منذ منتصف القرن الماضي ، تم وضع مفهوم نظام الفضاء مع الإطلاق الجوي في بلدان مختلفة. إنه يوفر إخراج الحمولة إلى المدار باستخدام مركبة الإطلاق التي يتم إطلاقها من طائرة أو من طائرة أخرى. تفرض طريقة الإطلاق هذه قيودًا على كتلة الحمولة ، ولكنها اقتصادية وسهلة التحضير. في أوقات مختلفة ، تم اقتراح الكثير من مشاريع الإطلاق الجوي ، ووصل بعضها إلى التشغيل الكامل.
طيران "بيغاسوس"
تم إطلاق أنجح مشروع لنظام الفضاء الجوي (AKS) حتى الآن في أواخر الثمانينيات. قامت شركة Orbital Sciense الأمريكية (وهي الآن جزء من شركة Northrop Grumman) ، بمشاركة Scaled Composites ، بتطوير نظام Pegasus على أساس مركبة الإطلاق التي تحمل الاسم نفسه.
يبلغ طول صاروخ Pegasus ثلاثي المراحل 16.9 م ووزن الإطلاق 18.5 طنًا ، وجميع المراحل مزودة بمحركات تعمل بالوقود الصلب. المرحلة الأولى ، المسؤولة عن الطيران الجوي ، مجهزة بجناح دلتا. لاستيعاب الحمولة ، يوجد حجرة بطول 2 ، 1 م وقطر 1 ، 18 م ، وزن الحمولة 443 كجم.
في عام 1994 ، تم تقديم صاروخ Pegasus XL بطول 17.6 م وكتلة 23.13 طن ، وبسبب الزيادة في الحجم والوزن ، تم إدخال محركات جديدة. يتميز منتج XL بخصائص الطاقة والطيران المتزايدة ، مما يسمح له بالوصول إلى مدارات أعلى أو حمل حمولة أثقل.
تم استخدام قاذفة B-52H المعدلة في الأصل كحاملة لصاروخ Pegasus. ثم أعيد بناء بطانة Lockheed L-1011 في الناقل. تلقت الطائرة التي تحمل اسمها Stargazer تعليقًا خارجيًا لصاروخ واحد ومعدات مختلفة للتحكم في الإطلاق.
يتم إطلاق AKC Pegasus من عدة مواقع في الولايات المتحدة وخارجها. تقنية الإطلاق بسيطة للغاية. تدخل الطائرة الحاملة المنطقة المحددة وتحتل ارتفاعًا يبلغ 12 ألف متر ، وبعد ذلك يتم إسقاط الصاروخ. يخطط منتج Pegasus لبضع ثوانٍ ثم يبدأ تشغيل محرك المرحلة الأولى. إجمالي وقت التشغيل للمحركات الثلاثة هو 220 ثانية. هذا يكفي لجلب الحمل إلى مدارات الأرض المنخفضة.
تم الإطلاق الأول لصاروخ Pegasus من B-52H في أبريل 1990. في عام 1994 ، تم تشغيل طائرة حاملة جديدة. منذ بداية التسعينيات ، تم إجراء العديد من عمليات الإطلاق سنويًا بهدف وضع بعض المركبات المدمجة والخفيفة في المدار. حتى خريف عام 2019 ، أجرت شركة AKS Pegas 44 رحلة ، انتهت 5 منها فقط بحادث أو بنجاح جزئي. تتراوح تكلفة الإطلاق من 40 مليون دولار إلى 56 مليون دولار ، اعتمادًا على نوع الصاروخ وعوامل أخرى.
أحدث LauncherOne
منذ نهاية العقد الأول من القرن الحادي والعشرين ، تعمل شركة Virgin Galactic الأمريكية في مشروع AKC LauncherOne. لفترة طويلة ، تم تنفيذ أعمال التطوير والبحث عن العملاء المحتملين. في النصف الثاني من العاشر ، واجهت الشركة المطورة مشاكل ، بسببها كان لا بد من مراجعة الجدول الزمني للمشروع.
