었습니다.이 우주선들은 우주선 회사가 만들 것이다.
레퍼런스
외부 링크
- 스케일링된 컴포지트 웹사이트의 Tier 1 홈페이지
- 346 모델에 대한 루탄의 인용을 다룬 스페이스 리뷰 기사 "역사의 서곡"
- 스페이스 리뷰 기사 "The future starts here"
- Aerospace America 기사 "SpaceShipOne: Riding a White Knight to Space" (백기사 타고 우주로 가는 것) (몇 가지 기술적 세부사항 포함)
- SPACE.com 기사 "SpaceShipOne Rocket Engine, 업그레이드 완료"
- 등록 기사 "우주 비행 제공 시작"
- BBC 뉴스 SpaceShipOne 기사 "실험 금지"
- SpaceShipOne이 한 번도 하지 않았고, 앞으로도 하지 않을 것이며, 그 직계 후손들이 지구를 도는 이유(캐런 피스 지음)
