Boeing X-37
Content
Desenvolvimento
Origens
Em 1999, a NASA selecionou a Boeing Integrated Defense Systems para projetar e desenvolver um veículo orbital, construído pela filial da Califórnia das obras Phantom da Boeing. Durante um período de quatro anos, um total de US $ 192 milhões foi gasto no projeto, com a NASA contribuindo com US $ 109 milhões, a Força Aérea dos EUA US $ 16 milhões e a Boeing US $ 67 milhões. No final de 2002, um novo contrato de US $ 301 milhões foi concedido à Boeing como parte da estrutura de iniciativa de lançamento espacial da NASA.
O projeto aerodinâmico do X-37 foi derivado do maior orbitador de ônibus espaciais, portanto, o X-37 possui uma proporção de elevação-de-trava semelhante e uma faixa transversal mais baixa em altitudes mais altas e números Mach em comparação com o veículo hipersônico de tecnologia da DARPA. Um requisito precoce para a espaçonave pedia um delta de missão total de 3.000 milhas por hora (3,1 km/s) para manobras orbitais. Um objetivo inicial para o programa foi para o X-37 se encontrar com satélites e executar reparos. O X-37 foi originalmente projetado para ser transportado em órbita no compartimento de carga do ônibus espacial, mas foi submetido a um reprovação para lançamento em um Delta IV ou foguete comparável depois que foi determinado que um voo de ônibus seria não econômico.
O X-37 foi transferido da NASA para a Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa (DARPA) em 13 de setembro de 2004. Posteriormente, o programa se tornou um projeto classificado. A DARPA promoveu o X-37 como parte da política espacial independente que o Departamento de Defesa dos Estados Unidos perseguiu desde o desastre do Challenger de 1986.
Teste de deslizamento
O veículo que foi usado como planador de teste de queda atmosférico não possuía sistema de propulsão. Em vez de as portas da lua de carga útil de um veículo operacional, ele tinha uma estrutura de fuselagem superior fechada e reforçada para permitir que ela fosse acoplada a uma nave -mãe. Em setembro de 2004, a DARPA anunciou que, para seus testes iniciais de queda atmosférica, o X-37 seria lançado a partir do Scaled Composites White Knight, uma aeronave de pesquisa de alta altitude.
Em 21 de junho de 2005, o X-37A completou um voo de transporte cativo sob o Cavaleiro Branco de Mojave Spaceport em Mojave, Califórnia. Na segunda metade de 2005, o X-37A passou por atualizações estruturais, incluindo o reforço de seus suportes da roda do nariz. A estréia pública do X-37 foi agendada para seu primeiro voo gratuito em 10 de março de 2006, mas foi cancelada devido a uma tempestade no Ártico. A próxima tentativa de voo, em 15 de março de 2006, foi cancelada devido a ventos fortes.
Em 24 de março de 2006, o X-37 voou novamente, mas uma falha no link de dados impediu um voo livre, e o veículo retornou ao solo ainda preso à sua aeronave de porta-cavaleiros brancos. Em 7 de abril de 2006, o X-37 fez seu primeiro voo de deslizamento gratuito. Durante o pouso, o veículo invadiu a pista e sofreu pequenos danos. Após o prolongado tempo de inatividade do veículo para reparos, o programa mudou de Mojave para a Planta da Força Aérea 42 (KPMD) em Palmdale, Califórnia, pelo restante do programa de teste de voo. O White Knight continuou a se basear em Mojave, embora tenha sido transportado para plantar 42 quando os vôos de teste foram agendados. Foram realizados cinco vôos adicionais, dois dos quais resultaram em lançamentos X-37 com desembarques bem-sucedidos. Esses dois vôos gratuitos ocorreram em 18 de agosto de 2006 e 26 de setembro de 2006.
Veículo de teste orbital X-37b
Em 17 de novembro de 2006, a Força Aérea dos EUA anunciou que desenvolveria sua própria variante do X-37A da NASA. A versão da Força Aérea foi designada para o veículo de teste orbital X-37B (OTV). O programa OTV foi construído sobre os esforços anteriores da indústria e do governo da DARPA, NASA e da Força Aérea sob a liderança do Escritório de Rapidado da Força Aérea em parceria com a NASA e o Laboratório de Pesquisa da Força Aérea. A Boeing foi o principal empreiteiro do programa OTV. O X-37B foi projetado para permanecer em órbita por até 270 dias por vez. O Secretário da Força Aérea afirmou que o programa OTV se concentraria em "Redução de riscos, experimentação e desenvolvimento de conceito operacional para tecnologias de veículos espaciais reutilizáveis, em apoio a objetivos de espaço de desenvolvimento de longo prazo".
