Il dirigibile orbitale, o “dirigibile spaziale”, è un mezzo proposto per spostare il carico da terra a un’orbita terrestre bassa senza l’uso di razzi convenzionali. La progettazione di un dirigibile orbitale consiste in tre fasi, progettate per spostare i carichi utili dalla terra allo spazio in circa una settimana. Sebbene ci siano diverse organizzazioni che lavorano per creare una simile nave, il concetto è la parte più nota di un programma chiamato Airship to Orbit (ATO), immaginato da JP Aerospace, un’organizzazione di volontariato con sede in California che si considera un concorrente privato della NASA. Nonostante l’entusiasmo di JP Aerospace per la progettazione proposta, numerosi esperti che hanno effettuato analisi indipendenti hanno affermato che alcuni dettagli sono fisicamente impraticabili.
Il primo stadio dell’ATO è un dirigibile convenzionale pieno di elio. A forma di V allo scopo di essere aerodinamico, è etichettato Ascender. Il dirigibile orbitale sale a circa 25 miglia (40 km), quindi attracca con la seconda fase, una piattaforma permanente con equipaggio chiamata Dark Sky Station (DSS).
Come l’Ascender, la Dark Sky Station è una struttura gonfiata senza un guscio rigido. La prima tappa è impedita a salire oltre 40 km (25 miglia) perché qualsiasi dirigibile orbitale in grado di sopravvivere ai venti atmosferici sarebbe purtroppo troppo pesante per rendere il viaggio nello spazio. Sono già stati creati diversi prototipi di Ascender e Dark Sky Station.
La terza fase di ATO è l’Ascendente Orbitale, un’astronave / aereo lunga 6.000 piedi (1,8 km) progettata per fare il viaggio dal DSS a 150 km o 93 miglia (93 miglia). Sebbene l’elio sia ancora più leggero dell’aria a 40 km (25 miglia), questo effetto diminuisce e alla fine si ferma, rendendo l’imbarcazione più pesante dei suoi dintorni. A 93 miglia (150 km) la densità dell’aria è solo tre miliardesimi di ciò che è a livello del mare.
JP Aerospace ha proposto di coprire questa enorme Ascender nei pannelli solari e di utilizzare motori ionici per accelerare l’imbarcazione a circa 5 miglia al secondo (8.000 metri al secondo), la velocità richiesta per qualsiasi oggetto per raggiungere l’orbita. È stato affermato che questo processo richiederebbe circa cinque giorni.
Sfortunatamente, alcuni semplici calcoli mostrano che i motori a ioni accoppiati ai pannelli solari non fornirebbero una spinta sufficiente per spingere il massiccio inviluppo di gas alla velocità richiesta per l’uscita atmosferica. Probabilmente bruciando idrogeno a bordo, creando un design a dirigere che si piega durante la salita per diventare più aerodinamico, o irradiando energia in forma di microonde dalla Dark Sky Station all’Orbital Ascender, questo schema potrebbe diventare pratico. In alternativa, Dark Sky Station potrebbe semplicemente essere utilizzata come piattaforma per il lancio di missili chimici.
Molti dettagli devono ancora essere elaborati per rendere praticabile il dirigibile orbitale. Nessuna imbarcazione più leggera dell’aria ha ancora volato a velocità ipersoniche, portando molti esperti a essere scettici sulle proposte di un dirigibile orbitale.