Διαστημικό λιμάνι του Ηνωμένου Βασιλείου:η επανάσταση των πυραύλων κοντά στο σπίτι

Αν σας ζητούσαν να σκεφτείτε την ιδανική τοποθεσία για την εκτόξευση πυραύλων στο διάστημα, το πιθανότερο είναι ότι η πρώτη σας σκέψη θα ήταν το ακρωτήριο Κανάβεραλ στη Φλόριντα, όπου οι διάσημες σεληνιακές λήψεις της NASA ξεκίνησαν τα επικά τους ταξίδια. Ή πιθανώς η παρόμοια ιστορική τοποθεσία της Ρωσίας στο Μπαϊκονούρ του Καζακστάν, όπου η εκτόξευση του πρώτου τεχνητού δορυφόρου στον κόσμο Sputnik 1 ξεκίνησε τον διαστημικό αγώνα και ο κοσμοναύτης Γιούρι Γκαγκάριν ανατινάχθηκε για να γίνει ο πρώτος άνθρωπος στο διάστημα. Αλλά οι πιθανότητες είναι ότι το Σάδερλαντ, μια απομακρυσμένη, αγροτική κομητεία στην ακτή της βόρειας Σκωτίας, θα ήταν πολύ μακριά από το μυαλό σας. Αλλά αυτό είναι ακριβώς το σημείο που επέλεξε η Διαστημική Υπηρεσία του Ηνωμένου Βασιλείου (UKSA) για την κατασκευή του πρώτου διαστημικού λιμανιού κάθετης εκτόξευσης του Ηνωμένου Βασιλείου.

Κοιτάξτε πέρα ​​από τις πρώτες εντυπώσεις, ωστόσο, και αποδεικνύεται ότι η Βόρεια Σκωτία είναι στην πραγματικότητα μια σχεδόν τέλεια τοποθεσία για την κατασκευή ενός διαστημικού λιμανιού. Και όντας στο βορρά, είναι ιδανικά τοποθετημένο για την εκτόξευση δορυφόρων σε πολική τροχιά – μια ολοένα και πιο δημοφιλής πρακτική, καθώς επιτρέπει στους δορυφόρους να συγχρονίζουν τις τροχιές τους με τον Ήλιο, έτσι ώστε η ποσότητα των σκιών σε όποιες εικόνες τραβήξουν να μειωθεί σημαντικά. Επίσης, η τοποθεσία Sutherland έχει το πρόσθετο πλεονέκτημα ότι οποιοιδήποτε πύραυλοι εκτοξευθούν εκεί θα μπορούν να πετάξουν κατευθείαν πάνω από τη θάλασσα και όχι πάνω από κατοικημένες περιοχές όπου ενδέχεται να προκαλέσουν προβλήματα.

Η ιδέα της τοποθέτησης ενός διαστημικού λιμανιού στη Σκωτία χρονολογείται πριν από τουλάχιστον 15 χρόνια όταν προτάθηκε ότι ο παροπλισμένος πυρηνικός σταθμός Dounreay στο γειτονικό Caithness θα ήταν η ιδανική τοποθεσία για μια βάση εκτόξευσης πυραύλων. Τα σχέδια για ένα σκωτσέζικο διαστημόπλοιο αναβίωσαν ξανά το 2014 όταν η UKSA πρότεινε την ελαφρώς αλλαγμένη θέση της χερσονήσου A'Mhoine, στο Sutherland. Ωστόσο, μόλις τον Ιούλιο του τρέχοντος έτους, ο υπουργός Επιχειρήσεων Γκρεγκ Κλαρκ, ανακοίνωσε ότι η κυβέρνηση συγκέντρωνε 2,5 εκατομμύρια λίρες για να κάνει τα σχέδια πραγματικότητα.

Εάν όλα πάνε καλά, ο Roy Kirk από την Highlands and Islands Enterprise, ο οποίος ηγείται του έργου, λέει ότι η πρώτη εκτόξευση από βρετανικό έδαφος θα πραγματοποιηθεί κάποια στιγμή το 2021. Οι πρώτες εκτιμήσεις δείχνουν ότι ο ιστότοπος αρχικά θα δει κάπου μεταξύ πέντε έως 10 εκτοξεύσεις έτος, αλλά μετά από αυτό, είναι κανείς εικασία. Η UKSA έχει μεγάλα σχέδια για την τοποθεσία και ελπίζει να εξασφαλίσει ένα μεγάλο κομμάτι της παγκόσμιας διαστημικής αγοράς στοχεύοντας μια αναδυόμενη τεχνολογία:τους μικρούς δορυφόρους.

