От средата на миналия век концепцията за аерокосмическа система с изстрелване във въздуха се разработва в различни страни. Той предвижда извеждането на товара в орбита с помощта на ракета -носител, изстреляна от самолет или друг самолет. Този метод на изстрелване налага ограничения върху масата на полезния товар, но е икономичен и лесен за приготвяне. По различно време бяха предложени много проекти за изстрелване на въздух, а някои дори достигнаха пълна експлоатация.
Въздух "Пегас"
Най-успешният досега проект за аерокосмическа система (AKS), изстрелян от въздуха, стартира в края на осемдесетте. Американската корпорация Orbital Sciense (сега част от Northrop Grumman), с участието на Scaled Composites, е разработила системата Pegasus, базирана на едноименната ракета -носител.
Тристепенната ракета Pegasus е с дължина 16,9 м и тегло на изстрелване 18,5 т. Всички етапи са оборудвани с двигатели с твърдо гориво. Първият етап, който е отговорен за атмосферния полет, е оборудван с делта крило. За да побере полезния товар, има отделение с дължина 2, 1 м и диаметър 1, 18 м. Теглото на товара е 443 кг.
През 1994 г. е представена ракетата Pegasus XL с дължина 17,6 м и маса 23,13 т. Поради увеличаване на размерите и теглото са въведени нови двигатели. Продуктът XL се отличава с повишената си енергия и летателни характеристики, което му позволява да достигне по -високи орбити или да носи по -тежък товар.
Модифициран бомбардировач B-52H първоначално е бил използван като носител на ракетата Pegasus. След това лайнерът на Lockheed L-1011 беше възстановен в носача. Самолетът със собствено име Stargazer получи външно окачване за една ракета и различно оборудване за контрол на изстрелването.
Стартирането на AKC Pegasus се извършва от няколко обекта в САЩ и извън тях. Техниката за стартиране е доста проста. Самолетът -носител влиза в посочената зона и заема височина 12 хиляди метра, след което ракетата се изпуска. Продуктът на Pegasus планира за няколко секунди и след това стартира двигателя на първата степен. Общото време на работа на трите двигателя е 220 сек. Това е достатъчно, за да пренесе товара в ниски земни орбити.
Първото изстрелване на ракетата Pegasus от B-52H се състоя през април 1990 г. През 1994 г. беше пуснат в експлоатация нов самолет-носител. От началото на деветдесетте години се извършват няколко изстрелвания годишно с цел извеждане на орбита на определени компактни и леки превозни средства. До есента на 2019 г. AKS Pegas извърши 44 полета, от които само 5 завършиха с инцидент или частичен успех. Цената на изстрелването варира от $ 40 милиона до $ 56 милиона, в зависимост от типа ракета и други фактори.
Най -новият LauncherOne
От края на 2000 -те американската компания Virgin Galactic работи по проекта AKC LauncherOne. Дълго време се извършваха разработки и търсене на потенциални клиенти. През втората половина на десетото компанията разработчик имаше проблеми, поради което графикът на проекта трябваше да бъде преразгледан.
Системата LauncherOne е изградена около едноименната ракета. Това е двустепенен продукт с дължина над 21 м и тегло прибл. 30 т. Ракетата се задвижва от двигатели N3 и N4, използващи керосин и течен кислород. Общото време на работа на двигателите е 540 секунди. Ракета LauncherOne може да издигне 500 кг товар в орбита с височина 230 км. Разработва се тристепенна модификация на ракетата с подобрени характеристики.
Първоначално ракетата -носител беше планирана да бъде изстреляна със специален самолет White Knight Two, но през 2015 г. беше изоставена. Новият превозвач беше преработен пътнически самолет Boeing 747-400 със собствено име Cosmic Girl. Пилонът LauncherOne е инсталиран под лявата страна на централната секция.
Компанията за развитие твърди, че AKS LauncherOne може да се експлоатира на всяко подходящо летище. Мястото за изстрелване на ракетата се избира в съответствие с необходимите параметри на орбитата. По отношение на принципите на изстрелване и полет, развитието на Virgin Galactic не се различава от другите системи за изстрелване на въздух. Цената на такава операция е 12 милиона долара.
