ตั้งแต่กลางศตวรรษที่ผ่านมา แนวคิดของระบบการบินและอวกาศที่มีการปล่อยอากาศได้เกิดขึ้นในประเทศต่างๆ มันจัดเตรียมสำหรับการส่งออกของโหลดขึ้นสู่วงโคจรโดยใช้ยานยิงที่ปล่อยจากเครื่องบินหรือเครื่องบินลำอื่น วิธีการเปิดตัวนี้กำหนดข้อจำกัดเกี่ยวกับมวลของข้อมูล แต่ประหยัดและเตรียมได้ง่าย ในช่วงเวลาต่างๆ มีการเสนอโครงการปล่อยอากาศจำนวนมาก และบางโครงการถึงกับดำเนินการเต็มรูปแบบ
อากาศ "เพกาซัส"
โครงการระบบการบินและอวกาศ (AKS) ที่ประสบความสำเร็จมากที่สุดจนถึงปัจจุบันได้เปิดตัวในปลายทศวรรษที่แปด บริษัทอเมริกัน Orbital Sciense (ปัจจุบันเป็นส่วนหนึ่งของ Northrop Grumman) โดยมีส่วนร่วมของ Scaled Composites ได้พัฒนาระบบ Pegasus โดยอิงจากยานเปิดตัวที่มีชื่อเดียวกัน
จรวดเพกาซัสสามขั้นตอนมีความยาว 16.9 ม. และน้ำหนักเปิดตัว 18.5 ตัน ทุกขั้นตอนมีการติดตั้งเครื่องยนต์เชื้อเพลิงแข็ง ขั้นตอนแรกซึ่งรับผิดชอบการบินในชั้นบรรยากาศนั้นติดตั้งปีกเดลต้า เพื่อรองรับน้ำหนักบรรทุก มีช่องที่มีความยาว 2, 1 ม. และเส้นผ่านศูนย์กลาง 1, 18 ม. น้ำหนักบรรทุก 443 กก.
ในปี 1994 จรวด Pegasus XL ถูกนำเสนอด้วยความยาว 17.6 ม. และมวล 23.13 ตัน เนื่องจากขนาดและน้ำหนักที่เพิ่มขึ้นเครื่องยนต์ใหม่จึงถูกนำมาใช้ ผลิตภัณฑ์ XL มีความโดดเด่นด้วยพลังงานที่เพิ่มขึ้นและลักษณะการบิน ซึ่งช่วยให้สามารถเข้าถึงวงโคจรที่สูงขึ้นหรือบรรทุกสัมภาระที่หนักกว่าได้
เครื่องบินทิ้งระเบิด B-52H ที่ได้รับการดัดแปลงเดิมถูกใช้เป็นสายการบินสำหรับจรวดเพกาซัส จากนั้นสายการบิน Lockheed L-1011 ก็ถูกสร้างขึ้นมาใหม่ในสายการบิน เครื่องบินที่มีชื่อเป็นของตัวเอง Stargazer ได้รับการระงับภายนอกสำหรับจรวดหนึ่งลำและอุปกรณ์ต่าง ๆ สำหรับการควบคุมการเปิดตัว
การเปิดตัว AKC Pegasus ดำเนินการจากหลายไซต์ในสหรัฐอเมริกาและที่อื่นๆ เทคนิคการเปิดตัวค่อนข้างง่าย เครื่องบินบรรทุกเครื่องบินเข้าสู่พื้นที่ที่กำหนดและครอบครองระดับความสูง 12,000 เมตร หลังจากนั้นจรวดก็ถูกปล่อย ผลิตภัณฑ์ Pegasus วางแผนไว้สองสามวินาทีแล้วจึงสตาร์ทเครื่องยนต์ระยะแรก เวลาทำงานทั้งหมดของเครื่องยนต์ทั้งสามคือ 220 วินาที ซึ่งก็เพียงพอแล้วที่จะนำโหลดเข้าสู่วงโคจรต่ำของโลก