تم بناء نظام LauncherOne حول الصاروخ الذي يحمل نفس الاسم. هذا منتج من مرحلتين بطول أكثر من 21 مترًا ووزنه تقريبًا. 30 طنا الصاروخ يعمل بمحركات N3 و N4 باستخدام الكيروسين والأكسجين السائل. إجمالي وقت تشغيل المحركات 540 ثانية. يمكن لصاروخ LauncherOne رفع 500 كجم من البضائع إلى مدار بارتفاع 230 كم. يجري تطوير تعديل ثلاثي المراحل للصاروخ بخصائص محسنة.
في البداية ، تم التخطيط لإطلاق مركبة الإطلاق باستخدام طائرة خاصة من White Knight Two ، ولكن في عام 2015 تم التخلي عنها. كانت الناقل الجديد عبارة عن طائرة ركاب بوينج 747-400 أعيد تصميمها واسمها كوزميك جيرل. يتم تثبيت منصة LauncherOne تحت الجانب الأيسر من القسم الأوسط.
تدعي شركة التطوير أنه يمكن تشغيل AKS LauncherOne في أي مطار مناسب. يتم تحديد موقع إطلاق الصاروخ وفقًا للمعايير المطلوبة للمدار. من حيث مبادئ الإطلاق والطيران ، لا يختلف تطوير Virgin Galactic عن أنظمة الإطلاق الجوي الأخرى. تكلفة هذه العملية 12 مليون دولار.
تم الإطلاق الأول لـ LauncherOne في 25 مايو 2020. بعد فك اقترانه بالناقل ، بدأ الصاروخ المحرك وبدأ الطيران. بعد ذلك بوقت قصير ، انهار خط مؤكسد المرحلة الأولى ، مما تسبب في توقف محرك N3. سقط الصاروخ في المحيط.
قامت Virgin Orbit بأول إطلاق ناجح لها في 17 يناير 2017. أقلع الصاروخ المعدل فوق المحيط الهادئ وأرسل 10 أقمار صناعية CubeSat إلى مدار منخفض. هناك عقود لثلاث عمليات إطلاق أخرى. في السابق ، كان هناك طلب من شركة الاتصالات OneWeb ، ولكن تم تأجيل عمليات الإطلاق هذه إلى أجل غير مسمى أو قد يتم إلغاؤها.
المنافسون المحتملون
يتم الآن إنشاء مشاريع جديدة أطلقتها AKS جوًا في العديد من البلدان. في الوقت نفسه ، تم اقتراح أكبر عدد من المشاريع في الولايات المتحدة ، حيث يمكن للمطورين الاستباقيين تلقي دعم جاد من وكالة ناسا. في بلدان أخرى ، يبدو الوضع مختلفًا - ولم يؤد حتى الآن إلى نجاح ملحوظ.
منذ نهاية العقد الأول من القرن الحادي والعشرين ، قامت فرنسا ، ممثلة بشركة Dassault و Astrium ، بتطوير AKS Aldebaran. في البداية ، تم النظر في العديد من مفاهيم الصواريخ بأساليب إطلاق مختلفة ، ولم يتلق سوى MLA (Micro Launcher Airborne) مزيدًا من التطوير - صاروخ مدمج يحمل عشرات الكيلوغرامات ، ومناسب للاستخدام مع مقاتلة Rafale.
يستمر تصميم Aldebaran MLA منذ عدة سنوات ، لكن الاختبار لم يبدأ بعد. علاوة على ذلك ، يظل كل من توقيت الاختبارات ومستقبل المشروع موضع تساؤل.
