XS-1: Plano Experimental da DARPA

O XS-1 é um avião espacial em desenvolvimento pelos EUA. agência de alta tecnologia militar, a Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa (DARPA). O principal objetivo do projeto é reutilizar a espaçonave com freqüência, com uma taxa de lançamento proposta de 10 missões de um dia em apenas 10 dias. Em maio de 2017, a DARPA selecionou a Boeing como provedora das fases 2 e 3. As lutas de teste estão programadas para 2020. O XS-1 (Experimental Spaceplane 1) está previsto para pesar mais de US $ 5 milhões por voo, cada um pesando entre 3.000 e 5.000 libras. (1.360 a 2.267 kg). A aeronave também deve voar mais rápido que Mach 10, ou 10 vezes a velocidade do som. “As tecnologias derivadas do programa XS-1 permitirão capacidades rotineiras de lançamento espacial com custo, operacionalidade e confiabilidade semelhantes às aeronaves”, disse um anúncio da DARPA de novembro de 2013, citado em um artigo de 2014 da Space.com. “A intenção de longo prazo é que as tecnologias XS-1 sejam transicionadas para suportar não apenas o lançamento da próxima geração para clientes governamentais e comerciais, mas também para aeronaves de acesso hipersônico e espacial com alcance global”.

Décadas de conceitos

Até agora, não houve veículo espacial totalmente reutilizável devido a complicações técnicas. O ônibus espacial da NASA, um sistema parcialmente reutilizável, voou 135 vezes entre 1981 e 2011. Partes do ônibus espacial tinham que ser remanufaturadas para cada vôo, como os tanques externos e um certo número de telhas para o sistema de proteção de reentrada (que seria danificado ou cairia durante a aterrissagem). Outras tentativas iniciais de reutilização veículos de lançamento espacial incluem o X-30 (década de 1980) e o X-33 VentureStar (década de 1990), que nunca voaram. A DARPA também tentou um programa chamado Acesso Responsivo, Carga Pequena, Lançamento Acessível (RASCAL) no início dos anos 2000. Para o XS-1, o DARPA originalmente anunciou o programa em 2013 e agora está na fase 2/3. Em 2014, a DARPA disse que a reutilização seria de ajuda para lançamentos rápidos a baixo custo. “Em uma era de orçamentos em declínio e capacidade de evolução dos adversários, o acesso rápido, acessível e rotineiro ao espaço é cada vez mais crítico para a segurança nacional e econômica”, disse a DARPA em um comunicado de imprensa de 2014. A DARPA apontou que os lançamentos de satélites em foguetes devem ser programados com anos de antecedência e custam muito dinheiro. “A DARPA criou seu programa Experimental Spaceplane (XS-1) para ajudar a superar esses desafios e criar um novo paradigma para operações espaciais mais rotineiras, responsivas e acessíveis”, acrescentou a agência. Em 2014, três equipes foram selecionadas para concorrer ao contrato de voo:

• Northrop Grumman lidera a equipe, com a Scaled Composites fazendo a fabricação de montagem e a Virgin Galactic fazendo operações
• Sistemas Espaciais Masten (chumbo) e XCOM Aerospace
• Boeing (chumbo) e Blue Origin

As tarefas da Fase 1 incluíam desenvolver o veículo, encontrar e reduzir o risco de criar as tecnologias e processos “centrais” e descobrir como avançar para a fase de voo, disse a DARPA. “A DARPA espera que os executores explorem abordagens técnicas alternativas a partir das perspectivas de viabilidade, desempenho, projeto do sistema e custo de desenvolvimento e custo operacional. Eles também devem avaliar a potencial adequação para oportunidades de transição de curto prazo para usuários militares, civis e comerciais “, escreveu a agência. O programa entrou na Fase 2 em 2016. Em 2017, a DARPA selecionou a Boeing para construir e testar o XS-1. “O XS-1 não seria nem um avião tradicional nem um convencional, mas sim uma combinação dos dois, com o objetivo de reduzir os custos de lançamento por dez vezes e substituir o tempo de espera frustrantemente longo com o lançamento sob demanda”, disse. Jess Sponable, gerente do programa DARPA, em um comunicado de maio de 2017. “Estamos muito satisfeitos com o progresso da Boeing no XS-1 até a Fase 1 do programa e esperamos continuar nossa estreita colaboração nesta progressão recém-financiada para as fases 2 e 3 – fabricação e voo.”

Desenvolvimento adicional

O objetivo final do programa de desenvolvimento é um teste de voo, quando a Boeing e a DARPA tentarão fazer 10 lançamentos em 10 dias. Isso acontecerá na Fase 3. Primeiro, haverá vários voos de shakedown e, em seguida, o XS-1 fará vários lançamentos espaciais com velocidades que variam de Mach 5 a Mach 10. O XS-1 também enviará uma carga de demonstração com massa entre 900 e 3.000 lbs. (entre 410 e 1360 kg). “Se bem sucedido, o programa poderia ajudar a permitir um serviço comercial no futuro que poderia operar com custos recorrentes de até US $ 5 milhões ou menos por lançamento, incluindo o custo de um estágio superior descartável, assumindo uma taxa de vôo recorrente de pelo menos dez. voos por ano – uma pequena fração do custo dos sistemas de lançamento dos EUA Atualmente, o Exército usa cargas úteis de tamanho similar “, disse a DARPA em seu comunicado de maio de 2017. (O custo de US $ 5 milhões é o custo real e não o preço comercial, disse a DARPA.) “Outro objetivo do programa é incentivar o setor de lançamento comercial mais amplo a adotar abordagens, processos e tecnologias XS-1 úteis que facilitem o lançamento sob demanda. e reviravolta rápida – importantes necessidades militares e comerciais para o século XXI. Com esse objetivo, a DARPA pretende divulgar dados selecionados de seus testes de Fase 2/3 e fornecerá a todas as entidades comerciais interessadas as especificações relevantes para possíveis cargas úteis “, acrescentou a DARPA. A recuperação rápida exigirá o uso de alguma tecnologia que já esteja em vigor em aeronaves militares, como “componentes do subsistema de fácil acesso” que os engenheiros podem remover rapidamente para manutenção e reparos. O XS-1 também usará alguns sistemas conhecidos, como o motor Aerojet Rocketdyne AR-22, que é uma versão do motor principal do ônibus espacial. O XS-1 também terá uma parcela de tecnologias inovadoras. Estes incluem tanques de propulsores extremamente leves para conter oxigênio líquido e oxigênio líquido, asas metálicas compostas híbridas e superfícies que são capazes de sobreviver a múltiplas reentradas e algumas capacidades de voo autônomas. Recursos adicionais