O X-37B estava originalmente programado para lançamento no Baía de Pay Carga do Space Shuttle, mas após o desastre do ônibus espacial Columbia, foi transferido para um Delta II 7920. O X-37B foi posteriormente transferido para uma configuração envolta no Atlas V Rocket, seguindo preocupações sobre as propriedades aerodinâmicas da espaçonave não durante o lançamento. Após suas missões, a espaçonave X-37B pousou principalmente em uma pista na Base da Força Aérea de Vandenberg, Califórnia, com a Base da Força Aérea de Edwards como local secundário. Em 2010, o trabalho de fabricação começou no segundo X-37B, OTV-2, que conduziu seu lançamento inaugural em março de 2011.
Em 8 de outubro de 2014, a NASA confirmou que os veículos X-37B seriam alojados no Kennedy Space Center em instalações de processamento de orbiter (OPF) 1 e 2, hangares anteriormente ocupados pelo ônibus espacial. A Boeing havia dito que os aviões espaciais usariam o OPF-1 em janeiro de 2014, e a Força Aérea havia dito anteriormente que estava considerando consolidar operações X-37B, alojadas na Base da Força Aérea de Vandenberg, na Califórnia, mais perto de seu local de lançamento em Cape Canaveral. A NASA também afirmou que o programa havia concluído os testes para determinar se o X-37B, um quarto do tamanho do ônibus espacial, poderia pousar nas antigas pistas de ônibus espaciais. Além disso, a NASA afirmou que as reformas dos dois hangares seriam concluídas até o final de 2014; As principais portas do OPF-1 foram marcadas com a mensagem "Home of the X-37B" a essa altura.
A maioria das atividades do projeto X-37B é secreta. A declaração oficial da Força Aérea dos EUA é que o projeto é "um programa de testes experimentais para demonstrar tecnologias para uma plataforma de teste espacial confiável, reutilizável e sem água para a Força Aérea dos EUA". Os principais objetivos do X-37B são duplos: a tecnologia de naves reutilizáveis e experimentos operacionais que podem ser devolvidos à Terra. A Força Aérea afirma que isso inclui testar aviônicos, sistemas de vôo, orientação e navegação, proteção térmica, isolamento, propulsão e sistemas de reentrada.
Especulação sobre propósito
Em maio de 2010, Tom Burghardt especulou no espaço diariamente que o X-37B poderia ser usado como um satélite de espionagem ou para entregar armas do espaço. O Pentágono negou posteriormente as alegações de que as missões de teste do X-37B apoiaram o desenvolvimento de armas espaciais.
Em janeiro de 2012, foram feitas alegações de que o X-37B estava sendo usado para espionar o módulo da estação espacial Tiangong-1 da China. O ex -analista do Orbital da Força Aérea dos EUA, Brian Weeden, refutou mais tarde essa alegação, enfatizando que as diferentes órbitas das duas naves espaciais impediram qualquer flybys de vigilância prática.
Em outubro de 2014, o Guardian relatou as reivindicações de especialistas em segurança de que o X-37b estava sendo usado "para testar sensores de reconhecimento e espionagem, particularmente como eles se sustentam contra a radiação e outros riscos da órbita".
Em novembro de 2016, o International Business Times especulou que o governo dos EUA estava testando uma versão do propulsor de microondas eletromagnético emdrive no quarto vôo do X-37B. Em 2009, um contrato de transferência de tecnologia emdrive com a Boeing foi realizado por meio de uma TAA do Departamento de Estado e uma licença de exportação do Reino Unido, aprovada pelo Ministério da Defesa do Reino Unido. Desde então, a Boeing afirmou que não está mais buscando essa área de pesquisa. A Força Aérea dos EUA declarou que o X-37B está testando um sistema de propulsor de efeito Hall para aerojet Rocketdyne.
Em julho de 2019, o ex-secretário dos Estados Unidos, Heather Wilson, explicou que, quando um X-37b estava em uma órbita elíptica, poderia, na Perigee, usar a atmosfera fina para fazer uma mudança de órbita impedindo que alguns observadores descobrissem a nova órbita para Um tempo, permitindo atividades secretas.
O astrônomo Jonathan McDowell, editor do Relatório Espacial de Jonathan, afirmou que os satélites lançados a partir do X-37B não foram relatados, conforme exigido pela Convenção de Registro, ao Escritório das Nações Unidas para Assuntos Espaciais Sideral, para que outras partes da Convenção não soubessem sobre eles.
