След края на века космическото изследване се промени драматично благодарение на безпрецедентния възход на търговското аерокосмическо пространство (известен още като NewSpace). С цел да се използват новите технологии и да се намалят разходите за изстрелване на полезни товари в космоса, се предлагат някои наистина иновативни и нови идеи. Това включва идеята за използване на балони за пренасяне на ракети на много голяма височина, след което изстрелване на полезния товар по желаните от тях орбити.
Известна още като "Rockoons", тази концепция е информирала напълно автономната и напълно използваема система за изстрелване на Leo Aerospace - която се състои от аеростат с висока надморска височина (балон) и платформа за изстрелване на ракети. С първите търговски пускания, планирани за следващата година, компанията планира да използва тази система за предоставяне на редовни услуги за стартиране на пазара на микросателит (известен още като CubeSat) през следващите години.
Концепцията за Рокоун е една от многото системи за изстрелване на въздух, които са проучени и утвърдени от началото на космическата ера. За разлика от конвенционалните ракети, които разчитат на огромни количества гориво, за да постигнат скорост на бягство и да изпращат полезни товари на орбита, системите за изстрелване на въздух разчитат на сравнително рентабилния метод за транспортиране на полезен товар до голяма надморска височина, където той може да бъде изпратен на ниска земя Орбита (LEO).
Това намалява необходимото количество гориво, но също така включва изстрелване на ракета от височини, където въздушното съпротивление е по-ниско и е необходима по-малка сила, за да избягате от земната гравитация. Всичко това позволява да се използват много по-малки и по-леки ракети-носители, което води до значително намалени разходи. Този метод е особено ефективен, когато става въпрос за малки полезни товари като микросателити, които стават все по-често срещани.
Днес повечето системи за въздушно изстрелване, които се преследват, включват самолети, които носят ракети или космически кораби с ракетни двигатели за изстрелване на височина - като SpaceShipTwo на Virgin Galactic, LauncherOne на Virgin Orbit или въздушен превозвач Stratolaunch. Въпреки това базираната в Лос Анджелис компания Leo Aerospace избра да проучи еднакво валиден метод за разчитане на по-лека от въздуха (LTA) платформа, за да получи полезни товари в космоса.
Както Дейн Руди, съосновател и изпълнителен директор на Leo Aerospace, каза за Space Magazine по имейл:
„От гледна точка на физиката от първи ред, изстрелването на балони е много елегантно решение за осигуряване на ефикасно и рентабилно изстрелване за малки полезни товари. Освен това тази архитектура намалява драстично необходимата инфраструктура за стартиране, като дава възможност за напълно мобилно решение. "
Централните компоненти на тази система за изстрелване са платформата за изстрелване Regulus Orbital и ракетата Orbital. Платформата Regulus осигурява автономно управление на полета чрез поредица от горелки (които гарантират, че аеростатът остава плаващ) и ротационна система за управление на двупроточни двигатели, всички от които са монтирани към изолирано тяло, съставено от композитен материал.
Междувременно орбиталната ракета е миниатюрно тристепенно изстрелващо средство, което е прикрепено към платформата чрез задвижващ механизъм и ракета за изстрелване. След като аеростатът достигне височина на разгръщане от 18 000 метра (60 000 фута), ракетата ще изстреля и ще пренесе полезния товар в желаната орбита. Според страницата на фирмените профили на мисията, системата ще може да извършва множество видове доставки на различни височини.
„Разходите за разработка и производство на балонна система са с порядък по-малък от използването на самолет“, каза Руди. „В сравнение с други балонни системи, които използват газ за повдигане, нашата архитектура с горещ въздух е напълно и многократно използваема. Можем да проведем десетки изстрелвания с една система, преди да се наложи ремонт. “
Те ще варират от суборбитални мисии - където полезните товари се изпращат на височина над 100 km (62 мили) - до орбитални мисии, където CubeSats ще бъдат изпращани на слънчева синхронна орбита (SSO) от 550 km (340 мили). Друга възможност, която със сигурност споменават, включва доставката на хуманитарна помощ или аварийно комуникационно оборудване до отдалечени райони, които са недостъпни за самолети, дронове или други летателни апарати с неподвижно крило.
