Vụ phóng tên lửa Pegasus từ máy bay Stargazer, tháng 2006 năm XNUMX. Ảnh của NASA
Kể từ giữa thế kỷ trước, khái niệm về hệ thống hàng không vũ trụ có phóng từ trên không đã được đưa ra ở các quốc gia khác nhau. Nó cung cấp đầu ra của tải vào quỹ đạo bằng cách sử dụng phương tiện phóng được phóng từ máy bay hoặc máy bay khác. Phương pháp phóng này áp đặt các hạn chế về khối lượng trọng tải, nhưng kinh tế và dễ chuẩn bị. Vào những thời điểm khác nhau, rất nhiều dự án phóng trên không đã được đề xuất, và một số thậm chí đã đi vào hoạt động hoàn chỉnh.
Air "Pegasus"
Dự án hệ thống hàng không vũ trụ phóng từ trên không (ASS) thành công nhất cho đến nay đã được khởi động vào cuối những năm XNUMX. Tập đoàn Orbital Science của Mỹ (nay là một phần của Northrop Grumman), với sự tham gia của Scaled Composites, đã phát triển hệ thống Pegasus dựa trên phương tiện phóng cùng tên.
Tên lửa ba tầng Pegasus có chiều dài 16,9 m, trọng lượng phóng 18,5 tấn, tất cả các giai đoạn đều được trang bị động cơ đẩy rắn. Giai đoạn đầu tiên, chịu trách nhiệm bay trong khí quyển, được trang bị một cánh delta. Để chứa tải trọng, có một khoang với chiều dài 2,1 m và đường kính 1,18 m. Trọng lượng tải - 443 kg.
Pegasus XL trên móc áo của hãng. Ảnh của NASA
Năm 1994, tên lửa Pegasus XL được giới thiệu với chiều dài 17,6 m và khối lượng 23,13 tấn, bằng cách tăng kích thước và trọng lượng, động cơ mới đã được giới thiệu. Sản phẩm XL có tính năng tăng sức mạnh và đặc tính bay, cho phép bạn đạt đến quỹ đạo cao hơn hoặc mang tải nặng hơn.
Máy bay ném bom B-52H sửa đổi ban đầu được sử dụng làm tàu sân bay của tên lửa Pegasus. Sau đó, lớp lót Lockheed L-1011 được chế tạo lại như một tàu sân bay. Máy bay có tên riêng Stargazer nhận được hệ thống treo bên ngoài cho một tên lửa và nhiều thiết bị khác nhau để kiểm soát phóng.
Các đợt phóng AKC Pegasus được thực hiện từ một số địa điểm ở Hoa Kỳ và hơn thế nữa. Phương thức khởi chạy khá đơn giản. Tàu sân bay đi vào một khu vực nhất định và chiếm độ cao 12 nghìn mét, sau đó tên lửa được thả xuống. Pegasus lướt trong vài giây và sau đó kích hoạt động cơ ở giai đoạn đầu. Tổng thời gian hoạt động của ba động cơ là 220 giây. Điều này đủ để phóng tải vào quỹ đạo trái đất thấp.
Thử nghiệm ra mắt LauncherOne, tháng 2019 năm XNUMX. Ảnh của Virgin Orbit
Vụ phóng tên lửa Pegasus đầu tiên từ B-52H diễn ra vào tháng 1990 năm 1994. Năm 2019, một máy bay tác chiến mới được đưa vào hoạt động. Kể từ đầu những năm 44, một số vụ phóng đã được thực hiện hàng năm nhằm đưa một số phương tiện hạng nhẹ và nhỏ gọn vào quỹ đạo. Cho đến mùa thu năm 5, AKS Pegasus đã hoàn thành 40 chuyến bay, trong đó chỉ có 56 chuyến bay kết thúc do tai nạn hoặc thành công một phần. Chi phí phóng từ XNUMX triệu đến XNUMX triệu USD, tùy thuộc vào loại tên lửa và các yếu tố khác.
Trình khởi chạy mới nhất
Từ cuối những năm XNUMX, công ty Virgin Galactic của Mỹ đã bắt tay vào thực hiện dự án AKC LauncherOne. Trong một thời gian dài, công việc phát triển và tìm kiếm khách hàng tiềm năng đã được thực hiện. Vào nửa cuối của phần mười, công ty phát triển gặp vấn đề, do đó tiến độ dự án phải được điều chỉnh lại.
