أنظمة الإطلاق الجوية الحديثة والمتقدمة
إطلاق صاروخ Pegasus من طائرة Stargazer ، مارس 2006. تصوير ناسا
منذ منتصف القرن الماضي ، تم وضع مفهوم نظام الفضاء مع الإطلاق الجوي في بلدان مختلفة. ينص على إطلاق الحمولة في المدار باستخدام مركبة الإطلاق التي يتم إطلاقها من طائرة أو من طائرة أخرى. تفرض طريقة الإطلاق هذه قيودًا على كتلة الحمولة ، ولكنها اقتصادية وسهلة التحضير. في أوقات مختلفة ، تم اقتراح الكثير من مشاريع الإطلاق الجوي ، ووصل بعضها إلى التشغيل الكامل.
طيران "بيغاسوس"
تم إطلاق أنجح مشروع لنظام الفضاء الجوي (ASS) حتى الآن في أواخر الثمانينيات. طورت شركة Orbital Science الأمريكية (التي أصبحت الآن جزءًا من شركة Northrop Grumman) ، بمشاركة Scaled Composites ، نظام Pegasus بناءً على مركبة الإطلاق التي تحمل الاسم نفسه.
يبلغ طول صاروخ Pegasus ثلاثي المراحل 16,9 م ووزن الإطلاق 18,5 طنًا ، وجميع المراحل مزودة بمحركات تعمل بالوقود الصلب. المرحلة الأولى ، المسؤولة عن الطيران في الغلاف الجوي ، مجهزة بجناح دلتا. لاستيعاب الحمولة ، هناك حجرة بطول 2,1 م وقطر 1,18 م.وزن الحمولة - 443 كجم.
Pegasus XL على علاقة الحامل. الصورة بواسطة وكالة ناسا
في عام 1994 ، تم طرح صاروخ Pegasus XL بطول 17,6 م وكتلة 23,13 طن ، وبزيادة الحجم والكتلة تم إدخال محركات جديدة. يتميز منتج XL بخصائص قوة ورحلة متزايدة ، مما يسمح لك بالوصول إلى مدارات أعلى أو حمل حمولة أثقل.
تم استخدام قاذفة B-52H المعدلة في الأصل كحاملة لصاروخ Pegasus. ثم أعيد بناء بطانة لوكهيد L-1011 كناقلة. تلقت الطائرة التي تحمل اسمها Stargazer تعليقًا خارجيًا لصاروخ واحد ومعدات مختلفة للتحكم في الإطلاق.
يتم إطلاق AKC Pegasus من عدة مواقع في الولايات المتحدة وخارجها. طريقة الإطلاق بسيطة للغاية. تدخل الطائرة الحاملة منطقة معينة وتحتل ارتفاعًا يبلغ 12 ألف متر ، وبعد ذلك يتم إسقاط الصاروخ. ينزلق Pegasus لبضع ثوان ثم يطلق محرك المرحلة الأولى. إجمالي وقت التشغيل للمحركات الثلاثة هو 220 ثانية. هذا يكفي لإطلاق الحمل في مدارات أرضية منخفضة.
اختبار إطلاق LauncherOne ، يوليو 2019. تصوير فيرجن أوربت
تم الإطلاق الأول لصاروخ Pegasus من B-52H في أبريل 1990. في عام 1994 ، تم تشغيل طائرة حاملة جديدة. منذ بداية التسعينيات ، تم إجراء العديد من عمليات الإطلاق سنويًا من أجل وضع بعض المركبات المدمجة والخفيفة في المدار. حتى خريف عام 2019 ، أكملت شركة AKS Pegasus 44 رحلة ، انتهت 5 منها فقط بحادث أو بنجاح جزئي. تتراوح تكلفة الإطلاق بين 40 مليون دولار و 56 مليون دولار ، اعتمادًا على نوع الصاروخ وعوامل أخرى.
أحدث LauncherOne
منذ نهاية العقد الأول من القرن الحادي والعشرين ، تعمل شركة Virgin Galactic الأمريكية في مشروع AKC LauncherOne. لفترة طويلة ، تم تنفيذ أعمال التطوير والبحث عن العملاء المحتملين. في النصف الثاني من العاشر ، واجهت شركة التطوير مشاكل ، بسببها كان لا بد من مراجعة الجدول الزمني للمشروع.
