Sejak pertengahan abad yang lalu, konsep sistem aeroangkasa dengan pelancaran udara telah digarap di berbagai negara. Ini menyediakan output beban ke orbit menggunakan kenderaan pelancaran yang dilancarkan dari pesawat udara atau pesawat lain. Kaedah pelancaran ini mengenakan sekatan pada jisim muatan, tetapi menjimatkan dan mudah disediakan. Pada masa yang berlainan, banyak projek pelancaran udara dicadangkan, dan ada juga yang beroperasi sepenuhnya.
Udara "Pegasus"
Projek sistem aeroangkasa (AKS) pelancaran udara yang paling berjaya setakat ini dilancarkan pada akhir tahun lapan puluhan. Syarikat Amerika Orbital Sciense (kini menjadi sebahagian daripada Northrop Grumman), dengan penyertaan Scaled Composites, telah mengembangkan sistem Pegasus berdasarkan kenderaan pelancaran dengan nama yang sama.
Roket Pegasus tiga peringkat mempunyai panjang 16.9 m dan berat pelancaran 18.5 tan. Semua peringkat dilengkapi dengan enjin padat. Tahap pertama, yang bertanggungjawab untuk penerbangan atmosfera, dilengkapi dengan sayap delta. Untuk menampung muatan, ada petak dengan panjang 2, 1 m dan diameter 1, 18 m. Berat muatan adalah 443 kg.
Pada tahun 1994, roket Pegasus XL dipersembahkan dengan panjang 17,6 m dan massa 23,13 ton. Kerana peningkatan ukuran dan berat, enjin baru diperkenalkan. Produk XL dibezakan oleh peningkatan tenaga dan ciri penerbangannya, yang memungkinkannya mencapai orbit yang lebih tinggi atau membawa beban yang lebih berat.
Pengebom B-52H yang dimodifikasi pada asalnya digunakan sebagai kapal induk untuk roket Pegasus. Kemudian kapal Lockheed L-1011 dibina semula ke dalam kapal induk. Pesawat dengan namanya sendiri Stargazer menerima penggantungan luaran untuk satu roket dan pelbagai peralatan untuk kawalan pelancaran.
Pelancaran AKC Pegasus dilakukan dari beberapa laman web di Amerika Syarikat dan seterusnya. Teknik pelancarannya cukup mudah. Pesawat pengangkut memasuki kawasan yang ditentukan dan menempati ketinggian 12 ribu meter, setelah itu roket dijatuhkan. Produk Pegasus merancang selama beberapa saat dan kemudian menghidupkan enjin tahap pertama. Jumlah masa operasi ketiga-tiga enjin adalah 220 saat. Ini cukup untuk membawa beban ke orbit Bumi rendah.
Pelancaran pertama roket Pegasus dari B-52H berlaku pada bulan April 1990. Pada tahun 1994, sebuah pesawat pengangkut baru mula beroperasi. Sejak awal tahun sembilan puluhan, beberapa pelancaran dilakukan setiap tahun dengan tujuan memasukkan orbit kenderaan kompak dan ringan tertentu. Sehingga musim gugur 2019, AKS Pegas melakukan 44 penerbangan, yang mana hanya 5 berakhir dalam kemalangan atau sebahagian kejayaan. Kos pelancaran antara $ 40 juta hingga $ 56 juta, bergantung pada jenis roket dan faktor lain.
LauncherOne Terkini
Sejak akhir tahun 2000-an, syarikat Amerika Virgin Galactic telah mengusahakan projek AKC LauncherOne. Sejak sekian lama, kerja pengembangan dan pencarian calon pelanggan dilakukan. Pada separuh kedua kesepuluh, syarikat pemaju mengalami masalah, yang menyebabkan jadual projek harus disemak semula.
Sistem LauncherOne dibina di sekitar roket dengan nama yang sama. Ini adalah produk dua peringkat dengan panjang lebih dari 21 m dan berat kira-kira. 30 tan. Roket ini dikuasakan oleh enjin N3 dan N4 menggunakan minyak tanah dan oksigen cair. Jumlah masa operasi enjin adalah 540 saat. Roket LauncherOne dapat mengangkat 500 kg kargo ke orbit dengan ketinggian 230 km. Pengubahsuaian tiga peringkat roket dengan ciri yang lebih baik sedang dikembangkan.
Pada mulanya, kenderaan pelancaran itu dirancang untuk dilancarkan menggunakan pesawat White Knight Two khas, tetapi pada tahun 2015 ia ditinggalkan. Syarikat penerbangan baru itu adalah pesawat penumpang Boeing 747-400 yang direka bentuk semula dengan nama sendiri Cosmic Girl. LauncherOne pylon dipasang di bahagian kiri bahagian tengah.
Syarikat pembangunan mendakwa bahawa AKS LauncherOne boleh dikendalikan di mana-mana lapangan terbang yang sesuai. Tapak pelancaran roket dipilih sesuai dengan parameter orbit yang diperlukan. Dari segi prinsip pelancaran dan penerbangan, pengembangan Virgin Galactic tidak berbeza dengan sistem pelancaran udara yang lain. Kos operasi sedemikian adalah $ 12 juta.
Pelancaran pertama LauncherOne berlaku pada 25 Mei 2020. Setelah melepaskan diri dari kapal induk, roket memulakan enjin dan mula terbang. Tidak lama selepas itu, garis pengoksidasi tahap pertama runtuh, menyebabkan enjin N3 terhenti. Roket jatuh ke laut.
