6 grudnia, zgodnie z wcześniejszymi zapowiedziami, odbyła się konferencja prasowa firmy Golden Spike Company (GSC). Zapowiedzi komercyjnego lotu załogowego na Księżyc, i to wcześniej niż planuje to zrobić NASA, bo do 2020 roku, zelektryzowały świat.
O Golden Spike Company
Firma GSC powstała już w 2010 roku, jednak dopiero teraz ujawniła się, przedstawiając od razu dość konkretne założenia techniczne poparte przeprowadzonymi studiami. Najważniejszymi postaciami firmy są Gerry Griffin i Alan Stern – obydwaj są byłymi pracownikami amerykańskiej rządowej agencji kosmicznej NASA, pierwszy był dyrektorem lotów podczas programu Apollo oraz dyrektorem Johnson Space Center NASA, drugi zaś kierownikiem misji naukowych NASA. W GSC Griffin jest dyrektorem naczelnym, zaś Stern prezydentem i dyrektorem wykonawczym.
Sprzęt
Głównym celem firmy GSC jest doprowadzenie do załogowych lotów i lądowania na Księżycu, co ma odbywać się na zasadach komercyjnych – wykupywania lotów lub miejsc na statkach. Założeniem jest, by odbywało się to przy możliwie niskich kosztach, a każdym razie znacząco niższych niż te, które planuje przeznaczyć na podobny cel NASA. W związku z tym firma w swej koncepcji oparła się przede wszystkim na technologiach, które już są opracowane i stosowane, a przynajmniej znajdują się w trakcie opracowywania. Technologiami tymi są:
- rakieta nośna Atlas V spółki United Launch Alliance (ULA),
- rakieta nośna Falcon 9 firmy Space X,
- górny stopień rakietowy Centaur III spółki ULA,
- kapsuła załogowa Dragon firmy SpaceX.
Pozostaje ostatni element, który jednak dopiero wymaga opracowania, czyli lądownik księżycowy. Powołano do tego celu zespół kilku firm mających doświadczenie w podobnych pracach, m.in. Armadillo Aerospace i Masten Systems, które ok. kilku lat pracują nad pojazdami rakietowymi pionowego startu i lądowania.
Istniejący sprzęt będzie oczywiście wymagał odpowiedniego dostosowania do nowych zadań, w szczególności do kryteriach bezpieczeństwa podwyższonych w lotach załogowych. GSC bierze pod uwagę zastosowanie również alternatywnego sprzętu, np. rakiet nośnych Delta 4 (ULA) i Falcon Heavy (SpaceX), oraz kapsuł CST-100 (Boeing) czy Liberty (ATK).
Koncepcja (Atlas V i Falcon 9)
GSC opracował różne warianty lotów, polegających na oblocie Księżyca, wejściu na jego orbitę, a także połączone z lądowaniem na jego powierzchni. Najważniejszy jest oczywiście ten ostatni wariant – najtrudniejszy, ale i najbardziej przemawiający do wyobraźni. Według podstawowej koncepcji jeden taki lot, przeprowadzony przez dwóch astronautów, będzie wymagał aż czterech startów rakiet:
- dwa starty rakiet Atlas V ze stopniami Centaur III,
- start rakiety Falcon 9 z kapsułą załogową Dragon,
- start Falcona 9, tym razem z lądownikiem księżycowym.
Na niskiej orbicie wokółziemskiej nastąpi spotkanie tych czterech ładunków oraz przekonfigurowanie ich do dwóch zespołów napędzanych przez stopnie Centaur III, dla pierwszego ładunkiem będzie kapsuła Dragon z załogą, zaś dla drugiego lądownik.
Obydwa zespoły spotkają się ponownie na orbicie wokółksiężycowej, gdzie nastąpi połączenie kapsuły załogowej z lądownikiem. Po przejściu załogi do lądownika nastąpi ich rozdzielenie, po czym załoga wyląduje na powierzchni Księżyca. Ten etap będzie analogiczny do programu Apollo. Po określonym czasie przebywania załogi na Księżycu nastąpi powrót, ponowne połączenie z Dragonem, opuszczenie orbity Księżyca i powrót na Ziemię.
Konieczność przeprowadzenia aż czterech startów dla jednego lotu księżycowego znacząco komplikuje przebieg lotu, wynika to jednak z ograniczonego udźwigu obecnie istniejących ciężkich rakiet nośnych. Atlas V (w wersji 552) będzie mógł umieścić na orbicie o wysokości ok. 200 km ładunek 20,52 ton, zaś Falcon 9 nieco mniej, bo 16,7 ton – liczby te warunkują nieco inne wykorzystanie obu modeli rakiet w powyższym planie.
Prostszy wariant (Falcon Heavy)
Rozważane jest też użycie rakiety Falcon Heavy, która będzie mogła umieścić na takiej orbicie aż 47,7 ton (według analiz GSC, gdyż producent zakłada udźwig o 10% większy). Jednak model ten nie jest jeszcze gotowy – SpaceX planuje testowy start w 2014 roku. Rakieta ta również byłaby wspomożona stopniem Centaur III w celu dowiezienia ładunków na orbitę wokółksiężycową. Stosując Falcona Heavy do przeprowadzenia podobnego lotu wystarczą tylko dwa starty dzięki jego znacznie większej ładowności:
- start Falcona Heavy ze stopniem Centaur III i kapsułą Dragon,
- start Falcona Heavy ze stopniem Centaur III i lądownikiem.
