Nuo praėjusio amžiaus vidurio įvairiose šalyse buvo sukurta aviacijos ir kosmoso sistemos su oro paleidimu koncepcija. Tai numato krovinio išleidimą į orbitą naudojant paleidimo priemonę, paleistą iš lėktuvo ar kito orlaivio. Šis paleidimo metodas riboja naudingosios apkrovos masę, tačiau yra ekonomiškas ir lengvai paruošiamas. Skirtingais laikais buvo pasiūlyta daug oro paleidimo projektų, o kai kurie net visiškai veikė.
Oras „Pegasus“
Iki šiol sėkmingiausias oro erdvės aviacijos ir kosmoso sistemos (AKS) projektas buvo pradėtas devintojo dešimtmečio pabaigoje. Amerikos korporacija „Orbital Sciense“(dabar „Northrop Grumman“dalis), kurioje dalyvauja „Scaled Composites“, sukūrė „Pegasus“sistemą, pagrįstą to paties pavadinimo raketu.
Trijų pakopų „Pegasus“raketos ilgis yra 16,9 m, o paleidimo svoris-18,5 tonos. Visuose etapuose sumontuoti kietojo kuro varikliai. Pirmajame etape, kuris yra atsakingas už atmosferos skrydį, įrengtas delta sparnas. Naudingam kroviniui sutalpinti yra 2, 1 m ilgio ir 1, 18 m skersmens skyrius. Krovinio svoris yra 443 kg.
1994 metais buvo pristatyta „Pegasus XL“raketa, kurios ilgis - 17,6 m, o masė - 23,13 tonos. Dėl padidėjusio dydžio ir svorio buvo pristatyti nauji varikliai. „XL“gaminys išsiskiria padidėjusia energija ir skrydžio charakteristikomis, leidžiančiomis pasiekti aukštesnes orbitas arba nešti didesnę apkrovą.
Modifikuotas bombonešis B-52H iš pradžių buvo naudojamas kaip „Pegasus“raketos nešiklis. Tada „Lockheed L-1011“įdėklas buvo pertvarkytas į laikiklį. Lėktuvas su savo pavadinimu „Stargazer“gavo išorinę pakabą vienai raketai ir įvairią įrangą paleidimo kontrolei.
„AKC Pegasus“paleidimai vykdomi iš kelių vietų JAV ir už jos ribų. Paleidimo technika yra gana paprasta. Lėktuvnešis patenka į nurodytą zoną ir užima 12 tūkstančių metrų aukštį, po kurio raketa numetama. „Pegasus“gaminys planuoja kelias sekundes ir tada užveda pirmosios pakopos variklį. Bendras trijų variklių veikimo laikas yra 220 sek. To pakanka, kad apkrova patektų į žemas Žemės orbitas.
Pirmasis raketos „Pegasus“paleidimas iš B-52H įvyko 1990 m. Balandžio mėn. 1994 m. Buvo pradėtas eksploatuoti naujas lėktuvas. Nuo devintojo dešimtmečio pradžios kasmet buvo atliekami keli paleidimai, siekiant į orbitą iškelti tam tikras kompaktiškas ir lengvas transporto priemones. Iki 2019 metų rudens „AKS Pegas“atliko 44 skrydžius, iš kurių tik 5 baigėsi avarija ar daline sėkme. Paleidimo kaina svyruoja nuo 40 iki 56 milijonų dolerių, priklausomai nuo raketos tipo ir kitų veiksnių.
Naujausias „LauncherOne“
Nuo 2000 -ųjų pabaigos amerikiečių kompanija „Virgin Galactic“dirbo prie projekto „AKC LauncherOne“. Ilgą laiką buvo vykdomi kūrimo darbai ir ieškoma potencialių klientų. Antroje dešimtojo dešimtmečio pusėje kūrėjo įmonė turėjo problemų, dėl kurių teko peržiūrėti projekto tvarkaraštį.
„LauncherOne“sistema sukurta aplink to paties pavadinimo raketą. Tai dviejų pakopų gaminys, kurio ilgis didesnis nei 21 m, o svoris-apytiksliai. 30 tonų. Raketa varoma N3 ir N4 varikliais, naudojant žibalą ir skystą deguonį. Bendras variklių veikimo laikas yra 540 sek. „LauncherOne“raketa gali pakelti 500 kg krovinio į orbitą, kurios aukštis yra 230 km. Kuriama patobulintų charakteristikų raketos trijų pakopų modifikacija.
Iš pradžių raketą buvo planuojama paleisti naudojant specialų lėktuvą „White Knight Two“, tačiau 2015 m. Naujasis vežėjas buvo pertvarkytas keleivinis „Boeing 747-400“orlaivis, pavadintas „Cosmic Girl“. „LauncherOne“pilonas yra sumontuotas kairėje centrinės dalies pusėje.
Plėtros bendrovė teigia, kad „AKS LauncherOne“galima valdyti bet kuriame tinkamame aerodrome. Raketos paleidimo vieta parenkama pagal reikiamus orbitos parametrus. Pagal paleidimo ir skrydžio principus „Virgin Galactic“plėtra niekuo nesiskiria nuo kitų oro paleidimo sistemų. Tokios operacijos kaina yra 12 milijonų dolerių.
