세기가 시작된 이래, 전례없는 상업용 항공 우주 (일명 NewSpace)의 상승으로 우주 탐험이 급격히 변화했습니다. 새로운 기술을 활용하고 페이로드를 우주로 발사하는 비용을 낮추기 위해 진정으로 혁신적이고 참신한 아이디어가 제시되고 있습니다. 여기에는 풍선을 사용하여 로켓을 매우 높은 고도로 운반 한 다음 페이로드를 원하는 궤도로 발사하는 아이디어가 포함됩니다.
"Rockoons"라고도하는이 개념은 Leo Aerospace의 완전 자율적이며 완전히 재사용 가능한 발사 시스템에 정보를 제공합니다.이 발사 시스템은 고도가 높은 Aerostat (풍선)과 로켓 발사 플랫폼으로 구성됩니다. 내년에 첫 번째 상용 출시가 예정되어있는이 회사는이 시스템을 사용하여 향후 몇 년 동안 마이크로 위성 (일명 CubeSat) 시장에 정기 출시 서비스를 제공 할 계획입니다.
Rockoon의 개념은 우주 시대가 시작된 이래로 조사되고 검증 된 많은 항공 발사 시스템 중 하나입니다. 발사 속도를 달성하고 페이로드를 궤도로 보내기 위해 대량의 추진제에 의존하는 기존의 로켓과 달리 항공 발사 시스템은 페이로드를 높은 고도로 운반하는 낮은 비용으로 효율적인 방법으로 의존합니다. 궤도 (LEO).
이것은 필요한 추진제의 양을 줄이지 만 공기 저항이 낮고 지구의 중력을 벗어나기 위해 적은 힘이 필요한 고도에서 로켓을 발사하는 것도 포함합니다. 이 모든 것이 훨씬 작고 가벼운 발사체를 사용할 수있게하여 비용을 크게 절감시킵니다. 이 방법은 마이크로 위성처럼 작은 페이로드에 특히 효과적입니다.
현재 추구하고있는 대부분의 항공 발사 시스템에는 버진 은하계의 SpaceShipTwo, 버진 궤도의 런처 원 또는 스트라토 런치 항공 모함과 같이 로켓 모터를 장착 한 로켓이나 우주선을 사용하여 고도를 발사하는 항공기가 포함됩니다. 그러나 로스 앤젤레스에 본사를 둔 Leo Aerospace 회사는 페이로드를 우주로 가져 오기 위해 LTA (lighter-than-air) 플랫폼에 의존하는 동등한 방법을 조사하기로 결정했습니다.
Leo Aerospace의 공동 창립자이자 CEO 인 Dane Rudy는 Space Magazine에 이메일을 통해 다음과 같이 말했습니다.
“1 차 물리학 관점에서 풍선 발사는 작은 페이로드에 효율적이고 비용 효과적인 발사를 제공하는 매우 우아한 솔루션입니다. 또한이 아키텍처는 필요한 시작 인프라의 양을 크게 줄여 완전한 모바일 솔루션을 가능하게합니다.”
이 발사 시스템의 핵심 구성 요소는 Regulus Orbital 발사 플랫폼과 Orbital Rocket입니다. Regulus 플랫폼은 일련의 버너 (항공기가 부력을 유지하도록 함)와 이중 추진기 스러 스터의 회전 제어 시스템을 통해 자율적 인 비행 제어를 제공하며, 이들 모두는 복합 재료로 구성된 절연체에 장착됩니다.
한편 Orbital Rocket은 액추에이터와 런칭 레일을 통해 플랫폼에 부착 된 소형 3 단 런칭 차량입니다. Aerostat가 18,000 미터 (60,000ft)의 배치 고도에 도달하면 로켓이 발사되어 페이로드를 원하는 궤도로 운반합니다. 회사의 미션 프로필 페이지에 따르면이 시스템은 다양한 고도로 다양한 유형의 배송을 수행 할 수 있습니다.
Rudy는“풍선 시스템의 개발 및 생산 비용은 비행기를 사용하는 것보다 수십 배나 저렴합니다. “리프팅 가스를 사용하는 다른 벌룬 시스템과 비교할 때, 우리의 열기 구조는 완전하고 빠르게 재사용 할 수 있습니다. 개조가 필요하기 전에 단일 시스템으로 수십 차례의 발사를 수행 할 수 있습니다.”
여기에는 페이로드가 100km (62 마일) 이상 고도로 전송되는 아랫 궤도 임무에서부터 CubeSats가 550km (340 마일)의 태양 동기 궤도 (SSO)로 보내지는 궤도 임무까지 다양합니다. 그들이 언급해야 할 또 다른 가능성은 고정익 항공기, 드론 또는 기타 항공 차량에 접근 할 수없는 원격 지역에 인도 주의적 원조 또는 비상 통신 장비를 제공하는 것과 관련이 있습니다.
