Obrotowa "katapulta" w roli wyrzutni ładunków kosmicznych. Test prototypu

25 listopada 2021, 19:57
_1-14 screenshot (1)
Fot. SpinLaunch via YouTube [spinlaunch.com]

Amerykański startup SpinLaunch chce miotać ładunki orbitalne z użyciem systemów nośnych wykorzystujących do startu siłę odśrodkową wygenerowaną przez imponujących rozmiarów mechanizm obrotowy. Pomysł, uznawany początkowo za czysto hipotetyczny, rozwinął się ostatnio na tyle dobrze, że przeprowadzono udany test prototypu takiego urządzenia (w trzykrotnie mniejszej skali) miotającego segmentami nośnymi z naddźwiękową prędkością i na duże wysokości. Inicjatywa, za którą stoi SpinLaunch, skupiła już wcześniej uwagę Departamentu Obrony Stanów Zjednoczonych.

Według ujawnionych już w listopadzie szczegółów, test zalążkowej wersji konstrukcji miotającej SpinLaunch nastąpił 22 października br. Uznana za udaną demonstracja miała potwierdzić działanie oraz otworzyć całą serię testów (docelowo aż trzydziestu prób) systemu wykorzystującego siłę odśrodkową do wyrzucania obiektów w górę z prędkością naddźwiękową. Założeniem jest przejście do miotania segmentów suborbitalnych, ostatecznie takich wykorzystujących silniki rakietowe, które będą umożliwiały kontynuowany lot i umieszczenie ładunku na niskiej orbicie okołoziemskiej. Cel ten ma zostać osiągnięty po 2025 roku.

Proponowany przez SpinLaunch system wynoszenia ładunków na LEO składać ma się z kilku elementów, do których można zaliczyć okrągłą komorę wirową o średnicy nieco ponad 90 metrów (dla misji orbitalnych, w wypadku suborbitalnych jej średnica wynosiłaby około 50 metrów). W jej wnętrzu obracałaby się zbudowana z włókna węglowego wirówka (centryfuga podobna do tych znanych z misji szkoleniowych pilotów i astronautów/kosmonautów). Jej zastosowanie miałoby pozwalać na wyrzucanie obiektów z prędkościami nadźwiękowymi (od 1400 km/h do aż 8000 km/h).

Miotanie ładunkiem odbywać się ma poprzez specjalny tunel będący częścią konstrukcji. Po wyrzuceniu segmentu w górę (w przypadku zakładanej misji orbitalnej) dalszy lot ma zapewnić uruchomienie silnika na wysokości około 60 kilometrów, po minucie niewspomaganego lotu pojazdu, przy czym kolejne sześćdziesiąt sekund zajęłoby rozpędzenie statku do prędkości orbitalnej, wynoszącej około 28 tysięcy kilometrów na godzinę (blisko 7,9 km/s).

Dzięki powyższej metodzie wystrzeliwania statków kosmicznych, zdaniem amerykańskiego przedsiębiorstwa, możliwe byłoby dziesięciokrotne czy nawet dwudziestokrotne obniżenie ceny pojedynczego startu oraz przyśpieszenie procesu umieszczenia ładunków na orbicie. Firma ponadto wskazuje na to, że w ciągu najbliższej dekady dziesięciokrotnie zwiększy się liczba satelitów przewożonych na LEO.

W związku z tym zauważyła problem natury czysto ekologicznej – dość częste starty rakiet na chemiczne materiały pędne byłyby szkodliwe dla środowiska. To skłaniać ma zespół do pracy nad elektryczną „kosmiczną wirówką”, pozostawiającą możliwie najmniej śladu węglowego.

Przedsiębiorstwo SpinLaunch z siedzibą w słonecznej Kalifornii zostało założone w 2014 roku. Od samego początku za swój cel obrało tanie i efektywne wynoszenie satelitów na niską orbitę okołoziemską za pomocą wirówki. Ich zdaniem może nastąpić to do 2025 roku. Firma ma wsparcie Departamentu Obrony USA oraz inwestorów takich jak Google Ventures i Airbus Ventures.

image
Reklama

Wyjawiony w drugim tygodniu listopada udany październikowy test przeprowadzono w ośrodku na terenie stanu Nowy Meksyk. Tamże, za pomocą pomniejszonej wersji docelowej konstrukcji obrotowej (względem tej planowanej do misji orbitalnych) doszło do wystrzelenia trzymetrowego segmentu imitującego rakietę. Firma nie podała zbyt wiele szczegółów na temat przebiegu próby, aczkolwiek z podanych przez prezesa firmy Jonathana Yaneya komunikatów wiemy, że urządzenie nie zostało w pełni "rozkręcone" (tylko w 20 procentach), zaś „rakieta” osiągnęła apogeum, wynoszące kilka kilometrów nad poziomem morza.

Warte podkreślenia jest to, że urządzenie testowe, według informacji podanych przez portal Popular Mechanics, powstawało przez osiem miesięcy, a części potrzebne do działania wirówki, takie jak pompy próżniowe, zespół SpinLaunch zakupił na platformie eBay za kwotę 500 tysięcy dolarów amerykańskich.

Pomimo obiecujących wyników wstępnej próby, żywe pozostają obawy dotyczące wpływu docelowych przeciążeń (wynikających z nagłego przyspieszenia) na pracę urządzeń pokładowych wystrzeliwanych przez SpinLaunch. Aczkolwiek, jak poinformował SpinLaunch, przy testach na mniejszą skalę, urządzenia nieposiadające ruchomych elementów takie jak smartfony, panele słoneczne, komputery, baterie, kamery sportowe, teleobiektywy do aparatów i lustrzanek przetrwały wirowanie bez uszkodzeń. W wypadku pozostałych urządzeń, takich jak satelity, wymagane byłoby odpowiednie ich przystosowanie, nad czym już pracują inżynierowie przedsiębiorstwa. Docelowo wyrzutnia SpinLaunch mogłaby umieszczać na niskiej orbicie okołoziemskiej ładunki o masie do 200 kilogramów.

KomentarzeLiczba komentarzy: 0
No results found.
Tweets Space24