تم بناء نظام LauncherOne حول الصاروخ الذي يحمل نفس الاسم. يبلغ طول هذا المنتج المكون من مرحلتين أكثر من 21 مترًا ويزن تقريبًا. 30 طن الصاروخ مزود بمحركات N3 و N4 باستخدام الكيروسين والأكسجين السائل. إجمالي وقت تشغيل المحركات 540 ثانية. يمكن لصاروخ LauncherOne أن يرفع 230 كجم من البضائع إلى مدار بارتفاع 500 كم. يجري تطوير تعديل ثلاثي المراحل للصاروخ مع أداء محسّن.
في البداية ، تم التخطيط لإطلاق مركبة الإطلاق باستخدام طائرة خاصة من White Knight Two ، ولكن في عام 2015 تم التخلي عنها. كانت الناقل الجديد عبارة عن طائرة ركاب بوينج 747-400 معاد تصميمها باسمها الخاص ، Cosmic Girl. يتم تثبيت الصرح لوضع LauncherOne أسفل الجزء الأيسر من القسم الأوسط.
أول رحلة ناجحة لـ LauncherOne ، 17 يناير 2021. تصوير فيرجن أوربت
تدعي شركة التطوير أنه يمكن تشغيل LauncherOne AKS في أي مطار مناسب. يتم اختيار موقع إطلاق الصاروخ وفقًا لمعايير المدار المطلوبة. من وجهة نظر مبادئ الإطلاق والطيران ، لا يختلف تطوير Virgin Galactic عن مجمعات الإطلاق الجوي الأخرى. تكلفة هذه العملية 12 مليون دولار.
تم الإطلاق الأول لـ LauncherOne في 25 مايو 2020. بعد فك اقترانه بالناقل ، بدأ الصاروخ المحرك وبدأ في الطيران. بعد ذلك بوقت قصير ، فشلت المرحلة الأولى من أنابيب المؤكسد ، مما تسبب في إيقاف تشغيل المحرك N3. سقط الصاروخ في المحيط.
في 17 يناير 2017 ، قامت Virgin Orbit بأول إطلاق ناجح لها. أقلع الصاروخ المعدل فوق المحيط الهادئ وأرسل 10 أقمار صناعية CubeSat إلى مدار منخفض. هناك عقود لثلاث عمليات إطلاق أخرى. في السابق ، كان هناك طلب من شركة اتصالات OneWeb ، ولكن تم تأجيل عمليات الإطلاق هذه إلى أجل غير مسمى أو قد يتم إلغاؤها.
المنافسون المحتملون
يجري الآن تطوير مشاريع AKC الجديدة التي تم إطلاقها جواً في العديد من البلدان. في الوقت نفسه ، يتم تقديم أكبر عدد من المشاريع في الولايات المتحدة الأمريكية ، حيث يمكن للمطورين المغامرين تلقي دعم جاد من وكالة ناسا. في بلدان أخرى ، يبدو الوضع مختلفًا - وحتى الآن لا يؤدي إلى نجاح ملحوظ.
مقاتلة رافال بصاروخ MLA. رسومات الطيران داسو
منذ نهاية العقد الأول من القرن الحادي والعشرين ، قامت فرنسا ، ممثلة بشركة Dassault و Astrium ، بتطوير AKS Aldebaran. في البداية ، تم النظر في العديد من مفاهيم الصواريخ ذات طرق الإطلاق المختلفة ، ولم يتلق سوى MLA (Micro Launcher Airborne) ، وهو صاروخ مدمج يحمل عشرات الكيلوغرامات ، مناسبًا للاستخدام مع مقاتلة Rafale ، مزيدًا من التطوير.
يستمر تصميم Aldebaran MLA منذ عدة سنوات ، لكن الاختبارات لم تبدأ بعد. علاوة على ذلك ، يظل كل من توقيت الاختبارات ومستقبل المشروع موضع تساؤل.