Virgin Orbit melancarkan kejayaan pertama pada 17 Januari 2017. Roket yang diubah itu melayang di Lautan Pasifik dan menghantar 10 satelit CubeSat ke orbit rendah. Terdapat kontrak untuk tiga pelancaran lagi. Sebelum ini, ada pesanan dari syarikat komunikasi OneWeb, tetapi pelancaran ini ditangguhkan selama-lamanya atau mungkin dibatalkan.
Pesaing berpotensi
Projek pelancaran udara AKS baru kini dibuat di beberapa negara. Pada masa yang sama, sebilangan besar projek dicadangkan di Amerika Syarikat, di mana pemaju proaktif dapat mendapat sokongan serius dari NASA. Di negara lain, keadaan kelihatan berbeza - dan setakat ini tidak membawa kejayaan yang nyata.
Sejak akhir tahun 2000-an, Perancis, yang diwakili oleh Dassault dan Astrium, telah mengembangkan AKS Aldebaran. Pada mulanya, beberapa konsep peluru berpandu dengan kaedah pelancaran yang berbeza dipertimbangkan, dan hanya MLA (Micro Launcher Airborne) yang menerima pengembangan lebih lanjut - roket kompak dengan muatan puluhan kilogram, sesuai digunakan dengan pesawat tempur Rafale.
Reka bentuk Aldebaran MLA telah berjalan selama beberapa tahun, tetapi ujian belum bermula. Lebih-lebih lagi, masa ujian dan masa depan projek tetap dipertanyakan.
Konsep AKC yang menarik dicadangkan oleh syarikat Amerika Generation Orbit. Projeknya GOLauncher-1 / X-60A memperuntukkan pembinaan roket pendorong cecair satu peringkat yang sesuai untuk penggantungan di bawah pesawat Learjet 35. Ia mesti mengembangkan kelajuan hipersonik dan melakukan penerbangan suborbital. Pada masa akan datang, kemungkinan untuk memperoleh keupayaan orbit. X-60A dilihat sebagai platform untuk pelbagai projek penyelidikan.
Pada awal dekad yang lalu, Generation Orbit mendapat sokongan Pentagon. Pada tahun 2014, roket prototaip X-60A membuat penerbangan eksport pertamanya di bawah kapal induk standard. Sejak itu, tidak ada laporan mengenai penerbangan uji coba. Mungkin, jabatan tentera dan kontraktor terus berkembang, tetapi setakat ini mereka tidak dapat memulakan ujian penerbangan penuh untuk satu sebab atau yang lain.
Beberapa projek AKC pelbagai jenis dikembangkan di negara kita; bahan-bahan mereka telah ditunjukkan berulang kali di pelbagai pameran. Sebagai contoh, projek MAKS mencadangkan penggunaan pesawat An-225 dan kapal angkasa dengan tangki bahan bakar luaran. Juga, projek Pelancaran Udara dikembangkan berdasarkan pesawat An-124. Dia sepatutnya membawa bekas jatuhkan dengan peluru berpandu Polet. Kedua-dua projek tidak dapat diselesaikan kerana beberapa sebab.
Prospek arah
Seperti yang anda lihat, selama beberapa dekad yang lalu, konsep pelancaran udara untuk terbang ke orbit telah menarik perhatian, yang membawa kepada kemunculan projek baru secara berkala. Pada masa yang sama, tidak semua perkembangan seperti ini mencapai sekurang-kurangnya ujian, belum lagi operasi penuh. Sehingga kini, hanya AKS Pegasus yang dapat menaikkan penerbangan tetap, dan tidak lama lagi LauncherOne akan menunjukkan kejayaan seperti itu.
Kegagalan pelancaran udara ini dikaitkan dengan beberapa batasan objektif. Kapasiti AKS seperti ini sejauh ini tidak melebihi beberapa ratus kilogram dan berkadar langsung dengan berat peluncuran roket, yang pada gilirannya, ditentukan sesuai dengan ciri-ciri pesawat pengangkut. Ekonomi bahan bakar kerana pelancaran udara secara amnya tidak menyelesaikan masalah ini.
Walau bagaimanapun, sistem yang dilancarkan udara mempunyai kelebihannya. Mereka terbukti sebagai kaedah yang mudah untuk menyuntikkan beban kecil ke orbit rendah. Kapasiti mengangkat yang lebih rendah membolehkan pengumpulan keseluruhan beban lebih cepat dan masa menunggu yang lebih pendek untuk pelanggan. Pada masa yang sama, menjadi mungkin untuk membagi kos pelancaran yang agak rendah menjadi sebilangan besar pelanggan. Walau bagaimanapun, pemaju dan pengeluar teknologi ruang mini belum menunjukkan minat yang mendalam terhadap AKS yang ada.
Pengalaman asing menunjukkan bahawa sistem aeroangkasa dengan pelancaran udara mempunyai kelebihan tertentu berbanding teknologi roket dan ruang angkasa lain dan dapat menyelesaikan masalah individu dengan lebih berkesan. Dapat diandaikan bahawa di masa depan kelas teknologi ini tidak akan hilang dan bahkan berkembang. Hasilnya, ceruk baru akhirnya akan terbentuk di pasaran pelancaran ruang, yang akan menarik bagi pengeluar roket dan bakal pelanggan.
