通往太空的新航线

　　空射火箭
　　2006年3月22日14时3分45秒，一架洛克希德公司L-1011“三星”飞机飞行在12000米高空从腹部投放一枚“飞马座”运载火箭。“飞马座”火箭脱离飞机后点火，利用火箭动力爬高飞升.直至进入低地球轨道，将3颗“空间技术-5”卫星送入太空。
　　“空间技术-5”号卫星是美国宇航局新千年计划测试的10种新技术中的一组微型卫星，号称“珍珠串”星座。它由加利福尼亚大学、肯尼迪航天中心、新墨西哥州立大学物理科学实验室研制，美国宇航局戈达德空间飞行中心操作。
　　“空间技术-5”号卫星每颗重25千克，电力20～25瓦，电压10伏，星载计算机、命令与数据处理系统、抗辐射微处理器等。天线、计算机使用进化的人工智能系统，由美国宇航局阿姆斯研究中心设计。科学目标是展示飞行能力，并将一些创新的技术和概念将应用到未来的太空任务。
　　10多分钟后，“空间技术-5°”号卫星分离成功，进入近地点300千米，远地点4500千米，倾角105.6°的太阳同步轨道，轨道周期137分钟，每天绕地运行10.5圈。2006年6月30日，经过3个月8天，“空间技术-5°”号微型卫星被关闭，成功地完成技术验证任务。
　　这次利用飞机发射卫星的是美国轨道科学公司.此前该公司还研制过“飞马座”、“金牛座”等空射运载火箭。小型火箭采用飞机空中发射是一种很好的选择，它提供了使用上的灵活性，可从任何地方发射火箭和各种轨道小卫星，而不只是固定在地面发射场上。
　　空中发射比传统的垂直发射火箭具有重要的优势，特别是在发射小型卫星时减少火箭重量、成本方面。如维珍银河公司的“太空船”号飞机、L-1011“三星”飞机都可以作为空中发射的平台。俄罗斯则利用米格-31发射小型卫星，它可以将8～10吨的火箭携带到20多千米的高度。俄罗斯还计划利用安-124重型运输机携带运载火箭在空中发射，可将重达4吨的通信卫星、地球观测卫星等送入地球同步轨道。
　　美国轨道科学公司的“飞马座”火箭是有翼航天运载火箭.可将443千克送到低地球轨道。由于运载能力小，美国轨道科学公司将它作为一个空中发射系统。“飞马座”是枚3级火箭，固体火箭发动机提供推力。
　　“飞马座”运载火箭有2种型号：H、XL型，分别长16.9、17.6米，直径均为1.27米，翼展均为6.7米，质量分别为18500和23130千克，有效载荷约443千克。“飞马座”火箭为3级火箭，第一级和第二级火箭推进器装备“猎户座-50”发动机，第三级为“猎户座-38”发动机。从1990年4月5日～2008年10月19日，“飞马座”火箭空中发射共40次，成功35次，失败3次，部分失败2次。
　　普通运载火箭升空时，需要克服空气阻力与地球重力，既要符合空气动力学，也要符合空间动力学。空射火箭由飞机携带，避免了穿过在大气层中最浓密的部分；当在高空飞行后可以比同样载荷的运载火箭更加轻便。空中发射成本要低，它没有防爆垫、发射台、发射塔，或相关的必要设备。这允许飞机携带有效载荷从各种各样的机场起飞，通常只有有限的支持和准备要求。
　　1990年4月5日，“飞马座”首次发射。美国宇航局试飞员、前宇航员戈登·富勒顿驾驶B-52飞机，将美国一颗178千克重的地球磁气圈卫星和美国海军一颗微型卫星送上太空.其中地球磁气圈卫星进入近地点401千米，远地点507千米，倾角94.1°，轨道周期93.7分钟的近地轨道。自1994年开始，空中发射任务由L-1011“三星”飞机承担。
　　“飞马座”的最后一次飞行是2008年10月19日.当时是发“野山羊”星际边界探索卫星。“野山羊”是人类第一颗描绘太阳系统与星际空间边界之间地图的卫星。在10月19日下午，L-1011飞机“飞马座”将“野山羊”送入高度大约208千米的地球轨道。
　　空中发射优势
　　当飞机从跑道起飞，“飞马座”发射，到卫星进入预定轨道，地面支持和检验设施包括位于美国佛罗里达州肯尼迪航天中心卡纳维拉尔角空军基地、加利福尼亚州范登堡空军基地和德莱顿飞行研究中心、佛吉尼亚州沃洛普斯飞行设施、太平洋的夸贾林和大西洋的加那利群岛的观测站。
