Sejak pertengahan abad terakhir, konsep sistem kedirgantaraan dengan peluncuran udara telah dikembangkan di berbagai negara. Ini menyediakan output beban ke orbit menggunakan kendaraan peluncuran yang diluncurkan dari pesawat terbang atau pesawat lain. Metode peluncuran ini memberlakukan pembatasan pada massa muatan, tetapi ekonomis dan mudah disiapkan. Pada waktu yang berbeda, banyak proyek peluncuran udara diusulkan, dan beberapa bahkan mencapai operasi penuh.
Udara "Pegasus"
Proyek sistem kedirgantaraan peluncuran udara (AKS) yang paling sukses hingga saat ini diluncurkan pada akhir tahun delapan puluhan. Korporasi Amerika Orbital Sciense (sekarang bagian dari Northrop Grumman), dengan partisipasi Scaled Composites, telah mengembangkan sistem Pegasus berdasarkan kendaraan peluncuran dengan nama yang sama.
Roket Pegasus tiga tahap memiliki panjang 16,9 m dan berat peluncuran 18,5 ton, semua tahap dilengkapi dengan mesin propelan padat. Tahap pertama, yang bertanggung jawab untuk penerbangan atmosfer, dilengkapi dengan sayap delta. Untuk menampung muatan terdapat kompartemen dengan ukuran panjang 2, 1 m dan diameter 1, 18 m dengan berat beban 443 kg.
Pada tahun 1994, roket Pegasus XL disajikan dengan panjang 17,6 m dan massa 23,13 ton. Karena peningkatan ukuran dan berat, mesin baru diperkenalkan. Produk XL dibedakan oleh peningkatan energi dan karakteristik penerbangannya, yang memungkinkannya mencapai orbit yang lebih tinggi atau membawa beban yang lebih berat.
Pembom B-52H yang dimodifikasi awalnya digunakan sebagai pembawa roket Pegasus. Kemudian liner Lockheed L-1011 dibangun kembali ke dalam kapal induk. Pesawat dengan namanya sendiri Stargazer menerima suspensi eksternal untuk satu roket dan berbagai peralatan untuk kontrol peluncuran.
Peluncuran AKC Pegasus dilakukan dari beberapa situs di Amerika Serikat dan sekitarnya. Teknik peluncurannya cukup sederhana. Pesawat pengangkut memasuki area yang ditentukan dan menempati ketinggian 12 ribu meter, setelah itu roket dijatuhkan. Produk Pegasus direncanakan selama beberapa detik dan kemudian memulai mesin tahap pertama. Total waktu pengoperasian ketiga mesin adalah 220 detik. Ini cukup untuk membawa beban ke orbit Bumi yang rendah.
Peluncuran pertama roket Pegasus dari B-52H terjadi pada bulan April 1990. Pada tahun 1994, sebuah pesawat pengangkut baru dioperasikan. Sejak awal tahun sembilan puluhan, beberapa peluncuran telah dilakukan setiap tahun dengan tujuan untuk menempatkan kendaraan kompak dan ringan tertentu ke orbit. Hingga musim gugur 2019, AKS Pegas melakukan 44 penerbangan, dimana hanya 5 yang berakhir dengan kecelakaan atau sebagian sukses. Biaya peluncuran berkisar dari $ 40 juta hingga $ 56 juta, tergantung pada jenis roket dan faktor lainnya.
LauncherOne Terbaru
Sejak akhir tahun 2000-an, perusahaan Amerika Virgin Galactic telah mengerjakan proyek AKC LauncherOne. Untuk waktu yang lama, pekerjaan pengembangan dan pencarian pelanggan potensial dilakukan. Pada paruh kedua kesepuluh, perusahaan pengembang mengalami masalah, sehingga jadwal proyek harus direvisi.
Sistem LauncherOne dibangun di sekitar roket dengan nama yang sama. Ini adalah produk dua tahap dengan panjang lebih dari 21 m dan berat sekitar. 30 ton Roket ini ditenagai oleh mesin N3 dan N4 menggunakan minyak tanah dan oksigen cair. Total waktu pengoperasian mesin adalah 540 detik. Roket LauncherOne dapat mengangkat 500 kg kargo ke orbit dengan ketinggian 230 km. Modifikasi roket tiga tahap dengan karakteristik yang ditingkatkan sedang dikembangkan.
Awalnya, kendaraan peluncur itu rencananya akan diluncurkan menggunakan pesawat khusus White Knight Two, namun pada tahun 2015 terbengkalai. Kapal induk baru itu adalah pesawat penumpang Boeing 747-400 yang didesain ulang dengan namanya sendiri Cosmic Girl. Tiang LauncherOne dipasang di bawah sisi kiri bagian tengah.
Perusahaan pengembang mengklaim bahwa AKS LauncherOne dapat dioperasikan di lapangan terbang mana pun yang sesuai. Situs peluncuran roket dipilih sesuai dengan parameter orbit yang diperlukan. Dalam hal prinsip peluncuran dan penerbangan, pengembangan Virgin Galactic tidak berbeda dengan sistem peluncuran udara lainnya. Biaya operasi semacam itu adalah $ 12 juta.