تم اقتراح مفهوم AKC مثير للاهتمام من قبل الشركة الأمريكية Generation Orbit. يوفر مشروع GOLauncher-1 / X-60A الخاص بها بناء صاروخ يعمل بالوقود السائل أحادي المرحلة مناسب للتعليق تحت طائرة Learjet 35. يجب أن يطور سرعة تفوق سرعة الصوت ويقوم برحلات دون مدارية. في المستقبل ، من الممكن الحصول على قدرات مدارية. يُنظر إلى X-60A كمنصة لمجموعة متنوعة من المشاريع البحثية.
في بداية العقد الماضي ، تلقى Generation Orbit دعم البنتاغون. في عام 2014 ، قام نموذج أولي لصاروخ X-60A بأول رحلة تصدير له تحت حامل قياسي. منذ ذلك الحين ، لم ترد أي تقارير عن رحلات تجريبية. على الأرجح ، يستمر تطوير الإدارة العسكرية والمقاول ، لكن حتى الآن لا يمكنهم بدء اختبارات طيران كاملة لسبب أو لآخر.
تم تطوير العديد من مشاريع AKC من مختلف الأنواع في بلدنا ؛ تم عرض موادهم مرارًا وتكرارًا في المعارض المختلفة. على سبيل المثال ، اقترح مشروع MAKS استخدام طائرة An-225 وطائرة فضائية بخزان وقود خارجي. أيضًا ، تم تطوير مشروع Air Launch على أساس طائرة An-124. كان من المفترض أن يحمل حاوية مع صاروخ بوليت. كلا المشروعين لا يمكن أن يكتمل لعدد من الأسباب.
آفاق الاتجاه
كما ترون ، على مدى العقود العديدة الماضية ، جذب مفهوم الإطلاق الجوي للرحلة إلى المدار الانتباه ، مما يؤدي إلى الظهور المنتظم لمشاريع جديدة. في الوقت نفسه ، لا تصل جميع التطورات من هذا النوع إلى الاختبارات على الأقل ، ناهيك عن التشغيل الكامل. حتى الآن ، تمكنت AKS Pegasus فقط من طرح رحلات منتظمة ، وقريبًا قد يُظهر LauncherOne هذا النجاح.
يرتبط فشل الإطلاق الجوي هذا بالعديد من القيود الموضوعية.لا تتجاوز القدرة الاستيعابية لهذه AKS حتى الآن عدة مئات من الكيلوجرامات وتتناسب بشكل مباشر مع وزن إطلاق الصاروخ ، والذي يتم تحديده بدوره وفقًا لخصائص الطائرة الحاملة. لا يحل الاقتصاد في استهلاك الوقود بسبب الإطلاق الجوي هذه المشكلة بشكل عام.
ومع ذلك ، فإن الأنظمة التي يتم إطلاقها من الجو لها مزاياها. لقد ثبت أنها وسيلة ملائمة لحقن أحمال صغيرة في مدارات منخفضة. تسمح سعة الرفع المنخفضة بتجميع الحمولة بالكامل بشكل أسرع وأوقات انتظار أقصر للعملاء. في الوقت نفسه ، يصبح من الممكن تقسيم تكلفة الإطلاق المنخفضة نسبيًا إلى عدد أكبر من العملاء. ومع ذلك ، فإن مطوري ومصنعي تكنولوجيا الفضاء المصغرة لم يبدوا بعد الاهتمام الواجب في AKS الحالي.
تظهر التجربة الأجنبية أن أنظمة الفضاء الجوي مع الإطلاق الجوي لها مزايا معينة مقارنة بصواريخ وتكنولوجيا الفضاء الأخرى ويمكنها أن تحل المشكلات الفردية بشكل أكثر فعالية. يمكن الافتراض أنه في المستقبل لن تختفي هذه الفئة من التكنولوجيا بل وتتطور. نتيجة لذلك ، سيتم تشكيل مكانة جديدة أخيرًا في سوق الإطلاق الفضائي ، والتي ستكون محل اهتمام مصنعي الصواريخ والعملاء المحتملين.
