2016 - rakietowe podsumowanie roku

Rok 2016 obfitował w wiele sukcesów w dziedzinie astronautyki. Odbyło się łącznie 86 startów, jeden jeszcze ma się odbyć w Chinach już po publikacji artykułu (87 startów odbyło się w 2015 roku). Z tego 83 starty były udane (w porównaniu do 82 w roku ubiegłym). Oglądaliśmy wiele debiutów rakiet i startów z nowych portów kosmicznych.

W kwietniu pierwszy Sojuz poleciał z długo wyczekiwanego portu Wostoczny w Rosji. Debiutował też kosmodrom Wenchang na wyspie Hainan w Chinach.

Jak przedstawiają się statystyki względem państw uczestniczących w przemyśle kosmicznym? Na potrzeby tej statystyki dodajemy start do danego kraju jeśli rakieta została zbudowana w tym państwie.

I tak najwięcej startów miały Stany Zjednoczone (23, 20 w 2015), tuż za nimi uplasowały się Chiny (22, 19 w 2015), rosyjskie rakiety latały 19 razy (to jest spadek z pierwszej pozycji z 29 startami w 2015). Za podium znalazły się kolejno Europa (9, tyle samo w 2015), Indie (7, 5 w 2015) oraz Japonia (4, tyle samo co w 2015). Po jednym udanym starcie miał Izrael oraz Korea Północna (oba kraje bez startów w 2015).

Najpopularniejszą rodziną rakiet były chińskie rakiety Długi Marsz (22 starty, 19 startów w 2015), rosyjskie rakiety grupy R-7 (14 startów, 17 startów w 2015) oraz należące do prywatnej firmy SpaceX rakiety Falcon (9 startów, 7 startów w 2015).

W rankingu konkretnych rakiet, liderem był Falcon 9 (9 startów, 7 w 2015), Atlas V zajął drugie miejsce (8 startów, 9 w 2015) ex aequo z rakietą Długi Marsz 2 (4 starty w 2015) oraz rosyjskim Sojuzem 2 (10 lotów w 2015). Podium uzupełniła europejska Ariane 5.

Najpopularniejszymi portami kosmicznymi roku 2016 były amerykańskie Cape Canaveral (19 startów), Bajkonur w Rosji (11) oraz Kourou w Gujanie Francuskiej (11).

Swoje dziewicze loty miały w 2016 roku trzy rakiety: Antares 200 firmy Orbital ATK oraz chińskie Długi Marsz 5 i Długi Marsz 7.

W roku 2016 podobno jak w poprzednim 3 starty się nie udały. W sierpniu Długi Marsz 4C zaliczył nieudany start z satelitą rozpoznawczym, 1 grudnia Soyuz-U nie dostarczył na orbitę statku zaopatrzeniowego do Międzynarodowej Stacji Kosmicznej Progress MS-04, we wrześniu natomiast podczas przygotowań do startu wybuchła amerykańska rakieta Falcon 9 z satelitą Amos 6.

Pora także podsumować najważniejsze wydarzenia z dziedziny rozwoju technologii kosmicznych. Poniżej subiektywna lista dziesięciu najważniejszych.

W końcówce września 2016 roku odbył się w Meksyku 67. Międzynarodowy Kongres Astronautyczny IAC 2016. Było to bardzo głośne wydarzenie gromadzące w jednym miejscu kluczowych graczy sektora kosmicznego. Najgłośniejszym wystąpieniem była prezentacja Elona Muska – założyciela firmy SpaceX zatytułowana „Jak uczynić gatunek ludzki międzyplanetarnym”.

W konferencji tej została zaprezentowana koncepcja kolonizacji Marsa z bardzo ambitnym planem rozwoju technologii i misji załogowych. Podstawową częścią architektury ma stanowić 78-metrowa rakieta i zamontowany na jej szczycie statek załogowy zdolny pomieścić nawet 100 osób. Dolny człon rakiety ma rozpędzać 42 rozwijanych silników Raptor o ciąg odpowiadającym 13 000 t.

Kluczem w tej technologii ma być wielokrotne użycie. Gigantyczny dolny stopień ma wracać po wykonanej pracy na stanowisko startowe. Powrót w to samo miejsce ma umożliwić bardzo szybkie ponowne wykorzystanie stopnia w transporcie tankowca do wysłanego statku załogowego.

W planach oprócz ogromnej rakiety jest wytwarzanie paliwa na powierzchni Marsa, chociaż w prezentacji zabrakło konkretów dotyczących działań na samej Czerwonej Planecie. Pojawił się za to niezwykle optymistyczny harmonogram rozwoju i lotów.

Czy te plany mają szansę na realizację w tak krótkim czasie? Największą przeszkodą będą fundusze i nieprzewidziane zdarzenia. Także technologia, od której ma to zależeć jest wielką niewiadomą.

