El concepte de sistema aeroespacial amb un pla espacial orbitant té una sèrie de qualitats positives i, per tant, crida l’atenció. Durant diverses dècades, s'han desenvolupat diversos projectes d'aquest tipus de sistemes, però les seves perspectives reals continuen en dubte. Fins ara, només alguns d'aquests projectes s'han posat en funcionament i el futur de tota la direcció continua en qüestió.
Els èxits del passat
El concepte d’avió espacial en òrbita preveu la creació d’un avió capaç d’ascendir a l’òrbita de forma independent o mitjançant un vehicle de llançament i després tornar a la Terra mitjançant un vol aerodinàmic amb un aterratge horitzontal. Aquest mètode de vol proporciona certs avantatges i, per tant, és d’interès per a la indústria espacial i de coets.
Els principals poders van començar a treballar activament sobre aquest tema als anys cinquanta del segle passat. Posteriorment, es van desenvolupar una àmplia varietat de sistemes aeroespacials (AKS) utilitzant diferents avions espacials. Alguns d'aquests projectes van arribar fins i tot a experiments a gran escala mitjançant tècniques experimentals.
Al mateix temps, la direcció encara no és molt exitosa i desenvolupada. El nombre de mostres provades és molt inferior al nombre total de projectes proposats i només un complex va arribar a funcionar realment.
L’avió orbitant amb més èxit és el transbordador espacial americà. El 1981-2011. Aquests dispositius van fer 135 vols (2 accidents), durant els quals centenars de tones de càrrega i desenes d'astronautes van ser lliurats a l'òrbita i retornats a la Terra. Tot i això, aquest programa no va resoldre el problema de reduir el cost de retirada i recuperació de la càrrega útil, i també va resultar ser massa complicat. A més, a principis del desè any, els avions espacials havien esgotat el seu recurs i la construcció de nous en va resultar inexpedient.
Al nostre país, el treball en avions espacials es va aturar en la fase de proves. Així doncs, als anys setanta i vuitanta es va dur a terme un ampli programa de proves de banc i de vol dels dispositius de la sèrie BOR, incl. amb accés a l’òrbita. El 1988, la sonda "Buran" va fer el seu únic vol espacial. Altres projectes nacionals no van avançar més enllà de les primeres etapes.
Desenvolupaments prometedors
A principis de la dècada de 2000, The Spaceship Company i Virgin Galactic van provar un avió espacial experimental SpaceShipOne. Més tard, sobre la base d’aquest producte, es va desenvolupar una nova nau espacial SpaceShipTwo, capaç d’elevar petites càrregues fins al límit inferior de l’espai exterior. A causa d'aquestes restriccions, l'avió espacial només es considera un transport per a turistes espacials o com una plataforma per a algunes investigacions.
El 2018-19. SpaceShipTwo experimentat en dos vols va ascendir a una altitud de més de 80 km. Es planifiquen nous vols després de finalitzar la modernització i preparació del vaixell existent per a operació comercial. També s'estan construint dos nous avions espacials "d'aparença en sèrie". No està clar quant de temps SpaceShipTwo arribarà a l’ús comercial. El projecte s’ha enfrontat repetidament al problema de l’ajornament i aquesta tendència pot continuar en el futur.
Més exitós i prometedor és el projecte Dream Chaser de Sierra Nevada Corp. Proposa la construcció d’un AKS amb un vehicle de llançament i un avió espacial capaç d’ascendir a òrbites terrestres baixes. Dream Chaser s'està desenvolupant principalment per treballar amb l'Estació Espacial Internacional; haurà de lliurar persones i càrrega a l’òrbita i tornar a la Terra. La càrrega útil estimada arribarà a les 5 tones, el temps de vol no superarà les poques hores.
Fins ara, s’han dut a terme proves de terra i de vol mitjançant dos avions espacials experimentals. El primer vol està previst per al 2022 amb el vehicle de llançament Vulcan Centaur estàndard. A continuació, es realitzarà una prova de llançament a la ISS. A finals de la dècada, està previst iniciar l'operació completa d'aquest AKS amb vols regulars amb una o altra càrrega a bord. No és clar fins a quin punt són realistes aquests plans. Segons la NASA, Sierra Nevada s’enfronta a diversos reptes que, com a mínim, dificulten la preparació dels vols.
