Воздушный старт на орбиту

Воздушный запуск на орбиту ( ALTO ) — это метод запуска ракет меньшего размера на высоту с более тяжелого обычного самолета горизонтального взлета для вывода спутников на низкую околоземную орбиту . Это дальнейшее развитие воздушных запусков экспериментальных самолетов , начатое в конце 1940-х годов. Этот метод, когда он используется для выведения полезной нагрузки на орбиту, дает значительные преимущества перед обычными вертикальными запусками ракет, особенно из-за уменьшенной массы, тяги, стоимости ракеты, географических факторов и стихийных бедствий.

Воздушный запуск также разработан для суборбитальных космических полетов . В 2004 году приз Ansari X Prize в размере 10 миллионов долларов выиграла команда под руководством Берта Рутана , Scaled Composites запустившая SpaceShipOne с специально построенного самолета-носителя White Knight .

Первым воздушным запуском на орбиту стал испытательный запуск противоспутниковой ракеты ASM-135 ASAT , первый коммерческий воздушный запуск на орбиту состоялся 5 апреля 1990 года с кораблем Northrop Grumman Pegasus .

Преимущества

Принципиальное преимущество ракеты, запускаемой с высоколетящего самолета, состоит в том, что ей не нужно пролетать через более низкие, более плотные слои атмосферы, сопротивление которой требует значительного ^{[ 1 ]} объем дополнительной работы, которую необходимо преодолеть. Более высокая плотность на меньших высотах приводит к увеличению сил сопротивления, действующих на транспортное средство. Кроме того, тяга теряется из -за чрезмерного расширения выхлопных газов при высоком давлении окружающей среды и недостаточного расширения при низком давлении окружающей среды; фиксированная геометрия сопла не может обеспечить оптимальное расширение выхлопных газов во всем диапазоне давления окружающей среды и представляет собой компромиссное решение. Ракеты, запускаемые с большой высоты, можно оптимизировать для более низкого давления окружающей среды, что позволит добиться большей тяги на всем рабочем режиме.

Топливо экономится, поскольку воздушно-реактивный самолет-носитель поднимает ракету на высоту гораздо эффективнее. Двигатели самолетов не требуют бортового хранения окислителя и могут использовать окружающий воздух для создания тяги, например, с помощью турбовентиляторного двигателя . Это позволяет системе запуска сохранить значительную массу, которая в противном случае была бы зарезервирована для топлива, уменьшая общий размер. Тогда большая часть массы ракеты может включать в себя полезную нагрузку, что снижает затраты на запуск полезной нагрузки.

Воздушный запуск на орбиту открывает возможности для операций, аналогичных авиационным, таких как запуск по требованию, а также в меньшей степени зависит от погоды, ограничивающей запуск. Это позволяет самолету летать в любых погодных условиях, а также летать к лучшим точкам запуска и в любое время запускать полезную нагрузку на любой угол наклона орбиты. Затраты на страхование также сокращаются, поскольку запуски происходят далеко от земли и нет необходимости в стартовой площадке или блок-хаусе. ^{[ нужна ссылка ]}

Воздушный запуск на орбиту также хорошо работает в составе комбинированной системы запуска, такой как многоразовая одноступенчатая ракета-носитель воздушного базирования с ракетным или реактивным двигателем.

Дополнительным преимуществом запуска на орбиту с воздуха является уменьшение дельты V, необходимой для выхода на орбиту. Это приводит к увеличению соотношения полезной нагрузки к топливу, что снижает стоимость вывода килограмма на орбиту. Для дальнейшего использования преимущества Delta V был предложен сверхзвуковой воздушный запуск на орбиту. ^{[ 2 ]}

Воздушный старт на орбиту также служит альтернативой, если условия не позволяют вывести ракету вертикально с земли на орбиту по определенным причинам, например стихийным бедствиям (землетрясения, цунами, наводнения и извержения вулканов).

Недостатки

По данным Aviation Week и Space Technology , количество запусков на орбиту ограничено размером самолета. Кроме того, самолеты могут создавать большие боковые силы, которые могут повредить полезную нагрузку. ^{[ 3 ]}

Системы воздушного запуска

Оперативный:

Northrop Grumman Innovation Systems (первоначально Orbital Sciences , затем Orbital ATK , с 2018 года Northrop) Pegasus

Ушедший на пенсию:

АСМ-135 ПСС (противоспутниковая система)
НОТС-ЭВ-1 Пилот
Virgin Orbit LauncherOne

В разработке:

Стратоланч
КубКабина ^{[ 4 ]}
АРКАСПЕЙС ^{[ 5 ]}
Услуги по запуску на орбиту поколения ^{[ 6 ]} - заключен контракт с НАСА NEXT ^{[ 7 ]}
НАСА Армстронгского летно-исследовательского центра Система воздушного запуска буксируемого планера
CDTI , CNES , DLR Альдебаран (ракета)
Антонов , Корпорация аэрокосмической промышленности Китая Антонов Ан-225 «Мрия» ^{[ 8 ]}
Система воздушного запуска микроспутника Orbit Boy

Предложенный:

Vulcan Aerospace от Orbital Sciences Космоплан Dream Chaser с экипажем и ракетой от ^{[ 9 ]}
OREL [ uk ] (proposed by Ukraine )
Сура [ uk ] (предложено Украиной )

Заброшенные проекты:

ДАРПА ИНОСТРАННЫЕ
ООО «ЭйрЛаунч»
МАКС
Мы были ^{[ 10 ]}
Svityaz [ uk ] ^{[ 10 ]}
Orbital Sciences Pegasus II - проектирование/сборка по контракту для Stratolaunch Systems ^{[ 11 ]}
Швейцарские космические системы SOAR
XCOR Aerospace Lynx Mark III
Falcon 9 Air Разработан в 2011–2012 гг. В партнерстве между системами SpaceX и Stratolaunch.

