Τι είναι το Skylon;

Το Skylon είναι μια επαναστατική σχεδίαση που πιθανόν να αλλάξει δραματικά τον τρόπο που θα γίνονται τα διαστημικά ταξίδια. Αρχικά θα μεταφέρει φορτία σε τροχιά, αλλά έχει προβλεφθεί η μεταφορά επιβατών. Οι εκτιμήσεις της Reaction Engines μιλούν για κατακόρυφη πτώση του κόστους, που θα οδηγήσει στην διάδοση του Διαστημικού Τουρισμού.

Το διαστημοπλάνο θα έχει μια λεπτή άτρακτο, σε σχήμα πούρου, που στο εσωτερικό θα βρίσκονται το σύστημα προώθησης και ο χώρος φορτίου. Τα πτερύγια θα έχουν σχήμα δέλτα, θα βρίσκονται στη μέση της ατράκτου και πάνω τους θα βρίσκονται οι δυο κινητήρες Sabre. Η απογείωση και η προσγείωση θα γίνονται οριζόντια, όπως ενός αεροπλάνου.
Θα έχει μήκος 82 μέτρα, η διάμετρος της ατράκτου 6,25 μέτρα και το άνοιγμα των πτερυγίων 25 μέτρα

Απογείωση και προσγείωση
Το Skylon απογειώνεται και προσγειώνεται χρησιμοποιώντας ένα σχετικά συμβατικό σύστημα μηχανισμού τροχών. Ειδικός σχεδιασμός έχει γίνει στο σύστημα πέδησης για να αποφευχθεί μεγάλο βάρος. Παρ’ όλα αυτά απαιτείται πολύ ενισχυμένος διάδρομος για να αντέξει τα φορτία που εξασκούνται στον κάθε τροχό.
Κατά την απογείωση το Skylon θα ζυγίζει 275 τόνους ενώ κατά την προσγείωση το μέγιστο επιτρεπτό βάρος θα είναι 55 τόνοι. Τα καύσιμα θα ζυγίσουν 66 τόνους το υγρό υδρογόνο και 150 τόνους το υγρό οξυγόνο
Στο έδαφος, το Skylon θα εξυπηρετείται-ρυμουλκείται με τα ίδια οχήματα που εξυπηρετούν τα αεροπλάνα και από ένα υπόστεγο όπου θα γίνεται η φόρτωση του.

Υλικά κατασκευής
Η άτρακτος και τα ρουλεμάν φορτίου του Skylon είναι κατασκευασμένα από ειδικό πλαστικό ενισχυμένο με ανθρακονήματα και αποτελείται από ίνες, πλαίσια, «νεύρα» και δοκούς. Η δεξαμενή προώθησης είναι από αλουμίνιο και μπορεί να κινείται σε περιπτώσεις θερμικής μεταβολής ή μεταβολής της πίεσης.
Το εξωτερικό κέλυφος είναι κατασκευασμένο από ενισχυμένο κεραμικό υλικό και μεταφέρει την αεροδυναμική πίεση στην άτρακτο δια μέσου ευλύγιστων αναρτήσεων. Έχει πάχος 0,5 χιλιοστά και είναι αυλακωτό για μεγαλύτερη ακαμψία. Μπορεί να κινείται ελεύθερα κάτω από υπερβολικές θερμοκρασίες κυρίως στα τελευταία στάδια της αεροδυναμικής ανόδου και της επανεισόδου στην ατμόσφαιρα.

