Одноступенчатая космическая система

Одноступенчатая космическая система (от англ. A single-stage-to-orbit, сокр. англ. SSTO, «одна ступень до орбиты») — одноступенчатый космический корабль, способный достигнуть орбитальной скорости, стартуя с поверхности планеты, без использования отделяющихся частей. Данный термин обычно, но не исключительно, используется для описания многоразовых космических систем, например самолётного типа. На текущий момент данная концепция ещё не была воплощена в реальность и все запуски осуществлялись и осуществляются многоступенчатыми ракетами одноразового или частично многоразового использования.

Технологии

Системы различаются по системе запуска и посадки: вертикальный взлёт и вертикальная посадка (англ. vertical takeoff and landing сокр. VTVL), вертикальный взлёт и горизонтальная посадка (англ. vertical takeoff, horizontal landing сокр. VTHL), горизонтальный взлёт и горизонтальная посадка (англ. horizontal takeoff and horizontal landing сокр. HTHL).

Использование одноступенчатых кораблей многоразового использования вероятно позволит существенно снизить стоимость полётов за счёт оптимизации затрат на производство компонентов и увеличения их сроков службы. Тем не менее затраты на фундаментальные исследования и проектирование одноступенчатых многоразовых космических систем значительно превышают аналогичные расходы на создание систем однократного использования за счёт ряда объективных факторов фундаментального и технологического характера.

Запуск одноступенчатых космических кораблей с поверхности Земли теоретически возможен, но имеет ряд серьёзных технологических сложностей для практического воплощения в реальность. Принципиальные факторами являются: величина скорости, которую необходимо набрать для выхода на орбиту искусственного спутника — приблизительно 7,9 км/сек (28 440 км/час); необходимость преодолеть гравитационное притяжение Земли, которое оказывает наиболее заметное влияние на ранних стадиях полёта); полёт через плотные слои атмосферы, что накладывает ограничения на скорость полёта, обусловленные влиянием атмосферы на температурные и прочностные нагрузки конструкции и режимы работы двигателей.

Схема одноступенчатого запуска с поверхности значительно легче реализуется на других планетах, лишённых сильного гравитационного поля и плотной атмосферы, таких как Луна и Марс, что и было продемонстрировано советскими автоматическими лунными станциями и американской программой Аполлон.

История

Наиболее известные одноступенчатые космические системы:

• VTVL: США: Delta Clipper (DC-X), Rotary Rocket (англ.); Россия: Корона; Япония: Kankoh-maru,
• HTHL: Skylon,
• VTHL: США Lockheed Martin X-33.
• Несмотря на многообещающие перспективы, ни один из перечисленных проектов ещё не доведён до стадии орбитальных испытаний преимущественно из-за сложностей с поиском оптимальной конструкции двигательной установки.

В рамках исследований проводились лётные испытания VTVL: DC-X (США) в 1991—1996 гг., RVT (Япония) с 1998 года.