Aviācijas un kosmosa sistēmas koncepcijai ar orbītā lidojošu lidmašīnu ir vairākas pozitīvas īpašības, un tāpēc tā piesaista uzmanību. Vairākus gadu desmitus ir izstrādāti dažādi šādu sistēmu projekti, taču to patiesās perspektīvas paliek apšaubāmas. Līdz šim ir nodoti ekspluatācijā tikai daži šādi projekti, un visa virziena nākotne joprojām ir apšaubāma.
Pagātnes panākumi
Orbītas lidmašīnas koncepcija paredz izveidot gaisa kuģi, kas spēj pacelties orbītā neatkarīgi vai izmantojot nesējraķeti, un pēc tam atgriezties uz Zemes ar aerodinamisku lidojumu ar horizontālu nosēšanos. Šī lidojuma metode sniedz noteiktas priekšrocības, un tāpēc tā interesē raķešu un kosmosa nozari.
Vadošās varas sāka aktīvi strādāt pie šīs tēmas jau pagājušā gadsimta piecdesmitajos gados. Pēc tam tika izmantotas dažādas kosmosa sistēmas (AKS), izmantojot dažādas kosmosa lidmašīnas. Daži no šiem projektiem pat nonāca līdz pilna mēroga eksperimentiem, izmantojot eksperimentālas metodes.
Tajā pašā laikā virziens joprojām nav ļoti veiksmīgs un attīstīts. Pārbaudīto paraugu skaits ir daudz mazāks nekā kopējais ierosināto projektu skaits, un tikai viens komplekss sasniedza reālu darbību.
Visveiksmīgākā lidojošā lidmašīna ir Amerikas kosmosa kuģis. 1981.-2011. Šādas ierīces veica 135 lidojumus (2 avārijas), kuru laikā simtiem tonnu kravas un desmitiem astronautu tika nogādāti orbītā un atgriezti uz Zemes. Tomēr šī programma neatrisināja problēmu, kā samazināt izmaksas par kravas izņemšanu un kravas atgūšanu, kā arī izrādījās pārāk sarežģīta. Turklāt līdz desmitā gada sākumam kosmosa lidmašīnas bija izsmēlušas savus resursus, un jaunu būvniecība izrādījās nelietderīga.
Mūsu valstī darbs pie kosmosa lidmašīnām apstājās pārbaudes stadijā. Tātad septiņdesmitajos un astoņdesmitajos gados tika veikta plaša BOR sērijas ierīču stenda un lidojuma testu programma, t.sk. ar piekļuvi orbītā. 1988. gadā kosmosa kuģis "Buran" veica savu vienīgo kosmosa lidojumu. Turpmākie vietējie projekti netika virzīti tālāk par agrākajiem posmiem.
Daudzsološas norises
2000. gadu sākumā The Spaceship Company un Virgin Galactic pārbaudīja eksperimentālu kosmosa lidmašīnu SpaceShipOne. Vēlāk, pamatojoties uz šo produktu, tika izstrādāts jauns kosmosa kuģis SpaceShipTwo, kas spēj pacelt nelielas kravas līdz kosmosa apakšējai robežai. Šādu ierobežojumu dēļ kosmosa lidmašīna tiek uzskatīta tikai par transportu kosmosa tūristiem vai kā platforma dažiem pētījumiem.
2018.-19. pieredzējis SpaceShipTwo divos lidojumos pacēlās vairāk nekā 80 km augstumā. Jauni kuģi ir plānoti pēc modernizācijas pabeigšanas un esošā kuģa sagatavošanas komerciālai ekspluatācijai. Tāpat tiek būvēti divi jauni "sērijveida izskata" lidaparāti. Nav skaidrs, cik drīz SpaceShipTwo sasniegs komerciālu izmantošanu. Projekts vairākkārt ir saskāries ar atlikšanas problēmu, un šī tendence var turpināties arī nākotnē.
Veiksmīgāks un daudzsološāks ir Dream Chaser projekts no Sierra Nevada Corp. Viņš ierosina uzbūvēt AKS ar nesējraķeti un kosmosa lidmašīnu, kas spēj pacelties uz zemām zemes orbītām. Dream Chaser tiek izstrādāts galvenokārt darbam ar Starptautisko kosmosa staciju; viņam būs jānogādā cilvēki un krava orbītā un jāatgriežas uz Zemes. Paredzamā kravnesība sasniegs 5 tonnas, lidojuma laiks būs ne vairāk kā dažas stundas.
Līdz šim zemes un lidojuma testi ir veikti, izmantojot divas eksperimentālās kosmosa lidmašīnas. Pirmais lidojums paredzēts 2022. gadā, izmantojot standarta nesējraķeti Vulcan Centaur. Pēc tam notiks testa palaišana uz ISS. Līdz desmitgades beigām plānots sākt šīs AKS pilnvērtīgu darbību ar regulāriem lidojumiem ar vienu vai otru kravu uz kuģa. Cik reāli ir šādi plāni, nav skaidrs. Saskaņā ar NASA sniegto informāciju Sjerra Nevada saskaras ar dažādiem izaicinājumiem, kas vismaz apgrūtina gatavošanos lidojumiem.
