Yüzyılın başından bu yana, uzay araştırmaları, ticari havacılığın (yani NewSpace) benzeri görülmemiş yükselişi sayesinde önemli ölçüde değişti. Yeni teknolojilerin kullanılması ve yüklerin uzaya fırlatılmasının maliyetlerinin düşürülmesi amacıyla, bazı gerçekten yenilikçi ve yeni fikirler ortaya konmaktadır. Bu, roketleri çok yüksek irtifalara taşımak için balon kullanma, ardından yükleri istenen yörüngelere ateşleme fikrini içerir.
“Rockoons” olarak da bilinen bu konsept, Leo Aerospace'in yüksek irtifalı bir aerostat (balon) ve bir roket fırlatma platformundan oluşan tamamen otonom ve tamamen yeniden kullanılabilir fırlatma sistemini bilgilendirdi. Önümüzdeki yıl piyasaya sürülecek ilk ticari lansmanlarla şirket, önümüzdeki yıllarda mikrosatellit (aka. CubeSat) pazarına düzenli lansman hizmetleri sunmak için bu sistemi kullanmayı planlıyor.
Rockoon kavramı, Uzay Çağı'nın başlamasından bu yana araştırılan ve onaylanan birçok hava fırlatma sisteminden biridir. Kaçış hızını elde etmek ve yükleri yörüngeye göndermek için büyük miktarlarda itici güce dayanan geleneksel roketlerin aksine, hava fırlatma sistemleri, bir yükü daha sonra Düşük Dünya'ya gönderilebilecek yüksek bir yüksekliğe taşımak için nispeten düşük maliyetli bir yönteme güveniyor Yörünge (LEO).
Bu, ihtiyaç duyulan itici gaz miktarını azaltır, ancak aynı zamanda hava direncinin daha düşük olduğu ve Dünya'nın yer çekiminden kaçmak için daha az kuvvetin gerekli olduğu yüksekliklerden bir roket fırlatmayı da içerir. Tüm bunlar çok daha küçük ve daha hafif fırlatma araçlarının kullanılmasına izin verir, bu da önemli ölçüde azaltılmış maliyetlere yol açar. Bu yöntem, mikrosatellitler gibi daha yaygın hale gelen küçük yükler söz konusu olduğunda özellikle etkilidir.
Bugün, takip edilen hava fırlatma sistemlerinin çoğu, Virgin Galactic’in SpaceShipTwo, Virgin Orbit’in LauncherOne veya Stratolaunch hava gemisi gibi irtifaları fırlatmak için roket motorlu roket veya uzay aracı getiren uçakları içeriyor. Bununla birlikte, Los Angeles merkezli Leo Aerospace şirketi, uzaya yük taşımak için havadan daha hafif (LTA) bir platforma güvenmek için aynı derecede geçerli yöntemi araştırmayı seçti.
Leo Aerospace'in kurucu ortağı ve CEO'su Dane Rudy'nin Space Magazine'e e-posta yoluyla şunları söyledi:
“Birinci dereceden bir fizik perspektifinden bakıldığında, balon lansmanı, küçük taşıma yükleri için verimli ve uygun maliyetli bir lansman sağlamak için çok zarif bir çözümdür. Ayrıca, bu mimari gereken mobil başlatma altyapısının miktarını önemli ölçüde azaltır ve tamamen mobil bir çözüm sağlar. ”
Bu fırlatma sisteminin merkezi bileşenleri Regulus Orbital fırlatma platformu ve Orbital Rocket'tir. Regulus platformu, bir dizi brülör (aerostatın yüzer kalmasını sağlar) ve hepsi kompozit malzemeden oluşan yalıtılmış bir gövdeye monte edilmiş iki kutuplu iticilerin rotasyonel bir kontrol sistemi aracılığıyla otonom uçuş kontrolü sağlar.
Bu arada, Orbital Rocket, bir aktüatör ve bir fırlatma rayı ile platforma bağlanan üç aşamalı minyatür bir fırlatma aracıdır. Aerostat 18.000 metre (60.000 ft) açılma yüksekliğine ulaştığında, roket fırlatacak ve yükü istenen yörüngeye taşıyacaktır. Şirketin misyon profilleri sayfasına göre, sistem farklı irtifalara birden fazla teslimat gerçekleştirebilecektir.
Rudy, “Bir balon sisteminin geliştirme ve üretim maliyeti, uçak kullanmaktan daha az büyüklükteki emirlerdir” dedi. “Kaldırma gazı kullanan diğer balon sistemlerine kıyasla, sıcak hava mimarimiz tamamen ve hızla yeniden kullanılabilir. Yenileme gerekmeden önce düzinelerce fırlatma işlemini tek bir sistemle yapabiliriz. ”
Bunlar, yüklerin 100 km'nin (62 mi) üzerindeki irtifalara gönderildiği altorbital görevlerden CubeSats'ın 550 km (340 mi) güneş senkron yörüngesine (SSO) gönderileceği yörünge görevlerine kadar değişecektir. Bahsettikleri diğer bir olasılık, insani yardım veya acil durum haberleşme teçhizatının sabit kanatlı uçaklara, dronlara veya diğer hava araçlarına erişilemeyen uzak bölgelere teslim edilmesidir.
