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Detrás del precio X

Detrás del precio X
Satisfacer
  1. ¿Qué es el premio Ansari X?
  2. Barreras regulatorias
  3. Los equipos: vuelos exitosos
  4. Los equipos: vuelos fallidos
  5. Un poco de ciencia espacial
  6. Tácticas de la “nueva carrera espacial”
  7. Turismo espacial

¿Qué es el premio Ansari X?

Eric Meir de Space Transport con un cohete de dos pisos

Foto cortesía de Space Transport Corporation

¿Cuál es el precio de Ansari X? En pocas palabras, es una competencia que prometía un premio en efectivo. 10 millones de dólares para el primer equipo inscrito en:

  • Construye una nave espacial capaz de transportar a tres adultos (altura hasta 188 cm [6 feet, 2 inches] y pesar hasta 90 kilogramos [198 pounds] cada).
  • Lance la nave espacial con tres futuros astronautas a una altura de 100 kilómetros (62,5 millas), la altitud reconocida internacionalmente a la que comienza el espacio suborbital.
  • Devuelva la nave espacial de manera segura a la Tierra: sin huesos rotos en el astronauta, sin daños graves a la nave espacial, etc.
  • Repita el vuelo dentro de dos semanas usando la misma nave espacial, después de reemplazar no más del 10 por ciento de las partes de la nave espacial (excepto el combustible), clasificando así la nave espacial como Vehículo de lanzamiento reutilizable (RLV).

La exploración debía completarse el 1 de enero de 2005, por lo que SpaceShipOne ganó el premio con mucho tiempo. Además de la bolsa, el ganador recibió un trofeo de bronce de 5 pies (152 cm) y 200 libras (90,7 kg). (Consulte el Trofeo Ansari X Award para obtener una descripción general del diseño).

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Ningún gobierno podría aceptar ayuda financiera; eso significa que no hay subvenciones estatales, ni subvenciones estatales, ni barcos de la NASA, ni partes de la NASA. No hubo escasez donantes privados, Pero tambien. La lista de los principales contribuyentes incluye al cofundador de Microsoft Paul Allen (SpaceShipOne de Scaled Composites), el turista espacial original y millonario Dennis Tito, el nieto de Charles Lindbergh, Erik Lindbergh, el ex astronauta y senador estadounidense John Glenn, el autor Tom Clancy y el actor Tom Hanks.

Personas de todo el mundo pudieron ingresar al X Premio y se inscribieron más de 20 equipos de siete países. Se pidió a los participantes que presentaran una tarifa de registro de US $ 1,000 junto con una descripción detallada del vehículo y la misión propuestos y acordaron seguir las reglas y especificaciones anteriores (para obtener una descripción general de los documentos específicos requeridos, consulte Premios Ansari X: Registro como equipo).

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Barreras regulatorias

Proyecto de prueba de misiles Da Vinci
Proyecto de prueba de misiles Da Vinci

Foto cortesía del Proyecto Da Vinci

Después de registrarse como competidor oficial del X Prize y todos los desafíos de planear y construir una nave espacial que siguieron, un equipo listo para el lanzamiento enfrentó otro obstáculo: iniciar la licencia. La mayoría de los países requieren una licencia para volar cualquier vehículo en el aire, y lanzar algo al espacio de un lado a otro definitivamente se incluye en este título. En los Estados Unidos, la Administración Federal de Aviación (FAA) requiere un Certificado de aeronave experimental es un Licencia de lanzamiento espacial. El formulario de solicitud es bastante simple, pero el proceso a seguir no lo es: La lista de verificación de candidatos de la FAA se divide en cuatro fases, que incluyen reuniones frecuentes con funcionarios de la FAA e inspecciones periódicas de la FAA sobre el progreso del proyecto.

Otra cosa a tener en cuenta: según la FAA, no se puede simplemente construir y lanzar un cohete suborbital en su jardín. Los lanzamientos están permitidos solo en ubicaciones específicas financiadas por el gobierno y el sector privado (ver FAA: Ubicaciones de lanzamiento); sin embargo, de acuerdo con las reglas del Premio X, un equipo no puede usar un sitio web del gobierno a menos que esté abierto a todos los equipos (incluidos los de otros países).