O programa espacial chinês conseguiu seu primeiro avião espacial alado reutilizado em 6 de setembro de 2020. Foi relatado que pesar 48.000 lb (21,6 t) e ter 29 pés (8,8 m) de comprimento, ou seja, mais próximo do tamanho do X-37 do que o espaço do que o espaço transporte. Comentaristas conhecedores especularam que os chineses construíram seu plano espacial para seguir o exemplo X-37 dos EUA.
Em processamento
O processamento para o X-37 é feito dentro das baías 1 e 2 da instalação de processamento de orbitador (OPF) no Kennedy Space Center, na Flórida, onde o veículo é carregado com sua carga útil superior. O X-37 é então colocado dentro de uma carenagem junto com seu adaptador de estágio e transportado para o local de lançamento. Os locais de lançamento anteriores incluíram o SLC-41 e o Kennedy Space Center LC-39A.
O pouso é feito em um dos três locais dos EUA: a instalação de pouso no Kennedy Space Center, Vandenberg Space Force Base ou Edwards Air Force Base. Para retornar ao Kennedy Space Center, o X-37 é colocado em uma caixa de carga e carregado em um avião de carga C-17 da Boeing. Uma vez em Kennedy, o X-37 é descarregado e rebocado para o OPF, onde está preparado para o próximo voo.
Projeto
O veículo de teste orbital X-37 é um plano espacial robótico reutilizável. É um derivado de aproximadamente 120 % em escala do Boeing X-40, medindo mais de 8,8 m de comprimento e possui duas barbatanas de cauda em ângulo. O X-37 é lançado no topo de um Atlas V 501 ou um foguete SpaceX Falcon 9. O plano espacial foi projetado para operar em uma faixa de velocidade de até Mach 25 em sua reentrada.
As tecnologias demonstradas no X-37 incluem um sistema de proteção térmica aprimorado, aviônicos aprimorados, um sistema de orientação autônoma e uma estrutura avançada. O sistema de proteção térmica do plano espacial é construído com base nas gerações anteriores de espaçonave de reentrada atmosférica, incorporando telhas de sílica cerâmica. A suíte aviônica do X-37 foi usada pela Boeing para desenvolver sua espaçonave CST-100 tripulada. O desenvolvimento do X-37 foi "auxiliar no design e desenvolvimento do plano espacial orbital da NASA, projetado para fornecer uma capacidade de resgate da tripulação e transporte de tripulação de e para a Estação Espacial Internacional", de acordo com uma ficha informativa da NASA.
O X-37 para a NASA deveria ser alimentado por um motor AeroJet AR2-3 usando propulsores de armazenamento, fornecendo impulso de 6,600 libras-força (29,4 kN). O motor AR2-3 com classificação humana havia sido usada no veículo de treinamento de astronauta NF-104A de potência dupla e recebeu uma nova certificação de vôo para uso no X-37 com propulsores de peróxido de hidrogênio/JP-8. Isso teria sido alterado para um sistema hipergólico de nitrogênio-tetróxido/propulsão de hidrazina.
O X-37 aterrissa automaticamente ao retornar da órbita e é a terceira espaçonave reutilizável a ter essa capacidade, depois que o ônibus espacial soviético e o ônibus espacial dos EUA, que tinham capacidade de aterrissagem automática em meados dos anos 90, mas nunca o testou. O X-37 é o menor e mais claro plano espacial orbital voado até o momento; Possui uma massa de lançamento de cerca de 11.000 libras (5.000 kg) e tem aproximadamente um quarto do tamanho do orbitador espacial.
Em 13 de abril de 2015, a Space Foundation concedeu à equipe X-37 o Prêmio de Achievementia do Espaço de 2015 "por promover significativamente o estado da arte para naves espaciais reutilizáveis e operações na órbita, com o design, desenvolvimento, teste e operação orbital do Veículo de vôo espacial X-37B em três missões, totalizando 1.367 dias no espaço ".
História operacional
Em outubro de 2019 [Atualização], os dois X-37Bs operacionais concluíram cinco missões orbitais; Eles passaram 2.865 dias (7,85 anos) no espaço.
