Koncept leteckého systému s obíhajícím kosmickým letounem má řadu pozitivních vlastností, a proto přitahuje pozornost. Několik desetiletí byly vyvíjeny různé projekty takových systémů, ale jejich skutečné vyhlídky zůstávají otázkou. Do dnešního dne bylo uvedeno do provozu jen několik takových projektů a budoucnost celého směru zůstává otázkou.
Úspěchy minulosti
Koncept kosmického letounu na oběžné dráze počítá s vytvořením letadla schopného vystoupit na oběžnou dráhu samostatně nebo pomocí nosné rakety a poté se vrátit na Zemi aerodynamickým letem s horizontálním přistáním. Tento způsob letu poskytuje určité výhody, a proto je zajímavý pro raketový a kosmický průmysl.
Přední mocnosti zahájily aktivní práci na tomto tématu již v padesátých letech minulého století. Následně byla vyvinuta široká škála leteckých systémů (AKS) pomocí různých vesmírných letadel. Některé z těchto projektů šly dokonce až do experimentů v plném rozsahu s využitím experimentálních technik.
Přitom směr stále není příliš úspěšný a rozvinutý. Počet testovaných vzorků je mnohem menší než celkový počet navrhovaných projektů a skutečného provozu dosáhl pouze jeden komplex.
Nejúspěšnějším letadlem na oběžné dráze je americký raketoplán. V letech 1981-2011. Taková zařízení uskutečnila 135 letů (2 nehody), během nichž byly na oběžnou dráhu dodány stovky tun nákladu a desítky astronautů, kteří se vrátili na Zemi. Tento program však nevyřešil problém snížení nákladů na výběr a obnovu užitečného zatížení a také se ukázal být příliš komplikovaný. Na začátku desátého roku navíc vesmírné letouny vyčerpaly své zdroje a výstavba nových se ukázala jako neúčelná.
V naší zemi se práce na vesmírných letadlech zastavily ve fázi testování. V sedmdesátých a osmdesátých letech byl tedy proveden rozsáhlý program lavicových a letových zkoušek zařízení řady BOR vč. s přístupem na oběžnou dráhu. V roce 1988 uskutečnila kosmická loď „Buran“svůj jediný vesmírný let. Další domácí projekty nepokročily za nejranější fáze.
Slibný vývoj
Na počátku dvacátých let testovaly The Spaceship Company a Virgin Galactic experimentální vesmírné letadlo SpaceShipOne. Později byla na základě tohoto produktu vyvinuta nová kosmická loď SpaceShipTwo, schopná zvedat malé náklady na spodní hranici vesmíru. Kvůli takovým omezením je vesmírný letoun považován pouze za dopravu pro vesmírné turisty nebo jako platformu pro nějaký výzkum.
V letech 2018-19. zkušený SpaceShipTwo ve dvou letech vystoupal do výšky více než 80 km. Nové lety jsou plánovány po dokončení modernizace a přípravy stávající lodi na komerční provoz. Ve výstavbě jsou také dvě nové kosmické letadla „sériového vzhledu“. Jak brzy SpaceShipTwo dosáhne komerčního využití, není jasné. Projekt opakovaně čelí problému odkládání a tento trend může pokračovat i v budoucnosti.
Úspěšnější a slibnější je projekt Dream Chaser od společnosti Sierra Nevada Corp. Navrhuje stavbu AKS s nosnou raketou a kosmickým letadlem schopným vystoupat na nízké oběžné dráhy Země. Dream Chaser je vyvíjen především pro spolupráci s Mezinárodní vesmírnou stanicí; bude muset dodat lidi a náklad na oběžnou dráhu a vrátit se na Zemi. Odhadované užitečné zatížení dosáhne 5 tun, doba letu nebude delší než několik hodin.
Doposud byly pozemní a letové zkoušky prováděny pomocí dvou experimentálních kosmických letadel. První let je plánován na rok 2022 pomocí standardní nosné rakety Vulcan Centaur. Poté proběhne zkušební spuštění na ISS. Do konce tohoto desetiletí se plánuje zahájení plnohodnotného provozu této AKS pravidelnými lety s jedním nebo druhým nákladem na palubě. Jak realistické jsou takové plány, není jasné. Podle NASA čelí Sierra Nevada různým výzvám, které přinejmenším ztěžují přípravu letů.
