從第一顆衛星發射成功開始,無論是一次一顆、一次多顆或是搭便車,基本上都是靠著火箭進入運行軌道。然而,運載火箭造價昂貴,而且發射時間須經過縝密規劃。那麼,如果將發射衛星的設備搬到飛機上會不會更方便呢?

太空飛機掛載火箭概念[1]

用飛機掛載能飛至太空的火箭的概念已行之有年,最初還是應用在軍事方面。最著名的當屬美國的ASAT反衛星飛彈,由F-15戰鬥機掛載,並在1985年成功擊落Solwind衛星。然而,依據體積與重量來看,戰鬥機與空射飛彈並不適用於發射衛星,經過改裝的民航機更符合需求。目前最接近實用化的設計當屬維珍軌道公司的方案。2019年7月,一架經過改裝的波音747「宇宙女孩」,左邊機翼下方搭載一枚用於發射小型衛星的「發射者一號」火箭仿製品,重量與真火箭一致。本次任務模擬火箭送入太空時的實際場景,於35000英尺高空將模型投擲到下方的沙漠,過程中沒有出現重大問題。然而,雖然波音747的體積已相當龐大,平流層發射系統公司卻提出了更具野心的方案。

F-15戰鬥機發射ASAT反衛星飛彈[2]

維珍軌道公司的發射者一號火箭[3]

波音747「宇宙女孩」投擲「發射者一號」火箭仿製品[4]

2019年4月,一架巨大無比的飛機「同溫層發射」在美國試飛成功,碩大無比的體積讓民眾驚呼連連。這架飛機由平流層發射系統公司委託縮尺複合體公司開發製造,是首架專為空中發射火箭而設計的運輸機。機身為特殊的雙體結構,兩個機身各自有駕駛艙與尾翼來控制水平和垂直方向的平衡,除了利於安裝酬載外,也避免了飛行中的相互影響。翼展達117公尺,約為空中巴士A380客機的2倍,是目前人類製造的翼展最大的飛機。為提供這架飛機充足動力,總共安裝了6具與波音747-400相同的引擎。除引擎之外,為降低整個項目的研發成本,不少關鍵部件也來自波音747-400飛機,如航電、座艙、起落架等。

「同溫層發射」試飛成功[5]

「同溫層發射」與其他大型飛機尺寸比較[6]

「同溫層發射」系統簡介[7]

根據設計,「同溫層發射」能攜帶約250噸的載荷,最多可掛載3枚「飛馬座」XL小型火箭,最大起飛重量則為590噸。任務會在10公里高空發射掛載的火箭,除了投送6.1噸的衛星到近地軌道或者2噸的衛星到地球同步轉移軌道外,還可以掛載小型太空飛機。從高空發射火箭可以減少大氣阻力,且可隨時前往發射點,因天候不佳延後發射火箭的問題也能靠繞過壞天氣解決,得以提高發射的效率及頻率。成功的話,將比從地面以火箭發射衛星更省時省力且便宜得多。

「同溫層發射」發射酬載想像圖[8]

在同溫層發射正式營運前,還需要得到美國聯邦航空管理局檢查和認證。如果一切按計劃進行,並且審核速度夠快的話,或許在明年底時,就有機會看到飛機攜帶火箭發射衛星的壯麗景象。

文章參考來源:
1. Scaled Composites Stratolaunch (檢索日期2019/10/14)
https://en.wikipedia.org/wiki/Scaled_Composites_Stratolaunch
2. 世界最大飛機跑道滑行測試 翼展超過足球場(檢索日期2019/10/14)
http://www.epochtimes.com/b5/18/3/1/n10180704.htm
3. 擁有6引擎、雙機身「全球最大飛機」試飛成功(檢索日期2019/10/14)
https://news.ltn.com.tw/news/world/breakingnews/2758392
4. GET THE LATEST FROM STRATOLAUNCH (檢索日期2019/10/14)
https://www.stratolaunch.com/
5. Stratolaunch 傳將停止運作,巨型飛機前途成謎? (檢索日期2019/10/14)
6. Stratolaunch, Builder of World’s Largest Airplane for Rocket Launches, May Be Closing: Report (檢索日期2019/10/14)https://www.space.com/stratolaunch-largest-airplane-shut-down-report.html

圖片引用來源:
1. https://dronesplayer.com/%E6%9C%AA%E5%88%86%E9%A1%9E/darpa-%E7%A0%94%E8%A3%BD%E9%A3%9B%E6%A9%9F-%E7%81%AB%E7%AE%AD%E6%B7%B7%E5%90%88%E9%AB%94-phantom-express-%E5%A4%AA%E7%A9%BA%E7%84%A1%E4%BA%BA%E6%A9%9F%E5%8F%AF%E5%BE%AA%E7%92%B0%E5%8D%87%E7%A9%BA/, retrieved October 14, 2019
2. https://www.airspacemag.com/military-aviation/first-space-ace-180968349/, retrieved October 14, 2019
3. https://www.nasaspaceflight.com/2018/06/virgin-orbit-launcherone-maiden-flight/, retrieved October 14, 2019
4. https://www.cool3c.com/article/145998, retrieved October 14, 2019
5. https://www.nbcnews.com/mach/science/stratolaunch-world-s-largest-airplane-rocket-launches-may-be-grounded-ncna1013386, retrieved October 14, 2019
6. https://es.wikipedia.org/wiki/Stratolaunch_Systems, retrieved October 14, 2019
7. https://engtechmag.wordpress.com/2018/05/01/stratolaunch-systems-announces-worlds-largest-plane-is-close-to-flying-an-annotated-infographic/, retrieved October 14, 2019
8. https://arstechnica.com/science/2018/08/stratolaunch-announces-not-one-but-an-entire-fleet-of-rockets/, retrieved October 14, 2019