Od prelomu storočia sa prieskum vesmíru dramaticky zmenil vďaka bezprecedentnému vzostupu komerčného letectva (tzv. NewSpace). S cieľom využiť nové technológie a znížiť náklady na spustenie užitočného zaťaženia do vesmíru sa objavujú niektoré skutočne inovatívne a nové nápady. Zahŕňa to myšlienku použitia balónov na prepravu rakiet do veľmi vysokých nadmorských výšok, a potom vypálenie užitočného zaťaženia na ich želané obežné dráhy.
Táto koncepcia, známa tiež ako „Rockoons“, informovala plne autonómny a plne použiteľný štartovací systém spoločnosti Leo Aerospace, ktorý sa skladá z vysokohorského aerostatu (balónik) a raketovej platformy. S prvými komerčnými spusteniami plánovanými na budúci rok spoločnosť plánuje v nasledujúcich rokoch tento systém používať na poskytovanie služieb pravidelného spúšťania trhu s mikrosatelitmi (tzv. CubeSat).
Koncept Rockoon je jedným z mnohých leteckých systémov, ktoré boli preskúmané a validované od začiatku kozmického veku. Na rozdiel od konvenčných rakiet, ktoré sa spoliehajú na veľké množstvá paliva na dosiahnutie únikovej rýchlosti a na odoslanie užitočného zaťaženia na obežnú dráhu, sa systémy na odpaľovanie vzduchu spoliehajú na pomerne nákladovo efektívny spôsob prepravy užitočného zaťaženia do vysokej nadmorskej výšky, kde sa potom môže poslať na Nízku Zem. Orbit (LEO).
Znižuje sa tým množstvo potrebného paliva, ale zahŕňa to aj vypustenie rakety z nadmorských výšok, kde je odpor vzduchu menší a na únik zemskej gravitácie je potrebná menšia sila. To všetko umožňuje použitie oveľa menších a ľahších štartovacích vozidiel, čo vedie k výrazne zníženým nákladom. Táto metóda je obzvlášť účinná, pokiaľ ide o malé užitočné zaťaženie, ako sú mikrosatelity, ktoré sa stávajú bežnejšie.
V súčasnosti sa väčšina leteckých systémov, ktoré sa sledujú, týka lietadiel, ktoré privádzajú rakety alebo kozmické lode s raketovými motormi, aby vypustili nadmorskú výšku - ako je vesmírna loď Virgin Galactic's SpaceShipTwo, LauncherOne spoločnosti Virgin Orbit alebo letecký dopravca Stratolaunch. Spoločnosť Leo Aerospace so sídlom v Los Angeles sa však rozhodla preskúmať rovnako platnú metódu spoliehania sa na platformu ľahšieho ako vzduch (LTA), ktorá umožní získať užitočné zaťaženie vesmíru.
Ako Dane Rudy, spoluzakladateľ a generálny riaditeľ spoločnosti Leo Aerospace, spoločnosti Space Magazine povedal e-mailom:
„Z hľadiska fyziky prvého poriadku je spustenie balónu veľmi elegantným riešením na zabezpečenie efektívneho a nákladovo efektívneho spustenia pre malé užitočné zaťaženie. Táto architektúra navyše dramaticky znižuje množstvo potrebnej infraštruktúry na spustenie a umožňuje plne mobilné riešenie. “
Ústrednými komponentmi tohto štartovacieho systému sú štartovacia platforma Regulus Orbital a Orbital Rocket. Platforma Regulus poskytuje autonómne riadenie letu prostredníctvom série horákov (ktoré zabezpečujú, že aerostat zostáva vznášajúci sa) a rotačného systému riadenia bipropellantových pohonných hmôt, z ktorých všetky sú namontované na izolované telo zložené z kompozitného materiálu.
Medzitým je Orbital Rocket miniatúrnym trojstupňovým nosným člnom, ktorý je pripevnený k plošine pomocou ovládača a nosnej tyče. Keď aerostat dosiahne výšku rozmiestnenia 18 000 metrov (60 000 ft), raketa vypustí a prenesie užitočné zaťaženie na požadovanú obežnú dráhu. Podľa stránky firemných profilov misie bude systém schopný vykonávať rôzne typy dodávok do rôznych výšok.
"Náklady na vývoj a výrobu balónového systému sú rádovo nižšie ako použitie lietadla," uviedol Rudy. „V porovnaní s inými balónovými systémami, ktoré používajú zdvíhací plyn, je naša teplovzdušná architektúra úplne a rýchlo znovu použiteľná. Predtým, ako bude potrebná modernizácia, môžeme vykonať niekoľko spustení pomocou jediného systému. “
Budú sa pohybovať od suborbitálnych misií - kde sú užitočné zaťaženia zasielané do nadmorských výšok nad 100 km (62 mi) - až po orbitálne misie, kde bude CubeSats poslaný na slnečnú synchronnú obežnú dráhu (SSO) 550 km (340 mi). Ďalšou možnosťou, ktorú určite uvedú, je dodanie humanitárnej pomoci alebo núdzového komunikačného vybavenia do vzdialených regiónov, ktoré sú neprístupné pre lietadlá s pevnými krídlami, bezpilotné lietadlá alebo iné letecké dopravné prostriedky.
