Space shuttle X-37B i njihove zadaće
X-37B (OTV-1) tijekom testiranja u zračnoj luci Astrotech Space Operations u Titusvilleu, Florida; 30. ožujka 2010
Dva šatla Boeing X-37B američkog ratnog zrakoplovstva prve su bespilotne letjelice za višekratnu upotrebu na svijetu. Lansirani u orbitu raketama-nosačima, oni se samostalno vraćaju na Zemlju, slijećući u zračnu luku, poput klasičnih šatlova s posadom. Oba broda već su provela više od 2800 dana u svemiru. Misije X-37B od samog su početka obavijene velom vojne tajne, što je potaknulo niz pretpostavki o njihovim funkcijama i zadaćama. Međutim, čini se da je iznimno učinkovit alat za testiranje različitih tehnologija koje se koriste u američkim svemirskim programima.
Ideja o stvaranju “svemirskog aviona” koji bi se lansirnom raketom lansirao u orbitu i vratio na slijetanje u zračnu luku poput aviona prvi put se pojavio u Sjedinjenim Državama sredinom 50-ih. Tada su američke zračne snage (US Air Force, USAF) započele program stvaranja letjelice s ljudskom posadom X-20 Dyna-Soar (Dynamic Soarer). U lipnju 1959. ugovor za izgradnju stroja dodijeljen je Boeingu. Američko ratno zrakoplovstvo nije skrivalo da će X-20 biti borbeno vozilo čije će glavne zadaće uključivati, između ostalog, izviđanje, spašavanje iz svemira, održavanje i popravak satelita, kao i hvatanje i borbu protiv neprijateljskih satelita, kao i strateških bombardiranje atomskim bombama . Pretpostavljalo se da će X-20, koristeći vlastiti pogonski sustav i utjecaj gornje atmosfere, moći mijenjati nagib orbite. To mu je trebalo omogućiti hvatanje neprijateljskih satelita. Nakon dugog razmišljanja, u prosincu 1961., raketa Titan IIIC odabrana je kao lansirna platforma za Kh-20. Međutim, tehnološke mogućnosti tog vremena nisu mogle držati korak s ambicioznim pretpostavkama programa. Osim toga, previsoki troškovi i nedostatak jasnog cilja doveli su do toga da ga je Pentagon konačno u prosincu 1963. odlučio ukinuti. Međutim, mnogi nalazi i koncepti analizirani u programu X-20 kasnije su korišteni u drugim projektima kao što su program Space Shuttle i program X-37B.
Unatoč nedvojbenom uspjehu programa američkog svemirskog transportnog sustava (STS), njihov se rad pokazao preskupim i prekompliciranim u odnosu na početne pretpostavke. Priprema STS orbitera za sljedeći let trajala je mjesecima i nije odgovarala konceptu brzog i relativno jeftinog lansiranja punjenja u orbitu. Činjenica da se radilo o vozilima s ljudskom posadom uvelike je komplicirala proces pripreme za let i povećavala operativne troškove. Katastrofa Space Shuttlea Challenger 1986., a potom i pad Space Shuttlea Columbia 2003., također su pokazali goleme gubitke koje mogu prouzročiti letovi s posadom. Stoga je početkom 90-ih NASA započela istraživanje razvoja nove rakete za višekratnu upotrebu (RLV). Cilj programa bila je izgradnja jednostupanjskog vozila s ljudskom posadom (SSTO) nazvanog Venture Star. Izgrađen na tehnologiji tijela nosača, uređaj je trebao uzletjeti okomito zahvaljujući vlastitim (neotklonskim) motorima, a zatim se vratiti na Zemlju u grubom letu - poput shuttlea.
Godine 1996. NASA je dodijelila Lockheed Martinu ugovor za razvoj tehnološkog demonstratora, označenog X-33. To je trebala biti manja (omjer 1:2) bespilotna verzija Venture Stara. U isto vrijeme, Orbital Sciences je dobio ugovor za izgradnju tehnološkog demonstratora, označenog X-34. To je trebalo biti relativno jeftino autonomno suborbitalno vozilo bez posade, koje podsjeća na mali šatl. Tijekom izgradnje X-33 naišli su na tehnološke probleme kada se pokazalo da je kompozitni spremnik goriva (tekući vodik) s jedne strane pretežak, a s druge strane nije izdržao testove resursa. Korištenje naprednih kompozita bilo je bitno.
Ako bi vozilo samostalno ušlo u nisku Zemljinu orbitu (LEO) (bez boostera), njegova bi težina praznog vozila morala biti samo 10% mase vozila napunjenog gorivom. Na kraju je NASA prekinula program X-2001 u veljači 33., unatoč tome što je prototip bio osamdeset pet posto dovršen i centar za lansiranje potpuno operativan. U ožujku 2001. program Kh-34 također je ograničen, a dva izgrađena prototipa stavljena su u službu.
Boeing X-40A SMV i Boeing X-37A
Još sredinom 90-ih, NASA je počela razmatrati odustajanje od letova s posadom u korist autonomnih letova dronovima. Višekratna bespilotna vozila mogu značajno smanjiti troškove postavljanja korisnog tereta u nisku Zemljinu orbitu. U istom smjeru išle su i analize USAF-a, tražeći mogućnost relativno jeftinog i brzog lansiranja vojnih satelita u orbitu pomoću tzv. Space Maneuverable Vehicle (SMV).
Zračne snage su tada naručile Boeing da napravi tehnološki demonstrator koji je trebao biti 85% veličine ciljanog vozila. Stroj, koji je dobio oznaku X-40A, trebao se koristiti za aerodinamička ispitivanja i testiranje sustava za autonomno letenje. X-40A izgrađen je prema shemi niskog krila s uvlačivim stajnim trapom s tri točke i podsjećao je na minijaturni shuttle. Duljina trupa X-40A bila je 6,4 m, a raspon krila 3,4 m. X-11A je 1998. kolovoza 40. testiran u zračnoj bazi Holloman u Novom Meksiku. Stroj je visio ispod helikoptera UH-60 Black Hawk na visini od 2800 m, oko 4 km od piste. Nakon odvajanja, X-40A je izvršio autonomni let u vinu, što je rezultiralo povećanjem napadnog kuta i slijetanjem. Zaustavljanje na udaljenosti od 2100 m izvršeno je zahvaljujući kočnim padobranima.
Godine 1999. američko ratno zrakoplovstvo posudilo je NASA-i X-40A, koja je modificirala vozilo za vlastiti program testiranja. Između 4. travnja i 19. svibnja 2001., X-40A napravio je sedam osovinskih letova u NASA Dryden FRC testnom centru u Kaliforniji (sada: Neil A. Armstrong FRC, Neil A. Armstrong Flight Research Center). U to su se vrijeme proučavali autonomni navigacijski i kontrolni sustavi. Helikopter američke vojske CH-40D Chinook korišten je za dovođenje X-47A do stropa za slijetanje. Vozilo je bačeno s visine od približno 4570 m. U vrijeme programa, NASA je planirala izgraditi dva vozila: jedno za prilazno testno vozilo (ALTV) i drugo za orbitalno vozilo (OV). Glavne zadaće orbitera bile su inspekcije i eventualni popravci umjetnih satelita. Prvotno je planirano da se OV lansira u orbitu u transportnom otvoru STS (shuttle) orbitera. No, takvo je rješenje bilo neekonomično, pa je odlučeno da uređaj nosi raketa Delta IV ili neka druga raketa sličnih parametara.
