Od početka stoljeća, svemirska se istraživanja drastično promijenila zahvaljujući neviđenom usponu komercijalnog zrakoplovstva (aka. NewSpace). S ciljem iskorištavanja novih tehnologija i smanjenja troškova pokretanja korisnih tereta u svemir, iznose se neke doista inovativne i nove ideje. To uključuje ideju korištenja balona kako bi se rakete prenosile na vrlo velike nadmorske visine, a zatim ispaljivale korisne tokove na njihove željene orbite.
Poznat i pod nazivom "Rockoons", ovaj koncept je izvijestio o potpuno autonomnom i potpuno ponovnom pokretanju sustava Leo Aerospace - koji se sastoji od visokoletećeg aerostata (balona) i platforme za lansiranje raketa. S prvim komercijalnim lansiranjima za sljedeću godinu, tvrtka planira koristiti ovaj sustav za pružanje redovitih usluga lansiranja na tržište mikrosatelita (aka. CubeSat) u narednim godinama.
Koncept Rockoona jedan je od mnogih sustava za lansiranje zraka koji su istraženi i potvrđeni od početka svemirskog doba. Za razliku od konvencionalnih raketa, koje se oslanjaju na ogromne količine pogonskog goriva za postizanje brzine bijega i slanje korisnog opterećenja u orbitu, sustavi za lansiranje zraka oslanjaju se na relativno isplativ način transporta korisnog tereta do velike nadmorske visine, gdje se zatim može poslati na nisku Zemlju Orbita (LEO).
To smanjuje potrebnu količinu pogonskog goriva, ali uključuje i lansiranje rakete s visina na kojima je otpor zraka manji i potrebna je manja sila da bi se izbjegla gravitacija Zemlje. Sve to omogućuje uporabu mnogo manjih i lakših lansirnih vozila, što dovodi do znatno smanjenih troškova. Ova je metoda posebno učinkovita kada se radi o malim korisnim opterećenjima poput mikrosatelita koji postaju sve češći.
Danas većina sustava lansiranja zraka koji se provode uključuju zrakoplove koji dovode rakete ili svemirske brodove s raketnim motorima za lansiranje visina - poput SpaceShipTwo Virgin Galactic-a, Virgin Orbit's LauncherOne ili zračnog nosača Stratolaunch. Međutim, tvrtka Leo Aerospace sa sjedištem u Los Angelesu odlučila je istražiti jednako valjanu metodu oslanjanja na platformu lakšu od zraka (LTA) kako bi dobili opterećenja za prostor.
Kao što je Dane Rudy, suosnivač i izvršni direktor kompanije Leo Aerospace, rekao za Space Magazine putem e-pošte:
„Iz perspektive fizike prvog reda, lansiranje balona vrlo je elegantno rješenje za pružanje efikasnog i isplativog lansiranja za male korisne nosivosti. Uz to, ova arhitektura drastično smanjuje količinu potrebne infrastrukture za pokretanje, omogućujući potpuno mobilno rješenje. "
Središnje komponente ovog sustava za lansiranje su lansirna platforma Regulus Orbital i Raketa Orbital. Regulusova platforma omogućuje autonomno upravljanje letom putem niza plamenika (koji osiguravaju da aerostat ostaje uzgon) i rotacijskog sustava upravljanja dvopropelenskim potisnicima, koji su svi montirani na izolirano tijelo sastavljeno od kompozitnog materijala.
U međuvremenu, Orbitalna raketa minijaturno je trostupanjsko lansirno vozilo koje je pričvršćeno na platformu pomoću pokretača i nosača za lansiranje. Nakon što aerostat dostigne visinu postavljanja od 18 000 metara (60 000 ft), raketa će se lansirati i prenijeti teret na željenu orbitu. Prema stranici s profilima misije tvrtke, sustav će biti u mogućnosti obavljati više vrsta isporuka na različite visine.
"Trošak razvoja i proizvodnje balonskog sustava je veličine manje od upotrebe aviona", rekao je Rudy. „U usporedbi s drugim balonskim sustavima koji koriste plin za dizanje, naša je arhitektura s vrućim zrakom u potpunosti i brzo upotrebljiva. Možemo obaviti desetak lansiranja s jednim sustavom prije nego što bude potrebno obnavljanje. "
Oni će se kretati od suborbitalnih misija - gdje se korisni tereti šalju na visine veće od 100 km (62 milje) - do orbitalnih misija, gdje će CubeSats biti poslan u sinhronu sunčevu orbitu (SSO) od 550 km (340 milja). Druga mogućnost koju oni sigurno spominju uključuje isporuku humanitarne pomoći ili opreme za hitne komunikacije u udaljena područja koja su nepristupačna zrakoplovima, bespilotnim letjelicama ili drugim zrakoplovima.
