پرواز زیر مداری

یک پرواز فضایی زیرمداری (به انگلیسی: Sub-orbital spaceflight) نوعی پرواز فضایی است که در آن فضاپیما به فضای بیرونی می‌رسد، اما مسیر پرواز آن با سطح جرم گرانشی که از آن پرتاب شده، برخورد می‌کند. از این رو، این فضاپیما یک دور مداری کامل را به پایان نمی‌رساند، به یک ماهواره تبدیل نمی‌شود و به سرعت گریز نیز دست پیدا نخواهد کرد.
برای مثال، مسیر یک جسم پرتاب‌شده از زمین که به خط کارمان (حدود  –  بالاتر از سطح دریا) می‌رسد و سپس به زمین بازمی‌گردد، یک پرواز فضایی زیرمداری محسوب می‌شود. برخی از پروازهای زیرمداری برای آزمایش فضاپیماها و وسیله پرتاب‌هایی انجام شده‌اند که بعداً برای پرواز فضایی مداری در نظر گرفته شده‌اند. وسایل نقلیه دیگری نیز وجود دارند که به‌طور خاص فقط برای پرواز زیرمداری طراحی شده‌اند؛ نمونه‌هایی از این وسایل شامل وسایل نقلیه سرنشین‌دار مانند ایکس-۱۵ و اسپیس‌شیپ دو، و وسایل نقلیه بدون سرنشین مانند موشک‌های بالستیک قاره‌پیما و راکت ژرفاسنج می‌شوند.

پروازهایی که به سرعت کافی برای ورود به مدار پایینی زمین دست می‌یابند و سپس پیش از تکمیل نخستین مدار کامل خود از مدار خارج می‌شوند، زیرمداری محسوب نمی‌شوند. نمونه‌هایی از این موارد شامل پروازهای سامانه بمباران مداری کسری است. بندانگشتی|پرواز زیر مداریپروازی که به فضا نمی‌رسد نیز گاهی زیرمداری نامیده می‌شود، اما به‌طور رسمی نمی‌توان آن را به عنوان «پرواز فضایی زیرمداری» طبقه‌بندی کرد. معمولاً برای این منظور از یک راکت استفاده می‌شود، اما برخی پروازهای فضایی زیرمداری آزمایشی با استفاده از توپ فضایی نیز انجام شده‌اند.
+ پرواز فضایی سرنشین‌دار زیرمداری (بر اساس تعریف FAI از خط فضا) نام  سال  پروازها  مکان مرکوری-رداستون ۳
مرکوری-رداستون ۴ ۱۹۶۱  ۲  پایگاه فضایی کیپ کاناورال پرواز ۹۰ ایکس-۱۵
پرواز ۹۱ ایکس-۱۵ ۱۹۶۳  ۲  پایگاه نیروی هوایی ادواردز سایوز ۱۸آ  ۱۹۷۵  ۱  پایگاه فضایی بایکونور اسپیس‌شیپ وان پرواز 15P
اسپیس‌شیپ وان پرواز 16P
اسپیس‌شیپ وان پرواز 17P || ۲۰۰۴ || ۳ || فرودگاه و پایگاه فضایی موهاوی بلو اوریجین NS-16بلو اوریجین NS-18
بلو اوریجین NS-19 || ۲۰۲۱ || ۳ || rowspan="4" | کورن رنچ بلو اوریجین NS-20
بلو اوریجین NS-21
بلو اوریجین NS-22 ۲۰۲۲  ۳ بلو اوریجین NS-25
بلو اوریجین NS-26
بلو اوریجین NS-28 ۲۰۲۴ ۳ بلو اوریجین NS-30
بلو اوریجین NS-31
بلو اوریجین NS-32
بلو اوریجین NS-33
بلو اوریجین NS-34
بلو اوریجین NS-36 ۲۰۲۵  ۶

+ پرواز فضایی سرنشین‌دار زیرمداری (بر اساس تعریف ایالات متحده آمریکا از خط فضا؛ به جز موارد فوق) نام  سال  پروازها  مکان پرواز ۶۲ ایکس-۱۵  ۱۹۶۲  ۱  پایگاه نیروی هوایی ادواردز ایکس-۱۵ پرواز ۷۷
ایکس-۱۵ پرواز ۸۷ ۱۹۶۳  ۲ ایکس-۱۵ پرواز ۱۳۸
ایکس-۱۵ پرواز ۱۴۳
ایکس-۱۵ پرواز ۱۵۰
ایکس-۱۵ پرواز ۱۵۳ ۱۹۶۵  ۴ ایکس-۱۵ پرواز ۱۷۴  ۱۹۶۶  ۱ ایکس-۱۵ پرواز ۱۹۰
ایکس-۱۵ پرواز ۱۹۱ ۱۹۶۷  ۲ ایکس-۱۵ پرواز ۱۹۷  ۱۹۶۸  ۱ سایوز ام‌اس-۱۰  ۲۰۱۸  ۱  پایگاه فضایی بایکونور وی‌اس‌اس یونیتی وی‌پی-۰۳  ۲۰۱۸  ۱  فرودگاه و پایگاه فضایی موهاوی وی‌اس‌اس یونیتی وی‌اف-۰۱  ۲۰۱۹  ۱ وی‌اس‌اس یونیتی یونیتی ۲۱
وی‌اس‌اس یونیتی یونیتی ۲۲ ۲۰۲۱ ۲ پایگاه فضایی آمریکا وی‌اس‌اس یونیتی یونیتی ۲۵
گلکتیک ۰۱
گلکتیک ۰۲
گلکتیک ۰۳
گلکتیک ۰۴
گلکتیک ۰۵ ۲۰۲۳ ۶ گلکتیک ۰۶
گلکتیک ۰۷ ۲۰۲۴ ۲

