Kosmos

Arianespace Susie, czyli Europa w... zaskakujący sposób chce gonić SpaceX

Krzysztof Kurdyła
4

ESA i doświadczone europejskie firmy przespały rewolucję „New Space”. Dostęp do tanich rosyjskich Sojuzów, brak komercyjnego spojrzenia na przyszłość spowodowały, że Europejczycy mają teraz problem. Czy pomysł statku kosmicznego Arianespace Susie może być jego rozwiązaniem?

Europa w tyle

Dziś na rynku mamy dwie rodziny rakiet firmowane przez ESA. Pierwszą jest opracowana pod kierunkiem włoskiego Avio rakieta Vega, obecnie w wersji Consolidation (Vega-C). Jest to konstrukcja jednorazowa, z trzema stopniami na paliwo stałe i czwartym (AVUM+) napędzanym hipergolicznie.

Już samo to wskazuje, że nie będzie w stanie konkurować z nowoczesnymi rakietami. Wypadkowa masy własnej, udźwigu i kosztów za kilogram na orbitę powoduje, że przegrywa zarówno ze znacznie tańszymi Falconami, jaki i bardziej elastycznym Electronem.

Z udźwigiem 3300 kg na LEO i 2200 kg na SSO oraz ceną około 37 mln za start jest w miejscu, w którym ciężko znaleźć odpowiednią liczbę klientów, aby częste starty mogły dać efekt skali. Twórcy małych satelitów, którzy mogą poczekać, wybierają znacznie tańsze misje „rideshare” SpaceX, ci którym zależy na czasie, w większości nie będą czekać aż Vega zapełni ładownię.

Drugą rodziną są produkty opracowane pod kierunkiem Arianespace, czyli schodząca ze sceny Ariane 5 oraz, jeszcze niegotowa, Ariane 6. Te ciężkie rakiety, napędzane boosterami na paliwo stałe i dwoma stopniami z silnikami na ciekły wodór i tlen są również jednorazowe i co gorsza, bardzo, bardzo drogie w użytkowaniu.

Dość powiedzieć, że w podobnym przedziale cenowym SpaceX oferuje starty Heavy Falcona. Ariane 6 niewiele w tym zakresie zmieni, to rakieta przestarzała jeszcze przed debiutem, której starty będą w zdecydowanej większości wyborem politycznym, a nie ekonomicznym.

Na ratunek statki kosmiczne

Pomimo rewolucji widocznej gołym okiem, konserwatywne podmioty zaangażowane pracujące z ESA wciąż nie decydują się na porzucenie nieefektywnych projektów. Zamiast przejść jak najszybciej do projektowania systemu wynoszenie wielokrotnego użytku, zdecydowały się zacząć od... stworzenia powracających statków kosmicznych.

W przypadku Vegi ma nim być niewielki bezzałogowy samolot kosmiczny Space Rider, jego debiut zobaczymy być może w przyszłym roku. Natomiast Arianespace ujawniła na właśnie trwającym IAC 2022 bardzo ciekawy statek Susie (skrót od Smart Upper Stage for Innovative Exploration). Ma to być prawdziwa konkurencja dla Dragona i Crew Dragona, przewyższająca go nawet w kilku aspektach.

Susie-bus

Jaki pomysł na siebie ma Arianespace? Dzisiejsze rakiety wynoszą satelity ukryte w ładowniach pod owiewkami. W przypadku misji typu „rideshare” umieszczone są tam statki, które moglibyśmy nazwać autobusami satelitarnymi, które dzięki własnym silnikom rozwożą małe satelity na odpowiednie orbity.

Arianespace chce zastąpić zarówno owiewki, jak i autobusy dużym statkiem wielorazowego użytku, osadzanym na szczycie rakiety, który będzie przewoził ładunki we własnej ładowni. W efekcie otrzymujemy duży, znacznie większy od Dragona statek, mający 12 metrów wysokości, 5 metrów średnicy i ładownię 40 m3.

Na fanach kosmosu największe wrażenie zrobiła jednak zapowiedź systemu lądowania, Susie miałby to robić nie przy pomocy spadochronów, ale silników. Lądowania Falconów są imponujące, nie inaczej byłoby ze statkiem Arianespace. Trzeba jednak pamiętać, że SpaceX planował taki system dla Dragonów, ale ostatecznie z niego zrezygnował.

