W czasach, kiedy oczy całego świata kierują się na Marsa, coraz większą popularność zyskują nieco bliższe (choć wciąż kosmiczne) trasy. Loty suborbitalne, bo o nich mowa, to dynamicznie rozwijający się rynek, który może w przyszłości zrewolucjonizować nasze myślenie o transporcie.
Loty suborbitalne – co to właściwie jest?
Nie ulega wątpliwości, że tematyka podróży kosmicznych zyskuje na popularności. Nie powinno nas to dziwić, kolejne sukcesy związane eksploracją kosmosu utwierdzają nas w przekonaniu, że nawet tak odległe plany, jak kolonizacja Marsa, są w zasięgu naszych możliwości (choć wymagają sporych nakładów i czasu).
Coraz więcej wiemy o tych bliskich, a nawet tych dalszych, planetach i innych obiektach. Jednak kolejne sondy badawcze przestały nam już wystarczać. Człowiek postawił sobie kolejny cel związany z eksploracją przestrzeni kosmicznej – postawić tam własną stopę. Gdzie? To już zależy. Są zwolennicy Księżyca, inni wskazują Marsa. Jednak wszyscy mamy tą świadomość, że doświadczyć tego będzie mogła tylko nieliczna grupa wybrańców. Odpowiednio wyszkolonych i przygotowanym astronautów, który będą odkrywać dla nas nieznane tereny. Granicę kosmosu (uznawaną umownie na poziomie 100 km) przekroczyło dotychczas ponad 500 osób. Biorąc pod uwagę populację Ziemi, to maleńki wycinek. Co więcej, większość z nich brała udział w misjach badawczych.
Kosmiczni turyści
No właśnie… większość. Niewiele osób wie, ale w kosmosie byli już pierwsi turyści, czyli osoby, które wykupiły bilet na taką podróż w celach rozrywkowych. Pierwszą taką osobą był biznesmen Dennis Tito, który odbył swój lot 28 kwietnia 2001 r. Jednak cena, jaką zapłacił za podróż, czyi 20 milionów dolarów, nie wydaje się być w zasięgu przeciętnego Kowalskiego (lub Smitha).
Czy to oznacza, że zwykły człowiek nie będzie miał szansy (w ciągu przynajmniej najbliższych kilkudziesięciu lat) spełnić swoich marzeń o byciu kosmonautą? Czy może jednak kosmiczne podróże mogą mieć rozrywkowe podłoże? Przy obecnym rozwoju technologii aż trudno było uwierzyć, że nie da się tej rozpalającej wyobraźnię branży zagospodarować w bardziej komercyjnych celach. Odpowiedzią na to mogą być właśnie loty suborbitalne.
Co to są loty suborbitalne?
Lotami suborbitalnymi określamy loty, podczas których pojazd osiąga przestrzeń kosmiczną, jednak jego trajektoria przecina atmosferę lub powierzchnię grawitującego ciała. No dobra, co to oznacza w praktyce? Lot suborbitalny jest jednym z rodzajów lotu kosmicznego, w którym wystrzelony pojazd (statek kosmiczny) osiąga przestrzeń kosmiczną, ale przez wzgląd na trajektorię nie jest on w stanie dokonać pełnego obrotu orbitalnego. W przypadku obiektu wystrzelonego z Ziemi, po przekroczeniu minimum 100 km n.p.m. (przyjętej linii Kármána) spada on z powrotem na Ziemię. Pierwszy lot suborbitalny odbyła rakieta V2 w 1944 r., a pierwszym płatowcem w kosmosie był doświadczalny samolot rakietowy X-15.
Niektóre loty suborbitalne są wykorzystywane w celu sprawdzenia statków kosmicznych lub rakiet nośnych przeznaczonych do późniejszych lotów orbitalnych. Inne pojazdy są zaprojektowane specjalnie do tego typu lotów. Typowy lot składa się z kilku faz. Zakładając podróże między kontynentami (czyli rozważane aktualnie komercyjne zastosowanie tego typu lotów) najpierw następuje wyniesienie samolotu suborbitalnego na kilkanaście kilometrów (więcej, niż wynosi wysokość, na której lata standardowy samolot). Po tym następuje faza gwałtownego przyspieszania z nosem samolotu skierowanym niemal pionowo. Silniki są wyłączane i uzyskana prędkość pozwala przekroczyć linię Karmana. Kolejna faza to ta, którą najbardziej zainteresowani są potencjalni odbiorcy. To właśnie wtedy następuje swobodny spadek samolotu i stan nieważkości (trwający kilka minut, w zależności od lotu). Ostatnią fazą jest ponowne wejście w atmosferę, a lądowanie przeważnie odbywa się lotem ślizgowym.