การเปิดตัวจรวด Pegasus ครั้งแรกจาก B-52H เกิดขึ้นในเดือนเมษายน 1990 ในปี 1994 เครื่องบินบรรทุกใหม่ได้เริ่มดำเนินการ นับตั้งแต่ต้นยุค 90 มีการเปิดตัวหลายครั้งทุกปีโดยมีเป้าหมายเพื่อนำยานพาหนะขนาดกะทัดรัดและน้ำหนักเบาบางรุ่นเข้าสู่วงโคจร จนถึงฤดูใบไม้ร่วงปี 2019 AKS Pegas ทำการบิน 44 เที่ยวบิน โดยมีเพียง 5 เที่ยวบินที่จบลงด้วยอุบัติเหตุหรือประสบความสำเร็จเพียงบางส่วน ค่าใช้จ่ายในการเปิดตัวมีตั้งแต่ 40 ล้านดอลลาร์ถึง 56 ล้านดอลลาร์ ขึ้นอยู่กับประเภทของจรวดและปัจจัยอื่นๆ
LauncherOne ใหม่ล่าสุด
นับตั้งแต่ช่วงปลายทศวรรษ 2000 บริษัท Virgin Galactic สัญชาติอเมริกันก็ได้ทำงานในโครงการ AKC LauncherOne เป็นเวลานานมีการดำเนินการพัฒนาและค้นหาลูกค้าที่มีศักยภาพ ในช่วงครึ่งหลังของวันที่ 10 บริษัทผู้พัฒนามีปัญหา เนื่องจากต้องแก้ไขกำหนดการโครงการ
ระบบ LauncherOne สร้างขึ้นจากจรวดที่มีชื่อเดียวกัน นี่คือผลิตภัณฑ์สองขั้นตอนที่มีความยาวมากกว่า 21 ม. และน้ำหนักประมาณ 30 ตัน จรวดขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์ N3 และ N4 โดยใช้น้ำมันก๊าดและออกซิเจนเหลว เวลาทำงานทั้งหมดของเครื่องยนต์คือ 540 วินาที Launcher จรวดหนึ่งลำสามารถยกสินค้าได้ 500 กก. ขึ้นสู่วงโคจรด้วยระดับความสูง 230 กม. กำลังพัฒนาการดัดแปลงจรวดสามขั้นตอนพร้อมคุณสมบัติที่ได้รับการปรับปรุง
ในขั้นต้น ยานพาหนะสำหรับปล่อยมีการวางแผนที่จะเปิดตัวโดยใช้เครื่องบินพิเศษ White Knight Two แต่ในปี 2558 ยานเกราะดังกล่าวถูกละทิ้ง สายการบินใหม่นี้เป็นเครื่องบินโดยสารโบอิ้ง 747-400 ที่ออกแบบใหม่โดยใช้ชื่อของตัวเองว่า Cosmic Girl เสา LauncherOne ติดตั้งอยู่ใต้ด้านซ้ายของส่วนตรงกลาง
บริษัทพัฒนาอ้างว่า AKS LauncherOne สามารถใช้งานได้ที่สนามบินที่เหมาะสม สถานที่ปล่อยจรวดถูกเลือกตามพารามิเตอร์ที่ต้องการของวงโคจร ในแง่ของหลักการเปิดและบิน การพัฒนาของ Virgin Galactic ก็ไม่ต่างจากระบบปล่อยอากาศอื่นๆ ค่าใช้จ่ายในการดำเนินการดังกล่าวคือ 12 ล้านดอลลาร์
การเปิดตัว LauncherOne ครั้งแรกเกิดขึ้นเมื่อวันที่ 25 พฤษภาคม 2020 หลังจากแยกตัวออกจากผู้ให้บริการ จรวดสตาร์ทเครื่องยนต์และเริ่มบิน หลังจากนั้นไม่นาน สายออกซิไดเซอร์ขั้นแรกก็พัง ทำให้เครื่องยนต์ N3 หยุดชะงัก จรวดตกลงสู่มหาสมุทร
