Prywatne kosmodromy przyszłością lotów NASA? Kosmiczny wyścig po blisko 1,5 bln dol.

start rakiety
Pixabay

Po raz pierwszy misje NASA odbędą się z komercyjnego kosmodromu Arnhem Space Center w północnej Australii. W ten sposób Agencja oszczędza fundusze, bo mimo rozszerzonego budżetu ma rozległy program badań naukowych. Jednak zapewne i ona będzie beneficjentem wzrostu branży kosmicznej, która ma osiągnąć wartość 1,4 bln dol.  już w 2030 r.

Arnhem Space Center to pierwszy prywatny kosmodrom poza USA, z którego startować będą sondy amerykańskiej agencji kosmicznej. Do ich wyniesienia zostaną użyte rakiety zaprojektowane w Kanadzie. Trzy rakiety- nosiciele sond kosmicznych, zostaną wystrzelone w dniach 26 czerwca, 4 i 12 lipca, poinformowała NASA i zarządzająca kosmodromem Equatorial Launch Australia. Będzie to pierwsze wystrzelenie rakiety NASA z Australii od 1995 roku, kiedy to starty zostały przeprowadzone z kompleksu Royal Australian Air Force Woomera Range Complex i dotyczyły badań atmosfery.

ASC znajduje się na terytorium należącym do rdzennych mieszkańców Australii w pobliżu górniczego miasta Nhulunbuy na Terytorium Północnym. Został wybrany przez NASA, jako znajdujący się na półkuli południowej i blisko równika, bowiem jak stwierdził Thomas Zurbuchen, zastępca administratora NASA w Dyrekcji Misji Naukowych: – Daje to dostęp do nocnego nieba półkuli południowej, rozszerzając możliwości przyszłych misji naukowych.

Scott Bissett, kierujący w  Australii programem NASA Sounding Rockets Program zauważył, iż był on przygotowywany od września 2021 r. kiedy to: – Około 20 pracowników NASA Wallops Flight Facility w Wirginii pojechało do Arnhem, aby skonfigurować sprzęt konieczny do wsparcia tej kampanii. Obecnie liczba techników NASA w ASC wzrosła do 60, w obecnym tygodniu przybyło także 15 naukowców. Zdaniem mediów australijskich świadczy to że NASA rozważa częstsze starty z Arnhem.

Decydują pieniądze

Wiele wskazuje na to, iż NASA wybrała australijski komercyjny kosmodrom po prostu z przyczyn komercyjnych. Podobne bowiem warunki, jeśli chodzi o możliwości wystrzelenia sond na konkretny typ orbity wokółziemskiej, oferował inny komercyjny kosmodrom – Ras Khaimah w Zjednoczonych Emiratach Arabskich. Jednak odbyło się z niego jak do tej pory jedynie kilka startów.

Założony jako joint venture firm Prodea i Space Adventures, kosmodrom miał służyć turystyce kosmicznej prowadzonej przy pomocy „samolotu kosmicznego” Space Adventures. Obecnie władze Emiratów twierdzą, iż ma on służyć „do badan naukowych”, prawdopodobnie by przyciągnąć organizacje rządowe. W przypadku NASA, poza warunkami finansowymi, zdecydowała także długoletnia  współpraca z Australijczykami, z którymi Amerykanie prowadzą wspólne eksperymenty praktycznie od lat 60.

NASA, której budżet w związku z planowanymi programami badania Marsa i tzw. powrotu na Księżyc jest od ok. dekady sukcesywnie powiększany, nie wykonałaby jednak tak rozlicznych i zróżnicowanych zadań badawczych, jakie obecnie są jej udziałem, gdyby nie rewolucja cenowa w branży kosmicznej.

Jej przyczyną są działania firmy SpaceX należącej do miliardera Elona Muska oraz skonstruowana w niej rakieta wielokrotnego użytku Falcon 9. Dzięki niej udało się bowiem znacznie, bo niemal 20-krotnie, zmniejszyć koszt wynoszenia ładunków na orbitę okołoziemską. W okresie dominacji wahadłowców w transporcie kosmicznym, czyli w latach 80-90 XX wieku, koszt pojedynczego startu wynosił 1,5 mld dol., zaś sam pojazd zabierał 27,5 tony ładunku czyli 54500 dol. za kilogram.

SpaceX twierdzi, że jeden start Falcona 9 to koszt 62 mln USD, zaś maksymalny ładunek wyniesiony to 22,8 tony. Oznacza to 2720 dol. za kilogram ładunku w kosmosie, czyli cenę która bardzo ułatwia NASA badania. Co ważne, w związku z nowymi cenami wynoszenia ładunków na orbitę swoje cenniki zmieniły także inne firmy prowadzące lub zamierzające prowadzić komercyjne usługi kosmiczne m.in rosyjski Roskosmos. Tymczasem przez ostatnich kilka lat z powodu braku rakiety nośnej własnej konstrukcji NASA współpracowała z Roskosmosem przy lotach na Międzynarodową Stację Kosmiczną. Cena podyktowana Amerykanom przez Rosjan była bardzo wysoka – wystrzelenie w na ISS jednego astronauty kosztowało ich 60 mln dol.

