از اواسط قرن گذشته ، مفهوم سیستم هوافضا با پرتاب هوایی در کشورهای مختلف مورد استفاده قرار گرفت. این دستگاه خروجی بار را با استفاده از وسیله پرتاب از هواپیما یا هواپیماهای دیگر به مدار زمین ارائه می دهد. این روش پرتاب محدودیت هایی را بر روی جرم بار اعمال می کند ، اما مقرون به صرفه است و آماده سازی آن آسان است. در زمان های مختلف ، پروژه های پرتاب هوایی زیادی پیشنهاد شد و برخی حتی به بهره برداری کامل رسیدند.
هوا "پگاسوس"
موفق ترین پروژه سیستم هوافضا با پرتاب هوایی (AKS) تا به امروز در اواخر دهه هشتاد راه اندازی شد. شرکت آمریکایی Orbital Sciense (که در حال حاضر بخشی از Northrop Grumman است) ، با مشارکت Scaled Composites ، سیستم Pegasus را بر اساس وسیله پرتاب با همین نام توسعه داده است.
موشک سه مرحله ای پگاسوس دارای طول 16.9 متر و وزن پرتاب 18.5 تن است.همه مراحل مجهز به موتورهای سوخت جامد هستند. مرحله اول ، که وظیفه پرواز جوی را بر عهده دارد ، دارای بال دلتا است. برای قرار دادن بار ، محفظه ای به طول 2 ، 1 متر و قطر 1 ، 18 متر وجود دارد. وزن بار 443 کیلوگرم است.
در سال 1994 ، موشک Pegasus XL با طول 17.6 متر و جرم 23.13 تن ارائه شد.به دلیل افزایش اندازه و وزن ، موتورهای جدیدی معرفی شدند. محصول XL با افزایش انرژی و ویژگی های پرواز متمایز می شود ، که به آن اجازه می دهد به مدارهای بالاتر برسد یا بارهای سنگین تری را حمل کند.
یک بمب افکن اصلاح شده B-52H در ابتدا به عنوان حامل موشک پگاسوس مورد استفاده قرار گرفت. سپس بوش لاکهید L-1011 در حامل دوباره ساخته شد. این هواپیما با نام خود Stargazer یک سیستم تعلیق خارجی برای یک موشک و تجهیزات مختلف برای کنترل پرتاب دریافت کرد.
پرتاب AKC Pegasus از چندین سایت در ایالات متحده و فراتر از آن انجام می شود. تکنیک پرتاب بسیار ساده است. هواپیمای حامل وارد منطقه مشخص شده و ارتفاع 12 هزار متر را اشغال می کند ، پس از آن موشک پرتاب می شود. محصول Pegasus برای چند ثانیه برنامه ریزی می کند و سپس موتور مرحله اول را روشن می کند. کل زمان کارکرد سه موتور 220 ثانیه است. این مقدار کافی است تا بار را به مدارهای پایین زمین برساند.
اولین پرتاب موشک پگاسوس از B-52H در آوریل 1990 انجام شد. در سال 1994 ، یک هواپیمای حامل جدید به بهره برداری رسید. از آغاز دهه نود ، سالانه چندین پرتاب با هدف قرار دادن مدارهای خاص خودروهای جمع و جور و سبک انجام می شود. تا پاییز سال 2019 ، AKS Pegas 44 پرواز انجام داد که از این تعداد تنها 5 پرواز به صورت تصادفی یا موفقیت نسبی به پایان رسید. بسته به نوع موشک و عوامل دیگر ، هزینه پرتاب از 40 تا 56 میلیون دلار متغیر است.
جدیدترین LauncherOne
از اواخر دهه 2000 ، شرکت آمریکایی Virgin Galactic روی پروژه AKC LauncherOne کار می کند. برای مدت طولانی ، کار توسعه و جستجوی مشتریان احتمالی انجام شد. در نیمه دوم دهم ، شرکت توسعه دهنده مشکلاتی داشت ، به همین دلیل برنامه پروژه باید بازنگری شود.
سیستم LauncherOne در اطراف موشکی با همین نام ساخته شده است. این محصول دو مرحله ای با طول بیش از 21 متر و وزن تقریبی است. 30 تن این موشک از موتورهای N3 و N4 با نفت سفید و اکسیژن مایع استفاده می کند. کل زمان کارکرد موتورها 540 ثانیه است. موشک LauncherOne می تواند 500 کیلوگرم محموله را به مدار 230 کیلومتری ببرد. اصلاح سه مرحله ای موشک با ویژگی های بهبود یافته در حال توسعه است.
در ابتدا ، قرار بود وسیله پرتاب با استفاده از هواپیمای ویژه White Knight Two پرتاب شود ، اما در سال 2015 رها شد. ناو هواپیمابر جدید هواپیمای مسافربری بوئینگ 747-400 با نام خاص خود Cosmic Girl بود. ستون LauncherOne در سمت چپ بخش مرکزی نصب شده است.
شرکت توسعه مدعی است که AKS LauncherOne را می توان در هر میدان هوایی مناسب اداره کرد. محل پرتاب موشک مطابق با پارامترهای مورد نیاز مدار انتخاب شده است. از نظر اصول پرتاب و پرواز ، توسعه Virgin Galactic تفاوتی با سایر سیستم های پرتاب هوایی ندارد. هزینه چنین عملیاتی 12 میلیون دلار است.
اولین پرتاب LauncherOne در 25 مه 2020 انجام شد. پس از جدا شدن از حامل ، موشک موتور را روشن کرد و پرواز را آغاز کرد. اندکی پس از آن ، خط اکسید کننده مرحله اول فرو ریخت و باعث شد موتور N3 متوقف شود. موشک به اقیانوس افتاد.
