Od sredine prošlog stoljeća koncept zrakoplovno -svemirskog sustava s lansiranjem u zrak razrađen je u različitim zemljama. Omogućuje izlaz tereta u orbitu pomoću lansirnog vozila lansiranog iz aviona ili drugog zrakoplova. Ova metoda lansiranja nameće ograničenja na nosivost, ali je ekonomična i jednostavna za pripremu. U različito vrijeme bilo je predloženo mnogo projekata lansiranja u zrak, a neki su čak i potpuno funkcionirali.
Zračni "Pegasus"
Najuspješniji projekt zrakoplovno-svemirskog sustava (AKS) do sada pokrenut je krajem osamdesetih. Američka korporacija Orbital Sciense (sada dio Northrop Grummana), uz sudjelovanje Scaled Composites, razvila je sustav Pegasus temeljen na istoimenoj raketi -nosaču.
Trostupanjska raketa Pegasus ima duljinu od 16,9 m i lansirnu težinu 18,5 tona. Sve faze opremljene su motorima na kruto gorivo. Prva faza, koja je odgovorna za atmosferski let, opremljena je delta krilom. Za smještaj korisnog tereta postoji odjeljak duljine 2, 1 m i promjera 1, 18 m. Težina tereta je 443 kg.
1994. godine predstavljena je raketa Pegasus XL duljine 17,6 m i mase 23,13 tona. Zbog povećanja veličine i težine uvedeni su novi motori. XL proizvod odlikuje se povećanom energijom i letnim karakteristikama, što mu omogućuje da dosegne veće orbite ili podnese veće opterećenje.
Modificirani bombarder B-52H izvorno je korišten kao nosač rakete Pegasus. Zatim je linijski brod Lockheed L-1011 pregrađen u nosač. Zrakoplov s vlastitim imenom Stargazer dobio je vanjski ovjes za jednu raketu i raznu opremu za kontrolu lansiranja.
AKC Pegasus lansira se s nekoliko lokacija u Sjedinjenim Državama i šire. Tehnika lansiranja je prilično jednostavna. Zrakoplov -nosač ulazi u navedeno područje i zauzima visinu od 12 tisuća metara, nakon čega se raketa baca. Pegasusov proizvod planira nekoliko sekundi, a zatim pokreće motor prve faze. Ukupno vrijeme rada tri motora je 220 sekundi. To je dovoljno da se teret dovede u niske Zemljine orbite.
Prvo lansiranje rakete Pegasus s B-52H dogodilo se u travnju 1990. Godine 1994. pušten je u rad novi zrakoplov-nosač. Od početka devedesetih godišnje se provodilo nekoliko lansiranja s ciljem stavljanja u orbitu određenih kompaktnih i lakih vozila. Do jeseni 2019. AKS Pegas izveo je 44 leta, od kojih je samo 5 završilo nesrećom ili djelomičnim uspjehom. Cijena lansiranja kreće se od 40 do 56 milijuna dolara, ovisno o vrsti rakete i drugim faktorima.
Najnoviji pokretačOne
Od kraja 2000 -ih, američka tvrtka Virgin Galactic radi na projektu AKC LauncherOne. Dugo su se provodili razvojni radovi i potraga za potencijalnim kupcima. U drugoj polovici desetog, tvrtka za razvoj imala je problema, zbog čega se morao revidirati raspored projekata.
Sustav LauncherOne izgrađen je oko istoimene rakete. Ovo je dvostupanjski proizvod duljine veće od 21 m i težine cca. 30 tona. Raketu pokreću motori N3 i N4 koristeći petrolej i tekući kisik. Ukupno vrijeme rada motora je 540 sekundi. Raketa LauncherOne može podići 500 kg tereta u orbitu na nadmorskoj visini od 230 km. Razvija se trostupanjska modifikacija rakete s poboljšanim karakteristikama.
U početku se lansirno vozilo planiralo lansirati posebnim zrakoplovom White Knight Two, no 2015. je napušteno. Novi prijevoznik bio je redizajnirani putnički zrakoplov Boeing 747-400 s vlastitim imenom Cosmic Girl. Stup LauncherOne instaliran je ispod lijeve strane središnjeg dijela.
Razvojna tvrtka tvrdi da se AKS LauncherOne može upravljati na bilo kojem prikladnom aerodromu. Mjesto lansiranja rakete bira se u skladu s potrebnim parametrima orbite. Što se tiče principa lansiranja i leta, razvoj Virgin Galactic -a se ne razlikuje od ostalih sustava za lansiranje zraka. Cijena takve operacije je 12 milijuna dolara.
Prvo lansiranje LauncherOnea dogodilo se 25. svibnja 2020. Nakon odvajanja od nosača, raketa je pokrenula motor i započela let. Ubrzo nakon toga, linija oksidansa prve faze se srušila, zbog čega se motor N3 zaustavio. Raketa je pala u ocean.