Σύστημα προώθησης
Το Skylon θα έχει 2 υβριδικούς κινητήρες Sabre. Ο κινητήρας Sabre δουλεύει με δυο τρόπους. Λειτουργεί σαν Lox/Lh2 κλειστού τύπου πύραυλος αλλά και σαν κινητήρας τζετ (από την απογείωση μέχρι τα 5 Mach) χρησιμοποιώντας το οξυγόνο της ατμόσφαιρας αντί για υγρό οξυγόνο που απαιτείται στην πρώτη περίπτωση. Η ροή του αέρα οδηγείται στον κινητήρα μέσω δυο διόδων και ψύχεται σε θερμοκρασίες κάτω του μηδενός πριν την συμπίεση του. Το καύσιμο υδρογόνο λειτουργεί σαν θερμαντής για τον κλειστό κύκλο του ήλιου (χημ. στοιχείο) πριν μπει στον θάλαμο ανάφλεξης.
Όταν το σκάφος βρίσκεται σε τροχιά, οι χώροι των κινητήρων αερίζονται και μπορούν να φτάσουν την θερμοκρασία περιβάλλοντος. Η προώθηση και ο έλεγχος υψόμετρου εξασφαλίζονται από το Orbital Manoeuvering System (OMS), ή το Reaction Control System (RCS).
Ο χώρος φορτίου του Skylon έχει 4,6 μέτρα διάμετρο και 12,3 μέτρα μήκος. Το σκάφος μπορεί να μεταφέρει 12 τόνους σε απόσταση 300 χλμ, ή 10,5 τόνους σε 460 χλμ.

Επανείσοδος
Κατά την επανείσοδο στην ατμόσφαιρα που γίνεται σε υψόμετρο 90 έως 60 χλμ, η θερμότητα εκπέμπεται μακριά από το εξωτερικό κέλυφος. Η είσοδος της θερμότητας στο εσωτερικό εμποδίζεται με αλλεπάλληλα ανακλαστικά μεταλλικά λεπτά φύλλα. Το υγρό υδρογόνο εξαερώνεται στις δεξαμενές, διέρχεται μέσα από μεταλλικά πλαίσια και φτάνει στα σημεία όπου υπάρχουν εισροές θερμότητας. Στη συνέχεια φεύγει εκτός του σκάφους.

Κόστος
Το αρχικό κόστος του Skylon εξαρτάται από το κόστος ανάπτυξης και κατασκευής. Η σχεδίαση του έχει σαν στόχο περισσότερες από 200 πτήσεις ανα σκάφος, ένας στόχος που είναι εφικτός για πρώτης γενιάς κατασκευή.
Αυτή τη στιγμή, το πραγματικό κόστος εκτόξευσης ενός διαστημικού σκάφους με φορτίο 2-3 τόνους κοστίζει περίπου 150 εκατομμύρια δολάρια. Από αυτό το ποσό οι πελάτες πληρώνουν το 30-50% λόγω των επιδοτήσεων για την έρευνα, ανάπτυξη και την συντήρηση του σκάφους.
Για το Skylon, αν συνεχιστεί η παρούσα κατάσταση δηλαδή εκτόξευση 100 δορυφόρων το χρόνο χρησιμοποιώντας 30 διαστημικά σκάφη από 3 διαστημοδρόμια το πραγματικό κόστος κάθε εκτόξευσης θα είναι 40 εκατομμύρια δολάρια. Υπάρχει η εκτίμηση ότι το κόστος θα μειωθεί στα 10 εκατομμύρια δολάρια ανα εκτόξευση για φορτία μεγάλης αξίας (π.χ. τηλεπικοινωνιακοί δορυφόροι), 2 έως 5 εκατομμύρια για φορτία χαμηλότερης αξίας (επιστημονικοί δορυφόροι), ενώ το κόστος για κάθε διαστημικό τουρίστα θα είναι λιγότερο από 100.000 δολάρια, όταν υπάρξουν χώροι στο διάστημα (space hotels) όπου θα μπορούν να μείνουν.

