Dalla metà del secolo scorso, il concetto di un sistema aerospaziale con lancio aereo è stato elaborato in diversi paesi. Prevede l'uscita del carico in orbita utilizzando un veicolo di lancio lanciato da un aereo o altro aereo. Questo metodo di lancio impone restrizioni sulla massa del carico utile, ma è economico e facile da preparare. In tempi diversi, sono stati proposti molti progetti di lancio aereo e alcuni hanno persino raggiunto la piena operatività.
Aria "Pegaso"
Il progetto di sistema aerospaziale lanciato dall'aria (AKS) di maggior successo fino ad oggi è stato lanciato alla fine degli anni ottanta. La società americana Orbital Sciense (ora parte di Northrop Grumman), con la partecipazione di Scaled Composites, ha sviluppato il sistema Pegasus basato sull'omonimo veicolo di lancio.
Il razzo Pegasus a tre stadi ha una lunghezza di 16,9 m e un peso di lancio di 18,5 tonnellate. Tutti gli stadi sono dotati di motori a propellente solido. Il primo stadio, responsabile del volo atmosferico, è dotato di un'ala a delta. Per accogliere il carico utile, c'è un vano con una lunghezza di 2, 1 me un diametro di 1, 18 M. Il peso del carico è di 443 kg.
Nel 1994, il razzo Pegasus XL fu presentato con una lunghezza di 17,6 me una massa di 23,13 tonnellate, a causa dell'aumento delle dimensioni e del peso, furono introdotti nuovi motori. Il prodotto XL si distingue per le sue maggiori caratteristiche di energia e volo, che gli consentono di raggiungere orbite più elevate o trasportare un carico più pesante.
Un bombardiere B-52H modificato è stato originariamente utilizzato come portaerei per il razzo Pegasus. Quindi il transatlantico Lockheed L-1011 è stato ricostruito nel vettore. L'aereo con il proprio nome Stargazer ha ricevuto una sospensione esterna per un razzo e varie attrezzature per il controllo del lancio.
I lanci di AKC Pegasus vengono effettuati da diversi siti negli Stati Uniti e oltre. La tecnica di lancio è abbastanza semplice. L'aereo da trasporto entra nell'area specificata e occupa un'altitudine di 12 mila metri, dopodiché il razzo viene lanciato. Il prodotto Pegasus pianifica per alcuni secondi e poi avvia il motore del primo stadio. Il tempo di funzionamento totale dei tre motori è di 220 sec. Questo è sufficiente per portare il carico in orbite terrestri basse.
Il primo lancio del razzo Pegasus dal B-52H avvenne nell'aprile 1990. Nel 1994 fu messo in funzione un nuovo aereo da trasporto. Dall'inizio degli anni novanta sono stati effettuati diversi lanci annuali con l'obiettivo di mettere in orbita alcuni veicoli compatti e leggeri. Fino all'autunno del 2019, AKS Pegas ha effettuato 44 voli, di cui solo 5 si sono conclusi con un incidente o un successo parziale. Il costo di lancio varia da $ 40 milioni a $ 56 milioni, a seconda del tipo di razzo e di altri fattori.
LauncherOne più recente
Dalla fine degli anni 2000, la società americana Virgin Galactic lavora al progetto AKC LauncherOne. Per lungo tempo sono stati effettuati lavori di sviluppo e ricerca di potenziali clienti. Nella seconda metà del decimo, la società di sviluppo ha avuto problemi, a causa dei quali è stato necessario rivedere il programma del progetto.
Il sistema LauncherOne è costruito attorno al razzo con lo stesso nome. Si tratta di un prodotto a due stadi con una lunghezza di oltre 21 m e un peso di ca. 30 tonnellate Il razzo è alimentato da motori N3 e N4 che utilizzano cherosene e ossigeno liquido. Il tempo di funzionamento totale dei motori è di 540 sec. Il razzo LauncherOne può sollevare 500 kg di carico in un'orbita con un'altitudine di 230 km. È in fase di sviluppo una modifica a tre stadi del razzo con caratteristiche migliorate.
Inizialmente, il veicolo di lancio doveva essere lanciato utilizzando uno speciale aereo White Knight Two, ma nel 2015 è stato abbandonato. Il nuovo vettore era un aereo passeggeri Boeing 747-400 riprogettato con il proprio nome Cosmic Girl. Il pilone LauncherOne è installato sotto il lato sinistro della sezione centrale.
La società di sviluppo afferma che AKS LauncherOne può essere utilizzato in qualsiasi aeroporto adatto. Il sito di lancio del razzo viene selezionato in base ai parametri richiesti dell'orbita. In termini di principi di lancio e volo, lo sviluppo di Virgin Galactic non è diverso da altri sistemi di lancio aereo. Il costo di tale operazione è di $ 12 milioni.
