Boeing X-37

Boeing X-37 Descripción de esta imagen, también comentada a continuación El X-37B bajo su capó en el sitio de Astrotech en abril 2010. Caracteristicas
Organización Fuerza Espacial de EE. UU.
Masa En el lanzamiento: 5,45 toneladas
Vacío: 3,50 toneladas
Orbita 22 de abril de 2010
Carga útil (órbita baja) Unos cientos de kg
Actuaciones
Numero de vuelos 6 (sin falla)
Tiempo pasado en el espacio 2.866 días a su regreso de OTV-5

El X-37 es un transbordador espacial robótico desarrollado inicialmente por la NASA , como parte de un proyecto lanzado en 1998 para desarrollar nuevas tecnologías para despegues orbitales y reentrada atmosférica y para prepararse para el reemplazo del transbordador espacial estadounidense . El X-37 se deriva del X-40A de Boeing ampliado en aproximadamente un 20%. Se trata de una pequeña máquina de 5,45 toneladas de peso, equipada con bodega de carga y con una importante capacidad de maniobra orbital . Se coloca en órbita por un vehículo de lanzamiento Atlas V de ULA o Falcon 9 de SpaceX , y se coloca automáticamente en una pista.

En 2004, tras la abolición del presupuesto asignado a la NASA para este proyecto, fue asumido por DARPA , la agencia estadounidense de investigación militar. En 2006, por razones económicas, este último transfirió el proyecto a la Fuerza Aérea de los Estados Unidos, que lo entregó en 2020 a la recién creada Fuerza Espacial de los Estados Unidos . Se desconocen las misiones que el X-37 puede cumplir al servicio de las fuerzas armadas de Estados Unidos porque el proyecto está clasificado como confidencial desde 2004. Puede ser utilizado en la lucha contra satélites de potencias extranjeras.

El primer vuelo atmosférico, en nombre de la USAF, tuvo lugar el7 de abril de 2006en California , en la base de Edwards . La primera misión en órbita comienza el22 de abril de 2010y tiene una duración de 225 días. Enoctubre de 2019, la misión OTV-5 establece un nuevo récord de 780 días en el espacio; los dos ejemplares construidos del X-37B llevaron a cabo 5 misiones en órbita terrestre baja con una duración acumulada de 2.886 días.

Histórico

En 1998, la NASA lanzó el desarrollo de un demostrador de vuelo de transbordador no tripulado para validar nuevas tecnologías que probablemente beneficiarán al transporte espacial . Las áreas de investigación exploradas son el diseño de tanques de propulsores , el escudo térmico , aviónica y aspectos estructurales. Endiciembre de 1998, la compañía Boeing es seleccionada para desarrollar el X-37 que propone desarrollar a partir del diseño del X-40A que diseña para la USAF  : el costo, estimado en 173 millones de dólares estadounidenses , se comparte al 50-50% entre NASA y Boeing. Durante los próximos cuatro años, la NASA aumenta su participación en $ 24 millones, y la USAF contribuye con $ 16 millones para financiar la adición de paneles solares y un sistema de control de actitud requerido para uso militar.

El X-37 es el tercer demostrador avanzado desarrollado por la NASA . Toma el relevo del X-33 de Lockheed-Martin y del X-34 de Orbital Sciences pero a diferencia de estos, que solo son capaces de vuelos atmosféricos, puede inyectarse en órbita y luego volver a entrar en la atmósfera . El X-37 debería permitir la validación de 41 nuevas tecnologías. La forma del X-37 se deriva de la del X-40A, del cual es una copia a escala del 120%. El X-40A también se utiliza en el proyecto X-37 para probar los procedimientos de aterrizaje automático en Dryden Flight Research Center de la NASA .

El primer vuelo en órbita del X-37 está inicialmente previsto para 2002: el X-37 debe ser lanzado por el transbordador espacial estadounidense, que condiciona la envergadura máxima. EnNoviembre de 2002Boeing recibió un nuevo contrato de 301 millones para continuar trabajando en el X-37 en el Proyecto Iniciativa de Lanzamiento Espacial de la NASA . Deben construirse dos prototipos:

La primera prueba del vehículo ALTV está programada para 2004, mientras que el vuelo orbital tendrá lugar en 2006.