Hệ thống LauncherOne được xây dựng xung quanh tên lửa cùng tên. Sản phẩm hai tầng này dài hơn 21 m và nặng khoảng. 30 tấn Tên lửa được trang bị động cơ N3 và N4 sử dụng dầu hỏa và oxy lỏng. Tổng thời gian hoạt động của động cơ là 540 giây. Tên lửa LauncherOne có thể nâng 230 kg hàng hóa lên quỹ đạo có độ cao 500 km. Một cải tiến ba giai đoạn của tên lửa với hiệu suất nâng cao đang được phát triển.
Ban đầu, phương tiện phóng dự kiến được phóng bằng một chiếc máy bay đặc biệt của White Knight Two, nhưng vào năm 2015, nó đã bị bỏ dở. Tàu sân bay mới là một chiếc máy bay chở khách Boeing 747-400 được thiết kế lại với tên riêng là Cosmic Girl. Pylon để đặt LauncherOne được cài đặt bên dưới phần bên trái của phần trung tâm.
Chuyến bay thành công đầu tiên của LauncherOne, ngày 17 tháng 2021 năm XNUMX. Ảnh của Virgin Orbit
Công ty phát triển tuyên bố rằng LauncherOne AKS có thể được vận hành tại bất kỳ sân bay nào phù hợp. Địa điểm phóng tên lửa được chọn phù hợp với các thông số yêu cầu của quỹ đạo. Từ quan điểm của các nguyên tắc phóng và bay, sự phát triển của Virgin Galactic không khác gì các tổ hợp phóng trên không khác. Chi phí của một ca phẫu thuật như vậy là 12 triệu đô la.
Lần phóng đầu tiên của LauncherOne diễn ra vào ngày 25 tháng 2020 năm 3. Sau khi tách khỏi tàu sân bay, tên lửa khởi động động cơ và bắt đầu bay. Ngay sau đó, đường ống ôxy hóa giai đoạn đầu bị lỗi khiến động cơ NXNUMX phải tắt máy. Tên lửa rơi xuống đại dương.
Vào ngày 17 tháng 2017 năm 10, Virgin Orbit đã có lần đầu tiên ra mắt thành công. Tên lửa được sửa đổi đã cất cánh trên Thái Bình Dương và đưa XNUMX vệ tinh CubeSat vào quỹ đạo thấp. Có hợp đồng cho ba lần ra mắt nữa. Trước đó, đã có đơn đặt hàng từ công ty truyền thông OneWeb, nhưng những đợt ra mắt này đang bị hoãn vô thời hạn hoặc có thể bị hủy bỏ.
Đối thủ cạnh tranh tiềm năng
Các dự án AKC phóng từ máy bay mới hiện đang được phát triển ở một số quốc gia. Đồng thời, số lượng dự án lớn nhất được cung cấp ở Hoa Kỳ, nơi các nhà phát triển dám nghĩ dám làm có thể nhận được sự hỗ trợ nghiêm túc từ NASA. Ở các nước khác, tình hình có vẻ khác - và cho đến nay vẫn chưa dẫn đến thành công đáng chú ý.
Tiêm kích Rafale với tên lửa MLA. Đồ họa hàng không Dassault
Kể từ cuối những năm XNUMX, Pháp, đại diện là Dassault và Astrium, đã phát triển AKS Aldebaran. Ban đầu, một số khái niệm về tên lửa với các phương pháp phóng khác nhau đã được xem xét, và chỉ có MLA (Micro Launcher Airborne), một loại tên lửa nhỏ gọn có tải trọng hàng chục kg, phù hợp để sử dụng cho máy bay chiến đấu Rafale, được phát triển thêm.
Việc thiết kế Aldebaran MLA đã được tiến hành trong vài năm, nhưng các cuộc thử nghiệm vẫn chưa bắt đầu. Hơn nữa, cả thời gian của các bài kiểm tra và tương lai của dự án vẫn còn là một câu hỏi.
