Po prelomu stoletja se je raziskovanje vesolja dramatično spremenilo zaradi nenadnega porasta komercialnega vesoljskega vesolja (aka. NewSpace). Da bi izkoristili nove tehnologije in znižali stroške sprostitve koristnih obremenitev v vesolje, se pojavljajo nekatere resnično inovativne in nove ideje. To vključuje idejo o uporabi balonov, s katerimi bi rakete prenesli na zelo visoke nadmorske višine, nato pa izstrelili tovor na želeno orbito.
Ta koncept je bil znan tudi kot "Rockoons" in je seznanil popolnoma avtonomni sistem za lansiranje Leo Aerospace - ki je sestavljen iz visokoletečega aerostata (balona) in platforme za izstrelitev raket. S prvimi komercialnimi predstavitvami, predvidenimi za naslednje leto, družba načrtuje, da bo v naslednjih letih ta sistem uporabljal za redno izvajanje storitev na trgu mikrosatelitov (aka. CubeSat).
Koncept Rockoon je eden od številnih sistemov za izstrelitev zraka, ki so jih preiskali in potrdili od začetka vesoljske dobe. Za razliko od običajnih raket, ki za doseganje hitrosti pobega in pošiljanja koristnih tovorov v orbito zanesejo ogromne pogonske snovi, se sistemi za izstrelitev zraka zanašajo na sorazmerno stroškovno učinkovit način prevoza tovora na veliko nadmorsko višino, kjer ga je mogoče nato poslati na nizko zemljo Orbita (LEO).
To zmanjšuje potrebno količino pogonskega goriva, vendar vključuje tudi izstrelitev rakete z višine, kjer je zračni upor nižji in je potrebna manjša sila, da bi ušli iz Zemljine gravitacije. Vse to omogoča uporabo veliko manjših in lažjih lansirnih vozil, kar vodi do znatno manjših stroškov. Ta metoda je še posebej učinkovita, ko gre za majhne koristne obremenitve, kot so mikrosateliti, ki so vse pogostejši.
Danes večina sistemov za izstrelitev zraka, ki jih zasledujejo, vključuje zrakoplove, ki prinašajo rakete ali vesoljska plovila z raketnimi motorji za lansiranje višin - na primer vesoljski sistem Virgin Galactic, SpaceShipTwo, Virgin Orbit's LauncherOne ali letalski prevoznik Stratolaunch. Vendar se je losangeleško podjetje Leo Aerospace odločilo raziskati enako veljavno metodo zanašanja na lažjo od zraka (LTA) platformo, da bi dobili vesolje.
Kot je za Space Magazine po e-pošti povedal Dane Rudy, soustanovitelj in izvršni direktor Leo Aerospace:
"S fizike prvega reda je izstrelitev balona zelo elegantna rešitev za zagotavljanje učinkovitega in stroškovno učinkovitega lansiranja za majhne koristne obremenitve. Poleg tega ta arhitektura močno zmanjša količino potrebne infrastrukture za zagon, kar omogoča popolnoma mobilno rešitev. "
Osrednji sestavni deli tega izstrelitvenega sistema so izstrelitvena platforma Regulus Orbital in raketa Orbital. Platforma Regulus omogoča avtonomno krmarjenje leta s serijo gorilnikov (ki zagotavljajo, da aerostat ostane plen) in rotacijski nadzorni sistem dvopropelerskih potiskov, ki so vsi nameščeni na izolirano telo, sestavljeno iz kompozitnega materiala.
Medtem je Orbital Rocket miniaturno tristopenjsko izstrelitveno vozilo, ki je na platformo pritrjeno preko pogona in izstrelitvene letve. Ko aerostat doseže višino razmestitve 18.000 metrov (60.000 ft), bo raketa izstrelila in prenesla tovor v želeno orbito. Glede na stran s profili misije podjetja bo sistem sposoben izvesti več vrst dobav na različne višine.
"Razvojni in proizvodni stroški balonskega sistema so za velikost manjši kot pri uporabi letala," je dejal Rudy. »V primerjavi z drugimi balonskimi sistemi, ki uporabljajo dvižni plin, je naša arhitektura vročega zraka v celoti in hitro uporabna. Lahko izvedemo več deset izstrelkov z enim samim sistemom, preden bodo potrebne prenove. "
Te se bodo raztezale od suborbitalnih misij - kjer se koristne obremenitve pošiljajo na nadmorske višine več kot 100 km - do orbitalnih misij, kjer bodo CubeSats poslani v sončno-sinhrono orbito (SSO) 550 km (340 milj). Druga možnost, ki jo zagotovo omenjajo, vključuje dostavo humanitarne pomoči ali opreme za komunikacijo v nujnih primerih v oddaljena območja, ki so nedostopna za letala, brezpilotna letala ali druga letalna vozila s fiksnim krilom.
