Одноступенчатый на орбиту
Одноступенчатое выведение на орбиту (или SSTO ) выходит на орбиту с поверхности тела, используя только топливо и жидкости и не расходуя баки, двигатели или другое основное оборудование. Термин обычно, но не исключительно, относится к многоразовым транспортным средствам . [1] На сегодняшний день никогда не запускались ракеты-носители SSTO наземного базирования; орбитальные запуски с Земли осуществлялись полностью или частично одноразовыми многоступенчатыми ракетами .
Основным предполагаемым преимуществом концепции SSTO является устранение замены аппаратуры, присущей одноразовым пусковым системам. Однако единовременные расходы, связанные с проектированием, разработкой, исследованиями и инжинирингом (DDR&E) многоразовых систем SSTO, намного выше, чем одноразовых систем, из-за существенных технических проблем SSTO, если предположить, что эти технические проблемы могут быть решены. [2] Транспортные средства SSTO могут также требовать значительно более высокой степени регулярного технического обслуживания. [3]
Считается маловероятным запуск с Земли одноступенчатого космического корабля на химическом топливе . Основными осложняющими факторами для SSTO с Земли являются: высокая орбитальная скорость более 7 400 метров в секунду (27 000 км / ч; 17 000 миль в час); необходимость преодоления земного притяжения, особенно на ранних этапах полета; и полет в атмосфере Земли , который ограничивает скорость на ранних этапах полета из-за сопротивления g и влияет на характеристики двигателя. [ нужна ссылка ]
Достижения в области ракетной техники в 21 веке привели к существенному снижению стоимости запуска килограмма полезной нагрузки либо на низкую околоземную орбиту , либо на Международную космическую станцию , [4] уменьшая основное прогнозируемое преимущество концепции SSTO.
Известные концепции одноступенчатого вывода на орбиту включают Skylon , в котором использовался двигатель SABRE с гибридным циклом, который может использовать кислород из атмосферы, когда он находится на малой высоте, а затем использовать бортовой жидкий кислород после переключения на ракетный двигатель замкнутого цикла на большой высоте. McDonnell Douglas DC-X , Lockheed Martin X-33 и VentureStar , который должен был заменить космический шаттл, и Roton SSTO , вертолет, способный выходить на орбиту. Однако, несмотря на некоторую перспективность, ни один из них еще не приблизился к выходу на орбиту из-за проблем с поиском достаточно эффективной двигательной установки и прекращения разработки. [1]
Одноэтапный вывод на орбиту намного легче осуществить на внеземных телах, которые имеют более слабые гравитационные поля и более низкое атмосферное давление, чем на Земле, таких как Луна и Марс, и был достигнут с Луны с помощью Лунного модуля программы « Аполлон ». несколькими автоматическими космическими аппаратами советской программы « Луна» и китайским « Чанъэ-5 » .