 شرط ارتفاع 
بندانگشتی|توپ نیوتن. مسیرهای A و B یک مسیر زیرمداری را نشان می‌دهند.
بر اساس تعریف، یک پرواز فضایی زیرمداری به ارتفاعی بالاتر از  از سطح دریا می‌رسد. این ارتفاع که به عنوان خط کارمان شناخته می‌شود، توسط فدراسیون بین‌المللی هوانوردی انتخاب شده است، زیرا تقریباً نقطه‌ای است که در آن یک وسیله نقلیه که با سرعت کافی برای پشتیبانی از خود با نیروی برآر آیرودینامیکی از جو زمین پرواز می‌کند، سریع‌تر از سرعت مداری حرکت خواهد کرد. ارتش ایالات متحده آمریکا و ناسا به کسانی که بالاتر از  پرواز کنند، نشان فضانورد اعطا می‌کنند، اگرچه وزارت امور خارجه ایالات متحده آمریکا مرز مشخصی بین پرواز جوی و پرواز فضایی نشان نمی‌دهد.

 مدار 
در طول سقوط آزاد، مسیر بخشی از یک مدار بیضوی است که توسط معادله مدار داده می‌شود. فاصله حضیض زمینی کمتر از شعاع زمین R (با احتساب جو) است، بنابراین بیضی با زمین برخورد می‌کند و در نتیجه فضاپیما موفق به تکمیل یک مدار کامل نمی‌شود. محور بزرگ عمودی است و نیم‌قطر بزرگ a بزرگ‌تر از R/2 است. انرژی مشخصه مداری  به صورت زیر داده می‌شود:

که در آن  پارامتر گرانشی استاندارد است.

تقریباً همیشه a < R است که متناظر با  کمتری نسبت به مقدار کمینه برای یک مدار کامل  است.

بنابراین، انرژی ویژه اضافی خالص مورد نیاز در مقایسه با فقط بالا بردن فضاپیما به فضا، بین صفر و  است.

 سرعت، برد و ارتفاع 
برای به حداقل رساندن دلتا-وی مورد نیاز (یک معیار در مکانیک مداری که به شدت سوخت مورد نیاز را تعیین می‌کند)، بخش مرتفع پرواز با موتورهای خاموش انجام می‌شود (این حالت به‌طور فنی حتی برای بخش صعودی مسیر نیز سقوط آزاد نامیده می‌شود). (با اثر اوبرت مقایسه کنید). بیشینه سرعت در یک پرواز در پایین‌ترین ارتفاع این مسیر سقوط آزاد، یعنی هم در آغاز و هم در پایان آن، به دست می‌آید.

اگر هدف صرفاً «رسیدن به فضا» باشد، مانند رقابت برای جایزه ایکس انصاری، حرکت افقی لازم نیست. در این حالت، کمترین دلتا-وی مورد نیاز برای رسیدن به ارتفاع ۱۰۰ کیلومتر، حدود ۱٫۴ کیلومتر بر ثانیه است. حرکت با سرعت کمتر و سقوط آزاد کمتر، به دلتا-وی بیشتری نیاز دارد.

این مقدار را با پروازهای فضایی مداری مقایسه کنید: یک مدار پایینی زمین (LEO) با ارتفاع حدود ۳۰۰ کیلومتر، به سرعتی حدود ۷٫۷ کیلومتر بر ثانیه نیاز دارد که نیازمند دلتا-وی حدود ۹٫۲ کیلومتر بر ثانیه است. (اگر نیروی پسار جوی وجود نداشت، دلتا-وی کمینه نظری برای قرار دادن یک فضاپیما در مداری به ارتفاع ۳۰۰ کیلومتر با شروع از یک نقطه ثابت مانند قطب جنوب، ۸٫۱ کیلومتر بر ثانیه بود. اگر پرتاب به سمت شرق از نزدیکی استوا انجام شود، این کمینه نظری می‌تواند تا ۰٫۴۶ کیلومتر بر ثانیه کمتر باشد).

برای پروازهای فضایی زیرمداری که مسافت افقی را طی می‌کنند، بیشینه سرعت و دلتا-وی مورد نیاز، مقداری بین یک پرواز عمودی و یک مدار پایینی زمین (LEO) است. بیشینه سرعت در بخش‌های پایینی مسیر، اکنون از دو مؤلفه افقی و عمودی تشکیل شده است. هرچه مسافت افقی طی‌شده بیشتر باشد، سرعت افقی نیز بیشتر خواهد بود. (سرعت عمودی برای مسافت‌های کوتاه با افزایش فاصله افزایش می‌یابد، اما برای مسافت‌های طولانی‌تر کاهش می‌یابد). برای موشک V-2 که فقط به فضا می‌رسید اما بردی حدود ۳۳۰ کیلومتر داشت، بیشینه سرعت ۱٫۶ کیلومتر بر ثانیه بود. اسپیس‌شیپ دو شرکت اسکیلد کامپوزیتس که در حال توسعه است، مداری مشابه در حالت سقوط آزاد خواهد داشت، اما بیشینه سرعت اعلام‌شده برای آن ۱٫۱ کیلومتر بر ثانیه است (شاید به دلیل خاموش شدن موتور در ارتفاع بالاتر).

