Proyecto DARPA Rascal - Lanzamiento aéreo a solicitud de la Fuerza Aérea de EE. UU.

En 2001, la Fuerza Aérea de EE. UU. Completó una solicitud de MNS * (en adelante, un asterisco denota términos y abreviaturas, cuya decodificación se proporciona al final del artículo ) y describe los requisitos para el "Sistema de lanzamiento espacial adaptable operacionalmente" (ORS *).



Los requisitos de MNS incluyen las siguientes tareas básicas:

- tiempo de respuesta rápido de la misión (lanzamiento);
- la posibilidad de comenzar (lanzar la nave espacial *) desde cualquier latitud de los Estados Unidos y sus aliados;
- accesibilidad (el costo de retirar 1 kg PN * para DOE *) tanto en base a cada misión como al bajo costo general del programa (I + D).

En respuesta al MNS, y también teniendo en cuenta las necesidades comerciales anticipadas del mercado de lanzamiento espacial, se han propuesto varios conceptos para cumplir con estos requisitos.





El proyecto más realista se basó en el principio del lanzamiento "aéreo". Rascal-Responsive Access Lanzamiento económico de carga pequeña.



Air Launch (AC) es un método para lanzar misiles o aviones desde una altura de varios kilómetros, donde se entrega el vehículo de lanzamiento. El vehículo de entrega suele ser otro avión, pero también puede actuar un globo o una aeronave.

Las principales ventajas de la aeronave:

- Como regla general, este sistema (o parte de él) es reutilizable con un bajo costo de retiro de PN * al IEO. Esto se debe al hecho de que la primera etapa técnicamente más difícil es también la más cara;

- Utiliza lo que es "obsequio" que nos da el universo, y específicamente la atmósfera. Más bien, las propiedades de la atmósfera durante el movimiento o la presencia de cuerpos físicos en ella: fuerza de elevación y / o fuerza de Arquímedes, es decir. aquellos factores que son un obstáculo para los vehículos de lanzamiento convencionales;

- El sistema de la aeronave no está vinculado al complejo de lanzamiento (SK) ni a la posición de lanzamiento (SP), más o menos hablando de un costoso puerto espacial con toda la infraestructura. Y, en consecuencia, no hay referencia a la amplitud del lanzamiento (un dolor de cabeza de la URSS y ahora Rusia).

De hecho, se puede utilizar cualquier pista, tanto militar como civil, de la categoría necesaria;



- Logística (todos los elementos, incluidos los vehículos de transporte), componentes de combustible: componentes de combustible convencionales para aviones de nuestro tiempo;

- eficiencia;

- Bajo costo de componentes del sistema y producción comercial bien establecida;

- El aspecto ambiental (zonas de exclusión bajo las etapas de caída del vehículo de lanzamiento);

etc.

También hay desventajas:

- Pequeña masa de la carga útil mostrada y restricciones en la nave espacial;

- En la práctica (debido a las limitaciones de masa y tamaño del portador) solo se pueden lograr órbitas LEO o superiores, con una disminución significativa en la masa de la PN

- La complejidad de ambos cálculos y la ejecución de un transportista capaz de soportar velocidades cercanas e hipersónicas (calefacción, protección térmica, aerodinámica, etc.)

- Lastre constantemente transportado (suministro de combustible para el regreso y el aterrizaje de la primera etapa);

- otro

El proyecto RASCAL, lanzado en marzo de 2002, es un intento, con el apoyo y el patrocinio de TTO * DARPA, de desarrollar un sistema de lanzamiento espacial basado en el aire parcialmente reutilizable capaz de entregar cargas útiles a un DOE de manera rápida y regular a un precio muy económico.

Fase II: la fase de desarrollo de 18 meses del programa comenzó en marzo de 2003 con la elección de la corporación de cohetes espaciales SLC (Irwin, California) como contratista general e integrador de sistemas.





RASCAL se basa en una arquitectura de Spacelift basado en aire (VKS *) que consiste en un avión reutilizable



Y un cohete de un solo uso (bloque de refuerzo) (ELV *), que en este caso se llama ERV *.







Los motores turborreactores de un vehículo reutilizable se fabrican en una versión forzada, conocida desde los años 50, como MIPCC *.

La tecnología MIPCC es excelente para lograr altos números de Mach cuando vuela en la atmósfera.







Después de alcanzar velocidades cercanas a las hipersónicas (o hipersónicas con M> 5) en vuelo horizontal, el transportista realiza una maniobra aerodinámica del tipo "colina dinámica" (Maniobra Zoom) y realiza un lanzamiento exo-atmosférico (desde altitudes superiores a 50 km) lanzando un cohete desechable (etapa de refuerzo).





La alta fuente de alimentación de los motores turborreactores con tecnología MIPCC no solo permite un diseño simplificado de dos etapas de ERV, sino que también reduce significativamente los requisitos estructurales para ERV, que con este perfil de salida no experimenta cargas aerodinámicas significativas.

Se prevé que el relanzamiento de costos posterior sea inferior a $ 750,000 para la entrega de 75 kg de carga útil al DOE.







La arquitectura RASCAL también admite un ciclo de lanzamiento entre misiones de menos de 24 horas.

En el futuro, se supone que debe usar la opción con una segunda etapa reutilizable del sistema.



En 2002, el presidente de Destiny Aerospace, el Sr.Tony Materna, inspirado por el dinero y las perspectivas de DARPA, se dedicó a tratar de utilizar el Convair F-106 Delta Dart estadounidense de un solo motor, interceptor de caza supersónico monomotor disponible para este sistema.





De hecho, en la modificación Convair F-106B en los años 60, la tecnología MIPCC ya fue probada y aplicada. Si no me equivoco, se desarrolló sobre ella.





Es desafortunado que el proyecto RASCAL económico y de rápida implementación basado en el F-106 no haya despegado después de casi dos años de investigación.

La pequeña flota de los siete F-106 volables restantes disponibles en la base AZ de Davis Monthan AFB se redujo primero a 4 unidades (se entregaron tres F-106 para exhibiciones de museos en Castle CA, Hill AFB, UT y Edwards AFB, CA), y Tony Matern no esperó por intereses e inversiones.

→ Lea el borrador final de esa propuesta a continuación

Nota Un proyecto de desarrollo similar en principio y con parámetros similares se está llevando a cabo en Rusia en OAO Molniya NPO sobre el tema del trabajo de investigación de Molot. Los detalles se pueden leer aquí y aquí .