Klinem na orbitę

Europejska agencja ulokowała swoje ambicje między USA i Rosją, dotychczasowymi liderami wyścigu kosmicznego. Ale w ostatnich latach pojawili się inni konkurenci z ambitnymi planami. Chiny, Japonia, a ostatnio także Indie zanotowały w eksploatacji kosmosu znaczące sukcesy. Chińczycy umieścili już na orbicie eksperymentalną stację kosmiczną, Japonia wysyła satelity na asteroidy, a Indie wystrzeliły sondę na Marsa.

Rywalizację skomplikowało także przystąpienie do konkurencji kosmicznej firm prywatnych. Zapoczątkowała ją właśnie Europejska Agencja Kosmiczna (ESA, należy do niej również Polska), wykorzystując rakiety Ariane w komercyjnych lotach. NASA odpowiedziała powierzeniem komercyjnym firmom konstrukcji rakiet i wyskoczyła do przodu. Teraz to my musimy gonić konkurencję.

To dlatego europejska agencja przyśpiesza prace nad konstrukcją statku kosmicznego nowej generacji. Z tej rodziny pojazdów będą się wywodzić te, które wylądują na odległych ciałach niebieskich. Najpierw na Marsie.

– Celem misji pojazdu Intermediate eXperimental Vehicle (IXV) jest opracowanie w Europie kluczowych technologii niezbędnych dla bardziej ambitnych niż teraz programów kosmicznych – powiedział Antonio Fabrizi, doradca dyrektora generalnego ESA.

Pierwszym krokiem na tej drodze będzie przetestowanie systemu ochrony termicznej, koniecznej podczas szybkiego wchodzenia z kosmosu w atmosferę ziemską. Przedarcie się przez gęstą atmosferę statku, który z dużą prędkością wpada w nią z kosmosu, to największe wyzwanie dla wszystkich konstruktorów pojazdów kosmicznych, które powracają na Ziemię z orbity. IXV jest wielkości samochodu osobowego, posiada klapy i stery do kontroli trajektorii lotu. Ponieważ pojazd, który planuje budować ESA, będzie wielokrotnego użytku, konstruktorzy nadali mu kształt spłaszczonego klina. Taki kształt został wybrany nieprzypadkowo – jest optymalny dla pojazdu, który wpada w atmosferę z olbrzymią prędkością. Podobny kształt miały wycofane już z użycia amerykańskie promy kosmiczne. Po nich formę odziedziczył zdalnie sterowany satelita szpiegowski X-37B, a podobny do IXV kształt ma mieć załogowy statek kosmiczny Dream Chaser projektowany przez firmę Sierra Nevada Corp. Ale sam kształt nie wystarczy. Konstruktorzy IXV musieli zastosować także płyty ceramiczne w miejscach najbardziej narażonych na spalanie w atmosferze.

– IXV jest inny niż typowe kapsuły kosmiczne – powiedział Roberto Angelini, kierownik programu z ramienia producenta pojazdu Thales Alenia Space. – Kształt umożliwia pojazdowi interakcję z atmosferą, wytwarzanie siły nośnej podobnie jak samolot, ale obywa się bez skrzydeł. Dzięki temu pojazd podczas wejścia w atmosferę daje się łatwo sterować.

IXV wystrzelony zostanie 11 lutego z kosmodromu w Kourou w Gujanie Francuskiej na pokładzie rakiety Vega. Zostanie umieszczony na orbicie 420 km powyżej powierzchni Ziemi, a stamtąd rozpocznie powrót na Ziemię. Pojazd wyposażony jest w zestaw czujników, które przyniosą odpowiedź na pytanie, czy został odpowiednio wyposażony na tę kluczową fazę podróży powrotnej na Ziemię. Dane z czujników pozwolą też naprowadzić inżynierów na nowe rozwiązania zabezpieczeń dla przyszłego pojazdu kosmicznego.

Nowy koń roboczy

Dotychczas niektóre z europejskich satelitów wystrzeliwane były w kosmos na pokładach rosyjskich rakiet, ale dalsza ścisła współpraca z Rosją stoi pod znakiem zapytania.

Niepewność co do tej współpracy, konkurencja ze strony amerykańskich firm prywatnych, którym NASA zleciła konstrukcję nowych pojazdów i rakiet, np. SpaceX założonej przez miliardera Elona Muska, sprawiły, że przygotowania do przyszłych dalekich misji Europejska Agencja Kosmiczna rozpoczyna od programu budowy zmodernizowanych rakiet.

Program budowy ciężkiej rakiety Ariane 6 i mniejszych Vega C zatwierdziła ESA pod koniec ubiegłego roku.

– Mijający rok był kluczowy z operacyjnego punktu widzenia – powiedział Stephane Israel, szef Arianespace, międzynarodowej firmy, która zajmuje się wynoszeniem ładunków w przestrzeń kosmiczną na zlecenie ESA oraz firm komercyjnych. – Przesądziło o tym zapalenie zielonego światła przez Europejską Agencję Kosmiczną dla budowy ciężkiej rakiety Ariane 6, następczyni Ariane 5, która była dotychczas najważniejszym koniem roboczym dla europejskiej aktywności w kosmosie.

Pierwszy lot nowej rakiety Ariane 6 planowany jest na 2020 rok. Maszyna będzie miała budowę modułową, a poszczególne elementy będą służyły do budowy rakiet Ariane i Vega. Oba typy rakiet będą wykorzystywane zarówno przez ESA, jak i firmy komercyjne wysyłające w kosmos np. satelity telekomunikacyjne. Arianespace planuje, że pięć przyszłych startów Ariane 6 rocznie będzie zarezerwowanych dla ESA, a sześć dla firm prywatnych.

Szef Arianespace ujawnił także, że firma pracuje nad przystosowaniem rakiety do wielokrotnego użytku, choć przyznał, że potencjalne korzyści finansowe muszą być konfrontowane z wyzwaniami, które obejmują mniejszą nośność rakiet ze względu na zwiększoną masę systemów, koszty modernizacji samych rakiet i ich napędu, a także możliwość wpływu na szybkość i niezawodność przygotowania pojazdów do startu.