ใช้ลูกโป่งเพื่อเปิดตัวจรวด

Pin
Send
Share
Send

นับตั้งแต่ช่วงเปลี่ยนศตวรรษการสำรวจอวกาศได้เปลี่ยนแปลงไปอย่างมากเนื่องจากการบินเชิงพาณิชย์ที่เพิ่มขึ้นอย่างไม่เคยปรากฏมาก่อน (aka NewSpace) ด้วยเป้าหมายของการใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีใหม่ ๆ และลดค่าใช้จ่ายในการเปิดใช้งาน payloads สู่อวกาศจึงมีการนำเสนอแนวคิดนวัตกรรมใหม่ ๆ ซึ่งรวมถึงความคิดในการใช้ลูกโป่งเพื่อบรรทุกจรวดไปสู่ระดับสูงมากจากนั้นยิงกระสุนไปยังวงโคจรที่ต้องการ

แนวคิดนี้เรียกว่า“ Rockoons” แนวคิดนี้ได้แจ้งระบบการปล่อยของ Leo Aerospace อย่างอิสระและสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้อย่างเต็มที่ซึ่งประกอบด้วยระบบการบินสูง (บอลลูน) และแพลตฟอร์มการปล่อยจรวด ด้วยการเปิดตัวเชิงพาณิชย์ครั้งแรกที่กำหนดไว้สำหรับปีหน้า บริษัท วางแผนที่จะใช้ระบบนี้เพื่อให้บริการการเปิดตัวเป็นประจำกับตลาดไมโครแซทเทลไลท์ (aka. CubeSat) ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า

แนวคิดของ Rockoon เป็นหนึ่งในระบบการปล่อยอากาศที่ได้รับการตรวจสอบและตรวจสอบมาตั้งแต่ยุคอวกาศเริ่ม ซึ่งแตกต่างจากจรวดธรรมดาที่ใช้จรวดจำนวนมากในการหลบหนีความเร็วและส่งน้ำหนักบรรทุกไปยังวงโคจรระบบการปล่อยอากาศขึ้นอยู่กับวิธีการเปรียบเทียบต้นทุนที่มีประสิทธิภาพในการขนส่งน้ำหนักบรรทุกไปยังที่สูงซึ่งสามารถส่งไปยังโลกต่ำได้ วงโคจร (LEO)

สิ่งนี้จะช่วยลดปริมาณของจรวดที่ต้องการ แต่ยังเกี่ยวข้องกับการเปิดตัวจรวดจากระดับความสูงที่ความต้านทานอากาศลดลงและมีแรงน้อยลงในการหลบหนีจากแรงโน้มถ่วงของโลก ทั้งหมดนี้ช่วยให้สามารถใช้ยานยนต์ขนาดเล็กและเบากว่าได้ซึ่งจะช่วยลดต้นทุนได้อย่างมาก วิธีนี้มีประสิทธิภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพูดถึงส่วนของข้อมูลขนาดเล็กเช่น microsatellites ซึ่งกำลังกลายเป็นเรื่องธรรมดามากขึ้น

วันนี้ระบบการปล่อยอากาศส่วนใหญ่ที่ถูกติดตามนั้นเกี่ยวข้องกับเครื่องบินที่นำจรวดหรือยานอวกาศด้วยมอเตอร์จรวดเพื่อเปิดระดับความสูงเช่น SpaceShipTwo ของ Virgin Galactic, LauncherOne ของ Virgin Orbit หรือสายการบิน Stratolaunch อย่างไรก็ตาม บริษัท Leo Aerospace ในลอสแองเจลิสเลือกที่จะตรวจสอบวิธีการที่ถูกต้องเท่าเทียมกันในการใช้แพลตฟอร์ม LTA ที่เบากว่าอากาศเพื่อรับน้ำหนักบรรทุกไปยังพื้นที่

ในฐานะที่เป็น Dane Rudy ผู้ร่วมก่อตั้งและซีอีโอของ Leo Aerospace กล่าวกับนิตยสาร Space ผ่านอีเมล:

“ จากมุมมองทางฟิสิกส์ลำดับแรกการเปิดตัวบอลลูนเป็นโซลูชั่นที่หรูหรามากเพื่อให้การเปิดตัวที่มีประสิทธิภาพและคุ้มค่าสำหรับการรับน้ำหนักขนาดเล็ก นอกจากนี้สถาปัตยกรรมนี้ลดจำนวนโครงสร้างพื้นฐานการเปิดใช้งานลงอย่างมากทำให้สามารถใช้งานโซลูชั่นมือถือได้อย่างสมบูรณ์”

ส่วนประกอบหลักของระบบเปิดตัวนี้คือแพลตฟอร์มเปิดตัว Regulus Orbital และ Orbital Rocket แพลตฟอร์ม Regulus ให้การควบคุมการบินด้วยตนเองผ่านชุดเครื่องเผา (ซึ่งทำให้แน่ใจว่าเครื่องควบคุมอากาศยังคงลอยตัวอยู่) และระบบควบคุมการหมุนของเครื่องขับดันแบบสองขั้วซึ่งทั้งหมดจะติดตั้งกับตัวฉนวนที่ประกอบด้วยวัสดุคอมโพสิต