Virgin Orbit ประสบความสำเร็จในการเปิดตัวครั้งแรกเมื่อวันที่ 17 มกราคม 2017 จรวดดัดแปลงดังกล่าวได้บินขึ้นเหนือมหาสมุทรแปซิฟิก และส่งดาวเทียม CubeSat จำนวน 10 ดวงเข้าสู่วงโคจรต่ำ มีสัญญาสำหรับการเปิดตัวอีกสามรายการ ก่อนหน้านี้มีคำสั่งจากบริษัทสื่อสาร OneWeb แต่การเปิดตัวเหล่านี้ถูกเลื่อนออกไปอย่างไม่มีกำหนดหรืออาจถูกยกเลิก
คู่แข่งที่มีศักยภาพ
โครงการเปิดตัวทางอากาศของ AKS ใหม่กำลังถูกสร้างขึ้นในหลายประเทศ ในขณะเดียวกัน มีการเสนอโครงการจำนวนมากที่สุดในสหรัฐอเมริกา ซึ่งนักพัฒนาเชิงรุกสามารถรับการสนับสนุนอย่างจริงจังจาก NASA ในประเทศอื่นๆ สถานการณ์ดูแตกต่างออกไป และจนถึงขณะนี้ยังไม่ประสบความสำเร็จอย่างเห็นได้ชัด
ตั้งแต่ปลายทศวรรษ 2000 ฝรั่งเศสซึ่งเป็นตัวแทนของ Dassault และ Astrium ได้พัฒนา AKS Aldebaran ในขั้นต้น มีการพิจารณาแนวคิดขีปนาวุธหลายแบบพร้อมวิธีการยิงที่แตกต่างกัน และมีเพียง MLA (Micro Launcher Airborne) เท่านั้นที่ได้รับการพัฒนาเพิ่มเติม - จรวดขนาดกะทัดรัดที่มีน้ำหนักหลายสิบกิโลกรัม เหมาะสำหรับใช้กับเครื่องบินรบ Rafale
การออกแบบของ Aldebaran MLA ดำเนินมาหลายปีแล้ว แต่การทดสอบยังไม่เริ่ม นอกจากนี้ ทั้งระยะเวลาของการทดสอบและอนาคตของโครงการยังคงเป็นปัญหา
แนวคิด AKC ที่น่าสนใจถูกเสนอโดยบริษัท Generation Orbit ของอเมริกา โครงการ GOLauncher-1 / X-60A ของ บริษัท จัดทำขึ้นสำหรับการสร้างจรวดขับเคลื่อนด้วยของเหลวแบบขั้นตอนเดียวซึ่งเหมาะสำหรับการระงับภายใต้เครื่องบิน Learjet 35 จะต้องพัฒนาความเร็วเหนือเสียงและดำเนินการเที่ยวบินย่อย ในอนาคต เป็นไปได้ที่จะได้รับความสามารถในการโคจร X-60A ถูกมองว่าเป็นแพลตฟอร์มสำหรับโครงการวิจัยต่างๆ
ในช่วงต้นทศวรรษที่ผ่านมา Generation Orbit ได้รับการสนับสนุนจาก Pentagon ในปี 2014 จรวด X-60A ต้นแบบได้ส่งออกเที่ยวบินแรกภายใต้เรือบรรทุกมาตรฐาน ตั้งแต่นั้นมาก็ไม่มีรายงานเที่ยวบินทดสอบ อาจเป็นไปได้ว่าแผนกทหารและผู้รับเหมายังคงพัฒนาต่อไป แต่จนถึงขณะนี้พวกเขาไม่สามารถเริ่มการทดสอบการบินเต็มรูปแบบได้ด้วยเหตุผลใดก็ตาม