Şirket ayrıca, aerostatlarından dağılabilecek planörleri ve droneları dahil etmeyi ve böylece drone izleme, bilimsel deneyler ve iletişim hizmetleri gibi diğer görev profillerini sunmayı planlıyor. Küçük taşıma yüklerini yörüngeye yerleştirmenin daha uygun maliyetli bir aracı olmasının yanı sıra, fırlatma sistemi de çok kompakt olma avantajına sahiptir.
Bu nedenle, şişirmek için gerekli olan roket, aerostat ve makinelerin tümü standart bir nakliye konteynerine yerleştirilebilir, bir yarı kamyona yüklenebilir ve daha sonra gerektiği yerde gönderilebilir. Römork kabini de lansman için ilk iletişim istasyonu görevi görür. Bu hareketlilik ve esneklik seviyesi, aerostat platformlarını acil yardım ve yardım hizmetlerinin sunumunda etkili hale getirebilecek özelliklerden biridir. Rudy'in dediği gibi:
“Geliştirdiğimiz yeniden kullanılabilir ve otonom aerostat platformu için birçok farklı kullanım durumunu ortaya çıkarmaya başlıyoruz. Tamamen mobildir ve standart bir nakliye konteynerine sığar, taşınmasını ve saklanmasını kolaylaştırır. Ayrıca, kullanımı basit ve inanılmaz derecede sağlam. Gaz balonlarını kaldırmanın aksine, sistemimiz hala balon malzemesinde bir araba büyüklüğünde bir delikle çalışabilir. İşbirliklerimiz, kasırga sonrası afet bölgelerine hızlı bir şekilde yerleştirmek veya ulaşılması zor yerlerde acil yardım malzemeleri sağlamak için bu yetenekleri kullanmaktan heyecan duyuyor. Ordu Uzay ve Yüksek İrtifa Deneyleri dalı gibi gruplarla bu tür bir dizi problem vakasını tespit etmek ve çözmek için çalışmak inanılmazdı. ”
Tüm bunlar, Leo Aerospace gibi şirketleri ve havadan daha hafif konseptler peşinde koşan diğer şirketleri, uydu pazarındaki büyümeden faydalanmak yerine koyuyor. Mikrosatellitlerin çoğalması (diğer adıyla CubeSats) ve hafif yük taşıma hizmetlerinin (Rocketlab ve Virgin Orbit gibi) ortaya çıkması arasında, bu pazarın önümüzdeki yıllarda patlaması bekleniyor.
Bununla birlikte, Leo Aerospace'i diğerlerinden ayıran şey, 25 kg'dan (55lbs) ağırlığındaki uyduların dağıtımına odaklanma yoludur. Rudy'in açıkladığı gibi, bu aralığa giren mikrosatellitler için henüz özel bir çözüm yoktur. Tipik olarak, CubeSats, daha ağır taşıma yüklerinin yanında boş alan kapladığı fırlatma roketlerinde “rideshare” yapmaya zorlanır.
Bu Rudy ve meslektaşlarının çare bulmayı umdukları bir şey:
“Önümüzdeki 10 yıldaki tüm uyduların neredeyse yarısının bu segmentin içine düşmesi öngörülüyorsa, bu çok şaşırtıcı. 25 kg'lık segmentte ilk hamle avantajını yakalamak ve sürdürmek için çok çalıştık. Aracımızın en kapsamlı operasyonlarını ve testlerini gerçekleştirdik. Buna ek olarak, FAA ile yakın ilişkimiz ve Ticari Uzay Uçuşu Federasyonu'na aktif üyeliğimizle düzenleyici çalışmalarda en uzak durumdayız. Son olarak sistemimiz, müşterilerimizin ihtiyaç duyduğu özel lansmanı ve inanılmaz talebi karşılamak için yeterince yüksek bir frekansta olacak şekilde tasarlandı. ”
2018 yılının sonunda, şirket bir lansman testi kampanyasını başarıyla tamamladı ve Ulusal Bilim Vakfı ve bir risk sermayesi şirketi aracılığıyla fon sağladı. 2020'de, ticari operasyonlar ve hatta NASA ile sözleşmeler takip edecek ilk uçuşlarını gerçekleştirerek platformlarını tam olarak nitelendirmeyi umuyorlar.
Rudy, “Bu ticari operasyonlar, çeşitli sivil, savunma ve ticari müşterilerle 2.6 milyar dolarlık Yüksek İrtifa Platform Hizmetleri pazarına girişimiz olacak” dedi. “Birkaç farklı kullanım durumunu keşfetmek için NASA JPL ile birlikte çalışıyoruz. Buna bir örnek Mars giriş araçlarını burada Dünya'nın üst atmosferine taşımak ve veri toplamak ve aerodinamik performansı test etmek için düşürmek. ”
Mütevazi başlangıcından beri, alanın tam ölçekli ticarileştirilmesi son yıllarda sıçrama ve sınırlarla ilerliyor. Azalan lansman maliyetleri, daha küçük taşıma yüklerinin geliştirilmesi ve daha küçük taşıma kapasitelerini karşılayabilecek ticari lansman sağlayıcılarının yükselişi arasında, Low Earth Orbit'in (LEO) yakın gelecekte çok yoğun bir yer haline gelmesi muhtemeldir!
