De la mijlocul secolului trecut, conceptul unui sistem aerospațial cu lansare aeriană a fost elaborat în diferite țări. Acesta asigură ieșirea sarcinii pe orbită folosind un vehicul de lansare lansat de pe un avion sau alte aeronave. Această metodă de lansare impune restricții asupra masei utile, dar este economică și ușor de pregătit. În momente diferite, au fost propuse o mulțime de proiecte de lansare aeriană, iar unele au ajuns chiar să funcționeze pe deplin.
Aer "Pegasus"
Cel mai de succes proiect de sistem aerospațial lansat aerian (AKS) până în prezent a fost lansat la sfârșitul anilor optzeci. Corporația americană Orbital Sciense (acum parte a Northrop Grumman), cu participarea Scaled Composites, a dezvoltat sistemul Pegasus pe baza vehiculului de lansare cu același nume.
Racheta Pegasus în trei etape are o lungime de 16,9 m și o greutate de lansare de 18,5 tone. Toate etapele sunt echipate cu motoare cu propulsie solidă. Prima etapă, care este responsabilă pentru zborul atmosferic, este echipată cu o aripă delta. Pentru a găzdui sarcina utilă, există un compartiment cu o lungime de 2, 1 m și un diametru de 1, 18 m. Greutatea sarcinii este de 443 kg.
În 1994, racheta Pegasus XL a fost prezentată cu o lungime de 17,6 m și o masă de 23,13 tone. Datorită creșterii dimensiunii și greutății, au fost introduse motoare noi. Produsul XL se distinge prin caracteristicile sale crescute de energie și zbor, ceea ce îi permite să ajungă pe orbite mai înalte sau să transporte o sarcină mai grea.
Un bombardier B-52H modificat a fost inițial folosit ca suport pentru racheta Pegasus. Apoi căptușeala Lockheed L-1011 a fost reconstruită în suport. Aeronava cu nume propriu Stargazer a primit o suspensie externă pentru o rachetă și diverse echipamente pentru controlul lansării.
Lansările AKC Pegasus sunt efectuate din mai multe site-uri din Statele Unite și nu numai. Tehnica de lansare este destul de simplă. Avionul transportator intră în zona specificată și ocupă o altitudine de 12 mii de metri, după care racheta este aruncată. Produsul Pegasus planifică câteva secunde și apoi pornește motorul din prima etapă. Durata totală de funcționare a celor trei motoare este de 220 sec. Acest lucru este suficient pentru a aduce încărcătura pe orbite joase ale Pământului.
Prima lansare a rachetei Pegasus de pe B-52H a avut loc în aprilie 1990. În 1994, a fost pus în funcțiune un nou avion de transport. De la începutul anilor nouăzeci, au fost efectuate anual câteva lansări cu scopul de a pune pe orbită anumite vehicule compacte și ușoare. Până în toamna anului 2019, AKS Pegas a efectuat 44 de zboruri, dintre care doar 5 s-au încheiat cu un accident sau cu succes parțial. Costul lansării variază de la 40 milioane USD la 56 milioane USD, în funcție de tipul de rachetă și de alți factori.
Cel mai nou LauncherOne
De la sfârșitul anilor 2000, compania americană Virgin Galactic lucrează la proiectul AKC LauncherOne. Pentru o lungă perioadă de timp, au fost efectuate lucrări de dezvoltare și căutarea potențialilor clienți. În a doua jumătate a celui de-al zecelea, compania dezvoltatoare a avut probleme, din cauza căreia programul proiectului a trebuit revizuit.
Sistemul LauncherOne este construit în jurul rachetei cu același nume. Acesta este un produs în două etape, cu o lungime mai mare de 21 m și o greutate de aprox. 30 de tone. Racheta este alimentată de motoare N3 și N4 folosind kerosen și oxigen lichid. Durata totală de funcționare a motoarelor este de 540 sec. O rachetă LauncherOne poate ridica 500 kg de marfă pe o orbită cu o altitudine de 230 km. Se dezvoltă o modificare în trei etape a rachetei cu caracteristici îmbunătățite.
Inițial, vehiculul de lansare a fost planificat să fie lansat folosind un avion special White Knight Two, dar în 2015 a fost abandonat. Noul transportator a fost un avion de pasageri Boeing 747-400 reproiectat cu propriul nume Cosmic Girl. Pilonul LauncherOne este instalat sub partea stângă a secțiunii centrale.
Compania de dezvoltare susține că AKS LauncherOne poate fi operat la orice aeroport adecvat. Locul de lansare al rachetei este selectat în conformitate cu parametrii necesari ai orbitei. În ceea ce privește principiile de lansare și zbor, dezvoltarea Virgin Galactic nu este diferită de alte sisteme de lansare aeriană. Costul unei astfel de operațiuni este de 12 milioane de dolari.