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En los Estados Unidos, solo se han emitido dos licencias para lanzar cohetes suborbitales tripulados, ambas en los últimos seis meses. Agregue el tiempo necesario para obtener la aprobación de la FAA al aviso de 60 días requerido por la Fundación X Prize para el lanzamiento, y el tiempo se estaba agotando.

Como resultado, muchos equipos fueron lo suficientemente lejos en el desarrollo de sus naves espaciales, pero no pudieron prepararse para el lanzamiento antes de la fecha límite del 1 de enero de 2005. Sin embargo, sus ideas e innovaciones tecnológicas sobrevivirán. En la siguiente sección, echaremos un vistazo a algunos de los equipos que participaron en el premio Ansari X Award.

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Los equipos: vuelos exitosos

El piloto Mike Melville en la cima de SpaceShipOne
El piloto Mike Melville en la cima de SpaceShipOne

Foto cortesía del Premio Ansari X

El Premio Ansari X reunió a equipos de países tan diversos como Rusia, Canadá, Rumania, Israel, Inglaterra, Argentina y Estados Unidos. Contrariamente a la expectativa de que las grandes empresas aeroespaciales se apresuraran a involucrarse, muchas empresas de equipos se formaron después de que se anunció la competencia, y los equipos a menudo estaban compuestos por sus fundadores. Cuando SpaceShipOne de Scaled Composites ganó el premio, se inscribieron más de 20 equipos. La mayoría solo logró completar el proyecto o construir la nave espacial, pero algunos realizaron vuelos de prueba con cohetes de demostración, algunos exitosos, otros menos exitosos. Aquí hay un vistazo a los éxitos:

GANADOR: Scaled Composites LLC

Mojave, California

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Vehículo: SpaceShipOne, un cohete de aproximadamente 5 metros (16,4 pies) lanzado desde un avión de transporte White Knight

Líder del equipo: Burt Rutan

Ubicación de la red de Internet: www.scaled.com

El barco

Proyecto: Cohete de dos etapas basado en el alemán V-2

Largo: 82 pies (25 metros) en el primer piso, 16,4 pies (5 metros) en el segundo piso

Cabina: Presurizado hasta el punto en que se sienta cómodo con una camisa de manga corta

Numero de motores: Dos turborreactores (primera etapa), un cohete (segunda etapa)

Sistema de propulsión: Motor de postcombustión (primera etapa), motor híbrido (segunda etapa)

Impulso: £ 7.700 (primera etapa)

Sistema de control de reacciones: Gas CO2 presurizado en frío

El vuelo

Lugar de lanzamiento: Mojave, California

Método de ascensión: Portaaviones

Duración del ascenso: 60 minutos

Altitud de ignición: 53.000 pies (~ 16.000 metros)

Fuerza máxima de aceleración cuesta arriba: 3 a 4 g (la fuerza de gravedad)

Hora de apagado motor: 65 segundos

Velocidad maxima: Mach 3.5

Altitud máxima: 62 millas (~ 100 km)

Tiempo en ingravidez: 3,5 minutos

Método de devolución: Balístico

Fuerza de aceleración hacia abajo: Máximo 5 g; más de 4 g durante 20 segundos

Método de aterrizaje: Horizontal no alimentado

Duración total: 90 minutos

Distancia de aterrizaje desde el despegue: 0 millas

SpaceShipOne
SpaceShipOne

Foto cortesía de Scaled Composites, LLC

Para obtener más información sobre SpaceShipOne y sus vuelos, consulte Cómo funciona SpaceShipOne.

Programa espacial GoldenPalace.com

El Proyecto Da Vinci

Toronto, Ontario, Canadá

Vehículo: Wild Feu, un cohete de 16 pies (~ 9 metros) lanzado al aire desde un enorme globo de helio

Líder del equipo: Brian Feeney

Ubicación de la red de Internet: www.davinciproject.com

El cohete da vinci
El cohete da vinci

Foto cortesía del Proyecto Da Vinci

Comienza la construcción del cohete da Vinci
Comienza la construcción del cohete da Vinci

Foto cortesía del Proyecto Da Vinci

El vuelo

Método de ascensión: Globo de helio reutilizable

Duración del ascenso: 90 a 120 minutos

Altitud de ignición: 70 a 80,000 pies (21,336 a 24,384 metros)

