В космос на воздушном шаре

В закладки

С начала 21-го века подход к освоению космоса кардинально изменился благодаря бурному росту количества частных космических компаний. Некоторые из них продвигают действительно инновационные идеи для того чтобы привлечь больше капитала и снизить затраты на доступ в космос. Запуск ракеты с помощью воздушного шара на большую высоту, откуда она сможет доставить полезную нагрузку на необходимую орбиту — как раз одна из таких идей.

Эту концепцию (которую называют Rockoon — от англ. Rocket и Balloon) планирует использовать компания Leo Aerospace. Их полностью автономная многоразовая система запуска состоит из стратостата (он сделан из нейлонового рипстопа) и платформы для запуска ракет. Компания планирует занять свою нишу на рынке малых запусков и начать первые полёты уже в следующем году.

Системы воздушного старта рассматривались и изучались с самого зарождения космической эры — концепция Rockoon является лишь одной из многих. В отличие от классических схем запуска, в которых ракеты используют огромное количество топлива для преодоления плотных слоёв атмосферы, системы воздушного старта используют сравнительно экономичный способ доставки полезной нагрузки.

Ракета LauncherOne компании Virgin Orbit в тесте на сбрасывание

Запуск ракеты с большой высоты уменьшает количество топлива, необходимого ракете для выведения полезной нагрузки на орбиту. Он также уменьшает нагрузки на саму ракету, поскольку она стартует в более разреженных слоях атмосферы. Это позволяет использовать более лёгкие и меньшие в размерах ракеты, что автоматически означает уменьшение затрат. И особенно эффективно этот метод может себя проявить в доставке на орбиту малогабаритных грузов — кубсатов, которые имеют такую большую популярность на рынке в данный момент.

Сегодня большинство систем воздушного старта опираются на крупногабаритный самолёт и ракету/космоплан. Virgin Orbit планирует использовать Boeing-747 для доставки в космос грузов с помощью ракеты-носителя LauncherOne; Virgin Galactic уже дважды запускала свой космоплан SpaceShipTwo при помощи самолёта WhiteKnightTwo. И восставший из пепла Stratolaunch забывать не стоит. Но Leo Aerospace пошли дальше: они решили использовать стартовую платформу, которая легче, чем воздух. По словам генерального директора и сооснователя компании Дэйна Руди:

Стоимость разработки и эксплуатации системы запуска с использованием стратостата на несколько порядков меньше, чем с использованием самолёта. Для подъёма мы используем нагрев газа. Что отличает нас от других подобных архитектур, которые используют подъёмный газ. Это позволит нам проводить десятки запусков на одном и том же оборудовании без капитального ремонта.

Центральными компонентами системы являются стартовая платформа Regulus Orbital и ракета, которую назвали Orbital Rocket (очень оригинально). Платформа обеспечивает управление движением стратостата при помощи системы горелок (дабы он не “сдулся”). Также она управляет его вращением при помощи небольших двигателей на двухкомпонентном топливе, которые встроены в изолированный корпус из композитного материала.

Orbital Rocket — это небольшая трёхступенчатая ракета длиной чуть больше десяти метров и диаметром меньше метра. Она будет использовать твердотопливные двигатели на первой и второй ступени, а её третья ступень будет приводиться в действие при помощи ЖРД. Компания планирует возврат первой и второй ступени при помощи парашютов (аналогичным способом хотят возвращать ступени американская компания Rocket Lab и испанская PLD Space). Ракета будет крепиться к платформе при помощи актуатора и пусковой рельсы. Она будет отделяться от Regulus как только стратостат достигает высоты в 18 километров. Leo Aerospace заявляют, что их система будет способна совершить различные виды доставки грузов в космос в зависимости от высоты подъёма стратостата.

Стоимость разработки и эксплуатации системы запуска с использованием стратостата на несколько порядков меньше, чем с использованием самолёта. Для подъёма мы используем нагрев газа. Что отличает нас от других подобных архитектур, которые используют подъёмный газ. Это позволит нам проводить десятки запусков на одном и том же оборудовании без капитального ремонта.

