Pojem letecký a kozmický systém s obiehajúcim vesmírnym lietadlom má množstvo pozitívnych vlastností, a preto púta pozornosť. Niekoľko desaťročí sa vyvíjali rôzne projekty takýchto systémov, ale ich skutočné vyhliadky zostávajú otázne. Do dnešného dňa bolo uvedených do prevádzky iba niekoľko takýchto projektov a budúcnosť celého smeru zostáva otázna.
Úspechy minulosti
Koncept vesmírneho letúna na obežnej dráhe počíta s vytvorením lietadla, ktoré je schopné samostatne vystúpiť na obežnú dráhu alebo pomocou nosnej rakety a potom sa vrátiť na Zem aerodynamickým letom s horizontálnym pristátím. Tento spôsob letu poskytuje určité výhody, a preto je zaujímavý pre raketový a vesmírny priemysel.
Vedúce mocnosti začali s aktívnou prácou na tejto téme už v päťdesiatych rokoch minulého storočia. Následne bola vyvinutá široká škála leteckých systémov (AKS) pomocou rôznych vesmírnych lietadiel. Niektoré z týchto projektov zašli dokonca až do úplných experimentov s využitím experimentálnych techník.
Zároveň smer stále nie je veľmi úspešný a rozvinutý. Počet testovaných vzoriek je oveľa menší ako celkový počet navrhovaných projektov a skutočnú prevádzku dosiahol iba jeden komplex.
Najúspešnejším lietadlom na obežnej dráhe je americký raketoplán. V rokoch 1981-2011. Takéto zariadenia vykonali 135 letov (2 nehody), počas ktorých boli na obežnú dráhu dodané stovky ton nákladu a desiatky astronautov, ktorí sa vrátili na Zem. Tento program však nevyriešil problém zníženia nákladov na výber a obnovu užitočného zaťaženia a tiež sa ukázal byť príliš komplikovaný. Začiatkom desiateho roku navyše vesmírne lietadlá vyčerpali svoje zdroje a výstavba nových sa ukázala ako neúčinná.
U nás sa práce na vesmírnych lietadlách zastavili v štádiu testovania. V sedemdesiatych a osemdesiatych rokoch bol vykonaný rozsiahly program skúšobných a letových skúšok zariadení radu BOR, vrátane s prístupom na obežnú dráhu. V roku 1988 uskutočnila vesmírna loď „Buran“svoj jediný vesmírny let. Ďalšie domáce projekty nepokračovali za najranejšie fázy.
Sľubný vývoj
Začiatkom roku 2000 spoločnosti The Spaceship Company a Virgin Galactic testovali experimentálne vesmírne lietadlo SpaceShipOne. Neskôr bola na základe tohto produktu vyvinutá nová vesmírna loď SpaceShipTwo, ktorá je schopná zdvíhať malé bremená na dolnú hranicu vesmíru. Vzhľadom na tieto obmedzenia je vesmírny letún považovaný iba za dopravu pre vesmírnych turistov alebo za platformu pre určitý výskum.
V rokoch 2018-19. skúsený SpaceShipTwo v dvoch letoch vystúpil do výšky viac ako 80 km. Nové lety sú plánované po dokončení modernizácie a prípravy existujúcej lode na komerčnú prevádzku. Vo výstavbe sú aj dve nové vesmírne lietadlá „sériového vzhľadu“. Ako skoro SpaceShipTwo dosiahne komerčné využitie, nie je jasné. Projekt opakovane čelí problému odkladu a tento trend môže pokračovať aj v budúcnosti.
Úspešnejší a sľubnejší je projekt Dream Chaser od spoločnosti Sierra Nevada Corp. Navrhuje stavbu AKS s nosnou raketou a vesmírnym lietadlom schopným vystúpiť na nízke obežné dráhy Zeme. Dream Chaser je vyvíjaný predovšetkým pre spoluprácu s Medzinárodnou vesmírnou stanicou; bude musieť dodať ľudí a náklad na obežnú dráhu a vrátiť sa na Zem. Odhadované užitočné zaťaženie dosiahne 5 ton, doba letu nebude dlhšia ako niekoľko hodín.
Doteraz boli pozemné a letové testy vykonané pomocou dvoch experimentálnych vesmírnych lietadiel. Prvý let je naplánovaný na rok 2022 pomocou štandardnej nosnej rakety Vulcan Centaur. Potom prebehne testovacie spustenie na ISS. Do konca desaťročia sa plánuje zahájenie plnohodnotnej prevádzky tejto AKS pravidelnými letmi s jedným alebo druhým nákladom na palube. Ako realistické sú tieto plány, nie je jasné. Podľa NASA čelí Sierra Nevada rôznym výzvam, ktoré prinajmenšom sťažujú prípravu na lety.