이 회사는 또한 비행장에서 배치 할 수있는 글라이더와 드론을 통합하여 드론 모니터링, 과학 실험 및 통신 서비스와 같은 다른 미션 프로필을 제공 할 계획입니다. 발사 시스템은 작은 페이로드를 궤도에 배치하는보다 비용 효율적인 수단 일뿐만 아니라 매우 컴팩트 한 이점도 있습니다.
이로 인해 팽창에 필요한 로켓, Aerostat 및 기계류는 모두 표준 운송 컨테이너에 넣고 반 트럭에 적재 한 다음 필요할 때마다 운송 할 수 있습니다. 트레일러 캡은 또한 발사를위한 초기 통신 스테이션 역할을합니다. 이러한 수준의 이동성과 유연성은 비상 지원 및 구호 서비스를 제공하는 데 Aerostat 플랫폼을 효과적으로 만들 수있는 특성 중 하나입니다. 루디가 말했듯이 :
“우리는 개발중인 재사용 가능하고 자율적 인 Aerostat 플랫폼에 대한 다양한 사용 사례를 발견하기 시작했습니다. 전체적으로 이동이 가능하고 표준 운송 컨테이너에 장착되어 운반 및 보관이 용이합니다. 또한 작동이 간단하고 믿을 수 없을 정도로 강력합니다. 가스 풍선을 들어 올리는 것과 달리 우리 시스템은 풍선 재료의 자동차 크기의 구멍으로 작동 할 수 있습니다. 우리의 협력자들은 이러한 기능을 활용하여 허리케인 후 재난 지역에 센서 제품군을 신속하게 배치하거나 도달하기 어려운 곳에서 긴급 구호 용품을 제공하게되어 기쁘게 생각합니다. 육군 우주 및 고고도 실험 지부와 같은 그룹과 협력하여 이러한 다양한 문제 사례를 식별하고 해결하는 것은 놀라운 일입니다.”
이 모든 것들은 Leo Aerospace와 같은 회사들과 항공보다 가벼운 개념을 추구하는 다른 회사들에게 위성 시장의 성장을 활용하는 대신에 있습니다. 소위 위성 (일명 CubeSats)의 확산과 로케트 랩 (Rocketlab) 및 버진 궤도 (Virgin Orbit)와 같은 경하 중 발사 서비스의 출현 사이에서이 시장은 향후 몇 년간 폭발 할 것으로 예상됩니다.
그러나 Leo Aerospace를 차별화하는 것은 무게가 25kg (55lbs) 미만인 위성을 제공하는 데 집중하는 방식입니다. Rudy가 설명했듯이이 범위에 속하는 초소형 위성을위한 전용 솔루션은 아직 없습니다. 일반적으로 CubeSats는 발사 로켓에서 "라이더 셰어"를 강요하여 더 큰 페이로드와 함께 여유 공간을 차지합니다.
이것은 Rudy와 그의 동료들이 치료하기를 희망하는 것입니다.
“향후 10 년 동안 모든 위성의 거의 절반이이 부문에 속할 것으로 예상되므로 이는 놀라운 일입니다. 우리는 25kg 세그먼트에서 첫 발동기 이점을 포착하고 유지하기 위해 열심히 노력했습니다. 우리는 차량의 가장 광범위한 작동 및 테스트를 수행했습니다. 또한, 우리는 FAA와의 긴밀한 관계와 Commercial Spaceflight Federation의 활발한 멤버십을 통해 규제 활동에서 가장 멀리 있습니다. 마지막으로, 우리 시스템은 고객이 필요로하는 전용 출시를 제공하고 놀라운 수요를 충족시키기에 충분한 빈도로 제공됩니다.”
2018 년 말, 회사는 성공적으로 출시 테스트 캠페인을 완료하고 National Science Foundation과 벤처 캐피탈 회사를 통해 자금을 확보했습니다. 2020 년에, 그들은 첫 비행을 수행하여 플랫폼을 완전히 비행 자격을 갖추기를 희망하며, 이는 상용 작전과 NASA와의 계약이 뒤따를 것입니다.
Rudy는“이러한 상업 운영은 다양한 민사, 방위 및 상업 고객과 함께 $ 2.6B 고고도 플랫폼 서비스 시장에 진입하는 것입니다. “NASA JPL과 협력하여 여러 가지 사용 사례를 탐색했습니다. 예를 들어 화성의 진입 차량을 지구 상층 대기로 운반하여 데이터를 수집하고 공기 역학적 성능을 테스트하기 위해 떨어 뜨립니다.”
초창기부터 우주의 본격적인 상용화가 최근 몇 년 동안 도약과 경계에 의해 진행되고 있습니다. 발사 비용 감소, 더 작은 페이로드 개발 및 더 작은 페이로드를 수용 할 수있는 상업용 발사 제공 업체의 부상 사이에서, LEO (Low Earth Orbit)는 가까운 장래에 매우 바쁜 장소가 될 것입니다!