Ekonomia Susie

Mówiąc krótko, Susie nie byłaby ograniczona jak Dragon, do roli ciężarówki uzupełniającej zapasy dla ISS, ale byłaby pojazdem znacznie bardziej uniwersalnym. Statek nie tylko mógłby wynieść i rozwieźć satelity po orbitach, ale na koniec można byłoby jeszcze zebrać do 7 ton kosmicznych śmieci i przywieźć do utylizacji na Ziemię.

Mamy tu spory potencjał ekonomiczny, na firmy potrafiące efektywnie sprzątać orbity czekają duże pieniądze. Jeśli już jesteśmy przy pieniądzach, to dochodzimy do tego, co Susie ma dostarczyć na orbitę. I tutaj czar pryska, statek został zaprojektowany dla rakiety Ariane 6, której starty jak wspomniałem są bardzo drogie.

Arianespace zakłada oczywiście, że Susie miałoby być też statkiem „referencyjnym” dla projektowanych „kiedyś” tam dużych i wielorazowych europejskich systemów wynoszenia, ale to „kiedyś” jest tu kluczowe. Na dziś jedyny projekt Arianespace tego typu to MaïaSpace, mała rakieta nie nadająca się do takich statków, której debiut przewidziany jest na... drugą połowę lat 30-tych. Kiedy mogą pojawić się większe?

Niepokoje techniczne

W projekcie jest też kilka rozwiązań, które budzą wątpliwości. Po pierwsze, coś nie gra w temacie masy tego pojazdu. Ariane 6-4 (z 4 dopalaczami) ma mieć udźwig na LEO rzędu 21,6 tony, natomiast mokra masa tego statku to 25 ton. Arianespace tymczasem zarzeka się, że wynosić ma go rakieta bez dodatkowych modyfikacji.

Na animacjach 3D widać ujęcie, kiedy od Susie odłącza się zespół silnika i coś, co wygląda jak dodatkowy stopień Ariane 6. Albo jest to coś w stylu modułu serwisowego Susie, co oznaczałoby, że Susie nie będzie w 100% odzyskiwalna, albo jest to dodatek do Ariane 6 i nieco inaczej trzeba liczyć ekonomię startów przystosowanej dla Susie rakiety.

Z masą Susie wiąże się jeszcze jedna wątpliwość. Będący dopiero w fazie koncepcji statek jest, uznajmy optymistycznie, na granicy możliwości Ariane 6. Jeśli przeanalizować jej wielkość, udźwig, konieczność przenoszenia paliwa niezbędnego do lądowania, to zastanawiające jest, czy Francuzi zdołają to wszytko pogodzić.

Przypomina to nieco casus Hermesa, zarzuconego po latach prac projektu samolotu kosmicznego dla ESA. Jednym z jego problemów było to, że w trakcie projektowania ciężko było pogodzić założenia, które miał spełniać, z masą statku i możliwościami systemu wynoszenia. W efekcie Hermes był albo za ciężki, albo za mały i do końca nie zdołano tego przeskoczyć.

Pozostaje też pytanie, o lądowanie przy pomocy silników. Jak już wspomniałem, taki system  przewidywało dla Dragonów SpaceX, ale w toku prac zrezygnowano z tej opcji, jako rozwiązania zbyt czasochłonnego w dopracowaniu i utrudniającego szybkie oddanie statku do użytku. Arianespace musi tu wypracować wszystko praktycznie od zera, co oznacza, że czas projektowania tego statku może być naprawdę długi.

Wiele znaków zapytania

Podsumowując, od strony technicznej ciekawe będzie zobaczyć, czy europejscy inżynierowie wyciągnęli wnioski z porażki Hermesa i doświadczeń SpaceX. Susie wygląda na projekt „na granicy” możliwości realizacyjnych, z drugiej strony, to samo mówiono o rakietach Elona Muska. Na pewno jest jednym z ciekawszych programów wchodzących do realizacji.

Gorzej wygląda strona ekonomiczna projektu, kluczem do nowoczesnego biznesu kosmicznego, co dobitnie pokazało SpaceX, jest odpowiednio tani system wynoszenia. Wygląda na to, że ESA i przyjaciele, ten rynek praktycznie sobie odpuszczają (poza drobnym finansowaniem start-upów). Susie jest już na starcie obciążona balastem w postaci przeraźliwie drogiego Ariane 6 i bez „europejskiego” Falcona będzie musiała liczyć na instytucjonalny sponsoring.

Hej, jesteśmy na Google News - Obserwuj to, co ważne w techu