Національне аерокосмічне агентство (NASA) провело незвичайний запуск – ціле сузір’я супутників системи Cyclone Global Navigation Satellite System (CYGNSS) було запущено за допомогою ракети, яка стартувала вже летить з висотного літака.

«Першою сходинкою» системи став літак L-1011 Stargazer, який піднявся на висоту до 12 км. Потім від нього отстыковалась ракета Orbital ATK Pegasus XL, яка на протязі 5 секунд вільно падала, після чого був запущений маршовий двигун, який і вивів її на розрахункову орбіту.

Через 14 хвилин після запуску ракета Pegasus відправила «на роботу» свій корисний вантаж у вигляді капсули з упакованими в неї супутниками. Це сталося на висоті в 508 кілометрів над поверхнею планети. Сам проект коштував значні $157 мільйонів, а партнерами NASA стали Мічиганський інститут і Південно-Західний дослідний інститут з Сан-Антоніо.

Супутники CYGNSS займуться вивченням метеорологічних і кліматичних умов ряду регіонів нашої планети. Зокрема, їх завданнями буде відстеження ураганів і тропічних циклонів, визначення їх інтенсивності та моніторинг тропічного поясу планети, де вони і виникають.

На борту кожного супутника CYGNSS встановлений Delay Doppler Mapping Instrument (відображення радіолокаційних даних з доплеровським зсувом частоти), який включає в себе багатоканальний GPS-приймач, зенітну антену посилення низького і 2 надирные антени з високим коефіцієнтом посилення. Ці інструменти дозволяють апаратів виявляти і вимірювати відбиті від поверхні океанів сигнали GPS супутників. У разі появи урагану радіосигнали зможуть дати уявлення про швидкості вітру в цьому регіоні, а також про конфігурації самого урагану. Система супутників може проводити 32 вимірювання в секунду, забезпечуючи небачену раніше точність оцінки інтенсивності ураганів. Прямі сигнали супутники теж вловлюють, і з їх допомогою визначається точне місце розташування апаратів в космічному просторі.

Ми можемо дізнатися швидкість вітру, перебуваючи поза бурі завдяки нашим системам

Кліматолог Кріс Руф, науковий керівник проекту

Також супутникам належить вивчати взаємне вплив поверхні океану, термодинаміки атмосферної вологості, радіації і конвективної динаміки, що дозволить визначити умови формування тропічних ураганів, а також з’ясувати, ураган набирає чинності чи ні.

У цілому, основне завдання програми CYGNSS – вивчення поточного стану нашої планети, включаючи атмосферу і гідросферу для точного прогнозування можливих змін клімату.

Відзначимо, що подібна схема запуску розроблялася в 1980-х для програми «Спіраль» в СРСР в рамках проектів «Повітряний старт» і МАКС, однак після припинення програми на користь проекту «Буран», її розвиток припинилося. На той момент запуск з літака був готовий наполовину – носій вже був, а ось самого космічного апарату ще не існувало «в матеріалі».

У США подібні проекти мали місце на 20 років раніше – ще в 60-х. Там були створені запускаються з літаків-носіїв експериментальні ракетопланы, в тому числі перший гіперзвуковий літак – суборбітальний пілотований космоплан North American X-15, також Bell X-1, Lockheed D-21, Boeing X-43 та ін. Подібні (але не суборбітальні) системи були також у Франції (Ледюк) та інших країнах. Повітряний старт використовувався для відпрацювання космоплану Ентерпрайз в масштабній програмі багаторазової транспортної космічної системи Спейс шаттл.

Переваги такої системи очевидні: не потрібна громіздка інфраструктура космодромів, вистачить звичайного аеродрому. Недоліки також в наявності:

  • Суборбітальні космічні польоти починаються з висоти приблизно 100 км, при цьому вже на висоті 30 км зниження щільності повітря зводить нанівець аеродинамічні переваги крила і для подальшого збільшення висоти потрібні ракетні технології.
  • Утруднена масштабованість – ракети, які виводять хоча б 2 тонни на орбіту, важать 100-200 тонн, що близько до межі вантажопідйомності існуючих літаків: Ан-124 піднімає 120 тонн, Ан-225 — 247 тонн.
  • Проблеми структурної міцності корисного навантаження і ракети-носія – супутники досить часто розробляються з вимогою витримувати тільки осьові навантаження, і навіть горизонтальна збірка (коли супутник лежить «на боці») для них неприпустима.
  • Необхідність розробки потужних гіперзвукових двигунів. Оскільки ефективний носій — це швидкий носій, звичайні турбореактивні двигуни погано підходять.

При існуючому рівні розвитку технологій аерокосмічні системи можуть стати ефективним засобом доставки вантажів на орбіту, але тільки якщо ці вантажі будуть невеликими (в районі п’яти тонн), а носій — гиперзвуковым.

До речі, на останньому етапі якраз і спіткнулися радянські інженери, адже робочого серійного гіперзвукового двигуна на той момент просто не існувало. Навіть зараз є лише прототипи.

Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту і натисніть Ctrl + Enter .