通往太空的新航線

　　空射火箭
　　2006年3月22日14時3分45秒，一架洛克希德公司L-1011“三星”飛機飛行在12000米高空從腹部投放一枚“飛馬座”運載火箭。“飛馬座”火箭脫離飛機后點火，利用火箭動力爬高飛升.直至進入低地球軌道，將3顆“空間技術-5”衛星送入太空。
　　“空間技術-5”號衛星是美國宇航局新千年計劃測試的10種新技術中的一組微型衛星，號稱“珍珠串”星座。它由加利福尼亞大學、肯尼迪航天中心、新墨西哥州立大學物理科學實驗室研制，美國宇航局戈達德空間飛行中心操作。
　　“空間技術-5”號衛星每顆重25千克，電力20～25瓦，電壓10伏，星載計算機、命令與數據處理系統、抗輻射微處理器等。天線、計算機使用進化的人工智能系統，由美國宇航局阿姆斯研究中心設計。科學目標是展示飛行能力，并將一些創新的技術和概念將應用到未來的太空任務。
　　10多分鐘后，“空間技術-5°”號衛星分離成功，進入近地點300千米，遠地點4500千米，傾角105.6°的太陽同步軌道，軌道周期137分鐘，每天繞地運行10.5圈。2006年6月30日，經過3個月8天，“空間技術-5°”號微型衛星被關閉，成功地完成技術驗證任務。
　　這次利用飛機發射衛星的是美國軌道科學公司.此前該公司還研制過“飛馬座”、“金牛座”等空射運載火箭。小型火箭采用飛機空中發射是一種很好的選擇，它提供了使用上的靈活性，可從任何地方發射火箭和各種軌道小衛星，而不只是固定在地面發射場上。
　　空中發射比傳統的垂直發射火箭具有重要的優勢，特別是在發射小型衛星時減少火箭重量、成本方面。如維珍銀河公司的“太空船”號飛機、L-1011“三星”飛機都可以作為空中發射的平臺。俄羅斯則利用米格-31發射小型衛星，它可以將8～10噸的火箭攜帶到20多千米的高度。俄羅斯還計劃利用安-124重型運輸機攜帶運載火箭在空中發射，可將重達4噸的通信衛星、地球觀測衛星等送入地球同步軌道。
　　美國軌道科學公司的“飛馬座”火箭是有翼航天運載火箭.可將443千克送到低地球軌道。由于運載能力小，美國軌道科學公司將它作為一個空中發射系統。“飛馬座”是枚3級火箭，固體火箭發動機提供推力。
　　“飛馬座”運載火箭有2種型號：H、XL型，分別長16.9、17.6米，直徑均為1.27米，翼展均為6.7米，質量分別為18500和23130千克，有效載荷約443千克。“飛馬座”火箭為3級火箭，第一級和第二級火箭推進器裝備“獵戶座-50”發動機，第三級為“獵戶座-38”發動機。從1990年4月5日～2008年10月19日，“飛馬座”火箭空中發射共40次，成功35次，失敗3次，部分失敗2次。
　　普通運載火箭升空時，需要克服空氣阻力與地球重力，既要符合空氣動力學，也要符合空間動力學。空射火箭由飛機攜帶，避免了穿過在大氣層中最濃密的部分；當在高空飛行后可以比同樣載荷的運載火箭更加輕便。空中發射成本要低，它沒有防爆墊、發射臺、發射塔，或相關的必要設備。這允許飛機攜帶有效載荷從各種各樣的機場起飛，通常只有有限的支持和準備要求。
　　1990年4月5日，“飛馬座”首次發射。美國宇航局試飛員、前宇航員戈登·富勒頓駕駛B-52飛機，將美國一顆178千克重的地球磁氣圈衛星和美國海軍一顆微型衛星送上太空.其中地球磁氣圈衛星進入近地點401千米，遠地點507千米，傾角94.1°，軌道周期93.7分鐘的近地軌道。自1994年開始，空中發射任務由L-1011“三星”飛機承擔。
　　“飛馬座”的最后一次飛行是2008年10月19日.當時是發“野山羊”星際邊界探索衛星。“野山羊”是人類第一顆描繪太陽系統與星際空間邊界之間地圖的衛星。在10月19日下午，L-1011飛機“飛馬座”將“野山羊”送入高度大約208千米的地球軌道。
　　空中發射優勢
　　當飛機從跑道起飛，“飛馬座”發射，到衛星進入預定軌道，地面支持和檢驗設施包括位于美國佛羅里達州肯尼迪航天中心卡納維拉爾角空軍基地、加利福尼亞州范登堡空軍基地和德萊頓飛行研究中心、佛吉尼亞州沃洛普斯飛行設施、太平洋的夸賈林和大西洋的加那利群島的觀測站。
