Rocket Planes:Το μέλλον των διαστημικών πτήσεων;

Η κατανόησή μας για την πτήση και την αεροδυναμική έχει εξελιχθεί δραματικά από την πρώτη πτήση της Wright Brothers στο Kitty Hawk της Βόρειας Καρολίνας. Πέρα από τις τεχνολογικές προόδους, το σχήμα του αεροπλάνου δεν έχει αλλάξει δραματικά, ακόμη και όταν αρχίζουμε να κάνουμε επιδρομές στο διάστημα. Η αεροδιαστημική κοινότητα θεωρεί συχνά τα αεροπλάνα με πυραύλους ένα εξελικτικό αδιέξοδο. Ωστόσο, αυτό δεν εμπόδισε τους μηχανικούς να κοιτάζουν πίσω στις προσπάθειές τους να προχωρήσουν. Ας ρίξουμε μια ματιά στην ιστορία των αεροπλάνων πυραύλων και πού μπορεί να πάνε από εδώ.

A History of Power

Η απόδοση καυσίμου δεν είναι μια λέξη που θα ακούσετε να σχετίζεται με τα αεροπλάνα πυραύλων. Αυτά τα αεροπλάνα χρονολογούνται από το 1928. Το πρώτο αεροπλάνο πυραύλων, ένα γερμανικό αεροσκάφος που ονομάζεται Lippisch Ente, χρησιμοποιήθηκε προηγουμένως ως ανεμόπτερο. Τα πρώιμα αεροπλάνα πυραύλων στην απλούστερη μορφή τους λειτουργούσαν με τη σύνδεση δύο ρουκετών σε ένα αεροσκάφος. Ο πύραυλος θα μπορούσε να δώσει μια τεράστια έκρηξη ταχύτητας που συνήθως θα διαρκούσε μόνο για λίγα δευτερόλεπτα.

11 χρόνια αργότερα, ένα αεροσκάφος πυραύλων με υγρά καύσιμα γνωστό ως Heinkel He 176 πραγματοποίησε μια πτήση με κινητήρα. Κατά τη διάρκεια του Β' Παγκοσμίου Πολέμου, η Γερμανία έκανε αρκετές προσπάθειες να δημιουργήσει αεροπλάνα πυραύλων, αν και παρήγαγε μαζικά μόνο το Messerschmitt Me 163. Την ίδια περίοδο, η Ιαπωνία κατασκεύασε περισσότερα από 850 αεροπλάνα πυραύλων Yokosuka MXY7 Ohka. Ωστόσο, αυτά χρησιμοποιήθηκαν κυρίως σε τρεξίματα καμικάζι.

Άλλα μοντέλα εμφανίστηκαν σε όλη την εποχή του Ψυχρού Πολέμου και μετά. Μετά τον Ψυχρό Πόλεμο, οι νέες τεχνολογίες έκαναν τις παραδοσιακές πτήσεις ταχύτερες και πιο αποτελεσματικές, αφήνοντας το αεροπλάνο πυραύλων στην άκρη του δρόμου.

The Push To Toward Reusable Spacecraft

Ταξιδεύουμε σε τροχιά για δεκαετίες, από την εμφάνιση των προγραμμάτων Mercury και Gemini τη δεκαετία του 1960. Ήταν επίσης ένα από τα πιο σπάταλα προγράμματα με πυραύλους ενίσχυσης και μερικές κάψουλες πληρώματος να βυθίζονται στον βυθό του ωκεανού μετά από μία μόνο χρήση. Μόλις το 1981, με την πρώτη πτήση του προγράμματος Space Shuttle, η NASA άρχισε να επαναχρησιμοποιεί την τεχνολογία. Τα διαστημικά λεωφορεία χρειάζονταν μια τεράστια δεξαμενή καυσίμου και δύο τεράστιους ενισχυτές για να φύγουν από την ατμόσφαιρα. Οι ενισχυτές είτε απορρίφθηκαν στον Ατλαντικό Ωκεανό είτε κάηκαν κατά την επανείσοδο. Αφού έπεσαν πίσω στη Γη, ορισμένα εξαρτήματα, όπως οι ενισχυτές πυραύλων του Shuttle, μπόρεσαν να επιπλέουν στα ωκεάνια ρεύματα μέχρι να τα ανακτήσουν οι επιστήμονες. Ωστόσο, σχεδόν οτιδήποτε άλλο έπληξε τον ωκεανό έμεινε εκεί.

Καθώς έχουμε μετατοπίσει την εστίασή μας στο να κάνουμε τα διαστημικά ταξίδια και την εξερεύνηση πιο βιώσιμα και φιλικά προς το περιβάλλον, έχουμε στραφεί σε επαναχρησιμοποιήσιμα διαστημόπλοια. Η SpaceX ξεκίνησε με τους επαναχρησιμοποιήσιμους ενισχυτές Falcon 9. Από τις 14 Σεπτεμβρίου 2021, ένας από τους ενισχυτές Block 5 Falcon 9 κυκλοφόρησε και ανακτήθηκε το ρεκόρ 10 φορές. Αυτοί οι πύραυλοι έχουν εκτοξεύσει δορυφόρους και μετέφεραν προμήθειες και αστροναύτες στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό.

