Prywatne przedsiębiorstwa coraz chętniej inwestują w rozwój alternatywnych rakiet. Innowacje pozwolą ograniczyć koszty misji kosmicznych

Programy kosmiczne przestały być domeną agencji rządowych. Dynamiczny rozwój sektora kosmicznego związany jest m.in. z rosnącym zapotrzebowaniem na badania przeprowadzane w warunkach mikrograwitacji. Wystrzeliwanie przyrządów badawczych za pośrednictwem klasycznych rakiet jest procesem zbyt kosztownym dla wielu uczelni i przedsiębiorstw, dlatego powstają pomysły na zredukowanie środków potrzebnych do przeprowadzenia misji. Pomóc mogą w tym m.in. moduły wykonane metodą druku cyfrowego, rakiety wielokrotnego startu czy takie wystrzeliwane z platform stratosferycznych.

– Niektóre eksperymenty wymagające mikrograwitacji nie muszą lecieć na orbitę, wystarcza im krótszy czas działania mikrograwitacji, np. kilka minut. I w tym czasie dużo tańszym rozwiązaniem jest po prostu lot na rakiecie suborbitalnej. Razem z firmą Spartaqs pracujemy nad innowacyjną platformą do wynoszenia takich rakiet do stratosfery. Przez to, że ta rakieta będzie startowała z wysokości około 20 km, całą gęstą atmosferę zostawiamy poniżej, czyli potrzebujemy znacznie mniej energii na to, żeby osiągnąć takie wysokości, czyli polecieć w kosmos – mówi agencji informacyjnej Newseria Innowacje Damian Mayer, prezes Near Space Technologies.

Lista prywatnych producentów i operatorów rakiet nie ogranicza się wyłącznie do dużych korporacji pokroju SpaceX czy Blue Origin, które są w stanie wysyłać ładunek poza orbitę okołoziemską i bezpiecznie sprowadzić pojazd z powrotem na Ziemię. Również mniejsze przedsiębiorstwa inwestują w rozwój systemów rakietowych, które pozwalają przeprowadzać budżetowe eksperymenty w warunkach mikrograwitacji.

Start-up Relativity Space pracuje nad rakietami Terran 1 wykonanymi metodą druku 3D, które byłyby znacznie tańsze w produkcji niż klasyczne modele. Składałyby się ze stukrotnie mniejszej liczby części, co drastycznie zmniejszyłoby koszty produkcji oraz montażu, jedynie układy elektroniczne byłyby składane przy wykorzystaniu klasycznych procesów technologicznych. Wykonanie rakiety od podstaw ma trwać zaledwie 60 dni, a pierwsze loty testowe Terran 1 ma wykonać pod koniec 2020 roku.

Inżynierowie Near Space Technologies specjalizujący się w rozwiązaniach z branży near space stawiają z kolei na dwuetapowy system lotów. We współpracy z firmą Spartaqs opracowali system wysyłania ładunków za pomocą platform stratosferycznych. Dzięki wyspecjalizowanym dronom moduł rakietowy wynoszony jest na wysokość stratosfery i dopiero tam odpalane są główne silniki, które wyniosą rakietę w przestrzeń suborbitalną. Taki manewr pozwoli zredukować koszty misji nawet o 50 proc.

– Znacząco obniżamy koszt startu rakiety względem tego, co jest obecne na rynku. Mamy nowoczesne systemy dronowe, systemy sprowadzania ładunków z dużych wysokości do konkretnego punktu na Ziemi. Technika tak bardzo się rozwinęła, że jesteśmy w stanie zaoferować innowacyjne, bardzo nowoczesne rozwiązanie, które na pewno przyjmie się na rynku i będzie w stanie oferować usługi znacznie taniej niż konkurencja – mówi ekspert.

Firma SpaceX udowodniła, że równie efektywne są rakiety wielokrotnego użytku, a już wkrótce mogą się upowszechnić budżetowe projekty tego typu. Nad jednym z nich pracuje chińska firma LinkSpace Aerospace Technology Group, której udało się wystrzelić prototypowy model rakiety pionowego startu i lądowania NewLine Baby. Lot próbny miał posłużyć m.in. przetestowaniu silników, systemu wielokrotnego startu oraz dyszy wektorowej. Docelowo pojazdy będą służyły w budżetowych misjach suborbitalnych, dzięki czemu pozwolą zredukować ich koszt nawet o 80 proc. Inżynierowie LinkSpace planują także skonstruować dwustopniową rakietę wielokrotnego użytku NewLine-1, która pozwoliłaby obniżyć koszty wysłania na orbitę mikro- i nanosatelitów.

Ze względu na specyfikę branży często dochodzi w niej do współpracy firm z sektora prywatnego z ośrodkami naukowymi. Dobrym przykładem takiego działania są konsultacje przeprowadzone przez Near Space Technologies z zespołem Politechniki Wrocławskiej PoliWRocket, który startuje w zawodach SpacePort America Cup w Stanach Zjednoczonych. Firma pomagała studentom opracować system odzyskiwania rakiet oraz wykonała specjalne spadochrony klasterowane na potrzeby konkursu.

Takie budżetowe projekty mają pewne ograniczenia, nie będą w stanie wynieść ładunków o dużej wadze bądź pełnowymiarowych satelitów na orbitę okołoziemską. Rakieta Boleh 3 według wstępnych założeń będzie w stanie unieść satelity CubeSat o maksymalnym rozmiarze 3U, z kolei pojazdy od Near Space Technologies wystrzeliwane za pośrednictwem platformy stratosferycznej udźwigną do 70 kg ładunku i wzniosą się na wysokość do 200 km. Czas lotu ma być wystarczający do przeprowadzenia kompleksowych eksperymentów w warunkach mikrograwitacji.

– W tej chwili jesteśmy na etapie testowania prototypów, rakiety są już gotowe i czekają na start na poligonie w Drawsku Pomorskim. Start ma się odbyć we wrześniu. Przygotowujemy także duży prototyp zawierający testowe technologie, które mają się pojawić w docelowym rozwiązaniu. Taki prototyp chcemy wystrzelić na wysokość około 60 km jesienią tego roku lub wiosną przyszłego roku. Cały projekt zostanie ukończony w ciągu następnych kilku lat – przewiduje Damian Mayer.

Według analityków z firmy Report Ocean wartość globalnego rynku systemów lotów kosmicznych do 2024 roku wzrośnie do 19,5 mld dol. przy średniorocznym tempie wzrostu na poziomie blisko 13 proc.