Pozrite si
Zvládnuť mäkké pristátie prvého stupňa nosnej rakety a jeho opakované využitie je náročná méta. Viacnásobná použiteľnosť nosičov na báze princípu VTVL (Vertical Takeoff and Vertical Landing, čiže vertikálny štart a vertikálne pristátie) má zredukovať náklady na vesmírne lety.
A naozaj to funguje. Pri vesmírnych raketách však úspešne realizuje VTVL zatiaľ len americká spoločnosť SpaceX a pri suborbitálnom nosiči New Shepard to dokázala firma Blue Origin Jeffa Bezosa.
Nevráti sa ľahko
Prvý stupeň rakety Falcon 9 od SpaceX, ktorý obsahuje väčšinu motorov a paliva, sa podarilo už mnohokrát úspešne vrátiť na kozmodrom, alebo na plávajúcu plošinu. Počas návratového manévra stupeň niekoľkokrát zapína svoje motory, aby ovládal svoj zostup.
Rovnakým spôsobom zároveň raketu dostatočne spomaľuje, takže môže vzpriamene pristáť na rovnom povrchu.
Druhý stupeň Falconu 9, ktorý vynáša užitočné zaťaženie na obežnú dráhu, je však podstatne ťažší rébus. Pohybuje sa totiž omnoho rýchlejšie, ako 1. stupeň, ktorý môže dosiahnuť rýchlosť okolo 8 000 km/hod, kým sa otočí a vráti sa na Zem.
Druhý stupeň je však urýchľovaný počas celého letu a k rýchlosti 1. stupňa pridá aj svoje vlastné zrýchlenie. Aby dokázal vyniesť satelit na nízku obežnú dráhu Zeme, musí 2. stupeň rakety dosiahnuť rýchlosť až približne 27 000 km/hod.
Keď sa 2. stupeň vracia späť na Zem, pohybuje sa rýchlo a trením v atmosfére sa extrémne rozpáli. Čím vyššia rýchlosť, tým vyššia teplota.
Vysoká teplota, na ktorú sa zahreje 2. stupeň spôsobuje, že sa časti rakety roztavia a nakoniec sa celé teleso rozpadne.
Druhý stupeň zároveň nemá k dispozícii palivo, pomocou ktorého by dokázal rýchly návrat ubrzdiť na rozumnú mieru. Kvôli vysokej rýchlosti by ho navyše potreboval neúnosne veľa.
Napriek tomu šéf SpaceX Elon Musk hľadá spôsob, ako sa vracať po štarte na Zem aj s 2. stupňom.
Pomôže „balón“?
Elon Musk informoval na Twitteri svojich sledovateľov, že pri návrate 2. stupňa Falconu 9 uvažuje o využití obrovského „party balóna“. Balón, či skôr nafukovací tepelný štít by sa rozvinul v prvej fáze návratu a spomalil by rýchlosť 2. stupňa ešte v riedkych vrstvách stratosféry.
Nejde o originálny nápad Elona Muska, pretože o takejto metóde brzdenia už uvažovala aj NASA a Rusko. Praktické skúsenosti s pozitívnym výsledkom však zatiaľ chýbajú.
Balóny a nafukovacie štíty prinášajú svoje vlastné výzvy. Dajú sa ťažko stabilizovať počas pádu a aby prežili, musia byť vyrobené z extra pevných, trvanlivých materiálov.
Plážový volejbal z vesmíru
Ako presne by mohol návratový nafukovací štít pre 2. stupeň rakety vyzerať, nie je jasné. Niektorí experti sa domnievajú, že by stupeň rakety mohol byť úplne zabalený v balóne, pripomínajúc veľkú plážovú loptu.
Na jednej strane je isté, že pomocou veľkého nafukovacieho štítu by sa mohlo podariť spomaliť návrat rakety a znížiť tepelné zaťaženie. Teplo sa totiž rozloží na veľkej ploche, čo pomôže znížiť teplotu. Tá sa zníži aj vďaka pomalšiemu zostupu.
Nie je však jasné, ako by sa dalo s takto zabaleným 2. stupňom manévrovať. E. Musk naznačuje, že by ho mohli chytať do veľkej pripravenej siete. Podobný experiment, pri ktorom bolo cieľom chytiť do siete časť nosového kužeľa Falcon 9 zatiaľ nebol úspešný. Zachytiť veľkú nafúknutú „loptu“ môže byť vcelku problém.
Navyše, nebude jednoduché ani stanoviť presné miesto, kde pristávajúci 2. stupeň dopadne. Keďže sa bude vracať z obežnej dráhy, miesto dopadu (či pristátia) bude vzdialené stovky, možno aj tisíce kilometrov od miesta štartu.
Inžinieri a vedci v SpaceX majú teda pred sebou poriadne tvrdý oriešok. Ak by sa im ho ale podarilo vyriešiť, otvorili by cestu k ďalšiemu zlacneniu kozmických letov. Nebolo by to prvý raz.
Zdroj