ในขณะเดียวกัน Orbital Rocket เป็นยานยนต์ยิงสามขั้นตอนขนาดเล็กที่ติดกับแพลตฟอร์มผ่านทางแอคทูเอเตอร์และรางเปิด เมื่อเครื่องบินควบคุมความเร็วสูงถึง 18,000 เมตร (60,000 ฟุต) จรวดจะยิงและบรรทุกน้ำหนักไปยังวงโคจรที่ต้องการ ตามหน้าโปรไฟล์ภารกิจของ บริษัท ระบบจะสามารถดำเนินการส่งมอบหลายประเภทตามระดับความสูงที่แตกต่างกัน

“ การพัฒนาและต้นทุนการผลิตของระบบบอลลูนคือคำสั่งที่มีขนาดน้อยกว่าการใช้เครื่องบิน” รูดี้กล่าว “ เมื่อเปรียบเทียบกับระบบบอลลูนอื่น ๆ ที่ใช้แก๊สยกสถาปัตยกรรมอากาศร้อนของเรานั้นสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้อย่างเต็มที่และรวดเร็ว เราสามารถดำเนินการเปิดตัวได้หลายสิบครั้งด้วยระบบเดียวก่อนที่จะต้องทำการปรับปรุงใหม่”

สิ่งเหล่านี้จะมีตั้งแต่ภารกิจ suborbital - ที่ซึ่งน้ำหนักบรรทุกถูกส่งไปที่ระดับความสูงมากกว่า 100 กม. (62 ไมล์) ไปยังภารกิจวงโคจรที่ CubeSats จะถูกส่งไปยังวงโคจรรอบดวงอาทิตย์ (SSO) 550 กม. (340 ไมล์) ความเป็นไปได้อีกประการที่พวกเขาจะพูดถึงคือการส่งมอบความช่วยเหลือด้านมนุษยธรรมหรืออุปกรณ์สื่อสารฉุกเฉินไปยังพื้นที่ห่างไกลที่ไม่สามารถเข้าถึงเครื่องบินปีกคงที่โดรนหรือยานพาหนะทางอากาศอื่น ๆ

บริษัท ยังวางแผนที่จะรวมเครื่องร่อนและโดรนที่สามารถปรับใช้จากเครื่องบินของพวกเขาดังนั้นจึงเสนอโปรไฟล์ภารกิจอื่น ๆ - เช่นการตรวจสอบเสียงพึมพำการทดลองทางวิทยาศาสตร์และบริการการสื่อสาร นอกเหนือจากการเป็นวิธีที่คุ้มค่ากว่าในการวางน้ำหนักบรรทุกขนาดเล็กไว้ในวงโคจรแล้วระบบเปิดตัวยังมีข้อดีของการมีขนาดกะทัดรัดมาก

ด้วยเหตุนี้จรวดแอโรเทอร์และเครื่องจักรที่จำเป็นสำหรับการพองมันสามารถวางลงในภาชนะขนส่งมาตรฐานโหลดลงบนรถบรรทุกกึ่งแล้วส่งไปทุกที่ที่ต้องการ รถเทรลเลอร์ยังทำหน้าที่เป็นสถานีสื่อสารเริ่มต้นสำหรับการเปิดตัว ความคล่องตัวและความยืดหยุ่นในระดับนี้เป็นหนึ่งในคุณลักษณะที่สามารถทำให้แพลตฟอร์มของเครื่องบินมีประสิทธิภาพในการส่งมอบความช่วยเหลือฉุกเฉินและบริการบรรเทาทุกข์ ดังที่รูดี้พูดว่า:

“ เราเริ่มที่จะเปิดเผยกรณีการใช้งานที่แตกต่างกันมากมายสำหรับแพลตฟอร์มระบบควบคุมอากาศแบบใช้ซ้ำได้และอิสระที่เรากำลังพัฒนา มันเป็นอุปกรณ์พกพาอย่างสมบูรณ์และติดตั้งลงในคอนเทนเนอร์จัดส่งมาตรฐานทำให้ง่ายต่อการขนส่งและจัดเก็บ นอกจากนี้ยังใช้งานง่ายและแข็งแกร่งอย่างไม่น่าเชื่อ ระบบของเรายังสามารถใช้งานได้กับหลุมขนาดของรถยนต์ในวัสดุบอลลูนซึ่งแตกต่างจากลูกโป่งยกแก๊ส ผู้ทำงานร่วมกันของเรารู้สึกตื่นเต้นที่จะใช้ประโยชน์จากความสามารถเหล่านี้ในการปรับใช้ชุดเซ็นเซอร์ในพื้นที่ภัยพิบัติหลังพายุเฮอริเคนหรือจัดหาอุปกรณ์บรรเทาทุกข์ฉุกเฉินในสถานที่ซึ่งเข้าถึงได้ยาก นับเป็นเรื่องเหลือเชื่อที่ได้ทำงานร่วมกับกลุ่มต่าง ๆ เช่นกองทัพอวกาศและสาขาการทดลองระดับสูงเพื่อระบุและแก้ไขกรณีปัญหาต่างๆ”

