/Historia pojazdów kosmicznych wielokrotnego użytku I

Historia pojazdów kosmicznych wielokrotnego użytku I

Pojazdy kosmiczne wielokrotnego użytku stają się powoli coraz popularniejszym środkiem transportu towarów i niedługo również ludzi w przestrzeń kosmiczną. Dzieje się tak głównie za sprawą SpaceX, których tropem podążą firma Blue Origin. W kierunku odzyskiwalnych rakiet zaczyna spoglądać początkowo sceptycznie nastawiona do pomysłu Arianespace, a Chińczycy po cichu testują technologię, która może zostać w przyszłości przez nich wykorzystana. Główną zaletą rakiet wielokrotnego użytku jest niższa cena od używanych dotychczas jednorazowych egzemplarzy. Raz zbudowana rakieta może wykonać nawet kilkadziesiąt misji bez większych napraw pomiędzy nimi. Podobnie jak w przypadku samolotów, które wykonują w czasie swojego życia tysiące lotów. Takie rozwiązanie w przemyśle kosmicznym może otworzyć drogę do eksploracji kosmosu na pełną skalę i znacznie przyczynić się do rozwoju ludzkości. Pojazdy kosmiczne wielokrotnego użytku są również kluczem do kolonizacji innych planet. Ich początki sięgają znacznie dalej niż mogłoby się wydawać, co postaram się opisać w tym artykule.

Zaczniemy oczywiście od początku, który miał miejsce w pierwszej połowie XX wieku. W tamtych czasach, co prawda nie istniała odpowiednia technologia do zbudowania takiego pojazdu, lecz w głowach pisarzy science-fiction powstawały pierwsze wizje takich statków kosmicznych. Przedstawiane były one zazwyczaj jako pojazdy SSTO VTOL, czyli składające się z zaledwie jednego stopnia (obecne rakiety posiadają przynajmniej dwa stopnie) i startujące jak i lądujące wertykalnie. Oprócz nich ówcześni fani sci-fi mogli spotkać się z koncepcją pojazdów kosmicznych typu SSTO HOTOL, a zatem podobnie jak w przypadku tych pierwszych miały one być zbudowane z jednego stopnia, który również miał startować wertykalnie, ale samo lądowanie miało odbywać się horyzontalnie tak jak robiły to znane nam wszystkim wahadłowce kosmiczne NASA.

We wczesnych latach 50 XX wieku, nie kto inny jak Wernher von Braun, ojciec najpotężniejszej rakiety w historii ludzkości, zaprojektował trzystopniowy pojazd, w częściowo wielokrotnego użytku zwany Ferry Rocket. Pomysł był swego rodzaju połączeniem powstałych w przyszłości Saturna V i wahadłowców kosmicznych. Ferry Rocket miała posłużyć do opisywanych przez von Brauna planów lotu na Czerwoną Planetę, których niestety nie udało mu się wcielić w życie.

Ferry Rocket 

Z czasem więcej inżynierów zaczęło interesować się tematem i zaczęli tworzyć koncepcje pojazdów kosmicznych wielokrotnego użytku. Początkowo były to jednak pojazdy jedynie częściowo odzyskiwalne. Podobnie do dzisiejszego Falcona 9, którego pierwszy stopień wraca na Ziemię, lecz drugi spala się w atmosferze. Jedną z pierwszych propozycji takiego pojazdu był zaprojektowany przez niemieckiego inżyniera Kraffta Arnolda Ehricka NEXUS. Koncepcja tej rakiety powstała w latach 60 XX wieku  z myślą o zostaniu następcą Saturna V od którego miała mieć nawet ośmiokrotnie większy udźwig. Średnica największej wersji pojazdu NEXUS miała wynosić 61,5 metra. Projekt oczywiście nigdy nie wyszedł z fazy planowania.

