Własne możliwości?
Okazuje się, że istnieją potwierdzone wstępnymi badaniami możliwości opracowania rodzimego systemu umieszczania na orbicie mikro- i nanosatelitów. Na stronie internetowej Wojskowej Akademii Technicznej (WAT) ukazał się artykuł przedstawiający koncepcję takich lotów i podsumowujący pierwszy etap badań w tym zakresie.
Przykładowa konfiguracja samolotu MiG-29 z rakietą S-75 do wynoszenia satelitów na niską orbitę okołoziemską
Wydział Mechatroniki, Uzbrojenia i Lotnictwa WAT zaproponował wykorzystanie wycofanych naddźwiękowych samolotów bojowych do komercyjnego wynoszenia satelitów do celów komercyjnych naukowych i tzw. podwójnego zastosowania.
Wizualizacja samolotu Su-22 z rakietą S-75
Od kilku lat zespół pod kierownictwem dr. inż. Piotra Zalewskiego z WAT prowadzi badania i symulacje sprawdzające możliwość wykorzystania do wynoszenia rakiet z mikro-i nanosatelitami samolotów Su-22 i MiG-29. Program nosi nazwę Lotniczo-rakietowy system wynoszenia ładunków na niską orbitę okołoziemską. Wspomniane typy samolotów dysponują odpowiednimi osiągami. Co więcej, z powodu rychłego ich wycofania z użytkowania w Siłach Powietrznych, dla potrzeb cywilnych dostępna będzie dość znaczna liczba zwłaszcza MiGów-29. Korzystając z doświadczeń w obsłudze technicznej Wojskowych Zakładów Lotniczych Nr 2 w Bydgoszczy, bazując na kanibalizmie dostępnych samolotów można zapewnić sprawność eksploatacyjną kilki egzemplarzy wykorzystywanych do celów wynoszenia na orbitę niewielkich ładunków.
Kosmodrom – zbyt wielkie wyzwanie
Istnienie naziemnej infrastruktury do wystrzeliwania rakiet kosmicznych w postaci niewielkiego nawet kosmodromu wiąże się z licznymi wymaganiami trudnymi do spełnienia w warunkach takiego państwa jak Polska. Chodzi o znalezienie odpowiednio dużego niezamieszkałego obszaru wolnego od komunikacji lądowej lub wodnej jeśli miałby to być obszar morski. Do tego wymagane jest wydzielenie takiego obszaru z przestrzeni powietrznej, co w naszych warunkach, ze względu na dużą intensywność ruchu lotniczego jest bardzo trudne jeśli nie niemożliwe do zrealizowania.
Wyzwaniem dla małych krajów jest zastąpienie klasycznych istniejących systemów tańszymi, mniejszymi oraz bardziej mobilnymi, tak aby można było wysyłać mikro- lub nanosatelity za pomocą samolotu. Realne jest umieszczenie rakiety z satelitą np. pod skrzydłami lub kadłubem samolotu, który wystartuje z lotniska w Polsce i poleci nad Morze Północne, gdzie rakieta odłączy się i wykona lot w bezpiecznej strefie. Nie bylibyśmy wówczas zdani na Amerykanów czy Agencję Europejską, nie trzeba by było czekać w kolejce na przyłączenie się do dużego ładunku. Wszystko pozostałoby „na własnym podwórku” – pisze w swoim artykule Karolina Duszczyk.
Proponowany profil misji samolotu bojowego jako lotniczo-rakietowego systemu do wynoszenia ładunków na niską orbitę okołoziemską. Poszczególne etapy: 0-1 – uruchomienie silników i kołowanie; 1-2 – start i wznoszenie; 2-3 – lot poziomy ustalony, 3-4 – rozpędzanie do prędkości naddźwiękowej; 4-5 – manewr zoom-climb (z odrzuceniem rakiety);
5-6 – zawrót i zniżanie; 6-7 – zajście do lądowania i lądowanie
Niska orbita w zasięgu MiGa-29 (i Su-22)
W ramach projektu, na WAT opracowano modele wirtualne potencjalnych samolotów nosicieli oraz przebadano je przy pomocy symulacji, jak również wykorzystując badania w tunelu aerodynamicznym. Tą droga uzyskano potwierdzenie, że struktura wytrzymałościowa samolotów jest w stanie efektywnie przenieść obciążenia od wynoszonych niewielkich rakiet kosmicznych, a samoloty obciążone takim ładunkiem zachowują stateczność i sterowność w stopniu zapewniającym ich bezpieczną eksploatację.
Model cyfrowy MiGa-29 z rakietą S-75 oraz wyniki aerodynamicznych badań symulacyjnych takiej konfiguracji
Badania wykazały, że możliwe jest wynoszenie ładunków kosmicznych o masie 10 kg na niską orbitę okołoziemską (500-700 km).
Model cyfrowy Su-22 z rakietą S-75 oraz wyniki aerodynamicznych badań symulacyjnych takiej konfiguracji
Samoloty bojowe mogą lecąc z prędkością naddźwiękową wynieść ładunek w postaci rakiety o masie nawet do 4 t. Symulacje i badania w tunelu aerodynamicznym mają wskazywać, że osiągi samolotu z ładunkiem spadają tylko w niewielkim stopniu. Jak podano we wspomnianym artykule, statystycznie masa satelity stanowi ok. 2% masy rakiety. Oznacza to, że można by je wystrzeliwać z polskich samolotów.
Projekty koncepcyjne kilku rakiet kosmicznych dopasowano do możliwości oraz ograniczeń samolotów. Zaprojektowano belki i wyrzutnie, na których będą one mocowane pod kadłubami. Analiza bezpieczeństwa samolotów i załogi wskazuje, iż umieszczenie rakiety na grzbiecie niektórych samolotów bojowych niesie dużo większe zagrożenie niż umieszczenie jej pod kadłubem. Założono zatem, że rakieta będzie przenoszona centralnie pod kadłubem lub pod skrzydłem.
Modele samolotów MiG-29 i Su-22 z rakietą do wynoszenia niewielkich satelitów podczas badań w tunelu aerodynamicznym / Ilustracje i zdjęcia: Wydział Mechatroniki, Uzbrojenia i Lotnictwa WAT