Turystyka kosmiczna: 12 lat po locie SpaceShipOne

W tym roku minie 12 lat od historycznego lotu SpaceShipOne. Ten artykuł podsumowuje próby stworzenia komercyjnych systemów dla suborbitalnej turystyki kosmicznej.

Na początku był SpaceShipOne

Koncepcja SS1 polegała na wykorzystaniu tradycyjnego samolotu jako nosiciela, WhiteKnightOne (WK1), który wynosił właściwy statek kosmiczny na wysokość kilkunastu kilometrów, gdzie SS1 odłączał się i uruchamiał własny napęd rakietowy, już samodzielnie wznosząc się wyżej.

Zestaw WK1/SS1 stanowił konstrukcję eksperymentalną zbudowaną dla zdobycia nagrody, nieprzeznaczoną do użytkowania komercyjnego – w kabinie zasiadali wyłącznie piloci. Turystyczne wykorzystanie tej koncepcji miało odbywać się na masywniejszym zestawie, który nazwano WhiteKnightTwo / SpaceShipTwo (WK2/SS2). Utworzono w tym celu z funduszy ekscentrycznego multimilionera Richarda Bransona, założyciela grupy biznesowej Virgin, nową firmę Virgin Galactic. Firma została założona w 2004 r., a loty turystyczne miały rozpocząć się już w 2007 r.

I tak powstał nowy obszar rywalizacji

Konkurs Ansari X PRIZE wywołał nadspodziewane zainteresowanie i zgłosiło się do niego wiele firm, często całkiem nieznanych. Motorem popularności konkursu, oprócz zainteresowania medialnego, stało się przeświadczenie, że istnieje stosunkowo duży popyt na tego rodzaju usługi turystyczne, co zapewni inwestycji opłacalność, a zaprojektowanie i stworzenie potrzebnych do tego konstrukcji jest względnie proste i tanie w porównaniu do lotów orbitalnych (w tych ostatnich duży sukces odniósł wkrótce inny multimilioner, obecnie już miliarder, Elon Musk).

Z firm, które wówczas powstały lub zdecydowały się podjąć ten temat, przynajmniej kilkanaście wydawało się mieć dostateczne ku temu zaplecze finansowe i merytoryczne. Jednak zdecydowana większość z nich po kilku latach wypadła z gry i dziś nie warto o nich wspominać. Zaś tych kilka, które przetrwały, mimo upływu lat ciągle walczy o zrealizowanie założonego celu, który okazał się wcale nie tak bliski i łatwy jak wydawało się kilkanaście lat temu. W rywalizacji pozostały trzy firmy:

Virgin Galactic

WhiteKhnightTwo w locie z podwieszonym SpaceShipTwo, 22 marca 2010 / Credits: Virgin Galactic

Virgin Galactic, dysponujący pieniędzmi Bransona i talentem Rutana, po historycznym sukcesie w 2004 r. wydawał się być oczywiste liderem tego wyścigu. Firma ustaliła nawet cenę biletów na 200 tys. USD (obecnie wzrosła już do 250 tys.) i zaczęła zbierać przedpłaty. Zainteresowanie okazało się nadspodziewanie duże, co prawda w części dzięki agresywnej kampanii marketingowej Bransona. Wybudowano już nawet futurystyczne lotnisko dla WK2/SS2 – Spaceport America w Nowym Meksyku.

Wówczas zaczęły się kłopoty. Wiązały się one z silnikiem, który nie spełniał pokładanych w nim nadziei. Miał to być silnik hybrydowy wykorzystujący zarówno paliwo stałe jak i płynne, jednak jego niestabilne działanie uniemożliwiało wykorzystanie. Ponadto zaczęły wychodzić na jaw błędy konstrukcyjne w samym samolocie. Dopełnieniem tych trudności stała się katastrofa SS2 w październiku 2014 r., w wyniku której zginął jeden z dwóch pilotów maszyny. Powodem katastrofy był błąd pilota, ale też niestabilne działanie trudnego w pilotażu samolotu. Virgin Galactic buduje obecnie drugi egzemplarz SS2, pracuje nad nowym silnikiem, ale wiadomo już, że loty zamiast powyżej granicy kosmosu, czyli 100 km, będą odbywały się na ok. 60 km. W każdym locie obok dwóch pilotów, w oddzielnej kabinie będzie brać udział sześciu pasażerów.

XCOR Aerospace

Pojazd suborbitalny XCOR Lynx / Credit: XCOR

Z mniejszym medialnym rozmachem pracowała firma XCOR Aerospace, której koncepcja jest zbliżona do WK2/SS2, jednak nie będzie potrzebny samolot-nosiciel, gdyż samolot rakietowy Lynx ma samodzielnie osiągnąć założoną wysokość, przy czym jego kabina ma być znacznie mniejsza niż w SS2. Obok jednego pilota w locie będzie brał udział tylko jeden pasażer, za to siedzący obok pilota podobnie jak drugi pilot w zwykłym samolocie. Jednak okazało się, że loty osiągi Lynxa pozwolą na osiąganie wysokości również tylko do około 60 km, a kosmos ma dopiero osiągnąć projektowany Lynx II. Cenę ustalono na niższym poziomie niż konkurencja, gdyż na „zaledwie” 95 tys. USD, a w 2015 r. wzrosła ona do 150 tys. Jednak prace nad Lynxem trwają bardzo wolno, do tego przyczyniły się ostatnio zmiany w zarządzie firmy. Obecnie rozpoczęła się budowa pierwszego egzemplarza samolotu rakietowego Lynx.

