Prym wśród budowy rakiet i statków kosmicznych wielokrotnego użytku wiedzie SpaceX. Pozostałe firmy, w głównej mierze państwowe agencje kosmiczne, pozostały daleko w tyle. Pierwotne przesłanki o tym, jakoby lądowanie Falconem 9 nie było z ekonomicznego punktu widzenia sensowne szybko zweryfikował rynek. Jak się okazało, Elon Musk miał rację. Ponowne wykorzystanie rakiety ma więcej sensu niż budowa nowego egzemplarza na potrzeby każdej misji. O ile konkurencja pozostała w tyle i co jakiś czas przebąkuje o dalekich planach na nową generację rakiet, tak firma Rocket Lab pozytywnie nas zaskoczyła.

Kiwi potrafi w kosmos

Rocket Lab – nowozelandzka firma aeronautyczna zarejestrowana w USA – postawiła sobie za cel transport małych ładunków w przestrzeń kosmiczną. Na potrzeby tego szczytnego celu, zaprojektowali oraz zbudowali rakietę Electron. Pojazd składa się z dwóch stopni o średnicy 1,2 metra oraz łącznej wysokości 17 metrów. Pierwsza część rakiety napędzana jest dziewięcioma silnikami Rutherford, zaś druga wykorzystuje do tego pojedynczy egzemplarz silnika o takiej samej nazwie, przystosowany jednak do pracy w próżni. Warto dodać, że Rutherford jest silnikiem niemal w całości produkowanym za pomocą technologii druku 3D. Czarny korpus Electrona zbudowany jest z lekkiego materiału kompozytowego. Na życzenie klienta, możliwe jest wykorzystanie dodatkowego, trzeciego stopnia, który umieści ładunek o masie do 150 kg na docelowej orbicie. Curie – mały silnik napędzający owy stopień – również powstaje w drukarce 3D.

To tak w skrócie na temat rakiety Electron. Firma stawia na innowacje oraz samodzielną produkcję podzespołów. Coś wam to przypomina? Rocket Lab nie jest jednak konkurentem SpaceX. Oba przedsiębiorstwa celują w dwie zupełnie różne rynki. Firma Elona Muska transportuje ciężkie, duże ładunki w przestrzeń kosmiczną, planuje kolonizację Marsa i budowę globalnego satelitarnego internetu. Nowozelandczycy znaleźli własną, profitującą niszę. Zdolny do wystrzelenia 225 kilogramów na niską orbitę okołoziemską Electron jest graczem z zupełnie innej, mniejszej ligi. Nie żeby było w tym coś złego. Rocket Lab przeprowadził jak dotąd 11 misji i świetnie wywiązuje się z postawionego przed sobą zadania.

Jak już wspomniałem, firma stawia na innowacyjność. Im tańszy dostęp do przestrzeni kosmicznej, tym lepiej. Dlatego też, postanowiono nieco zmodyfikować pierwszy stopień rakiety, tak aby go odzyskać. Na spadochronach. Zanim ktoś się zacznie zastanawiać, dlaczego nie spróbują wylądować za pomocą silników, jak SpaceX, uświadamiam. Electron jest zwyczajnie dużo mniejszy (pierwszy stopień F9 ma około 50 metrów wysokości, a cały Electron 17 metrów), posiada znacznie mniej paliwa podczas startu, a potrzebne do lądowania na lądzie czy też barce podzespoły niepotrzebnie zwiększyłyby masę rakiety. W takim wypadku, spadochrony wydają się być optymalnym rozwiązaniem.

Lądowanie na spadochronach

Próba odzysku danej części rakiety za pomocą spadochronów nie jest nowym pomysłem. Co więcej, technologia jest sprawdzona. Codziennie odzyskujemy za jej pomocą ludzi, skaczących bez większego celu z pokładów samolotów. No powiedzmy, że sprawdzona. Ludzie nie skaczą z wysokości 100 kilometrów. Jeszcze.

