Lockheed ABR Venture Star

V roku 1993 navrhli konštruktéri Lockheed Skunk Works viacnásobne použiteľné jednostupňové vesmírne plavidlo, pomenované ABR (AeroBalistic Rocket). Jednalo sa o vztlakové teleso, odvodené od projektu Starclipper, ktoré mali poháňať tri lineárne raketové motory. Pôvodne bolo určené na komerčné vynášanie užitočného zaťaženia, ale neskôr bolo ponúknuté USAF v rámci plánovaného programu Spacelifter (ten bol nakoniec zrušený v prospech jednorázových rakiet EELV).

Tento dizajn neskôr uspel vo výberovom konaní projektu X-33. NASA poverila Lockheed stavbou zmenšeného demonštrátora, po ktorom mal nasledovať komerčný nosič Venture Star v plnej veľkosti. V porovnaní s demonštrátorom bol zhruba dvakrát väčší a osemkrát ťažší. Flotilu piatich strojov by si zobrala do dlhodobého prenájmu NASA, kým ďalšie kusy boli určené pre civilný sektor.

Vo vesmíre by sa otvorili dvere nákladového priestoru s rozmermi 4,57 x 17,07 m a bol by vypustený náklad s celkovou hmotnosťou až 20 ton. Tento priestor bol navrhnutý v súlade s požiadavkami na raketu Titan 4, takže umožňuje vyniesť 18 144 kg na nízku obežnú dráhu, alebo s využitím druhého stupňa vyniesť 6804 kg na GEO. Konštrukcia prostriedku mala dovoliť použitie bežných spôsobov obsluhy, paletizáciu nákladu a údržbu a vystrojenie v horizontálnej polohe. To malo spolu s konštrukčným dôrazom na spoľahlivosť a jednoduchosť skrátiť štandardnú dobu medzi pristátím a ďalším vzletom na sedem dní, čo bol kľúčový prvok celého programu. Unikátny tvar telesa dovoľoval návrat do atmosféry kĺzavým letom bez prílišného ohrevu najviac exponovaných miest a klasické pristátie bez toho, aby hmotnosť zvyšovalo krídlo. Hoci bol Venture Star vyvíjaný paralelne s programom X-33, manažment Lockheedu nikdy nevydal rozhodnutie na jeho fyzickú realizáciu. Bolo to zapríčinené najmä pochybnosťami o ekonomickej návratnosti projektu.

Kistler Aerospace K-1

Medzi nemnoho súkromných vesmírnych prostriedkov sa môže zaradiť aj viacnásobne použiteľná dvojstupňová raketa K-1, vyvíjaná spoločnosťou Kistler Aerospace. Tá bola založená v roku 1993 Walterom Kistlerom, Bobom Citronom (zakladateľ Spacehab Inc.) a Georgom Muellerom (bývalý riaditeľ oddelenia pilotovaných programov NASA). Raketa mala byť schopná vynášať na nízku obežnú dráhu užitočné zaťaženie s hmotnosťou do 900 kg pri cene 500 dolárov za kilogram. Pôvodné plány počítali aj so stavbou suborbitálneho prototypu K-0, po ktorom by už nasledovali komerčné operačné rakety. V roku 1996 bola koncepcia od základu prepracovaná, pričom nosnosť sa zvýšila na 4540 kg. Tým samozrejme stúpli aj operačné náklady na 4800 dolárov za vynesenie kilogramu užitočného zaťaženia. K-1 mala odštartovať vertikálne ako klasický nosný prostriedok, avšak používala unikátnu kombináciu padákov a airbagov na viacnásobné použitie obidvoch stupňov. Prevádzku mal zabezpečiť malý tím technikov. Pre raketu s výškou 23 metrov a prázdnou hmotnosťou 30 ton bol pripravený špeciálny štartovací nákladný automobil. Prvý stupeň poháňali tri ruské motory NK-33, druhý jeden motor NK-43, odkúpené od firmy GenCorp Aerojet.