En 2004, el lanzamiento del programa Constellation condujo a una revisión de las prioridades de la agencia espacial. La NASA reenfoca su trabajo en la nave Orion . la13 de septiembre de 2004, el proyecto X-37 fue transferido a DARPA , la agencia de investigación de Defensa responsable de proyectos avanzados, luego a la USAF ( Oficina de Capacidades Rápidas de la Fuerza Aérea ) en 2006 . Se convierte en un proyecto confidencial clasificado .

Desde su creación el 24 de julio de 2020, las máquinas han sido utilizadas por Space Delta 7  (en) , una unidad del Comando de Operaciones Espaciales  (en) del Comando Espacial de EE . UU .

Vuelos atmosféricos

Las pruebas atmosféricas comienzan con el X-40A. Este último, después de haber sido izado a una altitud de 4,5  km por un helicóptero, fue lanzado y aterrizado en modo automático. Las 7 pruebas realizadas en 2001 son todos un éxito. Las pruebas de aterrizaje están a cargo de la empresa Scaled Composites y su avión White Knight . Después de varios vuelos cautivos llevados a cabo en 2005, el X-37B fue lanzado el7 de abril de 2006pero sufrió algunos daños durante el aterrizaje. Los siguientes vuelos califican para el X-37B.

Historia de las misiones (2010-)

OTV-1

Tras los vuelos atmosféricos, el primer vuelo orbital está previsto para 2008. Pero el programa sufre retrasos, y el primer lanzamiento con nombre en código USA-212 finalmente se lleva a cabo en22 de abril de 2010desde el puesto de tiro 41 en la base de lanzamiento de Cabo Cañaveral . El X-37B OTV-1 ("B" denota la versión militar, "A" la versión de la NASA ) es puesto en órbita terrestre baja por un lanzador Atlas V 501 . El transbordador se coloca en una órbita de 450  km con una inclinación estimada a partir de observaciones de astrónomos aficionados en 40,0 °. El X-37B usa sus motores para elevar su órbita en9 de agosto luego bájelo en 3 pasos 6 de octubre, la 1 st noviembre y el 12 de noviembre. la3 de diciembre de 2010Después de permanecer en el espacio durante 225 días, la aeronave reingresa en modo automático y aterriza en la pista de aterrizaje de la base de lanzamiento de Vandenberg . La USAF no proporciona ninguna información precisa sobre la naturaleza de la carga útil y las actividades del X-37B en el espacio. Indica que se están realizando diferentes experimentos para probar sensores, subsistemas, componentes y diferentes tecnologías implementadas a bordo del X-37B .

OTV-2

Un segundo X-37B (OTV-2) es lanzado por un lanzador Atlas V en5 de marzo de 2011 . No se divulga el objetivo de la misión; según el ejército estadounidense, debería permitir probar nuevas técnicas espaciales. Aterrizó el 16 de junio de 2012 en la base de lanzamiento de Vandenberg , después de una misión de 469 días.

OTV-3

El primer vehículo utilizado para la primera misión en 2010 se lanza nuevamente en 11 de diciembre de 2012por un lanzador Atlas V y, por lo tanto, se convierte en el primero de los transbordadores en ser reutilizado. Aterrizó en Vandenberg el17 de octubre de 2014 después de 674 días en el espacio.

OTV-4

Una cuarta misión comienza en 20 de mayo de 2015. Se hacen públicas las características de dos experimentos llevados en la bodega del transbordador:

El transbordador X-37B aterriza de forma segura en la pista de aterrizaje del Centro Espacial Kennedy el7 de mayo de 2017 después de una estancia de

717 días y 20 horas en el espacio.

OTV-5

La 5 ª  misión de la X-37B despega en7 de septiembre de 2017a bordo del lanzador Falcon 9 a SpaceX .

El transbordador aterriza en el Centro Espacial Kennedy el27 de octubre de 2019a las 7  h  51  GMT después de 780 días en órbita.

