Alates sajandivahetusest on kosmoseuuringud dramaatiliselt muutunud tänu kommertslennunduse (aka NewSpace) enneolematule tõusule. Uute tehnoloogiate kasutuselevõtu ja kosmose kosmoselaevade turuleviimise kulude vähendamise eesmärgil pakutakse välja tõeliselt uuenduslikke ja uudseid ideid. See hõlmab ideed kasutada õhupalle rakettide viimiseks väga kõrgele kõrgusele, seejärel tulistades kasulikku last soovitud orbiitidele.
See kontseptsioon, tuntud ka kui „Rockoons“, on see kontseptsioon andnud teada Leo Aerospace täielikult autonoomse ja täielikult korduvkasutatava stardisüsteemi - mis koosneb kõrgmäestiku aerostaadist (õhupall) ja raketi stardiplatvormist. Esimeste järgmise aasta turule toomise turuletulekuga kavatseb ettevõte seda süsteemi kasutada lähiaastatel mikrosatelliidi (aka CubeSat) turule regulaarsete käivitamisteenuste pakkumiseks.
Rockooni kontseptsioon on üks paljudest õhku laskuvatest süsteemidest, mida on uuritud ja kinnitatud alates kosmoseajastu algusest. Erinevalt tavalistest rakettidest, mis põgenemiskiiruse saavutamiseks vajavad raketikütuse suurtes kogustes kasutamist ja kasuliku koormuse saatmist orbiidile, tuginevad õhku laskuvad süsteemid suhteliselt kuluefektiivsele meetodile, mille abil kantakse nimikoormus suurele kõrgusele, kus selle saab seejärel saata madalale maale. Orbiit (LEO).
See vähendab vajaliku raketikütuse hulka, kuid hõlmab ka raketi laskmist kõrguselt, kus õhutakistus on madalam ja Maa gravitatsioonist pääsemiseks on vaja vähem jõudu. Kõik see võimaldab kasutada palju väiksemaid ja kergemaid kanderakette, mis vähendab märkimisväärselt kulusid. See meetod on eriti efektiivne, kui tegemist on väikeste kasulike koormate nagu mikrosatelliitidega, mis muutuvad üha tavalisemaks.
Tänapäeval hõlmab enamik õhusõidukite stardisüsteeme lennukitest, mis viivad kõrgustesse laskmiseks rakette või rakettmootoritega kosmoselaevu - näiteks Virgin Galacticu SpaceShipTwo, Virgin Orbiti LauncherOne või lennuettevõtja Stratolaunch. Los Angeleses asuv Leo Aerospace'i ettevõte otsustas siiski uurida võrdselt kehtivat meetodit, mille kohaselt kosmose kasuliku koormuse saamiseks võiks kasutada õhust kergemat (LTA) platvormi.
Nagu ütles Leo Aerospace kaasasutaja ja tegevjuht Dane Rudy kosmoseajakirjale meili teel:
„Esmajärgulise füüsika seisukohast on õhupallide laskmine väga elegantne lahendus väikeste kasulikel koormustel tõhusa ja kuluefektiivse käivituse pakkumiseks. Lisaks vähendab see arhitektuur dramaatiliselt vajalikku käivitamise infrastruktuuri, võimaldades täielikult mobiilset lahendust. ”
Selle stardisüsteemi kesksed komponendid on Regulus Orbital stardiplatvorm ja Orbital Rocket. Reguluse platvorm pakub autonoomset lennujuhtimist läbi rea põleti (mis tagab, et aerostaat püsib ujuvana) ja kahekomponentsete tõukejõu pöörleva juhtimissüsteemi abil, mis kõik on paigaldatud komposiitmaterjalist isoleeritud korpusele.
Vahepeal on Orbitali rakett miniatuurne kolmeastmeline kanderakett, mis on platvormi külge kinnitatud ajami ja kanderaami kaudu. Kui aerostaat on saavutanud 18 000 meetri (60 000 jalga) rakenduskõrguse, stardib rakett ja viib kandevõime soovitud orbiidile. Ettevõtte missiooniprofiilide lehe kohaselt on süsteem võimeline läbi viima mitut tüüpi tarneid erinevatele kõrgustele.
"Balloonisüsteemi arendus- ja tootmiskulud on suurusjärkudest väiksemad kui lennuki kasutamisel," ütles Rudy. „Võrreldes teiste tõstegaasi kasutavate õhupallisüsteemidega on meie kuuma õhu arhitektuur täielikult ja kiiresti taaskasutatav. Enne renoveerimist on vaja ühe süsteemiga läbi viia kümneid kaatrit. ”
Need ulatuvad suborbitaalsetest missioonidest - kus kasulik koormus saadetakse üle 100 km (62 miili) kõrgustele - orbitaalsetele missioonidele, kus CubeSats saadetakse päikesesünkroonsele orbiidile (SSO) 550 km (340 mi). Veel üks võimalus, mida nad kindlasti mainivad, seisneb humanitaarabi või hädaolukorras kasutatavate sidevahendite tarnimises kaugematesse piirkondadesse, mis pole ligipääsetavad püsitiibasõidukitele, droonidele või muudele õhusõidukitele.