Warto wspomnieć, że obok Arnhem Space Center i Ras Khaimah istnieje jeszcze jeden komercyjny kosmodrom – Boca Chica w Teksasie należący właśnie do firmy SpaceX. Dynamicznie się rozwija. W tym roku ma powstać nowa wieża, zaś docelowo do 2023 r. mają z niego startować dopracowane rakiety SuperHeavy wynoszące na orbitę satelity systemu StarLink. Ma także odbyć się seria startów Starshipa z całkowicie nowym systemem napędowym o ciągu dwukrotnie wyższym niż w przypadku „księżycowego” Saturna V. Jest to jednak w całości projekt komercyjny jednej firmy i na razie SpaceX nie przewiduje, poza NASA, prowadzenia usług komercyjnych dla innego podmiotu.

Tańsza rakieta

Mimo rozszerzenia budżetu NASA wciąż poszukuje tańszych rozwiązań, co widać choćby w misjach, które mają startować z ASC. Nosicielami sond będą kanadyjskie rakiety orbitalne Black Brant IX. Te nieduże – 12,2 metrowe nosiciele mogą się wznieść na wysokość 300 km. Rakiety te są stabilne, dobrze wypróbowane i stanowią zarazem jedną z najtańszych opcji transportu kosmicznego.

W pierwszej misji zaplanowanej na 26 czerwca na orbitę zostanie wyniesiony X-ray Quantum Calorimeter (XQC). Ta sonda, wyposażona w detektory promieniowania rentgenowskiego schłodzone do temperatury 1/20 stopnia powyżej zera absolutnego, ma służyć do pomiaru międzygwiezdnego promieniowania rentgenowskiego. Ma to ułatwić zrozumienie ewolucji systemów planetarnych, gwiazd i całych Galaktyk.

W drugiej misji – 4 lipca – na orbicie ma się znaleźć Suborbital Imaging Spectrograph for Transition region Irradiance from Nearby Exoplanet, czyli SISTINE. Z kolei ta sonda ma zbadać w jaki sposób światło ultrafioletowe gwiazd wpływa na atmosfery otaczających je planet, w tym na gazy uważane za oznaki życia.

W trzeciej misji, która ma wystartować 12 lipca, na orbitę zostanie wyniesiony Dual-channel Extreme Ultraviolet Continuum Experiment, czyli DEUCE. Ma on zbadać dotychczas nieodkrytą część widma dalekiego ultrafioletu. Pozwoli to stworzyć model gwiazd podobnych i mniejszych niż nasze Słońce i  zrozumieć ich wpływ na atmosfery planet.

Wszystkie te trzy misje skierowane są na konkretny system gwiezdny – najbliższy nam Alpha Centauri A i B. Znajdują się w nim planety leżące w strefie życia i jak nie ukrywa dyrektor NASA Heliophysics Division, Nicky Fox: – Umieszczenie sond na niskiej orbicie 300 km pozwoli nam zbadać, między innymi, w jaki sposób światło gwiazdy może wpłynąć na możliwość zamieszkania na planecie. Oznacza to iż NASA chce zacząć dokładne badania czy w najbliższym Układowi Słonecznemu systemie gwiezdnym istnieje życie.

Bardzo rozwojowy rynek

Trzeba zauważyć, że analitycy przewidują bardzo szybkie tempo rozwoju branży kosmicznej. Estymacje Bank of America wskazują, że w ostatnich kilku latach zwiększyła ona przychody o ponad 20 proc. i będzie nadal szybko rosła z poziomu 424 mld dol. w2019 r. do 1,4 bln dol. w 2030 r. To oznacza łączny wzrost o 230 proc. Jest to wielkość niewiele odbiegająca od wartości całej branży turystycznej. Z kolei Morgan Stanley, którego analitycy wyliczyli rozmiary branży kosmicznej bez usług na 1 bln dol. w 2040 r., także uważa, że jest to jeden z najwyższych wzrostów rynkowych.

Jednak te wzrosty branży, nie zaczęły się jeszcze przekładać na prowadzone przesz nią usługi. Arnhem Space Center jest jednym z niewielu kosmodromów prywatnych prowadzących udaną działalność komercyjną. Do dziś dnia zamrożona jest budowa pierwszego prywatnego kosmodromu w Rosji. Miał być zbudowany zaledwie 400 km od Moskwy na terenie obwodu niżnonowgorodzkiego przez firmę KosmoKurs. W zamierzeniu był przeznaczony do działalności komercyjnej oraz turystyki kosmicznej prowadzonej rakietami Angara. Te najnowsze rakiety rosyjskiej produkcji miały zostać wyposażone w kapsuły z kabinami pasażerskimi o rozmiarach 3×3,5 m,  zabierającymi sześciu kosmicznych turystów z instruktorem i wystrzeliwane na niską orbitę 200-300 km, z której wracałyby lotem swobodnym z opadaniem na spadochronach. Cały lot miał trwać 15 minut, a bilet kosztować 200-250 tys. dol.

Kosmokurs chciał zainwestować w kosmodrom 2,6 mld rubli (40 mln dol.). Projekt nie wypalił, bo Pawieł Puszkin, szef KosmoKursu nie znalazł partnerów i inwestorów na Zachodzie. Ponadto inwestycja musiała uzyskać akceptację państwowego koncernu Roskosmos. A to nie takie proste. Podobnie dzieje się z oddanym 26 września 2016 r. do użytku prywatnym kosmodromem na półwyspie Mahia, przynależącym do nowozelandzkiej Wyspy Północnej. Stworzyła go firma Rocket Lab, która miała tam przeprowadzać próby własnej rakiety Electron i przy jej pomocy realizować loty cargo oraz turystykę kosmiczną na niskiej orbicie wokółziemskiej. Obecnie nie jest tam prowadzona żadna działalność komercyjna, a Rocket Lab szuka inwestorów. Jedną z istotnych aktywów spółki jest właśnie działający kosmodrom.