Από τα τέλη του αιώνα, η εξερεύνηση του διαστήματος έχει αλλάξει δραματικά χάρη στην άνευ προηγουμένου άνοδο του εμπορικού αεροδιαστημικού χώρου (γνωστός και ως NewSpace). Με στόχο τη μόχλευση νέων τεχνολογιών και τη μείωση του κόστους εκτόξευσης ωφέλιμων φορτίων στο διάστημα, παρουσιάζονται μερικές πραγματικά καινοτόμες και καινοτόμες ιδέες. Αυτό περιλαμβάνει την ιδέα της χρήσης μπαλονιών για τη μεταφορά πυραύλων σε πολύ μεγάλα υψόμετρα και, στη συνέχεια, πυροβολώντας τα ωφέλιμα φορτία στις επιθυμητές τροχιές τους.
Επίσης γνωστό ως "Rockoons", αυτή η ιδέα ενημέρωσε το πλήρως αυτόνομο και πλήρως επαναχρησιμοποιήσιμο σύστημα εκτόξευσης της Leo Aerospace - το οποίο αποτελείται από έναν αερόστατο μεγάλου υψομέτρου (μπαλόνι) και μια πλατφόρμα εκτόξευσης πυραύλων. Με τις πρώτες εμπορικές εκτοξεύσεις για το επόμενο έτος, η εταιρεία σχεδιάζει να χρησιμοποιήσει αυτό το σύστημα για την παροχή τακτικών υπηρεσιών εκτόξευσης στην αγορά μικρο δορυφόρων (γνωστός και ως CubeSat) τα επόμενα χρόνια.
Η ιδέα του Rockoon είναι ένα από τα πολλά συστήματα εκτόξευσης αέρα που έχουν διερευνηθεί και επικυρωθεί από την αρχή της Διαστημικής Εποχής. Σε αντίθεση με τους συμβατικούς πυραύλους, που βασίζονται σε τεράστιες ποσότητες προωθητικού για την επίτευξη της ταχύτητας διαφυγής και την αποστολή ωφέλιμων φορτίων σε τροχιά, τα συστήματα εκτόξευσης αέρα βασίζονται στη συγκριτικά οικονομικά αποδοτική μέθοδο μεταφοράς ωφέλιμου φορτίου σε μεγάλο υψόμετρο όπου μπορεί στη συνέχεια να σταλεί στη Χαμηλή Γη Τροχιά (LEO).
Αυτό μειώνει την απαιτούμενη ποσότητα προωθητικού, αλλά περιλαμβάνει και την εκτόξευση ενός πυραύλου από υψόμετρα όπου η αντίσταση του αέρα είναι χαμηλότερη και απαιτείται λιγότερη δύναμη για να ξεφύγει από τη βαρύτητα της Γης. Όλα αυτά επιτρέπουν τη χρήση πολύ μικρότερων και ελαφρύτερων οχημάτων εκτόξευσης, γεγονός που οδηγεί σε σημαντικά μειωμένο κόστος. Αυτή η μέθοδος είναι ιδιαίτερα αποτελεσματική όταν πρόκειται για μικρά ωφέλιμα φορτία, όπως οι μικρο δορυφόροι, τα οποία γίνονται όλο και πιο κοινά.
Σήμερα, τα περισσότερα συστήματα εκτόξευσης αέρα που ακολουθούν περιλαμβάνουν αεροσκάφη που φέρνουν πυραύλους ή διαστημόπλοια με πυραυλοκινητήρες για να εκτοξεύουν υψόμετρα - όπως το SpaceShipTwo της Virgin Galactic, το Virgin Orbit's LauncherOne ή ο αερομεταφορέας Stratolaunch. Ωστόσο, η εταιρεία Leo Aerospace που εδρεύει στο Λος Άντζελες επέλεξε να ερευνήσει την εξίσου έγκυρη μέθοδο που βασίζεται σε μια πλατφόρμα ελαφρύτερη από τον αέρα (LTA) για να μεταφέρει ωφέλιμα φορτία στο διάστημα.
Όπως είπε ο Dane Rudy, συνιδρυτής και διευθύνων σύμβουλος της Leo Aerospace, στο Space Magazine μέσω email:
«Από την άποψη της φυσικής πρώτης τάξεως, η εκτόξευση μπαλονιού είναι μια πολύ κομψή λύση για την παροχή μιας αποτελεσματικής και οικονομικής εκτόξευσης για μικρά ωφέλιμα φορτία. Επιπλέον, αυτή η αρχιτεκτονική μειώνει δραματικά την απαιτούμενη υποδομή εκτόξευσης, επιτρέποντας μια πλήρως φορητή λύση. "
Τα κεντρικά στοιχεία αυτού του συστήματος εκτόξευσης είναι η πλατφόρμα εκτόξευσης Regulus Orbital και ο Orbital Rocket. Η πλατφόρμα Regulus παρέχει αυτόνομο έλεγχο πτήσης μέσω μιας σειράς καυστήρων (οι οποίοι διασφαλίζουν ότι ο αερόστατος παραμένει ανθεκτικός) και ένα σύστημα περιστροφικού ελέγχου των προωθητικών διπροπυλεντικών, τα οποία είναι όλα τοποθετημένα σε ένα μονωμένο σώμα αποτελούμενο από σύνθετο υλικό.