Virgin Orbit اولین پرتاب موفق خود را در 17 ژانویه 2017 انجام داد. موشک اصلاح شده بر فراز اقیانوس آرام به پرواز درآمد و 10 ماهواره CubeSat را به مدار کم فرستاد. برای سه راه اندازی دیگر قرارداد وجود دارد. پیش از این ، از طرف شرکت ارتباطات OneWeb سفارش داده شده بود ، اما این راه اندازی ها به طور نامحدود به تعویق می افتد یا ممکن است لغو شود.
رقبای احتمالی
پروژه های جدید راه اندازی شده توسط AKS در حال حاضر در چندین کشور ایجاد می شود. در عین حال ، بیشترین تعداد پروژه در ایالات متحده پیشنهاد می شود ، جایی که توسعه دهندگان فعال می توانند از ناسا پشتیبانی جدی دریافت کنند. در کشورهای دیگر ، وضعیت متفاوت به نظر می رسد - و تا کنون به موفقیت قابل توجهی منجر نشده است.
از اواخر دهه 2000 ، فرانسه به نمایندگی از Dassault و Astrium در حال توسعه AKS Aldebaran است. در ابتدا ، چندین مفهوم موشک با روش های مختلف پرتاب مورد توجه قرار گرفت و تنها MLA (Micro Launcher Airborne) توسعه بیشتری را دریافت کرد - یک موشک جمع و جور با بار ده ها کیلوگرم ، مناسب برای استفاده با جنگنده Rafale.
طراحی Aldebaran MLA چندین سال است که ادامه دارد ، اما آزمایش هنوز آغاز نشده است. علاوه بر این ، هم زمان آزمایشات و هم آینده پروژه زیر سوال است.
یک مفهوم جالب AKC توسط شرکت آمریکایی Generation Orbit پیشنهاد شد. پروژه GOLauncher-1 / X-60A ساخت موشک تک مرحله ای مایع پیشران مایع مناسب برای تعلیق در زیر هواپیمای Learjet 35 را فراهم می کند. این هواپیما باید سرعت مافوق صوت را توسعه داده و پروازهای زیر مداری را انجام دهد. در آینده امکان دستیابی به قابلیت های مداری وجود دارد. X-60A به عنوان بستری برای انواع پروژه های تحقیقاتی دیده می شود.
در آغاز دهه گذشته ، Generation Orbit پشتیبانی پنتاگون را دریافت کرد. در سال 2014 ، نمونه اولیه موشک X-60A اولین پرواز صادراتی خود را تحت یک حامل استاندارد انجام داد. از آن زمان تاکنون گزارشی از پروازهای آزمایشی منتشر نشده است. احتمالاً ، بخش نظامی و پیمانکار به توسعه خود ادامه می دهند ، اما تا کنون به دلایلی نمی توانند آزمایشات پرواز کامل را آغاز کنند.
چندین پروژه AKC از انواع مختلف در کشور ما توسعه یافته است. مواد آنها بارها در نمایشگاه های مختلف نشان داده شده است. به عنوان مثال ، پروژه MAKS استفاده از هواپیمای An-225 و هواپیمای فضایی با مخزن سوخت خارجی را پیشنهاد کرد. همچنین ، پروژه راه اندازی هوا بر اساس هواپیمای An-124 توسعه یافت. او قرار بود یک ظرف قطره ای با موشک پولت حمل کند. هر دوی این پروژه ها به دلایل مختلف به پایان نرسید.
چشم انداز جهت
همانطور که می بینید ، در چند دهه گذشته ، مفهوم پرتاب هوا برای پرواز به مدار توجه را به خود جلب کرده است ، که منجر به ظاهر منظم پروژه های جدید می شود. در عین حال ، همه پیشرفتهای از این دست حداقل به آزمایش نمی رسند ، چه برسد به عملیات کامل. تا به امروز ، فقط AKS Pegasus قادر به انجام پروازهای منظم بوده است و به زودی LauncherOne ممکن است چنین موفقیتی را نشان دهد.
چنین شکست در پرتاب هوایی با چندین محدودیت عینی همراه است.ظرفیت حمل چنین AKS تا کنون از چند صد کیلوگرم تجاوز نمی کند و نسبت مستقیمی با وزن پرتاب موشک دارد که به نوبه خود مطابق با ویژگی های هواپیمای حامل تعیین می شود. مصرف سوخت ناشی از پرتاب هوایی به طور کلی این مشکل را حل نمی کند.
با این حال ، سیستم های پرتاب شده از هوا مزایای خود را دارند. ثابت شده است که آنها وسیله ای مناسب برای تزریق بارهای کوچک به مدارهای کم هستند. ظرفیت بالابری پایین تر ، جمع آوری سریعتر کل بار و زمان انتظار کوتاهتر را برای مشتریان امکان پذیر می کند. در عین حال ، می توان هزینه راه اندازی نسبتاً کم را به تعداد بیشتری از مشتریان تقسیم کرد. با این حال ، توسعه دهندگان و تولید کنندگان فناوری فضایی مینیاتوری هنوز علاقه کافی به AKS موجود نشان نداده اند.
تجربه خارجی نشان می دهد که سیستم های هوافضا با پرتاب هوایی دارای مزایای خاصی نسبت به سایر فناوری های موشکی و فضایی هستند و می توانند مشکلات فردی را به طور م effectivelyثرتری حل کنند. می توان فرض کرد که در آینده این کلاس فناوری از بین نمی رود و حتی توسعه نمی یابد. در نتیجه ، بالاخره طاقچه جدیدی در بازار پرتاب فضایی شکل می گیرد که برای تولیدکنندگان موشک و مشتریان بالقوه مورد توجه خواهد بود.
