Sisteme moderne și avansate de lansare aeriană aerospațială
Lansarea rachetei Pegasus din aeronava Stargazer, martie 2006. Fotografie NASA
De la mijlocul secolului trecut, conceptul de sistem aerospațial cu lansare aeriană a fost elaborat în diferite țări. Acesta asigură ieșirea încărcăturii pe orbită folosind un vehicul de lansare lansat dintr-un avion sau altă aeronavă. Această metodă de lansare impune restricții asupra masei încărcăturii utile, dar este economică și ușor de pregătit. La diferite momente, au fost propuse o mulțime de proiecte de lansare aeriană, iar unele chiar au ajuns la funcționare completă.
Aerul „Pegasus”
Cel mai de succes proiect de sistem aerospațial (ASS) lansat până în prezent a fost lansat la sfârșitul anilor optzeci. Corporația americană Orbital Science (acum parte a Northrop Grumman), cu participarea Scaled Composites, a dezvoltat sistemul Pegasus bazat pe vehiculul de lansare cu același nume.
Racheta Pegasus în trei trepte 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 în atmosferă, este echipată cu o aripă deltă. Pentru a găzdui sarcina utilă, există un compartiment cu o lungime de 2,1 m și un diametru de 1,18 m. Greutatea încărcăturii - 443 kg.
Pegasus XL pe suport de transport. Fotografie de la NASA
În 1994, a fost introdusă racheta Pegasus XL cu o lungime de 17,6 m și o masă de 23,13 tone.Prin mărirea dimensiunii și masei au fost introduse noi motoare. Produsul XL are o putere crescută și caracteristici de zbor, ceea ce vă permite să ajungeți pe orbite mai înalte sau să transportați o sarcină mai grea.
Bombardierul B-52H modificat a fost folosit inițial ca transportator al rachetei Pegasus. Apoi, linia Lockheed L-1011 a fost reconstruită ca transportator. Aeronava cu nume propriu Stargazer a primit o suspensie externă pentru o rachetă și diverse echipamente pentru controlul lansării.
Lansările AKC Pegasus sunt efectuate de pe mai multe site-uri din Statele Unite și nu numai. Metoda de lansare este destul de simplă. Aeronava de transport intră într-o zonă dată și ocupă o înălțime de 12 mii de metri, după care racheta este aruncată. Pegasus alunecă pentru câteva secunde și apoi pornește motorul din prima etapă. Timpul total de funcționare al celor trei motoare este de 220 sec. Acest lucru este suficient pentru a lansa sarcina pe orbite terestre joase.
Test de lansare LauncherOne, iulie 2019. Fotografie de Virgin Orbit
Prima lansare a rachetei Pegasus de pe B-52H a avut loc în aprilie 1990. În 1994, a fost pusă în funcțiune o nouă aeronavă de transport. De la începutul anilor '2019 au fost efectuate anual mai multe lansări pentru a pune pe orbită anumite vehicule compacte și ușoare. Până în toamna lui 44, AKS Pegasus a finalizat 5 de zboruri, dintre care doar 40 s-au încheiat cu un accident sau un succes parțial. Costul unei lansări este între 56 de milioane și XNUMX de milioane de dolari, în funcție de tipul de rachetă și de alți factori.
Cel mai nou LauncherOne
De la sfârșitul anilor XNUMX, compania americană Virgin Galactic lucrează la proiectul AKC LauncherOne. Multă vreme s-au desfășurat lucrări de dezvoltare și căutare de potențiali clienți. În a doua jumătate a zecelea, compania de dezvoltare a avut probleme, din cauza cărora calendarul proiectului a trebuit revizuit.
Sistemul LauncherOne este construit în jurul rachetei cu același nume. Acest produs în două etape are peste 21 m lungime și cântărește aprox. 30 de tone.Racheta este echipata cu motoare N3 si N4 care folosesc kerosen si oxigen lichid. Timpul total de funcționare al motoarelor este de 540 sec. Racheta LauncherOne poate ridica 230 kg de marfă pe o orbită cu o înălțime de 500 km. Se dezvoltă o modificare în trei etape a rachetei cu performanțe îmbunătățite.
Inițial, vehiculul de lansare era planificat să fie lansat cu ajutorul unei aeronave speciale White Knight Two, dar în 2015 a fost abandonată. Noul transportator a fost un avion de pasageri Boeing 747-400 reproiectat cu propriul nume, Cosmic Girl. Pilonul pentru plasarea LauncherOne este instalat sub partea stângă a secțiunii centrale.