Samuti plaanib ettevõte kaasata purilennukid ja droonid, mida saab kasutada nende aerostaatidest, pakkudes seeläbi muid missiooniprofiile - näiteks droonide seire, teaduslikud katsed ja sideteenused. Lisaks sellele, et stardisüsteem on kulutõhusam viis väikeste kasulike koormate orbiidile paigutamiseks, on selle eeliseks ka väga kompaktsus.
Seetõttu saab raketi, aerostaadi ja selle täitmiseks vajaliku masina kõik panna tavalisse veokonteinerisse, laadida poolhaagisesse ja saata sinna, kuhu vaja. Haagise kabiin on ka kaatri algne sidejaam. Selline liikuvuse ja paindlikkuse tase on üks omadustest, mis võiksid muuta aerostaadiplatvormid hädaabi ja hädaabiteenuste osutamisel tõhusaks. Nagu Rudy ütles:
„Oleme hakanud paljastama palju erinevaid arendatava korduvkasutatava ja autonoomse aerostaadi platvormi kasutusjuhtumeid. See on täielikult mobiilne ja sobib tavalisse saatmiskonteinerisse, muutes selle hõlpsa transportimise ja hoiustamise. Lisaks on seda lihtne kasutada ja uskumatult vastupidav. Erinevalt gaasiballoonide tõstmisest saab meie süsteem ikkagi töötada ballooni materjalis oleva auto suurusega auguga. Meie koostööpartnerid saavad põnevusega kasutada neid võimalusi andurikomplektide kiireks kasutuselevõtuks katastroofipiirkondades pärast orkaani või pakkuda hädaabivarustust raskesti ligipääsetavates kohtades. Sellise hulga probleemjuhtumite tuvastamiseks ja lahendamiseks on olnud uskumatu töötada selliste rühmadega nagu Armee kosmose- ja kõrgmäestikuharud. "
Kõik see asetab ettevõtted, nagu Leo Aerospace, ja teised, kes tegelevad õhust kergemate kontseptsioonidega, satelliidituru kasvu ärakasutamiseks. Mikrosatelliitide (aka CubeSats) leviku ja kergete kandeteenuste (nagu Rocketlab ja Virgin Orbit) ilmumise vahel võib see turg lähiaastatel plahvatada.
Mis aga eristab Leo Aerospace'i, on see, kuidas nad on keskendunud vähem kui 25 kg kaaluvate satelliitide kohaletoimetamisele. Nagu Rudy selgitas, ei ole sellesse vahemikku kuuluvate mikrosatelliitide jaoks veel spetsiaalset lahendust. Tavaliselt on CubeSats sunnitud „rassi jagama” stardirakettidel, kus nad võtavad raskema koormuse kõrval vaba ruumi.
See on asi, mida Rudy ja ta kolleegid loodavad heastada:
„See on eriti üllatav, arvestades, et peaaegu pooled järgmise 10 aasta satelliitidest kuuluvad selle segmendi alla. Oleme kõvasti tööd teinud, et saavutada 25 kg segmendis esmakordne eelis. Oleme oma sõidukiga läbi viinud kõige ulatuslikumad toimingud ja testimise. Lisaks oleme regulatiivses töös kõige kaugemal läbi tihedate suhete FAA-ga ja aktiivse liikmelisuse ärilises kosmoselennuföderatsioonis. Lõpuks on meie süsteem kohandatud pakkuma spetsiaalset turuletoomist, mida meie kliendid vajavad, ja piisavalt sageli, et rahuldada uskumatut nõudlust. ”
2018. aasta lõpuks oli ettevõte edukalt lõpule viinud käivitustestide kampaania ja taganud rahastamise Riikliku Teadusfondi ja riskikapitaliettevõtte kaudu. Aastal 2020 loodavad nad oma platvormi täielikult kvalifitseerida, viies läbi oma esimese lennu, millele järgnevad ärilised toimingud ja võib-olla isegi lepingud NASA-ga.
"Need kommertstehingud on meie sisenemine 2,6 miljardi dollari suuruste kõrguste platvormiteenuste turule koos paljude tsiviil-, kaitse- ja äriklientidega," ütles Rudy. „Oleme teinud koostööd NASA JPL-ga, et uurida mitmeid erinevaid kasutusjuhte. Üks näide on Marsi sissesõidukite vedamine Maakera atmosfääri atmosfääri ja nende kukutamine andmete kogumiseks ja aerodünaamiliste omaduste testimiseks. ”
Kosmose täiemahuline kommertsialiseerumine on oma tagasihoidlikust algusest peale viimastel aastatel hüppeliselt arenenud. Langevate stardikulude, väiksema kasuliku koormuse arendamise ja väiksemate kasuliku mahu võimaldavate kommertstarditeenuste pakkujate arvu vahel võib Madal Maa Orbiidil (LEO) lähitulevikus tõenäoliselt väga hõivatud koht olla!