Μικροί δορυφόροι, μεγάλα σχέδια

«Έχουμε έναν φιλόδοξο στόχο», λέει η Claire Barcham, Εμπορική Διευθύντρια Διαστήματος στο UKSA, «θέλουμε να κατακτήσουμε το 10 τοις εκατό της παγκόσμιας διαστημικής οικονομίας μέχρι το 2030. Για να γίνει αυτό, το Ηνωμένο Βασίλειο πρέπει να γίνει μια ακμάζουσα αγορά για όποιον θέλει να εκτόξευση ενός μικρού δορυφόρου. Οι μικροί δορυφόροι μεταμορφώνουν την οικονομία γύρω από τις δορυφορικές υπηρεσίες. Μπορούν να κάνουν πολλά περισσότερα με πολύ λιγότερα.”

Σε ορισμένες περιπτώσεις, οι μικροί δορυφόροι είναι πλέον ικανοί να αντικαταστήσουν τους μεγάλους. Ίσως ο βασικός τομέας όπου θα παρατηρήσουμε τη μικρή δορυφορική επανάσταση είναι στις τηλεπικοινωνίες. Παραδοσιακά, οι δορυφόροι επικοινωνιών κάθονται σε μια πολύ υψηλή τροχιά – συνήθως στα 36.000 km (22.300 μίλια) σε μια γεωστατική τροχιά – όπου χρειάζονται 24 ώρες για να ολοκληρώσουν μια πλήρη περιστροφή της Γης και έτσι φαίνεται να αιωρούνται πάνω από το ίδιο σημείο. Όμως, η απόσταση για τα ραδιοφωνικά σήματα να ταξιδέψουν πάνω-κάτω είναι μεγάλη και δημιουργεί μια καθυστέρηση περίπου ενός τέταρτου του δευτερολέπτου που είναι αισθητή και ενοχλητική. Μικροί δορυφορικοί αστερισμοί που λειτουργούν σε χαμηλή τροχιά της Γης σε υψόμετρο περίπου 500 km (300 μίλια) θα εξαλείψουν ουσιαστικά αυτόν τον λανθάνοντα χρόνο, βελτιώνοντας την επικοινωνία σε μεγάλες αποστάσεις για όλους μας.

Και τα πράγματα ήδη γίνονται. Μια εταιρεία που ονομάζεται OneWeb σχεδιάζει να χρησιμοποιήσει 900 μικρούς δορυφόρους για να παρέχει ευρυζωνική πρόσβαση σε απομακρυσμένες τοποθεσίες. Μια άλλη εταιρεία, που ονομάζεται Planet – η οποία εκτόξευσε τον πρώτο της δορυφόρο το 2013 – σκοπεύει να χρησιμοποιήσει έναν παρόμοιο αστερισμό μικρών δορυφόρων για να παρέχει υπηρεσίες παγκόσμιας απεικόνισης υψηλής ακρίβειας. Αλλά αυτά τα σχέδια δεν είναι χωρίς εμπόδια. Καθώς οι δορυφόροι γίνονται μικρότεροι, είναι ειρωνικά πιο δύσκολο να εκτοξευθούν επειδή οι υπάρχοντες πύραυλοι που υποστηρίζονται από τη NASA, τη Ρωσία και την ESA έχουν σχεδιαστεί για να ανυψώνουν μεγάλους δορυφόρους σε τροχιά.

«Είναι η διαφορά μεταξύ λεωφορείου και ταξί», λέει ο Barcham. Ένας μεγάλος πύραυλος είναι μάλλον σαν λεωφορείο, πρέπει να περιμένεις να έρθει και μετά να συνωστιστείς με όλους τους άλλους. Ένας μικρότερος πύραυλος είναι σαν ένα ταξί:ένα εξατομικευμένο ταξίδι κατά παραγγελία όποτε το θέλετε.

