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空中発射軌道打ち上げ( ALTO ) は、従来の重い水平離陸機から小型ロケットを高度で打ち上げ、衛星を低軌道に運ぶ方法です。これは、1940 年代後半に始まった実験機の空中発射の後継として開発されました。この方法は、軌道へのペイロードの投入に使用した場合、従来の垂直ロケット打ち上げに比べて、特にロケットの質量、推力、コスト、地理的要因、自然災害の軽減などの点で大きな利点があります。
空中発射は、弾道飛行にも応用されている。2004年、バート・ルータンのスケールド・コンポジッツ社が率いるチームが、特別に建造されたホワイトナイト輸送機 からスペースシップワンを打ち上げ、アンサリ・エックス・プライズの賞金1000万ドルを獲得した。
最初の空中軌道打ち上げは、ASM-135 ASAT衛星攻撃ロケットの試験打ち上げであり、最初の商業的な空中軌道打ち上げは、1990 年 4 月 5 日にノースロップ グラマン ペガサスによって実施されました。
利点
ロケットを高高度の飛行機から打ち上げる主な利点は、下層の密度の高い大気中を飛行する必要がないことです。その大気中の抗力は、克服するのにかなりの[1]余分な作業を必要とします。低高度で密度が高いと、ロケットに作用する抗力が大きくなります。さらに、高周囲圧での排気の過剰膨張と低周囲圧での膨張不足により推力が失われます。固定ノズル形状では、全周囲圧範囲で最適な排気膨張を提供できず、妥協策となります。高高度から打ち上げられたロケットは、より低い周囲圧に最適化できるため、動作モード全体でより大きな推力が得られます。
空気呼吸式の運搬機はロケットをはるかに効率的に高度まで持ち上げるので、推進剤を節約できます。航空機のエンジンは、機内に酸化剤を保管する必要がなく、ターボファンのように周囲の空気を利用して推力を発生させることができます。これにより、打ち上げシステムは、本来は燃料用に確保されていた質量を大幅に節約でき、全体の大きさを縮小できます。ロケット質量の大部分をペイロードに充てることができるため、ペイロード打ち上げコストを削減できます。
空中発射軌道打ち上げは、オンデマンド発射などの航空機のような運用が可能で、打ち上げを制限する天候の影響も受けにくい。これにより、航空機は天候条件を回避して飛行できるだけでなく、より適切な発射地点まで飛行し、いつでも任意の軌道傾斜角にペイロードを打ち上げることができる。打ち上げは陸地からかなり離れた場所で行われ、発射台やブロックハウスは必要ないため、保険費用も削減される。[要出典]
空中発射軌道打ち上げは、ロケットまたはジェット エンジンで駆動する再利用可能な空中発射単段式スカイフック打ち上げロケットなどの複合打ち上げシステムの一部としても有効に機能します。
空中発射軌道への追加の利点は、軌道に到達するために必要なデルタVが減少することです。これにより、ペイロードと燃料の比率が大きくなり、軌道への1キログラムあたりのコストが削減されます。デルタVの利点をさらに活用するために、超音速空中発射軌道への打ち上げが提案されています。[2]
空中発射軌道打ち上げは、自然災害（地震、津波、洪水、火山噴火）などの特定の理由により、ロケットを地上から軌道まで垂直に打ち上げることが不可能な場合にも代替手段として機能します。
デメリット
Aviation Week and Space Technologyによると、空中発射による軌道投入は航空機のサイズによって制限される。さらに、航空機は大きな横方向の力を発生させ、ペイロードを損傷する可能性がある。[3]
空中発射システム
運用:
- ノースロップ・グラマン・イノベーション・システムズ（元はオービタル・サイエンシズ、その後オービタルATK、2018年からノースロップ）ペガサス
引退:
- ASM-135 ASAT（対衛星システム）
- NOTS-EV-1 パイロット
- ヴァージン・オービット・ ランチャーワン
開発中:
- ストラトローンチ
- キューブキャブ[4]
- アルカススペース[5]
- ジェネレーション・オービット・ローンチ・サービス[6] - NASA NEXT [7]向けに契約
- NASA アームストロング飛行研究センター 牽引グライダー空中発射システム
- CDTI、CNES、DLR アルデバラン (ロケット)
- アントノフ、中国航空宇宙工業株式会社アントノフ An-225 ムリーヤ[8]
- オービットボーイ超小型衛星空中発射システム
提案:
- バルカン・エアロスペースの 75%スケールのドリームチェイサー乗員輸送宇宙飛行機とオービタル・サイエンシズのロケット[9]
- OREL ウクライナ提案)
- スーラウクライナ提案)
放棄されたプロジェクト:
- DARPA アラサ
- エアローンチLLC
- マックス
- イシム[10]
- スヴィティアズ[10]
- オービタル・サイエンシズ・ペガサスII –ストラトローンチ・システムズの設計・製造を請け負う[11]
- スイス宇宙システム SOAR
- XCOR エアロスペース リンクス マーク III
- ファルコン9エアは2011年から2012年にかけてSpaceXとストラトローンチシステムズが共同で開発しました。
参照
参考文献
- ^ 「有人亜軌道再使用型打ち上げロケットの飛行力学と打ち上げおよび回収に関する推奨事項」。
- ^ 「超音速空中発射システムの概念設計」(PDF) 。 2015年2月10日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) 。2014年12月3日閲覧。
- ^ Norris, Guy (2015 年 2 月 15 日)。「設計空間」。Aviation Week and Space Technology。第 177 巻、第 2 号。
- ^ “Technologies”. 2015年12月8日時点のオリジナルよりアーカイブ。2015年12月1日閲覧。
- ^ ARCA Space、Haas Orbital Rocket Launcher Archived 2012-07-22 at the Wayback Machine fact sheet、2008年12月2日（2014年9月22日アクセス）
- ^ Leone, Dan (2013年11月26日). 「スタートアップ世代の軌道打ち上げサービスが「小さな宇宙」に大金を賭ける」。2014年4月7日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ Diller, George (2013年9月30日). 「NASAがCubeSatクラスの初の打ち上げサービス契約を締結」。2013年9月30日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ Borys, Christian (2017年5月7日). 「世界最大の飛行機に新たな使命が与えられる可能性」BBC. 2017年10月20日時点のオリジナルよりアーカイブ。2017年10月20日閲覧。
- ^ Gebhardt, Chris (2014-11-26). 「SNC、Stratolaunch、Dream Chaser飛行計画を拡張」NASASpaceFlight.com。2014-11-28時点のオリジナルよりアーカイブ。2014-11-27閲覧。
- ^ ab ロシア、カザフスタンが独自の宇宙システムを開発へ Archived 2013-02-09 at the Wayback Machine : 「ウクライナの専門家は、 An-225ムリヤ（ドリーム）コサックジャンボ輸送機とゼニット2ロケットをベースにしたスビチャズシステムの開発に着手した」 「イシム複合施設には、2機のMiG-31 I航空機、エンジンナセル間の流線型の格納庫にある3段式打ち上げロケット、およびイリューシンIl-76MDミダス監視機が含まれる。」
- ^ Bergin, Chris (2013-05-25). 「Stratolaunch and Orbital – The Height of Air Launch」NASASpaceFlight.com。2013-06-08時点のオリジナルよりアーカイブ。2013-05-24閲覧。
外部リンク
ウィキメディア・コモンズの軌道上への空中発射に関連するメディア
- RLV の空中発射方法の研究 (AIAA 2001-4619)
- 低軌道へのペイロードの低コスト打ち上げ
- イリノイ宇宙ジェット