Prof. Moskalik o wahadłowcach: drogie i mało dyspozycyjne, ale przyniosły wiele unikalnych rozwiązań
Amerykański program wahadłowców był bardzo drogi i znacznie mniej bezpieczny niż zakładano. Wniósł jednak wiele unikalnych rozwiązań np. transport ładunków z orbity na Ziemię, naprawianie urządzeń na orbicie, prowadzenie badań w kosmosie - powiedział PAP astronom prof. Paweł Moskalik z CAMK PAN.
15 lat temu, 8 lipca 2011 roku, rozpoczęła się ostatnia misja kosmicznego, załogowego wahadłowca Atlantis. Jego powrót na Ziemię 21 lipca tego samego roku zakończył amerykański program lotów wahadłowców STS (Space Transportation System). Od startu pierwszego wahadłowca Columbia w kwietniu 1981 roku Amerykanie wykonali nimi 135 misji. Starty dwóch wahadłowców Challenger (1986 r.) i Columbia (2003 r.) zakończyły się katastrofami, w których zginęło 14 astronautów.
- W momencie, kiedy wymyślano wahadłowce na początku lat 70. XX wieku, to projektowano ten system z dwoma głównymi zadaniami. Pierwszym miało być znaczące obniżenie kosztów wynoszenia ładunków na orbitę. To się nie udało. Wahadłowce, choć miały być najtańszym sposobem transportu satelitów, to w praktyce okazały się najdroższym. Znacznie droższym od normalnych, jednorazowych rakiet – powiedział PAP prof. Paweł Moskalik z Centrum Astronomicznego im. Mikołaja Kopernika (CAMK) PAN.
Drugie założenie było takie, że wahadłowce będą latały często. Planowano 60 misji rocznie za pomocą pięciu wahadłowców, czyli 12 startów rocznie każdego z nich. W praktyce - jak wyjaśnił ekspert CAMK PAN - nigdy nie udało się wykonać więcej niż dziewięciu lotów w ciągu roku i to przy użyciu wszystkich orbiterów, jakie istniały.
- System nie był ani tani, ani nie był dyspozycyjny. Jak się okazało, nie był również całkiem bezpieczny. Ponieważ wahadłowce nigdy nie miały prototypu, w związku z tym wszystkie niedociągnięcia ujawniały się w trakcie użytkowania – zaznaczył prof. Moskalik, przypominając o dwóch katastrofach wahadłowców, które skutkowały śmiercią dwóch załóg.
W momencie projektowania wahadłowców zakładano, że po wylądowaniu na Ziemi po dwóch tygodniach każdy z nich będzie gotowy do następnego startu. To się nie udało, bo typowy odstęp między lądowaniem a startem trwał trzy do czterech miesięcy. Okazało się, że system jest znacznie bardziej wrażliwy na rozmaite czynniki. Na przykład główne silniki wahadłowca miały wykonać po 50 misji, a przegląd generalny miały przechodzić po 10 misjach. W praktyce przegląd następował po każdej misji, a żaden silnik nie wykonał nawet 10 lotów bez kosztownego remontu kapitalnego.
- Jeżeli coś działa na granicy możliwości technologicznych, to będzie wymagało znacznie więcej czasu na obsługę. Właśnie konieczność ciągłej pracy między startami spowodowała niskie tempo lotów i bardzo wysokie koszty. Aż 70 proc. kosztów programu STS pochłaniały pensje – wyjaśnił astronom.
Wahadłowce dawały jednak unikalne możliwości, których nie miał żaden wcześniejszy ani późniejszy statek załogowy.
- Wahadłowiec umożliwiał transport ładunków z orbity z powrotem na Ziemię. Tego nie potrafił robić żaden inny system rakietowy. To własność unikalna, która pozwalała na różne działania. Można było zdjąć satelitę z orbity i przywieźć na Ziemię do naprawy. Tego typu operacji wykonano jednak zaledwie kilka, bo nie bardzo się opłacały. Taniej było zbudować nowego satelitę – wskazał prof. Paweł Moskalik.