Primul zbor de succes al LauncherOne, 17 ianuarie 2021. Fotografie de Virgin Orbit
Compania de dezvoltare susține că LauncherOne AKS poate fi operat pe orice aerodrom adecvat. Locul de lansare a rachetei este ales în conformitate cu parametrii necesari ai orbitei. Din punctul de vedere al principiilor lansării și zborului, dezvoltarea Virgin Galactic nu este diferită de alte complexe 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 purtător, racheta a pornit motorul și a început să zboare. La scurt timp după aceea, conducta oxidantului din prima etapă a eșuat, provocând oprirea motorului N3. Racheta a căzut în ocean.
Pe 17 ianuarie 2017, Virgin Orbit a făcut prima lansare de succes. 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 pe termen nelimitat sau pot fi anulate.
Concurenți potențiali
Noi proiecte AKC lansate în aer sunt acum dezvoltate în mai multe țări. În același timp, cel mai mare număr de proiecte este oferit în SUA, unde dezvoltatorii întreprinzători pot primi sprijin serios din partea NASA. În alte țări, situația arată diferit - și până acum nu duce la un succes vizibil.
Luptător Rafale cu rachetă MLA. Dassault Aviation Graphics
De la sfârșitul anilor XNUMX, 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), o rachetă compactă cu o încărcătură de zeci de kilograme, potrivită pentru utilizare cu avionul de luptă Rafale, a primit o dezvoltare ulterioară.
Proiectarea MLA Aldebaran continuă de câțiva ani, dar testele nu au început încă. Mai mult, atât calendarul testelor, cât și viitorul însuși al proiectului rămân sub semnul întrebării.
Un concept curios al ACS a fost propus de compania americană Generation Orbit. Proiectul său GOLauncher-1 / X-60A prevede construirea unei rachete lichide cu o singură etapă, potrivită pentru suspendare sub aeronava Learjet 35. Trebuie să dezvolte viteza hipersonică și să efectueze zboruri suborbitale. În viitor, este posibil să obțineți capacități orbitale. X-60A este văzut ca o platformă pentru o varietate de cercetări.
Lansarea rachetei X-60A. Grafica Orbită a forțelor aeriene americane/generației
La începutul ultimului deceniu, Generația Orbită a primit sprijin din partea Pentagonului. În 2014, un prototip al rachetei X-60A a efectuat primul zbor de export sub un transportator standard. De atunci, rapoartele de zboruri de testare nu au mai apărut. Este probabil ca departamentul militar și contractorul să continue să se dezvolte, dar să nu poată începe încă teste de zbor cu drepturi depline dintr-un motiv sau altul.
În țara noastră au fost dezvoltate mai multe proiecte AKC de diferite tipuri; materialele lor au fost expuse în mod repetat la diferite expoziții. De exemplu, proiectul MAKS a propus utilizarea aeronavei An-225 și a unui avion spațial cu un rezervor de combustibil extern. Proiectul Air Launch a fost dezvoltat și pe baza aeronavei An-124. Trebuia să transporte un container de picături 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 de noi proiecte. În același timp, nu toate dezvoltările de acest gen ajung cel puțin la testare, ca să nu mai vorbim de funcționarea cu drepturi depline. Până în prezent, doar Pegasus a reușit să-l aducă la zboruri regulate, iar LauncherOne ar putea avea în curând un asemenea succes.
Complex "Air start" bazat pe An-124. Grafică GRC im. Makeeva
O astfel de eșec a lansării aeriene este asociată cu mai multe limitări obiective. Capacitatea de transport a unui astfel de ACS nu depășește încă câteva sute de kilograme și depinde direct de greutatea de lansare a rachetei, care, la rândul său, este determinată în conformitate cu caracteristicile aeronavei de transport. Economia de combustibil datorată lansării aeriene, în general, nu rezolvă această problemă.
Cu toate acestea, sistemele lansate cu aer au avantajele lor. Se dovedesc a fi un mijloc convenabil pentru lansarea unei sarcini mici pe orbite joase. Sarcina utilă mai mică permite preluarea mai rapidă a întregii mărfuri și reduce timpii de așteptare pentru clienți. În același timp, devine posibilă împărțirea costului relativ scăzut de lansare între un număr mai mare de clienți. Cu toate acestea, dezvoltatorii și producătorii de tehnologie spațială în miniatură nu și-au arătat încă interesul cuvenit pentru ACS existent.
Experiența străină arată că sistemele aerospațiale lansate în aer au anumite avantaje față de alte tehnologii spațiale și de rachete și pot rezolva mai eficient problemele individuale. Se poate presupune că în viitor această clasă de tehnologie nu va dispărea și chiar va fi dezvoltată. Drept urmare, pe piața de lansare spațială se va forma în sfârșit o nouă nișă, care va fi de interes pentru producătorii de tehnologie de rachete și potențialii clienți.
informații