Družba načrtuje tudi vključitev jadralnih letal in brezpilotnih letal, ki se lahko postavijo iz njihovih aerostatov, s čimer bodo ponudili tudi druge profile misij - na primer spremljanje brezpilotnih letal, znanstveni eksperimenti in komunikacijske storitve. Poleg tega, da je cenovno učinkovitejše sredstvo za polaganje majhnih koristnih obremenitev v orbito, ima sistem lansiranja tudi prednost, da je zelo kompakten.
Zaradi tega se lahko raketa, aerostat in stroji, ki so potrebni za napihovanje, postavijo v standardni kontejner, natovorijo v poltovornjak in nato odpeljejo, kjer koli potrebujejo. Kabina prikolice služi tudi kot začetna komunikacijska postaja za izstrelitev. Ta raven mobilnosti in fleksibilnosti je ena od značilnosti, zaradi katere bi lahko platforme aerostata bile učinkovite pri zagotavljanju nujne pomoči in storitev pomoči. Kot je rekel Rudy:
»Začenjamo odkrivati veliko različnih primerov uporabe za večkratno uporabo in avtonomno platformo aerostata, ki jo razvijamo. Je povsem mobilna in se prilega običajnemu zabojniku, kar omogoča enostaven transport in shranjevanje. Poleg tega je enostaven za upravljanje in neverjetno robusten. Za razliko od dviganja plinskih balonov lahko naš sistem še vedno deluje z luknjo velikosti avtomobila v materialu iz balona. Naši sodelavci so navdušeni, da bodo te zmogljivosti izkoristili za hitro uvajanje senzorskih paketov na območjih nesreč po orkanu ali za zagotovitev nujne oskrbe na mestih, ki so težko dosegljiva. Bilo je neverjetno sodelovati s skupinami, kot sta vojska za vesoljske eksperimente in odseke za visoke nadmorske višine, da bi odkrili in rešili takšen niz problematičnih primerov. "
Zaradi vsega tega so podjetja, kot je Leo Aerospace in druga podjetja, ki zasledujejo koncepte, ki so lažji od zraka, dobra, da izkoristijo rast satelitskega trga. Med širjenjem mikrosatelitov (aka. CubeSats) in nastankom storitev lansiranja lahkih tovorov (kot sta Rocketlab in Virgin Orbit) se pričakuje, da bo ta trg v prihodnjih letih eksplodiral.
Vendar pa Leo Aerospace loči od tega, kako se osredotočajo na dobavo satelitov, ki tehtajo manj kot 25 kg. Kot je pojasnil Rudy, za mikrosatelite, ki spadajo v to območje, še ni posebne rešitve. Običajno je CubeSats prisiljen "voziti" na lansirnih raketah, kjer zavzamejo prosti prostor poleg težjih nosilnosti.
Rudy in njegovi sodelavci upajo, da bodo to odpravili:
"To je še posebej presenetljivo, saj naj bi v naslednjih 10 letih skoraj polovica vseh satelitov spadala v ta segment. Trdo smo si prizadevali, da bi osvojili in ohranili prednost prvega premika v 25kg segmentu. Opravili smo najobsežnejše operacije in testiranja našega vozila. Poleg tega smo najbolj tesni v regulativnem delu s tesnim odnosom s FAA in aktivnim članstvom v federaciji Commercial Spaceflight. Končno je naš sistem zasnovan tako, da zagotavlja namensko lansiranje, ki ga potrebujejo naše stranke, in dovolj pogosto, da lahko zadovolji neverjetno povpraševanje. "
Do konca leta 2018 je podjetje uspešno zaključilo testno kampanjo in zagotovilo financiranje prek Nacionalne znanstvene fundacije in podjetja za tvegani kapital. Leta 2020 upajo, da bodo svojo platformo v celoti kvalificirali z izvedbo prvega leta, ki mu bodo sledile komercialne operacije in morda celo pogodbe z Naso.
"Te komercialne operacije bodo naš vstop na trg z visoko nadmorsko višino 2.6B dolarjev z vrsto civilnih, obrambnih in komercialnih kupcev," je povedal Rudy. „Z NASA JPL sodelujemo pri preučevanju več različnih primerov uporabe. En primer je, da se Marsovci vstopijo v zgornjo atmosfero tukaj na Zemlji in jih spustijo, da zbirajo podatke in preskusijo aerodinamične zmogljivosti. "
Od svojih skromnih začetkov je v zadnjih letih vsestranska komercializacija vesolja napredovala s preskoki. Med zniževanjem stroškov izstrelitve, razvojem manjših koristnih obremenitev in naraščanjem komercialnih ponudnikov lansiranja, ki lahko sprejmejo manjše koristne obremenitve, bo nizka zemeljska orbita (LEO) v bližnji prihodnosti verjetno postala zelo zaseden kraj!