Guía de encendido: 75 grados; 90 grados después de ocho segundos

Fuerza máxima de aceleración cuesta arriba: 3,5 g

Altitud cuando el motor estaba apagado: 206.000 pies (~ 62.800 metros)

Tiempo de parada del motor: 90 segundos

Velocidad maxima: 2670 millas por hora (~ 4300 km / h)

Altitud máxima: 115 km (377.000 pies)

Tiempo en ingravidez: 3,5 minutos

Método de devolución: La cabina de la cabina y la sección de propulsión entran por separado

Fuerza de aceleración hacia abajo: Máximo de 6,75 g, por encima de 3 g durante 20 segundos

Método de aterrizaje: Los paracaídas se sueltan antes de aterrizar en los airbags.

Duración total: 90 a 110 minutos

Distancia de aterrizaje desde la posición de despegue: 50-100 kilómetros (31-62 millas) dependiendo del viento

el equipo de da vinci
el equipo de da vinci

Foto cortesía del Proyecto Da Vinci

Sociedad de Investigación de Gran Altitud (HARC)

Huntsville, Alabama

Vehículo: Libertador, un cohete de 40 pies (~ 12 metros) de altura lanzado verticalmente desde un barco oceánico

Líder del equipo: Tim Pickens

Ubicación de la red de Internet: www.harcspace.com

El barco

Proyecto: Cohete de dos etapas basado en el alemán V-2

Largo: 43 pies (~ 13 metros)

Diámetro: 4 pies (~ 1,2 metros)

Quitar peso: 10,000 libras (~ 4500 kg)

Cabina: Presurizado con combinaciones

Motores: Dos líquidos, un híbrido en la torre de escape.

Sistema de propulsión: Motor cohete de presión de queroseno / LOX

Combustible y oxidante: Oxígeno líquido

Impulso: 24.000 libras

Sistema de control de reacciones: Propulsores de gas frío

El vuelo

Lugar de lanzamiento: Barcaza o barco en alta mar

Método de ascensión: El cohete se dispara durante 57 segundos; la cápsula de la cabina retrocede hasta 107 kilómetros (~ 66 millas)

Duración del ascenso: 189 segundos

Altitud de ignición: 0 pies

Guía de encendido: Dentro de dos grados verticalmente

Fuerza máxima de aceleración cuesta arriba: 5 g

Altitud cuando el motor estaba apagado: 29 kilómetros (~ 18 millas)

Tiempo de apagado del motor de primera etapa: T + 57 segundos

Velocidad maxima: 1263 metros por segundo (~ 4144 pies por segundo)

Altitud máxima: 107 kilómetros (~ 66 millas)

Tiempo en ingravidez: 4 minutos

Método de devolución: Balístico

Fuerza máxima de aceleración al descender: 5 g

Método de aterrizaje: Descenso con paracaídas en el océano

Duración total: 10 minutos

Distancia de aterrizaje desde la posición de despegue: 16 kilómetros (~ 10 millas)

Asociación Rumana de Aeronáutica y Astronáutica (ARCA)

Asociación Rumana de Aeronáutica y Astronáutica (ARCA)

Ramnicu Valcea, Rumania

Vehículo: Orizont, un cohete de 17 metros (55,7 pies) lanzado verticalmente desde el suelo

Líder del equipo: Dumitru Popescu

Ubicación de la red de Internet: www.arcaspace.ro

El barco

Proyecto: Cohete de una sola etapa, lanzado verticalmente

Largo: 17 metros (55,7 pies)

Ancho (envergadura): 4,3 pies (1,3 metros)

Quitar peso: 15,430 libras (7,000 kilogramos)

Cabina: Presurizado a 1 atm

Numero de motores: 4

Sistema de propulsión: No enfriado, alimentado por bomba

Combustible y oxidante: HTPB, peróxido de hidrógeno

Impulso: 27.000 libras

Sistema de control de reacciones: Motores de peróxido de hidrógeno de bajo empuje

El vuelo

Método de ascensión: Despegue vertical

Fuerza máxima de aceleración cuesta arriba: 5 g

Altitud cuando el motor estaba apagado: Más de 130.000 pies (~ 40.000 metros)

Tiempo de parada del motor: T + 220 segundos

Velocidad maxima: 2900 millas por hora (1300 metros por segundo)

