แนวคิดของระบบการบินและอวกาศที่มีระนาบอวกาศที่โคจรอยู่นั้นมีคุณสมบัติเชิงบวกหลายประการ จึงดึงดูดความสนใจได้ โครงการต่าง ๆ ของระบบดังกล่าวได้รับการพัฒนามาเป็นเวลาหลายทศวรรษแล้ว แต่อนาคตที่แท้จริงของโครงการดังกล่าวยังคงเป็นปัญหาอยู่ จนถึงปัจจุบันมีการดำเนินการเพียงไม่กี่โครงการเท่านั้นและอนาคตของทิศทางทั้งหมดยังคงเป็นปัญหา
ความสำเร็จในอดีต
แนวความคิดของเครื่องบินอวกาศที่โคจรอยู่นั้นมีไว้สำหรับการสร้างเครื่องบินที่สามารถขึ้นสู่วงโคจรได้อย่างอิสระหรือใช้ยานส่ง จากนั้นกลับสู่พื้นโลกผ่านการบินตามหลักอากาศพลศาสตร์ด้วยการลงจอดในแนวนอน วิธีการบินนี้มีข้อดีบางประการ ดังนั้นจึงเป็นที่สนใจของอุตสาหกรรมจรวดและอวกาศ
ผู้มีอำนาจชั้นนำเริ่มทำงานในหัวข้อนี้อย่างแข็งขันในทศวรรษที่ห้าสิบของศตวรรษที่ผ่านมา ต่อจากนั้น ระบบการบินและอวกาศ (AKS) ที่หลากหลายได้รับการพัฒนาโดยใช้เครื่องบินอวกาศที่แตกต่างกัน โครงการเหล่านี้บางโครงการถึงขั้นทดลองเต็มรูปแบบโดยใช้เทคนิคการทดลอง
ในขณะเดียวกันทิศทางก็ยังไม่ประสบความสำเร็จและพัฒนามากนัก จำนวนตัวอย่างที่ทดสอบนั้นน้อยกว่าจำนวนโครงการที่เสนอทั้งหมดมาก และคอมเพล็กซ์เพียงแห่งเดียวที่เข้าถึงการปฏิบัติงานจริงได้
เครื่องบินโคจรที่ประสบความสำเร็จมากที่สุดคือกระสวยอวกาศอเมริกัน ในปี 2524-2554 อุปกรณ์ดังกล่าวทำการบิน 135 ครั้ง (อุบัติเหตุ 2 ครั้ง) ในระหว่างนั้นสินค้าหลายร้อยตันและนักบินอวกาศหลายสิบคนถูกส่งไปยังวงโคจรและกลับสู่โลก อย่างไรก็ตาม โปรแกรมนี้ไม่ได้แก้ปัญหาการลดต้นทุนการถอนและการกู้คืนน้ำหนักบรรทุก และยังพิสูจน์แล้วว่าซับซ้อนเกินไป นอกจากนี้ ในช่วงต้นปีที่สิบ เครื่องบินอวกาศได้ใช้ทรัพยากรจนหมด และการสร้างเครื่องบินใหม่กลับกลายเป็นว่าไม่เหมาะสม
ในประเทศของเรา งานบนเครื่องบินอวกาศหยุดอยู่ที่ขั้นตอนการทดสอบ ดังนั้นในช่วงอายุเจ็ดสิบและแปดสิบ จึงมีการดำเนินการโปรแกรมการทดสอบบัลลังก์และการบินอย่างกว้างขวางของอุปกรณ์ซีรีส์ BOR ซึ่งรวมถึง ด้วยการเข้าถึงวงโคจร ในปี 1988 ยานอวกาศ "Buran" ทำการบินในอวกาศเพียงครั้งเดียว โครงการในประเทศเพิ่มเติมไม่ได้คืบหน้าเกินระยะแรกสุด
การพัฒนาที่มีแนวโน้ม
ในช่วงต้นทศวรรษ 2000 บริษัท Spaceship และ Virgin Galactic ได้ทดสอบยานอวกาศ SpaceShipOne ทดลอง ต่อมา บนพื้นฐานของผลิตภัณฑ์นี้ ยานอวกาศใหม่ SpaceShipTwo ได้รับการพัฒนา ซึ่งสามารถยกของเล็กๆ น้อยๆ ไปยังขอบล่างของอวกาศได้ เนื่องจากข้อจำกัดดังกล่าว เครื่องบินอวกาศจึงถือเป็นพาหนะสำหรับนักท่องเที่ยวในอวกาศหรือเป็นแพลตฟอร์มสำหรับการวิจัยบางอย่างเท่านั้น