اقترحت شركة Generation Orbit الأمريكية مفهومًا غريبًا عن المدافع ذاتية الدفع. يتضمن مشروعها GOLauncher-1 / X-60A بناء صاروخ يعمل بالوقود السائل أحادي المرحلة مناسب للتعليق تحت طائرة Learjet 35. يجب أن يطور سرعة تفوق سرعة الصوت ويقوم برحلات دون مدارية. في المستقبل ، من الممكن الحصول على قدرات مدارية. يُنظر إلى X-60A كمنصة لمجموعة متنوعة من الأبحاث.
إطلاق صاروخ X-60A. القوات الجوية الأمريكية / رسومات الجيل أوربت
في بداية العقد الماضي ، تلقى Generation Orbit الدعم من البنتاغون. في عام 2014 ، قام نموذج أولي لصاروخ X-60A بأول رحلة تصدير له تحت حامل قياسي. منذ ذلك الحين ، لم تظهر تقارير عن رحلات تجريبية. من المحتمل أن تستمر الإدارة العسكرية والمقاول في التطور ، لكن لا يمكن بدء اختبارات طيران كاملة لسبب أو لآخر.
تم تطوير العديد من مشاريع AKC من مختلف الأنواع في بلدنا ؛ تم عرض موادهم بشكل متكرر في المعارض المختلفة. على سبيل المثال ، اقترح مشروع MAKS استخدام طائرة An-225 وطائرة فضائية بخزان وقود خارجي. تم تطوير مشروع Air Launch أيضًا على أساس طائرة An-124. كان من المفترض أن تحمل حاوية إسقاط بصاروخ بوليت. كلا المشروعين لا يمكن أن يكتمل لعدد من الأسباب.
آفاق الاتجاه
كما ترون ، على مدى العقود القليلة الماضية ، جذب مفهوم الإطلاق الجوي للرحلة إلى المدار الانتباه ، مما يؤدي إلى الظهور المنتظم لمشاريع جديدة. في الوقت نفسه ، لا تصل جميع التطورات من هذا النوع إلى الاختبار على الأقل ، ناهيك عن التشغيل الكامل. حتى الآن ، تمكنت Pegasus فقط من نقلها إلى الرحلات الجوية المنتظمة ، وقد يُظهر LauncherOne هذا النجاح قريبًا.
مجمع "البداية الجوية" على أساس An-124. الرسومات GRC im. ميكيفا
يرتبط فشل الإطلاق الجوي هذا بالعديد من القيود الموضوعية. لا تتجاوز القدرة الاستيعابية لهذه البنادق ذاتية الدفع عدة مئات من الكيلوجرامات وتعتمد بشكل مباشر على وزن إطلاق الصاروخ ، والذي بدوره يتم تحديده وفقًا لخصائص الطائرة الحاملة. لا يحل الاقتصاد في استهلاك الوقود بسبب الإطلاق الجوي هذه المشكلة بشكل عام.
ومع ذلك ، فإن الأنظمة التي يتم إطلاقها من الجو لها مزاياها. لقد تبين أنها وسيلة ملائمة لإطلاق حمولة صغيرة في مدارات منخفضة. تتيح الحمولة الصافية المنخفضة التقاط جميع البضائع بشكل أسرع وتقليل أوقات الانتظار للعملاء. في الوقت نفسه ، يصبح من الممكن مشاركة التكلفة المنخفضة نسبيًا للانطلاق بين عدد أكبر من العملاء. ومع ذلك ، فإن مطوري ومصنعي تكنولوجيا الفضاء المصغرة لم يبدوا بعد الاهتمام الواجب في البنادق ذاتية الدفع الحالية.
تظهر التجربة الأجنبية أن أنظمة الفضاء التي يتم إطلاقها من الجو لها مزايا معينة مقارنة بصواريخ وتكنولوجيا الفضاء الأخرى ويمكنها أن تحل المشكلات الفردية بشكل أكثر فعالية. يمكن الافتراض أنه في المستقبل لن تختفي هذه الفئة من التكنولوجيا بل سيتم تطويرها. نتيجة لذلك ، سيتم تشكيل مكانة جديدة أخيرًا في سوق إطلاق الفضاء ، والتي ستكون محل اهتمام مصنعي تكنولوجيا الصواريخ والعملاء المحتملين.
معلومات