ทั้งหมดนี้ทำให้ บริษัท ต่างๆเช่น Leo Aerospace และ บริษัท อื่น ๆ ที่ดำเนินการตามแนวคิดที่เบากว่าอากาศอย่างสม่ำเสมอเพื่อใช้ประโยชน์จากการเติบโตของตลาดดาวเทียม ระหว่างการเพิ่มขึ้นของ microsatellites (aka. CubeSats) และการเกิดขึ้นของบริการส่งข้อมูลเบา (เช่น Rocketlab และ Virgin Orbit) ตลาดนี้คาดว่าจะระเบิดในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า

สิ่งที่ทำให้ Leo Aerospace แตกต่างกันคือวิธีที่พวกเขามุ่งเน้นไปที่การส่งสัญญาณดาวเทียมที่มีน้ำหนักน้อยกว่า 25 กก. (55 ปอนด์) ดังที่รูดี้อธิบายยังไม่มีวิธีแก้ปัญหาเฉพาะสำหรับไมโครไซต์ที่ตกอยู่ในช่วงนี้ โดยทั่วไปแล้ว CubeSats ถูกบังคับให้“ rideshare” บนจรวดปล่อยซึ่งพวกเขาใช้พื้นที่ว่างข้างๆน้ำหนักบรรทุกที่หนักกว่า

นี่คือสิ่งที่รูดี้และเพื่อนร่วมงานของเขาหวังว่าจะได้แก้ไข:

“ นี่เป็นเรื่องที่น่าประหลาดใจเป็นพิเศษเนื่องจากเกือบครึ่งหนึ่งของดาวเทียมทั้งหมดในอีก 10 ปีข้างหน้าคาดว่าจะอยู่ในส่วนนี้ เราได้ทำงานอย่างหนักเพื่อจับภาพและรักษาความได้เปรียบผู้เสนอญัตติแรกในกลุ่ม 25 กก. เราได้ทำการดำเนินการที่กว้างขวางที่สุดและทดสอบรถของเรา นอกจากนี้เรายังเป็นกลุ่มคนที่ทำงานด้านกฎระเบียบมากที่สุดผ่านทางความสัมพันธ์ที่ใกล้ชิดกับ FAA และสมาชิกที่แข็งขันใน Commercial Spaceflight Federation ในที่สุดระบบของเราได้รับการปรับแต่งเพื่อให้การเปิดตัวเฉพาะที่ลูกค้าต้องการและมีความถี่สูงพอที่จะตอบสนองความต้องการที่เหลือเชื่อ”

ในตอนท้ายของปี 2561 บริษัท ประสบความสำเร็จในการทดสอบการเปิดตัวและระดมทุนผ่านมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติและ บริษัท ร่วมทุน ในปี 2020 พวกเขาหวังว่าจะมีคุณสมบัติครบถ้วนในการบินโดยทำการบินเที่ยวแรกซึ่งจะตามมาด้วยการดำเนินการเชิงพาณิชย์และอาจทำสัญญากับ NASA

“ การดำเนินงานเชิงพาณิชย์เหล่านี้จะเป็นการเข้าสู่ตลาดบริการแพลตฟอร์มความสูงระดับสูงมูลค่า 2.6 พันล้านดอลลาร์ซึ่งมีกลุ่มลูกค้าพลเรือนฝ่ายจำเลยและฝ่ายการค้า” รูดี้กล่าว “ เราทำงานร่วมกับ NASA JPL เพื่อสำรวจกรณีการใช้งานที่แตกต่างกันหลายอย่าง ตัวอย่างหนึ่งคือการบรรทุกยานพาหนะเข้าสู่ดาวอังคารลงสู่ชั้นบรรยากาศบนโลกนี้และทิ้งมันไว้เพื่อรวบรวมข้อมูลและทดสอบประสิทธิภาพแอโรไดนามิก

จากจุดเริ่มต้นที่ต่ำต้อยของการค้าเต็มรูปแบบของพื้นที่ที่มีความคืบหน้าโดย leaps และขอบเขตในปีที่ผ่านมา ระหว่างต้นทุนการปล่อยที่ลดลงการพัฒนา payloads ที่มีขนาดเล็กลงและการเพิ่มขึ้นของผู้ให้บริการเริ่มต้นเชิงพาณิชย์ที่สามารถรองรับ payloads ที่มีขนาดเล็กลง Low Earth Orbit (LEO) มีแนวโน้มที่จะกลายเป็นสถานที่ที่ยุ่งมากในอนาคต

Pin
Send
Share
Send