Orbitální testy
Od začátku dvacátých let minulého století vyvíjí slibné vesmírné letadlo americké letectvo, DARPA, NASA a Boeing. Letové testy produktu s názvem X-37A začaly v roce 2006. Poté bylo vytvořeno vylepšené zařízení X-37B, vhodné pro start na oběžnou dráhu. Projekt vznikl na rozkaz letectva a pravděpodobně měl výhradně vojenský účel. Přitom přesná data tohoto druhu zatím nebyla zveřejněna.
První orbitální let zkušeného X -37B začal v dubnu 2010 a trval 224 dní - až do prosince. Poté proběhly další čtyři lety a ten poslední trval více než 779 dní. Od května loňského roku je jeden ze dvou prototypů na oběžné dráze; datum návratu a nástupu není známo. Snad tentokrát znovu vytvoří rekord v délce letu.
Podle různých odhadů a odhadů X-37B již používá americké letectvo k misím v reálném světě. Zařízení provádí různé manévry a mění své oběžné dráhy. Bylo oznámeno, že vykládá užitečné zatížení. Proces vývoje letových technických schopností tedy může být doprovázen skutečnou prací ve prospěch armády.
V září 2020 čínští specialisté vypustili nosnou raketu Changzheng-2F se slibnou opakovaně použitelnou kosmickou lodí. Ten se dostal na oběžnou dráhu Země a pravděpodobně začal plnit svěřené úkoly. Nebyly zveřejněny žádné podrobnosti o čínském projektu AKC. I třída výsledného aparátu zůstává neznámá.
Podle zahraničních zdrojů je první opakovaně použitelná loď v Číně architekturou i vzhledem podobná americkému X-37B a měla by mít podobné schopnosti. Tento výrobek je údajně vyroben ve formě letounu s delta křídlem malého rozpětí a hmotností nejvýše 8 tun. Rozsah úkolů, které je třeba vyřešit, a rozsah použití nejsou známy. Čína stále nezveřejnila podrobnosti o svém projektu.
Problémy se směrem
Přes veškeré úsilí mělo směr AKS s obíhajícím letadlem zatím jen omezený úspěch. V blízké budoucnosti se situace může změnit - ale načasování a výsledky současných procesů jsou stále v otázce. K tomuto stavu věcí vedla řada charakteristických faktorů a obtíží, kterým musí raketový a vesmírný průmysl čelit.
Hlavním problémem vesmírných letadel je složitost jejich vytváření. Konstruktéři musí kombinovat specifické vlastnosti orbitální technologie a aerodynamického letu s přihlédnutím k charakteristickému zatížení konstrukce. To často vyžaduje vývoj nových technologií a komponent. Úměrně tomu se zvyšují náklady na práci.
Navrhované projekty vesmírných letadel zatím nemohou konkurovat raketovým a vesmírným systémům jiných tříd. Stávající lodě a nosné rakety jsou schopné dopravovat různé užitečné zatížení na různé oběžné dráhy - zákazník si může vybrat optimální systém. Kosmické letouny navrhovaných typů zatím nemohou poskytnout takovou flexibilitu použití. K tomu je nutné dokončit vývoj současných projektů a vytvořit nové vzorky s různými charakteristikami.
A konečně, vyhlídky směru jsou negativně ovlivněny obecnou konjunkturou raketového a vesmírného průmyslu. Nejlepší úspěchy ukazují americké a čínské projekty vytvořené na objednávku ozbrojených sil as jejich přímou podporou. Komerční vývojáři s proaktivními projekty a dokonce ani velké organizace, jako je NASA, zatím nejsou schopni samostatně zajistit rychlé a kvalitní vytváření systémů s požadovanými schopnostmi.
Vzhledem k objektivním omezením a různým obtížím se dosavadní vývoj leteckých systémů s kosmickými letouny může pochlubit jen omezenými úspěchy. Většina projektů tohoto druhu vstoupila do historie bez skutečných výsledků a většina současného vývoje ještě nevyšla z fáze testování. Zájem o toto téma však zůstává a stimuluje pokračování práce. Lze předpokládat, že v budoucnu se situace bude postupně měnit a do služby budou uvedeny nové modely orbitálních letadel. Analogy starého raketoplánu se stejnými rozměry a užitečným zatížením se však v příštích letech pravděpodobně neobjeví.
