Promy idą w odstawkę

Tomasz Rożek

publikacja 08.06.2010 07:50

Pierwsze statki kosmiczne wielokrotnego użytku miały być technologiczną rewolucją. W praniu wyszło, że są zawodne i drogie w utrzymaniu. Ten rok jest ostatnim rokiem promów kosmicznych.

Promy idą w odstawkę AUTOR / CC 2.0 Endeavour

Przed kilkoma dniami, po trwającej 12 dni misji, wylądował w Centrum Kosmicznym na Florydzie prom Atlantis. Wszystko odbyło się bez zakłóceń. Po otwarciu drzwi po schodach zeszła uśmiechnięta sześcioosobowa załoga. Niektórym jej członkom być może wcale nie było jednak do śmiechu. Po 25 latach Atlantis odchodzi na emeryturę. Takie są przynajmniej plany polityków. We wrześniu br. na orbitę ma jeszcze polecieć prom Discovery, a w listopadzie Endeavour. Później wszystkie wylądują w muzeum.

Rewolucja w ślepej uliczce
Trudno powiedzieć, czy wahadłowce powstały pod wpływem filmu science fiction „Star Trek”. Faktem jest, że w pewnym momencie zaczęto uważać, że przyszłość lotów kosmicznych nie należy do jednorazowych rakiet, tylko do samolotów czy – jak je nazwano – promów kosmicznych, które będą mogły być używane wielokrotnie. Miały być tanie, wygodne i bezpieczne. Te wybudowane przez NASA na pewno nie były tanie. I były niebezpieczne. Na wygodę astronauci co prawda nie narzekali, ale oni na nic nigdy się nie skarżą. Konstruktorzy, którzy parli do budowy wahadłowców, mieli całkowitą rację. Przyszłością są statki wielokrotnego użytku. Niestety, sposób, w jaki zabrano się za budowę promów, technologie, jakie wykorzystano, spowodowały, że to, co w teorii miało być rewolucją, szybko zostało uznane za ślepą uliczkę. Swój program promów miał też Związek Radziecki.

Choć radzieckie burany były znacznie lepsze niż amerykańskie wahadłowce, Rosjanie z programu zrezygnowali i postawili na rakiety kosmiczne. USA w projektowanie i budowę zainwestowały tak dużo, że z projektu nie bardzo mogły się wycofać. W ciągu prawie 30 lat na orbitę okołoziemską amerykańskie promy latały 128 razy. Najczęściej w kosmosie bywał prom Discovery (36), najrzadziej Challenger (10 razy). Gdyby policzyć dystans, jaki pokonały wszystkie wahadłowce, okazałoby się, że przeleciały ponad 760 mln km. Ziemię okrążyły około 18 tys. razy. Te liczby mogą szokować, ale gdy planowano i budowano promy, zakładano, że będą latały w kosmos 2–3 razy w miesiącu. Szybko zdano sobie sprawę, że to z wielu względów nierealne, głównie z powodu ogromnych kosztów i skomplikowanej i długotrwałej procedury przygotowawczej.

Cięcia, cięcia i jeszcze raz cięcia
Promy kosmiczne zaczęto projektować na przełomie lat 60. i 70. XX wieku. Na samym początku projekt szybko się rozwijał na fali wielkiego sukcesu NASA, jakim było wylądowanie człowieka na Księżycu w ramach projektu Apollo. Gdy zdobyto Srebrny Glob, w NASA powstał projekt lądowania na Marsie i budowy dużej bazy orbitalnej. By to zrealizować, konieczne było – jak wyliczono – wysyłanie w przestrzeń kosmiczną przynajmniej 2 razy w miesiącu ludzi i sprzętu. Obliczono, że koszt wystrzeliwania rakiet przy takim natężeniu „ruchu” byłby zbyt duży. Postanowiono więc uruchomić program budowy samolotu kosmicznego wielokrotnego użytku. Biały Dom zaczął jednak obcinać, nadmuchany księżycowym programem, budżet NASA. Najpierw postanowiono zrezygnować ze zdobywania Marsa. Po dalszych cięciach odłożono budowę stacji orbitalnej. Priorytetem były promy kosmiczne. Uznano, że gdy powstanie tani sposób na latanie w kosmos, znajdą się pieniądze na realizację dalszych kosmicznych projektów. I to założenie byłoby słuszne, gdyby nie fakt, że budżet NASA znowu zmniejszono. By program promów nie upadł, organizacja zwróciła się z propozycją współpracy do wojska. Armia miała i pieniądze, i potrzeby. Chciała wynosić na orbitę satelity szpiegowskie i wojskowe. Generałowie na propozycję NASA przystali. Zgodzili się dorzucić do programu promów, ale postawili swoje warunki. Jak się później okazało, to właśnie z ich powodu program okazał się klapą.