برای بردهای بزرگ‌تر، به دلیل مدار بیضوی، بیشینه ارتفاع می‌تواند بسیار بیشتر از یک مدار پایینی زمین (LEO) باشد. در یک پرواز بین‌قاره‌ای به مسافت ۱۰٬۰۰۰ کیلومتر، مانند یک موشک بالستیک قاره‌پیما یا پرواز فضایی تجاری احتمالی در آینده، بیشینه سرعت حدود ۷ کیلومتر بر ثانیه و بیشینه ارتفاع ممکن است بیش از ۱۳۰۰ کیلومتر باشد. هر پرواز فضایی که به سطح بازمی‌گردد، از جمله پروازهای زیرمداری، ورود به جو را تجربه خواهد کرد. سرعت در آغاز ورود به جو، اساساً همان بیشینه سرعت پرواز است. گرمایش آیرودینامیکی ایجاد شده نیز متناسب با آن متغیر خواهد بود: این گرمایش برای پروازی با بیشینه سرعت تنها ۱ کیلومتر بر ثانیه، بسیار کمتر از پروازی با بیشینه سرعت ۷ یا ۸ کیلومتر بر ثانیه است.

کمترین دلتا-وی و بیشینه ارتفاع متناظر برای یک برد مشخص d، با فرض کروی بودن زمین با محیط  و نادیده گرفتن چرخش و جو زمین، قابل محاسبه است. فرض کنید θ نیمی از زاویه‌ای باشد که پرتابه باید دور زمین طی کند، بنابراین بر حسب درجه برابر با  است. مسیر با کمترین دلتا-وی متناظر با بیضی‌ای است که یک کانون آن در مرکز زمین و کانون دیگر در نقطه‌ای در نیمه‌راه بین نقطه پرتاب و نقطه مقصد (جایی در داخل زمین) قرار دارد. (این مداری است که نیم‌قطر بزرگ را به حداقل می‌رساند، که برابر با مجموع فواصل از یک نقطه روی مدار تا دو کانون است. به حداقل رساندن نیم‌قطر بزرگ، انرژی مشخصه مداری و در نتیجه دلتا-وی را که همان سرعت پرتاب است، به حداقل می‌رساند). سپس استدلال‌های هندسی به روابط زیر منجر می‌شوند (که در آن R شعاع زمین و حدود ۶۳۷۰ کیلومتر است):

ارتفاع اوج برای مسیری که یک‌چهارم دور زمین () را طی می‌کند، به بیشینه خود (حدود ۱۳۲۰ کیلومتر) می‌رسد. بردهای طولانی‌تر در راه‌حل کمترین دلتا-وی، اوج‌های کمتری خواهند داشت.

(که در آن g شتاب گرانش در سطح زمین است). Δv با افزایش برد، افزایش می‌یابد و با نزدیک شدن برد به  (نیم دور دنیا) به ۷٫۹ کیلومتر بر ثانیه می‌رسد. مسیر با کمترین دلتا-وی برای طی کردن نیم دور دنیا، متناظر با یک مدار دایره‌ای درست بالای سطح است (البته در واقعیت باید بالای جو باشد). برای زمان پرواز به بخش پایین‌تر مراجعه کنید.

یک موشک بالستیک قاره‌پیما به عنوان موشکی تعریف می‌شود که می‌تواند هدفی را در فاصله حداقل ۵۵۰۰ کیلومتری مورد اصابت قرار دهد و طبق فرمول بالا، این امر نیازمند سرعت اولیه ۶٫۱ کیلومتر بر ثانیه است. افزایش سرعت به ۷٫۹ کیلومتر بر ثانیه برای رسیدن به هر نقطه‌ای روی زمین، به موشک بسیار بزرگ‌تری نیاز دارد، زیرا مقدار سوخت مورد نیاز به صورت نمایی با دلتا-وی افزایش می‌یابد (به معادله موشک تسالکوفسکی مراجعه کنید).

جهت اولیه یک مسیر با کمترین دلتا-وی، به سمت نقطه‌ای در نیمه‌راه بین مستقیم به بالا و مستقیم به سمت نقطه مقصد (که زیر افق است) اشاره دارد. باز هم، این حالت در صورتی صادق است که چرخش زمین نادیده گرفته شود. این موضوع برای یک سیاره در حال چرخش کاملاً دقیق نیست، مگر اینکه پرتاب از یک قطب انجام شود.

 مدت زمان پرواز 
در یک پرواز عمودی با ارتفاع نه چندان زیاد، زمان سقوط آزاد، هم برای بخش صعودی و هم برای بخش نزولی، برابر با بیشینه سرعت تقسیم بر شتاب گرانش است، بنابراین با بیشینه سرعت ۱ کیلومتر بر ثانیه، در مجموع ۳ دقیقه و ۲۰ ثانیه طول می‌کشد. مدت زمان فازهای پرواز قبل و بعد از سقوط آزاد می‌تواند متغیر باشد.

برای یک پرواز بین‌قاره‌ای، مرحله تقویت (boost phase) ۳ تا ۵ دقیقه و سقوط آزاد (مرحله میانی) حدود ۲۵ دقیقه طول می‌کشد. برای یک موشک بالستیک قاره‌پیما، فاز ورود مجدد به جو حدود ۲ دقیقه است؛ این زمان برای هرگونه فرود نرم، مانند یک پرواز تجاری احتمالی در آینده، طولانی‌تر خواهد بود. چهارمین پرواز آزمایشی استارشیپ اسپیس‌اکس چنین پروازی را با برخاستن از تگزاس و یک فرود نرم شبیه‌سازی‌شده در اقیانوس هند، ۶۶ دقیقه پس از بلند شدن، انجام داد.

