Samolotem na orbitę

Roc - największy samolot świata, nosiciel rakiet Pegasus.

Roc — naj­więk­szy samo­lot świata, nosi­ciel rakiet Pegasus.

Na wstę­pie od razu wyja­śnie­nie – oczy­wi­ście nie cho­dzi o lata­nie samo­lo­tem na orbitę, lecz jedy­nie o uży­cie go w cha­rak­te­rze „lata­ją­cego kosmo­dromu”. Rozwiązanie takie ma sze­reg zalet w porów­na­niu do rakiet nośnych star­tu­ją­cych z powierzchni Ziemi.

W szcze­gól­no­ści są to:

  • start rakiety z wyso­ko­ści kil­ku­na­stu kilo­me­trów w rejo­nie niezamieszkałym;
  • moż­li­wość wyno­sze­nia sate­lity na orbitę o dowol­nym nachy­le­niu jej płasz­czy­zny do płasz­czy­zny rów­nika bez potrzeby sto­so­wa­nia dodat­ko­wych, ener­go­chłon­nych manewrów;
  • znaczna reduk­cja mak­sy­mal­nego obcią­że­nia dyna­micz­nego (ze względu na wyraź­nie mniej­szą gęstość atmos­fery), co umoż­li­wia zmniej­sze­nie masy zarówno samego kor­pusu rakiety jak i jej osłony aerodynamicznej;
  • wzrost wyno­szo­nej masy uży­tecz­nej w wyniku reduk­cji oporu aero­dy­na­micz­nego i strat grawitacyjnych;
  • znik­nię­cie koniecz­no­ści budowy i użyt­ko­wa­nia czę­ści star­to­wej kosmodromu;
  • poja­wie­nie się moż­li­wo­ści wie­lo­krot­nego wyko­rzy­sta­nia pierw­szego stop­nia sys­temu – samolotu;
  • wydłu­że­nie okna startowego.

Skoro taka metoda wyno­sze­nia ma tyle zalet, można zapy­tać, dla­czego nie jest powszech­nie stosowana?Niestety, oprócz nie­wąt­pli­wych plu­sów, ma też kilka minu­sów. Najpoważniejszym z nich jest to, że o ile kla­syczne rakiety odpa­lają swe dru­gie stop­nie na wyso­ko­ści rzędu 40 – 70 km i przy pręd­ko­ści 2 – 3 km/s, to w przy­padku sys­te­mów samo­lo­towo-rakie­to­wych, war­to­ści te wyno­szą zazwy­czaj odpo­wied­nio 10 – 12 km i 200 m/s. Kolejne nie­do­statki – a nawet zagro­że­nia – to moż­li­wość braku zapłonu sil­nika rakiety po zrzu­ce­niu jej z samo­lotu, co musi pro­wa­dzić do jej upadku na powierzch­nię Ziemi (rakieta kla­syczna po pro­stu zosta­nie na wyrzutni) lub, co gor­sza, moż­li­wość eks­plo­zji w chwili zapłonu, co naraża na nie­bez­pie­czeń­stwo znaj­du­jący się w pobliżu nosi­ciel, a przede wszyst­kim jego załogę.Paradoksalnie jedna z wymie­nio­nych wcze­śniej zalet sys­temu samo­lot-rakieta, a mia­no­wi­cie moż­li­wość osią­ga­nia orbit o dowol­nym nachy­le­niu jest dość ilu­zo­ryczna, zna­ko­mita bowiem więk­szość sate­li­tów poru­sza się po orbi­tach nachy­lo­nych w zakre­sie 60 – 98°, kiedy moż­li­wość wyko­rzy­sta­nia rota­cji Ziemi (do 460 m/s w przy­padku orbity rów­ni­ko­wej) spada prak­tycz­nie do zera. Jedyne obiekty poru­sza­jące się w płasz­czyź­nie rów­nika to sate­lity geo­sta­cjo­narne (głów­nie komu­ni­ka­cyjne), jed­nak ze względu na wyso­kość takiej orbity (36 000 km nad powierzch­nią Ziemi), jak i ich masę (kilka ton), są one poza zasię­giem takiego, nawet naj­po­tęż­niej­szego sys­temu. Czy wobec powyż­szego ist­nieje sens eko­no­miczny two­rze­nia takich sys­te­mów? Niektórzy twier­dzą, że tak. Do jedy­nego funk­cjo­nu­ją­cego w obec­nym cza­sie sys­temu (Pegasus-XL) w naj­bliż­szym cza­sie dołą­czą inne.

Trochę histo­rii

Pierwszym sys­te­mem orbi­tal­nym wyko­rzy­stu­ją­cym samo­lot jako pierw­szy sto­pień, był ame­ry­kań­ski NOTS-EV1, znany też jako NOTSnik. Ten ory­gi­nalny dla nas skrót powstał z połą­cze­nia akro­nimu NOTS (Naval Ordnance Test Station), ozna­cza­ją­cego nale­żący do US Navy kali­for­nij­ski poli­gon China Lake oraz ostat­niej sylaby rosyj­skiego słowa sput­nik. Ściśle tajny pro­gram nosił ofi­cjalną nazwę Pilot. System skła­dał się z odrzu­to­wego samo­lotu myśliw­skiego Douglas F-4D1 Skyray oraz pię­cio­stop­nio­wej rakiety na paliwo stałe Pilot-2.W zamie­rze­niu pro­jek­tan­tów mógł on umie­ścić na niskiej orbi­cie wokół­ziem­skiej pry­mi­tywny ska­ner pod­czer­wieni, słu­żący do uzy­ski­wa­nia zgrub­nych obra­zów stanu pogody w obsza­rze, będą­cym celem dla rakiet i pocisków.

  • Waldemar Zwierzchlejski

To jest skrócona wersja artykułu.

CZYTAJ E-WYDANIE KUP WYDANIE PAPIEROWE