Loty suborbitalne są dużo prostsze do zrealizowania niż lot na Marsa czy na Księżyc, wymagają mniejszych nakładów i wiążą się z dużo mniejszym niebezpieczeństwem. Pozwalają jednak przekroczyć umowną granicę kosmosu, doświadczyć stanu nieważkości i spojrzeć z góry na naszą planetę.
Rosnące zainteresowanie
Skąd się wzięło zainteresowanie lotami, skoro sam pomysł takiego lotu nie jest nowy? Głównym motorem napędowym rozwoju tego rynku było ustanowienie nagrody Ansari X Prize. Był to konkurs kosmiczny, który dawał możliwość wygrania 10 milionów dolarów nagrody organizacji (choć musiała być nie-rządowa), która dwukrotnie wystrzeli statek kosmiczny wielokrotnego użytku, mogący zabrać na pokład 3 osoby, na wysokość 100 km. O nagrodę walczyło kilkadziesiąt podmiotów, a ostatecznie zgarnęła ją firma Virgin Galactic, której samolot SpaceShipOne w dniach 29 września i 4 października 2004 roku odbył loty załogowe w przestrzeń pozaziemską.
Podróże suborbitalne już teraz cieszą się ogromnym powodzeniem, mimo iż regularne loty się jeszcze nie rozpoczęły. Virgin Galactic, czyli wspomniany zwycięzca nagrody Ansari X Prize, sprzedała już 650 biletów, co w praktyce oznacza wypełnione samoloty przez pierwsze trzy lata świadczenia usług. Niestety, nie jest to łatwy rynek. Inne firmy, które wybiły się na tym konkursie i oferowały takie usługi (XCOR, Space Adventures) także sprzedały łącznie kilkaset biletów, chociaż ostatecznie nie przetrwały na rynku. To jednak wcale nie zmniejsza zainteresowania odbiorców, wręcz przeciwnie – kolejnych chętnych nie brakuje i są oni gotowi wydać setki tysięcy za lot następnym firmom, mimo iż nie posiadają one jeszcze odpowiedniego pojazdu.
Ogromne zainteresowanie tym rynkiem sprawia, że prognozy dotyczące tej branży są optymistyczne.
Czołowi gracze
Wiele firm, jak chociażby wspomniany XCOR, nie przetrwały na rynku. Loty suborbitalne, mimo iż to zdecydowanie tańsza alternatywa do chociażby lotów na Marsa, wciąż jednak wymaga ogromnych nakładów finansowych. To sprawiło, że na ten moment na rynku istnieje tylko kilku liczących się graczy. Skupimy się na dwóch, którzy według nas zasługują na kilka słów.
Virgin Galactic
Mimo, iż firmie nie udało się spełnić zakładanego planu, to jednak radzi sobie całkiem nieźle. W grudniu 2018 roku przeprowadziła kolejny lot testowy, który był zarazem pierwszym udanym lotem samolotu SpaceShipTwo.
Jaki ma plan? Aby osiągnąć wysokość powyżej 100 km, samolot wynoszony jest on na wysokość 15,2 km przez inny samolot WhiteKingTwo. Jest to górna granica dla WWT, ponieważ wyżej powietrze jest niewystarczająco gęsto do wygenerowania odpowiedniej siły nośnej. Na tej wysokości następuje odczepienie i odpalenie silnika SpaceShipTwo. Następnie następuje faza wznoszenia, które odbywa się praktycznie pionowo. Wiąże się to z przeciążeniami dochodzącymi do 3,5G, czyli mniej więcej takimi, jakie odczuwamy na szybkich rollercosterach. Za bezpieczną granicę dla człowieka w czasie wznoszenia przyjmuje się wartość 4 G.
Jednak kupienie biletu to nie wszystko. Każdy pasażer musi odbyć obowiązkowe badania, które potwierdzą jego stan zdrowia, oraz tygodniowe szkolenie przed lotem. Szkolenie to zawiera symulator lotu oraz przebywanie w wirówce w celu przyzwyczajenia organizmu do przeciążenia. SpaceShipTwo jest w stanie zabrać na pokład dwóch pilotów oraz do 6 pasażerów. Podczas lotu doznają oni kilkuminutowego zjawiska mikrograwitacji, dzięki któremu będą mogli poczuć się jak astronauci na ISS. Podczas tych kilku minut pasażerowie będą mogli opuścić swoje fotele, które zostaną przesunięte, aby zwiększyć dostępną przestrzeń. Ze względu na charakter lotu, bardzo ważne było umożliwienie obserwacji Ziemi z pokładu samolotu, którą będzie można podziwiać przez 17 okien.