Tak czy inaczej, kilka lat temu NASA odzyskiwała boczne dopalacze pomagające wynosić Wahadłowce w przestrzeń kosmiczną. Wielkie, napędzane paliwem stałym boostery opadały na powierzchnię oceanu, skąd były transportowane na ląd w celu przygotowania do kolejnego lotu. Niestety, jak to w przypadku NASA bywa, cały ten odzysk okazał się niezwykle kosztowny. Kontakt ze słoną wodą ma katastrofalny wpływ wszelkiego rodzaju mechanizmy, podzespoły i całą resztę. Koniec końców musisz włożyć sporo pieniędzy, aby przystosować do startu rakietę, która zaliczyła kąpiel w oceanie.

Spadochrony i loty w kosmos łączy jednak dużo odleglejsza historia, bo sięgająca lat 50. i 60. XX wieku. W ramach programu Corona, powstałego na potrzeby CIA oraz Amerykańskich Sił Powietrznych (USAF), opracowane zostały satelity fotografujące powierzchnię Ziemi. Sposób, w jaki odbierano wykonane przez nie fotografie był niecodzienny. Gromadzone przez satelitę dane były magazynowane w kapsule przystosowanej do ponownego wejścia w atmosferę planety. Dzięki temu, gdy taśma ze zdjęciami była pełna, kapsuła mogła zostać odrzucona od pozostałej części satelity. Wyposażona w spadochrony i osłonę termiczną wchodziła w atmosferę, a następnie opadała w bezpieczny sposób na powierzchnię.

Złapać spadającą rakietę

Prace nad odzyskiem pierwszego stopnia rakiety Electron rozpoczęły się w 2018 roku. Opracowany przez firmę plan składa się z dwóch etapów. Na początek, pierwszy stopień rakiety będzie opadał na spadochronach aż do oceanu, gdzie zaliczy miękkie wodowanie. Jak wspomniałem w jednym z powyższych akapitów, kontakt ze słoną wodą nie należy do przyjaznych. Dlatego też, prosto po wyłowieniu z wody, rakieta będzie transportowana do kompleksu produkcyjnego w celu jej “odnowienia” i przygotowania do kolejnego startu.

Drugi, planowany na przyszłość etap, zapowiada się o wiele ciekawiej. Mianowicie, podczas gdy pierwszy stopień rakiety będzie opadał powoli w kierunku Ziemi, przechwycony zostanie za pomocą helikoptera. Pozwoli to uniknąć niebezpiecznego kontaktu z wodą – oszczędzi sporą ilość pieniędzy. Dodatkowo powinno wyglądać całkiem efektownie.

Pierwsze kroki w kierunku odzysku pierwszego stopnia zostały wykonane pod koniec zeszłego roku. Podczas misji “Running out of Fingers“, przeprowadzone zostało kontrolowane ponowne wejście pierwszego stopnia w atmosferę. Test został zakończony pomyślnie, a podzespoły odpowiedzialne za telemetrię i nawigację spełniły swoje zadanie. Jako, że na pokładzie rakiety nie umieszczone zostały spadochrony, Electron zaliczył kontakt z taflą wody przy prędkości 900 km/h. Operacja się udała, pacjent zmarł.

W nadchodzących misjach planowane jest dalsze rozwijanie systemu, tak aby ostatecznie Electron stał się częściowo reużywalną rakietą. Kolejny krok w kierunku tańszego dostępu do przestrzeni kosmicznej. Na koniec zostawiam was z nagraniem, w którym szef firmy Rocket Lab, Peter Beck, własnymi słowami opisuje plany rozwoju rakiety. Zarzeka się również, że zje własną czapkę, jeśli owe plany się powiodą.

Bartosz Mejer Administrator
Popularyzator sektora kosmicznego w Polsce. Udzielam się głównie na tematy załogowej eksploracji kosmosu, kolonizacji Marsa oraz nowinek astrofizycznych.
3