　　飞机达到预定分离时间、地点和速度矢量，就释放“飞马座”火箭。“飞马座”自由落体5秒钟，火箭第一阶段点燃和爬升。碳复合结构和楔翼型的三角翼提供升力。尾翼提供转向飞行。“猎户座-50”发动机不具有推力矢量喷管。约1分17秒后，“猎户座-50”发动机燃尽。“飞马座”在海拔6万米高度，以高超声速飞行。第一级火箭和机翼、尾部下降。第二级“猎户座-50”点燃，燃烧大约1分18秒。
　　姿态控制由“猎户座-50°”发动机推力矢量控制俯仰与偏航：侧航控制系统由第三阶段的氮气发动机控制。“飞马座”通过第二级火箭的飞行，发射到达真空的高度。整流罩分离和下降，第三级火箭携带有效载荷继续飞行。
　　第一眼看上去，好像空中发射的飞机作为一个助推器增加有效载荷，事实上，空中发射主要是用来降低成本。如果从地面上发射，火箭的成本的成本非常高，从地球到低轨道，发射每千克重量约1万～2.5万美元；而从空中发射成本则只有5000～6000美元/千克。飞机发射卫星，可大幅度降低发射小型卫星的费用，一般空中发射的全部费用不会超过2000万美元，美国轨道科学公司每次发射费用约1100万美元。
　　空中发射的优点是运载火箭不需要穿越稠密的大气层，空气阻力降低，不需要大量的推进剂；另一个优点是精确发射有效载荷，在任何时间送入任何轨道倾角，可从各种地理条件和地点发射。最大单一原因是飞机发射比传统发射可尽量摆脱天气影响。飞机携带运载火箭到达12000米高度的对流层之上，进入平流层，常规天气仅限于对流层，12000米以上的侧风非常温和。因此，空中发射可以避免天气引起的延误。
　　野心与梦想
　　2004年～2006年，总部位于美国的维珍银河公司的亚轨道飞行器“太空船-1”号飞机进行了17次飞行，3次到达亚轨道，最高达到112千米。后来维珍银河公司又开发了“太空船-2”号飞机，“太空船-2”号由“白骑士-2”号运载飞机携带在15000米高度推出。“太空船2”号火箭发动机启动，速度达到4200千米/小时并飞入太空进入亚轨道，然后滑行返回地球从常规机场跑道着陆。从2010年～2011年，“太空船-2”号已进行17次试验飞行，其中2011年就达14次。据报道，位于新墨西哥的美国太空港已经建成，第一批5架机腹挂装“飞马座”的L-1011飞机。“太空船”已命名了“维珍”、“旅行者”、“企业”和“航行者”号，计划于2013年开展太空旅游和空中发射。
　　“太空船”的运载机“白骑士-2”号水平起飞，水平降落，不但可以投放“太空船-2”，还可以作为空中发射平台，把小卫星送入近地轨道。“太空船-2”号亚轨道飞行，可靠性安全性大大提高，也能进行空中发射。“太空船”号空中发射时，其优势比用L-1011“三星”发射要大的多，因为“太空船”号飞得更高，可以进入亚轨道甚至进入太空发射。
　　实际上，许多飞机经过改装都能进行空中发射。美国其他的航空公司和飞机制造商也野心勃勃瞄准空中发射的市场，如总部位于华盛顿科克兰德的美国空中发射航空公司（AirLaunch）和总部位于阿拉巴马州亨茨维尔的美国战略发射系统公司（stratolaunch Systems）。
　　直接在空间释放卫星实际是最可靠安全的方法，例如美国航天飞机飞行135次，利用空间优势，在太空施放部署了74颗重型卫星和航天器，如“哈勃”、“钱德拉”太空望远镜等。在1990年，美国将一颗重达18吨的光学照相侦察卫星“锁眼-12”卫星由“亚特兰蒂斯”号航天飞机释放入轨。
　　除了航天飞机.卫星甚至也能用来在太空中“发射”卫星。2002年12月14日，日本H-2火箭第4次发射，其搭载的一颗大卫星上又带了3颗小卫星，这3颗卫星在近地轨道成功发射，用于监视地球、海洋温度、植物变化。
　　空天飞机发射卫星比任何一种发射方式都简单易行、安全可靠、成本十分低廉。2010年3月，美国X-37B空天飞机进行第一次试飞。不久的将来，空天飞机发射卫星将成为发射卫星的主要方式。尽管目前没有空天飞机施放卫星的消息，但不久的将来一定能实