Μεταφορά επιβατών
Παρ’ όλο που το Skylon έχει σχεδιαστεί για μεταφορά φορτίων έχει γίνει μέριμνα για μεταφορά επιβατών στο διάστημα. Ουσιαστικά πρόκειται για ένα υπερηχητικό αεροσκάφος με υβριδικούς κινητήρες το οποίο μπορεί να προσγειώνεται σε συμβατικά αεροδρόμια, τηρουμένων των αναλογιών. Σε περιπτώσεις έκτακτης ανάγκης οι επιβάτες θα εγκαταλείπουν το σκάφος με φουσκωτές τσουλήθρες, ενώ έχουν υπολογιστεί και 2 χώροι για τουαλέτα.
Ο χώρος φορτίου του Skylon έχει μήκος 12,7, πλάτος 4,6 και ύψος 4,6 μέτρα και θα περιέχει ένα container για τα φορτία. Όταν θα χρησιμοποιηθεί για μεταφορά επιβατών το container αυτό θα αντικατασταθεί με μια καμπίνα ελεγχόμενης πίεσης η οποία θα μπορεί να φιλοξενήσει 30 – 40 επιβάτες. Κάτω από το πάτωμα της καμπίνας θα υπάρχουν όλα τα συστήματα υποστήριξης ζωής και ο χώρος αποσκευών.
Είναι πιθανό να προστεθούν παράθυρα στο πάνω μέρος της καμπίνας επιβατών τα οποία θα είναι κλειστά κατά την απογείωση και επανείσοδο στην ατμόσφαιρα, αλλά θα ανοίγουν όταν το σκάφος βρίσκεται υπό τροχιά. Το Skylon θα γυρίζει ανάποδα και οι επιβάτες θα μπορούν να βλέπουν εκπληκτικές απόψεις της Γης. Τα παράθυρα θα είναι τριπλά, όπως του Διαστημικού Λεωφορείου, και θα μειώνουν τα συμπτώματα διαστημικής ναυτίας, δίνοντας σημείο αναφοράς στο χώρο.
Όταν το Skylon αποκτήσει τις απαραίτητες ώρες πτήσεις και εμπειρία, θα επανασχεδιαστεί για 20 επιβάτες και 1,5 τόνο φορτίου. Αυτή θα είναι και η τελική μορφή του διαστημόπλανου η οποία είναι απαραίτητη για να μπορεί να φτάνει σε μεγαλύτερα ύψη και μεγαλύτερες κλίσεις τροχιάς, όπως ο ISS.

Η εκτίμηση της Reaction Engines είναι ότι μια πτήση διαστημικού τουρισμού που θα περιλαμβάνει και 14ήμερη παραμονή σε συνθήκες μηδενικής βαρ΄θτητας θα κοστίζει περίπου 500.000 δολάρια.

Πηγή, Εικόνες: Reaction Engines

9 Απριλίου 2009

H ESA χρηματοδοτεί το Skylon

Η ESA (European Space Agency) ετοιμάζεται να δώσει 1 εκατομμύριο ευρώ σε ένα πολύ φιλόδοξο σχέδιο που αναμένεται να αλλάξει τα δεδομένα των διαστημικών πτήσεων τα επόμενα χρόνια.

Πρόκειται για το επαναχρησιμοποιούμενο διαστημοπλάνο (reusable spaceplane) Skylon, της εταιρείας Reaction Engines. To Skylon θα μπορεί να απογειώνεται από ένα αεροδρόμιο μεταφέροντας στο διάστημα φορτίο συνολικού βάρους 2 τόνων και θα επιστρέφει στον ίδιο διάδρομο απ’ τον οποίο απογειώθηκε.  Η Reaction Engines υπολογίζει ότι το Skylon θα είναι έτοιμο μετά από μια δεκαετία.

Τα χρήματα από την ESA θα χρησιμοποιηθούν  για την ανάπτυξη των τεχνολογιών του Skylon και κυρίως του πυραυλικού κινητήρα Sabre. O Sabre συνδυάζει κινητήρα τζετ και πύραυλο, και το καύσιμο του είναι μίγμα υδρογόνου-οξυγόνου. Όταν βρίσκεται σε μικρά ύψη το απαιτούμενο οξυγόνο λαμβάνεται από την ατμόσφαιρα.

Το συνολικό ποσό που σχεδιάζει να επενδύσει η ESA στο Skylon είναι 6 εκατομμύρια ευρώ. Αυτό θα δώσει την ευκαιρία στην Reaction Engines να κατασκευάζει μια ολοκληρωμένη δοκιμαστική έκδοση του Sabre στις εγκαταστάσεις της στο Culham στην Μ. Βρεττανία.

Πηγή: Reaction Engines