Компанията също така планира да включи планери и дронове, които могат да се разположат от техните аеростати, като по този начин предлага други профили на мисията - като наблюдение на дронове, научни експерименти и комуникационни услуги. Освен че е по-изгодно средство за пускане на малки полезни товари в орбита, изстрелващата система има и предимството, че е много компактна.
Поради това ракетата, аеростатът и машините, необходими за надуването й, могат да бъдат поставени в стандартен контейнер за транспортиране, натоварени на полуремаркета и след това изпратени, където е необходимо. Кабината на ремаркето също служи като начална комуникационна станция за изстрелването. Това ниво на мобилност и гъвкавост е една от характеристиките, които биха могли да направят платформите на аеростат ефективни при предоставяне на услуги за спешна помощ и помощ. Както Руди каза:
„Започваме да разкриваме много различни случаи на използване за многократна и автономна платформа за аеростат, която разработваме. Той е изцяло мобилен и се вписва в стандартен контейнер за превоз, което го прави лесен за транспортиране и съхраняване. Освен това, той е лесен за работа и невероятно здрав. За разлика от повдигането на газови балони, нашата система все още може да работи с отвор с размерите на автомобил в материала за балон. Нашите сътрудници са въодушевени да използват тези възможности за бързо разгръщане на сензорни комплекти в райони след бедствие или при аварийно осигуряване на спешни помощни места на труднодостъпни места. Беше невероятно да се работи с групи като армията за космически експерименти и отрасли с висока надморска височина, за да се идентифицират и решат подобен набор от проблемни случаи. "
Всичко това поставя компании като Leo Aerospace и други, които преследват по-леки от въздуха концепции, да се възползват от растежа на сателитния пазар. Между разпространението на микросателити (известен още като CubeSats) и появата на услуги за изстрелване на леки полезни товари (като Rocketlab и Virgin Orbit) този пазар се очаква да избухне през следващите години.
Това, което отделя Leo Aerospace обаче, е начинът, по който те са насочени към доставката на спътници, които тежат по-малко от 25 кг (55 фунта). Както Руди обясни, все още няма специално решение за микросателитите, които попадат в този диапазон. Обикновено CubeSats са принудени да „споделят“ на ракети за изстрелване, където заемат свободно място, заедно с по-тежки полезни товари.
Това е нещо, което Руди и неговите колеги се надяват да поправят:
„Това е допълнително изненадващо, като се има предвид, че почти половината от всички спътници през следващите 10 години се очаква да попаднат в този сегмент. Ние работихме усилено, за да уловим и поддържаме предимство на първото движение в сегмента от 25 кг. Проведохме най-обширните операции и тестове на нашето превозно средство. Освен това ние сме най-отдалечените в регулаторната работа чрез нашите близки отношения с FAA и активното членство в Федерацията за търговски космически полети. И накрая, нашата система е пригодена да осигурява специализиран старт, от който се нуждаят нашите клиенти, и то с достатъчно висока честота, за да отговори на невероятното търсене. “
В края на 2018 г. компанията успешно приключи стартираща тестова кампания и осигури финансиране чрез Националната научна фондация и фирма за рисков капитал. През 2020 г. те се надяват изцяло да квалифицират своята платформа, като проведат първия си полет, който ще бъде последван от търговски операции и може би дори договори с НАСА.
„Тези търговски операции ще бъдат нашето навлизане на пазара на платформи за услуги с висока надморска височина от 2.6B щатски долара с редица граждански, отбранителни и търговски клиенти“, каза Руди. „Работим с НАСА JPL за проучване на няколко различни случая на употреба. Един пример е пренасянето на марсиански влезли превозни средства в горната атмосфера тук на Земята и изпускането им за събиране на данни и тестване на аеродинамичните характеристики. "
От своето скромно начало, през последните години пълната мащабна комерсиализация на космоса напредва с прескачания. Между намаляващите разходи за изстрелване, разработването на по-малки полезни натоварвания и нарастването на доставчиците на търговски изстрелвания, които могат да приемат по-малки полезни товари, ниската земна орбита (LEO) вероятно ще се превърне в много натоварено място в близко бъдеще!