Система будет способна доставлять грузы различной массы на различные высоты — от 57 килограмм на круговую 300-километровую орбиту, до 25 килограмм на солнечно-синхронную орбиту высотой 550 километров. Ещё одна возможность, которая открывается для компании — доставка гуманитарной помощи или оборудования для экстренной связи в труднодоступные районы.

Ещё одно применение для технологии Leo Aerospace — использование платформы для развёртывания группировок планеров и дронов. Они могут заниматься различными вещами: производить мониторинг местности, проводить научные эксперименты или предоставлять услуги связи.

Мало того, что вся система является довольно экономичной — она ещё и компактна. Ракета вместе с аэростатом и всем необходимым оборудованием может быть загружена в один большой автомобиль и отправлена в необходимое место. Кабина грузовика может служить как станция связи. По сути — мини-центр управления полётом! 

Всё это позволяет Leo Aerospace и другим подобным компаниям эффективно использовать преимущества растущего рынка спутниковой связи. Ожидается, что с появлением большего количества кубсатов, а также большего количества малых ракет-носителей, на рынке произойдёт настоящий бум.

Но самая важная отличительная черта компании — их сфокусированность на доставке спутников, масса которых меньше 25 килограмм. По словам Руди, такие аппараты не имеют возможности отправится в космос сразу — им приходится ждать ребят побольше, чтобы полететь на орбиту вместе с ними. Это Дэйн вместе со своими коллегами и хочет исправить.

Это очень удивительно. Особенно учитывая тот факт, что, согласно прогнозам, более половины всех спутников в ближайшее десятилетие перейдут в эту весовую категорию. Мы упорно трудимся, чтобы захватить преимущество в этом сегменте. Мы провели полную разработку и испытание нашей системы. Также мы продвинулись в работе с регуляторами: тесно сотрудничаем с FAA и Федерацией космических полётов. В конце концов, наша система разработана специально под нужды клиентов — она может обеспечить запуски с высокой частотой, чтобы удовлетворить растущий спрос.

К концу 2018-го года Leo Aerospace полностью завершила тестовую программу испытаний и получила финансирование через Национальный научный фонд и TechStars. В 2020-м команда планирует совершить первый серьёзный запуск — пока что суборбитальный.  За ним последуют коммерческие заказы, орбитальный запуск в 2022-м и, возможно, контракты от NASA.

Небольшое видео, дающее представление о том, над чем работает компания

Коммерциализация космоса растёт большими темпами. Вероятно, низкая околоземная орбита станет более оживлённым местом в ближайшем будущем — благодаря разработке небольших спутников, снижению затрат на запуски и росту количества ракетостроительных компаний, которые могут эти запуски обеспечить.

Источник
Официальный сайт компании

От переводчика:

Если вы хотите больше знать о компаниях вроде Leo Aerospace – добро пожаловать в Telegram-канал NewSpace Times. Ежедневные новости из мира частной космонавтики вам обеспечены!

Для тех, кто хочет почитать ещё кое-что о молодых космических компаниях, оставляю несколько ссылок на любопытные материалы:

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

25
Войдите, чтобы видеть ещё 11 комментариев, участвовать в обсуждении и не видеть рекламу.
Алиса Селезнёва
Вечность назад

Для сегмента "Нью-спейс" идея годная, но надо считать экономическую целесообразность. Аэростат по сути неуправляем, размер района пуска, который надо закрыть больше. Чем у вертикально стартующего "Хоппера", он и подняться сможет выше 45-70км (орбитальному этапу не нужны аэродинамическая защита). Периметр безопасности/пусковой район, в радиусе 25км. Легчайшие 1-2ступени в ТПК, все многоразовое кроме топлива.

Показать скрытые комментарии

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам:

Отправить Отмена
[X]
If you were unable to log in, try this link.