پروازهای زیرمداری می‌توانند از چند ثانیه تا چند روز به طول بینجامند. پایونیر ۱ نخستین کاوشگر فضایی ناسا بود که برای رسیدن به ماه در نظر گرفته شده بود. یک نقص جزئی باعث شد که به جای آن، یک مسیر زیرمداری را دنبال کند و ۴۳ ساعت پس از پرتاب دوباره وارد جو زمین شود.

برای محاسبه زمان پرواز برای یک مسیر با کمترین دلتا-وی، طبق قوانین کپلر، دوره تناوب برای کل مدار (اگر از درون زمین عبور نمی‌کرد) برابر است با:

با استفاده از قانون دوم کپلر، این مقدار را در کسری از مساحت بیضی که توسط خط واصل مرکز زمین به پرتابه جاروب می‌شود، ضرب می‌کنیم:

این فرمول برای طی کردن یک‌چهارم دور زمین حدود ۳۲ دقیقه و برای نیم دور دنیا ۴۲ دقیقه به دست می‌دهد. برای مسافت‌های کوتاه، این عبارت به  مجاور است.

از فرمول شامل آرک‌کسینوس، مشتق زمان پرواز نسبت به d (یا θ) با نزدیک شدن d به  (نیم دور دنیا) به صفر میل می‌کند. مشتق Δv نیز در این نقطه به صفر میل می‌کند؛ بنابراین اگر d =  باشد، طول مسیر کمترین دلتا-وی حدود  خواهد بود، اما تنها چند ثانیه کمتر از زمان مسیر برای d =  (که طول مسیر آن  است) طول می‌کشد.

 نمایه‌های پرواز 
بندانگشتی|قائم=۱٫۵|نمایه نخستین پرواز فضایی زیرمداری سرنشین‌دار آمریکا در سال ۱۹۶۱. راکت پرتاب، فضاپیما را برای ۲:۲۲ دقیقه اول بالا می‌برد. خط‌چین: گرانش صفر.
بندانگشتی|جلد مجله Science and Mechanics در نوامبر ۱۹۳۱، که یک فضاپیمای زیرمداری پیشنهادی را نشان می‌دهد که در سفر یک‌ساعته خود از برلین به نیویورک به ارتفاع  می‌رسد.

در حالی که نمایه‌های پرواز زیرمداری ممکن بسیاری وجود دارد، انتظار می‌رود که برخی از آن‌ها رایج‌تر از بقیه باشند.

بندانگشتی|ایکس-۱۵ (۱۹۵۸–۱۹۶۸) از ارتفاع ۱۳٫۷ کیلومتری توسط یک بوئینگ بی-۵۲ استراتوفورترس به عنوان هواپیمای مادر پرتاب می‌شد، خود را تا ارتفاع تقریبی ۱۰۰ کیلومتر بالا می‌برد و سپس به سمت زمین گلاید می‌کرد.

 موشک‌های بالستیک 
نخستین وسایل نقلیه زیرمداری که به فضا رسیدند، موشک بالستیک بودند. اولین موشک بالستیک که به فضا رسید، V-2 آلمان بود که حاصل کار دانشمندان در پنمونده بود و در ۳ اکتبر ۱۹۴۲ به ارتفاع  رسید.Germany's V-2 Rocket, Kennedy, Gregory P. سپس در اواخر دهه ۱۹۴۰، ایالات متحده و اتحاد جماهیر شوروی به‌طور همزمان موشک‌هایی را توسعه دادند که همگی بر اساس موشک V-2 بودند و پس از آن موشک‌های بالستik قاره‌پیما (ICBM) با برد بسیار بیشتر ساخته شدند. اکنون کشورهای زیادی دارای موشک‌های ICBM و حتی کشورهای بیشتری دارای موشک بالستیک میان‌برد (IRBM) با برد کوتاه‌تر هستند.

 پروازهای توریستی 
پروازهای توریستی زیرمداری گردشگری فضایی در ابتدا بر دستیابی به ارتفاع لازم برای احراز صلاحیت رسیدن به فضا تمرکز خواهند کرد. مسیر پرواز یا عمودی یا بسیار شیب‌دار خواهد بود و فضاپیما در محل پرتاب خود فرود خواهد آمد.

فضاپیما موتورهای خود را بسیار پیش از رسیدن به بیشینه ارتفاع خاموش می‌کند و سپس تا بالاترین نقطه خود به صورت اینرسی بالا می‌رود. طی چند دقیقه، از لحظه‌ای که موتورها خاموش می‌شوند تا زمانی که جو شروع به کند کردن شتاب رو به پایین می‌کند، مسافران بی‌وزنی را تجربه خواهند کرد.

پروژه مگاروک در دهه ۱۹۴۰ توسط انجمن بین سیاره‌ای بریتانیا برای پرواز فضایی زیرمداری برنامه‌ریزی شده بود.
در اواخر سال ۱۹۴۵، گروهی به رهبری م. تیخونراوف و ن.گ. چرنیشوا در آکادمی NII-4 شوروی (مرکز تحقیقاتی فناوری و علم توپخانه راکتی)، کار بر روی یک پروژه راکت استراتوسفری به نام VR-190 را آغاز کردند. هدف این پروژه، پرواز عمودی یک گروه دو نفره از خلبانان به ارتفاع ۲۰۰ کیلومتر با استفاده از موشک‌های وی-۲ غنیمت‌گرفته‌شده بود.

در سال ۲۰۰۴، تعدادی از شرکت‌ها به عنوان شرکت‌کننده در رقابت جایزه انصاری ایکس، بر روی وسایل نقلیه این کلاس کار کردند. فضاپیمای اسپیس‌شیپ یک شرکت اسکیلد کامپوزیتس، پس از تکمیل دو پرواز در یک دوره دو هفته‌ای، در ۴ اکتبر ۲۰۰۴ توسط ریک سیرفوس رسماً به عنوان برنده این رقابت اعلام شد.

