Çalışma döngüsü

Yüklü mekik Batanga yakınındaki fırlatma odasına yerleştirilir. Önce mekiğin araç üstü sistemleri, ardından hızlandırıcı sistemleri sınanır. Sonra gaz dinamik geçiş kapısının fırlatma öncesi testi yapılır. Araç üstü süperiletkenler akımla yüklenir; manyetik kaldırma çalıştırılıp denetlenir. Tünel vakuma alınmıştır. Komut verildiğinde hızlandırıcının ilk bölümlerine darbeli enerji beslemesi başlar.

• 0–330 km. Başlangıç boyuna ivmesi ~4g’dir. Enerjinin önemli bir bölümü kaldırma ve yerçekimini yenmek için kullanılır.
• 330–~1.800 km, S eğrisinin alçalan bölümü. Boyuna ivme başlangıçtaki 4g’den düzgün biçimde sıfıra iner. Mekik yeraltı eğrilerinden geçerken ~4g’ye varan yükler görür. Çevresindeki elektromanyetik elemanlar yörüngeyi dengeler.
• ~1.800–2.050 km, S eğrisinin yükselen bölümü. Geçiş kapısına yaklaşırken ivme sıfıra düşer. Mekik son 50 km’yi ~11 km/s hızla ataletli olarak geçer.

Yüksek rakımlı fırlatma noktası sayesinde mekik, geçiş kapısından yalnızca ~30 km sonra deniz seviyesinden 10 km’den daha yüksek bir irtifaya ulaşır; böylece şok dalgasının bölge üzerindeki etkisi en aza iner. Mekiğin fırlatılmasından bir dakika önce, mekanik kapak açılmadan gaz dinamik geçiş kapısının kuşakları deneme amacıyla çalıştırılır. Mekik tünel güzergâhının %45’ini geçince, vakum oluşturulurken son tünel bölümünün pompalarınca biriktirilen basınçlı hava kuşaklardan süpersonik akış olarak verilir. Mekiğin geçişinden ~10 saniye önce hidrojen beslenir ve gaz dinamik bariyer ana yanma kipinde etkinleştirilerek sıcak, kısmen iyonlaşmış gazdan kararlı, konik bir süpersonik akış oluşturulur. Kuşakların başarıyla etkinleşmesi ve sıcak bariyer-gradyan konisinin oluşmasından 3 saniye sonra mekanik geçiş kapısı açılır.

Bariyer ayrıca tüneldeki vakumun bozulmasını önler ve ilk ısıl şoku yumuşatır. Mekik, önceden hazırlanmış seyreltilmiş ve ısıtılmış gaz bölgesini milisaniyeler içinde geçer. Bu kilit teknoloji, ortam değişimindeki aşırı kısa şok cephesini ortadan kaldırarak ilk aerodinamik etkinin zamana yayılışını değiştirir.

Gaz dinamik bariyer toplam aerodinamik kuvvetleri azaltmaz; darbe yükünü mikrosaniye aralığından milisaniye aralığına yayar. Böylece mekik yapısındaki yerel gerilmeler, titreşimler ve ısıl şok kritik ölçüde azalır.

Mekanik kapak mekik geçer geçmez kapanır; hemen ardından jet kuşakları devreden çıkarılır.

Mekik, atalet kütlesinden ve sağlam yapısından yararlanarak balistik bir yörüngede atmosferin yoğun katmanlarını geçer. En yüksek ısıl ve dinamik yükler ilk 10–20 saniyede oluşur.

Temel açıklama. Gaz dinamik bariyer bölgesinden çıkan mekik, belirlenen ~3.400 m irtifada normal atmosferle hemen tam etkileşime girer. Yörünge, ısı akısı ve yük hesaplarının tümü; bir “gaz kalkanı”, “kanal” ya da mekiğe eşlik eden seyreltilmiş hacim varsayılmadan, atmosferle eksiksiz aerodinamik etkileşime dayanır.

Atmosferden çıktıktan sonra ısıyı atmak için radyatörler açılır. Ardından mekik, ince yörünge düzeltmeleri yapmak ve hedef yörüngeye — çoğu kez doğrudan yer eşzamanlı yörüngenin ötesine ya da Lagrange noktalarına — ulaşmak için araç üstü elektromanyetik plazma motorlarını çalıştırır. Faydalı yük konuşlandırılır. AstroLiner-S düzeninde son yörüngeye yerleşme ve yörünge düzeltmesi kimyasal itki sistemiyle yapılır.

Tam işlevli AstroLiner sürümü yörüngeden ayrılmak için elektromanyetik plazma motorlarını kullanır. AstroLiner-S düzeninde yörüngeden ayrılma frenlemesi, düzeltmeler ve son manevralar kimyasal itki sistemiyle yapılır.

Gabon yakınlarında, Atlas Okyanusu üzerinde hızı azaltmak için fren paraşütü sistemi açılır. Mekik, ısınmış yüzeyin soğuk suyla temasına dayanacak biçimde tasarlanmış sağlam alt gövdesi üzerine küçük hücum açısıyla suya iner. Suya inişten sonra pervaneler ya da su jetleri açılır.

Araç üstü reaktörden beslenen kendi motorları ya da mekik sistemlerinde arıza varsa hazır bekleyen römorkörler, aracı inceleme, bakım, ısı kalkanı onarımı ve sonraki sefere hazırlık için liman tesisine götürür. AstroLiner-S düzeninde limana dönüş bataryalar, yardımcı güç ünitesi ya da hazır römorkörlerle sağlanır.