Des de mitjans del segle passat, el concepte d’un sistema aeroespacial amb llançament aeri s’ha elaborat a diferents països. Preveu la sortida de la càrrega en òrbita mitjançant un vehicle de llançament llançat des d’un avió o un altre avió. Aquest mètode de llançament imposa restriccions a la massa de càrrega útil, però és econòmic i fàcil de preparar. En diferents moments, es van proposar molts projectes de llançament aeri, i alguns fins i tot van arribar a funcionar plenament.
Aire "Pegasus"
El projecte de sistema aeroespacial llançat aeri (AKS) amb més èxit fins ara es va llançar a finals dels vuitanta. La corporació nord-americana Orbital Sciense (ara forma part de Northrop Grumman), amb la participació de Scaled Composites, ha desenvolupat el sistema Pegasus basat en el vehicle de llançament del mateix nom.
El coet Pegasus de tres etapes té una longitud de 16,9 mi un pes de llançament de 18,5 tones. Totes les etapes estan equipades amb motors de combustible sòlid. La primera etapa, que s’encarrega del vol atmosfèric, està equipada amb una ala delta. Per acomodar la càrrega útil, hi ha un compartiment amb una longitud de 2, 1 mi un diàmetre d’1, 18 m. El pes de la càrrega és de 443 kg.
El 1994 es va presentar el coet Pegasus XL amb una longitud de 17,6 mi una massa de 23,13 tones. A causa d'un augment de mida i pes, es van introduir nous motors. El producte XL es distingeix per la seva major energia i característiques de vol, que li permet arribar a òrbites més altes o carregar amb més càrrega.
Un bombarder B-52H modificat es va utilitzar originalment com a portador del coet Pegasus. Aleshores, el folre Lockheed L-1011 es va reconstruir al portador. L'avió amb el seu propi nom Stargazer va rebre una suspensió externa per a un coet i diversos equips per al control del llançament.
Els llançaments AKC Pegasus es realitzen des de diversos llocs dels Estats Units i més enllà. La tècnica de llançament és bastant senzilla. L'avió portador entra a la zona especificada i ocupa una altitud de 12 mil metres, després del qual es llença el coet. El producte Pegasus planeja uns segons i arrenca el motor de la primera etapa. El temps total de funcionament dels tres motors és de 220 segons. Això és suficient per portar la càrrega a òrbites terrestres baixes.
El primer llançament del coet Pegasus des del B-52H es va produir l'abril de 1990. El 1994 es va posar en funcionament un nou avió portador. Des de principis dels anys noranta, es realitzen diversos llançaments anuals amb l'objectiu de posar en òrbita determinats vehicles compactes i lleugers. Fins a la tardor del 2019, AKS Pegas va realitzar 44 vols, dels quals només 5 van acabar amb un accident o un èxit parcial. El cost del llançament oscil·la entre els 40 i els 56 milions de dòlars, segons el tipus de coet i altres factors.
LauncherOne més recent
Des de finals dels anys 2000, l’empresa americana Virgin Galactic treballa en el projecte AKC LauncherOne. Durant molt de temps, es van dur a terme treballs de desenvolupament i la cerca de clients potencials. A la segona meitat de la desena, l’empresa promotora va tenir problemes, per la qual cosa es va haver de revisar el calendari del projecte.
El sistema LauncherOne està construït al voltant del coet del mateix nom. Es tracta d’un producte de dues etapes amb una longitud de més de 21 mi un pes d’aprox. 30 tones: el coet funciona amb motors N3 i N4 que utilitzen querosè i oxigen líquid. El temps total de funcionament dels motors és de 540 segons. Un coet LauncherOne pot elevar 500 kg de càrrega a una òrbita amb una altitud de 230 km. S'està desenvolupant una modificació del coet en tres etapes amb característiques millorades.
Inicialment, el vehicle de llançament estava previst llançar-se amb un avió especial White Knight Two, però el 2015 va ser abandonat. El nou transportista era un avió de passatgers Boeing 747-400 redissenyat amb el seu propi nom Cosmic Girl. El piló LauncherOne s’instal·la a la part esquerra de la secció central.
La companyia de desenvolupament afirma que AKS LauncherOne es pot operar en qualsevol camp d’aviació adequat. El lloc de llançament del coet es selecciona d'acord amb els paràmetres requerits de l'òrbita. Pel que fa als principis de llançament i vol, el desenvolupament de Virgin Galactic no és diferent dels altres sistemes de llançament aeri. El cost d’aquesta operació és de 12 milions de dòlars.