Εν τω μεταξύ, το Orbital Rocket είναι ένα μικροσκοπικό όχημα εκκίνησης τριών σταδίων που συνδέεται στην πλατφόρμα μέσω ενός ενεργοποιητή και μιας ράγας εκτόξευσης. Μόλις ο αεροστάτης φτάσει σε υψόμετρο ανάπτυξης 18.000 μέτρα (60.000 πόδια), ο πύραυλος θα εκτοξευτεί και θα μεταφέρει το ωφέλιμο φορτίο στην επιθυμητή τροχιά του. Σύμφωνα με τη σελίδα προφίλ αποστολής της εταιρείας, το σύστημα θα μπορεί να πραγματοποιεί πολλαπλούς τύπους παραδόσεων σε διαφορετικά υψόμετρα.
«Το κόστος ανάπτυξης και παραγωγής ενός συστήματος μπαλονιών είναι τάξεις μεγέθους μικρότερες από τη χρήση αεροπλάνου», δήλωσε ο Rudy. «Σε σύγκριση με άλλα συστήματα μπαλονιών που χρησιμοποιούν ανυψωτικό αέριο, η αρχιτεκτονική ζεστού αέρα μπορεί να επαναχρησιμοποιηθεί πλήρως και γρήγορα. Μπορούμε να πραγματοποιήσουμε δεκάδες εκτοξεύσεις με ένα μόνο σύστημα πριν απαιτηθούν ανακαινίσεις. "
Αυτά θα κυμαίνονται από υποβρυχιακές αποστολές - όπου τα ωφέλιμα φορτία αποστέλλονται σε υψόμετρα άνω των 100 km (62 mi) - σε τροχιακές αποστολές, όπου το CubeSats θα σταλεί σε σύγχρονη τροχιά ήλιου (SSO) 550 km (340 mi). Μια άλλη πιθανότητα που είναι βέβαιο να αναφέρει περιλαμβάνει την παράδοση ανθρωπιστικής βοήθειας ή εξοπλισμού επικοινωνιών έκτακτης ανάγκης σε απομακρυσμένες περιοχές που δεν είναι προσβάσιμα σε αεροσκάφη σταθερής πτέρυγας, αεροσκάφη ή άλλα εναέρια οχήματα.
Η εταιρεία σχεδιάζει επίσης να ενσωματώσει ανεμόπτερα και αεροσκάφη που μπορούν να αναπτυχθούν από τα αεροδρόμια τους, προσφέροντας έτσι άλλα προφίλ αποστολής - όπως παρακολούθηση drone, επιστημονικά πειράματα και υπηρεσίες επικοινωνιών. Εκτός από το ότι είναι ένα πιο οικονομικό μέσο για την τοποθέτηση μικρών ωφέλιμων φορτίων σε τροχιά, το σύστημα εκτόξευσης έχει επίσης το πλεονέκτημα ότι είναι πολύ συμπαγές.
Εξαιτίας αυτού, ο πύραυλος, ο αερόστατος και τα μηχανήματα που απαιτούνται για τη διόγκωση μπορούν όλα να τοποθετηθούν σε ένα τυποποιημένο εμπορευματοκιβώτιο αποστολής, να φορτωθούν σε ένα ημι-φορτηγό και στη συνέχεια να αποσταλούν όπου χρειάζεται. Η καμπίνα ρυμουλκούμενου χρησιμεύει επίσης ως ο αρχικός σταθμός επικοινωνίας για την κυκλοφορία. Αυτό το επίπεδο κινητικότητας και ευελιξίας είναι ένα από τα χαρακτηριστικά που θα μπορούσαν να κάνουν τις πλατφόρμες αερόστατου αποτελεσματικές στην παροχή επείγουσας βοήθειας και υπηρεσιών ανακούφισης. Όπως είπε ο Ρούντι:
«Αρχίζουμε να αποκαλύπτουμε πολλές διαφορετικές περιπτώσεις χρήσης για την επαναχρησιμοποιήσιμη και αυτόνομη πλατφόρμα αερόστατου που αναπτύσσουμε. Είναι εντελώς κινητό και χωράει σε ένα τυποποιημένο κιβώτιο αποστολής, καθιστώντας εύκολη τη μεταφορά και την αποθήκευση. Επιπλέον, είναι απλό στη χρήση και απίστευτα ανθεκτικό. Σε αντίθεση με τα ανυψωτικά μπαλόνια αερίου, το σύστημά μας μπορεί ακόμα να λειτουργεί με μια τρύπα στο μέγεθος ενός αυτοκινήτου στο υλικό του μπαλονιού. Οι συνεργάτες μας είναι ενθουσιασμένοι που αξιοποιούν αυτές τις δυνατότητες για να αναπτύξουν γρήγορα σουίτες αισθητήρων σε περιοχές καταστροφών μετά τον τυφώνα ή να παρέχουν προμήθειες ανακούφισης έκτακτης ανάγκης σε μέρη που είναι δύσκολο να προσεγγιστούν. Ήταν απίστευτο να συνεργαζόμαστε με ομάδες όπως ο κλάδος του Space Space και το High-Altitude Experiments για τον εντοπισμό και την επίλυση μιας τέτοιας σειράς προβλημάτων. "
Όλα αυτά θέτουν εταιρείες όπως η Leo Aerospace και άλλες εταιρείες που ακολουθούν έννοιες ελαφρύτερες από τον αέρα, σε καλή θέση για να επωφεληθούν από την ανάπτυξη της δορυφορικής αγοράς. Μεταξύ του πολλαπλασιασμού των μικρο δορυφόρων (γνωστός και ως CubeSats) και της εμφάνισης υπηρεσιών εκτόξευσης ελαφρού ωφέλιμου φορτίου (όπως το Rocketlab και η Virgin Orbit), αυτή η αγορά αναμένεται να εκραγεί τα επόμενα χρόνια.
