Kosmos coraz bliżej. Pomogą w tym rakiety napędzane… mikrofalami

Kosmos czeka na odważnych. Dzisiaj wynoszenie wszelkich obiektów na orbitę okołoziemską jest skomplikowane, ale wkrótce może się to zmienić. Firma Escape Dynamics pracuje nad innowacyjnym napędem statków kosmicznych bazującym na… mikrofalach.

Kiedyś to wahadłowe spełniały funkcję transporterów ładunków (w tym ludzi) na orbitę okołoziemską. Zanim nie powstaną ich następcy lub prywatne firmy nie zabiorą nas na wycieczkę w kosmos, jedynym rozwiązaniem jest wynoszenie ładunków na orbitę przy użyciu rakiet. Dotyczy to zarówno astronautów, części zamiennych, jak i elementów budulcowych satelitów. Wysłanie 1 kg ładunku na orbitę to koszt rzędu 10-25 tys. $. Wkrótce może stać się to bardziej opłacalne.

Mikrofalowa ścieżka

Niedawno pisaliśmy o pomyśle kanadyjskiej firmy Thoth Technology, która chce zbudować wieżę o wysokości 20 km. Z jej szczytu będą startować statki kosmiczne. Pomysł został opatentowany i niewykluczone, że doczeka się realizacji. Dzięki niemu będzie możliwe wysyłanie nawet 10-tonowych ładunków poza Ziemię za znacznie mniejsze pieniądze niż obecnie. Dzięki windzie będzie można dokonać tego oszczędzając nawet 30 % energii wykorzystywanej przez konwencjonalne rakiety. Wszystko dzięki pominięciu dolnych, gęstych warstw atmosfery.

Z kolei Escape Dynamics – startup z Kolorado – zaprezentował prototyp nowego silnika rakietowego umożliwiającego wysyłanie obiektów poza Ziemię. Ale zamiast tradycyjnego paliwa źródłem napędu mają być mikrofale.

Obecnie każdy obiekt wysyłany poza Ziemię korzysta z tej samej technologii wieloczłonowych napędów rakietowych. Kolejne moduły zawierają paliwo, po zużyciu którego stają się puste i tym samym są odrzucane. Rozwiązanie takie jest skuteczne, ale i kosztowne. Pomysł Escape Dynamics pod względem ekonomicznym przebija je na głowę. Zakłada bowiem wykorzystanie statku wielokrotnego użytku, w którym paliwo będzie na bieżąco uzupełniane.

Do wynoszenia obiektów na orbitę amerykański startup chce wykorzystać jednoczłonowe rakiety ze zbiornikiem wypełnionym wodorem. Pierwiastek ten byłby podgrzewany mikrofalami przez anteny znajdujące się na powierzchni Ziemi.

Melodia przyszłości?

Przedstawiciele Escape Dynamics zapewniają, że ich rozwiązanie może się sprawdzić. Przeprowadzono już pierwsze testy, tyle że z wykorzystaniem helu, a nie wodoru. Dzięki temu udało się uzyskać impuls właściwy trwający 500 sekund. Obliczenia wskazują, że po zmianie helu na wodór, impuls właściwy można wydłużyć do ponad 600 sekund. To w zupełności wystarczy do wyniesienia ładunku na orbitę. Warto nadmienić, że standardowe rakiety wykorzystujące paliwo chemiczne osiągają ciąg przez maksimum 460 sekund.

Przedstawiona technologia jest prosta i wystarczająco skuteczna, by wysłać rakietę/wahadłowiec na orbitę, który tam uwalniałby przenoszony ładunek. Następnie lotem ślizgowym pojazd wracałby na Ziemię. Całość na papierze prezentuje się pięknie, ale to wciąż melodia przyszłości. Komercjalizacja opisanej technologii nie będzie łatwym zadaniem.

Ponadto, inżynierowie muszą poradzić sobie jeszcze z wieloma problemami. Najważniejszym wydaje się być uzyskanie odpowiednio silnego źródła mikrofal, które zapewni energię oddalającej się rakiecie. Co więcej, nie wiadomo czy tak potężny impuls byłby w pełni bezpieczny. Te pytania muszą zostać rozwikłane, zanim rozpoczną się bardziej zaawansowane testy innowacyjnego napędu.

Jeżeli jednak technologia się przyjmie, będzie to oznaczać ogromne oszczędności dla wszystkich firm zaangażowanych w wysyłanie ładunku w przestrzeń kosmiczną.

fot. Escape Dynamics