Prvý skúšobný štart bol naplánovaný už na koniec roka 1998, pričom na spadnutie bol 100 miliónový kontrakt s firmou Space Systems/Loral na vynášanie užitočného zaťaženia. Skutočnosť však bola menej poetická. Po zdĺhavých finančných problémoch musela firma 15. júla 2003 ohlásiť bankrot. Podarilo sa jej totiž získať len pätinu z predpokladaných vývojových nákladov na úrovni 500 miliónov USD. Bez nádeje na realizáciu tak ostali aj iné pokročilé návrhy.

SpaceDev Dream Chaser

V októbri 2004 oznámila americká spoločnosť SpaceDev začiatok vývoja viacnásobne použiteľného suborbitálneho raketoplánu Dream Chaser, ktorý je určený na vynášanie nákladu a osôb na nízku obežnú dráhu, prípadne k ISS. Riaditeľ spoločnosti Jim Benson už podpísal predbežnú zmluvu o spolupráci s NASA Ames Research Center. Na rozdiel od lode Space Ship One, pre ktorú SpaceDev dodala hybridný raketový motor, Dream Chaser by mal odštartovať vertikálne a pristáť klasickým kĺzavým letom pomocou vztlakového trupu a krídel. Jeho vonkajší tvar v mnohom pripomína experimentálny demonštrátor OSC X-34. Predpokladaný dostup na úrovni 160 km by mal byť dosiahnutý pomocou vysokovýkonného hybridného motora, odvodeného od pohonnej jednotky používanej na rakete SpaceDev Streaker. Jeho ťah je približne šesťkrát väčší, než u Space Ship One.

Pioneer Rocketplane Pathfinder

Keďže USAF neprejavovalo o program Black Horse veľký záujem, jeho tvorca Mitchell Burnside Clapp začal uvažovať o  komerčnej modifikácii. Pôvodne mali byť postavené dva demonštrátory Black Foal a Black Colt, pričom prvý bol určený na demonštráciu kľúčových technológií a druhý na suborbitálne lety pri dosiahnutí polovice prvej kozmickej rýchlosti. Clapp opustil USAF a spolu s Robertom Zubrinom, ktorý vyvíjal koncept Black Colt vo firme Lockheed/Martin, založil spoločnosť Pioneer Rocketplane. Tá presadzovala modifikovanú verziu Black Horse, premenovanú na Pathfinder, ako potencionálny návrh pre program NASA X-34 (v ktorom nakoniec zvíťazil raketoplán firiem OSC a Rockwell). Napriek tomu sa podarilo získať dvojmiliónový kontrakt od NASA v rámci iného programu Low Cost Boost Technology na detailnejšie rozpracovanie konceptu a čiastkové testy v aerodynamickom tuneli. 23 metrov dlhý raketoplán s dvojčlennou posádkou mali poháňať dva prúdové motory Pratt and Whitney F100 a jeden raketový motor RD-120. Po dotankovaní paliva mal zrýchliť na Mach 12 a dosiahnuť výšku 130 kilometrov, kde by vypustil svoj náklad. Tým mohol byť doplnkový stupeň s hmotnosťou 6800 kg, ktorý by dopravil mikrosatelity na nízku obežnú dráhu. Iná verzia bola prispôsobená na krátke vesmírne lety pre 40 pasažierov. Projekt však stroskotal z obligátnych dôvodov – z odhadovaných 250 miliónov USD, určených na vývoj a stavbu prototypov sa podarilo zabezpečiť necelé dva.