Wahadłowce były też platformą, z której można było naprawiać na orbicie uszkodzone satelity. Wykorzystano je aż pięciokrotnie do naprawy i modernizacji słynnego już Kosmicznego Teleskopu Hubble’a. Jedna taka misja naprawcza kosztowała około 700 mln dolarów.
- Za pomocą wahadłowców można było wywozić w przestrzeń kosmiczną aparaturę naukową i ją wielokrotnie wykorzystywać. Europejczycy, na zamówienia amerykańskie, zbudowali Spacelab, czyli laboratorium, zamontowane w ładowni wahadłowca, tworzące wielką hermetyczną przestrzeń. Poleciało w kosmos w sumie ponad 20 razy, wykonując różne misje astronomiczne, medyczne, geofizyczne, materiałowe. Po powrocie na Ziemię wymieniało się lub naprawiało aparaturę i Spacelab leciał ponownie. To również było unikalne rozwiązanie – przypomniał ekspert.
W programie STS zaprojektowano też plecaki odrzutowe pozwalające astronautom poruszać się autonomicznie, bez uwięzi. Miały być wykorzystywane przy naprawianiu satelitów. Jednak później z tego pomysłu zrezygnowano.
– To ponownie była zbyt droga zabawa, a po drugie okazało się, że wahadłowcem można manewrować z dokładnością centymetrów. Astronauta nie musiał lecieć z plecakiem, ale można było dolecieć w dane miejsce całym statkiem – opisał rozmówca PAP.
Plecaki odrzutowe znalazły jednak swoje zastosowanie na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej jako mechanizm ratunkowy dla astronautów w czasie spacerów kosmicznych. Mogą oni skorzystać z tego ratunkowego rozwiązania, gdyby z jakiegoś powodu odpięli się od stacji, do której przymocowani są karabińczykami.
Wahadłowiec – jak opisał prof. Moskalik - jest rodzajem wielkiego, naddźwiękowego szybowca ze skrzydłami. Startuje jak wszystkie inne statki, ale w atmosferę wchodzi inaczej. W czasie wejścia w atmosferę pokonuje w zasadzie pełne okrążenie Ziemi, dlatego przeciążenia podczas lądowania są znacznie mniejsze.
Może lądować na każdym lotnisku, które ma pas dłuższy niż 4 km. Z powodów operacyjnych zwykle wybierano lądowiska albo na Florydzie, skąd później startowano, albo w Kalifornii.
– Potrzebny jest specjalny system obsługi naziemnej, bo wahadłowiec nagrzewa się w czasie wejścia w atmosferę. Żeby nie doszło do uszkodzenia, zaraz po lądowaniu podłączany jest samochód, który pompuje płyny chłodzące, żeby jak najszybciej cały mechanizm schłodzić – wyjaśnił ekspert.
Jego zdaniem technologia budowy wahadłowców wróci, tylko w ulepszonej wersji. Obecnie prywatna firma Sierra Space Corporation buduje niewielki wahadłowiec, który będzie służył do transportu na początku ładunków, a potem ludzi na orbitę. Początkowo do stacji orbitalnej ISS, później do innych stacji.
Ewelina Krajczyńska-Wujec (PAP)
ekr/ agt/
Fundacja PAP zezwala na bezpłatny przedruk artykułów z Serwisu Nauka w Polsce pod warunkiem mailowego poinformowania nas raz w miesiącu o fakcie korzystania z serwisu oraz podania źródła artykułu. W portalach i serwisach internetowych prosimy o zamieszczenie podlinkowanego adresu: Źródło: naukawpolsce.pl, a w czasopismach adnotacji: Źródło: Serwis Nauka w Polsce - naukawpolsce.pl. Powyższe zezwolenie nie dotyczy: informacji z kategorii "Świat" oraz wszelkich fotografii i materiałów wideo.