Peluncuran pertama LauncherOne berlangsung pada 25 Mei 2020. Setelah lepas dari kapal induk, roket menyalakan mesin dan mulai terbang. Tak lama kemudian, jalur pengoksidasi tahap pertama runtuh, menyebabkan mesin N3 mati. Roket itu jatuh ke laut.
Virgin Orbit melakukan peluncuran pertama yang sukses pada 17 Januari 2017. Roket yang dimodifikasi lepas landas di atas Samudra Pasifik dan mengirim 10 satelit CubeSat ke orbit rendah. Ada kontrak untuk tiga peluncuran lagi. Sebelumnya, ada pesanan dari perusahaan komunikasi OneWeb, tetapi peluncuran ini ditunda tanpa batas waktu atau mungkin dibatalkan.
Pesaing potensial
Proyek baru AKS yang diluncurkan melalui udara sekarang sedang dibuat di beberapa negara. Pada saat yang sama, sejumlah besar proyek diusulkan di Amerika Serikat, di mana pengembang proaktif dapat menerima dukungan serius dari NASA. Di negara lain, situasinya terlihat berbeda - dan sejauh ini belum membuahkan hasil yang nyata.
Sejak akhir tahun 2000-an, Prancis yang diwakili oleh Dassault dan Astrium telah mengembangkan AKS Aldebaran. Awalnya, beberapa konsep rudal dengan metode peluncuran berbeda dipertimbangkan, dan hanya MLA (Micro Launcher Airborne) yang dikembangkan lebih lanjut - roket kompak dengan beban puluhan kilogram, cocok untuk digunakan dengan pesawat tempur Rafale.
Desain MLA Aldebaran telah berlangsung selama beberapa tahun, tetapi pengujian belum dimulai. Selain itu, waktu pengujian dan masa depan proyek tetap dipertanyakan.
Konsep AKC yang menarik diusulkan oleh perusahaan Amerika Generation Orbit. Proyek GOLauncher-1 / X-60A-nya menyediakan pembangunan roket propelan cair satu tahap yang cocok untuk suspensi di bawah pesawat Learjet 35. Ia harus mengembangkan kecepatan hipersonik dan melakukan penerbangan suborbital. Di masa depan, adalah mungkin untuk mendapatkan kemampuan orbital. X-60A dipandang sebagai platform untuk berbagai proyek penelitian.
Pada awal dekade terakhir, Orbit Generasi menerima dukungan Pentagon. Pada tahun 2014, prototipe roket X-60A melakukan penerbangan ekspor pertamanya di bawah kapal induk standar. Sejak itu, tidak ada laporan tentang penerbangan uji coba. Mungkin, departemen militer dan kontraktor terus berkembang, tetapi sejauh ini mereka tidak dapat memulai uji terbang penuh karena satu dan lain alasan.
Beberapa proyek AKC dari berbagai jenis dikembangkan di negara kita; materi mereka telah berulang kali ditampilkan di berbagai pameran. Misalnya, proyek MAKS mengusulkan penggunaan pesawat An-225 dan pesawat luar angkasa dengan tangki bahan bakar eksternal. Juga, proyek Peluncuran Udara dikembangkan berdasarkan pesawat An-124. Dia seharusnya membawa wadah penjatuhan dengan rudal Polet. Kedua proyek tidak dapat diselesaikan karena beberapa alasan.
Prospek arah
Seperti yang Anda lihat, selama beberapa dekade terakhir, konsep peluncuran udara untuk penerbangan ke orbit telah menarik perhatian, yang mengarah pada kemunculan proyek-proyek baru secara teratur. Pada saat yang sama, tidak semua perkembangan semacam ini mencapai setidaknya tes, belum lagi operasi penuh. Sampai saat ini, hanya AKS Pegasus yang mampu menghadirkan penerbangan reguler, dan LauncherOne akan segera menunjukkan kesuksesan tersebut.
Kegagalan peluncuran udara seperti itu dikaitkan dengan beberapa keterbatasan objektif. Daya dukung AKS tersebut sejauh ini tidak melebihi beberapa ratus kilogram dan berbanding lurus dengan berat peluncuran roket, yang, pada gilirannya, ditentukan sesuai dengan karakteristik pesawat pengangkut. Penghematan bahan bakar karena peluncuran udara umumnya tidak menyelesaikan masalah ini.
Namun, sistem peluncuran udara memiliki kelebihan. Mereka terbukti menjadi cara yang nyaman untuk menyuntikkan beban kecil ke orbit rendah. Kapasitas angkat yang lebih rendah memungkinkan pengumpulan seluruh muatan lebih cepat dan waktu tunggu yang lebih singkat bagi pelanggan. Pada saat yang sama, menjadi mungkin untuk membagi biaya peluncuran yang relatif rendah menjadi lebih banyak pelanggan. Namun, pengembang dan produsen teknologi ruang miniatur belum menunjukkan minat pada AKS yang ada.
Pengalaman asing menunjukkan bahwa sistem kedirgantaraan dengan peluncuran udara memiliki keunggulan tertentu dibandingkan teknologi roket dan ruang angkasa lainnya dan dapat memecahkan masalah individu secara lebih efektif. Dapat diasumsikan bahwa di masa depan kelas teknologi ini tidak akan hilang dan bahkan berkembang. Akibatnya, ceruk baru akhirnya akan terbentuk di pasar peluncuran luar angkasa, yang akan menarik bagi produsen peroketan dan pelanggan potensial.
