Od polovice minulého storočia bol v rôznych krajinách vypracovaný koncept leteckého systému s leteckým štartom. Poskytuje výstup nákladu na obežnú dráhu pomocou nosnej rakety štartovanej z lietadla alebo iného lietadla. Tento spôsob spustenia ukladá obmedzenia na hmotnosť užitočného zaťaženia, ale je ekonomický a príprava je jednoduchá. V rôznych časoch bolo navrhnutých veľa projektov spustenia lietadla a niektoré dokonca dosiahli plnú prevádzku.
Vzduch „Pegasus“
Doteraz najúspešnejší projekt leteckého kozmického systému (AKS) vypustený vzduchom bol zahájený koncom osemdesiatych rokov. Americká spoločnosť Orbital Sciense (dnes súčasť Northrop Grumman) za účasti Scaled Composites vyvinula systém Pegasus založený na rovnomennom nosnom rakete.
Trojstupňová raketa Pegasus má dĺžku 16,9 m a štartovaciu hmotnosť 18,5 t. Všetky stupne sú vybavené motormi na tuhé palivo. Prvý stupeň, ktorý je zodpovedný za atmosférický let, je vybavený delta krídlom. Na uloženie užitočného zaťaženia je k dispozícii priehradka s dĺžkou 2, 1 ma priemerom 1, 18 m. Hmotnosť nákladu je 443 kg.
V roku 1994 bola predstavená raketa Pegasus XL s dĺžkou 17,6 m a hmotnosťou 23,13 ton. Z dôvodu nárastu veľkosti a hmotnosti boli predstavené nové motory. Výrobok XL sa vyznačuje zvýšenou energiou a letovými vlastnosťami, ktoré mu umožňujú dosiahnuť vyššie obežné dráhy alebo uniesť ťažší náklad.
Upravený bombardér B-52H pôvodne slúžil ako nosič rakety Pegasus. Potom bola vložka Lockheed L-1011 prestavaná na nosič. Lietadlo s vlastným názvom Stargazer dostalo vonkajšie zavesenie pre jednu raketu a rôzne zariadenia na riadenie štartu.
Spustenie AKC Pegasus sa vykonáva z niekoľkých miest v USA a mimo nich. Technika spustenia je pomerne jednoduchá. Nosné lietadlo vstúpi do určenej oblasti a zaberá nadmorskú výšku 12 000 metrov, po ktorej je raketa spustená. Výrobok Pegasus plánuje niekoľko sekúnd a potom spustí motor prvého stupňa. Celkový prevádzkový čas týchto troch motorov je 220 sekúnd. To stačí na to, aby sa zaťaženie dostalo na nízke obežné dráhy Zeme.
Prvý štart rakety Pegasus z B-52H sa uskutočnil v apríli 1990. V roku 1994 bolo do prevádzky uvedené nové nosné lietadlo. Od začiatku deväťdesiatych rokov sa ročne uskutočnilo niekoľko štartov s cieľom dostať na obežnú dráhu určité kompaktné a ľahké vozidlá. Do jesene 2019 vykonala AKS Pegas 44 letov, z ktorých iba 5 sa skončilo nehodou alebo čiastočným úspechom. Náklady na štart sa pohybujú od 40 miliónov do 56 miliónov dolárov, v závislosti od typu rakety a ďalších faktorov.
Najnovší LauncherOne
Od konca roku 2000 pracuje americká spoločnosť Virgin Galactic na projekte AKC LauncherOne. Po dlhú dobu prebiehali vývojové práce a hľadanie potenciálnych zákazníkov. V druhej polovici desiatej mala developerská spoločnosť problémy, kvôli ktorým bolo treba zrevidovať harmonogram projektu.
Systém LauncherOne je postavený okolo rovnomennej rakety. Jedná sa o dvojstupňový výrobok s dĺžkou viac ako 21 m a hmotnosťou cca. 30 ton. Raketu poháňajú motory N3 a N4 využívajúce petrolej a tekutý kyslík. Celkový prevádzkový čas motorov je 540 s. Raketa LauncherOne dokáže zdvihnúť 500 kg nákladu na obežnú dráhu s nadmorskou výškou 230 km. Vyvíja sa trojstupňová modifikácia rakety so zlepšenými vlastnosťami.
Štartovacie vozidlo bolo pôvodne plánované na štart pomocou špeciálneho lietadla White Knight Two, ale v roku 2015 sa od neho upustilo. Novým dopravcom bolo prepracované osobné lietadlo Boeing 747-400 s vlastným názvom Cosmic Girl. Pylón LauncherOne je nainštalovaný pod ľavou stranou stredovej časti.
Developerská spoločnosť tvrdí, že AKS LauncherOne je možné prevádzkovať na akomkoľvek vhodnom letisku. Miesto štartu rakety je vybrané v súlade s požadovanými parametrami obežnej dráhy. Pokiaľ ide o princípy štartu a letu, vývoj spoločnosti Virgin Galactic sa nelíši od ostatných leteckých systémov. Náklady na takúto operáciu sú 12 miliónov dolárov.