Altitud máxima: Más de 100 kilómetros

Tiempo en ingravidez: 2 minutos

Método de devolución: Lanzamiento de paracaídas a 4 kilómetros

Fuerza de aceleración hacia abajo: 4 g

Método de aterrizaje: Recuperación de paracaídas

Distancia de aterrizaje desde la posición de despegue: 50 kilómetros

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Los equipos: vuelos fallidos

Detrás del precio X

Foto cortesía de Space Transport Corporation

Empresa de transporte espacial

tenedores

Vehículo: Rubicón, un cohete de 7 motores de 22 pies (~ 6,7 metros) lanzado desde una plataforma móvil

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Líderes de equipo: Phillip Storm y Eric Meier (cofundadores)

Ubicación de la red de Internet: www.space-transport.com

Ver MSNBC: Explota el cohete de la carrera espacial.

Armadillo aeroespacial

Mesquite, Texas

Vehículo: Armadillo negro, un cohete de 24 pies (~ 7 metros) lanzado verticalmente desde el suelo

Líder del equipo: John Carmack, creador de los populares videojuegos de disparos en primera persona Wolfenstein 3D (1992), DOOM (1993) y Quake (1996)

Ubicación de la red de Internet: www.armadilloaerospace.com

Ver Space.com: Armadillo Aerospace Prize X Prototype Crashes.

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Un poco de ciencia espacial

Preparativos finales para el prototipo del equipo da Vinci
Preparativos finales para el prototipo del equipo da Vinci

Foto cortesía del Proyecto Da Vinci

Para entender el desafíos que enfrentan los equipos de X PRIZE y las soluciones individuales que han creado para superarlos, puede ser necesario familiarizarse con los fundamentos de la ciencia espacial. (Si desea un curso de ciencia espacial más profundo, asegúrese de consultar Cómo funcionan los motores de cohetes).

Hay dos cosas principales que debes saber cuando haces un cohete espacial:

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  • Mecánica orbital – Estos son los principios básicos del comportamiento de cualquier objeto en movimiento afectado por la gravedad, incluidas las personas (en la atmósfera de la Tierra), los satélites que orbitan alrededor de la Tierra que operan el sistema GPS de su automóvil e incluso cosas tan grandes como un planeta o tan pequeñas como un átomo. .
  • Sistemas de propulsión – Bueno, enciende el cohete. Para combatir la gravedad en la superficie de la Tierra, el sistema de propulsión de una nave espacial debe crear una fuerza enorme en la dirección opuesta. Esta fuerza se llama Para impulsar. El empuje es creado por la combustión a menudo explosiva de propelente (o combustible), que puede consistir en cosas cotidianas como gasolina o goma en los neumáticos. Cuanto más pesado es el cohete, más propulsor se necesita; sin embargo, cuanto más propulsor se necesita, más pesado pesa el cohete, por lo que el diseño del cohete debe planificarse cuidadosamente.

Estos dos elementos básicos afectan a la compleja nave espacial Ansari X Prize de la misma manera que afectan a algo tan simple como una pelota de golf. Cuando un golfista hace el swing, el palo de golf actúa como sistema de propulsión y empuja la pelota de golf en el aire, volando en la dirección del swing. Cuando se golpea de lado, forma un arco largo y ancho antes de regresar al suelo. Si la pelota pudiera ser golpeada desde abajo, iría hacia arriba, lo que no es necesario para los golfistas, pero es genial para los científicos de cohetes.

La forma tradicional de empujar un cohete o una nave espacial a una sub-órbita es disparar el sistema de propulsión directamente debajo del vehículo para empujarlo hacia arriba. Cuando alcanza el agotamiento (el punto en el que se agota todo el combustible), el cohete continúa elevándose durante un corto período de tiempo. A medida que la velocidad disminuye debido a la falta de propulsor, comienza a formar un arco; aquí es donde alcanza su punto más alto (o altitud), conocido como apogeo. Luego comienza a descender, completando el arco hasta caer en línea recta hacia la superficie de la Tierra. Para evitar que el cohete sea destruido por el impacto, muchos están equipados con paracaídas para frenar la caída.