Virgin Orbit je svoje prvo uspješno lansiranje 17. siječnja 2017. godine. Modificirana raketa poletjela je iznad Tihog oceana i poslala 10 satelita CubeSat u nisku orbitu. Postoje ugovori za još tri lansiranja. Prije je postojala narudžba komunikacijske tvrtke OneWeb, ali ta su lansiranja odgođena na neodređeno vrijeme ili se mogu otkazati.
Potencijalni konkurenti
Novi projekti AKS-a pokrenuti zrakom sada se stvaraju u nekoliko zemalja. Istodobno, najveći broj projekata predlaže se u Sjedinjenim Državama, gdje proaktivni programeri mogu dobiti ozbiljnu podršku NASA -e. U drugim zemljama situacija izgleda drugačije - i do sada nije dovela do zapaženog uspjeha.
Od kraja 2000 -ih Francuska, koju predstavljaju Dassault i Astrium, razvija AKS Aldebaran. U početku je razmatrano nekoliko koncepata projektila s različitim metodama lansiranja, a samo je MLA (Micro Launcher Airborne) dobila daljnji razvoj - kompaktna raketa s opterećenjem od nekoliko desetaka kilograma, pogodna za uporabu s lovcem Rafale.
Dizajn Aldebaran MLA traje već nekoliko godina, ali testiranje još nije počelo. Štoviše, vrijeme testiranja i sama budućnost projekta ostaju upitni.
Zanimljiv koncept AKC -a predložila je američka tvrtka Generation Orbit. Njegov projekt GOLauncher-1 / X-60A predviđa izgradnju jednostupanjske rakete na tekuće gorivo pogodne za ovjes pod zrakoplovom Learjet 35. Mora razvijati hipersoničnu brzinu i obavljati podorbitalne letove. U budućnosti je moguće dobiti orbitalne sposobnosti. X-60A se smatra platformom za razne istraživačke projekte.
Početkom prošlog desetljeća Generation Orbit dobila je podršku Pentagona. 2014. godine prototip rakete X-60A izveo je prvi izvozni let pod standardnim nosačem. Od tada nema izvješća o probnim letovima. Vjerojatno se vojni odjel i izvođač radova nastavljaju razvijati, ali zasad iz ovih ili onih razloga ne mogu započeti punopravna letačka ispitivanja.
U našoj zemlji razvijeno je nekoliko AKC projekata različitih vrsta; njihovi su materijali više puta izlagani na raznim izložbama. Na primjer, projekt MAKS predložio je upotrebu zrakoplova An-225 i svemirskog zrakoplova s vanjskim spremnikom goriva. Također, projekt Air Launch razvijen je na bazi zrakoplova An-124. Trebao je nositi kontejner za ispuštanje s projektilom Polet. Oba projekta nisu mogla biti dovršena iz više razloga.
Mogućnosti smjera
Kao što vidite, u posljednjih nekoliko desetljeća koncept zračnog lansiranja za let u orbitu privukao je pažnju, što dovodi do redovitog pojavljivanja novih projekata. Istodobno, svi događaji ove vrste ne dosežu barem testove, a da ne govorimo o punopravnom radu. Do danas je samo AKS Pegasus uspio izvesti redovite letove, a uskoro bi LauncherOne mogao pokazati takav uspjeh.
Takav neuspjeh zračnog lansiranja povezan je s nekoliko objektivnih ograničenja. Nosivost takvog AKS -a dosad ne prelazi nekoliko stotina kilograma i izravno je proporcionalna lansirnoj težini rakete, koja se pak određuje u skladu s karakteristikama zrakoplova -nosača. Ušteda goriva zbog lansiranja zraka općenito ne rješava ovaj problem.
Međutim, sustavi na zračni pogon imaju svoje prednosti. Pokazali su se kao prikladno sredstvo za ubrizgavanje malih opterećenja u niske orbite. Manji kapacitet podizanja omogućuje brže prikupljanje cijelog tereta i kraće vrijeme čekanja za kupce. Istodobno, postaje moguće podijeliti relativno niske troškove lansiranja na veći broj kupaca. Međutim, programeri i proizvođači minijaturne svemirske tehnologije još nisu pokazali potrebno zanimanje za postojeći AKS.
Strano iskustvo pokazuje da zračno -svemirski sustavi s lansiranjem u zrak imaju određene prednosti u odnosu na drugu raketnu i svemirsku tehnologiju te mogu učinkovitije riješiti pojedinačne probleme. Može se pretpostaviti da u budućnosti ova klasa tehnologije neće nestati, pa čak se ni razvijati. Kao rezultat toga, konačno će se formirati nova niša na tržištu lansiranja svemira, koja će biti od interesa proizvođačima raketa i potencijalnim kupcima.
