ASTRONAUTIKA

Dragan Lazarević

Kosmički put Ilona Maska

Veliki uspesi i povremeni neuspesi

Glavni nosilac inovacija na području kosmičke tehnike u svetu trenutno je  kompanija „Space X“. Njen većinski vlasnik i osnivač Ilon Mask nije samo poslovan čovek već je i vizionar koji ostvaruje ono šta je doskoro bilo oblast naučne fantastike. Lično je pobornik vizije naseljavanja Sunčevog sistema (pre svega Marsa). Rakete serije „Falcon 9“ koje proizvodi ta kompanija prve su u istoriji astronautike čiji prvi stepen koči retroraktivno i meko sleće, vertikalno, da bi se potom ponovo koristio.

Dok su druge kompanije u SAD neprekidno povećavale cenu lansiranja u orbitu po masi tereta, „Space X“ teži da je smanji. Ta kompanija, i pored određenih teškoća, dovršava razvoj kosmičke kapsule za prevoz astronauta „dragon 2“ koja je u stanju da obavi sve vrste komercijalnih lansiranja u Zemljinu orbitu kao i ona ka Mesecu i ka međuplanetarnim putanjama.
Ove godine nastavljeno je njeno uspešno napredovanje probnim lansiranjem kapsule „dragon 2“ i drugim, ovog puta komercijalnim, lansiranjem rakete nosača „falcon 9 heavy“. Iako je deo troškova pokrivala NASA (2,6 milijardi dolara za „dragon 2“) inicijativa za ove projekte je potekla od kompanije i njenog osnivača.

„Zmaj 2“ za prevoz astronauta leti bez astronauta

Kosmički program SAD koji je obavljala NASA karakterisale su veoma uspešno obavljene misije ali i veliki prekidi i pauziranja. Posle programa „Apolo“, američki astronauti šest godina nisu leteli ni u Zemljinu orbitu. Potom su usledile tri decenije letova pet kosmoplana tipa „spejs šatl“, od kojih su dva uništena u nesrećama; na osnovu analiza došlo se do zaključka da su kosmičke kapsule (kao što je bio komandni modul „apola“) preko deset puta sigurnije za let astronauta od „spejs šatlova“. Duže od jedne decenije, NASA razvija svoju kapsulu tipa „CEV Orion“ koju namerava da šalje samo u orbitu oko Meseca i dalje, tako da američki astronauti osam godina lete na ISS u kapsulama starog ali sigurnog tipa, u ruskim „sojuzima“, i za to plaćaju preko 80 miliona dolara po astronautu. Kompanija „Space X“ je odavno rešena da razvije sopstvenu kapsulu za prevoz astronauta koju bi ponudila NASA-i, ali i svim zainteresovanima (npr. kosmičkim turistima).
Na osnovu iskustva sa kapsulom „dragon“ kojom je vršeno snabdevanje orbitalne stanice, „Space X“ je razvila kapsulu „dragon 2“ koja će se koristiti u dve različite namene: za prevoz astronauta „dragon 2“ i tereta „cargo dragon 2“. U odnosu na prvi tip „dragona“, druga varijanta ima čitav niz tehničko-tehnoloških inovacija i izmena. Najvažnija dopuna je postavljanje, na spoljašnjoj strani kapsule, četiri odseka (nazvana „quads“) sa po dva raketna motora „super draco“, svaki potiska 71 KN (namenjena za spasavanje kapsule i astronauta u slučaju otkaza rakete nosača) i po četiri manja raketna motora „draco“ namenjenih za manevrisanje u kosmosu.

