Satelity polecą na orbitę z balonu stratosferycznego [Wideo]

Innowacyjne idee hiszpańskiej firmy

W dniach 2-4 listopada 2016 r. odbyła się w Dubaju kolejna edycja The World Space Risk Forum pt.“Unlocking Business in Space”. W czasie trwania forum Jose Mariano López-Urdiales, prezes firmy Zero 2 Infinity przedstawił koncepcję zminimalizowania niebezpieczeństwa utraty satelity w czasie startu, jak miało to miejsce podczas wrześniowej eksplozji rakiety Falcon 9. Receptą na to ma być projekt realizowany przez firmę Zero 2 Infinity pod nazwą Bloostar. 

Firma Zero 2 Infinity jest prywatną hiszpańską firmą z siedzibą w Barcelonie, która projektuje i produkuje balony stratosferyczne dla instytucji naukowych i firm komercyjnych, służące do prowadzenia eksperymentów w obszarze Near Space. Została założona w 2009 roku przez inżyniera aeronautyki Jose Mariano López-Urdialesa, jej obecnego prezesa. 

Problemy rynku małych satelitów

Rynek małych satelitów stał się w ostatnim czasie bardzo modny. Miniaturyzacja sprawiła, że niewielkie satelity od 1 do 150 kg, mogą pełnić dziś podobne czy niemal te same funkcje jak wcześniej budowane dużym nakładem środków duże satelity wielkości samochodu osobowego czy wręcz autobusu. Przykładem mogą być na przykład polskie satelity naukowe BRITE-PL Lem i Heweliusz. Miniaturyzacja oznacza także zmniejszenie czasu i kosztów budowy satelitów, a tym samym ich dostępność dla większej grupy klientów. 

Niestety, dość często pojawia się problem z ich wystrzeleniem, zarówno od strony kosztów, jak i czasu oczekiwania, przez co dostęp do przestrzeni kosmicznej dla małych satelitów jest ograniczony. Rynek rakiet do wystrzeliwania małych satelitów dopiero powstaje, a koszt wykupienia startu na normalnej rakiecie jest bardzo wysoki. „Maluchy” w celu zminimalizowania kosztów są więc dodawane są jako uzupełnienie dużych ładunków. Często muszą czekać na starty „większych braci”, które czasami przeciągają się i niekiedy mały satelita oczekuje na start ponad rok od zbudowania go. Ponadto nie zawsze konstruktorom odpowiada okienko startowe, czy warunki meteorologiczne w momencie startu. Ale z rakietami jest jeszcze jeden problem. Mogą eksplodować w momencie startu lub przy przekraczaniu bariery dźwięku. 

Rozwiązaniem połączenie balonu i rakiety? 

Firma Zero 2 Infinity ma na to rozwiązanie. Zaproponowała system Bloostar, który jest tzw. rockoonem (jest zbitka słowna od angielskich słów rocket i balloon) czyli połączeniem najlepszych cech balonu stratosferycznego i rakiety. Miałby on polegać na wynoszeniu ładunków w kosmos z platformy balonowej unoszącej się na wysokości 30 km nad Ziemią. System umożliwiałby dostarczanie na orbitę małych satelitów o wadze od 1 do 100 kg.

Całość składa się z balonu stratosferycznego napełnianego helem o wysokości 168 metrów, do którego przyczepiona jest trójczłonowa rakieta wyposażona łącznie w dziewięć silników: sześć w pierwszym członie, dwa w drugim i jeden w trzecim. Paliwem ma być mieszanka węglowodorów (metanu) i tlenu. Budowa rakiety ma być uproszczona, ponieważ paliwo ma być przetłaczane ze zbiorników do silnika rakietowego nie przez skomplikowane pompy, ale z wykorzystaniem ciśnienia. Dodatkową zaletą jest fakt, że wszystkie silniki są identyczne, co ułatwi ich obsługę i pomoże zredukować koszty. W wypadku, gdyby któryś z silników uległ awarii, może go zastąpić sąsiednia jednostka napędowa i tym samym pozwolić na kontynuowanie misji z sukcesem.  

Firma planuje, że trzeci, czyli ostatni człon rakiety, będzie wstanie wynieść satelitę na orbitę 600 km ponad Ziemią, pod warunkiem, że będzie ważył do 75 kg, miał szerokość do 2 metrów i wysokość nie większą niż 1 metr. W przypadku, gdyby orbita była niższa, wynoszony satelita może być cięższy. Jest także możliwość wyniesienia równocześnie kilku mniejszych satelitów 

Ponieważ na wysokości 30 km nad Ziemią atmosfera jest znikoma, jej opór przy starcie rakiety nie będzie miał większego znaczenia. Z tego powodu nie ma potrzeby, aby rakieta miała aerodynamiczny kształt o znacznym wydłużeniu. Ponadto, jak zapowiada szef firmy, system nośny nie będzie przekraczał bariery dźwięku, co w założeniu ma służyć zwiększeniu bezpieczeństwa ładunku. Dodatkowym plusem rozwiązania typu rockoon jest mniejszy ciężar paliwa potrzebnego do startu z tego powodu, że rakieta nie musi pokonywać oporu gęstych warstw atmosfery. 

Próby Bloostara już trwają od września 2013 roku. Wtedy to został przetestowany prototyp balonu nośnego, który wzniósł się na wysokość 27 km. W roku 2014 po raz pierwszy został z sukcesem przetestowany silnik. Zero 2 Infinity na realizację projektu zebrało już 200 milionów dolarów od inwestorów. 

Loty w stratosferę

Równocześnie z projektem Bloostar firma z Barcelony rozwija system Bloon, który będzie służył do wynoszenia ludzi balonem stratosferycznym na skraj kosmosu. W pierwszym etapie mają to być „kosmiczni profesjonaliści” czyli astronauci i naukowcy, a w drugim kosmiczni turyści. Lot przewidziany jest na 5 do 6 godzin i będzie odbywał się tylko w stratosferze. Turyści zobaczą jednak krzywiznę Ziemi, czerń kosmosu i gwiazdy. Ponadto w czasie powrotu pasażerowie, jeśli sobie zażyczą, będą mogli doświadczyć stanu podobnego do nieważkości. Koszt biletu przewidziano na 110 tys. euro. Pierwsze loty powinny odbyć się w 2018 roku.

(PG)