در سال ۲۰۰۵، ریچارد برانسون از گروه ویرجین، تأسیس شرکت ویرجین گلکتیک و برنامه‌های خود برای ساخت یک اسپیس‌شیپ دو با ظرفیت ۹ سرنشین به نام وی‌اس‌اس انترپرایز را اعلام کرد. این فضاپیما از آن زمان با هشت صندلی (یک خلبان، یک کمک‌خلبان و شش مسافر) تکمیل شده و در آزمایش‌های حمل در حالت اسیر (captive-carry) و با اولین هواپیمای مادر وایت نایت ۲ یا وی‌ام‌اس ایو شرکت کرده است. این فضاپیما همچنین پروازهای گلاید انفرادی را با بخش‌های دم متحرک در هر دو حالت ثابت و «پَرمانند» (feathered) به پایان رسانده است. موتور راکت هایبریدی آن چندین بار در جایگاه‌های آزمایش زمینی شلیک شده و در ۵ سپتامبر ۲۰۱۳ برای دومین بار در یک پرواز با نیروی موتور روشن شلیک شد. چهار فضاپیمای اسپیس‌شیپ‌دو دیگر نیز سفارش داده شده‌اند و از پایگاه فضایی آمریکا جدید به بهره‌برداری خواهند رسید. پروازهای تجاری حامل مسافر برای سال ۲۰۱۴ پیش‌بینی شده بود، اما به دلیل فاجعه در پرواز PF04 فضاپیمای SS2 لغو شد. برانسون اظهار داشت: «ما از آنچه اشتباه پیش رفت درس خواهیم گرفت، کشف خواهیم کرد که چگونه می‌توانیم ایمنی و عملکرد را بهبود بخشیم و سپس با هم به جلو حرکت خواهیم کرد.»

 آزمایش‌های علمی 
یکی از کاربردهای اصلی وسایل نقلیه زیرمداری امروزه، استفاده به عنوان راکت‌های ژرفاسنج علمی است. پروازهای علمی زیرمداری در دهه ۱۹۲۰ آغاز شد، زمانی که رابرت گدارد اولین موشک‌های با سوخت مایع را پرتاب کرد؛ با این حال، آنها به ارتفاع فضا نرسیدند. در اواخر دهه ۱۹۴۰، موشک‌های بالستیک وی-۲ غنیمت‌گرفته‌شده آلمان به موشک ژرفاسنج وی-۲ تبدیل شدند که به پایه‌گذاری راکت‌های ژرفاسنج مدرن کمک کردند. امروزه ده‌ها راکت ژرفاسنج مختلف از تأمین‌کنندگان گوناگون در کشورهای مختلف در بازار موجود است. به‌طور معمول، پژوهشگران مایل به انجام آزمایش‌ها در شرایط ریزگرانش یا بالاتر از جو هستند.

 حمل‌ونقل زیرمداری 
پژوهش‌هایی مانند آنچه برای پروژه ایکس-۲۰ دیناسور انجام شد، نشان می‌دهد که یک پرواز نیمه‌بالستیک زیرمداری می‌تواند در کمتر از یک ساعت از اروپا به آمریکای شمالی سفر کند.

با این حال، اندازه راکت مورد نیاز نسبت به محموله برای دستیابی به این هدف، مشابه یک موشک بالستیک قاره‌پیما (ICBM) است. دلتا-وی موشک‌های ICBM تا حدودی کمتر از دلتا-وی مداری است؛ و بنابراین هزینه‌های آن تا حدودی کمتر از هزینه‌های رسیدن به مدار خواهد بود، اما این تفاوت چندان بزرگ نیست.

به دلیل هزینه بالای پرواز فضایی، پروازهای زیرمداری احتمالاً در ابتدا به حمل‌ونقل محموله‌های با ارزش بالا و بسیار فوری مانند پروازهای پیک، عملیات‌های واکنش سریع نظامی یا گردشگری فضایی محدود خواهد شد.

اسپیس‌لاینر یک مفهوم فضاپیمای زیرمداری ابرفراصوت است که می‌تواند ۵۰ مسافر را در ۹۰ دقیقه از استرالیا به اروپا یا ۱۰۰ مسافر را در ۶۰ دقیقه از اروپا به کالیفرنیا منتقل کند. چالش اصلی در افزایش قابلیت اطمینان اجزای مختلف، به ویژه موتورها، نهفته است تا استفاده روزانه از آنها برای حمل‌ونقل مسافر امکان‌پذیر شود.

شرکت اسپیس‌اکس به‌طور بالقوه در حال بررسی استفاده از استارشیپ خود به عنوان یک سیستم حمل‌ونقل نقطه به نقطه زیرمداری است.