Hay muchos recursos para misil en casa. Los kits de cohetes de inicio de bricolaje, completos con motores, se pueden comprar por $ 5 a $ 150 en tiendas especializadas de todo el país. Para el aficionado serio o el especialista en cohetes novato, puede comprar versiones de alta potencia que vuelan más alto que un avión comercial: más de 30.000 pies (9.144 metros). Una palabra para los sabios: El uso de estos cohetes y cohetes de Clase H requiere la aprobación de la Asociación Nacional de Cohetes por una razón: estos lanzamientos pueden ser peligrosos. También se puede requerir la aprobación de la FAA.

En la siguiente sección, describiremos algunas de las tecnologías utilizadas en la competencia X Prize y analizaremos en detalle los planes de vuelo de los mejores equipos.

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Tácticas de la “nueva carrera espacial”

SpaceShipOne conectado a la parte inferior de su lanzador (seguido de otro avión)
SpaceShipOne conectado a la parte inferior de su lanzador (seguido de otro avión)

Foto cortesía de Scaled Composites, LLC

Los diseños de naves espaciales son tan variados como los orígenes de los equipos, utilizando tecnologías establecidas e innovadoras.

Tácticas tradicionales

Varios equipos dieron el paso “viejo pero bueno”, basando sus cohetes suborbitales en tecnología desarrollada ya en la década de 1940. Un modelo popular para copiar fue el V-2 alemán, un cohete de la Segunda Guerra Mundial que comenzó en la década de 1940. Lanzado verticalmente desde el suelo en la estratosfera de la Tierra para no ser detectado y destruido por aviones enemigos: el primer misil balístico guiado del mundo. Los equipos que eligieron este modelo para su nave espacial, como el Canadian Arrow, se vieron obligados a realizar ajustes serios para cumplir con los requisitos de la competencia: primero, el cohete tenía que ser lo suficientemente grande para transportar a tres personas, y los pasajeros no podían explotar cuando el cohete aterrizó. Para remediar esto, algunos equipos separaron el cohete del lanzador, convirtiendo el lanzamiento en un acuerdo de dos pasos. El primer paso fue despegar del suelo, la máquina propulsada por el motor principal del cohete. Durante la segunda fase, la cabina de la nave espacial se desconectó de la parte inferior, impulsada por sus propios motores suborbitales. En el caso del Canadian Arrow, ambas partes estaban equipadas con paracaídas para facilitar el aterrizaje.

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Grandes ambiciones

Los mejores equipos de la competición adoptaron un enfoque ligeramente diferente. Con el razonamiento de que lanzar desde la superficie de la Tierra es dos veces más difícil que hacerlo desde grandes altitudes, Scaled Composites y el proyecto da Vinci desarrollaron una nave espacial que fue lanzada desde el cielo para transportar un avión de transporte y un globo gigante, respectivamente. Helio. Esos saltos de altura reducir la cantidad de combustible necesario para el cohete (un factor importante para reducir el peso y los costos) porque el cohete tiene una distancia más corta para viajar para alcanzar la sub-órbita y el aire enrarecido ofrece menos resistencia que en la superficie de la Tierra. Scale Composites SpaceShipOne se liberó de su avión de transporte White Knight a aproximadamente 45,000 pies (~ 13,700 metros), fue colocado en una sub-órbita, apagó sus motores para una vista de tres minutos de la Tierra en gravedad cero y aterrizó en la Tierra. , desacelerar es decente, creando resistencia aerodinámica (para ver Cómo funciona SpaceShipOne para obtener información detallada sobre el vuelo)

El proyecto da Vinci utilizó un enfoque ligeramente diferente, balanceando su barco globo de helio reutilizable hasta que alcanza los 80.000 pies (~ 24.400 metros), momento en el que se arrancan los motores. Cómo empujar el cohete hacia arriba destruiría el globo (entrada descalificada), la nave guiada por GPS primero tirado en un ángulo de 75 grados para soltar la bola, luego cambió a una trayectoria de 90 grados para ir directamente a la subórbita. Luego, la cabina se separó de la sección inferior y, después de tres minutos de gravedad cero y una vista impresionante, volvió a caer a la Tierra durante el uso. paracaídas en ambos tramos para evitar caídas.