Orbitālie testi
Kopš 2000. gadu sākuma ASV Gaisa spēki, DARPA, NASA un Boeing ir izstrādājuši daudzsološu lidmašīnu. Produkta ar nosaukumu X-37A lidojuma testi sākās 2006. gadā. Pēc tam tika izveidota uzlabota X-37B ierīce, kas piemērota izlaišanai orbītā. Projekts tika izveidots pēc Gaisa spēku pasūtījuma, un tam, iespējams, bija tikai militārs mērķis. Tajā pašā laikā precīzi šāda veida dati vēl nav atklāti.
Pieredzējušā X -37B pirmais orbītas lidojums sākās 2010. gada aprīlī un ilga 224 dienas - līdz decembrim. Tad notika vēl četri lidojumi, un pēdējais ilga vairāk nekā 779 dienas. Kopš pagājušā gada maija viens no diviem prototipiem ir orbītā; atgriešanās un iekāpšanas datums nav zināms. Varbūt šoreiz viņi atkal uzstādīs lidojuma ilguma rekordu.
Saskaņā ar dažādām aplēsēm un aplēsēm X-37B jau izmanto ASV gaisa spēki reālās pasaules misijās. Ierīce veic dažādus manevrus un maina orbītas. Ir ziņots, ka tā izgāž kravu. Tādējādi lidojumu tehnisko iespēju attīstības procesu var pavadīt reāls darbs armijas labā.
2020. gada septembrī ķīniešu speciālisti palaida nesējraķeti Changzheng-2F ar daudzsološu atkārtoti lietojamu kosmosa kuģi. Pēdējais devās zemas zemes orbītā un, iespējams, sāka pildīt uzticētos uzdevumus. Ķīnas AKC projekta detaļas netika atklātas. Pat iegūtā aparāta klase paliek nezināma.
Saskaņā ar ārvalstu avotiem, pirmais atkārtoti lietojamais kuģis Ķīnā pēc arhitektūras un izskata ir līdzīgs amerikāņu X-37B, un tam vajadzētu būt līdzīgām iespējām. Šis produkts, domājams, ir izgatavots lidmašīnas veidā ar neliela laiduma delta spārnu, un tā masa nepārsniedz 8 tonnas. Atrisināmo uzdevumu klāsts un pielietojuma joma nav zināma. Ķīna joprojām nav atklājusi sava projekta detaļas.
Virziena problēmas
Neskatoties uz visiem centieniem, AKS virzienam ar lidojošu lidmašīnu līdz šim ir bijuši tikai ierobežoti panākumi. Tuvākajā laikā situācija var mainīties, bet pašreizējo procesu laiks un rezultāti joprojām ir apšaubāmi. Šādu situāciju ir izraisījuši vairāki raksturīgi faktori un grūtības, ar kurām jāsaskaras raķešu un kosmosa nozarei.
Galvenā kosmosa lidmašīnu problēma ir to radīšanas sarežģītība. Dizaineriem ir jāapvieno orbitālās tehnoloģijas un aerodinamiskā lidojuma īpatnības, ņemot vērā konstrukcijai raksturīgās slodzes. Tas bieži vien prasa jaunu tehnoloģiju un komponentu izstrādi. Attiecīgi palielinās darba izmaksas.
Ierosinātie kosmosa lidmašīnu projekti vēl nevar konkurēt ar citu klašu raķešu un kosmosa sistēmām. Esošie kuģi un nesējraķetes spēj nogādāt dažādas kravas uz dažādām orbītām - klients var izvēlēties optimālo sistēmu. Ierosināto tipu lidmašīnas vēl nevar nodrošināt šādu izmantošanas elastību. Lai to izdarītu, ir nepieciešams pabeigt pašreizējo projektu izstrādi un izveidot jaunus paraugus ar atšķirīgām īpašībām.
Visbeidzot, virziena perspektīvas negatīvi ietekmē raķešu un kosmosa nozares vispārējā konjunktūra. Vislabākos panākumus rāda amerikāņu un ķīniešu projekti, kas izveidoti pēc bruņoto spēku pasūtījuma un ar viņu tiešu atbalstu. Komerciālie izstrādātāji ar proaktīviem projektiem un pat lielas organizācijas, piemēram, NASA, vēl nespēj patstāvīgi nodrošināt ātru un kvalitatīvu sistēmu izveidi ar vēlamajām iespējām.
Ņemot vērā objektīvus ierobežojumus un dažādas grūtības, kosmiskās aviācijas sistēmu attīstība ar kosmosa lidmašīnām līdz šim var lepoties tikai ar ierobežotiem sasniegumiem. Lielākā daļa šāda veida projektu ir iegājuši vēsturē bez reāliem rezultātiem, un lielākā daļa pašreizējo notikumu vēl nav parādījušies testēšanas stadijā. Tomēr interese par šo tēmu saglabājas un stimulē darba turpināšanu. Var pieņemt, ka nākotnē situācija pamazām mainīsies, un ekspluatācijā tiks nodoti jauni orbītas lidmašīnu modeļi. Tomēr vecā kosmosa kuģa analogi ar vienādiem izmēriem un lietderīgo slodzi, visticamāk, tuvākajos gados neparādīsies.
