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 (AKS) thành công nhất cho đến nay đã được khởi động vào cuối những năm 80. Tập đoàn Orbital Sciense 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 Pegasus ba tầng 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 về chuyến bay trong khí quyển, được trang bị một cánh delta. Để chứa trọng tải, có một khoang có chiều dài 2, 1 m và đường kính 1, 18 m, trọng lượng của tải là 443 kg.
Năm 1994, tên lửa Pegasus XL được giới thiệu với chiều dài 17,6 m và khối lượng 23,13 tấn, do sự gia tăng về kích thước và trọng lượng, động cơ mới đã được giới thiệu. Sản phẩm XL được phân biệt bởi năng lượng gia tăng và các đặc tính bay, cho phép nó đạt đến quỹ đạo cao hơn hoặc mang tải nặng hơn.
Một máy bay ném bom B-52H sửa đổi ban đầu được sử dụng làm tàu sân bay cho tên lửa Pegasus. Sau đó, lớp lót Lockheed L-1011 được chế tạo lại thành 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 điều khiển phóng.
Các đợt phóng AKC Pegasus được thực hiện từ một số địa điểm ở Hoa Kỳ và hơn thế nữa. Kỹ thuật phóng khá đơn giản. Tàu sân bay đi vào khu vực quy định và chiếm độ cao 12 nghìn mét, sau đó tên lửa được thả xuống. Sản phẩm Pegasus lên kế hoạch trong vài giây và sau đó khởi động động cơ giai đoạn đầu. Tổng thời gian hoạt động của ba động cơ là 220 giây. Điều này đủ để đưa tải vào quỹ đạo Trái đất thấp.
Vụ phóng tên lửa Pegasus đầu tiên từ B-52H diễn ra vào tháng 4 năm 1990. Năm 1994, một máy bay tác chiến mới được đưa vào hoạt động. Kể từ đầu những năm 90, một số vụ phóng đã được thực hiện hàng năm với mục đích đưa một số phương tiện nhỏ gọn và nhẹ lên quỹ đạo. Cho đến mùa thu năm 2019, AKS Pegas đã thực hiện 44 chuyến bay, trong đó chỉ có 5 chuyến bay kết thúc do tai nạn hoặc thành công một phần. Chi phí phóng từ 40 triệu đến 56 triệu USD, tùy thuộc vào loại tên lửa và các yếu tố khác.
Trình khởi chạy mới nhất
Từ cuối những năm 2000, 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. Trong nửa cuối của phần mười, công ty phát triển đã 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. Đây là một sản phẩm hai tầng với chiều dài hơn 21 m và trọng lượng xấp xỉ. 30 tấn Tên lửa chạy bằng động cơ N3 và N4 sử dụng dầu hỏa và oxy lỏng. Tổng thời gian hoạt động của các động cơ là 540 giây. Tên lửa LauncherOne có thể nâng 500 kg hàng hóa lên quỹ đạo với độ cao 230 km. Một cải tiến ba giai đoạn của tên lửa với các đặc điểm cải tiến 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. Cột LauncherOne được cài đặt ở bên trái của phần trung tâm.
Công ty phát triển tuyên bố rằng AKS LauncherOne có thể được vận hành tại bất kỳ sân bay nào phù hợp. Vị trí phóng của tên lửa được lựa chọn phù hợp với các thông số yêu cầu của quỹ đạo. Về nguyên lý phóng và bay, sự phát triển của Virgin Galactic không khác gì các hệ thống 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 5 năm 2020. Sau khi tách khỏi tàu sân bay, tên lửa khởi động động cơ và bắt đầu bay. Ngay sau đó, đường ôxy hóa giai đoạn 1 bị sập khiến động cơ N3 bị chết máy. Tên lửa rơi xuống đại dương.
Virgin Orbit đã ra mắt thành công lần đầu tiên vào ngày 17 tháng 1 năm 2017. Tên lửa được sửa đổi đã cất cánh trên Thái Bình Dương và đưa 10 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 bị hoãn vô thời hạn hoặc có thể bị hủy bỏ.
Đối thủ cạnh tranh tiềm năng
Các dự án mới được triển khai bằng máy bay AKS hiện đang được tạo ra ở một số quốc gia. Đồng thời, số lượng dự án lớn nhất được đề xuất ở Hoa Kỳ, nơi các nhà phát triển chủ động có thể nhận được sự hỗ trợ nghiêm túc từ NASA. Ở các quốc gia khác, tình hình có vẻ khác - và cho đến nay vẫn chưa dẫn đến thành công đáng chú ý.
Kể từ cuối những năm 2000, Pháp, đại diện bởi Dassault và Astrium, đã và đang phát triển AKS Aldebaran. Ban đầu, một số khái niệm tên lửa với các phương pháp phóng khác nhau đã được xem xét, và chỉ MLA (Micro Launcher Airborne) được phát triển thêm - một tên lửa nhỏ gọn với tải trọng hàng chục kg, phù hợp để sử dụng cho máy bay chiến đấu Rafale.
Việc thiết kế Aldebaran MLA đã được tiến hành trong vài năm, nhưng việc 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 AKC thú vị 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 đẩy chất 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 dự án nghiên cứu khác nhau.
Vào đầu thập kỷ trước, Generation Orbit đã nhận được sự hỗ trợ của Lầu Năm Góc. Năm 2014, một nguyên mẫu tên lửa X-60A đã thực hiện chuyến bay xuất khẩu đầu tiên dưới một tàu sân bay tiêu chuẩn. Kể từ đó, không có báo cáo nào về các chuyến bay thử nghiệm. Có thể, bộ phận quân sự và nhà thầu tiếp tục phát triển, nhưng cho đến nay họ không thể bắt đầu thử nghiệm bay 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 máy bay vũ trụ có thùng nhiên liệu bên ngoài. Ngoài ra, dự án Air Launch được phát triển trên cơ sở máy bay An-124. Anh ta 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 nhiều thập kỷ qua, khái niệm phóng máy bay 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 các thử nghiệm, chưa kể đến hoạt động chính thức. Cho đến nay, chỉ có AKS Pegasus mới có thể thực hiện các chuyến bay thường xuyên và sắp tới LauncherOne có thể cho thấy thành công như vậy.
Sự thất bại của một vụ phóng không quân như vậy có liên quan đến một số hạn chế khách quan. Khả năng mang theo của AKS như vậy cho đến nay không vượt quá vài trăm kg và tỷ lệ thuận với 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 nhìn chung không giải quyết được vấn đề này.
Tuy nhiên, các hệ thống phóng từ trên không có những ưu điểm của chúng. Chúng được chứng minh là một phương tiện thuận tiện để đưa các tải nhỏ vào quỹ đạo thấp. Tải trọng nâng thấp hơn cho phép thu toàn bộ tải nhanh hơn và thời gian chờ đợi của khách hàng ngắn hơn. Đồng thời, có thể chia chi phí ra mắt tương đối thấp cho một số lượng lớn khách hàng hơn. 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 AKS 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 cho rằng trong tương lai loại công nghệ này sẽ không biến mất và thậm chí còn phát triển. Kết quả là, một thị trường thích hợp mới cuối cùng sẽ hình thành trên thị trường phóng vào không gian, điều này sẽ được các nhà sản xuất tên lửa và khách hàng tiềm năng quan tâm.