　　飛機達到預定分離時間、地點和速度矢量，就釋放“飛馬座”火箭。“飛馬座”自由落體5秒鐘，火箭第一階段點燃和爬升。碳復合結構和楔翼型的三角翼提供升力。尾翼提供轉向飛行。“獵戶座-50”發動機不具有推力矢量噴管。約1分17秒后，“獵戶座-50”發動機燃盡。“飛馬座”在海拔6萬米高度，以高超聲速飛行。第一級火箭和機翼、尾部下降。第二級“獵戶座-50”點燃，燃燒大約1分18秒。
　　姿態控制由“獵戶座-50°”發動機推力矢量控制俯仰與偏航：側航控制系統由第三階段的氮氣發動機控制。“飛馬座”通過第二級火箭的飛行，發射到達真空的高度。整流罩分離和下降，第三級火箭攜帶有效載荷繼續飛行。
　　第一眼看上去，好像空中發射的飛機作為一個助推器增加有效載荷，事實上，空中發射主要是用來降低成本。如果從地面上發射，火箭的成本的成本非常高，從地球到低軌道，發射每千克重量約1萬～2.5萬美元；而從空中發射成本則只有5000～6000美元/千克。飛機發射衛星，可大幅度降低發射小型衛星的費用，一般空中發射的全部費用不會超過2000萬美元，美國軌道科學公司每次發射費用約1100萬美元。
　　空中發射的優點是運載火箭不需要穿越稠密的大氣層，空氣阻力降低，不需要大量的推進劑；另一個優點是精確發射有效載荷，在任何時間送入任何軌道傾角，可從各種地理條件和地點發射。最大單一原因是飛機發射比傳統發射可盡量擺脫天氣影響。飛機攜帶運載火箭到達12000米高度的對流層之上，進入平流層，常規天氣僅限于對流層，12000米以上的側風非常溫和。因此，空中發射可以避免天氣引起的延誤。
　　野心與夢想
　　2004年～2006年，總部位于美國的維珍銀河公司的亞軌道飛行器“太空船-1”號飛機進行了17次飛行，3次到達亞軌道，最高達到112千米。后來維珍銀河公司又開發了“太空船-2”號飛機，“太空船-2”號由“白騎士-2”號運載飛機攜帶在15000米高度推出。“太空船2”號火箭發動機啟動，速度達到4200千米/小時并飛入太空進入亞軌道，然后滑行返回地球從常規機場跑道著陸。從2010年～2011年，“太空船-2”號已進行17次試驗飛行，其中2011年就達14次。據報道，位于新墨西哥的美國太空港已經建成，第一批5架機腹掛裝“飛馬座”的L-1011飛機。“太空船”已命名了“維珍”、“旅行者”、“企業”和“航行者”號，計劃于2013年開展太空旅游和空中發射。
　　“太空船”的運載機“白騎士-2”號水平起飛，水平降落，不但可以投放“太空船-2”，還可以作為空中發射平臺，把小衛星送入近地軌道。“太空船-2”號亞軌道飛行，可靠性安全性大大提高，也能進行空中發射。“太空船”號空中發射時，其優勢比用L-1011“三星”發射要大的多，因為“太空船”號飛得更高，可以進入亞軌道甚至進入太空發射。
　　實際上，許多飛機經過改裝都能進行空中發射。美國其他的航空公司和飛機制造商也野心勃勃瞄準空中發射的市場，如總部位于華盛頓科克蘭德的美國空中發射航空公司（AirLaunch）和總部位于阿拉巴馬州亨茨維爾的美國戰略發射系統公司（stratolaunch Systems）。
　　直接在空間釋放衛星實際是最可靠安全的方法，例如美國航天飛機飛行135次，利用空間優勢，在太空施放部署了74顆重型衛星和航天器，如“哈勃”、“錢德拉”太空望遠鏡等。在1990年，美國將一顆重達18噸的光學照相偵察衛星“鎖眼-12”衛星由“亞特蘭蒂斯”號航天飛機釋放入軌。
　　除了航天飛機.衛星甚至也能用來在太空中“發射”衛星。2002年12月14日，日本H-2火箭第4次發射，其搭載的一顆大衛星上又帶了3顆小衛星，這3顆衛星在近地軌道成功發射，用于監視地球、海洋溫度、植物變化。
　　空天飛機發射衛星比任何一種發射方式都簡單易行、安全可靠、成本十分低廉。2010年3月，美國X-37B空天飛機進行第一次試飛。不久的將來，空天飛機發射衛星將成為發射衛星的主要方式。盡管目前沒有空天飛機施放衛星的消息，但不久的將來一定能實