โครงการ AKC หลายประเภทได้รับการพัฒนาในประเทศของเรา วัสดุของพวกเขาได้รับการแสดงซ้ำแล้วซ้ำอีกในนิทรรศการต่างๆ ตัวอย่างเช่น โครงการ MAKS เสนอให้ใช้เครื่องบิน An-225 และเครื่องบินอวกาศที่มีถังเชื้อเพลิงภายนอก นอกจากนี้ โครงการ Air Launch ได้รับการพัฒนาบนพื้นฐานของเครื่องบิน An-124 เขาควรจะพกถังบรรจุที่มีขีปนาวุธโพเล็ต ทั้งสองโครงการไม่สามารถดำเนินการให้แล้วเสร็จได้ด้วยเหตุผลหลายประการ
แนวโน้มทิศทาง
อย่างที่คุณเห็น ในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมา แนวคิดของการเปิดตัวทางอากาศเพื่อการบินสู่วงโคจรได้ดึงดูดความสนใจ ซึ่งนำไปสู่การปรากฏตัวเป็นประจำของโครงการใหม่ ในเวลาเดียวกัน อย่างน้อยการพัฒนาในลักษณะนี้ทั้งหมดก็ไม่ถึงขั้นทดสอบ ไม่ต้องพูดถึงการดำเนินการที่เต็มเปี่ยม จนถึงปัจจุบัน มีเพียง AKS Pegasus เท่านั้นที่สามารถให้บริการเที่ยวบินปกติได้ และในไม่ช้า LauncherOne อาจแสดงความสำเร็จดังกล่าว
ความล้มเหลวของการยิงทางอากาศนั้นเกี่ยวข้องกับข้อจำกัดวัตถุประสงค์หลายประการความสามารถในการบรรทุกของ AKS ดังกล่าวจนถึงขณะนี้ไม่เกินหลายร้อยกิโลกรัมและอยู่ในสัดส่วนโดยตรงกับน้ำหนักการเปิดตัวของจรวดซึ่งในทางกลับกันจะถูกกำหนดตามลักษณะของเครื่องบินบรรทุก การประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงเนื่องจากการปล่อยอากาศไม่ได้ช่วยแก้ปัญหานี้ได้
อย่างไรก็ตาม ระบบยิงด้วยอากาศก็มีข้อดี พวกเขาพิสูจน์แล้วว่าเป็นวิธีที่สะดวกในการฉีดโหลดขนาดเล็กเข้าสู่วงโคจรต่ำ ความสามารถในการยกที่ต่ำลงช่วยให้รวบรวมสินค้าทั้งหมดได้เร็วขึ้นและใช้เวลารอที่สั้นกว่าสำหรับลูกค้า ในขณะเดียวกัน ก็เป็นไปได้ที่จะแบ่งต้นทุนการเปิดตัวที่ค่อนข้างต่ำออกเป็นลูกค้าจำนวนมากขึ้น อย่างไรก็ตาม ผู้พัฒนาและผู้ผลิตเทคโนโลยีอวกาศขนาดเล็กยังไม่ได้แสดงความสนใจใน AKS ที่มีอยู่
ประสบการณ์จากต่างประเทศแสดงให้เห็นว่าระบบการบินและอวกาศที่มีการปล่อยอากาศมีข้อได้เปรียบเหนือเทคโนโลยีจรวดและอวกาศอื่น ๆ และสามารถแก้ปัญหาส่วนบุคคลได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น สามารถสันนิษฐานได้ว่าในอนาคตเทคโนโลยีประเภทนี้จะไม่หายไปและแม้กระทั่งพัฒนา เป็นผลให้ช่องใหม่จะก่อตัวขึ้นในตลาดการเปิดตัวอวกาศในที่สุดซึ่งจะเป็นที่สนใจของผู้ผลิตจรวดและลูกค้าที่มีศักยภาพ