Naučni savetnik Astronomske opservatorije u Beogradu

Vreme čitanja: 5 minuta

Photo: premijerni let H3 (Ljubaznošću: JAXA.)

Prva dva meseca ove 2024. godine su se ispostavili kao vrlo uspešni sa stanovišta svemirske tehnologije. Čak dva nova lansirna sistema su izvela svoje premijerne misije, što se ne dešava često, naročito kada se radi o nezavisnim projektima na dva suprotna kraja sveta.

Najpre je 8. januara sa lansirnog sajta 41 (SLC-41) u Kejp Kanaveralu na Floridi izvršen dugo odlagani prvi let rakete Vulkan Kentaur koja je na let ka Mesecu poslala Peregrin lender, a zatim je 17. februara iz svemirskog centra Tanegašima na krajnjem jugu Japana novom raketom H3-22S lansirano nekoliko satelita u Zemljinu orbitu. Obe rakete imale su deo korisnog tereta posvećen testiranju i sertifikovanju performansi samog nosača i obe su prošle potpuno uspešno, tako da se može reći da je porodica aktivnih lansirnih sistema već na samom početku ove godine značajno porasla. 

Razmotrimo prvo Vulkan Kentaur, o kojem je već bilo ponešto reči u ovoj rubrici. U pitanju je novi teški lansirni sistem (kategorija od 20 do 100 tona nosivosti do niske Zemljine orbite) koji razvija ULA, odnosno United Launch Alliance, konzorcijum starih rivala Boinga i Lokid-Martina posvećen proizvodnji lansirnih sistema.

Iako su oba osnivača džinovske korporacije to ne znači da ULA nije imala svojih i to velikih finansijskih problema, naročito nakon povlačenja iz upotrebe svog popularnog nosača Delta II u 2017-2018. periodu; tada je, po rečima živopisnog CEO-a, Torija Bruna, firma je bila pred bankrotom u više navrata. Na sreću, to se nije desilo, a iako je Vulkan kasnio skoro 4 godine u odnosu na originalni plan, sada ima razloga za optimizam. 

Vulkan Kentaur je dvostepena raketa, gde se prvi stepen zove Vulkan, a drugi, sasvim očekivano, Kentaur, preciznije Kentaur V; brojna oznaka ukazuje da pripada već dobro testiranoj i korišćenoj familiji raketa optimizovanih za operisanje u vakuumu.

Dok Kentaur ima dva motora koji koriste tečni vodonik i tečni kiseonik (tzv. HYDROLOX gorivo), dotle je Vulkan ono što je na ovoj raketi istinski inovativno, s obzirom da prvi stepen koristi dva masivna BE-4 motora koje proizvodi kompanija Džefa Bezosa, Blue Origin. Ovo su prvi potpuno operativni raketni motori koji kao gorivo koriste tečni metan, odnosno prirodni gas (METHALOX gorivo).

Lansiranje od 8. januara 2024. je tako ušlo u istoriju kao prvi slučaj da je raketa na metan postigla orbitalnu brzinu i uspešno izvršila misiju. Bezos je na ovaj način, makar i indirektno, pretekao SpaceX čiji superteški Zvezdobrod (eng. Starship) još nije ostvario uspešan orbitalni let, iako postoje realni razlozi za verovanje da će se to desiti još ove godine.

Starship je, kao što smo takođe pisali ovde pokretan sa ni manje ni više nego 39 (!) metanskih motora tipa Raptor, 33 na prvom stepenu i 6 na drugom. Međutim, iako metan kao gorivo ima velikih prednosti (niska cena, lako se prenosi i skladišti, ima tačku ključanja koja omogućuje tzv. autogenu presurizaciju, itd.), pre Vulkan Kentaura i Bezosovog BE-4 motora niko to nije sasvim uspešno realizovao u praksi. 

Vulkan Kentaur je raketa visoka oko 62 metra i teška oko 550 tona. Može se postaviti u konfiguraciju sa 0, 2, 4 ili čak 6 bustera na čvrsto gorivo, od čega zavisi ultimativna masa korisnog tereta. Očekuje se da korisni teret do niske Zemljine orbite bude između 20 i 27 tona, a da se u pravcu Meseca (tzv. translunarno ubacivanje) može poslati 12 tona korisnog tereta. To nije posebno impresivno kad se uporedi sa prethodnicima poput Atlasa V ili Delte IV ili konkurentima u razvoju poput Ariane 6, ali se očekuje da pouzdanost i naročito fleksibilnost u pogledu profila misija bude na strani Vulkana u odnosu na veći deo konkurencije.

Ono što je svojevrsni „kec u rukavu“ za ULA je potencijalno višestruko korišćenje, koje za sada još nije implementirano, ali se na njemu radi. Skupa sa korišćenjem metanskog goriva, ovo bi moglo značajno da umanji cenu lansiranja do Međunarodne svemirske stanice ili ka Mesecu.

Odnedavno se čuju glasine da bi ULA mogla biti prodata, a kao jedan od mogućih kupaca pominje se upravo… Blue Origin. Ovo bi bilo pomalo čudno, s obzirom na činjenicu da Blue Origin razvija svoj teški nosač New Glenn koji je direktni takmac Vulkan Kentauru za bukvalno isti segment tržišta.

Sa druge strane, moguće je da na taj način Džef Bezos želi da konačno dosegne nivo kojim bi mogao da konkuriše Ilonu Masku i njegovoj ultrauspešnoj firmi SpaceX. Bilo kako bilo, uspešan prvi let Vulkan Kentaura će znatno podići vrednost firme, koja je konačno u mogućnosti da realizuje preko 70 (!) narudžbi za lansiranja koje već godinama stižu i gomilaju se sve do ovog trenutka i ulaska Vulkana u redovno korišćenje. 