SpaceX
W zestawieniu tym nie mogło oczywiście zabraknąć firmy Elona Muska, która wyznacza drogę dla prywatnych firm w tej trudnej branży, jaką są loty kosmiczne. SpaceX ma inne podejście do lotów suborbitalnych. Chce je wykorzystać do transportu międzykontynentalnego, co skróci czas np. trasy z Londynu do Hong Kongu z prawie 122 godzin do nieco ponad 30 minut. Nikomu nie trzeba wyjaśniać, jakim przełomem byłoby to w branży transportowej. Ich statek startować będzie z specjalnie wybudowanych platform, które znajdować się będą w pewnym oddaleniu od miast np. na oceanie.
W przeciwieństwie do samolotu Virgin Galactic start odbywa się z pozycji pionowej. Jednak tu również start jest dwuetapowy. Najpierw II stopnień jest wynoszony z wykorzystaniem boostera, który odłącza się i wraca na miejsce startu. Lądowanie odbywa się również w pozycji pionowej.
Głównym celem rakiety Starship są loty kosmiczne na Księżyc oraz na Marsa, jednak z powodzeniem będzie można wykorzystać tę ją do lotów suborbitalnych. Rakieta ta ma być wielokrotnego użytku, a jej długość życia szacowana jest na 100 lotów bez większych napraw. Pierwsze testy rakiety Starship odbyć się mają w 2019 r.
Rynek lotów suborbitalnych
Największą zaletą lotów suborbitalnych jest stosunkowo niski koszt, który sprawia, że mają one dużo większą grupę odbiorców, których stać na taką podróż. Już nie trzeba wydawać 20 milionów. Czołowi gracze w tej branży szacuję cenę lotów na 100-250 tysięcy dolarów i niektórzy przewidują nawet, że dalszy rozwój technologii pozwoli obniżyć ją do kilkudziesięciu tysięcy.
Im dłużej interesujemy się tematem lotów suborbitalnych, tym więcej zastosowań dla nich widzimy. Loty te przestały być już postrzegane jako kolejny produkt dla ekstremalnie bogatych klientów. Stosunkowo niska cena sprawia, że szerokie grono osób chce zrealizować pragnienie podróży kosmicznej, doświadczyć stanu mikrograwitacji, obserwować Ziemię z przestrzeni kosmicznej i spełnić dziecięce marzenia o byciu astronautą.
Twórcy zaczęli zauważać kolejne pola do wykorzystania tej technologii, jak super szybki transport między odległymi miastami, czym mogą być zainteresowane międzynarodowe firmy, które mają siedziby na całym świecie.
Samoloty suborbitalne oferują również możliwość przewozu przesyłek czy eksperymentów naukowych na swoim pokładzie. Stosunkowo niski koszt takiej usługi pozwoliłby na dynamiczny rozwój w dziedzinie badań prowadzonych w przestrzeni kosmicznej, co z kolei poskutkowałoby rozwojem kolejnych technologii. Tanim umieszczeniem np. satelity na orbicie byłby zainteresowany z pewnością również sektor wojskowy i jednostki rządowe wielu krajów.
Dodatkowym plusem jest przyczynienie się lotów do pozytywnego nastawienia opinii publicznej do szeroko pojętej eksploracji kosmosu, co może też wiązać się z większymi funduszami na inne misje, a więc pobudzeniem całego sektora kosmicznego.
Podsumowanie
Zainteresowanie, z jakim spotykają się loty suborbitalne, przestaje dziwić, gdy zdamy sobie sprawę z ogromnego potencjału tego super szybkiego pojazdu. Mamy szansę na własnych oczach zobaczyć, jak rozwija się środek transportu przyszłości. Wciąż jednak na twórców samolotów suborbitalnych czeka wiele przeszkód. Konieczność znalezienie kolejnych, ogromnych funduszy, nieuregulowane kwestie prawne związane z takimi lotach i opóźnienia względem pierwotnych planów, związane z wieloma problemami technicznymi po drodze. Mimo, iż loty suborbitalne wydają się być tylko kwestią czasu, wciąż musimy uzbroić się w cierpliwość i obserwować kolejne poczynania firm na tym rynku. Jesteśmy jedna przekonani, że warto chwilę poczekać, a w międzyczasie zbierać fundusze na zakup własnego biletu.
Tekst pierwotnie ukazał się w magazynie Materia. Link do wydania znajduje się tutaj.