„Dragon 2“ koristi autonomni sistem spajanja sa orbitalnom stanicom preko PMA adaptera, za razliku od prethodne varijante koja je mehaničkom rukom postavljana na CBM sistem krutog naleganja i spajanja vijcima.
Sistem za spajenje će; tokom poletanja i vraćanja u atmosferu, biti zaštićen pomičnom kalotom. Novi tip kapsule treba da ima i sistem kliznog balasta kojim bi se menjalo njeno težište i tako regulisao napadni ugao i upravljalo prilikom ulaska u atmosferu.S va spuštanja će se obaviti na vodenu površinu iako motori „super draco“ mogu da ostvare i spuštanje na čvrstu podlogu. To zahteva i odgovarajuće stajne noge.
Varijanta za prevoz posade „crew dragon 2“ prevoziće 4-7 astronauta i biće jednokratno upotrebljena; korišćene kapsule će se adaptirati za prevoz tereta „cargo dragon 2“ i sa njih će biti uklonjeni motori „super draco“. Masa kosmičke letilice „dragon 22 iznosiće 9.525 kg. Prečnik je 4 m a dužina oba dela, kapsule i terenog odseka „trunk“ je 8,1 m. Kapsula ima zapreminu 9,3 m3 i može da ponese, u teretnoj varijanti, 3,3 t i da na Zemlju vrati 3t. Zadnji deo „trunk-a“ nije hermetičan. Ima zapreminu 12,1 m3 i nosi teret do 4 t, koji je izložen kosmičkom vakuumu. Ukupan teret u oba odseka može biti najviše 6 t.
„Dragon 2“ je prvi out ispitan bez rakete nosača, startujući paljenjem raketnih motora „Super draco“, 6.maja 2015. pri čemu je simulirano napuštanje lansirne rampe u slučaju prekida misije pre lansiranja. Prva kosmička proba je obavljena 2. marta ove godine, kada je varijanta „dragon 2“ za prevoz posade lansirana na probni let – naravno, bez posade.
Raketa „falcon 9 block 5“ je uspešno ubrzala do prve kosmičke brzine i „dragon 2“, ukupne mase 12.055kg (tzv. suve mase, tj. bez goriva 6.350kg), podigla do putanje orbitalne stanice ISS. Prvi stepen rakete se, retroreaktivnim kočenjem, uspešno vertikalno spustio na plutajuću platformu. „Dragon 2“ se uspešno spojio sa ISS, 3.marta, preko PMA članovi posade 58. misije ušli u kapsulu. Zbog pretpostavljene mogućnosti da bi toksično gorivo i oksidator za motore „draco“ i „super draco“ mogli da iscure, nosili su gas maske pri prvom ulasku. U kapsuli je bila lutka u skafanderu ATD (Antrophomorphic Test Device) sa odgovarajućim senzorima, nazvana Ripli - po junakinji iz SF filmova „Alien“ (očigledna sklonost Ilona Maska prema kosmičkoj naučnoj fantastici) - i mala lebdeća igračka koja je ostavljena astronautima ISS.
Kapsula se odvojila od ISS 8.marta i uspešno obavila ulazak u atmosferu i spuštanje na površinu Atlantika istog dana. Ova probna misija nazvana DM 1 je ocenjena kao potpuno uspešna i izgledalo je da neće biti ozbiljnijih prepreka za misiju juna ove godine, kada bi trebalo da se obavi proba raketnog sistema za spasavanje kapsule „super draco“ sa prekidom misije u toku poletanja, pri najvećem ubrzanju rakete (tzv.Max Q). Za ovu misiju bi se koristila kapsula „dragon 2“ iz misije „DM 1“ i već korišćeni prvi stepen „falcon 9“ rakete.

Drugi start rakete „falcon 9 heavy“

Kompanija „Space X“ neprekidno razvija rakete nosače serije „falcon 9“, i to ka sve većoj nosivosti. Nagli skok je napravila kada su, uz prvi stepen, pridodata dva njemu identična bustera, čime je dobijen nosač gotovo trostruko veće nosivosti, ukupne poletne mase 1420,7 tona. Posle uspešnog eksperimentalnog leta, februara 2018. trenutno najveća raketa nosač na svetu je, 11.aprila ove godine, uspešno obavila svoju prvu komercijalnu misiju: na prelaznu putanju ka geostacioniranoj orbiti je lansiran telekomunikacioni satelit „arabsat 6A“, u vlasništvu Saudijske Arabije.