Czego chciało wojsko
Podstawowym warunkiem sił powietrznych było to, by nowy pojazd kosmiczny mógł wynosić na orbity duże ładunki – do 18 ton. Takiej wielkości były satelity szpiegowskie. Co więcej, satelity miały być umieszczane na orbitach, na których nie prowadzi się „działalności naukowej”. By na nie dotrzeć, silniki wahadłowca musiały być znacznie większe, niż pierwotnie zakładano. Wojskowi chcieli też, by prom miał dużą powierzchnię nośną, by mógł manewrować w powietrzu i by mógł lądować nie tylko na specjalnie przygotowanych pasach, ale na większych lotniskach (to wtedy postanowiono na przykład zamontować spadochron hamujący, a więc skracający wymaganą długość pasa). Większa siła nośna to większe skrzydła. Te nie mogły być jednak zbyt długie (to także był warunek wojska). By to wszystko pogodzić, projektanci z NASA postanowili wyposażyć promy w skrzydła w układzie delta. Te muszą być jednak masywniejsze niż skrzydła tradycyjne. Masywniejsze, czyli cięższe. Większe ciężary ładunków, większe skrzydła, większe silniki – to wszystko oznaczało większe ilości paliwa. Szybko okazało się, że prom kosmiczny nie będzie w stanie wznieść się na orbitę dzięki swoim własnym silnikom, że będzie potrzebował ogromnych silników dodatkowych. Do promu postanowiono dołączyć zbiornik na paliwo, które było podawane do silników głównych promu, oraz dwie rakiety na paliwo stałe. Taka konstrukcja, jeszcze zanim powstała, już była niedoskonała. Silników na paliwo stałe nie da się wyłączyć. Raz odpalone muszą lecieć. Prom przestał być, nie tylko z powodu dodatkowych silników, „elastyczny”.

Projekt goni projekt
Dodatkowe rakiety i duży zbiornik paliwa okazały się znacznie wyższe niż sam prom. W efekcie z samolotu, który miał być lekki i kompaktowy, powstał pojazd ciężki i skomplikowany. A nade wszystko bardzo duży. Całość była wyższa niż amerykańska rakieta Saturn V – rakieta nośna programu księżycowego Apollo. Tak duże rozmiary konstrukcji powodowały wzrost kosztów całej infrastruktury i obsługi. Z kolei złożoność powodowała, że promy przestały być samolotami kosmicznymi, które stoją w hangarze gotowe w każdej chwili do lotu. Przygotowania do każdej misji musiały zaczynać się kilka tygodni przed samym lotem. Sprzeczne interesy wojskowych i naukowców, ale także niestabilne źródła finansowania projektu, powodowały, że prom był wielokrotnie przeprojektowywany i przerabiany. Ze wstępnego założenia, że prom będzie wielokrotnego użytku, zaczęto rezygnować. Coraz więcej elementów postanowiono wykorzystywać tylko raz. Tak było znacznie taniej i praktyczniej. Tak działają rakiety, które w całości są spisywane na straty. Nawet kapsuła, w której siedzą ludzie, choć wraca na Ziemię, nie jest wykorzystywana ponownie. Pod tym względem promy zaczęły przypominać rakiety, od których miały się przecież różnić.

Zgniły kompromis
Promy kosmiczne, które w tym roku idą w odstawkę, są kompromisem pomiędzy tym, czego chciało wojsko, i tym, co mogli dać, w ramach określonego budżetu, naukowcy. Kompromis okazał się zgniły. Ciężkie i duże promy trudno było zabezpieczyć przed wysoką temperaturą, do jakiej nagrzewają się, gdy wracając z misji na orbicie, wchodzą w ziemską atmosferę. Ceramiczne elementy ochraniające dół i skrzydła promów były zawodne. Często odpadały już przy starcie. Przynajmniej raz kawałek poszycia promu uszkodził zbiornik paliwa i o mało nie doszło do tragedii. Dwa promy eksplodowały w powietrzu: pierwszy – Challenger – przy starcie (rok 1986), drugi – Columbia – w czasie wchodzenia w ziemską atmosferę (rok 2003). Po tym drugim wypadku loty wahadłowców wstrzymano. Projektowi raz jeszcze przyjrzano się i przyznano to, co specjaliści wiedzieli od samego początku. Promy kosmiczne, choć niewątpliwie przydatne, nie były dobrymi konstrukcjami. Za pieniądze, które przeznaczono na ich projekt, konstrukcję i eksploatację, można było zrobić dużo więcej. A o tym, że samoloty kosmiczne wielokrotnego użytku mają sens, dzisiaj przekonują prywatne firmy, które przygotowują się do uruchomienia komercyjnych, turystycznych lotów na orbitę. Już próbnie latają niewielkimi samolocikami kosmicznymi w bardzo wysokie partie ziemskiej atmosfery. No ale do tych projektów nie wtrąca się wojsko.