Samolot-rakieta, który ma latać na wysokość 110 km. Bez kosmodromu

Czesi zaprezentowali maszynę, która ma wystartować ze zwykłego lotniska, wznieść się na wysokość 110 km i samodzielnie wrócić na Ziemię. Bezzałogowy Nebesa łączy cechy samolotu i pojazdu rakietowego, a jego twórcy przekonują, że do prowadzenia misji suborbitalnych nie będzie potrzebny tradycyjny kosmodrom. Projekt pokazano podczas targów Future Forces Forum w Pradze. Według zapowiedzi konstruktorów maszyna ma osiągać prędkość Mach 3,5 i zabierać aparaturę badawczą o masie do 25 kg.

Za projektem stoi Nebesa Aerospace, czeska firma rozwijająca bezzałogowe platformy lotnicze i kosmiczne. Jej pierwszy pojazd suborbitalny otrzymał nazwę Nebesa i został zaprezentowany podczas odbywających się w dniach 21-23 października targów obronnych Future Forces Forum w Pradze.

Konstrukcja wygląda jak niewielki futurystyczny samolot. Ma wydłużone skrzydło w układzie delta, nie posiada klasycznego usterzenia poziomego, a na skrzydłach umieszczono dwa stateczniki pionowe. Z tyłu znajduje się dysza silnika rakietowego, który ma zapewniać napęd podczas najbardziej wymagającej części lotu.

Największą zaletą maszyny ma być możliwość startowania i lądowania na zwykłych lotniskach, a nawet odpowiednio przygotowanych odcinkach dróg. W założeniu Nebesa nie potrzebowałby więc infrastruktury charakterystycznej dla tradycyjnych rakiet, takich jak pionowe stanowiska startowe i rozbudowane instalacje obsługi naziemnej.

Według opisu przygotowanego przez producenta na potrzeby targów platforma ma łączyć napęd odrzutowy i rakietowy. Pierwszy umożliwiałby działanie w atmosferze, a drugi pozwalałby osiągać znacznie większe wysokości. Szczegółowy przebieg lotu i sposób współpracy obu rodzajów napędu nie zostały jednak publicznie wyjaśnione.

Twórcy chcą w ten sposób stworzyć maszynę wielokrotnego użytku, która będzie mogła zabierać niewielkie ładunki badawcze na granicę przestrzeni kosmicznej, a następnie wracać na miejsce startu. To zupełnie inne podejście niż w przypadku klasycznych rakiet suborbitalnych.

Najbardziej imponujący parametr statku Nebesa to planowana maksymalna wysokość lotu wynosząca 110 km. Oznacza to przekroczenie umownej granicy kosmosu, czyli linii Kármána, przebiegającej na wysokości 100 km nad powierzchnią Ziemi.

Konstruktorzy deklarują również prędkość maksymalną Mach 3,5, czyli 3,5 razy większą od lokalnej prędkości dźwięku. W zależności od warunków atmosferycznych odpowiada to prędkości rzędu kilku tysięcy km/h. Takie osiągi wymagałyby odpowiednio wytrzymałej konstrukcji, zdolnej poradzić sobie z obciążeniami termicznymi i aerodynamicznymi.

Do napędu rakietowego przewidziano silnik na paliwo ciekłe, którego maksymalny ciąg określono na 9 kN. Jest on stosunkowo niewielki w porównaniu z silnikami rakiet orbitalnych, ale Nebesa ma wykonywać zupełnie inne zadania. Jego celem nie jest wynoszenie ciężkich satelitów, lecz realizowanie krótkich lotów z niewielkim ładunkiem.

Warto przy tym odróżnić osiągnięcie przestrzeni kosmicznej od wejścia na orbitę. Pojazd suborbitalny może wznieść się powyżej 100 km, a następnie wrócić na Ziemię bez wykonania pełnego okrążenia planety. Utrzymanie się na niskiej orbicie wymaga natomiast prędkości około 7,8 km/s, znacznie większej niż osiągi deklarowane dla czeskiej maszyny. Nebesa Aerospace przyznaje zresztą, że loty orbitalne pozostają dopiero długoterminową ambicją przedsiębiorstwa. Obecny projekt jest pomyślany jako platforma suborbitalna.

Nebesa ma zabierać ze sobą maksymalnie 25 kg wyposażenia, które będzie można wymieniać w zależności od rodzaju misji. Ładunkiem mogą być specjalistyczne czujniki, instrumenty pomiarowe, anteny, aparatura komunikacyjna albo urządzenia przeznaczone do testowania w nietypowych warunkach.