Pirmasis „LauncherOne“paleidimas įvyko 2020 m. Gegužės 25 d. Atjungus nuo nešiklio, raketa užvedė variklį ir pradėjo skristi. Netrukus po to pirmojo pakopos oksidatorių linija sugriuvo, todėl N3 variklis užgeso. Raketa nukrito į vandenyną.
Pirmasis sėkmingas „Virgin Orbit“startas įvyko 2017 m. Sausio 17 d. Modifikuota raketa pakilo virš Ramiojo vandenyno ir į žemą orbitą išsiuntė 10 „CubeSat“palydovų. Yra sutartys dėl dar trijų paleidimo. Anksčiau buvo pateiktas ryšių bendrovės „OneWeb“užsakymas, tačiau šie paleidimai yra atidėti neribotam laikui arba gali būti atšaukti.
Potencialūs konkurentai
Dabar keliose šalyse kuriami nauji AKS oro projektai. Tuo pačiu metu daugiausiai projektų siūloma Jungtinėse Valstijose, kur iniciatyvūs kūrėjai gali sulaukti rimtos NASA paramos. Kitose šalyse situacija atrodo kitokia - ir iki šiol nesulaukė pastebimos sėkmės.
Nuo 2000 -ųjų pabaigos Prancūzija, kuriai atstovauja „Dassault“ir „Astrium“, kuria AKS „Aldebaran“. Iš pradžių buvo svarstomos kelios raketų koncepcijos su skirtingais paleidimo metodais, ir tik MLA („Micro Launcher Airborne“) buvo toliau tobulinama - kompaktiška raketa, kurios apkrova siekė dešimtis kilogramų, tinkama naudoti su naikintuvu „Rafale“.
„Aldebaran MLA“projektavimas tęsiamas jau kelerius metus, tačiau bandymai dar neprasidėjo. Be to, abejojama ir bandymų laiku, ir pačia projekto ateitimi.
Įdomią AKC koncepciją pasiūlė amerikiečių kompanija „Generation Orbit“. Jo projektas „GOLauncher-1 / X-60A“numato konstruoti vienos pakopos skystą raketinę raketą, tinkančią pakabinti po „Learjet 35“lėktuvu. Ji turi išvystyti hipergarsinį greitį ir atlikti suborbitalinius skrydžius. Ateityje galima įgyti orbitos pajėgumų. X-60A laikomas platforma įvairiems mokslinių tyrimų projektams.
Praėjusio dešimtmečio pradžioje „Generation Orbit“gavo Pentagono paramą. 2014 metais X-60A raketos prototipas pirmą kartą eksportavo skrydį pagal standartinį vežėją. Nuo to laiko nebuvo pranešimų apie bandomuosius skrydžius. Tikriausiai karinis departamentas ir rangovas toliau tobulėja, tačiau kol kas dėl vienokių ar kitokių priežasčių jie negali pradėti visaverčių skrydžio bandymų.
Mūsų šalyje buvo sukurti keli įvairaus pobūdžio AKC projektai; jų medžiagos ne kartą buvo rodomos įvairiose parodose. Pavyzdžiui, MAKS projektas pasiūlė naudoti lėktuvą An-225 ir erdvėlaivį su išoriniu degalų baku. Be to, „Air Launch“projektas buvo sukurtas remiantis lėktuvu „An-124“. Jis turėjo nešti lašų konteinerį su raketa „Polet“. Abu projektai negalėjo būti įgyvendinti dėl kelių priežasčių.
Krypties perspektyvos
Kaip matote, per pastaruosius kelis dešimtmečius oro paleidimo į orbitą koncepcija patraukė dėmesį, todėl reguliariai atsiranda naujų projektų. Tuo pačiu metu ne visi tokio pobūdžio pokyčiai pasiekia bent bandymus, jau nekalbant apie visavertį veikimą. Iki šiol tik AKS „Pegasus“sugebėjo pristatyti reguliarius skrydžius, ir netrukus „LauncherOne“gali parodyti tokią sėkmę.
Toks oro paleidimo gedimas yra susijęs su keliais objektyviais apribojimais. Tokio AKS keliamoji galia iki šiol neviršija kelių šimtų kilogramų ir yra tiesiogiai proporcinga raketos paleidimo svoriui, kuris, savo ruožtu, nustatomas pagal lėktuvo vežėjo charakteristikas. Degalų taupymas dėl oro paleidimo paprastai neišsprendžia šios problemos.
Tačiau oru paleistos sistemos turi savo privalumų. Jie pasirodė esą patogi priemonė įpurkšti nedidelius krovinius į žemas orbitas. Mažesnė keliamoji galia leidžia greičiau surinkti visą krovinį ir sutrumpinti klientų laukimo laiką. Tuo pačiu metu tampa įmanoma palyginti mažas paleidimo išlaidas padalyti į didesnį klientų skaičių. Tačiau miniatiūrinių kosmoso technologijų kūrėjai ir gamintojai dar neparodė tinkamo susidomėjimo esama AKS.
Užsienio patirtis rodo, kad aviacijos ir kosmoso sistemos su oro paleidimu turi tam tikrų pranašumų, palyginti su kitomis raketų ir kosmoso technologijomis, ir gali efektyviau išspręsti atskiras problemas. Galima manyti, kad ateityje šios klasės technologijos neišnyks ir net vystysis. Dėl to kosmoso paleidimo rinkoje pagaliau susiformuos nauja niša, kuri bus įdomi raketų gamintojams ir potencialiems klientams.