El primer llançament de LauncherOne va tenir lloc el 25 de maig de 2020. Després de desacoblar-se de la companyia, el coet va arrencar el motor i va començar el vol. Poc després, la primera línia d'oxidant es va esfondrar, cosa que va provocar que el motor N3 s'aturés. El coet va caure a l'oceà.
Virgin Orbit va fer el seu primer llançament amb èxit el 17 de gener de 2017. El coet modificat va enlairar l'Oceà Pacífic i va enviar 10 satèl·lits CubeSat a òrbita baixa. Hi ha contractes per a tres llançaments més. Anteriorment, hi havia una comanda de l'empresa de comunicacions OneWeb, però aquests llançaments s'ajornen indefinidament o es poden cancel·lar.
Potencials competidors
Ara s’estan creant nous projectes AKS llançats a l’aire a diversos països. Al mateix temps, es proposa el major nombre de projectes als Estats Units, on els desenvolupadors proactius poden rebre un gran suport de la NASA. En altres països, la situació sembla diferent, i fins ara no ha donat cap èxit notable.
Des de finals dels anys 2000, França, representada per Dassault i Astrium, desenvolupa AKS Aldebaran. Inicialment, es van considerar diversos conceptes de míssils amb diferents mètodes de llançament, i només MLA (Micro Launcher Airborne) va rebre més desenvolupament: un coet compacte amb una càrrega de desenes de quilograms, adequat per al seu ús amb el lluitador Rafale.
El disseny de l’Aldebaran MLA es desenvolupa des de fa diversos anys, però les proves encara no han començat. A més, es manté en qüestió tant el calendari de les proves com el futur del projecte.
Un interessant concepte AKC va ser proposat per la companyia nord-americana Generation Orbit. El seu projecte GOLauncher-1 / X-60A preveu la construcció d’un coet de combustible líquid d’una sola etapa adequat per a la suspensió sota un avió Learjet 35. Ha de desenvolupar velocitat hipersònica i realitzar vols suborbitals. En el futur, és possible obtenir capacitats orbitals. El X-60A es veu com una plataforma per a diversos projectes de recerca.
A principis de la dècada passada, Generation Orbit va rebre el suport del Pentàgon. El 2014, un prototip de coet X-60A va fer el seu primer vol d’exportació amb una companyia estàndard. Des de llavors, no hi ha hagut informes de vols de prova. Probablement, el departament militar i el contractista continuen desenvolupant-se, però fins ara no poden començar proves de vol de ple dret per una o altra raó.
Al nostre país es van desenvolupar diversos projectes AKC de diversos tipus; els seus materials s'han mostrat repetidament en diverses exposicions. Per exemple, el projecte MAKS va proposar l’ús d’un avió An-225 i un avió espacial amb un dipòsit de combustible extern. A més, el projecte Air Launch es va desenvolupar sobre la base de l'avió An-124. Se suposava que portava un contenidor amb un míssil Polet. Els dos projectes no es van poder completar per diversos motius.
Perspectives de direcció
Com podeu veure, durant les darreres dècades, el concepte de llançament aeri per volar en òrbita ha cridat l'atenció, cosa que condueix a l'aparició regular de nous projectes. Al mateix temps, no tots els desenvolupaments d’aquest tipus arriben almenys a proves, per no parlar d’operacions de ple dret. Fins ara, només AKS Pegasus ha estat capaç de fer vols regulars i aviat LauncherOne pot demostrar aquest èxit.
Aquest fracàs d'un llançament aeri s'associa amb diverses limitacions objectives. La capacitat de càrrega d’aquests AKS fins ara no supera diversos centenars de quilograms i està en proporció directa amb el pes del llançament del coet, que, al seu torn, es determina d’acord amb les característiques de l’avió portador. L’economia de combustible a causa del llançament aeri no sol solucionar aquest problema.
No obstant això, els sistemes llançats per aire tenen els seus avantatges. Demostren ser un mitjà convenient per injectar petites càrregues en òrbites baixes. La menor capacitat d’elevació permet recollir més ràpidament tota la càrrega i reduir els temps d’espera dels clients. Al mateix temps, es pot dividir el cost de llançament relativament baix en un nombre més gran de clients. No obstant això, els desenvolupadors i fabricants de tecnologia espacial en miniatura encara no han mostrat el degut interès per les AKS existents.
L’experiència estrangera demostra que els sistemes aeroespacials amb llançament aeri tenen certs avantatges respecte a altres tecnologies espacials i de coets i poden solucionar de manera més efectiva problemes individuals. Es pot suposar que en el futur aquesta classe de tecnologia no desapareixerà ni tan sols es desenvoluparà. Com a resultat, finalment es formarà un nou nínxol al mercat de llançament espacial, que serà d’interès per als fabricants de coets i els clients potencials.
