Kosmos jest blisko

W ostatnim dniu października doszło do katastrofy eksperymentalnego samolotu SpaceShipTwo (Statek Kosmiczny Dwa) firmy Virgin Galactic należącej do miliardera Richarda Bransona, właściciela wielu firm pod szyldem Virgin, m.in. linii lotniczej. Tylko jednemu z pilotów, Peterowi Sieboldowi, udało się ujść z życiem, drugi – Michael Alsbury – nie przeżył. Z pewnością przyszli klienci Virgin Galactic poczuli się niepewnie. Zapłacili po ćwierć miliona dolarów za podróż w kosmos, która miała być szybka, łatwa i przyjemna. Katastrofa pokazała, że wcale nie musi być bezpieczna.

Sto kilometrów

Może trudno w to uwierzyć, ale kosmos jest raptem sto kilometrów od nas. Jak z Krakowa do Zakopanego. Nic dziwnego, że wielu wizjonerów chce się tam dostać. Podobnie jak bracia Wright chcieli latać.

Virgin Galactic to jedna z wielu firm, które od kilku lat zajmują się eksploracją kosmosu finansowaną z prywatnych funduszy. A turystyczne loty na skraj kosmosu po 250 tys. dolarów to dobry sposób na finansowanie prac badawczo-rozwojowych. Cena biletu, w dodatku za tak niewielki dystans, to i tak śmiesznie mało w porównaniu z pół miliardem, które rząd USA płacił za każdy lot wahadłowca. Nawet jeśli uwzględnić, że z reguły wahadłowce latały z siedmioosobową załogą, to wciąż prawie 300 razy więcej od kwoty, jaką skasował Virgin Galactic. Gdzie tkwi haczyk? Czy to NASA jest szczególnym utracjuszem – w końcu sfera budżetowa – czy może Branson jest naciągaczem?

Ani jedno, ani drugie. Po prostu lot w kosmos lotowi w kosmos nierówny. Trzymając się początkowego porównania, oferta Virgin Galactic to jakby dojechać na dworzec w Zakopanem, dziubnąć oscypka, zerknąć na Giewont i wracamy. Lot wahadłowcem to jak tydzień w hotelu na Krupówkach.

Wszystko rozbija się o prawa fizyki. Jeśli chcemy utrzymać statek kosmiczny na orbicie, musimy go rozpędzić do minimum 28,5 tys. km/h. Przy każdej innej prędkości pojazd spadnie. A prędkość oznacza energię, z którą mamy dwa problemy: najpierw trzeba ją dostarczyć, a potem, przed lądowaniem, się jej pozbyć. Prom kosmiczny do rozpędzenia się zużywał ogromne ilości paliwa, które ważyło przeszło dwadzieścia razy więcej niż sam statek. Do wytracenia prędkości służył opór powietrza, który był tak duży, że rozgrzewał brzuch pojazdu do temperatur przekraczających miejscami 1,2 tys. stopni Celsjusza. Projektanci z Virgin Galactic wybrali inną opcję: podjeżdżamy do przedsionka kosmosu, rozglądamy się i wracamy.

Za co ten bilet

Lot na wysokość 100 km jest lotem ponad tak zwaną linię Kármána – umowną granicę między atmosferą Ziemi a kosmosem. Na tę wysokość nie jest w stanie dolecieć żaden samolot, czyli obiekt wznoszący się za pomocą sił aerodynamicznych. Bo zgodnie z wyliczeniami Theodore’a von Kármána, do utrzymania niezbędnej siły nośnej musiałby się poruszać z prędkością orbitalną. A taka prędkość sprawia, że siła nośna nie jest potrzebna, bo i tak obiekt nie spadnie.

Tyle umowy. Atmosfera Ziemi nie kończy się jak nożem uciął na wysokości 100 km, lecz rozciąga aż na 10 tys. km poza naszą planetę. To znaczy, że tak naprawdę w prawdziwym kosmosie byli tylko astronauci programu Apollo. Cała reszta – promy kosmiczne, Międzynarodowa Stacja Kosmiczna, większość satelitów – porusza się po niskich orbitach wewnątrz tak zwanej termosfery, gdzie wciąż istnieje opór powietrza, ale na tyle nikły, że statek kosmiczny poruszający się jedynie siłą rozpędu może kilkakrotnie okrążyć glob.

Pojazdy Virgin Galactic dolatują jedynie do linii Kármána i wracają. W czasie lotu pasażerowie są w stanie zobaczyć czarne niebo, krzywiznę Ziemi i doświadczyć w drodze powrotnej stanu nieważkości. Ale... krzywiznę Ziemi można zobaczyć z balonu stratosferycznego (takiego, z jakiego skakał słynny Felix Baumgartner czy zupełnie wcześniej nieznany Alan Eustace, który kilkanaście dni temu pobił rekord Baumgartnera). Stanu nieważkości, poza skokiem z balonu, można doświadczyć w samolocie lecącym po tzw. krzywej parabolicznej. Trik od lat stosowany przez NASA, wykorzystywany również w przemyśle filmowym – sceny z filmu „Apollo 13” kręcone były w ten sposób. Wszystko w budżecie istotnie mniejszym niż 250 tys. dolarów za lot.

Ale milionerzy, którzy już kupili bilety, nie są frajerami nabitymi w butelkę. Branson namówił ich do współfinansowania oryginalnego projektu lotniczego. To, że na razie statki Virgin Galactic nie wchodzą na orbitę, nie znaczy, że w przyszłości tak nie będzie. Pierwszy amerykański załogowy lot kosmiczny przebiegał dokładnie według tego samego scenariusza: skok na wysokość 180 km i powrót. To sposób na rozwój małymi kroczkami.

Gwarantem sukcesu projektu Virgin Galactic jest inżynier lotniczy, Burt Rutan, którego konstrukcje przełamały wiele barier w lotnictwie. Zbudował m.in. pierwszy samolot, który obleciał Ziemię bez międzylądowania i tankowania w powietrzu. Pomysłem Rutana jest też to, że pojazd kosmiczny SpaceShipTwo wynoszony jest na wysokość 20 km za pomocą samolotu matki o nazwie WhiteKnightTwo (Biały Rycerz Dwa). Oszczędza to paliwo, ale też pozwala znacznie uprościć konstrukcję samego silnika rakietowego.

Śmierć Michaela Alsbury’ego to okrutna cena, którą pionierzy lotnictwa wielokrotnie płacili za przecieranie nowych szlaków.


MARCIN BÓJKO jest dziennikarzem naukowym. Stale współpracuje z „TP”.