Một khái niệm kỳ lạ về ACS đã được đề xuất bởi công ty Generation Orbit của Mỹ. Dự án GOLauncher-1 / X-60A của họ cung cấp việc chế tạo tên lửa lỏng một tầng phù hợp để treo dưới máy bay Learjet 35. Nó phải phát triển tốc độ siêu thanh và thực hiện các chuyến bay dưới quỹ đạo. Trong tương lai, có thể có được khả năng quỹ đạo. X-60A được xem như một nền tảng cho nhiều nghiên cứu khác nhau.
Phóng tên lửa X-60A. Đồ họa quỹ đạo thế hệ / Không quân Hoa Kỳ
Vào đầu thập kỷ trước, Generation Orbit đã nhận được sự hỗ trợ từ Lầu Năm Góc. Năm 2014, một nguyên mẫu của tên lửa X-60A đã thực hiện chuyến bay xuất khẩu đầu tiên dưới một tàu sân bay tiêu chuẩn. Kể từ đó, các báo cáo về các chuyến bay thử nghiệm đã không xuất hiện. Có khả năng là bộ phận quân sự và nhà thầu tiếp tục phát triển, nhưng vẫn chưa thể bắt đầu các chuyến bay thử nghiệm chính thức vì lý do này hay lý do khác.
Một số dự án AKC thuộc nhiều loại khác nhau đã được phát triển ở nước ta; tài liệu của họ đã nhiều lần được trưng bày tại các cuộc triển lãm khác nhau. Ví dụ, dự án MAKS đề xuất việc sử dụng máy bay An-225 và một phi cơ có thùng nhiên liệu bên ngoài. Dự án Air Launch cũng được phát triển dựa trên máy bay An-124. Nó được cho là mang theo một thùng chứa có tên lửa Polet. Cả hai dự án không thể hoàn thành vì một số lý do.
Triển vọng định hướng
Như bạn có thể thấy, trong vài thập kỷ qua, khái niệm phóng không khí để bay vào quỹ đạo đã thu hút sự chú ý, dẫn đến sự xuất hiện thường xuyên của các dự án mới. Đồng thời, không phải tất cả các phát triển thuộc loại này đều đạt ít nhất là thử nghiệm, chưa kể đến hoạt động chính thức. Cho đến nay, chỉ có Pegasus là có thể đưa nó lên các chuyến bay thông thường và LauncherOne có thể sẽ sớm thể hiện thành công như vậy.
Tổ hợp "Khởi động trên không" dựa trên An-124. Đồ họa GRC im. Makeeva
Sự thất bại của vụ phóng không quân như vậy có liên quan đến một số hạn chế khách quan. Khả năng chuyên chở của ACS như vậy chưa vượt quá vài trăm kg và phụ thuộc trực tiếp vào trọng lượng phóng của tên lửa, do đó, được xác định phù hợp với các đặc tính của tàu sân bay. Tiết kiệm nhiên liệu do phóng không khí nói chung không giải quyết được vấn đề này.
Tuy nhiên, các hệ thống phóng từ trên không có những ưu điểm của chúng. Chúng hóa ra là một phương tiện thuận tiện để phóng một tải nhỏ vào quỹ đạo thấp. Trọng tải thấp hơn cho phép vận chuyển hàng hóa nhanh hơn và giảm thời gian chờ đợi cho khách hàng. Đồng thời, có thể chia sẻ chi phí phát hành tương đối thấp giữa một số lượng lớn khách hàng. Tuy nhiên, các nhà phát triển và nhà sản xuất công nghệ vũ trụ thu nhỏ vẫn chưa thể hiện sự quan tâm thích đáng đến ACS hiện có.
Kinh nghiệm nước ngoài cho thấy các hệ thống hàng không vũ trụ phóng từ trên không có những ưu điểm nhất định so với các công nghệ tên lửa và vũ trụ khác và có thể giải quyết hiệu quả hơn các vấn đề riêng lẻ. Có thể giả định rằng trong tương lai loại công nghệ này sẽ không biến mất và thậm chí sẽ còn được phát triển. Kết quả là, một thị trường thích hợp mới cuối cùng sẽ hình thành trên thị trường phóng vào không gian, vốn sẽ được các nhà sản xuất công nghệ tên lửa và khách hàng tiềm năng quan tâm.