Sejak pergantian abad, penjelajahan ruang angkasa telah berubah secara dramatis berkat kebangkitan luar angkasa komersial yang belum pernah terjadi sebelumnya (alias. NewSpace). Dengan tujuan meningkatkan teknologi baru dan menurunkan biaya peluncuran muatan ke luar angkasa, beberapa ide yang benar-benar inovatif dan baru diajukan. Ini termasuk ide menggunakan balon untuk membawa roket ke tempat yang sangat tinggi, kemudian menembakkan muatan ke orbit yang mereka inginkan.
Juga dikenal sebagai "Rockoons", konsep ini telah menginformasikan sistem peluncuran Leo Aerospace yang sepenuhnya otonom dan dapat digunakan kembali sepenuhnya - yang terdiri dari aerostat (balon) ketinggian tinggi dan platform peluncuran roket. Dengan peluncuran komersial pertama dijadwalkan untuk tahun depan, perusahaan berencana untuk menggunakan sistem ini untuk menyediakan layanan peluncuran reguler ke pasar microsatellite (alias. CubeSat) di tahun-tahun mendatang.
Konsep Rockoon adalah salah satu dari banyak sistem peluncuran udara yang telah diselidiki dan divalidasi sejak Zaman Antariksa dimulai. Tidak seperti roket konvensional, yang mengandalkan propelan dalam jumlah besar untuk mencapai kecepatan lepas dan mengirim muatan ke orbit, sistem peluncuran udara bergantung pada metode yang relatif hemat biaya untuk mengangkut muatan ke ketinggian tinggi di mana ia kemudian dapat dikirim ke Low Earth Orbit (LEO).
Ini mengurangi jumlah propelan yang dibutuhkan tetapi juga melibatkan meluncurkan roket dari ketinggian di mana hambatan udara lebih rendah dan lebih sedikit gaya yang diperlukan untuk melarikan diri dari gravitasi Bumi. Semua ini memungkinkan kendaraan peluncuran yang jauh lebih kecil dan lebih ringan untuk digunakan, yang mengarah pada pengurangan biaya secara signifikan. Metode ini sangat efektif ketika datang ke muatan kecil seperti microsatellites, yang menjadi semakin umum.
Saat ini, sebagian besar sistem peluncuran udara yang dikejar melibatkan pesawat yang membawa roket atau pesawat ruang angkasa dengan motor roket untuk meluncurkan ketinggian - seperti SpaceShipTwo dari Virgin Galactic, Virgin Orbit's LauncherOne, atau pembawa udara Stratolaunch. Namun, perusahaan Leo Aerospace yang berbasis di Los Angeles memilih untuk menyelidiki metode yang sama validnya dengan mengandalkan platform yang lebih ringan dari udara (LTA) untuk mendapatkan muatan ke luar angkasa.
Seperti Dane Rudy, salah satu pendiri dan CEO Leo Aerospace, mengatakan kepada Space Magazine melalui email:
“Dari perspektif fisika tingkat pertama, peluncuran balon adalah solusi yang sangat elegan untuk menyediakan peluncuran yang efisien dan hemat biaya untuk muatan kecil. Selain itu, arsitektur ini secara dramatis mengurangi jumlah infrastruktur peluncuran yang diperlukan, memungkinkan solusi seluler sepenuhnya. "
Komponen utama dari sistem peluncuran ini adalah platform peluncuran Orbital Regulus dan Orbital Rocket. Platform Regulus memberikan kontrol penerbangan otonom melalui serangkaian burner (yang memastikan bahwa aerostat tetap apung) dan sistem kontrol rotasi pendorong bipropellant, yang semuanya dipasang pada benda berinsulasi yang terdiri dari bahan komposit.
Sementara itu, Orbital Rocket adalah miniatur kendaraan peluncur tiga tahap yang terhubung ke platform melalui aktuator dan rel peluncuran. Setelah aerostat mencapai ketinggian penyebaran 18.000 meter (60.000 kaki), roket akan meluncurkan dan membawa muatan ke orbit yang diinginkan. Menurut halaman profil misi perusahaan, sistem akan mampu melakukan beberapa jenis pengiriman ke ketinggian yang berbeda.
"Biaya pengembangan dan produksi sistem balon adalah pesanan yang besarnya kurang dari menggunakan pesawat terbang," kata Rudy. “Dibandingkan dengan sistem balon lain yang menggunakan gas pengangkat, arsitektur udara panas kami sepenuhnya dan cepat dapat digunakan kembali. Kami dapat melakukan lusinan peluncuran dengan satu sistem sebelum perbaikan diperlukan. ”
Ini akan berkisar dari misi suborbital - di mana muatan dikirim ke ketinggian lebih dari 100 km (62 mi) - hingga misi orbital, di mana CubeSats akan dikirim ke orbit sinkronisasi-matahari (SSO) 550 km (340 mi). Kemungkinan lain yang pasti akan mereka sebutkan adalah pengiriman bantuan kemanusiaan atau peralatan komunikasi darurat ke daerah-daerah terpencil yang tidak dapat diakses oleh pesawat bersayap tetap, drone, atau kendaraan udara lainnya.
