Il concetto di un sistema aerospaziale con uno spazioplano orbitante ha una serie di qualità positive e quindi attira l'attenzione. Per diversi decenni sono stati sviluppati vari progetti di tali sistemi, ma le loro reali prospettive rimangono in discussione. Ad oggi, solo alcuni di questi progetti sono stati messi in funzione e il futuro dell'intera direzione rimane in discussione.
I successi del passato
Il concetto di aeroplano orbitante prevede la realizzazione di un velivolo in grado di salire in orbita autonomamente o utilizzando un veicolo di lancio, per poi ritornare sulla Terra tramite volo aerodinamico con atterraggio orizzontale. Questo metodo di volo offre alcuni vantaggi e quindi è di interesse per l'industria missilistica e spaziale.
Le principali potenze hanno iniziato a lavorare attivamente su questo argomento negli anni Cinquanta del secolo scorso. Successivamente, è stata sviluppata un'ampia varietà di sistemi aerospaziali (AKS) utilizzando diversi aerei spaziali. Alcuni di questi progetti si sono spinti fino a esperimenti su vasta scala utilizzando tecniche sperimentali.
Allo stesso tempo, la direzione non ha ancora molto successo e sviluppo. Il numero di campioni testati è molto inferiore al numero totale di progetti proposti e solo un complesso ha raggiunto l'effettiva operatività.
L'aereo orbitante di maggior successo è lo Space Shuttle americano. Nel 1981-2011. Tali dispositivi hanno effettuato 135 voli (2 incidenti), durante i quali centinaia di tonnellate di merci e dozzine di astronauti sono state consegnate in orbita e restituite alla Terra. Tuttavia, questo programma non ha risolto il problema della riduzione dei costi di ritiro e recupero del carico utile e si è rivelato anche eccessivamente complicato. Inoltre, all'inizio del decimo anno, gli aeroplani avevano esaurito le loro risorse e la costruzione di nuovi si era rivelata inopportuna.
Nel nostro paese, i lavori sugli aeroplani spaziali si sono fermati nella fase di test. Così, negli anni settanta e ottanta, è stato effettuato un ampio programma di prove al banco e in volo dei dispositivi della serie BOR, incl. con accesso all'orbita. Nel 1988, la navicella spaziale "Buran" ha effettuato il suo unico volo spaziale. Ulteriori progetti nazionali non sono andati oltre le prime fasi.
Sviluppi promettenti
All'inizio degli anni 2000, The Spaceship Company e Virgin Galactic hanno testato uno spazioplano sperimentale SpaceShipOne. Successivamente, sulla base di questo prodotto, è stata sviluppata una nuova navicella spaziale SpaceShipTwo, in grado di sollevare piccoli carichi fino al confine inferiore dello spazio esterno. A causa di tali restrizioni, l'aeroplano è considerato solo un trasporto per turisti spaziali o una piattaforma per alcune ricerche.
Nel 2018-19. SpaceShipTwo sperimentato in due voli è salito a un'altitudine di oltre 80 km. Sono previsti nuovi voli dopo il completamento dell'ammodernamento e la preparazione della nave esistente per l'esercizio commerciale. Sono in costruzione anche due nuovi aeroplani spaziali "a aspetto seriale". Non è chiaro quanto presto SpaceShipTwo raggiungerà l'uso commerciale. Il progetto ha più volte affrontato il problema del rinvio e questa tendenza potrebbe continuare in futuro.
Più riuscito e promettente è il progetto Dream Chaser di Sierra Nevada Corp. Propone la costruzione di un AKS con un veicolo di lancio e uno spazioplano in grado di salire su orbite terrestri basse. Dream Chaser è stato sviluppato principalmente per lavorare con la Stazione Spaziale Internazionale; dovrà consegnare persone e merci in orbita e tornare sulla Terra. Il carico utile stimato raggiungerà le 5 tonnellate, il tempo di volo non sarà superiore a poche ore.
Ad oggi, sono stati effettuati test a terra e in volo utilizzando due aeroplani sperimentali. Il primo volo è previsto per il 2022 utilizzando il veicolo di lancio standard Vulcan Centaur. Quindi avrà luogo un lancio di prova verso l'ISS. Entro la fine del decennio, si prevede di iniziare l'operatività a pieno titolo di questo AKS con voli regolari con l'uno o l'altro carico a bordo. Non è chiaro quanto siano realistici tali piani. Secondo la NASA, la Sierra Nevada sta affrontando varie sfide che, per lo meno, rendono difficile la preparazione per i voli.