SpaceX ogłosił także w tym roku plany misji kapsuły Red Dragon. Red Dragon ma wylądować na Marsie, bez sprzętu naukowego NASA już w 2018 roku. SpaceX chce udowodnić, że jest w stanie lądować dużym obiektem na Czerwonej Planecie. Będzie to jednak niezwykle trudne zadanie. Do tej pory najcięższą rzeczą, która wylądowała na Marsie jest łazik Curiosity ważący niecałą tonę. Tu wyzwanie będzie o wiele większe, gdyż Red Dragon ma ważyć przed lądowaniem ponad 6 ton! Umiejętność dostarczania ciężkich ładunków na Marsa jest jednym z kluczowych aspektów przyszłych misji załogowych.

W kwietniu 2016 roku rakieta Falcon 9 firmy SpaceX poleciała z kapsułą Dragon do Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Podczas startu po raz pierwszy udało się wylądować pierwszym stopniem rakiety na barce.

Jeszcze pod koniec 2015 roku SpaceX powrócił do lotów po półrocznej przerwie spowodowanej awarią swojej rakiety. Po pierwszym udanym lądowaniu na bezzałogowej barce na Oceanie Atlantyckim nastąpiła seria koejnych ladowań – trzy razy na oceanie i jeden raz na lądzie.

Nie wszystko jednak firmie Elona Muska wyszło w mijającym roku. 1 września nad ranem, przylądkiem Canaveral na Florydzie wstrząsnęła eksplozja. Podczas tankowania rakiety przed testem silnikowym na stanowisku startowym wybuchła rakieta, niszcząc warty setki milionów dolarów ładunek Amos 6 izraelskiej firmy Spacecom. Wypadek ten wstrzymał loty Falconów do końca tego roku. Powrót do startów ma nastąpić w styczniu.

SpaceX przełożył także debiut swojej potężnej rakiety Falcon Heavy. Falcon Heavy to konstrukcja, która swym udźwigiem ma dwukrotnie przewyższać obecnie najpotężniejszą aktywną rakietę Delta IV Heavy. Pierwszy start nowej rakiety planowany jest na 2017 rok.

Blue Origin przeprowadził piąty z rzędu udany lot rakiety New Shepard. Warto zaznaczyć, że wszystkie te starty używały tego samego egzemplarza rakiety. Październikowy test sprawdzał system ucieczki kaspuły załogowej w momencie najwyższego ciśnienia aerodynamicznego.

Kapsuła poprawnie odseparowała się od rakiety i wylądowała następnie na spadochronach. Co zaskakujące, nawet dla zespołu Blue Origin, rakieta przetrwała awaryjną separację kapsuły i wylądowała o własnym napędzie na wyznaczonym stanowisku.

Po latach pracy Jeff Bezos, właściciel firmy Amazon zaprezentował także nową rakietę – New Glenn ma być pierwszą rakietą orbitalną firmy Blue Origin. Nowa rakieta ma występować w dwóch wariantach – dwustopniowym i trójstopniowym, obie wersje z lądującym dolnym stopniem.

Dolny stopień zasilany będzie siedmioma nowymi silnikami BE-4 na ciekły gaz ziemny i ciekły tlen. Rozwijane silniki BE-4 mają być również wykorzystane przez rakietowego giganta ULA do napędzania nowej rakiety Vulcan.

Drugi stopień ma używać przystosowanego do próżni silnika BE-4U. W wersji trójstopniowej, najwyższy stopień wykorzysta silniki BE-3 na ciekły wodór i tlen. Trójstopniowa rakieta New Glenn będzie w stanie wysyłać satelity poza niską orbitę okołoziemską.

New Glenn ma polecieć po raz pierwszy pod koniec tej dekady.

W listopadzie NASA ukończyła budowę teleskopowej części satelity JWST – następcy teleskopu Hubble’a. Teleskop składać się będzie z 18 sześciokątnych, pokrytych złotem luster. Pozłacane lustro będzie w stanie odbijać promieniowanie podczerwone. Zwierciadło ma mieć średnicę 6,5 m i rozłoży się dopiero na orbicie.

Podczas gdy optyka teleskopu jest już wykonana, dużo testów integracyjnych musi zostać wykonanych zanim satelita będzie gotowy do startu w 2018 roku. Dwie dekady pracy nad teleskopem zostaną zwieńczone w niedalekiej przyszłości startem.

W lutym prywatna firma Virgin Galactic miliardera Richarda Bransona zaprezentowała nowy rakietoplan SpaceShipTwo. Ma on zastąpić stracony podczas testu rakietowego w 2014 poprzedni egzemplarz. W katastrofie zginął wtedy jeden pilot, a drugi cudem uszedł z życiem.

W grudniu nastąpił pierwszy lot szybowcowy statku kosmicznego, w przyszłym roku nastąpią kolejne takie testy, a w przyszłości loty z napędem rakietowym. Program załogowych suborbitalnych lotów turystycznych firmy Virgin Galactic jest już znacznie opóźniony. Choć Branson chwali się liczbą kilkuset klientów, którzy opłacili już miejsca w lotach, niewiadomo kiedy one nastąpią, a nie wydarzy to się w najbliższych kilku latach.