См. также

Ссылки

^ «Механика полета пилотируемых суборбитальных многоразовых ракет-носителей с рекомендациями по запуску и восстановлению» .
^ «Концептуальный проект сверхзвуковой системы воздушного запуска» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 10 февраля 2015 г. Проверено 3 декабря 2014 г.
^ Норрис, Гай (15 февраля 2015 г.). «Пространство дизайна». Неделя авиации и космических технологий . Том. 177, нет. 2.
^ «Технологии» . Архивировано из оригинала 8 декабря 2015 г. Проверено 1 декабря 2015 г.
↑ ARCA Space, Орбитальная ракетная установка Haas. Архивировано 22 июля 2012 г. в информационном бюллетене Wayback Machine , 2 декабря 2008 г. (по состоянию на 22 сентября 2014 г.).
^ Леоне, Дэн (26 ноября 2013 г.). «Служба запуска на орбиту стартапов делает ставку на «маленькое пространство» » . Архивировано из оригинала 7 апреля 2014 года.
^ Диллер, Джордж (30 сентября 2013 г.). «НАСА заключает первый контракт на услуги по запуску класса CubeSat» . Архивировано из оригинала 30 сентября 2013 года.
^ Борис, Кристиан (7 мая 2017 г.). «У самого большого самолета в мире может быть новая миссия» . Би-би-си. Архивировано из оригинала 20 октября 2017 года . Проверено 20 октября 2017 г.
^ Гебхардт, Крис (26 ноября 2014 г.). «SNC и Stratolaunch расширяют предлагаемые полеты Dream Chaser» . NASASpaceFlight.com . Архивировано из оригинала 28 ноября 2014 г. Проверено 27 ноября 2014 г.
^ Jump up to: ^а ^б Россия и Казахстан разработают уникальную космическую систему. Архивировано 9 февраля 2013 г. на Wayback Machine : «Украинские специалисты приступили к разработке системы «Свитязь» на базе Ан-225 казачьего авиалайнера «Мрия» («Мечта») и ракеты «Зенит-2 », "В состав комплекса "Ишим" войдут два самолета МиГ-31И , трехступенчатая ракета-носитель на обтекаемом магазине между мотогондолами, а также самолет-разведчик Ил-76МД "Мидас".
^ Бергин, Крис (25 мая 2013 г.). «Стратоланч и орбита – высота воздушного старта» . NASASpaceFlight.com . Архивировано из оригинала 8 июня 2013 г. Проверено 24 мая 2013 г.

Внешние ссылки

СМИ, связанные с воздушным запуском на орбиту, на Викискладе?

[Sarigul-Klijn2003-1] «Механика полета пилотируемых суборбитальных многоразовых ракет-носителей с рекомендациями по запуску и восстановлению» .

[Clark2007-2] «Концептуальный проект сверхзвуковой системы воздушного запуска» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 10 февраля 2015 г. Проверено 3 декабря 2014 г.

[201502W1-3] Норрис, Гай (15 февраля 2015 г.). «Пространство дизайна». Неделя авиации и космических технологий . Том. 177, нет. 2.

[4] «Технологии» . Архивировано из оригинала 8 декабря 2015 г. Проверено 1 декабря 2015 г.

[ARCA-5] ARCA Space, Орбитальная ракетная установка Haas. Архивировано 22 июля 2012 г. в информационном бюллетене Wayback Machine , 2 декабря 2008 г. (по состоянию на 22 сентября 2014 г.).

[6] Леоне, Дэн (26 ноября 2013 г.). «Служба запуска на орбиту стартапов делает ставку на «маленькое пространство» » . Архивировано из оригинала 7 апреля 2014 года.

[7] Диллер, Джордж (30 сентября 2013 г.). «НАСА заключает первый контракт на услуги по запуску класса CubeSat» . Архивировано из оригинала 30 сентября 2013 года.

[AICC-BBC-8] Борис, Кристиан (7 мая 2017 г.). «У самого большого самолета в мире может быть новая миссия» . Би-би-си. Архивировано из оригинала 20 октября 2017 года . Проверено 20 октября 2017 г.

[nsf20141126-9] Гебхардт, Крис (26 ноября 2014 г.). «SNC и Stratolaunch расширяют предлагаемые полеты Dream Chaser» . NASASpaceFlight.com . Архивировано из оригинала 28 ноября 2014 г. Проверено 27 ноября 2014 г.

[airlaunchers-10] Jump up to: ^а ^б Россия и Казахстан разработают уникальную космическую систему. Архивировано 9 февраля 2013 г. на Wayback Machine : «Украинские специалисты приступили к разработке системы «Свитязь» на базе Ан-225 казачьего авиалайнера «Мрия» («Мечта») и ракеты «Зенит-2 », "В состав комплекса "Ишим" войдут два самолета МиГ-31И , трехступенчатая ракета-носитель на обтекаемом магазине между мотогондолами, а также самолет-разведчик Ил-76МД "Мидас".

[nsf20130524-11] Бергин, Крис (25 мая 2013 г.). «Стратоланч и орбита – высота воздушного старта» . NASASpaceFlight.com . Архивировано из оригинала 8 июня 2013 г. Проверено 24 мая 2013 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]