Өткен ғасырдың ортасынан бастап әр түрлі елдерде әуе ұшырылатын аэроғарыштық жүйе тұжырымдамасы әзірленді. Ол жүкті ұшақтан немесе басқа ұшақтардан ұшырылатын зымыран тасығыштың көмегімен орбитаға шығаруды қарастырады. Бұл ұшыру әдісі пайдалы жүктеме массасына шектеулер қояды, бірақ үнемді және дайындау оңай. Әр түрлі уақытта әуе ұшыру бойынша көптеген жобалар ұсынылды, ал кейбіреулері тіпті толық іске қосылды.
«Пегас» әуе
Әуе-ғарыштық жүйенің (АКС) бүгінгі күнге дейінгі ең табысты жобасы сексенінші жылдардың соңында іске қосылды. Американдық Orbital Sciense корпорациясы (қазір Northrop Grumman құрамына кіреді) Scaled Composites қатысуымен аттас зымыран тасығышқа негізделген Pegasus жүйесін жасады.
Үш сатылы Пегасус зымыранының ұзындығы 16,9 м, ұшыру салмағы 18,5 тонна. Барлық сатылары қатты отынмен қозғалтқыштармен жабдықталған. Атмосфералық ұшуға жауапты бірінші кезең дельта қанатымен жабдықталған. Пайдалы жүктемені орналастыру үшін ұзындығы 2, 1 м және диаметрі 1, 18 м болатын бөлім бар. Жүктің салмағы 443 кг.
1994 жылы Pegasus XL зымыранының ұзындығы 17,6 м және массасы 23,13 тонна ұсынылды. Өлшемі мен салмағының ұлғаюына байланысты жаңа қозғалтқыштар енгізілді. XL өнімі жоғары орбитаға шығуға немесе ауыр жүктемені көтеруге мүмкіндік беретін энергия мен ұшу сипаттамаларының жоғарылауымен ерекшеленеді.
В-52Н модификацияланған бомбалаушы ұшақ бастапқыда Пегасус зымыран тасығыш ретінде пайдаланылды. Содан кейін Lockheed L-1011 лайнері тасымалдаушыға қайта салынды. Stargazer атауы бар ұшақ бір зымыранға арналған сыртқы суспензияны және ұшыруды басқаруға арналған әр түрлі жабдықты алды.
AKC Pegasus ұшырылымдары Америка Құрама Штаттарындағы және одан тыс жерлердегі бірнеше сайттардан жүзеге асырылады. Іске қосу техникасы өте қарапайым. Тасымалдаушы ұшақ көрсетілген аймаққа кіреді және 12 мың метр биіктікті алады, содан кейін зымыран тасталады. Pegasus өнімі бірнеше секундқа жоспарлайды, содан кейін бірінші сатыдағы қозғалтқышты іске қосады. Үш қозғалтқыштың жалпы жұмыс уақыты - 220 сек. Бұл жүктемені Жердің төменгі орбиталарына шығару үшін жеткілікті.
B-52H-ден Пегасус зымыран тасығышының бірінші ұшырылуы 1990 жылдың сәуірінде болды. 1994 жылы жаңа тасымалдаушы ұшақ пайдалануға берілді. Тоқсаныншы жылдардың басынан бастап жыл сайын бірнеше ықшам және жеңіл көліктерді орбитаға шығару мақсатында бірнеше ұшырылымдар жүргізілді. 2019 жылдың күзіне дейін AKS Pegas 44 рейсті орындады, оның тек 5 -і апатпен немесе ішінара сәттілікпен аяқталды. Зымыран түріне және басқа факторларға байланысты ұшыру құны 40 миллионнан 56 миллион долларға дейін.
Ең жаңа LauncherOne
2000 жылдардың соңынан бастап американдық Virgin Galactic компаниясы AKC LauncherOne жобасымен жұмыс жасайды. Ұзақ уақыт бойы әзірлеу жұмыстары мен әлеуетті клиенттерді іздеу жүргізілді. Оның оныншы жартысында әзірлеуші компанияда проблемалар туындады, сондықтан жоба кестесін қайта қарауға тура келді.
LauncherOne жүйесі аттас зымыранның айналасында салынған. Бұл ұзындығы 21 м-ден асатын және салмағы шамамен екі сатылы өнім. 30 тонна. Зымыран керосин мен сұйық оттегіні қолданатын N3 және N4 қозғалтқыштармен жұмыс істейді. Қозғалтқыштардың жалпы жұмыс уақыты 540 сек. LauncherOne зымыраны 230 кг биіктіктегі орбитаға 500 кг жүк көтере алады. Жақсартылған сипаттамалары бар зымыранның үш сатылы модификациясы әзірленуде.
Бастапқыда зымыран тасығышты арнайы White Knight Two ұшағының көмегімен ұшыру жоспарланған болатын, бірақ 2015 жылы ол бас тартылды. Жаңа тасымалдаушы өзінің атымен жазылған Boos 747-400 жолаушылар ұшағы болды. LauncherOne пилоны орталық бөліктің сол жағында орналасқан.
Әзірлеуші компания AKS LauncherOne кез келген қолайлы аэродромда жұмыс істей алады деп мәлімдейді. Зымыран ұшырылатын жер орбитаның қажетті параметрлеріне сәйкес таңдалады. Ұшу және ұшу принциптері бойынша Virgin Galactic -тің дамуы басқа әуе ұшыру жүйелерінен еш айырмашылығы жоқ. Мұндай операцияның құны - 12 миллион доллар.
