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El SpaceShip One tiene una estructura monocoque con el fuselaje construido principalmente de fibra de carbon epoxico con un centro de Nomex. Las pieles de los estabilizadores horizontales son hechas de fibra de vidrio para proporcionar radio transparencia debido a que las antenas de radiocomunicacion estan instaladas en esa area.
Las alas son estructurales formadas por costillas y piel de fibra de carbon epoxico. En algunas areas que alcanzan altas temperaturas durante el reingreso, se coloco una capa de resina fenolica en lugar de epoxy para obtener una tolerencia de entre 50-70 grados F.
La envergadura del SpaceSHip One es de 16.4 pies y la superficie alar es de 160 pies cuadrados.

No existen superficies de control en las alas. El banqueo y el cabececeo de la nave son controlados por elevones situados en los estabilizadores y actuados manualmente por la palanca de control. En el extremo de los timones hay timones que actuan solo hacia un lado y que son actuados por los pedales. Para controlar la aeronave a velocidades supersonicas se utilizan compensadores electricos.

A altas velocidades, la palanca de mando se vuelve inoperante -los ingenieros estiman que se necesita una fuerza de 300 libras para producir un efecto de 1g debido tanto a la alta presion dinamica como a la caida de efectividad de los elevadores a velocidad supersonica.
La velocidad de nunca exceder esta dise�adas para ser de 260 KEAS.

Fuera de la atmosfera, la posicion del SpaceShip One es controlada con una serie redundante de impulsores que utilizan botellas de aire presurizado a 6,000 psi colocados dentro de la cabina. El movimiento de la palanca de control abre o cierra las valvulas.

La configuracion de bandera es accionada por un par de actuadores neumaticos. Los elevones son asegurados mecanicamente hacia afuera en la configuracion de bandera, pero los timones y los compensadores electricos mantienen su funcionamiento.
La posicion de bandera puede ser actuvada despues de que la velocidad equivalente del aire cae por debajo de las 10 KEAS durante el ascenso, y es retraida cuando la velocidad ha caido a valores subsonicos durante el reingreso y el factor de carga esta por debajo de 1.2g, lo cual ocurre aproximadamente a los 80,000 pies.
El angulo de ataque en posicion de bandera o "gallito" es de 53 grados a Mach 3 y de 65 grados a velocidad subsonica. A pesar de que en la confugracion de bandera el regimen de sustentacion-resistencia es de 0.7, la velocidad de descenso es tal alta que la caida es escencialmente vertical con una deriva de 2 a 3 millas.

La configuracion de bandera o "gallito" tiene una velocidad de resistencia terminal de 60 KEAS, el equivalente a un coeficiente balistico de 12 pfs. Esto significa que la desaceleracion de reingreso inicia temprano y alto, disipando las fuerzas G y las cargas termales sobre un periodo de tiempo mayor haciendo el dise�o del SpaceSHip One mucho mas facil.
La capsula Mercurio tenia un coeficiente balistico cercano a los 60 psf., lo que ocasionaba cargas mucho mas intensas.

No existe un sistema hidraulico en el SpaceShip One, excepto el de los frenos. Hay un juego de botellas de aire comprimido a 6,000 psi para el actuador de la configuracion bandera, los jets de posicion en el vacio, desempa�adores de ventanillas y para mantener la presion en la cabina.
El tren de aterrizaje es extendido por resortes y es accionado manualmente. Los frenos de las ruedas son independientes y funcionan en la punta de los pedales del timon. La nariz tiene un patin de deslizamiento.
La energia electrica proviene de baterias de litio. El tiempo de vuelo independiente del SpaceShip One, desde que es soltado del White Knight hasta su aterrizaje es de aproximadamente 30 minutos.

La cabina es sellada con una valvula de alvio de presion. La presion dentro de la cabina puede ser mantenida a 6,000 pies con un peque�o flujo de aire de las botellas de aire comprimido. Eso se realiza a mano, observando las indicaciones de un altimetro de altitud de cabina.
Un dispositivo que absorbe el dioxido de carbono se usa en todos los vuelos aunque no es necesario para vuelos relativamente cortos. Las pruebas de acumulacion de dioxido de carbono se han hecho manteniendo una tripulacion de tres personas dentro de la aeronave hasta por tres horas.

La tripulacion no necesita usar trajes espaciales. El dise�o super reforzado de la estuctura de la cabina proporciona la misma seguridad que un traje de presion. Dentro de la nave hay mascaras de oxigeno para usarse en caso de emergencia.
Mientras es transportado por el White Knight, la calefaccion proviene de aire calentado y dirigido a la parte posterior de la cabina. Aparte de eso, la temperatura dentro de la cabina del SpaceShip One varia segun las condiciones exteriores. El aislamiento proporciona una variacion de entre mas o menos 20 a 30 grados F respecto a la temperatura de una habitacion.

Existe una valvula de 4 pulgadas en cada lado de las paredes de la cabina que pueden ser abiertas a baja altura para dejar entrar aire fresco, ya que la cabina se calienta rapidamente abajo de los 10,000 pies. Esas mismas valvulas abren hacia dentro si la presion exterior es mayor que la interior durante el descenso.