Υπάρχει ένας αριθμός μικρών εκτοξευτών που αναπτύσσονται τώρα από εταιρείες σε όλο τον κόσμο που η Διαστημική Υπηρεσία του Ηνωμένου Βασιλείου θα ήθελε να προσελκύσει στο Σάδερλαντ. «Έχουν την ικανότητα να μεταμορφώνουν τον τρόπο με τον οποίο η τεχνολογία εισέρχεται στο διάστημα», λέει ο Barcham. "Θα θέλαμε να βεβαιωθούμε ότι το Ηνωμένο Βασίλειο είναι στην πρώτη γραμμή."

Φυσικά, οι δορυφόροι είναι μόνο το ήμισυ της εικόνας. Θα χρειαστούμε επίσης ένα μέσο για να τα μεταφέρουμε στο διάστημα. Εδώ έρχεται ο ειδικός της Orbex για ιδιωτικές εκτοξεύσεις με έδρα το Ηνωμένο Βασίλειο. Με 30 εκατομμύρια £ ήδη εξασφαλισμένες σε δημόσιες και ιδιωτικές επενδύσεις, η εταιρεία βρίσκεται σε καλό δρόμο για την ανάπτυξη ενός πυραύλου που είναι τέλειος για την εκτόξευση μικρών δορυφόρων.

«Η εταιρεία ξεκίνησε ως αυτό που οι Βρετανοί θα αποκαλούσαν συριγμό», λέει ο CEO της Orbex, Chris Larmour. «Μερικοί φίλοι και εγώ κουβεντιάζαμε για μια μπύρα ένα βράδυ και αναρωτιόμασταν πόσο δύσκολο ήταν να φτιάξεις έναν πύραυλο Moon σε αυτή την εποχή. Φτάσαμε στο σημείο όπου έπαψε να είναι συριγμός και συνειδητοποιήσαμε ότι είναι δυνητικά αρκετά εφικτό για μια μικρή εταιρεία», λέει.

Ο πύραυλος που αναπτύσσει η ομάδα Orbex έχει ύψος περίπου 17 μέτρα, ζυγίζει 15 τόνους όταν τροφοδοτείται πλήρως με καύσιμο και θα είναι ικανός να μεταφέρει ωφέλιμο φορτίο περίπου 200 κιλών σε χαμηλή τροχιά της Γης και να τον τοποθετήσει σε θέση με ακρίβεια 15 μέτρων. Είναι επίσης εξαιρετικά φιλικό προς το περιβάλλον.

«Βασικός μοχλός για εμάς είναι να είμαστε καλός ενοικιαστής στην τοποθεσία», λέει ο Larmour. Για το σκοπό αυτό, η εταιρεία του έχει πάει ενάντια στη σύμβαση και επέλεξε να χρησιμοποιεί προπάνιο ως καύσιμο πυραύλων. Αυτό είναι ακριβώς το ίδιο καύσιμο που χρησιμοποιούν οι αγρότες και άλλοι κάτοικοι στην περιοχή για να λειτουργήσουν τα σπίτια τους. Και η δεξαμενή καυσίμου του πυραύλου Orbex έχει περίπου το μέγεθος μιας οικιακής δεξαμενής που έχουν οι άνθρωποι στους κήπους τους. "Δεν είμαστε περισσότερο καταστροφικοί από ένα αγρόκτημα σε αυτήν την περιοχή", λέει ο Larmour.

Δεν είναι μόνο οι εκτοξεύσεις, αλλά τα κτίρια και οι δρόμοι που θα χρειαστούν και η αύξηση των επισκεπτών και του προσωπικού που θα δημιουργήσει το διαστημόπλοιο που πρέπει να ληφθούν υπόψη. Ο Kirk και οι συνεργάτες του βρίσκονται επί του παρόντος σε έναν εξαντλητικό γύρο δημόσιων διαβουλεύσεων με τους κατοίκους της περιοχής για να βρουν τις καλύτερες λύσεις.

Στο διάστημα, μέσω Σκωτίας, Αμερικής και Νέας Ζηλανδίας

Εκτός από την νεοσύστατη εταιρεία Orbex, η σκωτσέζικη κυβερνητική οργάνωση Highlands and Islands Enterprise προσέγγισε επίσης την Lockheed Martin βαρέων βαρών στον τομέα της αεροδιαστημικής μόνο για να διαπιστώσει ότι η αμερικανική εταιρεία ήδη σκεφτόταν σε παρόμοιες γραμμές. Διερευνούσε τις δυνατότητες εκτοξεύσεων μικρών δορυφόρων από το Ηνωμένο Βασίλειο από την αρχική ανακοίνωση το 2014 και είχε ήδη εντοπίσει έναν πιθανό πύραυλο, με το όνομα Electron, που αναπτύσσεται στη Νέα Ζηλανδία από μια εταιρεία που ονομάζεται Rocket Labs.