Prima lansare a LauncherOne a avut loc pe 25 mai 2020. După decuplarea de la transportator, racheta a pornit motorul și a început zborul. La scurt timp după aceea, linia de oxidant din prima etapă s-a prăbușit, provocând blocarea motorului N3. Racheta a căzut în ocean.
Virgin Orbit a făcut prima lansare de succes pe 17 ianuarie 2017. Racheta modificată a decolat peste Oceanul Pacific și a trimis 10 sateliți CubeSat pe orbită joasă. Există contracte pentru încă trei lansări. Anterior, a existat o comandă de la compania de comunicații OneWeb, dar aceste lansări sunt amânate la nesfârșit sau pot fi anulate.
Potențiali concurenți
Noi proiecte AKS lansate aerian sunt acum create în mai multe țări. În același timp, cel mai mare număr de proiecte este propus în Statele Unite, unde dezvoltatorii proactivi pot primi sprijin serios de la NASA. În alte țări, situația arată diferit - și până acum nu a dus la un succes vizibil.
De la sfârșitul anilor 2000, Franța, reprezentată de Dassault și Astrium, dezvoltă AKS Aldebaran. Inițial, au fost luate în considerare mai multe concepte de rachete cu diferite metode de lansare și doar MLA (Micro Launcher Airborne) a primit o dezvoltare ulterioară - o rachetă compactă cu o sarcină de zeci de kilograme, potrivită pentru utilizarea cu luptătorul Rafale.
Proiectarea Aldebaran MLA se desfășoară de câțiva ani, dar testarea nu a început încă. Mai mult, atât calendarul testelor, cât și viitorul proiectului rămân în discuție.
Un concept interesant AKC a fost propus de compania americană Generation Orbit. Proiectul său GOLauncher-1 / X-60A prevede construirea unei rachete cu propulsor lichid într-o singură etapă, adecvată pentru suspensie sub un avion Learjet 35. Trebuie să dezvolte viteza hipersonică și să efectueze zboruri suborbitale. În viitor, este posibil să se obțină capacități orbitale. X-60A este văzut ca o platformă pentru o varietate de proiecte de cercetare.
La începutul ultimului deceniu, Generation Orbit a primit sprijinul Pentagonului. În 2014, o rachetă prototip X-60A a efectuat primul său zbor de export sub un transportator standard. De atunci, nu au fost raportate zboruri de testare. Probabil că departamentul militar și contractantul continuă să se dezvolte, dar până acum nu pot începe teste de zbor depline dintr-un motiv sau altul.
În țara noastră au fost dezvoltate mai multe proiecte AKC de diferite tipuri; materialele lor au fost prezentate în mod repetat la diferite expoziții. De exemplu, proiectul MAKS a propus utilizarea unui avion An-225 și a unui avion spațial cu rezervor de combustibil extern. De asemenea, proiectul Air Launch a fost dezvoltat pe baza avionului An-124. Trebuia să ducă un container cu picătură cu o rachetă Polet. Ambele proiecte nu au putut fi finalizate din mai multe motive.
Perspective de direcție
După cum puteți vedea, în ultimele decenii, conceptul de lansare aeriană pentru zborul pe orbită a atras atenția, ceea ce duce la apariția regulată a unor noi proiecte. În același timp, nu toate evoluțiile de acest fel ajung cel puțin la teste, ca să nu mai vorbim de o operațiune deplină. Până în prezent, numai AKS Pegasus a reușit să aducă zboruri regulate și, în curând, LauncherOne ar putea avea un astfel de succes.
Un astfel de eșec al unei lansări aeriene este asociat cu mai multe limitări obiective. Capacitatea de încărcare a unui astfel de AKS nu depășește până acum câteva sute de kilograme și este în proporție directă cu greutatea de lansare a rachetei, care, la rândul său, este determinată în conformitate cu caracteristicile aeronavei purtătoare. Economia de combustibil datorată lansării aeriene nu rezolvă în general această problemă.
Cu toate acestea, sistemele lansate cu aerul au avantajele lor. Se dovedesc a fi un mijloc convenabil de a injecta sarcini mici pe orbite joase. Capacitatea de ridicare mai mică permite colectarea mai rapidă a întregii sarcini și timpi de așteptare mai scurți pentru clienți. În același timp, devine posibilă împărțirea costului de lansare relativ scăzut într-un număr mai mare de clienți. Cu toate acestea, dezvoltatorii și producătorii de tehnologii spațiale miniaturale nu și-au manifestat încă interesul cuvenit pentru AKS-urile existente.
Experiența străină arată că sistemele aerospațiale cu lansare aeriană au anumite avantaje față de alte tehnologii rachete și spațiale și pot rezolva mai eficient problemele individuale. Se poate presupune că în viitor această clasă de tehnologie nu va dispărea și nici măcar nu se va dezvolta. Ca rezultat, o nouă nișă se va forma în cele din urmă pe piața de lansare spațială, care va fi de interes pentru producătorii de rachete și potențialii clienți.