ในปี 2561-2562 ประสบการณ์ SpaceShipTwo ในสองเที่ยวบินขึ้นไปที่ระดับความสูงมากกว่า 80 กม. มีการวางแผนเที่ยวบินใหม่หลังจากการปรับปรุงและเตรียมเรือที่มีอยู่สำหรับการดำเนินการเชิงพาณิชย์เสร็จสิ้น นอกจากนี้ ในระหว่างการก่อสร้างยังมียานอวกาศ "ลักษณะที่ปรากฏต่อเนื่อง" ใหม่สองลำ SpaceShipTwo จะใช้งานเชิงพาณิชย์ได้เร็วเพียงใดนั้นไม่ชัดเจน โครงการประสบปัญหาการเลื่อนซ้ำหลายครั้งและแนวโน้มนี้อาจดำเนินต่อไปในอนาคต
โครงการ Dream Chaser ที่ประสบความสำเร็จและมีแนวโน้มมากขึ้นจาก Sierra Nevada Corp. เขาเสนอให้สร้าง AKS ด้วยยานยิงและเครื่องบินอวกาศที่สามารถขึ้นสู่วงโคจรระดับต่ำได้Dream Chaser ได้รับการพัฒนาเพื่อทำงานร่วมกับสถานีอวกาศนานาชาติเป็นหลัก เขาจะต้องส่งคนและสินค้าไปยังวงโคจรและกลับสู่โลก น้ำหนักบรรทุกโดยประมาณจะถึง 5 ตันเวลาบินจะไม่เกินสองสามชั่วโมง
จนถึงปัจจุบัน การทดสอบภาคพื้นดินและการบินได้ดำเนินการโดยใช้เครื่องบินทดลองสองลำ เที่ยวบินแรกมีการวางแผนสำหรับปี 2022 โดยใช้ยานยิงมาตรฐาน Vulcan Centaur จากนั้นจะมีการทดสอบเปิดตัว ISS ภายในสิ้นทศวรรษนี้ มีแผนที่จะเริ่มปฏิบัติการเต็มรูปแบบของ AKS นี้ด้วยเที่ยวบินปกติพร้อมสัมภาระบนเครื่องอย่างใดอย่างหนึ่ง แผนดังกล่าวมีความสมจริงเพียงใดนั้นไม่ชัดเจน จากข้อมูลของ NASA เซียร์ราเนวาดากำลังเผชิญกับความท้าทายต่างๆ ที่อย่างน้อยที่สุดก็ทำให้การเตรียมตัวสำหรับเที่ยวบินทำได้ยาก
การทดสอบวงโคจร
ตั้งแต่ต้นทศวรรษ 2000 เครื่องบินอวกาศที่มีแนวโน้มว่าจะได้รับการพัฒนาโดยกองทัพอากาศสหรัฐ DARPA NASA และ Boeing การทดสอบการบินของผลิตภัณฑ์ที่เรียกว่า X-37A เริ่มขึ้นในปี 2549 จากนั้นจึงสร้างอุปกรณ์ X-37B ที่ได้รับการปรับปรุง ซึ่งเหมาะสำหรับการปล่อยสู่วงโคจร โครงการนี้สร้างขึ้นตามคำสั่งของกองทัพอากาศและอาจมีจุดประสงค์ทางทหารโดยเฉพาะ ในขณะเดียวกันยังไม่มีการเปิดเผยข้อมูลที่แน่นอนของประเภทนี้
เที่ยวบินโคจรรอบแรกของ X-37B ที่มีประสบการณ์เริ่มขึ้นในเดือนเมษายน 2010 และกินเวลา 224 วัน - จนถึงเดือนธันวาคม จากนั้นมีเที่ยวบินเพิ่มอีกสี่เที่ยวบิน และเที่ยวบินสุดท้ายกินเวลานานกว่า 779 วัน ตั้งแต่เดือนพฤษภาคมปีที่แล้ว หนึ่งในสองต้นแบบได้อยู่ในวงโคจร ไม่ทราบวันที่เดินทางกลับและขึ้นเครื่อง บางทีคราวนี้พวกเขาจะสร้างสถิติอีกครั้งสำหรับระยะเวลาของเที่ยวบิน
จากการประมาณการและการประมาณการต่างๆ X-37B ถูกใช้โดยกองทัพอากาศสหรัฐฯ สำหรับภารกิจในโลกแห่งความเป็นจริงแล้ว อุปกรณ์ทำการซ้อมรบต่าง ๆ และเปลี่ยนวงโคจรของมัน มีรายงานว่าจะดัมพ์เพย์โหลด ดังนั้นกระบวนการพัฒนาความสามารถทางเทคนิคการบินสามารถมาพร้อมกับการทำงานจริงเพื่อสนับสนุนกองทัพ
ในเดือนกันยายน 2020 ผู้เชี่ยวชาญชาวจีนเปิดตัวยานยิง Changzheng-2F พร้อมยานอวกาศที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ หลังเข้าสู่วงโคจรต่ำและอาจเริ่มปฏิบัติงานที่ได้รับมอบหมาย ไม่มีการเปิดเผยรายละเอียดของโครงการ AKC ของจีน แม้แต่คลาสของอุปกรณ์ที่ได้ก็ยังไม่ทราบ