Jednym z najważniejszych zastosowań mają być eksperymenty prowadzone podczas krótkotrwałego przebywania w mikrograwitacji. To stan, w którym przedmioty znajdujące się w swobodnym spadku zachowują się tak, jakby były nieważkie. Dzięki temu można badać zachowanie cieczy, materiałów czy układów elektronicznych w warunkach trudnych do odtworzenia na Ziemi.

Maszyna mogłaby również służyć do sprawdzania nowych rozwiązań aerodynamicznych oraz systemów pokładowych przy dużych prędkościach. Dla producentów niewielkich urządzeń kosmicznych byłaby to okazja do przetestowania sprzętu bez konieczności organizowania pełnowymiarowej misji orbitalnej.

Firma przewiduje również wykorzystanie swoich platform do rozpoznania, obserwacji i testowania systemów obrony przeciwlotniczej. Pojazd zdolny do wykonywania lotów na dużych wysokościach i przy prędkościach naddźwiękowych mógłby służyć jako cel testowy dla radarów oraz urządzeń śledzących.

Równolegle Czesi rozwijają drugi bezzałogowiec, napędzany silnikiem odrzutowym. Ta konstrukcja ma osiągać prędkość około 800 km/h, zasięg 1000 km i przenosić ładunek o masie do 80 kg. W przeciwieństwie do Nebesa byłaby przeznaczona do lotów atmosferycznych, a nie osiągania granicy kosmosu.

Choć wizja startowania w kosmos z lotniska brzmi niezwykle atrakcyjnie, to wprowadzenie takiej maszyny do użytku będzie wymagało rozwiązania poważnych problemów technicznych i organizacyjnych.

Lot suborbitalny nie jest przecież zwykłym przelotem samolotu. Trasa pojazdu musi zostać odpowiednio zaplanowana, a przestrzeń powietrzna zabezpieczona. Konieczne jest również uwzględnienie możliwości awarii, trajektorii awaryjnego powrotu oraz zagrożeń dla ludzi znajdujących się na ziemi. Samo wykorzystanie istniejącego pasa startowego nie eliminuje tych wymagań. Nie wiadomo jeszcze, jakie ograniczenia infrastrukturalne będzie miał Nebesa ani z których lotnisk rzeczywiście mógłby korzystać.

Jak pisaliśmy wcześniej, w Polsce trwają przygotowania do wykorzystania poligonu w Ustce jako miejsca regularnych startów rakiety suborbitalnej Perun. U nas odpowiednie strefy bezpieczeństwa i dostęp do akwenu morskiego mają umożliwić bezpieczne prowadzenie misji. Nebesa ma rozwiązać część problemów wynikających z konieczności przygotowywania startów rakietowych, ale jego twórcy będą musieli jeszcze udowodnić, że proponowany sposób eksploatacji jest wykonalny.

Zauważmy, że europejskie przedsiębiorstwa coraz intensywniej poszukują sposobów na niezależny transport ładunków w przestrzeń kosmiczną, a szczególne zainteresowanie budzą systemy wielokrotnego użytku.

Niedawno pisaliśmy już o europejskim projekcie VORTEX-S, który ma umożliwić transport ładunków na orbitę i ich powrót na Ziemię. Za przedsięwzięciem stoją między innymi francuski Dassault Aviation i niemiecki OHB. Chociaż obie konstrukcje przypominają samoloty, ich przewidywane zadania i skala są zupełnie inne.

Przeczytaj także:

Nowa nie jest też koncepcja startowania na dużą wysokość za pomocą skrzydlatego pojazdu. Jak przypominaliśmy przy okazji historii amerykańskiego X-15, już w 1963 r. samolot rakietowy osiągnął wysokość 107,7 km. W tamtym przypadku maszyna rozpoczynała jednak lot po odłączeniu od bombowca B-52, a nie samodzielnie z lotniska.

Nebesa ma być próbą stworzenia bardziej elastycznego rozwiązania, korzystającego ze współczesnych technologii projektowania, druku 3D z metalu oraz oprogramowania sterującego. Sam producent wskazuje też wykorzystanie metod sztucznej inteligencji podczas prac rozwojowych, choć nie ujawnił szczegółów ich zastosowania.

*Grafika wprowadzająca wygenerowana przez AI