Αυτό που ξεχωρίζει το Leo Aerospace, ωστόσο, είναι ο τρόπος με τον οποίο επικεντρώνονται στην παράδοση δορυφόρων που ζυγίζουν λιγότερο από 25 κιλά (55 λίβρες). Όπως εξήγησε ο Rudy, δεν υπάρχει ακόμη μια ειδική λύση για μικρο δορυφόρους που εμπίπτουν σε αυτό το εύρος. Συνήθως, οι CubeSats αναγκάζονται να «κάνουν κοινή χρήση» σε πύραυλους εκτόξευσης, όπου καταλαμβάνουν ελεύθερο χώρο μαζί με βαρύτερα ωφέλιμα φορτία.
Αυτό είναι κάτι που ο Rudy και οι συνάδελφοί του ελπίζουν να διορθώσουν:
«Αυτό είναι εξαιρετικά εκπληκτικό, δεδομένου ότι σχεδόν οι μισοί από όλους τους δορυφόρους τα επόμενα 10 χρόνια αναμένεται να ενταχθούν σε αυτό το τμήμα. Έχουμε εργαστεί σκληρά για να καταγράψουμε και να διατηρήσουμε ένα πλεονέκτημα πρώτης κίνησης στην κατηγορία των 25 κιλών. Έχουμε πραγματοποιήσει τις πιο εκτεταμένες λειτουργίες και δοκιμές του οχήματός μας. Επιπλέον, είμαστε οι πιο απομακρυσμένοι στο ρυθμιστικό έργο μέσω της στενής μας σχέσης με την FAA και της ενεργού συμμετοχής στην Ομοσπονδία Εμπορικών Διαστημικών πτήσεων. Τέλος, το σύστημά μας είναι προσαρμοσμένο να παρέχει την ειδική εκκίνηση που χρειάζονται οι πελάτες μας και σε αρκετά υψηλή συχνότητα για να αντιμετωπίσει την απίστευτη ζήτηση. "
Μέχρι το τέλος του 2018, η εταιρεία είχε ολοκληρώσει επιτυχώς μια δοκιμαστική εκστρατεία εκκίνησης και εξασφάλισε χρηματοδότηση μέσω του Εθνικού Ιδρύματος Επιστημών και μιας εταιρείας επιχειρηματικών κεφαλαίων. Το 2020, ελπίζουν να προκριθούν πλήρως στην πλατφόρμα τους πραγματοποιώντας την πρώτη τους πτήση, την οποία θα ακολουθήσουν εμπορικές επιχειρήσεις και ίσως ακόμη και συμβάσεις με τη NASA.
«Αυτές οι εμπορικές δραστηριότητες θα είναι η είσοδος μας στην αγορά Υπηρεσιών πλατφόρμας ύψους 2,6 δισεκατομμυρίων δολαρίων με μια σειρά από πολιτικούς, αμυντικούς και εμπορικούς πελάτες», δήλωσε ο Rudy. «Συνεργαζόμαστε με τη NASA JPL για να διερευνήσουμε διάφορες διαφορετικές περιπτώσεις χρήσης. Ένα παράδειγμα είναι η μεταφορά οχημάτων εισόδου του Άρη στην άνω ατμόσφαιρα εδώ στη Γη και η απόρριψή τους για τη συλλογή δεδομένων και τη δοκιμή αεροδυναμικής απόδοσης. "
Από τα ταπεινά του ξεκίνημα, η πλήρης κλίμακα εμπορευματοποίηση του χώρου έχει προχωρήσει αλματωδώς τα τελευταία χρόνια. Μεταξύ του μειωμένου κόστους εκτόξευσης, της ανάπτυξης μικρότερων ωφέλιμων φορτίων και της αύξησης των παρόχων εμπορικής εκτόξευσης που μπορούν να φιλοξενήσουν μικρότερα ωφέλιμα φορτία, το Low Earth Orbit (LEO) είναι πιθανό να γίνει πολύ πολυσύχναστο μέρος στο εγγύς μέλλον!