Il primo lancio di LauncherOne è avvenuto il 25 maggio 2020. Dopo il disaccoppiamento dal vettore, il razzo ha avviato il motore e ha iniziato il volo. Poco dopo, la linea dell'ossidante del primo stadio è crollata, causando lo stallo del motore N3. Il razzo è caduto nell'oceano.
Virgin Orbit ha fatto il suo primo lancio di successo il 17 gennaio 2017. Il razzo modificato è decollato sull'Oceano Pacifico e ha inviato 10 satelliti CubeSat in orbita bassa. Ci sono contratti per altri tre lanci. In precedenza, c'era un ordine dalla società di comunicazione OneWeb, ma questi lanci sono rinviati a tempo indeterminato o potrebbero essere annullati.
Potenziali concorrenti
Nuovi progetti lanciati da AKS sono ora in fase di creazione in diversi paesi. Allo stesso tempo, il maggior numero di progetti viene proposto negli Stati Uniti, dove gli sviluppatori proattivi possono ricevere un serio supporto dalla NASA. In altri paesi, la situazione sembra diversa e finora non ha portato a un successo notevole.
Dalla fine degli anni 2000, la Francia, rappresentata da Dassault e Astrium, sviluppa AKS Aldebaran. Inizialmente, sono stati presi in considerazione diversi concetti di missili con diversi metodi di lancio e solo MLA (Micro Launcher Airborne) ha ricevuto un ulteriore sviluppo: un razzo compatto con un carico di decine di chilogrammi, adatto per l'uso con il caccia Rafale.
La progettazione dell'Aldebaran MLA è in corso da diversi anni, ma i test non sono ancora iniziati. Inoltre, restano in discussione sia i tempi dei test che il futuro stesso del progetto.
Un interessante concetto AKC è stato proposto dalla società americana Generation Orbit. Il suo progetto GOLauncher-1 / X-60A prevede la costruzione di un razzo a propellente liquido monostadio adatto alla sospensione sotto un aereo Learjet 35. Deve sviluppare velocità ipersonica ed eseguire voli suborbitali. In futuro, è possibile ottenere capacità orbitali. L'X-60A è visto come una piattaforma per una varietà di progetti di ricerca.
All'inizio dell'ultimo decennio, Generation Orbit ha ricevuto il sostegno del Pentagono. Nel 2014, un prototipo di razzo X-60A ha effettuato il suo primo volo di esportazione con un vettore standard. Da allora, non ci sono state segnalazioni di voli di prova. Probabilmente, il dipartimento militare e l'appaltatore continuano a svilupparsi, ma finora non possono iniziare test di volo a tutti gli effetti per un motivo o per l'altro.
Diversi progetti AKC di vario genere sono stati sviluppati nel nostro Paese; i loro materiali sono stati ripetutamente esposti in varie mostre. Ad esempio, il progetto MAKS ha proposto l'uso di un aereo An-225 e di uno spazioplano con un serbatoio di carburante esterno. Inoltre, il progetto Air Launch è stato sviluppato sulla base del velivolo An-124. Doveva trasportare un container con un missile Polet. Entrambi i progetti non hanno potuto essere completati per una serie di motivi.
Prospettive di direzione
Come puoi vedere, negli ultimi decenni, il concetto di lancio aereo per il volo in orbita ha attirato l'attenzione, il che porta alla comparsa regolare di nuovi progetti. Allo stesso tempo, non tutti gli sviluppi di questo tipo raggiungono almeno i test, per non parlare del funzionamento a tutti gli effetti. Ad oggi, solo AKS Pegasus è stato in grado di attivare voli regolari e presto LauncherOne potrebbe mostrare un tale successo.
Un tale fallimento di un lancio aereo è associato a diverse limitazioni oggettive. La capacità di carico di tale AKS finora non supera diverse centinaia di chilogrammi ed è direttamente proporzionale al peso di lancio del razzo, che, a sua volta, è determinato in base alle caratteristiche dell'aereo da trasporto. Il risparmio di carburante dovuto al lancio aereo generalmente non risolve questo problema.
Tuttavia, i sistemi lanciati dall'aria hanno i loro vantaggi. Si rivelano un mezzo conveniente per iniettare piccoli carichi in orbite basse. La capacità di sollevamento inferiore consente una raccolta più rapida dell'intero carico e tempi di attesa più brevi per i clienti. Allo stesso tempo, diventa possibile suddividere il costo di lancio relativamente basso in un numero maggiore di clienti. Tuttavia, gli sviluppatori e i produttori di tecnologia spaziale in miniatura non hanno ancora mostrato il dovuto interesse per l'AKS esistente.
L'esperienza straniera mostra che i sistemi aerospaziali con lancio aereo presentano alcuni vantaggi rispetto ad altre tecnologie missilistiche e spaziali e possono risolvere più efficacemente i problemi individuali. Si può presumere che in futuro questa classe di tecnologia non scomparirà e nemmeno si svilupperà. Di conseguenza, si formerà finalmente una nuova nicchia nel mercato dei lanci spaziali, che interesserà i produttori di missili e i potenziali clienti.