Perusahaan juga berencana untuk menggabungkan pesawat layang dan drone yang dapat disebarkan dari aerostat mereka, sehingga menawarkan profil misi lainnya - seperti pemantauan drone, eksperimen ilmiah, dan layanan komunikasi. Selain menjadi cara yang lebih hemat biaya untuk menempatkan muatan kecil di orbit, sistem peluncuran juga memiliki manfaat menjadi sangat padat.
Karena itu, roket, aerostat, dan mesin yang dibutuhkan untuk menggelembungkannya semua dapat ditempatkan ke dalam kontainer pengiriman standar, dimuat ke semi-truk, dan kemudian dikirim di mana pun dibutuhkan. Taksi trailer juga berfungsi sebagai stasiun komunikasi awal untuk peluncuran. Tingkat mobilitas dan fleksibilitas ini adalah salah satu karakteristik yang dapat membuat platform aerostat efektif dalam memberikan bantuan darurat dan layanan bantuan. Seperti yang dikatakan Rudy:
“Kami mulai mengungkap banyak kasus penggunaan yang berbeda untuk platform aerostat yang dapat digunakan kembali dan otonom yang sedang kami kembangkan. Ini sepenuhnya mobile dan cocok dengan wadah pengiriman standar, membuatnya mudah untuk diangkut dan disimpan. Selain itu, mudah dioperasikan dan sangat kuat. Tidak seperti mengangkat balon gas, sistem kami masih dapat beroperasi dengan lubang seukuran mobil di bahan balon. Para kolaborator kami bersemangat untuk memanfaatkan kemampuan ini untuk menyebarkan sensor suite dengan cepat di daerah bencana pasca-badai atau menyediakan pasokan bantuan darurat di tempat-tempat yang sulit dijangkau. Sangat luar biasa bekerja dengan kelompok-kelompok seperti cabang Ruang Angkasa dan Eksperimen Ketinggian Tinggi untuk mengidentifikasi dan menyelesaikan serangkaian kasus masalah seperti itu. ”
Semua ini menempatkan perusahaan seperti Leo Aerospace, dan lainnya yang mengejar konsep yang lebih ringan dari udara, sebagai gantinya untuk mengambil keuntungan dari pertumbuhan di pasar satelit. Antara proliferasi microsatellites (alias. CubeSats) dan munculnya layanan peluncuran muatan ringan (seperti Rocketlab dan Virgin Orbit), pasar ini diperkirakan akan meledak di tahun-tahun mendatang.
Apa yang membuat Leo Aerospace berbeda, adalah cara mereka berfokus pada pengiriman satelit yang beratnya kurang dari 25 kg. Seperti yang dijelaskan Rudy, belum ada solusi khusus untuk mikrosatelit yang termasuk dalam kisaran ini. Biasanya, CubeSats dipaksa untuk "rideshare" pada peluncuran roket, di mana mereka mengambil ruang kosong di samping muatan yang lebih berat.
Ini adalah sesuatu yang ingin diperbaiki oleh Rudy dan rekan-rekannya:
“Ini sangat mengejutkan mengingat hampir setengah dari seluruh satelit dalam 10 tahun mendatang diproyeksikan masuk dalam segmen ini. Kami telah bekerja keras untuk menangkap dan mempertahankan keunggulan penggerak pertama di segmen 25kg. Kami telah melakukan operasi dan pengujian kendaraan kami yang paling luas. Selain itu, kami adalah yang terjauh dalam pekerjaan pengaturan melalui hubungan dekat kami dengan FAA dan keanggotaan aktif di Federasi Spaceflight Komersial. Akhirnya, sistem kami dirancang untuk menyediakan peluncuran khusus yang dibutuhkan pelanggan kami, dan pada frekuensi yang cukup tinggi untuk mengatasi permintaan yang luar biasa. ”
Pada akhir 2018, perusahaan telah berhasil menyelesaikan kampanye uji peluncuran dan mendapatkan pendanaan melalui National Science Foundation dan perusahaan modal ventura. Pada tahun 2020, mereka berharap untuk sepenuhnya memenuhi syarat penerbangan platform mereka dengan melakukan penerbangan pertama mereka, yang akan diikuti oleh operasi komersial dan bahkan mungkin kontrak dengan NASA.
"Operasi komersial ini akan menjadi pintu masuk kami ke pasar Layanan Platform Altitude Tinggi $ 2,6 miliar dengan berbagai pelanggan sipil, pertahanan, dan komersial," kata Rudy. “Kami telah bekerja dengan NASA JPL untuk mengeksplorasi beberapa kasus penggunaan yang berbeda. Salah satu contoh adalah membawa kendaraan masuk Mars ke atmosfer atas di Bumi ini dan menjatuhkannya untuk mengumpulkan data dan menguji kinerja aerodinamis. "
Dari permulaannya yang sederhana, komersialisasi ruang skala penuh telah mengalami kemajuan pesat dalam beberapa tahun terakhir. Antara penurunan biaya peluncuran, pengembangan muatan yang lebih kecil, dan kenaikan penyedia peluncuran komersial yang dapat mengakomodasi muatan yang lebih kecil, Low Earth Orbit (LEO) kemungkinan akan menjadi tempat yang sangat sibuk dalam waktu dekat!