Test orbitali
Dall'inizio degli anni 2000, la US Air Force, la DARPA, la NASA e la Boeing hanno sviluppato un promettente aereo spaziale. I test di volo di un prodotto chiamato X-37A sono iniziati nel 2006. Quindi è stato creato un dispositivo X-37B migliorato, adatto per il lancio in orbita. Il progetto fu realizzato per ordine dell'Aeronautica Militare e probabilmente aveva uno scopo esclusivamente militare. Allo stesso tempo, i dati esatti di questo tipo non sono stati ancora resi noti.
Il primo volo orbitale dell'esperto X-37B è iniziato nell'aprile 2010 ed è durato 224 giorni, fino a dicembre. Poi hanno avuto luogo altri quattro voli e l'ultimo è durato più di 779 giorni. Da maggio dello scorso anno uno dei due prototipi è in orbita; la data di ritorno e di imbarco è sconosciuta. Forse questa volta stabiliranno di nuovo il record per la durata del volo.
Secondo varie stime e stime, l'X-37B è già utilizzato dall'aeronautica statunitense per missioni nel mondo reale. Il dispositivo esegue varie manovre e cambia le sue orbite. È stato segnalato per scaricare il carico utile. Pertanto, il processo di sviluppo delle capacità tecniche di volo può essere accompagnato da un vero lavoro a favore dell'esercito.
Nel settembre 2020, gli specialisti cinesi hanno lanciato il veicolo di lancio Changzheng-2F con un promettente veicolo spaziale riutilizzabile. Quest'ultimo entrò nell'orbita terrestre bassa e, probabilmente, iniziò a svolgere i compiti assegnati. Nessun dettaglio del progetto AKC cinese è stato divulgato. Anche la classe dell'apparato risultante rimane sconosciuta.
Secondo fonti straniere, la prima nave riutilizzabile in Cina è simile per architettura e aspetto all'X-37B americana e dovrebbe avere capacità simili. Questo prodotto, presumibilmente, è realizzato sotto forma di un aeroplano con un'ala a delta di una piccola campata e ha una massa non superiore alle tonnellate 8. La gamma di compiti da risolvere e l'ambito di applicazione sono sconosciuti. La Cina non ha ancora rivelato i dettagli del suo progetto.
Problemi di direzione
Nonostante tutti gli sforzi, la direzione dell'AKS con un aereo in orbita ha avuto finora solo un successo limitato. Nel prossimo futuro, la situazione potrebbe cambiare, ma i tempi ei risultati dei processi attuali sono ancora in discussione. Una serie di fattori caratteristici e difficoltà che l'industria missilistica e spaziale deve affrontare hanno portato a questo stato di cose.
Il problema principale con gli aeroplani è la complessità della loro creazione. I progettisti devono combinare le caratteristiche specifiche della tecnologia orbitale e del volo aerodinamico, tenendo conto dei carichi caratteristici sulla struttura. Ciò richiede spesso lo sviluppo di nuove tecnologie e componenti. Il costo del lavoro aumenta di conseguenza.
I progetti proposti di aeroplani spaziali non possono ancora competere con razzi e sistemi spaziali di altre classi. Le navi e i veicoli di lancio esistenti sono in grado di trasportare diversi carichi utili su orbite diverse: il cliente può scegliere il sistema ottimale. Gli aerei spaziali dei tipi proposti non possono ancora fornire tale flessibilità d'uso. Per fare ciò, è necessario completare lo sviluppo dei progetti attuali e creare nuovi campioni con caratteristiche diverse.
Infine, le prospettive della direzione sono influenzate negativamente dalla congiuntura generale dell'industria missilistica e spaziale. I migliori successi sono mostrati dai progetti americani e cinesi realizzati per ordine delle forze armate e con il loro diretto sostegno. Gli sviluppatori commerciali con progetti proattivi e persino le grandi organizzazioni come la NASA non sono ancora in grado di fornire in modo indipendente la creazione rapida e di alta qualità di sistemi con le capacità desiderate.
A causa di limiti oggettivi e varie difficoltà, lo sviluppo di sistemi aerospaziali con aeroplani spaziali può vantare finora solo risultati limitati. La maggior parte dei progetti di questo tipo è passata alla storia senza risultati reali e il grosso degli sviluppi attuali non è ancora emerso dalla fase di test. Tuttavia, l'interesse per questo argomento rimane e stimola la continuazione del lavoro. Si può presumere che in futuro la situazione cambierà gradualmente e verranno messi in servizio nuovi modelli di velivoli orbitali. Tuttavia, gli analoghi del vecchio Space Shuttle con le stesse dimensioni e carico utile, molto probabilmente, non appariranno nei prossimi anni.