Orbitálne testy
Od začiatku roku 2000 vyvíjali americké letectvo, DARPA, NASA a Boeing sľubný vesmírny letún. Letové testy produktu s názvom X-37A sa začali v roku 2006. Potom bolo vytvorené vylepšené zariadenie X-37B, vhodné na štart na obežnú dráhu. Projekt bol vytvorený na objednávku letectva a pravdepodobne mal výlučne vojenský účel. Zároveň presné údaje tohto druhu ešte neboli zverejnené.
Prvý orbitálny let skúseného X -37B sa začal v apríli 2010 a trval 224 dní - do decembra. Potom sa uskutočnili ďalšie štyri lety a posledný trval viac ako 779 dní. Od mája minulého roku je jeden z dvoch prototypov na obežnej dráhe; dátum návratu a nástupu na palubu nie je známy. Snáď tentoraz opäť vytvoria rekord v trvaní letu.
Podľa rôznych odhadov a odhadov X-37B už používa americké letectvo na misie v reálnom svete. Zariadenie vykonáva rôzne manévre a mení svoje dráhy. Bolo hlásené, že vyhodí užitočné zaťaženie. Proces rozvoja letových technických schopností teda môže sprevádzať skutočná práca v prospech armády.
V septembri 2020 čínski špecialisti uviedli na trh nosnú raketu Changzheng-2F so sľubnou opakovane použiteľnou kozmickou loďou. Ten sa dostal na obežnú dráhu Zeme a pravdepodobne začal vykonávať pridelené úlohy. Neboli zverejnené žiadne podrobnosti o čínskom projekte AKC. Dokonca ani trieda výsledného aparátu zostáva neznáma.
Podľa zahraničných zdrojov je prvá opakovane použiteľná loď v Číne architektúrou a vzhľadom podobná americkému X-37B a mala by mať podobné schopnosti. Tento výrobok je údajne vyrobený vo forme lietadla s delta krídlom malého rozpätia a hmotnosťou nepresahujúcou 8 ton. Rozsah úloh, ktoré je potrebné vyriešiť, a rozsah použitia nie sú známe. Čína stále nezverejnila podrobnosti o svojom projekte.
Problémy so smerom
Napriek všetkému úsiliu malo smerovanie AKS s obiehajúcim lietadlom zatiaľ len obmedzený úspech. V blízkej budúcnosti sa situácia môže zmeniť - ale načasovanie a výsledky súčasných procesov sú stále otázne. K tomuto stavu vecí viedlo množstvo charakteristických faktorov a ťažkostí, s ktorými sa musí raketový a vesmírny priemysel stretávať.
Hlavným problémom vesmírnych lietadiel je zložitosť ich vytvorenia. Dizajnéri musia skombinovať špecifické vlastnosti orbitálnej technológie a aerodynamického letu, pričom zohľadnia charakteristické zaťaženia konštrukcie. To si často vyžaduje vývoj nových technológií a komponentov. Podľa toho sa zvyšujú aj náklady na prácu.
Navrhované projekty vesmírnych lietadiel zatiaľ nemôžu konkurovať raketovým a vesmírnym systémom iných tried. Existujúce lode a nosné rakety sú schopné dopraviť rôzne užitočné zaťaženia na rôzne obežné dráhy - zákazník si môže zvoliť optimálny systém. Vesmírne lietadlá navrhovaných typov zatiaľ nedokážu poskytnúť takú flexibilitu použitia. Na to je potrebné dokončiť vývoj súčasných projektov a vytvoriť nové vzorky s rôznymi charakteristikami.
Napokon, perspektívy smeru sú negatívne ovplyvnené všeobecnou konjunktúrou raketového a vesmírneho priemyslu. Najlepšie úspechy ukazujú americké a čínske projekty vytvorené na objednávku ozbrojených síl a s ich priamou podporou. Komerční vývojári s proaktívnymi projektmi a dokonca ani veľké organizácie ako NASA zatiaľ nedokážu nezávisle poskytovať rýchle a vysokokvalitné vytváranie systémov s požadovanými schopnosťami.
Vzhľadom na objektívne obmedzenia a rôzne ťažkosti sa doterajší vývoj leteckých systémov s vesmírnymi lietadlami môže pochváliť iba obmedzenými úspechmi. Väčšina projektov tohto druhu vošla do histórie bez skutočných výsledkov a väčšina súčasného vývoja ešte nevyšla z testovacej fázy. Záujem o túto tému však zostáva a stimuluje pokračovanie práce. Dá sa predpokladať, že v budúcnosti sa situácia bude postupne meniť a do prevádzky budú uvedené nové modely orbitálnych lietadiel. Analogy starého raketoplánu s rovnakými rozmermi a užitočným zaťažením sa však v nasledujúcich rokoch pravdepodobne neobjavia.