Tvrtka također planira ugraditi jedrilice i bespilotne letjelice koje mogu razmjestiti iz svojih aerostata, nudeći tako i druge profile misije - poput nadzora bespilotnih letelica, znanstvenih eksperimenata i komunikacijskih usluga. Osim što je isplativije sredstvo za postavljanje malih korisnih tereta u orbitu, sustav lansiranja također ima prednost što je vrlo kompaktan.
Zbog toga se rakete, aerostati i strojevi potrebni za naduvavanje mogu sve smjestiti u standardni kontejner, ukrcati u poluprikolicu i poslati ih gdje god je potrebno. Kabina prikolice služi i kao početna komunikacijska stanica za pokretanje. Ova razina mobilnosti i fleksibilnosti jedna je od karakteristika koja bi mogla učiniti aerostatske platforme učinkovitim u pružanju hitne pomoći i usluga hitne pomoći. Kao što je Rudy rekao:
"Počinjemo otkrivati različite slučajeve upotrebe za višekratnu i autonomnu aerostatsku platformu koju razvijamo. Potpuno je mobilan i uklapa se u standardni kontejner za otpremu, što ga čini jednostavnim za transport i spremanje. Uz to, jednostavan je za rukovanje i nevjerojatno čvrst. Za razliku od podizanja plinskih balona, naš sustav i dalje može raditi s rupom veličine automobila u materijalu za balone. Naši suradnici uzbuđeni su što će iskoristiti ove mogućnosti za brzo postavljanje senzorskih paketa u područjima katastrofe nakon uragana ili pružanje hitne pomoći za pomoć na mjestima koja su teško dostupna. Nevjerojatno je raditi s skupinama kao što su ogranak za vojni svemir i velike nadmorske visine na identificiranju i rješavanju takvog raspona problematičnih slučajeva. "
Zbog svega toga, tvrtke poput Leo Aerospace i ostale koje slijede koncepte lakši od zraka, u dobrom su položaju da iskoriste rast satelitskog tržišta. Između širenja mikrosatelita (aka. CubeSats) i pojave usluga lansiranja laganih tereta (poput Rocketlab i Virgin Orbit), očekuje se da će ovo tržište eksplodirati u narednim godinama.
No, Leo Aerospace razlikuje način na koji su usmjereni na isporuku satelita koji teže manje od 25 kg. Kako je Rudy objasnio, za sada ne postoji posvećeno rješenje za mikrosatelite koji spadaju u taj domet. Uobičajeno, CubeSats su prisiljeni "upravljati" raketama na lansiranju, gdje zauzimaju slobodan prostor zajedno s težim korisnim opterećenjima.
Rudy i njegovi kolege nadaju se tome:
„To je dodatno iznenađujuće s obzirom da se projicira da će gotovo polovica svih satelita u sljedećih 10 godina biti unutar ovog segmenta. Naporno smo radili kako bismo osvojili i održali prednost prvog pokretača u segmentu od 25 kg. Proveli smo najopsežnije operacije i ispitivanja našeg vozila. Uz to, najudaljeniji smo u regulatornom radu kroz bliski odnos s FAA-om i aktivnim članstvom u Federaciji za komercijalne letjelice. Konačno, naš je sustav prilagođen za pružanje namjenskog pokretanja koje je potrebno našim kupcima, i to u dovoljno čestoj frekvenciji da odgovori na nevjerojatne potrebe.
Krajem 2018. tvrtka je uspješno završila kampanju pokretanja ispitivanja i osigurala financiranje putem Nacionalne zaklade za znanost i tvrtke za rizični kapital. Godine 2020. nadaju se da će u potpunosti kvalificirati svoju platformu izvođenjem prvog leta, nakon kojeg će uslijediti komercijalne operacije i možda čak ugovori s NASA-om.
"Ove komercijalne operacije bit će naš ulazak na tržište visokih 62,6 USD usluga platforme s nizom civilnih, odbrambenih i komercijalnih kupaca", rekao je Rudy. „S NASA JPL radimo na istraživanju nekoliko različitih slučajeva upotrebe. Jedan primjer je prenošenje marsovskih ulaznih vozila u gornju atmosferu ovdje na Zemlji i njihovo spuštanje radi prikupljanja podataka i testiranja aerodinamičkih performansi. "
Od svojih skromnih početaka, sveobuhvatna komercijalizacija prostora napreduje skokovima i granicama posljednjih godina. Između smanjenih troškova lansiranja, razvoja manjih korisnih opterećenja i porasta komercijalnih dobavljača lansiranja koji mogu primiti manje korisne nosivosti, Nisko Zemaljska orbita (LEO) vjerojatno će postati blisko mjesto u skoroj budućnosti!