Da Vinci jugando a la pelota
Da Vinci jugando a la pelota

Foto cortesía de Ansari X-Prize

Esfuerzo innovador

Algunos de los diseños más exclusivos no llegaron a la etapa de prueba de vuelo, pero definitivamente merecen una “E” por el esfuerzo. El American Discraft en Portland, Oregon tuvo la idea inspirada de crear una “nave aeroespacial de ondas hipersónicas” de 100 pies de diámetro (~ 30,5 metros): el Platillo volador. En teoría, el barco (llamado Turista espacial) despegaría horizontalmente desde una pista a 60 mph (~ 97 km / h), creando aspiración a lo largo de la superficie superior y luego empuja el aire a través del escape del barco para crear propulsión y dirección.

En la siguiente sección, discutiremos los desarrollos futuros y lo que debería resultar de los esfuerzos de los nominados al Premio Ansari X.

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Turismo espacial

Entonces, ¿qué significa toda esta ciencia espacial para la persona promedio? Bueno, para empezar, eso significa que el turismo espacial podría estar ampliamente disponible incluso antes de que pongamos nuestros ojos en los autos voladores que pensamos que conducíamos ahora.

Los desarrollos y esfuerzos de los candidatos al Premio X han acelerado el tiempo para tal aventura y han reducido potencialmente los costos. Según la investigación de mercado citada por el fundador del X Prize Diamandis, hasta 10,000 estadounidenses estarían dispuestos a pagar hasta $ 100,000 por la oportunidad de abordar una nave espacial suborbital; la pregunta, por supuesto, es si estas afirmaciones son realistas. uno para cubrir costos y beneficios. El presidente y director ejecutivo de X PRIZE identifica el futuro cercano del turismo espacial con la “tormenta” de la década de 1920, cuando las personas se unieron para convertirse en pilotos independientes y pagaron sus gastos de viaje. Según Diamandis, el concurso X Prize es la primera de tres etapas en el desarrollo de un industria de vuelos espaciales privatizada:

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  1. Investigación y desarrollo – Las naves espaciales se conceptualizan, diseñan, crean y luego se prueban. Esta fase tuvo lugar durante el Premio Ansari X.
  2. Participación formada – Los pasajeros están capacitados, comprenden los posibles riesgos de volar una nave espacial experimental y firman un término de responsabilidad antes de su viaje. Antes de que se apruebe el proceso para la seguridad del público en general, se requerirán entre 2.000 y 3.000 vuelos, lo que permitirá dar el siguiente paso.
  3. Certificación gubernamental – La nave espacial y los fabricantes se someten a un riguroso proceso de aprobación de la FAA, que puede costar hasta 100 veces más que desarrollar el vehículo antes de su certificación final de seguridad pública.

Además del turismo espacial, se espera que los vehículos Ansari X Prize permitan lanzamientos de satélites rentables, movimientos más rápidos de pasajeros de punto a punto y entrega de correo internacional el mismo día. El cielo es realmente el límite.

Para obtener más información sobre Price X, vuelos espaciales privados, turismo espacial y temas relacionados, consulte los enlaces en la página siguiente.

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Detrás del precio X

foto cortesía del Premio Ansari X

La historia humana está llena de relatos de exploradores que probaron suerte, pusieron sus vidas en peligro y se sumergieron en las profundidades de lo desconocido. Gracias a sus esfuerzos y ambiciones, parece que ahora tenemos acceso a los lugares más misteriosos del planeta: los bosques tropicales más profundos, las cuevas más oscuras, las montañas más altas y el cielo mismo. Ahora, nuestra incesante necesidad de explorar debe ser satisfecha por otra frontera: el espacio.

Pero, a diferencia de los días del Lejano Oeste, cuando los pioneros eran libres de perseguir la fama o el oro con solo una mochila en la espalda y un buen par de zapatos para caminar, explorar esta nueva frontera requiere un poco más de dinero y, por lo tanto, era limitado. a las agencias gubernamentales de élite, hasta Premio Ansari X.

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En este artículo, analizaremos los orígenes y los requisitos de “Nueva carrera espacial” Para quien SpaceShipOne ganó el premio de $ 10 millones el 4 de octubre de 2004 – todo sin fondos del gobierno, piezas de cohetes de la NASA o una posición especial a nivel de gabinete para vuelos espaciales privados. También discutiremos algunos de los otros equipos y tecnología involucrados en la carrera y lo que significa la competencia para el futuro del turismo espacial.