Vela Technology Space Cruiser System

Šesťmiestny raketoplán Space Cruiser System je ponúkaný na suborbitálne turistické lety prostredníctvom Zegrahm Space Voyages, divízie cestovnej kancelárie Zegrahm Expeditions. Základný koncept vyvinula spoločnosť Vela Technology Development Inc. z Virginie. Prvý stupeň tvorí dvojmiestne nosné lietadlo Sky Lifter, poháňané dvoma motormi JT8D/F100. Aj napriek svojej dĺžke 33 metrov by prázdna hmotnosť nemala presiahnuť 10 ton. Sky Lifter má v spodnej časti upevnený dvanásťmetrový raketoplán Space Cruiser s dvojčlennou posádkou a šiestimi pasažiermi. K oddeleniu dôjde vo výške 15 kilometrov a Space Cruiser potom vystúpa do výšky 100 kilometrov. Počas návratu do atmosféry sa aktivujú brzdiace motory. Raketoplán pristane horizontálne na klasickej dráhe pomocou dvoch prúdových motorov JT15D. Depozitné financovanie prostredníctvom predaja leteniek sa nevydarilo a projekt pravdepodobne skončí tak ako mnoho ostatných vo fáze návrhov. Konieckoncov už samotný vývoj špeciálneho nosného lietadla namiesto modifikácie relatívne lacných a rozšírených dopravných strojov je značne neekonomický.

XCOR Aerospace EZ-Rocket Xerus

O stavbu súkromného vesmírneho raketoplánu sa pokúša aj americká firma XCOR Aerospace. Na overenie potrebných technológií, najmä pohonnej jednotky, bol do ľahkého kompozitového lietadla Long-EZ nainštalovaný dvojitý regeneratívne chladený raketový motor s dvoma tryskami a ťahom 363 kg. Takto vzniklo prvé súkromné raketové lietadlo na svete. Hliníkové nádrže na tekutý kyslík sa nachádzajú v trupe, kým valcovitá kompozitová nádrž na alkohol je umiestnená po ním. Lietadlo zatiaľ uskutočnilo 15 skúšobných letov v kokpite s Dickom Rutanom. EZ-rocket je dosť hlučné, vo výške 10 metrov dosahuje zvuková vlna 128dB. V prípade požiaru pohonnej jednotky má pilot k dispozícii varovný hlásič a objemné nádrže s hasiacim héliom. Ak by to nepomohlo, môže vyskočiť z kokpitu na padáku. Keďže hlavným cieľom konštruktérov boli testy pohonnej jednotky s dôrazom na spoľahlivosť a bezpečnosť, výkony stroja sú značne obmedzené. Dokáže vyvinúť maximálnu rýchlosť Mach 0,4 vo výške 3050 metrov pri stúpavosti 52 metrov za sekundu.

Ďalším krokom bude trojmiestny suborbitálny raketoplán s horizontálnym štartom aj pristátím Xerus. Hlavný dôraz pri jeho vývoji je kladený na nízke prevádzkové náklady a bezpečnosť. Pohon zabezpečí zväzok raketových motorov vlastnej konštrukcie, odvodených od pohonných jednotiek lietadla EZ-Rocket. Typický letový profil predstavuje motorové urýchľovanie do výšky 65 km, pričom raketoplán by sa mal balistickou krivkou dostať až na hranicu 100 kilometrov. Pri úvodných dvadsiatich skúšobných letoch by mala byť na palube zásoba paliva, umožňujúca reštart motorov a riadený návrat na letisko. Raketoplán má dosahovať maximálnu rýchlosť Mach 4 len vo veľkých výškach, čo značne zjednoduší použitie tepelnej ochrany. Na suborbitálne manévrovanie slúžia malé raketové trysky.

Potencionálny trh predstavuje krátkodobé umiestnenie užitočného zaťaženia (najmä vedeckých experimentov) do veľkých výšok, na čo musia byť v súčasnosti používané jednorázové rakety. Druhou možnosťou je vesmírna turistika, spočívajúca v suborbitálnom lete s približne troma minútami v stave beztiaže. Jedna letenka by mala predbežne stáť 98 000 dolárov. Ďalšia modifikácia počíta s inštaláciou druhého jednorázového stupňa, ktorý by bol schopný dopraviť mikrosatelity na nízku obežnú dráhu. Táto ponuka môže byť zaujímavá najmä pre zákazníkov, ktorí dnes na využívanie satelitov nemajú dosť peňazí. V súčasnosti je Xerus vo fáze vývoja, pričom jeho vonkajší vzhľad sa ešte môže zmeniť.

Nahor