 پروازهای فضایی زیرمداری بدون سرنشین قابل توجه 
 اولین پرواز فضایی زیرمداری در ۲۰ ژوئن ۱۹۴۴ رخ داد، زمانی که MW 18014، یک موشک آزمایشی V-2، از پنمونده در آلمان پرتاب شد و به ارتفاع ۱۷۶ کیلومتری رسید.Walter Dornberger, Moewig, Berlin 1984. .
 بامپر ۵، یک راکت دو مرحله‌ای که از میدان آزمایش وایت سندز پرتاب شد. در ۲۴ فوریه ۱۹۴۹، مرحله بالایی آن به ارتفاع  و سرعت  رسید.
 آلبرت دوم، یک ماکاک رزوس نر، در ۱۴ ژوئن ۱۹۴۹ در یک پرواز زیرمداری از پایگاه نیروی هوایی هولومان در نیومکزیکو با یک موشک ژرفاسنج وی-۲ آمریکایی به ارتفاع ۸۳ مایل (۱۳۴ کیلومتر) رسید و به اولین پستاندار در فضا تبدیل شد.
 اتحاد جماهیر شوروی – انرگیا، ۱۵ مه ۱۹۸۷، با محموله پولیوس که در رسیدن به مدار ناکام ماند.
 آزمایش پرواز هفتم استارشیپ اسپیس‌اکس، ۱۶ ژانویه ۲۰۲۵، یک پرواز آزمایشی استارشیپ که در حین صعود منفجر شد و پروازهای خطوط هوایی را مجبور به تغییر مسیر برای جلوگیری از برخورد با بقایای در حال سقوط کرد و برنامه شاخص راکتی ایلان ماسک را با تأخیر مواجه ساخت. همچنین گزارش‌های متعددی از خسارت بر روی زمین وجود داشت. این شیء تا به امروز، پرجرم‌ترین جسمی است که به یک مسیر زیرمداری پرتاب شده است.

 پروازهای فضایی سرنشین‌دار زیرمداری 
بالاتر از ارتفاع ۱۰۰ کیلومتر (۶۲٫۱۴ مایل).

متن جایگزین=نمودار خط زمانی پروازهای فضایی زیرمداری سرنشین‌دار|بندانگشتی|خط زمانی پروازهای فضایی سرنشین‌دار زیرمداری (بالاتر از ۱۰۰ کیلومتر)

 ردیف تاریخ (به وقت گرینویچ) مأموریت خدمه کشور توضیحات ۱ ۱۹۶۱-۰۵-۰۵ مرکوری-رداستون ۳ آلن شپارد  اولین پرواز فضایی سرنشین‌دار زیرمداری، اولین آمریکایی در فضا ۲ ۱۹۶۱-۰۷-۲۱ مرکوری-رداستون ۴ ویرجیل گریسوم  دومین پرواز فضایی سرنشین‌دار زیرمداری، دومین آمریکایی در فضا ۳ ۱۹۶۳-۰۷-۱۹ پرواز ۹۰ ایکس-۱۵ جوزف ای. واکر  اولین هواپیمای بال‌دار در فضا ۴ ۱۹۶۳-۰۸-۲۲ پرواز ۹۱ ایکس-۱۵ جوزف ای. واکر  اولین فرد و فضاپیمایی که دو بار به فضا پرواز کرد ۵ ۱۹۷۵-۰۴-۰۵ سایوز ۱۸آ واسیلی لازارفاولگ ماکاروف  پرتاب مداری ناموفق. پس از نقص فنی در حین جدایش مرحله‌ای، لغو شد ۶ ۲۰۰۴-۰۶-۲۱ پرواز ۱۵پی اسپیس‌شیپ یک مایک ملویل  اولین پرواز فضایی تجاری ۷ ۲۰۰۴-۰۹-۲۹ پرواز ۱۶پی اسپیس‌شیپ یک مایک ملویل  اولین پرواز از دو پرواز برای بردن جایزه انصاری ایکس ۸ ۲۰۰۴-۱۰-۰۴ پرواز ۱۷پی اسپیس‌شیپ یک برایان بینی  دومین پرواز جایزه ایکس، که منجر به کسب جایزه شد ۹ ۲۰۲۱-۰۷-۲۰ بلو ارجین ان‌اس-۱۶ جف بیزوسمارک بیزوسوالی فانکالیور دیمن  اولین پرواز سرنشین‌دار بلو ارجین ۱۰ ۲۰۲۱-۱۰-۱۳ بلو ارجین ان‌اس-۱۸ آدری پاورزکریس بوشویزنگلن د فریسویلیام شاتنر  دومین پرواز سرنشین‌دار بلو ارجین ۱۱ ۲۰۲۱-۱۲-۱۱ بلو ارجین ان‌اس-۱۹ مایکل استراهاندیلن تیلورایوان دیکلین بسکمرون بس  سومین پرواز سرنشین‌دار بلو ارجین ۱۲ ۲۰۲۲-۰۳-۳۱ بلو ارجین ان‌اس-۲۰ شارون هیگلمارک هیگلجیم کیچنجورج نی‌یلدگری لای  چهارمین پرواز سرنشین‌دار بلو ارجین ۱۳ ۲۰۲۲-۰۶-۰۴ بلو ارجین ان‌اس-۲۱ ایوان دیککاتیا اچازارتاهمیش هاردینگویکتور کوریا هسپانیاجیسون رابینسونویکتور وسکوو  پنجمین پرواز سرنشین‌دار بلو ارجین ۱۴ ۲۰۲۲-۰۸-۰۴ بلو ارجین ان‌اس-۲۲ کوبی کاتنماریو فریراونسا اوبراینکلینت کلی سومساره صبریاستیو یانگ  ششمین پرواز سرنشین‌دار بلو ارجین ۱۵ ۲۰۲۴-۰۵-۱۹ بلو ارجین ان‌اس-۲۵ میسون انجلسیلوان شیروناد دوایتکنت هسکارول شالرگوپیچاند توتاکورا  هفتمین پرواز سرنشین‌دار بلو ارجین ۱۶ ۲۰۲۴-۰۸-۲۹ بلو ارجین ان‌اس-۲۶ نیکولینا الریکراب فرلیوجین گرینایمان جهانگیرکارسن کیچنافرایم رابین  هشتمین پرواز سرنشین‌دار بلو ارجین ۱۷ ۲۰۲۴-۱۱-۲۲ بلو ارجین ان‌اس-۲۸ هنری (هنک) ولفوندآستین لیترالجیمز (جی.دی.) راسلشارون هیگلمارک هیگلامیلی کالاندرلی  نهمین پرواز سرنشین‌دار بلو ارجین ۱۸ ۲۰۲۵-۰۲-۲۵ بلو ارجین ان‌اس-۳۰ لین بسخسوس کایخاتوشار شاهریچارد اسکاتالین چیا هایدراسل ویلسون  دهمین پرواز سرنشین‌دار بلو ارجین ۱۹ ۲۰۲۵-۰۴-۱۴ بلو ارجین ان‌اس-۳۱ آیشا بوآماندا انگوینگیل کینگکیتی پریلورن سانچزکریان فلین  یازدهمین پرواز سرنشین‌دار بلو ارجین. خدمه کاملاً زن. ۲۰ ۲۰۲۵-۰۵-۳۱ بلو ارجین ان‌اس-۳۲ دکتر گرچن گرینجسی ویلیامزآیمت (ایمی) مدینا خورخهپاول جریسهایمه آلمانمارک راکت  دوازدهمین پرواز سرنشین‌دار بلو ارجین. ۲۱ ۲۰۲۵-۰۶-۲۹ بلو ارجین ان‌اس-۳۳   سیزدهمین پرواز سرنشین‌دار بلو ارجین. ۲۲ ۲۰۲۵-۰۸-۰۳ بلو ارجین ان‌اس-۳۴   چهاردهمین پرواز سرنشین‌دار بلو ارجین. ۲۳ ۲۰۲۵-۱۰-۰۸ بلو ارجین ان‌اس-۳۶   پانزدهمین پرواز سرنشین‌دار بلو ارجین.

