Desde meados do século passado, o conceito de sistema aeroespacial com lançamento aéreo vem sendo trabalhado em diversos países. Ele fornece a saída da carga em órbita usando um veículo lançador lançado de um avião ou outra aeronave. Este método de lançamento impõe restrições à massa da carga útil, mas é econômico e fácil de preparar. Em épocas diferentes, muitos projetos de lançamento aéreo foram propostos, e alguns até alcançaram plena operação.
Air "Pegasus"
O projeto de sistema aeroespacial lançado pelo ar (AKS) de maior sucesso até o momento foi lançado no final dos anos oitenta. A empresa americana Orbital Sciense (hoje parte da Northrop Grumman), com a participação da Scaled Composites, desenvolveu o sistema Pegasus baseado no veículo lançador de mesmo nome.
O foguete Pegasus de três estágios tem comprimento de 16,9 me peso de lançamento de 18,5 toneladas e todos os estágios são equipados com motores de propelente sólido. O primeiro estágio, responsável pelo voo atmosférico, é dotado de asa delta. Para acomodar a carga útil, existe um compartimento com comprimento de 2,1m e diâmetro de 1,18m. O peso da carga é de 443 kg.
Em 1994, o foguete Pegasus XL foi apresentado com um comprimento de 17,6 me uma massa de 23,13 toneladas e, devido ao aumento de tamanho e peso, novos motores foram introduzidos. O produto XL se distingue por sua maior energia e características de vôo, o que permite que ele alcance órbitas mais altas ou carregue uma carga mais pesada.
Um bombardeiro B-52H modificado foi originalmente usado como um transportador para o foguete Pegasus. Em seguida, o forro Lockheed L-1011 foi reconstruído no transportador. A aeronave com nome próprio Stargazer recebeu suspensão externa para um foguete e diversos equipamentos para controle de lançamento.
Os lançamentos do AKC Pegasus são realizados a partir de vários locais nos Estados Unidos e além. A técnica de lançamento é bastante simples. O porta-aviões entra na área especificada e ocupa uma altitude de 12 mil metros, após a qual o foguete é lançado. O produto Pegasus planeja por alguns segundos e então liga o motor do primeiro estágio. O tempo total de operação dos três motores é de 220 seg. Isso é o suficiente para colocar a carga em órbitas baixas da Terra.
O primeiro lançamento do foguete Pegasus do B-52H ocorreu em abril de 1990. Em 1994, um novo porta-aviões foi colocado em operação. Desde o início dos anos noventa, vários lançamentos têm sido realizados anualmente com o objetivo de colocar em órbita alguns veículos compactos e leves. Até o outono de 2019, a AKS Pegas realizou 44 voos, dos quais apenas 5 terminaram em acidente ou sucesso parcial. O custo de lançamento varia de $ 40 milhões a $ 56 milhões, dependendo do tipo de foguete e outros fatores.
LançadorOne mais recente
Desde o final dos anos 2000, a empresa americana Virgin Galactic vem trabalhando no projeto AKC LauncherOne. Durante muito tempo, foram realizados trabalhos de desenvolvimento e procura de potenciais clientes. Na segunda metade do décimo, a incorporadora teve problemas, por isso o cronograma do projeto teve que ser revisto.
O sistema LauncherOne é construído em torno do foguete de mesmo nome. Este é um produto de duas fases com um comprimento de mais de 21 me um peso de aprox. 30 toneladas O foguete é movido por motores N3 e N4 usando querosene e oxigênio líquido. O tempo total de operação dos motores é de 540 seg. O foguete LauncherOne pode elevar 500 kg de carga em uma órbita a uma altitude de 230 km. Uma modificação de três estágios do foguete com características aprimoradas está sendo desenvolvida.
Inicialmente, o veículo de lançamento foi planejado para ser lançado em uma aeronave especial White Knight Two, mas em 2015 foi abandonado. A nova operadora foi uma aeronave de passageiros Boeing 747-400 redesenhada com seu próprio nome Cosmic Girl. O poste do LauncherOne é instalado sob o lado esquerdo da seção central.
A empresa de desenvolvimento afirma que o AKS LauncherOne pode ser operado em qualquer campo de aviação adequado. O local de lançamento do foguete é selecionado de acordo com os parâmetros necessários da órbita. Em termos de princípios de lançamento e voo, o desenvolvimento da Virgin Galactic não é diferente de outros sistemas de lançamento aéreo. O custo dessa operação é de US $ 12 milhões.