OTV-6

La sexta misión del programa despegó en 17 de mayo de 2020. El vehículo tiene más experiencias que cualquier vuelo anterior, incluidos dos de la NASA . El primero estudiará el impacto de la radiación ambiental en las semillas, mientras que el segundo probará varios materiales en el entorno espacial. Otro experimento diseñado por el Laboratorio de Investigación Naval intentará transformar la energía solar en microondas, para luego transmitirla a la Tierra. La misión también desplegará el pequeño satélite FalconSat 8  (en) desarrollado por la Academia de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos , tomando 5 experimentos adicionales. Además, la lanzadera despega por primera vez con un módulo de servicio adjunto en la parte trasera, lo que permite acomodar parte de la carga útil. Se libera antes de la reentrada atmosférica.

La recién creada Fuerza Espacial de los Estados Unidos ha sido responsable desde el establecimiento de la unidad Delta 9 el 24 de julio de 2020, del despegue, operaciones en órbita y aterrizaje .

Resumen de misiones
Vuelo Fecha de lanzamiento Base de lanzamiento Vehículo Lanzacohetes Fecha de aterrizaje Lugar de aterrizaje Duración Identificador de COSPAR Observación
OTV-1 22 de abril de 2010 cabo Cañaveral no 1 Atlas V 501 3 de diciembre de 2010 Vandenberg 225 días 2010-015A Otra designación USA-212
OTV-2 11 de marzo de 2011 cabo Cañaveral no 2 Atlas V 501 16 de junio de 2012 Vandenberg 469 días 2011-010A Otra denominación USA-226  (en)
OTV-3 11 de diciembre de 2012 cabo Cañaveral no 1 Atlas V 501 17 de octubre de 2014 Vandenberg 675 días 2012-071A Otra denominación USA-240  (en)
OTV-4 20 de mayo de 2015 cabo Cañaveral no 2 Atlas V 501 7 de mayo de 2017 KSC Florida 717 días 2015-025A Otra denominación USA-261  (en)
OTV-5 7 de septiembre de 2017 cabo Cañaveral no 2 Halcón 9 27 de octubre de 2019 KSC Florida 780 días 2017-052A Otra denominación USA-277  (en)
OTV-6 17 de mayo de 2020 cabo Cañaveral no 1 Atlas V 501 2020-029A Otra designación USA-299

Características técnicas

El X-37 es el primer transbordador espacial militar desarrollado por Estados Unidos desde la cancelación del proyecto Boeing X-20 Dyna-Soar . El transbordador está diseñado para entrar en órbita baja y realizar maniobras orbitales. El X-37 se puede colocar en una órbita entre 230 y 1064  km de altitud. En 2019, ha aumentado la autonomía a 780 días en órbita. El reingreso se lleva a cabo como para el transbordador espacial en posición 40.0 ° morro arriba. El X-37 luego continuó su descenso con una pendiente de 20.0 ° mientras volaba a 400  km / h , antes de aterrizar automáticamente en una pista de aterrizaje convencional.

Estructura El X-37 mide 8,90 m de largo con  una envergadura de 4,5 metros. Según la NASA , la masa vacía no supera las 3,5 toneladas, para una masa total de 5,45 toneladas. La estructura, que está aislada del exterior por un escudo térmico, utiliza, a diferencia del transbordador espacial, paneles compuestos más ligeros que el aluminio al que sustituye. Carga útil El X-37 tiene un compartimento de carga cerrado por dos puertas en un diseño similar al del transbordador espacial. La bahía mide 1,2 × 2,13 metros. Propulsión El X-37B tiene un motor de cohete único, el AR-2/3 de Rocketdyne , impulsado por propelentes hipergólicos  : la hidracina y el peróxido de nitrógeno reemplazan al peróxido de hidrógeno y al JP-8 inicialmente planeados. Las reservas de propulsantes disponibles confieren al X-37 una gran maniobrabilidad. El X-37B 4 th  Mission tiene por primera vez un propulsor de efecto Hall , lo que reduce el consumo y el costo, o aumenta la duración de las siguientes misiones. Escudo térmico El escudo térmico se beneficia de los resultados de la investigación posterior al diseño del transbordador espacial estadounidense . Utiliza baldosas cerámicas del tipo Aislamiento Fibroso Uni-Pieza Endurecido (TUFI), en particular para proteger la parte ventral, que está muy expuesta. Este tipo de teja, que se usa como reemplazo en la lanzadera, ofrece más resistencia al impacto. Para las partes menos expuestas, el X-37B también usa recubrimientos térmicos, ambos más eficientes y que generan menos resistencia que los usados ​​en la lanzadera. Finalmente, el borde de ataque de las alas ya no está protegido por carbono-carbono reforzado, sino por tejas tipo TUFROC ( Compuesto Resistente a la Oxidación Reforzado Fibroso Endurecido de una sola pieza ) Tratado para resistir la oxidación de los mecanismos en el trabajo durante la atmósfera. reingreso . Timones La cola del dispositivo en forma de V está formada por superficies de control que actúan tanto en la profundidad como en la dirección, lo que permite reducir la energía necesaria para controlar el avión durante las fases de vuelo de alta velocidad; esta disposición libera espacio para un freno de aire utilizado en el momento del aterrizaje. Las superficies de control ya no funcionan como en la lanzadera mediante sistemas hidráulicos, sino mediante controles de vuelo electromecánicos .