Από αεροπλάνα πυραύλων σε διαστημικά αεροπλάνα

Τα αεροπλάνα με πυραύλους μπορεί να μην είναι ο καλύτερος τρόπος για να μεταφερθούν στον αέρα το 2021. Ωστόσο, θα μπορούσε να είναι η λύση που κάνει τις υποτροχιακές πτήσεις —όπως προσφέρει η Virgin Galactic σε μεγάλη τιμή— πιο προσιτές στις μάζες. Η παγκόσμια διαστημική αγορά αναμένεται να έχει αξία άνω του 1 τρισεκατομμυρίου δολαρίων έως το 2040. Οι πύραυλοι με μηχανές πυραύλων συνέργειας που αναπνέουν αέρα (SABRE) μπορεί να είναι το επόμενο βήμα που θα βοηθήσει να πάει η ανθρωπότητα στα αστέρια — ή τουλάχιστον σε χαμηλή τροχιά.

Αυτήν τη στιγμή, οι συμβατικοί πύραυλοι χρησιμοποιούν καύση για να τροφοδοτήσουν τις εκτοξεύσεις τους. Αν θυμάστε τα μαθήματα επιστήμης του δημοτικού σχολείου, θα ξέρετε ότι η καύση απαιτεί οξυγόνο. Το οξυγόνο δεν είναι άμεσα διαθέσιμο μόλις το διαστημόπλοιο φύγει από την ατμόσφαιρα. Αυτό σημαίνει ότι οι παραδοσιακοί κινητήρες πυραύλων πρέπει να μεταφέρουν τη δική τους παροχή οξυγόνου. Τυπικά, το μεταφέρουν με τη μορφή υπερψυγμένου υγρού Ο2. Οι κινητήρες SABER λειτουργούν με παρόμοιο τρόπο. Ωστόσο, αντί να χρησιμοποιεί υγρό O2 για όλη την εκτόξευση, χρησιμοποιεί ατμοσφαιρικό οξυγόνο κατά την ανάβασή τους. Εκείνοι, ο κινητήρας αλλάζει σε πηγές O2 όταν φύγει από την ατμόσφαιρα.

Εκτός από τη μείωση του κόστους κάθε εκτόξευσης και του βάρους του διαστημικού σκάφους, όσοι είναι εξοπλισμένοι με κινητήρες SABER θα μπορούν να απογειώνονται και να προσγειώνονται όπως τα αεροσκάφη. Αυτό μειώνει την ανάγκη για αποκλειστικές πλατφόρμες εκκίνησης. Τώρα είναι πιθανό ο πύραυλος να είναι το επόμενο βήμα στην εξέλιξη της ανθρώπινης διαστημικής πτήσης — αν και φαίνεται λίγο διαφορετικό από ό,τι στο παρελθόν.

Μετάβαση προς τον Διαστημικό Τουρισμό

Μπορεί να φαίνεται σαν χάσιμο χρόνου και χρημάτων, αλλά ο διαστημικός τουρισμός είναι ένα πράγμα από τότε που η NASA επέτρεψε για πρώτη φορά στους τουρίστες να πληρώσουν εκατομμύρια για ένα ταξίδι στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό το 2000. Σήμερα, η Virgin Galactic πουλάει εισιτήρια για 450.000 δολάρια η θέση για μία από τις υποτροχιακές πτήσεις με αεροπλάνο πυραύλων. Η Blue Origin δεν έχει ξεκινήσει ακόμα να πουλάει εισιτήρια, αν και ένας ανώνυμος πλειοδότης πλήρωσε 28 εκατομμύρια δολάρια για το δικαίωμα να πετάξει στην πρώτη πτήση του New Shephard. Αυτήν τη στιγμή, ο διαστημικός τουρισμός περιορίζεται σε άτομα με βαθιές τσέπες. Ωστόσο, θα συνεχίσει να αυξάνεται στο μέλλον. Τελικά, θα μπορούσατε να πιάσετε μια θέση σε έναν από τους πυραύλους Starship του SpaceX και να μεταπηδήσετε από τη μια άκρη του κόσμου στην άλλη μέσα σε λίγα λεπτά, με το κόστος ενός αεροπορικού εισιτηρίου το 2021.

Αυτή η ώθηση προς τον Διαστημικό Τουρισμό δεν είναι κάτι κακό, τουλάχιστον από οικονομική άποψη. Τα διαστημικά προγράμματα που χρηματοδοτούνται από την κυβέρνηση όπως η NASA δεν είναι αυτά που προσφέρουν αυτές τις τροχιακές χαρές. Οι ιδιωτικές εταιρείες πιέζουν επί του παρόντος προς τον διαστημικό τουρισμό και αυτές οι εταιρείες χρειάζονται χρηματοδότηση. Ακούγεται σαν ένας καπιταλιστικός εφιάλτης, αλλά υπάρχουν αρκετοί άνθρωποι τόσο στις Ηνωμένες Πολιτείες όσο και σε όλο τον κόσμο που έχουν χρήματα να κάψουν και είναι πρόθυμοι να πληρώσουν ένα ασφάλιστρο για το δικαίωμα να πουν ότι ήταν από τους πρώτους άτομα σε διαστημική τουριστική πτήση.

Πρόβλεψη του μέλλοντος της διαστημικής πτήσης

Έχουμε διανύσει πολύ δρόμο από τότε που οι αποστολές Apollo έβαλαν για πρώτη φορά έναν άνθρωπο στο φεγγάρι. Είναι δύσκολο να προβλεφθεί το μέλλον της διαστημικής πτήσης, αλλά με εταιρείες όπως η Virgin Galactic να διαφημίζουν το αεροπλάνο πυραύλων τους ως έναν τρόπο να προσφέρουν στους ανθρώπους υποτροχιακές εμπειρίες, είναι ασφαλές να στοιχηματίσουμε ότι αυτά τα κάποτε κακοποιημένα παραδείγματα αεροδιαστημικής τεχνολογίας θα διαδραματίσουν σημαντικό ρόλο ως πλοηγούμαστε σε αυτόν τον νέο διαστημικό αγώνα.