O primeiro lançamento do LauncherOne ocorreu em 25 de maio de 2020. Após o desacoplamento do porta-aviões, o foguete ligou o motor e começou a voar. Pouco depois, a linha do oxidante do primeiro estágio entrou em colapso, fazendo com que o motor N3 parasse. O foguete caiu no oceano.
A Virgin Orbit fez seu primeiro lançamento bem-sucedido em 17 de janeiro de 2017. O foguete modificado decolou sobre o Oceano Pacífico e colocou 10 satélites CubeSat em órbita baixa. Existem contratos para mais três lançamentos. Anteriormente, havia um pedido da empresa de comunicação OneWeb, mas esses lançamentos são adiados indefinidamente ou podem ser cancelados.
Concorrentes potenciais
Novos projetos AKS lançados por via aérea estão agora sendo criados em vários países. Ao mesmo tempo, o maior número de projetos é proposto nos Estados Unidos, onde desenvolvedores proativos podem receber apoio sério da NASA. Em outros países, a situação parece diferente - e até agora não gerou um sucesso notável.
Desde o final dos anos 2000, a França, representada por Dassault e Astrium, vem desenvolvendo AKS Aldebaran. Inicialmente, vários conceitos de mísseis com diferentes métodos de lançamento foram considerados, e apenas o MLA (Micro Launcher Airborne) recebeu um novo desenvolvimento - um foguete compacto com uma carga de dezenas de quilos, adequado para uso com o caça Rafale.
O projeto do Aldebaran MLA já está em andamento há vários anos, mas os testes ainda não começaram. Além disso, tanto o momento dos testes quanto o próprio futuro do projeto permanecem em questão.
Um conceito AKC interessante foi proposto pela empresa americana Generation Orbit. Seu projeto GOLauncher-1 / X-60A prevê a construção de um foguete de propelente líquido monofásico adequado para suspensão sob aeronave Learjet 35. Deve desenvolver velocidade hipersônica e realizar voos suborbitais. No futuro, é possível obter capacidades orbitais. O X-60A é visto como uma plataforma para uma variedade de projetos de pesquisa.
No início da última década, o Generation Orbit recebeu o apoio do Pentágono. Em 2014, um protótipo de foguete X-60A fez seu primeiro voo de exportação sob uma transportadora padrão. Desde então, não houve relatos de voos de teste. Provavelmente, o departamento militar e o empreiteiro continuam a se desenvolver, mas até agora eles não podem começar os testes de vôo completos por um motivo ou outro.
Vários projetos AKC de vários tipos foram desenvolvidos em nosso país; seus materiais foram mostrados repetidamente em várias exposições. Por exemplo, o projeto MAKS propôs o uso de uma aeronave An-225 e um avião espacial com um tanque de combustível externo. Além disso, o projeto de lançamento aéreo foi desenvolvido com base na aeronave An-124. Ele deveria carregar um container drop com um míssil Polet. Ambos os projetos não puderam ser concluídos por vários motivos.
Perspectivas de direção
Como você pode ver, nas últimas décadas, o conceito de lançamento aéreo para vôo em órbita tem chamado a atenção, o que leva ao aparecimento regular de novos projetos. Ao mesmo tempo, nem todos os desenvolvimentos desse tipo alcançam pelo menos testes, para não mencionar a operação completa. Até o momento, apenas AKS Pegasus foi capaz de trazer voos regulares, e em breve o LauncherOne poderá mostrar tanto sucesso.
Essa falha de um lançamento aéreo está associada a várias limitações objetivas. A capacidade de carga de tal AKS até agora não excede várias centenas de quilogramas e está em proporção direta ao peso de lançamento do foguete, que, por sua vez, é determinado de acordo com as características do porta-aviões. A economia de combustível devido ao lançamento aéreo geralmente não resolve este problema.
No entanto, os sistemas lançados pelo ar têm suas vantagens. Eles provam ser um meio conveniente de injetar pequenas cargas em órbitas baixas. A menor capacidade de levantamento permite uma coleta mais rápida de toda a carga e tempos de espera mais curtos para os clientes. Ao mesmo tempo, é possível dividir o custo de lançamento relativamente baixo em um número maior de clientes. No entanto, os desenvolvedores e fabricantes de tecnologia espacial em miniatura ainda não mostraram o devido interesse no AKS existente.
A experiência estrangeira mostra que os sistemas aeroespaciais com lançamento aéreo têm certas vantagens sobre outros foguetes e tecnologia espacial e podem resolver problemas individuais com mais eficácia. Pode-se supor que no futuro essa classe de tecnologia não irá desaparecer e até mesmo se desenvolver. Como resultado, um novo nicho finalmente se formará no mercado de lançamento espacial, que será do interesse dos fabricantes de foguetes e clientes em potencial.