LauncherOne бірінші ұшырылымы 2020 жылдың 25 мамырында болды. Тасымалдаушыдан ажыратылғаннан кейін зымыран қозғалтқышты іске қосып, ұшуды бастады. Көп ұзамай бірінші сатыдағы тотықтырғыш желі құлап, N3 қозғалтқышы тоқтап қалды. Зымыран мұхитқа құлады.
Virgin Orbit 2017 жылдың 17 қаңтарында алғашқы сәтті ұшырылымын жасады. Өзгертілген зымыран Тынық мұхитына көтеріліп, 10 CubeSat жер серігін төмен орбитаға жіберді. Тағы үш ұшыруға келісімшарт бар. Бұрын OneWeb байланыс компаниясынан тапсырыс болған, бірақ бұл ұшырулар белгісіз мерзімге кейінге қалдырылады немесе жойылуы мүмкін.
Ықтимал бәсекелестер
AKS әуеде ұшырылатын жаңа жобалар қазір бірнеше елде құрылып жатыр. Сонымен қатар, жобалардың ең көп саны АҚШ -та ұсынылады, онда белсенді әзірлеушілер NASA -дан байыпты қолдау ала алады. Басқа елдерде жағдай басқаша көрінеді - және әлі күнге дейін айтарлықтай табысқа әкелген жоқ.
2000 жылдардың аяғынан бастап Dassault және Astrium ұсынылған Франция AKS Aldebaran шығарады. Бастапқыда әр түрлі ұшыру әдістері бар бірнеше зымырандық тұжырымдамалар қарастырылды және тек MLA (Micro Launcher Airborne) одан әрі дамуды алды - Rafale жойғышымен қолдануға жарамды ондаған килограмм жүктемесі бар шағын зымыран.
Aldebaran MLA дизайны бірнеше жыл бойы жүргізілді, бірақ тестілеу әлі басталған жоқ. Сонымен қатар, сынақтардың уақыты мен жобаның болашағы күмән туғызады.
Қызықты AKC тұжырымдамасын американдық Generation Orbit компаниясы ұсынды. Оның GOLauncher-1 / X-60A жобасы Learjet 35 ұшағының астында ілінуге жарамды бір сатылы сұйық отынды зымыран конструкциясын қарастырады. Ол гипертониялық жылдамдықты дамытып, суборбитальдық ұшуларды орындауы тиіс. Болашақта орбиталық мүмкіндіктерді алуға болады. X-60A әр түрлі ғылыми жобалар алаңы ретінде қарастырылады.
Соңғы онжылдықтың басында Generation Orbit Пентагонның қолдауына ие болды. 2014 жылы X-60A зымыранының прототипі стандартты тасымалдаушы астында өзінің алғашқы экспорттық ұшуын жасады. Содан бері сынақтық ұшулар туралы хабар жоқ. Мүмкін, әскери кафедра мен мердігер дамуды жалғастыруда, бірақ әзірге олар қандай да бір себептермен толыққанды ұшу сынақтарын бастай алмайды.
Біздің елде әр түрлі АКК бірнеше жобалары әзірленді; олардың материалдары түрлі көрмелерде бірнеше рет көрсетілді. Мысалы, MAKS жобасы Ан-225 ұшағы мен сыртқы жанармай цистернасы бар ғарыштық ұшақты қолдануды ұсынды. Сондай-ақ, Ан-124 ұшағы негізінде Air Launch жобасы жасалды. Ол Polet зымыраны бар контейнерді алып жүруі керек еді. Белгілі себептермен екі жоба да аяқталмады.
Бағыт перспективалары
Көріп отырғаныңыздай, соңғы бірнеше ондаған жылдар ішінде орбитаға ұшу үшін әуе ұшыру тұжырымдамасы назар аударды, бұл жаңа жобалардың жүйелі түрде пайда болуына әкеледі. Сонымен қатар, мұндай әзірлемелер толыққанды операцияны айтпағанда, кем дегенде сынақтарға жете алмайды. Бүгінгі күні тек AKS Pegasus тұрақты рейстерді көтере алды, ал жақын арада LauncherOne мұндай табысты көрсете алады.
Әуе ұшырудың мұндай сәтсіздігі бірнеше объективті шектеулермен байланысты. Мұндай АКС -тің өткізу қабілеті әзірге бірнеше жүз килограммнан аспайды және зымыранның ұшыру салмағына тікелей пропорционалды, ол өз кезегінде тасымалдаушы ұшақтардың сипаттамаларына сәйкес анықталады. Әуе шығыны салдарынан жанармай үнемдеу бұл мәселені шешпейді.
Дегенмен, ауамен ұшырылатын жүйелердің өз артықшылықтары бар. Олар кіші жүктемелерді төмен орбитаға енгізудің ыңғайлы құралы болып табылады. Төмен көтеру қабілеті барлық жүктемені тез жинауға және тұтынушыларды күту уақытын қысқартуға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, салыстырмалы түрде төмен шығындарды тұтынушылардың көп санына бөлуге болады. Алайда, миниатюралық ғарыштық технологияларды жасаушылар мен өндірушілер қолданыстағы АКС -қа әлі де қызығушылық танытпады.
Шетелдік тәжірибе көрсеткендей, әуе ұшырылатын аэроғарыштық жүйелер басқа ракеталық және ғарыштық технологияларға қарағанда белгілі бір артықшылықтарға ие және жеке мәселелерді тиімдірек шеше алады. Болашақта бұл технология класы жойылмайды, тіпті дамымайды деп болжауға болады. Нәтижесінде ғарыштық ұшыру нарығында жаңа тауаша пайда болады, ол зымыран өндірушілер мен әлеуетті тұтынушыларды қызықтырады.