 پروازهای زیرمداری با پرتاب عمودی و سرنشین‌دار 
بیشتر پروازهای راکتی سرنشین‌دار یا پرواز فضایی مداری بوده‌اند یا پروازهای هواپیمای راکتی که به صورت افقی پرتاب می‌شدند. پروازهای زیرمداری سرنشین‌دار با پرتاب عمودی تا قبل از اولین پرتاب نیو شپرد نادر بودند و اغلب نتیجه نقص فنی یک راکت سرنشین‌دار برای پرواز فضایی مداری بوده‌اند. فهرست زیر تمام پروازهای راکتی زیرمداری با پرتاب عمودی و سرنشین‌دار را نشان می‌دهد.

 تاریخ (به وقت گرینویچ) مأموریت خدمه پرتابگر اوج پرواز کشور توضیحات ۱۹۶۱-۰۵-۰۵ مرکوری-رداستون ۳ آلن شپارد پرتابگر مرکوری-رداستون ۱۸۷٫۵ کیلومتر  اولین آمریکایی در فضا ۱۹۶۱-۰۷-۲۱ مرکوری-رداستون ۴ ویرجیل گریسوم پرتابگر مرکوری-رداستون ۱۹۰٫۳ کیلومتر  دومین آمریکایی در فضا ۱۹۷۵-۰۴-۰۵ سایوز ۱۸آ واسیلی لازارفاولگ ماکاروف سایوز ۱۹۲ کیلومتر  پرتاب مداری ناموفق. پس از نقص فنی در حین جدایش مرحله‌ای، لغو شد ۱۹۸۳-۰۹-۲۶ سایوز ۷کا-اس‌تی شماره ۱۶ال ولادیمیر تیتوفگنادی استرکالوف سایوز ۰٫۶۵ کیلومتر  لغو پرتاب روی سکو ۱۹۸۶-۰۱-۲۸ اس‌تی‌اس-۵۱-ال فرانسیس آر. «دیک» اسکوبیمایکل جی. اسمیتالیسون انیزوکاجودیت رزنیکرونالد مک‌نرگرگوری جارویسکریستا مک‌اولیف شاتل فضایی چلنجر ۲۰ کیلومتر  فاجعه شاتل فضایی چلنجر، تمام فضانوردان کشته شدند ۲۰۱۴-۰۱-۳۰ هیوز ۱ مایک هیوز راکت خودساخته ۰٫۴۱۹ کیلومتر  مایک هیوز مجروح شد ۲۰۱۸-۰۳-۲۴ هیوز ۲ مایک هیوز راکت خودساخته ۰٫۵۷۲ کیلومتر  ۲۰۱۸-۱۰-۱۱ سایوز ام‌اس-۱۰ آلکسی اوچنیننیک هگ سایوز ۹۳ کیلومتر  پرتاب مداری ناموفق ۲۰۲۰-۰۲-۲۲ هیوز ۳ مایک هیوز راکت خودساخته ۱٫۵ کیلومتر  مایک هیوز در هنگام فرود با چتر نجات که در زمان پرتاب آسیب دیده بود، کشته شد ۲۰۲۱-۰۷-۲۰ بلو ارجین ان‌اس-۱۶ جف بیزوسمارک بیزوسوالی فانکالیور دیمن نیو شپرد ۱۰۷ کیلومتر  اولین پرواز سرنشین‌دار بلو ارجین ۲۰۲۱-۱۰-۱۳ بلو ارجین ان‌اس-۱۸ آدری پاورزکریس بوشویزنگلن د فریسویلیام شاتنر نیو شپرد ۱۰۷ کیلومتر  دومین پرواز سرنشین‌دار بلو ارجین ۲۰۲۱-۱۲-۱۱ بلو ارجین ان‌اس-۱۹ مایکل استراهاندیلن تیلورایوان دیکلین بسکمرون بس نیو شپرد ۱۰۷ کیلومتر  سومین پرواز سرنشین‌دار بلو ارجین ۲۰۲۲-۰۳-۳۱ بلو ارجین ان‌اس-۲۰ شارون هیگلمارک هیگلجیم کیچنجورج نی‌یلدگری لای نیو شپرد ۱۰۷ کیلومتر  چهارمین پرواز سرنشین‌دار بلو ارجین ۲۰۲۲-۰۶-۰۴ بلو ارجین ان‌اس-۲۱ ایوان دیککاتیا اچازارتاهمیش هاردینگویکتور کوریا هسپانیاجیسون رابینسونویکتور وسکوو نیو شپرد ۱۰۷ کیلومتر  پنجمین پرواز سرنشین‌دار بلو ارجین ۲۰۲۲-۰۸-۰۴ بلو ارجین ان‌اس-۲۲ کوبی کاتنماریو فریراونسا اوبراینکلینت کلی سومساره صبریاستیو یانگ نیو شپرد ۱۰۷ کیلومتر  ششمین پرواز