Približno isti tržišni segment gađa japanska megakorporacija Mitsubishi sa svojim najnovijim proizvodom, raketom H3. Nakon vrlo uspešne porodice H2 modela, kojim su, između ostalih, lansirani čuvena Hayabusa 2 misija koja je 2020. donela prvi uzorak materije jednog asteroida natrag na Zemlju, kao i Al-Amal, sonda za Mars Ujedinjenih Arapskih Emirata, sada je ova raketa penzionisana u korist novog modela H3. Poput Vulkana, H3 je takođe dvostepena raketa, a pojavljuje se u konfiguracijama sa 0, 2 ili 4 bustera na čvrsto gorivo. Veoma je slične visine i totalne mase (63 metra, 574 tone), a i korisni teret koji može da iznese u nisku Zemljinu orbitu je sličan, oko 28 tona. 

 

 

Za razliku od Vulkana, oba stepena japanske rakete koriste tečni vodonik i tečni kiseonik (HYDROLOX), mada to ne znači da tu nema nikakvih inovacija. Naprotiv, H3 je prva uspešna raketa koji koristi motore sa ciklusom faznog prelaza (eng. expander cycle) za pokretanje pumpi za gorivo: tečno gorivo ide oko komore za sagorevanje čime je hladi, ali samo isparava – doživljava fazni prelaz iz tečne u gasovitu fazu – i u gasnom stanju pokreće turbinu. Turbina ga zatim ubrizgava u komoru gde sagoreva i izlazi kroz mlaznicu kao i u svim drugim raketnim motorima.

Ova vrsta motora ne postiže toliku efikasnost kao što se slučaj sa zatvorenim ciklusom koji koriste SpaceX-ovi Raptor motori, ali ima tu veliku prednost da operiše na znatno nižoj temperaturi i pritisku, što rezultuje većom pouzdanošću i manjom verovatnoćom fatalnog otkazivanja. 

Prvi pokušaj lansiranja H3 u martu 2023. godine nije bio uspešan, ali je zato ovogodišnji test ostvario sve predviđene ciljeve i više od toga – postavio je satelit u retrogradnu orbitu oko Zemlje, što je znatno teže učiniti od „normalne“ orbite koja sledi smer rotacije naše planete. Vredi pomenuti da je H3 program izložen čestim kritikama u samom Japanu, pre svega zbog nemogućnosti ponovnog korišćenja u sadašnjoj konfiguraciji. Mnogi smatraju da je to samo „popunjavanje rupe“, da bi se izbegla situacija u kojoj se našla Evropska unija koja je penzionisala Arianu 5, dok Ariana 6 neće biti dostupna još više godina.  

Sa druge strane, brojni posmatrači ukazuju i da ovim uspešnim lansiranjem i ambicioznim programom za korišćenje nove rakete JAXA potvrđuje da želi da bude u samom vrhu svetskih kosmičkih agencija i da je u velikom usponu. Japanska državna ulaganja u kosmički program manja su samo od onih SAD i Kine, a nadmašuju kako Rusiju, tako i sve pojedinačne zemlje članice EU.

Valja uočiti da je trend rasta ulaganja u periodu od 2020. godine vidljiv u tri vodeće zemlje, dok u ostalima ili stagnira (Francuska, Nemačka i EU kao celina) ili doživljava opadanje (Rusija, Velika Britanija).

Međutim, ogromna prednost SAD i Japana nad kolektivističkim konkurentima poput Kine jeste što u ovim zemljama postoje brojni nedržavni akteri spremni za ulaganja u svemirsku tehnologiju. Mitsubishi je daleko od toga da bude jedina japanska korporacija zainteresovana za svemir, ima čitav niz i etabliranih firmi poput Sonija ili Nipon Elektrika, ali i startapova kao što je Interstellar Technologies Inc., baziran na severnom ostrvu Hokaido, koji su aktivno uključeni u kosmičku utrku.

Takođe se uočava sve tešnja saradnja između JAXA i indijske ISRO, što je deo šire japansko-indijske saradnje, potpuno prirodne u svetlu pretnje koju za obe ove drevne kulture predstavljaju agresivne provokacije kineskih komunista. Jedna od najzanimljivijih zajedničkih misija za koju se planira korišćenje nove rakete H3 jeste LUPEX, što je skraćenica od Misija istraživanja lunarnog pola (eng. LUnar Polar EXploration Mission) koja predviđa spuštanje masivnog lendera blizu južnog pola Meseca, sa kojeg bi zatim manji rover krenuo u mobilno istraživanje okoline, sa naglaskom na mogućnost bušenja rupa do oko 1,5 metara dubine i uzimanje uzoraka ispod same površine Mesečevog tla u potrazi za vodenim ledom, ali i drugim elementima koji bi mogli pomoći naseljavanje i industrijalizaciju našeg prirodnog satelita.

Profil misije je zamišljen tako da bi JAXA konstruisala rover i pobrinula se za lansiranje upravo raketom H3, dok bi lender bio konstruisan u Indiji, najverovatnije u U. R. Rao satelitskom centru u Bangaloru kao glavnoj ISRO ispostavi za izradu satelita i međuplanetskih sondi. Lansiranje LUPEX misije predviđeno je u periodu 2026-2028. godine.

U svakom slučaju, pred nama su novi zanimljivi dani kada je svemirska tehnologija – dakle ona od koje u bukvalnom smislu zavisi budućnost čovečanstva – u pitanju. 

 

*Stavovi izraženi u kolumnama predstavljaju isključivo lične stavove autora, a ne stavove uredništva Talasa.