Първото изстрелване на LauncherOne се състоя на 25 май 2020 г. След като се откачи от носителя, ракетата стартира двигателя и започна полет. Малко след това линията на окислител на първия етап се срина, което доведе до застоя на двигателя N3. Ракетата падна в океана.
Virgin Orbit направи първия си успешен старт на 17 януари 2017 г. Модифицираната ракета излетя над Тихия океан и изпрати 10 спътника CubeSat на ниска орбита. Има договори за още три изстрелвания. Преди това имаше поръчка от комуникационната компания OneWeb, но тези стартирания се отлагат за неопределено време или могат да бъдат отменени.
Потенциални конкуренти
В момента в няколко държави се създават нови проекти на AKS с въздушен старт. В същото време най -голям брой проекти се предлагат в САЩ, където проактивните разработчици могат да получат сериозна подкрепа от НАСА. В други страни ситуацията изглежда различно - и досега не е довела до забележим успех.
От края на 2000 -те години Франция, представена от Dassault и Astrium, разработва AKS Aldebaran. Първоначално бяха разгледани няколко концепции за ракети с различни методи за изстрелване и само MLA (Micro Launcher Airborne) получи по -нататъшно развитие - компактна ракета с товар от десетки килограми, подходяща за използване с изтребителя Rafale.
Дизайнът на Aldebaran MLA продължава няколко години, но тестването все още не е започнало. Нещо повече, както времето на тестовете, така и самото бъдеще на проекта остават под въпрос.
Интересна концепция на AKC е предложена от американската компания Generation Orbit. Нейният проект GOLauncher-1 / X-60A предвижда изграждането на едноетапна ракета с течно гориво, подходяща за окачване под самолет Learjet 35. Тя трябва да развива хиперзвукова скорост и да извършва суборбитални полети. В бъдеще е възможно да се получат орбитални възможности. X-60A се разглежда като платформа за различни изследователски проекти.
В началото на последното десетилетие Generation Orbit получи подкрепа от Пентагона. През 2014 г. прототипна ракета X-60A направи първия си експортен полет под стандартен носител. Оттогава няма съобщения за тестови полети. Вероятно военното ведомство и изпълнителят продължават да се развиват, но засега не могат да започнат пълноценни полетни тестове по една или друга причина.
У нас бяха разработени няколко проекта на АКС от различен вид; техните материали са показвани многократно на различни изложби. Например проектът MAKS предлага използването на самолет Ан-225 и космически самолет с външен резервоар за гориво. Също така, проектът Air Launch е разработен на базата на самолет Ан-124. Той трябваше да носи контейнер за изпускане с ракета "Полет". И двата проекта не могат да бъдат завършени по редица причини.
Перспективи за посока
Както можете да видите, през последните няколко десетилетия концепцията за изстрелване на въздух за полет на орбита привлече вниманието, което води до редовна поява на нови проекти. В същото време не всички разработки от този вид стигат поне до тестове, да не говорим за пълноценна работа. Към днешна дата само AKS Pegasus успя да изведе редовни полети и скоро LauncherOne може да покаже такъв успех.
Такъв провал на въздушен изстрел е свързан с няколко обективни ограничения. Товароносимостта на такива АКС досега не надвишава няколкостотин килограма и е право пропорционална на изстрелващото тегло на ракетата, което от своя страна се определя в съответствие с характеристиките на самолета -носител. Икономията на гориво поради изстрелването на въздух по принцип не решава този проблем.
Системите с въздушен старт обаче имат своите предимства. Те се оказват удобно средство за инжектиране на малки товари в ниски орбити. По -ниският товароподемност позволява по -бързо събиране на целия товар и по -кратко време за изчакване за клиентите. В същото време става възможно да се разделят относително ниските разходи за стартиране на по -голям брой клиенти. Разработчиците и производителите на миниатюрни космически технологии обаче все още не са проявили необходимия интерес към съществуващите AKS.
Чуждестранният опит показва, че космическите системи с въздушно изстрелване имат определени предимства пред другите ракетни и космически технологии и могат по -ефективно да решават отделни проблеми. Може да се предположи, че в бъдеще този клас технологии няма да изчезне и дори да се развие. В резултат на това на пазара за космически изстрелвания най -накрая ще се оформи нова ниша, която ще представлява интерес за производителите на ракети и потенциалните клиенти.