سرنشین‌دار بلو ارجین ۲۰۲۴-۰۵-۱۹ بلو ارجین ان‌اس-۲۵ میسون انجلسیلوان شیروناد دوایتکنت هسکارول شالرگوپیچاند توتاکورا نیو شپرد ۱۰۷ کیلومتر  هفتمین پرواز سرنشین‌دار بلو ارجین ۲۰۲۴-۰۸-۲۹ بلو ارجین ان‌اس-۲۶ نیکولینا الریکراب فرلیوجین گرینایمان جهانگیرکارسن کیچنافرایم رابین نیو شپرد ۱۰۵ کیلومتر  هشتمین پرواز سرنشین‌دار بلو ارجین ۲۰۲۴-۱۱-۲۲ بلو ارجین ان‌اس-۲۸ هنری (هنک) ولفوندآستین لیترالجیمز (جی.دی.) راسلشارون هیگلمارک هیگلامیلی کالاندرلی نیو شپرد ۱۰۷ کیلومتر  نهمین پرواز سرنشین‌دار بلو ارجین ۲۰۲۵-۰۲-۲۵ بلو ارجین ان‌اس-۳۰ لین بسخسوس کایخاتوشار شاهریچارد اسکاتالین چیا هایدراسل ویلسون نیو شپرد ۱۰۷ کیلومتر  دهمین پرواز سرنشین‌دار بلو ارجین ۲۰۲۵-۰۴-۱۴ بلو ارجین ان‌اس-۳۱ آیشا بوآماندا انگوینگیل کینگکیتی پریلورن سانچزکریان فلین نیو شپرد ۱۰۶ کیلومتر  یازدهمین پرواز سرنشین‌دار بلو ارجین ۲۰۲۵-۰۵-۳۱ بلو ارجین ان‌اس-۳۲ دکتر گرچن گرینجسی ویلیامزآیمت (ایمی) مدینا خورخهپاول جریسهایمه آلمانمارک راکت نیو شپرد ۱۰۴ کیلومتر  دوازدهمین پرواز سرنشین‌دار بلو ارجین. ۲۰۲۵-۰۶-۲۹ بلو ارجین ان‌اس-۳۳  نیو شپرد ۱۰۶ کیلومتر  سیزدهمین پرواز سرنشین‌دار بلو ارجین. ۲۰۲۵-۰۸-۰۳ بلو ارجین ان‌اس-۳۴  نیو شپرد ۱۰۴ کیلومتر  چهاردهمین پرواز سرنشین‌دار بلو ارجین. ۲۰۲۵-۱۰-۰۸ بلو ارجین ان‌اس-۳۶  نیو شپرد ۱۰۷ کیلومتر  پانزدهمین پرواز سرنشین‌دار بلو ارجین.

 آینده پروازهای فضایی سرنشین‌دار زیرمداری 
شرکت‌های خصوصی مانند ویرجین گلکتیک، آرمادیلو اروسپیس (که به نام Exos Aerospace بازآفرینی شد)، ایرباس، بلو ارجین و مستن اسپیس سیستمز به پروازهای فضایی زیرمداری علاقه‌مند شده‌اند که بخشی از آن به دلیل سرمایه‌گذاری‌هایی مانند جایزه انصاری ایکس است. ناسا و دیگران در حال آزمایش هواپیماهای ابرفراصوت مبتنی بر اسکرم‌جت هستند که ممکن است با نمایه‌های پروازی که به عنوان پرواز فضایی زیرمداری شناخته می‌شوند، مورد استفاده قرار گیرند. نهادهای غیرانتفاعی مانند آرکواسپیس و کپنهاگ ساب‌اوربیتالز نیز در تلاش برای پرتاب‌های مبتنی بر موشک هستند.

 پروژه‌های پرواز فضایی زیرمداری 
 پیکان کانادایی
 کرونا
 دی‌اچ-۱ (موشک)
 اینتراوربیتال سیستمز
 چالش ماه‌نشین
 مک‌دانل داگلاس دی‌سی-ایکس
 پروژه مورفیوس برنامه ناسا برای ادامه توسعه ماه‌نشین‌های ALHAT و Q
 کواد (موشک)
 برنامه آزمایش وسیله نقلیه چندبارمصرف توسط جاکسا
 راکت‌پلین ایکس‌پی
 برنامه توسعه سامانه پرتاب چندبارمصرف اسپیس‌اکس
 ایکس‌کور لینکس

 جستارهای وابسته 

 سطوح پرواز فضایی: زیرمداری، مداری، میان‌سیاره‌ای، میان‌ستاره‌ای و میان‌کهکشانی
 فضای نزدیک

 یادداشت‌ها 

 منابع 


*