Pojazd NEXUS 

Jednym z pionierów w dziedzinie projektowania pojazdów VTOL SSTO był pracujący w firmie Douglas, Philip Bono. Stworzył on całą serię koncepcyjnych statków zwanych po kolei: ROOST, ROMBUS, Ithacus, Pegasus i SASSTO. Pierwsze trzy z nich miały posiadać udźwig 450 ton na niską orbitę okołoziemską zaś Pegasus i SASSTO odpowiednio 140 ton i 2,8 tony. Większośc z nich była kombinacją podobnych do siebie. innowacyjnych technologii, co miało na celu zwiększenie ich osiągów. Bono proponował wykorzystanie pojazdów w transporcie militarnym (Ithacus), cywilnym (Pegasus), a nawet użycie statków do misji na Księżyc czy Marsa. Warto również dodać, że Pegasus miał transportować do 172 pasażerów ze znajdującej się w Kalifornii bazy wojskowej Vandenberg do Singapuru w czasie 39 minut. Brzmi znajomo? W Europie, zainspirowany projektami przedstawionymi przez Bono, Dietrich Koelle zaprezentował swoją własną wersję pojazdu wielokrotnego użytku zwaną BETA, której udźwig miał wynosić 2 tony na niską orbitę okołoziemską.

Pojazd Ithacus po lewej i Pegasus po prawej 

Plany opisane w akapicie powyżej miały miejsce w latach 60 XX wieku. Biorąc pod uwagę ich rozmach, można chyba stwierdzić, iż po zakończeniu programu Apollo przestaliśmy w pewnym sensie marzyć. Chodzi mi o fakt, że porzuciliśmy załogową eksplorację głębokiego kosmosu i skupiliśmy się na niskiej orbicie okołoziemskiej na którą lataliśmy przez wiele lat za pomocą Wahadłowców NASA. Sami widzimy do czego to doprowadziło. Obecnie USA nie jest w stanie wysłać człowieka w kosmos i nastąpi to dopiero w przyszłym roku po kilku latach przerwy. Powinniśmy pamiętać o tym, że technologia sama z siebie nie rozwinie się do przodu. Potrzeba do tego tytanicznej pracy i zaangażowania wielu osób. Swoją drogą wydaje mi się, że Philip Bono to bardzo ciekawa osoba i można by poświęcić mu cały osobny artykuł.

Po zakończeniu programu Apollo, prezydent Nixon zdecydował, że NASA postawi na wahadłowce i tym samym pogrzebał załogową eksplorację głębokiego kosmosu. Wysokie koszta i brak zainteresowania opinii publicznej miał wielki wpływ na tę decyzję, a program STS miał przynieść wielkie oszczędności, co jak się później okazało nie do końca się sprawdziło. Tak czy inaczej system STS był częściowo wielokrotnego użytku. Składały się na niego dwa wielkie dopalacze na paliwo stałe, które po wykonaniu swojej pracy spadały na spadochronach do oceanu z którego były odzyskiwane, naprawiane i wykorzystywane ponownie. Orbiter również był wielokrotnego użytku, lecz mimo to wymagał sporej ilości prac pomiędzy startami, a to przekładało się na koszta wyższe niż planowano. Jedynym elementem jednokrotnego użytku był wielki, słynny, pomarańczowy zbiornik wypełniony paliwem po którego wyczerpaniu spadał do Atlantyku i nie był wykorzystywany ponownie chociaż pojawiały się pewne koncepcje jego odzysku. Mimo to NASA nie zdecydowała się na taki krok.

Wahadłowiec NASA 

Wahadłowce NASA miały swoje plusy i minusy. Zdecydowanie na ich korzyść działał fakt, iż potrafiły one dostarczyć aż do 7 astronautów na Międzynarodową Stację Kosmiczna i umożliwiły misje naprawcze teleskopu Hubble’a bez których byłby bezużyteczny. Z drugiej strony niedopatrzenia NASA i brak systemu ratunku załogi doprowadziły do śmierci 14 astronautów, a za pieniądze zainwestowane w program można było z pewnością stworzyć tańszy i bezpieczniejszy środek transportu. W Związku Radzieckim powstał odpowiednik amerykańskich wahadłowców o nazwie Buran, lecz nie odniósł większego sukcesu. Wykonał on zaledwie jedną misję podczas której dwa razy okrążył Ziemię.

W następnej części artykułu postaram się opisać dalsze plany budowy pojazdów wielokrotnego użytku w które była zaangażowana zarówno NASA jak i prywatne przedsiębiorstwa. Chętnie wysłucham również waszych uwag, które możecie zostawić w komentarzach.

Jeśli chcesz być na bieżąco, to zapraszam do obserwowania mojego profilu OCISLY na Wykopie i fanpage.

 

Źródło: astronautix.com, Wikipedia

 

Udostępnij