Lanzamiento desde el aire hasta la órbita

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El lanzamiento aéreo a órbita ( ALTO , por sus siglas en inglés) es un método para lanzar cohetes más pequeños a gran altitud desde una aeronave convencional de despegue horizontal más pesada, para llevar satélites a una órbita baja terrestre . Es una continuación del desarrollo de los lanzamientos aéreos de aeronaves experimentales que comenzaron a fines de la década de 1940. Este método, cuando se emplea para la inserción de carga útil en órbita, presenta ventajas significativas sobre los lanzamientos de cohetes verticales convencionales, en particular debido a la menor masa, empuje, costo del cohete, factores geográficos y desastres naturales.

También se han desarrollado lanzamientos aéreos para vuelos espaciales suborbitales . En 2004, el premio Ansari X Prize, dotado con 10 millones de dólares, fue ganado por un equipo dirigido por Scaled Composites de Burt Rutan , que lanzó el SpaceShipOne desde el portaaviones White Knight , construido especialmente para ese fin .

El primer lanzamiento aéreo a órbita fue un lanzamiento de prueba del cohete antisatélite ASM-135 ASAT ; el primer lanzamiento aéreo a órbita comercial tuvo lugar el 5 de abril de 1990 con un Northrop Grumman Pegasus .

La principal ventaja de que un cohete sea lanzado desde un avión que vuela a gran altura es que no necesita atravesar una atmósfera más baja y densa, cuyo arrastre requiere una considerable ^[1] cantidad de trabajo adicional para superarlo. Las densidades más altas a altitudes más bajas dan como resultado mayores fuerzas de arrastre que actúan sobre el vehículo. Además, se pierde empuje debido a la sobreexpansión del escape a alta presión ambiental y a la subexpansión a baja presión ambiental; una geometría de boquilla fija no puede proporcionar una expansión óptima del escape en todo el rango de presión ambiental y representa una solución de compromiso. Los cohetes lanzados desde gran altitud se pueden optimizar para una presión ambiental más baja, logrando así un mayor empuje en todo el régimen operativo.

El combustible se conserva porque el avión portador, que respira aire, eleva el cohete a gran altitud de manera mucho más eficiente. Los motores de los aviones no requieren el almacenamiento a bordo de un oxidante y pueden utilizar el aire circundante para generar empuje, como con un turbofán . Esto permite que el sistema de lanzamiento conserve una cantidad significativa de masa que de otro modo se reservaría para el combustible, lo que reduce el tamaño general. Una fracción mayor de la masa del cohete puede entonces incluir la carga útil, lo que reduce los costos de lanzamiento de la carga útil.

El lanzamiento desde el aire hasta la órbita ofrece la posibilidad de realizar operaciones similares a las de las aeronaves, como el lanzamiento a demanda, y también está menos sujeto a las condiciones meteorológicas que limitan el lanzamiento. Esto permite que la aeronave vuele en condiciones meteorológicas adversas, así como a mejores puntos de lanzamiento y lance una carga útil en cualquier inclinación orbital en cualquier momento. Los costos de seguro también se reducen, porque los lanzamientos se realizan lejos de la tierra y no hay necesidad de una plataforma de lanzamiento o un refugio. ^{[ cita requerida ]}

El lanzamiento desde el aire hasta la órbita también funciona bien como parte de un sistema de lanzamiento combinado, como un vehículo de lanzamiento reutilizable, de una sola etapa, lanzado desde el aire y propulsado por un cohete o un motor a reacción.

Un beneficio adicional del lanzamiento aéreo a órbita es la reducción del delta V necesario para alcanzar la órbita. Esto da como resultado una mayor relación carga útil-combustible, lo que reduce el costo por kilogramo para orbitar. Para aprovechar aún más la ventaja del delta V, se ha propuesto el lanzamiento aéreo a órbita supersónico. ^[2]

El lanzamiento desde el aire a la órbita también sirve como alternativa si las condiciones no permiten lanzar un cohete verticalmente desde el suelo a la órbita debido a ciertas razones, como desastres naturales (terremotos, tsunamis, inundaciones y erupciones volcánicas).

Según Aviation Week and Space Technology , el lanzamiento desde el aire hasta la órbita está limitado por el tamaño de la aeronave. Además, los aviones pueden generar grandes fuerzas laterales que podrían dañar las cargas útiles. ^[3]

Operacional:

• Northrop Grumman Innovation Systems (originalmente Orbital Sciences , luego Orbital ATK , desde 2018 Northrop) Pegasus

Jubilado:

• ASM-135 ASAT (sistema antisatélite)
• Piloto NOTS-EV-1
• Lanzador Virgin Orbit Uno

En desarrollo:

• Lanzamiento estratosférico
• Cabina cúbica ^[4]
• Espacio Arca ^[5]
• Servicios de lanzamiento de Generation Orbit ^[6] - contratados para NASA NEXT ^[7]
• Sistema de lanzamiento aéreo de planeadores remolcados del Centro de investigación de vuelo Armstrong de la NASA
• CDTI , CNES , DLR Aldebarán (cohete)
• Antonov , Corporación de la Industria Aeroespacial de China Antonov An-225 Mriya ^[8]
• Sistema de lanzamiento aéreo de microsatélites Orbit Boy

Propuesto:

• Avión espacial tripulado Dream Chaser de Vulcan Aerospace , con cohete y escala del 75 %, diseñado por Orbital Sciences ^[9]
• OREL  [uk] (propuesto por Ucrania )
• Sura  [uk] (propuesta por Ucrania )

Proyectos abandonados:

• DARPA ALASA
• AirLaunch LLC
• MAKS
• Ishim ^[10]
• Svityaz  [Reino Unido] ^[10]
• Orbital Sciences Pegasus II : diseño y construcción contratados para Stratolaunch Systems ^[11]
• Sistemas espaciales suizos SOAR
• Lynx Mark III de XCOR Aerospace
• Falcon 9 Air Desarrollado entre 2011 y 2012, en colaboración entre SpaceX y Stratolaunch Systems

• Piloto NOTS-EV-1
• Caleb NOTS-EV-2
• Puerto espacial boyante
• Roca
• Tipos de vehículos de lanzamiento por plataforma de lanzamiento
• Caballo negro (cohete)
• Avión cohete XS

Medios relacionados con Lanzamiento aéreo a órbita en Wikimedia Commons

• Estudio de los métodos de lanzamiento aéreo de los RLV (AIAA 2001-4619)
• Lanzamiento de cargas útiles a bajo costo a la órbita terrestre baja
• Avión espacial Illini