Spoločnosť tiež plánuje začleniť klzáky a bezpilotné lietadlá, ktoré sa dajú nasadiť z ich aerostatov, čím ponúka ďalšie profily misií - napríklad monitorovanie dronov, vedecké experimenty a komunikačné služby. Okrem toho, že ide o nákladovo efektívnejší spôsob umiestnenia malého užitočného zaťaženia na obežnú dráhu, má systém odpaľovania tiež výhodu, že je veľmi kompaktný.
Z tohto dôvodu môžu byť všetky rakety, aerostaty a stroje potrebné na nafúknutie umiestnené do štandardného prepravného kontajnera, naložené na semi-truck a potom odoslané kamkoľvek je to potrebné. Kabína prívesu tiež slúži ako počiatočná komunikačná stanica pre štart. Táto úroveň mobility a flexibility je jednou z charakteristík, ktoré by mohli zefektívniť platformy aerostatov pri poskytovaní pomoci v núdzi a záchranných služieb. Ako povedal Rudy:
„Začíname objavovať mnoho rôznych prípadov použitia opakovane použiteľnej a autonómnej platformy aerostatov, ktorú vyvíjame. Je úplne mobilný a zmestí sa do štandardného prepravného kontajnera, čo uľahčuje jeho prepravu a skladovanie. Navyše je jednoduché ovládanie a neuveriteľne robustné. Na rozdiel od zdvíhania plynových balónov môže náš systém stále pracovať s dierou s veľkosťou automobilu v materiáli balóna. Naši spolupracovníci sú nadšení, že využívajú tieto schopnosti na rýchle nasadenie súprav snímačov v katastrofických oblastiach po hurikáne alebo na zabezpečenie núdzových dodávok na ťažko prístupných miestach. Bolo neuveriteľné spolupracovať so skupinami, ako sú pobočka Armádny vesmír a experimenty s vysokou nadmorskou výškou, s cieľom identifikovať a vyriešiť takú škálu problémových prípadov. “
To všetko stavia spoločnosti ako Leo Aerospace a ďalšie, ktoré sledujú koncepcie ľahšie ako vzduch, do výhodného stavu, aby mohli využiť rast na satelitnom trhu. Očakáva sa, že medzi šírením mikrosatelitov (známych ako CubeSats) a vznikom služieb na spustenie ľahkého užitočného zaťaženia (ako Rocketlab a Virgin Orbit) tento trh v nasledujúcich rokoch exploduje.
Leo Aerospace však odlišuje spôsob, akým sa zameriavajú na dodávku satelitov s hmotnosťou menej ako 25 kg (55 libier). Ako vysvetlil Rudy, zatiaľ neexistuje špecializované riešenie pre mikrosatelity, ktoré spadajú do tohto rozsahu. CubeSats sú zvyčajne nútené „jazdiť“ na raketách, kde zaberajú voľný priestor popri ťažších užitočných zaťaženiach.
Rudy a jeho kolegovia dúfajú, že to napravia:
„To je mimoriadne prekvapujúce, keďže sa predpokladá, že takmer polovica všetkých satelitov v nasledujúcich 10 rokoch spadá do tohto segmentu. Tvrdo sme pracovali na zachytení a udržaní výhody prvého ťahača v segmente 25 kg. Vykonali sme najrozsiahlejšie operácie a skúšky nášho vozidla. Okrem toho sme najvzdialenejší v regulačnej práci prostredníctvom nášho úzkeho vzťahu s FAA a aktívneho členstva vo Federácii komerčných letov letov. Nakoniec je náš systém prispôsobený tak, aby poskytoval cielené uvedenie na trh, ktoré naši zákazníci potrebujú, a to s dostatočnou frekvenciou na pokrytie neuveriteľného dopytu. “
Do konca roku 2018 spoločnosť úspešne ukončila kampaň na spustenie testu a zabezpečila financovanie prostredníctvom Národnej vedeckej nadácie a spoločnosti rizikového kapitálu. V roku 2020 dúfajú, že svoju letovú kvalifikáciu vykonajú úplne tak, že vykonajú svoj prvý let, po ktorom budú nasledovať obchodné operácie a možno dokonca aj zmluvy s NASA.
"Tieto obchodné operácie budú našim vstupom na trh služieb vysokorýchlostnej platformy s výškou 2,6 B s radom civilných, obranných a komerčných zákazníkov," uviedol Rudy. „Spolupracovali sme s NASA JPL, aby sme preskúmali niekoľko rôznych prípadov použitia. Jedným z príkladov je preprava marťanských vstupných vozidiel do hornej atmosféry tu na Zemi a ich pád na zhromažďovanie údajov a testovanie aerodynamického výkonu. ““
Od svojich skromných začiatkov postupovala v posledných rokoch rozsiahla komercializácia vesmíru skokmi a hranicami. Medzi klesajúcimi nákladmi na spustenie, vývojom menšieho užitočného zaťaženia a vzostupom komerčných poskytovateľov štartovacích služieb, ktorí sa môžu ubytovať s menším užitočným zaťažením, sa pravdepodobne Low Earth Orbit (LEO) v blízkej budúcnosti stane veľmi rušným miestom!