To udany rok dla drugiego najludniejszego kraju świata. Indie mają ambicję konkurowania na rynku komercyjnych usług wynoszenia satelitów. Nie są to jednakże ambicje na wyrost.

W 2016 roku wykonały 7 startów – 6 przy pomocy rakiety PSLV i jeden rakietą GSLV.

Na początku roku zakończyli budowę konstelacji regionalnego systemu nawigacji satelitarnej. We wrześniu po raz pierwszy polecieli z misją dostarczającą ładunki na dwie różne orbity. Wykonali także dwa suborbitalne loty testowej platformy wielokrotnego użytku.

Rozwój cięższej rakiety GSLV praktycznie uniezależnia Indie od zagranicznych operatorów. W przyszłym roku Indyjska Agencja Kosmiczna ISRO oczekuje wykonania 8 startów, w tym już w styczniu ma polecieć po raz pierwszy rakieta GSLV Mk.III. Przygotowywany jest także test ucieczki kapsuły załogowej. Indie mają ambicje, by zrealizować wkrótce swoją pierwszą misję załogową.

W sierpniu prywatna firma Moon Express ogłosiła uzyskanie zgody na wysłanie lądownika księżycowego. Jeden z uczestników konkursu Google Lunar X Prize ma zamiar wysłać lądownik na Srebrny Glob pod koniec 2017 roku.

To ważny precedens. Jeśli wszystko się powiedzie, firma Moon Express będzie pierwszym prywatnym przedsiębiorstwem, które wysłało ładunek poza orbitę ziemską. W dość bliskiej przyszłości coraz częściej będziemy się spotykać z misjami prywatnych firm. W 2018 SpaceX chce wysłać swój statek na Czerwoną Planetę.

Chiny powoli stają się znani z testowania najnowszych technologii na orbicie. W sierpniu wysłały innowacyjnego satelitę do testowania technologii komunikacji kwantowej. Będzie pierwszym znanym satelitą, który będzie testował komunikację pomiędzy Ziemią, a orbitą poprzez tworzenie splecionych par fotonów.

W praktyce niemożliwe jest przechwycenie w ten sposób wysłanej informacji bez wiedzy komunikujących się stron. Misja potrwa dwa lata i umożliwi komunikację pomiędzy stacjami naziemnymi w Austrii i w Chinach. Można powiedzieć, że w dziedzinie komunikacji kwantowej trwa nowy wyścig kosmiczny. Wiele państw działa na rzecz rozwoju tych technologii, włącznie ze Stanami Zjednoczonymi, które najpewniej testują je w ramach programów wojskowych.

W listopadzie Chiny zadebiutowały z nową ciężka rakietą nośną Długi Marsz 5. Rakieta dwukrotnie przewyższa udźwigiem drugą największą rakietę chińską. Umożliwi ona realizację ambitnych planów budowy wielomodułowej stacji kosmicznej oraz coraz to bardziej zaawansowanych naukowych chińskich misji międzyplanetarnych.

57-metrowa rakieta może wynieść ponad 15 ton na orbitę transferową do geostacjonarnej (GTO). Chiny w ostatnim czasie wprowadziły aż cztery nowe rakiety, poza Długim Marszem 5:

• Długi Marsz 6 – rakietę do niewielkich ładunków na niską i średnią orbitę
• Długi Marsz 7 – średnią rakietę, która będzie przeznaczona do wysyłania zaopatrzenia do chińskiej stacji oraz małych satelitów geostacjonarnych
• Długi Marsz 11 – lekką rakietę na paliwo stałe do małych ładunków na niską orbitę

Trzeba przy tym podkreślić, że Chińczycy w swocih nowych konstrukcjach odchodzą od toksycznych paliw hipergolicznych, a wszystkie nowe rakiety na paliwo ciekłe stosują kerozynę lub ciekły wodór z ciekłym tlenem jako utleniacz. Rakiety nowej serii zostały też bardziej zmodularyzowane, co ułatwia i przyspiesza ich budowę.

W październiku 2014 roku Orbital ATK stracił w katastrofie podczas startu swoją rakietę Antares, która leciała z kapsułą Cygnus w misji zaopatrzeniowej do Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Okazało się, że przyczyną awarii był silnik AJ-26. Silniki AJ-26 to zmodyfikowane poradzieckie silniki NK-33, które zostały w magazynach po anulowanym programie rakiety księżycowej N-1.

Firma Orbital ATK zdecydowała się na modyfikację swojej rakiety, by korzystała ona z silników RD-181 rosyjskiej produkcji. W październiku 2016 roku po dwóch latach przerwy rakieta powróciła do lotów. Start udał się i kapsuła Cygnus dotarła z towarem na pokład ISS.

Źródło: NASA/Spaceflight101.com/Nasaspaceflight.com/Space.com

Na zdjęciu: Inżynierowie NASA dokonują wizualnej inspekcji teleskopu w czasie testów w Goddard Space Flight Center. Źródło: NASA/Chris Gunn