FlightVehicleLaunch dateLanding dateLauncherMission DurationNotesOTV-1122 April 201023:52 UTC3 December 201009:16 UTCAtlas V 501USA-212224 days, 9 hours, 24 minutesFirst launch of Atlas V 501 configurationFirst American autonomous orbital runway landingFirst X-37B flightOTV-225 March 201122:46 UTC16 June 201212:48 UTCAtlas V 501USA-226468 days, 14 hours, 2 minutesFirst flight of second X-37BOTV-3111 December 201218:03 UTC17 October 201416:24 UTCAtlas V 501USA-240674 days, 22 hours, 21 minutesSecond flight of first X-37BOTV-4220 May 201515:05 UTC7 May 201711:47 UTCAtlas V 501USA-261717 days, 20 hours, 42 minutesSecond flight of second X-37BFirst landing on the Shuttle Landing Facility at Kennedy Space CenterOTV-527 September 201714:00 UTC27 October 201907:51 UTCFalcon 9USA-277779 days, 17 hours, 51 minutesFirst launch of an X-37B on SpaceX's Falcon 9 vehicleLongest X-37B missionOTV-6117 May 202013:14 UTCTBDAtlas V 501USA-299Carried most experiments to dateFirst X-37B launch by USSFOTV-1
O primeiro X-37B foi lançado em sua primeira missão-OTV-1/USA-212-em um foguete Atlas V de Cape Canaveral SLC-41 em 22 de abril de 2010 às 23:52 UTC. A espaçonave foi colocada em baixa órbita terrestre para testes. Enquanto a Força Aérea dos EUA revelou poucos detalhes orbitais da missão, uma rede mundial de astrônomos amadores alegou ter identificado a nave espacial em órbita. Em 22 de maio de 2010, a espaçonave estava em uma inclinação de 39,99 °, circulando a terra uma vez a cada 90 minutos em uma órbita 249 por 401 milhas (422 km). O OTV-1 passou supostamente sobre o mesmo ponto dado na Terra a cada quatro dias e operava em uma altitude típica para satélites de vigilância militar. Essa órbita também é comum entre os satélites civis de Leo, e a altitude do plano espacial era o mesmo que a da ISS e a maioria das outras espaçonaves de tripulação.
A Força Aérea dos EUA anunciou um desembarque de 3 a 6 de dezembro em 30 de novembro de 2010. Conforme programado, o X-37B foi desorbitado, reentrou a atmosfera da Terra e desembarcou com sucesso na Vandenberg AFB em 3 de dezembro de 2010, às 09:16 UTC, conduzindo O primeiro pouso orbital autônomo dos EUA em uma pista. Este foi o primeiro pouso desse tipo desde o ônibus espacial soviético em 1988. No total, o OTV-1 passou 224 dias e 9 horas no espaço. O OTV-1 sofreu uma explosão de pneus durante o pouso e sofreu pequenos danos à sua parte inferior.
OTV-2
O segundo X-37B foi lançado em sua missão inaugural, designada OTV-2/USA-226, a bordo de um foguete Atlas V do Cape Canaveral SLC-41 em 5 de março de 2011 às 22:46 UTC. A missão foi classificada e descrita pelos militares dos EUA como um esforço para testar novas tecnologias espaciais. Em 29 de novembro de 2011, a Força Aérea dos EUA anunciou que estenderia os EUA-226 além da duração da linha de base de 270 dias. Em abril de 2012, o general William L. Shelton, do Comando Espacial da Força Aérea, declarou a missão em andamento um "sucesso espetacular".
Em 30 de maio de 2012, a Força Aérea afirmou que o X-37B pousaria na AFB de Vandenberg em junho de 2012. A nave espacial desembarcou autonomamente em 16 de junho de 2012, tendo passado 468 dias e 14 horas no espaço.
OTV-3
A terceira missão e o segundo vôo do primeiro X-37B, o OTV-3 estava originalmente programado para ser lançado em 25 de outubro de 2012, mas foi adiado por causa de um problema do motor com o veículo de lançamento do Atlas V. Foi lançado com sucesso a partir do Cape Canaveral SLC-41 em 11 de dezembro de 2012 às 18:03 UTC. Uma vez em órbita, a nave espacial foi designada pelos EUA-240. O aterrissagem ocorreu na Vandenberg AFB em 17 de outubro de 2014 às 16:24 UTC, após um tempo total em órbita de 674 dias e 22 horas.
OTV-4
A quarta missão X-37B, OTV-4, foi codinome AFSPC-5 e designada como USA-261 em órbita. Foi o segundo vôo do segundo veículo X-37B. O X-37B foi lançado em um foguete Atlas V a partir do Cape Canaveral SLC-41 em 20 de maio de 2015 às 15:05 UTC. Os objetivos incluíram um teste do propulsor de efeito de efeito Hall XR-5A da AeroJet Rocketdyne em apoio ao programa de satélite de comunicações de frequência extremamente alta e uma investigação da NASA sobre o desempenho de vários materiais no espaço por pelo menos 200 dias. O veículo gastou o que era então um recorde de 717 dias e 20 horas em órbita antes de desembarcar na instalação de aterrissagem do Kennedy Space Center em 7 de maio de 2017 às 11:47 UTC.