Lansiranje je bilo medijski propraćeno kao svojevrsna senzacija. Kamere postavljene na bustere, prvi i drugi stepen, snimale su i direktno prenosile sve procedure posle lansiranja, a objavljeni su i svi parametri ubrzavanja i penjanja rakete. Dva minuta i 36 sekundi posle lansiranja (svako dalje navođenje vremena podrazumeva da je početni trenutak bilo lansiranje), na visini od 59 km i pri brzini 1627,8 m/sek, odvojena su dva bustera da bi se u 7 min 49-52 sekunde, posle retropropulzivnog kočenja, vertikalno meko spustili na predviđene sletne poligone.
Prilaz bustera sletnom poligonu je bio najspektakularniji deo misije. Sistemi upravljanja i navođenja su besprekorno obavili posao i busteri su, u razmaku od 3 sek meko sleteli, svaki na svoje tri stajne noge. Centralni prvi stepen je nastavio da ubrzava do brzine 2.980 m/sek i visine od oko 100 km da bi, u 3 min 36 sek, prekinuo rad motora i odvojio drugi stepen koji pali svoj motor 8 sekundi kasnije. Prvi stepen takođe retropropulzivno smanjuje svoju brzinu, vraća se u atmosferu i, reaktivnim kočenjem, potire silu teže da bi se, u 10 min 10 s, konačno vertikalno spustio na plutajuću platformu na Atlantiku - što je uspeh ove misije pošto se u prethodnoj razbio. Zbog problema sa video-prenosom, gledaoci nisu mogli da vide sam trenutak spuštanja ali se kasnije videlo da stepen stabilno stoji na plovećoj platformi.
Drugi stepen nastavlja sa ubrzanjem do brzine od 7.422,7 m/s i visine 164 km, kada gasi motor i leti po inerciji sve do 27 min i 38 sek, kada se opet pali motor i ubrzava do 10.194,7 m/s i konačno postiže prelazna orbita. Satelit „arabsat 6A“ se odvaja u 34 min 6 sek, čime je raketa nosač završila svoju funkciju.
Masa satelita je 6.460 kg. Od toga je masa goriva 2.940 kg i ono će biti utrošeno na na konačno postavljanje satelita u geostacioniranu Zemljinu orbitu. Nosivost ove rakete je trostruko veća ako se stepeni koriste jednokratno tako da je retroreaktivno vraćanje stepena i meko spuštanje ekonomski opravdano ako bi se oni iskoristili bar 5-6 puta.
Sledeće lansiranje rakete „falcon 9 heavy“ se planira za jun ove godine. Lansiranja će se nastavljati i dalje prema tome koliko bude zainteresovanih korisnika. Ilon Mask planira da, u nešto daljoj budućnosti, ponudi „falcon 9 heavy“ sa kapsulom „dragon 2“ NASA-i da snabdeva buduću Mesečevu orbitalnu stanicu DSG - a i kosmičkim turistima koji bi bili spremni na riskantne letove sa proletanjem oko Meseca (ako su naravno spremni da plate za takvu avanturu nekoliko stotina miliona dolara).

Požar u kapsuli usporava planirane letove

Prema planiranom (za kraj juna ove godine) probnom suborbitalnom lansiranju kapsule „dragon 2“ korišćene u misiji „DM 1“ je ona pripremana i ispitivana na poligonu USAF, na Kejp Kanaveralu. Isprobavanje motora „super draco“ u simulaciji misije spasavanja posade pri najvećem opterećenju, pri poletanju rakete, trebalo je da bude poslednji test pred lansiranje astronauta na ISS, planirano za 25.jul.
Obavljano je statičko ispitivanje tj. paljenje motora „super draco“ 19. aprila. Ali, pojavila se neka anomalija u radu motora, pri čemu je, prema nepotvrđenim izvorima, došlo do požara koji je uništio kapsulua. Očevici su iz daljine videli narandžasti dim ili maglu koji ukazuju da je došlo do curenja oksidatora azotnog tetraoksida. Da je došlo do curenja goriva, monometil hidrazina, zbog samozapaljivosti došlo bi do trenutne eksplozije. Stručnjaci kompanija „Space X“ i NASA-e sada ispituju uzroke havarije. Dok se oni ne utvrde a potom i ne nađe rešenje da se sličan slučaj ne ponovi - nema govora o lansiranju „dragona 2“ sa posadom. Sasvim je izvesno da će doći do odlaganja svih planiranih misija.
Misija demonstracije spasavanja kapsule bez posade se svakako mora obaviti, a kompanija „Space X“ ima na raspolaganju samo „dragon 2“,  planiran za lansiranje astronauta. Pošto nije predviđeno da astronauti lete u već korišćenoj kapsuli, ako se postojeća iskoristi za probu spasavanja, moraće da se gradi nova za njihovu let i spajanje sa ISS. To znači kašnjenje od nekoliko meseci. Astronauti NASA-e, Dough Hurley i Bob Behnken, koji su leteli u misijama „šatla“ moraće da stpljivo čekaju na rešenje svih problema do njihovog prvog leta u kapsuli „dragon 2“. Kompanija „Space X“ je imala brojne probleme u toku razvoja raketa „falcon 9“ i kapsule „dragon“ i dosad ih uspešno rešavala.
Problem sa kapsulom „dragon 2“ je ozbiljniji jer ona prevozi astronaute i ne sme se dozvoliti da njihovi životi budu ugroženi. Ali, nema sumnje da će „Space X“  uz pomoć NASA-e rešiti ove probleme i konačno ostvariti cilj - slanje astronauta u sopstvenoj kosmičkoj letelici.

Dragan Lazarević

Kompletni tekstove sa slikama i prilozima potražite u magazinu
"PLANETA" - štampano izdanje ili u ON LINE prodaji Elektronskog izdanja
"Novinarnica"