Energía

El X-37B abandona las pilas de combustible del transbordador espacial estadounidense en favor de los paneles solares , desplegados en órbita desde la bahía de carga, y que permiten aumentar la duración de las estancias en órbita recargando las baterías del acumulador .

Lanzamiento

El X-37 inicialmente será transportado al espacio por el transbordador espacial . Por último, se modifica para ser lanzado por un clásico Delta IV o Atlas V lanzador . Para no dañar la aerodinámica del lanzador durante el paso por la atmósfera durante el despegue, una tapa de 5 metros de diámetro, tamaño estándar para el lanzador, cubre el transbordador en el lanzamiento.


Misiones

La USAF no revela qué misiones están previstas para los transbordadores automáticos del tipo X-37B. Sin embargo, el costo operativo y la falta de flexibilidad operativa del transbordador espacial estadounidense parecen haber demostrado que el concepto no presenta las ventajas esperadas. Los especialistas en el campo del reconocimiento militar se preguntan acerca de la utilidad de un dispositivo de este tipo, cuyas misiones potenciales pueden ser atendidas por medios menos costosos.

Dadas sus características, el X-37B puede realizar las siguientes misiones en orden de relevancia decreciente:

Este es el uso más probable. El compartimento de carga del transbordador puede recibir varios sensores utilizados para el reconocimiento de radar, óptico, infrarrojo o la recopilación de transmisiones de radio ( ELINT ). La efectividad de estos se puede probar en vuelo y luego analizar los resultados después de regresar a tierra. El transbordador también se puede lanzar rápidamente para responder a una crisis y respaldar una necesidad específica de reconocimiento militar gracias a su capacidad de reconfiguración de la bahía de carga y maniobrabilidad en órbita. Pero la capacidad de respuesta del transbordador depende del tiempo de preparación de su lanzador y su costo de lanzamiento es alto ($ 100 millones).

Para responder a una situación de crisis , se pueden instalar pequeños satélites de reconocimiento más rápidamente en la bodega del transbordador que en un lanzador. Pero el alto costo de lanzar un solo transbordador y su baja capacidad de carga no son competitivos con el uso de pequeños lanzadores. Además, el tiempo de lanzamiento también depende del tiempo de preparación del lanzador Atlas.

El transbordador se utiliza para reparar o rellenar satélites en órbita con propulsores o para traer de vuelta satélites rotos con el fin de determinar el origen de la anomalía. Se llevan al suelo piezas de naves espaciales para estudiar el impacto de la exposición al espacio, los desechos espaciales y los micrometeoritos. Pero las características del X-37B lo confinan a órbitas terrestres bajas ( máximo 1.100  km ) y su bahía de carga tiene una capacidad limitada.

Ya existen satélites de inspección en órbita ( XSS-11 , MiTex ) pero solo tienen un rango fijo de sensores. El X-37B puede transportar sensores adecuados para cada misión y, a diferencia de los satélites de inspección existentes, tiene la capacidad de cambiar la inclinación orbital , traer de vuelta un satélite o neutralizar un satélite hostil sin crear una nube de escombros. Pero, hay nuevos satélites de inspección más ágiles que los mencionados, el X-37B es muy visible y su acercamiento es fácilmente detectable por cualquier satélite hostil; finalmente, su bahía de carga no tiene la capacidad para traer de regreso la mayoría de los satélites existentes.