«Είμαστε στρατηγικός επενδυτής στα Rocket Labs», λέει ο Patrick Wood, Επικεφαλής του UK Space για τη Lockheed Martin. «Το όχημα εκτόξευσης Electron είναι μια απίστευτα καλή, αρθρωτή σχεδίαση». Το Electron είναι παρόμοιο σε μέγεθος και ικανότητα με το όχημα εκτόξευσης Orbex και έχει εκτοξευθεί ήδη δύο φορές, αποδίδοντας άψογα κάθε φορά, με άλλες δύο εκτοξεύσεις να έχουν προγραμματιστεί πριν από το τέλος του έτους. Μόλις ο πύραυλος είναι έτοιμος για εμπορική χρήση, ο Wood φαντάζεται να ξεκινά εκτοξεύσεις με ρυθμό κάθε μήνα ή δύο.

«Θα στοχεύουμε να κάνουμε 6-10 εκτοξεύσεις το χρόνο από τη Σκωτία. Αυτές οι εκτοξεύσεις μπορεί να έχουν από έναν έως έξι δορυφόρους», λέει ο Wood. «Στόχος μας θα ήταν να αυξήσουμε αυτόν τον αριθμό με την πάροδο του χρόνου. Πρόκειται για την ανάπτυξη μιας βιομηχανίας και την τόνωση της ανάπτυξης. Θέλουμε να αυξήσουμε τον αριθμό των μαθητευόμενων και των αποφοίτων που έρχονται σε αυτόν τον κλάδο.”

Δεν υπάρχει αμφιβολία ότι οι δορυφόροι και οι χρήσεις τους αλλάζουν γρήγορα και ότι αυτή η αλλαγή θα φέρει μαζί της την ανάγκη για πιο συχνή και εύκολη πρόσβαση στο διάστημα. Έχοντας αυτό κατά νου, η UKSA ετοιμάζεται να παίξει το μακρύ παιχνίδι. Ήδη βρίσκονται σε εξέλιξη σχέδια για πιθανές άλλες τοποθεσίες εκτόξευσης στην Κορνουάλη, τη Γλασκώβη και τη Βόρεια Ουαλία, αν και αυτές θα είναι οριζόντιες τοποθεσίες εκτόξευσης και όχι κάθετες που έχουν προγραμματιστεί για το Σάδερλαντ. Οι κάθετες τοποθεσίες εκτόξευσης είναι παραδοσιακές βάσεις εκτόξευσης όπου οι πύραυλοι ταξιδεύουν απευθείας επάνω σε ευθεία γραμμή. Οι οριζόντιες εξέδρες εκτόξευσης είναι ουσιαστικά ενισχυμένοι διάδρομοι προσγείωσης αεροδρομίων.

Μια εκτόξευση από ένα οριζόντιο μαξιλάρι βασίζεται σε έναν πύραυλο που είναι δεμένος στην άτρακτο ή στα φτερά ενός συμβατικού αεροπλάνου. Το αεροπλάνο απογειώνεται και στη συνέχεια ο πύραυλος που μεταφέρει αποσπάται, αναφλέγεται και ολοκληρώνει την πτήση του σε τροχιά μόλις το αεροπλάνο φτάσει σε ένα ορισμένο ύψος. Στο μέλλον, είναι επίσης πιθανό τα πραγματικά διαστημικά αεροπλάνα που είναι ικανά να «πετάξουν» σε τροχιά από μόνα τους να χρησιμοποιούν αυτούς τους διαδρόμους. Ένα πράγμα είναι βέβαιο, είτε οι κάθετες είτε οι οριζόντιες εκτοξεύσεις έχουν προηγούμενο, η κυβέρνηση είναι αποφασισμένη να καταστήσει το Ηνωμένο Βασίλειο σημαντικό παράγοντα στην πρόσβαση στο διάστημα.