Kapsuła załogowa
Oprócz rakiet nośnych jednym z najważniejszych elementów koncepcji jest odpowiednia kapsuła załogowa. GSC zdecydował się na kapsułę Dragon firmy SpaceX, która jest już znana z towarowych lotów zaopatrzeniowych na Międzynarodową Stację Kosmiczną. SpaceX pracuje obecnie, w ramach programu Commercial Crew Programme finansowanego przez NASA, nad przystosowaniem Dragona również do lotów załogowych. Prace te mają zostać ukończone ok. 2016-2017 roku.
Dragon ma przewagę nad głównym konkurentem jeśli idzie o komercyjne kapsuły załogowe, czyli CST-100 firmy Boeing, że można go będzie łatwiej dostosować do dłuższych lotów autonomicznych w nieco odleglejszy kosmos; zresztą SpaceX mówi o dostosowaniu go nawet do lotów załogowych na Marsa (tymczasem CST-100 ma być typową „taksówką kosmiczną” na niską orbitę). W wersji „taksówkowej” Dragon będzie mógł pomieścić nawet siedmioosobową załogę, jednak w lotach na Księżyc, wymagających więcej zapasów żywności, energii i wyposażenia, a przede wszystkim minimalizacji transportowanej masy, będzie zabierał tylko dwóch kosmonautów.
Lądownik
Koncepcja lądownika, który dopiero będzie projektowany i budowany, wydaje się najbardziej kontrowersyjna. Otóż podstawowa rozważana wersja, dwuosobowa, ma być pozbawiona hermetyzowanej kabiny. Skraca to znacznie czas pobytu na powierzchni Księżyca, zmniejsza ponadto bezpieczeństwo astronautów, pozwala jednak znacząco zmniejszyć masę, którą trzeba będzie nie tylko dowieźć na Księżyc, ale również z nią wrócić do Dragona. Rozważane są jednak także warianty, w których występuje niewielka hermetyzowana kabina.
Z historii
Na koniec przypomnijmy, że wszystkie sześć historycznych lotów, podczas których doszło do lądowania ludzi na Księżycu, było zorganizowanych przez Stany Zjednoczone w ramach programu Apollo w latach 1969-1972, a więc ponad 40 lat temu! Pierwsze lądowanie, którego dokonali dwaj astronauci: Neil Armstrong i Edwin Aldrin, miało miejsce 20 lipca 1969 roku. Od tej pory do ponownych lotów księżycowych nie doszło.
NASA wybrała wówczas najprostszą architekturę lotów, ale wymagającą olbrzymich rakiet nośnych. Dzięki zbudowanej w tym celu rakiecie Saturn 5, o udźwigu aż 120 ton na niską orbitę wokółziemską, wystarczył tylko jeden start by dowieźć na Księżyc kapsułę Apollo wraz z lądownikiem LM.
Podobną koncepcję NASA przyjęła również dla realizowanego obecnie swojego programu powrotu na Księżyc, dla którego projektuje się rodzinę rakiet SLS oraz kapsułę Orion, a w przyszłości także lądownik. Jednak pierwszy lot załogowy z lądowaniem na Księżycu jest planowany nie wcześniej niż za 10 lat.
Komentarz
Na tym etapie prac firmy Golden Spike Company trudno oceniać perspektywy powodzenia projektu. Pierwszy lot, łącznie z pracami rozwojowymi, ma kosztować 4 mld USD, jednak następne loty już „tylko” 1,5 mld USD. Nie jest to wysoki koszt jeśli idzie o tego rodzaju przedsięwzięcia, ale wynika z niego cena za jeden „bilet” rzędu 750 mln USD. GSC liczy, że jego przyszłymi klientami będą nie tylko kosmiczni turyści, ale przede wszystkim rządowe agencje kosmiczne różnych krajów, które będą chciały zapisać w swoich osiągnięciach załogowy lot na Księżyc – oczy GSC zwrócone są przede wszystkim na kraje arabskie i azjatyckie.
Prawdopodobnie za rok, gdy GSC będzie musiał przedstawić już bardziej uszczegółowione projekty, będziemy w stanie precyzyjniej wyrokować o szansach na sukces tego niezwykle ambitnego przedsięwzięcia.
Źródła
- J.R. French, S.A. Stern, M. Vozoff, T. McCallum, C. Deiterich, 2012. An Architecture for Lunar Return Using Existing Assets. AIAA Journal of Spacecraft and Rockets (http://goldenspikecompany.com/wp-content/uploads/2012/02/French-et-al.-Architecture-Paper-in-AIAA-Journal-of-Spacecraft-and-Rockets.pdf).
- Strona www Golden Spike Company: http://goldenspikecompany.com.