Prvé spustenie LauncherOne sa uskutočnilo 25. mája 2020. Po odpojení od nosiča raketa naštartovala motor a začala letieť. Krátko na to sa zrútila linka prvého stupňa okysličovadla, čo spôsobilo zastavenie motora N3. Raketa spadla do oceánu.
Spoločnosť Virgin Orbit uskutočnila svoj prvý úspešný štart 17. januára 2017. Upravená raketa vzlietla nad Tichý oceán a vyslala na nízku obežnú dráhu 10 satelitov CubeSat. Existujú zmluvy na ďalšie tri spustenia. Predtým bola objednávka od komunikačnej spoločnosti OneWeb, ale tieto spustenia sú odložené na neurčito alebo môžu byť zrušené.
Potenciálni konkurenti
V niekoľkých krajinách sa v súčasnosti vytvárajú nové projekty AKS spustené vzduchom. Najväčší počet projektov je zároveň navrhovaných v USA, kde môžu proaktívni vývojári získať od NASA serióznu podporu. V iných krajinách vyzerá situácia inak - a zatiaľ neviedla k citeľnému úspechu.
Od konca roku 2000 vyvíja Francúzsko, zastúpené spoločnosťami Dassault a Astrium, AKS Aldebaran. Pôvodne sa zvažovalo niekoľko koncepcií rakiet s rôznymi metódami štartu a iba MLA (Micro Launcher Airborne) prešla ďalším vývojom - kompaktná raketa so záťažou desiatok kilogramov, vhodná na použitie so stíhačkou Rafale.
Dizajn Aldebaran MLA prebieha už niekoľko rokov, ale testovanie sa ešte nezačalo. Okrem toho zostáva otázne načasovanie testov a samotná budúcnosť projektu.
Zaujímavý koncept AKC navrhla americká spoločnosť Generation Orbit. Jeho projekt GOLauncher-1 / X-60A počíta s výstavbou jednostupňovej rakety na kvapalné palivo vhodnej na zavesenie pod lietadlo Learjet 35. Musí vyvinúť hypersonickú rýchlosť a vykonávať suborbitálne lety. V budúcnosti je možné získať orbitálne schopnosti. X-60A je považovaný za platformu pre rôzne výskumné projekty.
Začiatkom minulého desaťročia dostala Generation Orbit podporu Pentagonu. V roku 2014 prototyp rakety X-60A uskutočnil svoj prvý exportný let pod štandardným nosičom. Odvtedy nie sú žiadne správy o testovacích letoch. Vojenské oddelenie a dodávateľ sa pravdepodobne naďalej vyvíjajú, ale zatiaľ z jedného alebo iného dôvodu nemôžu začať plnohodnotné letové testy.
U nás bolo vyvinutých niekoľko projektov AKC rôzneho druhu; ich materiály boli opakovane vystavované na rôznych výstavách. Projekt MAKS napríklad navrhol použitie lietadla An-225 a vesmírneho lietadla s externou palivovou nádržou. Projekt Air Launch bol tiež vyvinutý na základe lietadla An-124. Údajne mal niesť odpadový kontajner s raketou Polet. Oba projekty nebolo možné dokončiť z niekoľkých dôvodov.
Vyhliadky smeru
Ako vidíte, v priebehu niekoľkých desaťročí koncepcia spustenia vzduchu na let na obežnú dráhu upútala pozornosť, čo vedie k pravidelnému objavovaniu nových projektov. Súčasne nie všetok vývoj tohto druhu dosahuje prinajmenšom testy, nehovoriac o plnohodnotnej prevádzke. K dnešnému dňu dokázal pravidelné lety zabezpečiť iba AKS Pegasus a čoskoro môže LauncherOne vykazovať taký úspech.
Takéto zlyhanie leteckého štartu je spojené s niekoľkými objektívnymi obmedzeniami. Nosnosť takýchto AKS zatiaľ nepresahuje niekoľko stoviek kilogramov a je v priamom pomere k štartovacej hmotnosti rakety, ktorá je zase stanovená v súlade s charakteristikami nosného lietadla. Úspora paliva spôsobená štartom vzduchu tento problém spravidla nerieši.
Vzduchom spustené systémy však majú svoje výhody. Osvedčujú sa ako vhodný spôsob vstrekovania malých nákladov na nízke obežné dráhy. Nižšia nosnosť umožňuje rýchlejší zber celého nákladu a kratšie čakacie doby pre zákazníkov. Relatívne nízke náklady na uvedenie na trh je zároveň možné rozdeliť na väčší počet zákazníkov. Vývojári a výrobcovia miniatúrnych vesmírnych technológií však zatiaľ o existujúce AKS neprejavili patričný záujem.
Zahraničné skúsenosti ukazujú, že letecké a kozmické systémy s leteckým štartom majú určité výhody oproti iným raketovým a vesmírnym technológiám a môžu efektívnejšie riešiť jednotlivé problémy. Dá sa predpokladať, že v budúcnosti táto trieda technológie nezanikne a dokonca sa bude rozvíjať. Výsledkom bude, že sa na trhu s vesmírnymi letmi konečne vytvorí nová medzera, ktorá bude zaujímať výrobcov raketových systémov a potenciálnych zákazníkov.