ตามแหล่งข่าวต่างประเทศ เรือที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้ลำแรกในประเทศจีนมีสถาปัตยกรรมและรูปลักษณ์ที่คล้ายคลึงกันกับ X-37B ของอเมริกา และควรมีความสามารถที่คล้ายคลึงกัน ผลิตภัณฑ์นี้ถูกกล่าวหาว่าทำขึ้นในรูปของเครื่องบินที่มีปีกเดลต้าขนาดเล็กและมีมวลไม่เกิน 8 ตัน ไม่ทราบช่วงของงานที่จะแก้ไขและขอบเขตของการใช้งาน จีนยังไม่เปิดเผยรายละเอียดของโครงการ
ปัญหาทิศทาง
แม้จะมีความพยายามทั้งหมด แต่ทิศทางของ AKS กับเครื่องบินที่โคจรอยู่นั้นประสบความสำเร็จเพียงเล็กน้อยเท่านั้น ในอนาคตอันใกล้นี้ สถานการณ์อาจเปลี่ยนแปลง แต่เวลาและผลลัพธ์ของกระบวนการปัจจุบันยังคงเป็นปัญหาอยู่ ปัจจัยด้านลักษณะเฉพาะและความยากลำบากหลายประการที่อุตสาหกรรมจรวดและอวกาศต้องเผชิญได้นำไปสู่ภาวะเช่นนี้
ปัญหาหลักของยานอวกาศคือความซับซ้อนของการสร้าง นักออกแบบจำเป็นต้องรวมคุณสมบัติเฉพาะของเทคโนโลยีการโคจรและการบินตามหลักอากาศพลศาสตร์ โดยคำนึงถึงลักษณะโหลดบนโครงสร้าง ซึ่งมักต้องมีการพัฒนาเทคโนโลยีและส่วนประกอบใหม่ๆ ต้นทุนของงานเพิ่มขึ้นตามไปด้วย
โครงการที่เสนอของเครื่องบินอวกาศยังไม่สามารถแข่งขันกับจรวดและระบบอวกาศของคลาสอื่นได้ เรือรบและยานยิงที่มีอยู่เดิมสามารถส่งมอบน้ำหนักบรรทุกที่แตกต่างกันไปยังวงโคจรที่แตกต่างกัน - ลูกค้าสามารถเลือกระบบที่เหมาะสมที่สุดได้ ระนาบอวกาศประเภทที่เสนอยังไม่สามารถให้ความยืดหยุ่นในการใช้งานได้ ในการทำเช่นนี้ จำเป็นต้องพัฒนาโครงการปัจจุบันให้เสร็จสมบูรณ์และสร้างตัวอย่างใหม่ที่มีคุณสมบัติแตกต่างกัน
ในที่สุด แนวโน้มของทิศทางจะได้รับผลกระทบในทางลบจากการรวมกันทั่วไปของอุตสาหกรรมจรวดและอวกาศความสำเร็จที่ดีที่สุดแสดงให้เห็นโดยโครงการของอเมริกาและจีนที่สร้างขึ้นโดยคำสั่งของกองกำลังติดอาวุธและด้วยการสนับสนุนโดยตรงของพวกเขา นักพัฒนาเชิงพาณิชย์ที่มีโครงการเชิงรุกและแม้แต่องค์กรขนาดใหญ่เช่น NASA ยังไม่สามารถให้การสร้างระบบที่รวดเร็วและมีคุณภาพสูงพร้อมความสามารถที่ต้องการได้อย่างอิสระ
เนื่องจากข้อจำกัดทางวัตถุประสงค์และความยากลำบากต่างๆ การพัฒนาระบบการบินและอวกาศด้วยเครื่องบินอวกาศจนถึงขณะนี้สามารถอวดความสำเร็จที่จำกัดได้ โครงการประเภทนี้ส่วนใหญ่ได้ลงไปในประวัติศาสตร์โดยไม่มีผลลัพธ์ที่แท้จริง และการพัฒนาจำนวนมากในปัจจุบันยังไม่เกิดขึ้นจากขั้นตอนการทดสอบ อย่างไรก็ตาม ความสนใจในหัวข้อนี้ยังคงอยู่และกระตุ้นความต่อเนื่องของงาน สันนิษฐานได้ว่าในอนาคตสถานการณ์จะค่อยๆ เปลี่ยนไป และเครื่องบินโคจรรุ่นใหม่จะเปิดให้บริการ อย่างไรก็ตาม สิ่งที่คล้ายคลึงกันของกระสวยอวกาศรุ่นเก่าที่มีขนาดและน้ำหนักบรรทุกเท่ากัน ส่วนใหญ่ จะไม่ปรากฏในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า