Erdvėlaiviai nuo fantastikos kūrinių iki realių projektų. Erdvėlaivius sąlyginai galima skirti į dvi dalis: valdomi žmogaus ir robotai. Valdomi žmogaus tėra pilotuojami erdvėlaiviai ir Tarptautinė Kosminė Stotis (TKS) bei Kinijos Kosminė Stotis. Erdvėlaiviai robotai yra praskrendantis, orbitinis, atmosferinis, paviršinis, važinėjantis ir įsiskverbiantis erdvėlaiviai arba tyrikliai, erdvėlaivis observatorija ir komunikaciniai bei navigaciniai erdvėlaiviai.
Pradžią teikė literatūra – išeivijos lietuvis Viktoras Kropas 1936 metais iliustruotoje apysakoje „Svečiuose pas marsiečius“ pateikė fantastinių erdvėlaivių aprašymų ir piešinių.
Fantastinių erdvėlaivių projektai pateikti 1936 metais
Pirmieji
Realūs pirmieji erdvėlaiviai 1961-ais Vostok (4,7 t o2,4×2,3 m), Mercury (1,4 t o1,8×3,3 m) turėjo tik būtinus įrengimus vieno žmogaus trumpo lėkio kosmose ir grįžimo Žemėn poreikiams, vandenilio peroksido varytuvus, elektros akumuliatorius, ryšių aparatūrą su antena, apsaugą nuo perkaitimo ir deguonies atsargą 1,2 parų.
Mėnesiu vėlesnis Gemini (3,9 t o3x5,8 m ir 2,6 m3) dviviečiai jau turėjo patogesnius krėslus astronautams, liukus ėjimui į kosmosą ir borto kompiuterį. Per 10 lėkių buvo išbandytos navigacinės ir manevravimo sistemos. 1967-jų trivietis Sojuz (7,2 t o2,7×8 m 5 m3 septynios modifikacijos) turi 3 kN varytuvą ir 28 varytuviukus po 130 N bei įvykdė 143 lėkius, neišvengęs 2 katastrofų (žuvo 4 kosmonautai) ir 2 avarijų.
Trivietis Apollo (45 t komandinis, techninis ir Mėnulio moduliai) turėjo elektrinę iš kuro elementų, vieną varytuvą 100 kN ir 16 varytuviukų, o Mėnulio modulis – tūpimo bei kilimo agregatus su savais varytuviukais (5 kN bei 1,4 kN). Astronautai kildami nuo Mėnulio paviršiaus stovėjo vertikaliai, palaikomi įtaisų (krėslams nepakako vietos). Apollo-10 pasižymėjo rekordiniu lėkio greičiu – 39,897 km/s.
XXI amžiaus erdvėlaiviai
Ypač konstruktyvus 8-vietis Space Shuttle (80 t orbiteris 37x24x5,2 m 71,5 m3 su 5 MN varytuvais) startuodavo su 2 greitintuvais ir o8,4×47 m kuro baku (104 t H2 ir 626 t O2) išvystant 14,7 MN stūmą, o tūpdavo 0,1 km/s greičiu kaip sklandytuvas. Įvykdė 135 lėkius (vienas iš šešių pagamintų – 39 kartus), tačiau patyrė 2 katastrofas (vieną kylant ir vieną leidžiantis, žuvo 14 astronautų). Panašus erdvėlaivis Buran buvo sukonstruotas ir Sovietų Sąjungoje, tačiau kilęs į kosmosą tik vieną kartą, dėl valstybės griūties tapo nereikalingas.
Bene racionaliausias 7-vietis Crew Dragon (12 t o4x8,1 m 9,3 m3 18×4 kN Draco varytuviukai) tūpdamas Žemėn įkaista 18000 C, 13,7 km aukštyje išskleidžia parašiutą, o 3 km – dar tris.
Pastebimai tobulėja ir erdvėlaivių lėkinimo priemonės varytuvai:
RD-180 F-1 BE-4 RS-25 Merlin Raptor Stūma, MN 3,83 6,77 2,4 1,86 0,84 2,3
Kuras RP-1 RP-1 metanas vandenilis RP-1 metanas
Stūma/masė 78:1 94:1 80:1 73:1 198:1 107:1
Kaina, $mln 23,4 30 8 50 1 2
Kartojamumas – – 25 lėkiai 19 lėkių 10 lėkių 50 lėkių
Astronautikai prireikė ir krovininių erdvėlaivių, vėliau reikės net tanklaivių. Keli kroviniai erdvėlaiviai: Progress (7,45 t o2,72×7,23 m 2,35 t krovumo), Cygnus (3,5 t o3x6,2 m), Tiančžun (13,5 t o3,3×9 m), Dragon (4 t o3,7×6,1 m 6 t krovumo) aprūpina TKS būtinais maistu, vandeniu, deguonimi ir įrenginiais eksperimentavimui, kai kurie pargabena rezultatus. SpaceX kuria Starship Tanker ir kuro papildymo kosmose technologiją.
Bendrovės SpaceX Crew Dragon erdvėlaiviai
Naują nekapsulinių daugkartinių erdvėlaivių erą pradeda E. Musk SpaceX Starship (120 t ir 1200 t kuro, o9x50 m 1100 m3, 50 mln USD starto kaina). Galimos trys modifikacijos – gyvenama, krovinine Cargo ir tanklaivio Tanker. Heavy startūnu iškeltas Starship toliau greitinsis savo 3 Raptor‘ais. Galbūt, galės nulėkti Mėnulin, nutūpti bei sugrįžti Žemėn (pakaktų 1 papildymo kuru kosmose); lėkiui į Marsą prireiks daugiau papildymų.
Kiti erdvėlaiviai
12 modulių Tarptautinė Kosminė Stotis (420 t 109x51x20 m 916 m3) jau 23 metus orbituoja maždaug 400 aukštyje su 3-11 astronautų ir kosmonautų įgula (dirbo jau apie 300 žmonių, tarp jų keli turistai).
Galbūt, Kinijos Kosminė Stotis Tianhe bus nuolat apgyvendinta
Erdvėlaiviai yra ir astroskopai Hubble (11,6 t o4,3×13,1 m 600 km orb), Chandra (4,5 t o4,2×14 m ), Webb (6,16 t 20,2×14 m L2) ir kiti kosminiai teleskopai. Jie sėkmingai stebi Visatą ir informuoja mus galaktikų vaizdais. Talkinant Spitzer (0,95 t o2x4,5 m), Hubble atrado ir 600 val stebėjo 25 karštąsias egzoplanetas. Chandra tiria 25 mln šm tolumos NGC4258 spiralinę galaktiką su supermasyvia juodaja skyle. Webb funkcionavimui L2 erdvėje teko kurti kurso koregavimo ir padėties orbitoje palaikymo sistemas iš keturių SCAT varytuvų po 40 N stūmos ir 16-os MRE-1 po 5 N.
Marsasparnis Ingenuity (1,8 kg) tapo pirmu kosminiu skraidūnu. Daugiau nei per metus įvykdė 26 skrydžius bendros 49 min trukmės suminiu 6,2 km nuotoliu. Tikėtina, NASA inžinieriai kaupia patirtį būsimam Dragonfly projektui.