OTV-5
A quinta missão X-37B, designada pelo USA-277 em órbita, foi lançada pelo Kennedy Space Center Lanwn Complex 39A em 7 de setembro de 2017 às 14:00 UTC, pouco antes da chegada do furacão Irma. O veículo de lançamento era um foguete Falcon 9, e vários pequenos satélites também compartilharam o passeio. A espaçonave foi inserida em uma órbita de inclinação mais alta do que as missões anteriores, expandindo ainda mais o envelope do X-37B. Durante o voo, a espaçonave modificou sua órbita usando um sistema de propulsão a bordo. Enquanto a carga útil completa do OTV-5 é classificada, a Força Aérea anunciou que um experimento voando é o spread térmico estruturalmente avançado II (ASETS-II), que mede o desempenho de um tubo de calor oscilante. A missão foi concluída com o pouso do veículo na instalação de aterrissagem de ônibus em 27 de outubro de 2019 às 07:51 UTC.
OTV-6 (USSF 7)
A sexta missão X-37B (OTV-6), Força Espacial 7 dos EUA (anteriormente conhecida como AFSPC 7), lançada em um foguete Atlas V 501 do Cape Canaveral SLC-41 em 17 de maio de 2020 às 13:14:00 UTC. A missão hospeda mais experimentos do que os vôos anteriores do X-37B, incluindo dois experimentos da NASA. Uma é uma placa de amostra que avalia a reação de materiais selecionados às condições no espaço. O segundo estuda o efeito da radiação do espaço ambiente nas sementes. Um terceiro experimento projetado pelo Laboratório de Pesquisa Naval (NRL) transforma a energia solar em energia de microondas de radiofrequência e estuda transmitindo essa energia para a Terra. O X-37B continua sendo um departamento do ativo da Força Aérea, mas a recém-estabelecida força espacial dos EUA é responsável pelo lançamento, operações em órbita e aterrissagem.
O X-37B lançou um pequeno satélite de 136 kg (300 lb) chamado Falconsat-8 (EUA-300) por volta de 28 de maio de 2020. Desenvolvido pelos cadetes da Academia da Força Aérea dos Estados Unidos em parceria com o Laboratório de Pesquisa da Força Aérea (AFRL), o Pequenos satélites carregam cinco cargas úteis experimentais. A nave espacial testará um novo sistema de propulsão eletromagnética, tecnologia de antena de baixo peso e uma roda de reação comercial para fornecer controle de atitude em órbita. De acordo com a Academia da Força Aérea dos Estados Unidos, os experimentos do Falconsat-8 incluem:
Magnetogradient Electrostatic Plasma Thruster (MEP) – Novel electromagnetic propulsion systemMetaMaterial Antenna (MMA) – Low size, weight, power antenna with phased-array like performanceCarbon nanotube experiment (CANOE) – RF cabling with carbon nanotube braiding flexed using shape-memory alloyAttitude Control and Energy Storage (ACES) – Commercial reaction wheel modified into a flywheel for energy storage and releaseSkyPad – Off-the-shelf cameras and GPUs integrated into low-SWAP (size, weight and power) packageVariantes
X-37A
A abordagem X-37A e o veículo de teste de aterrissagem (ALTV) foi uma versão inicial da NASA da nave espacial usada em testes de deslizamento em 2005 e 2006.
X-37b
O X-37B é uma versão modificada do NASA X-37A, construída para a Força Aérea dos EUA. Dois foram construídos e foram usados para várias missões orbitais.
X-37c
Em 2011, a Boeing anunciou planos para uma variante dimensionada do X-37B, referindo-se a ela como o X-37C. A espaçonave X-37C estaria entre 165% e 180% do tamanho do X-37B, permitindo que ele transportasse até seis astronautas dentro de um compartimento pressurizado alojado no compartimento de carga. Seu veículo de lançamento proposto era o Atlas V. Nesse papel, o X-37C da Boeing poderia potencialmente competir com a cápsula espacial comercial do Starliner CST-100 da corporação.
Especificações
X-37b
Dados da USAF, Boeing, Air & Space Magazine e Phys.org
Características gerais
Crew: noneCapacity: 227 kgLength: 29 ft 3 in (8.92 m)Wingspan: 14 ft 11 in (4.55 m)Height: 9 ft 6 in (2.90 m)Max takeoff weight: 11,000 lb (4,990 kg)Electrical power: Gallium arsenide solar cells with lithium-ion batteriesPayload bay: 7 × 4 ft (2.1 × 1.2 m)atuação
Orbital speed: 17,426 mph (28,044 km/h)Orbit: Low Earth orbitOrbital time: 270 days (design) 780 days (demonstrated)Veja também
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