Galería

Notas y referencias

  1. (en) [1] .
  2. (en) NASA-MSFC, "  X-37 Tecnología de demonstración: Abriendo el camino para la siguiente generación de sistemas de transporte espacial  " [PDF] ,Septiembre de 2003.
  3. (en) Andreas Parsch, "  Boeing X-37 / X-40  " ,5 de febrero de 2009(consultado el 2 de abril de 2010 ) .
  4. L'Usine Nouvelle , "  ¿Para qué se puede utilizar el Boeing X-37B de la Fuerza Aérea de EE. UU.  ?" - La Aero Factory  ”, usinenouvelle.com ,10 de mayo de 2017( leer en línea , consultado el 21 de junio de 2017 ).
  5. (in) "  X-37B: The Air Force's Mysterious Space Plane  " en Space.com (consultado el 21 de junio de 2017 ) .
  6. (de) “  DARPA übernimmt X-37-Programm  ” , en www.raumfahrer.net ,15 de septiembre de 2004.
  7. "  El ejército de EE. UU. Ha lanzado una nueva nave espacial cuya misión es ultrasecreta  " , en www.rfi.fr ,24 de abril de 2010(consultado el 11 de julio de 2018 ) .
  8. (en) Clark, Stephen, "  El diseño de un avión espacial militar de EE. UU. Se acerca al final de su vida útil  " en Spaceflightnow ,23 de noviembre de 2010.
  9. (en) "  Retorno de un transbordador estadounidense sin tripulación  " , en France 2 ,3 de diciembre de 2010.
  10. (en) Clark, Stephen, "  El avión espacial Air Force X-37B llega a Florida para su lanzamiento  " en Spaceflightnow ,25 de febrero de 2010.
  11. (en) "  Programa de lanzamiento mundial  " en Spaceflightnow ,19 de abril de 2010.
  12. (en) LA Times . Consultado el5 de marzo de 2011.
  13. (en) Wall, Mike, "El secreto avión espacial X-37B se lanza en una nueva misión misteriosa , Yahoo! News ,5 de marzo de 2011. Consultado el7 de marzo de 2011.
  14. (en) Ball, Diana, "El  segundo vehículo de prueba orbital X-37B construido por Boeing completa con éxito el primer vuelo  " en Boeing Mediaroom ,16 de junio de 2012.
  15. (en) Chris Bergin y William Graham, "El  tercer X-37B regresa a casa después de casi dos años en el espacio  " en Nasaspaceflight ,17 de octubre de 2014.
  16. (en) "  ULA Atlas V lleva a cabo X-37B avión espacial lanzamiento  " en vuelo espacial de la NASA (visitada 20 de mayo 2015 ) .
  17. (en) Patrick Blau, "  Fuerza Aérea Secreto X-37B Espacio avión aterriza en Florida después del vuelo 718 días  " , en Spaceflight101 ,9 de mayo de 2017.
  18. "  La nave espacial ultrasecreta X-37B del Ejército de EE. UU. Vuelve al servicio gracias a SpaceX  " , en www.huffingtonpost.fr ,7 de septiembre de 2017(consultado el 11 de julio de 2018 ) .
  19. https://www.schriever.spaceforce.mil/About-Us/Fact-Sheets/Display/Article/275817/delta-9/
  20. (en) Mike Wall, mayo de 2020 , "  La Fuerza Espacial de EE. UU. Lanzará la próxima asignación misteriosa del avión espacial X-37B es el 16 de mayo  " en Space.com (consultado el 9 de mayo de 2020 ) .
  21. (en) Gunter Krebs, "  X-37B OTV 1, 2, 3, 4, 5  " , en la página espacial de Gunter ,8 de mayo de 2017.
  22. (en) "  Space Shuttle Jr.  " , en AIR & SPACE Smithsonian ,enero 2010.
  23. Alberto Pimpinelli, "  Cuando la USAF hace realidad los sueños de Hollywood de cumplir con el programa espacial militar de la UE  " , en http://www.bulletins-electroniques.com ,25 de junio de 2010.
  24. (en) Brian Weeden, "  X-37B Orbital Test Vehicle: Fact Sheet  " [PDF] en www.secureworldfoundation.org ,19 de mayo de 2010.

Ver también

Artículos relacionados

enlaces externos