Blue Origin

Start rakiety New Shepard – 22 stycznia 2016 / Credits – Blue Origin

Inną koncepcję przyjął miliarder Jeff Bezos, który wcześniej dorobił się majątku na znanym serwisie internetowym Amazon, a obecnie jest właścicielem firmy astronautycznej Blue Origin. Według niego tani dostęp do kosmosu wymaga stosowania prostszych i tańszych technologii niż samoloty rakietowe. Pozostał więc przy koncepcji tradycyjnych rakiet nośnych, czyli startujących pionowo, z tym że używanych wielokrotnie. Obecnie stosowane rakiety są jednorazowe  – poszczególnie ich stopnie po wykorzystaniu zapasów paliwa po prostu spadają do oceanów. Odzyskiwanie takich rakiet jest o wiele trudniejsze, gdyż stopnie rakiet mające kształt cylindrycznych zbiorników paliwa zakończonych silnikami nie wytwarzają własnej siły nośnej i są bardzo trudne do sterowania.

Pomysł polega na pozostawieniu po osiągnięciu docelowej wysokości pewnej ilości paliwa w zbiorniku, dzięki czemu staje się możliwe ponowne odpalenie silników podczas spadania na ziemię w celu ich wyhamowania i nadania sterowności. Stosując odpowiednie oprogramowanie możliwe staje się takie sterowanie powracającym stopniem, by powoli opadając na platformę lądowniczą i rozłożeniu odpowiedniej konstrukcji składanych nóg – mógł on łagodnie wylądować. Identyczne rozwiązanie do rakiet orbitalnych stosuje, na razie ze zmiennym powodzeniem, firma SpaceX. Ciekawostką jest, że firma Blue Origin, w odróżnieniu zwłaszcza od Virgin Galactic, prowadziła swe prace praktycznie w tajemnicy. Dopiero ostatnio, gdy opracowany sprzęt jest już testowany, prace musiały ujrzeć światło dzienne.

Z punktu widzenia klienta-turysty, podróż na czubku rakiety a następnie powrót na spadochronach, chociaż jest krótsza niż w samolocie rakietowym, może jednak dostarczyć mu znacznie większych emocji i przybliżyć wrażenia, jakie były udziałem pionierów kosmosu. Turyści będą mieli do dyspozycji największe okna ze wszystkich dotychczasowych statków kosmicznych – tak zachwala swój produkt Blue Origin. Firma nie ustaliła jeszcze ceny takiej wycieczki, chociaż już zachęca do zgłaszania swojego zainteresowania odbyciem takiego lotu.

Podsumowanie

Mimo optymistycznych zapowiedzi sprzed dekady okazało się, że zadanie bezpiecznych lotów turystycznych na wysokość 100 km jest bardzo trudne do realizacji. Wymaga opracowania nowych, zaawansowanych technologii, a te wiążą się z wieloma testami i niepowodzeniami po drodze. Paradoksalnie wydaje się, że komercyjne załogowe loty orbitalne zostaną udostępnione wcześniej niż suborbitalne, gdyż już w 2017 r. zapowiadane są pierwsze starty kapsuł załogowych firm SpaceX i Boeing (odpowiednio Dragon 2 i Starliner). Takie porównanie nie jest jednak zasadne, gdyż orbitalne programy załogowe są wybitnie wspierane przez NASA zarówno finansowo jak i technicznie, gdyż będą one wykorzystywane przede wszystkim do wymian załóg Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Zastosowania turystyczne, chociaż są przewidziane przez obie te firmy, pozostaną ich celem drugorzędnym. Firmy realizujące załogowe programy suborbitalne nie mają takiego wsparcia i opierać się muszą wyłącznie na własnych środkach założycieli i na czerpaniu dochodów z realizacji programu komercyjnego.

W tej chwili trudno przewidzieć, która z tych trzech rywalizujących firm zdoła jako pierwsza wysłać turystów w kosmos. Trzeba mieć na uwadze, że tak naprawdę granicę kosmosu, czyli 100 km, w tej chwili planuje przekroczyć tylko Blue Origin, któremu udało się już tego dokonać, choć bez załogi na pokładzie. Dla pozostałych dopiero ma to być następny etap, a na razie pozostaną przy 60 km, co znacznie obniża stopień trudności. Jednak przy tak zaawansowanej technicznie rywalizacji wszystko może się jeszcze zdarzyć – Virgin Galactic, który niedawno jeszcze wydawał się być na początku stawki, nagle znalazł się na jej końcu. W każdym razie w najbliższych miesiącach, a nawet latach, będziemy świadkami jednego z kilku nowych „wyścigów kosmicznych” prowadzonych tym razem nie tylko dla zdobycia lauru pierwszeństwa, ale także, a może przede wszystkim dla przejęcia tworzących się nowych rynków.