«Το όραμά μας είναι να ενθαρρύνουμε τις εταιρείες να χρησιμοποιούν το Ηνωμένο Βασίλειο για λανσάρισμα. Θα μας τοποθετήσει στην αιχμή του διαστημικού τομέα», λέει ο Barcham.

Τ μείον τρία χρόνια και συνεχίζουμε…

Μόλις ολοκληρωθούν οι δημόσιες διαβουλεύσεις, ο Kirk προβλέπει να υποβάλει αίτηση σχεδιασμού πριν από το τέλος του 2019 και στη συνέχεια να αρχίσει να χτίζει το 2020.

«Κάνουμε πολλές προπαρασκευαστικές εργασίες. Στη συνέχεια, θα προχωρήσουμε γρήγορα, όταν έχουν τεθεί όλες οι συναινέσεις και η κοινότητα είναι πίσω από αυτό», λέει ο Kirk. "Θέλουμε να διασφαλίσουμε ότι η περιοχή θα έχει το μέγιστο όφελος από τη φιλοξενία του ιστότοπου."

Με την παρθενική εκτόξευση από το Σάδερλαντ πιθανώς λιγότερο από τρία χρόνια μακριά, η αντίστροφη μέτρηση για τη μεγάλη βρετανική έκρηξη έχει ξεκινήσει.

Αυτό είναι απόσπασμα από το τεύχος 328 του BBC Focus περιοδικό.

Εγγραφή και παραλάβετε το πλήρες άρθρο στην πόρτα σας ή κατεβάστε το BBC Focus εφαρμογή για να το διαβάσετε στο smartphone ή το tablet σας. Μάθετε περισσότερα

Πώς να δημιουργήσετε ένα διαστημικό λιμάνι

Ένα διαστημικό λιμάνι απαιτεί πολλά περισσότερα από μια απλή εξέδρα εκτόξευσης. Πρώτον, θα πρέπει να υπάρχουν αποθήκες και εργαστήρια όπου μπορούν να συναρμολογηθούν και να δοκιμαστούν οι πύραυλοι, δεξαμενές αποθήκευσης για τα καύσιμα πυραύλων, ένα κέντρο ελέγχου για τη διαχείριση των εκτοξεύσεων και πιθανώς ένα κέντρο επισκεπτών, για να παρακολουθήσουν οι θεατές την εκτόξευση. Είναι επίσης απαραίτητο να υπάρχει ένας μικρός πυροσβεστικός σταθμός και μια εγκατάσταση έκτακτης ανάγκης σε περίπτωση ατυχημάτων. Από πολλές απόψεις, ένα διαστημικό λιμάνι είναι παρόμοιο με ένα αεροδρόμιο, αλλά χωρίς τερματικό σταθμό επιβατών – ακόμα.

Στατιστικά στοιχεία της διαστημικής βιομηχανίας

• Η τρέχουσα παγκόσμια διαστημική αγορά αξίζει ετησίως περίπου 250 δισεκατομμύρια £
• Μέχρι το 2030 η παγκόσμια διαστημική αγορά εκτιμάται ότι θα διπλασιάσει σχεδόν την αξία της σε περίπου 400 δισεκατομμύρια £
• Αυτή τη στιγμή, η διαστημική βιομηχανία του Ηνωμένου Βασιλείου έχει κύκλο εργασιών 13,7 δισεκατομμυρίων λιρών – περίπου το 6% της παγκόσμιας αγοράς. Σκοπεύει να αυξήσει αυτό το ποσοστό στο 10 τοις εκατό έως το 2030
• Σε ολόκληρο το Ηνωμένο Βασίλειο η διαστημική βιομηχανία απασχολεί περισσότερους από 38.000 άνθρωποι
• 74 τοις εκατό του κύκλου εργασιών της τρέχουσας διαστημικής βιομηχανίας του Ηνωμένου Βασιλείου προέρχεται από δορυφορικές εφαρμογές
• 2,5 εκατομμύρια £ - το ποσό που προτείνει η κυβέρνηση του Ηνωμένου Βασιλείου να επενδύσει στο διαστημόπλοιο Sutherland

Διαβάστε περισσότερα:

• Πώς συγκρίνεται το SpaceX Falcon με άλλους πυραύλους;
• Γιατί η τροχιά του πυραύλου είναι κυρτή μετά την εκτόξευση;

Ακολουθήστε το Science Focus στο Twitter, το Facebook, το Instagram και Flipboard