Proves orbitals
Des de principis de la dècada de 2000, un avió espacial prometedor ha estat desenvolupat per la Força Aèria dels Estats Units, DARPA, NASA i Boeing. Les proves de vol d'un producte anomenat X-37A van començar el 2006. Després es va crear un dispositiu X-37B millorat, adequat per llançar-se en òrbita. El projecte es va crear per ordre de la Força Aèria i probablement tenia un propòsit exclusivament militar. Alhora, encara no s’han revelat les dades exactes d’aquest tipus.
El primer vol orbital de l'experimentat X-37B va començar l'abril del 2010 i va durar 224 dies, fins al desembre. Després es van fer quatre vols més, i el darrer va durar més de 779 dies. Des del maig de l’any passat, un dels dos prototips està en òrbita; es desconeix la data de retorn i embarcament. Potser aquesta vegada tornaran a establir el rècord durant la durada del vol.
Segons diverses estimacions i estimacions, el X-37B ja està sent utilitzat per la Força Aèria dels Estats Units per a missions del món real. El dispositiu realitza diverses maniobres i canvia d’òrbita. S'ha informat que aboca la càrrega útil. Per tant, el procés de desenvolupament de capacitats tècniques de vol pot anar acompanyat d’un treball real a favor de l’exèrcit.
El setembre de 2020, especialistes xinesos van llançar el vehicle de llançament Changzheng-2F amb una prometedora nau espacial reutilitzable. Aquest últim va entrar en òrbita terrestre baixa i, probablement, va començar a realitzar les tasques assignades. No es van divulgar detalls del projecte AKC xinès. Fins i tot es desconeix la classe de l’aparell resultant.
Segons fonts estrangeres, el primer vaixell reutilitzable a la Xina és similar en arquitectura i aspecte al nord-americà X-37B i hauria de tenir capacitats similars. Aquest producte, presumptament, es fabrica en forma d’avió amb una ala delta d’una envergadura reduïda i una massa que no supera les 8 tones. Es desconeix el ventall de tasques a resoldre i l’àmbit d’aplicació. La Xina encara no ha revelat els detalls del seu projecte.
Problemes de direcció
Malgrat tots els esforços, la direcció de l'AKS amb un avió en òrbita fins ara només ha tingut un èxit limitat. En un futur proper, la situació pot canviar, però el moment i els resultats dels processos actuals encara estan en qüestió. Una sèrie de factors característics i dificultats que ha d’afrontar la indústria espacial i de coets han conduït a aquest estat de coses.
El principal problema dels avions espacials és la complexitat de la seva creació. Els dissenyadors han de combinar les característiques específiques de la tecnologia orbital i el vol aerodinàmic, tenint en compte les càrregues característiques de l’estructura. Això sovint requereix el desenvolupament de noves tecnologies i components. El cost de l'obra augmenta en conseqüència.
Els projectes d’avions espacials proposats encara no poden competir amb els coets i els sistemes espacials d’altres classes. Els vaixells i vehicles de llançament existents són capaços de subministrar diferents càrregues útils a diferents òrbites: el client pot triar el sistema òptim. Els avions espacials dels tipus proposats encara no poden proporcionar aquesta flexibilitat d’ús. Per fer-ho, cal completar el desenvolupament dels projectes actuals i crear noves mostres amb característiques diferents.
Finalment, les perspectives de la direcció es veuen afectades negativament per la conjuntura general de la indústria espacial i de coets. Els millors èxits es mostren en els projectes nord-americans i xinesos creats per ordre de les forces armades i amb el seu suport directe. Els desenvolupadors comercials amb projectes proactius i fins i tot grans organitzacions com la NASA encara no són capaços de proporcionar de forma independent la creació ràpida i d’alta qualitat de sistemes amb les capacitats desitjades.
A causa de limitacions objectives i diverses dificultats, el desenvolupament de sistemes aeroespacials amb avions espacials fins ara només pot presumir d’assoliments limitats. La majoria dels projectes d’aquest tipus han passat a la història sense resultats reals, i la major part dels desenvolupaments actuals encara no han sorgit de l’etapa de proves. Tanmateix, l'interès per aquest tema continua sent estimulant i continuar la feina. Es pot suposar que en el futur la situació canviarà gradualment i es posaran en servei nous models d’avions orbitals. Tanmateix, el més probable és que els anàlegs de l’antic transbordador espacial amb les mateixes dimensions i càrrega útil no apareguin en els propers anys.
