Wahadłowce kosmiczne. Latały jak rakiety, wracały na Ziemię jak samoloty. Dlaczego z nich zrezygnowano?

W tym artykule:

1. Jak powstały wahadłowce kosmiczne?
2. Wczesne koncepcje wahadłowca
3. Pierwsze misje wahadłowców
4. Katastrofa Challengera
5. Koniec programu wahadłowców kosmicznych

Prom kosmiczny, przez swój wahadłowy ruch zwany również wahadłowcem, często uważany jest za najbardziej nieudany program w historii NASA. Promy były niedopracowane, co poskutkowało dwoma katastrofami, w których zginęło łącznie czternaścioro astronautów. Drugim zarzutem jest koszt. W założeniu miało być tanio, a jednak program wahadłowców kosztował NASA aż 209 miliardów dolarów.

Jednak wbrew obiegowej opinii to właśnie wahadłowce kosmiczne były końmi pociągowymi, dzięki którym Amerykanie konstruowali Międzynarodową Stację Kosmiczną. Pozwoliły też na naprawy satelitów badawczych i samego Kosmicznego Teleskopu Hubble’a. Gdyby nie możliwości wahadłowców, naprawy byłyby niemożliwe i spoglądający w odległy kosmos Hubble nie zmieniłby historii astronomii.

Jak powstały wahadłowce kosmiczne?

Pomysł na kosmiczną taksówkę narodził się w głowach naukowców NASA jeszcze przed pierwszym lądowaniem człowieka na Księżycu. W roku 1968 rozpoczęto wstępne prace nad środkiem transportu, którego zadaniem miało być:

• wspieranie budowy i funkcjonowania pierwszej amerykańskiej stacji kosmicznej, czyli będącej już wówczas w planach stacji Skylab;
• możliwość przetransportowania na orbitę załogi liczącej minimum cztery osoby;
• możliwość wyniesienia na niską orbitę ziemską około 10 ton ładunku.

Zaznaczono również, że pojazd ma być gotowy do startu bez zakrojonych na wiele miesięcy przygotowań. Miał też nadawać się do wielokrotnego użytku.

W trakcie wczesnych badań związanych z programem wahadłowców nie obyło się bez debat i sporów na temat optymalnej konstrukcji kosmicznego samolotu. Chodziło o to, by najlepiej zrównoważyć możliwości, koszty rozwoju i koszty operacyjne.

Wczesne koncepcje wahadłowca

Rozważano nawet skonstruowanie wahadłowca w pełni odzyskiwalnego. Miał on posiadać bardzo duży, skrzydlaty załogowy booster, który przenosiłby mniejszy skrzydlaty załogowy orbiter. Pojazd wspomagający podnosiłby orbiter na określoną wysokość, nadawał mu prędkość, a następnie obie maszyny rozdzielałyby się. Booster wracałby i lądował poziomo, podczas gdy orbiter kontynuował podróż na niską orbitę okołoziemską. Po zakończeniu misji skrzydlaty orbiter lądował poziomo na pasie startowym. Pomysł polegał na tym, że pełna możliwość ponownego użycia dawałaby niższe koszty operacyjne.

Gdzie zaczyna się przestrzeń kosmiczna?

Niedawno Richard Branson, a krótko po nim Jeff Bezos razem ze swoimi załogami polecieli w kosmos. Co to jednak tak naprawdę oznacza? Co znaczy to, że odbyli loty suborbitalne a nie orbitalne? J...

Ci, którzy w tej chwili widzą przed oczyma samolot Virgin Orbit „Cosmic Girl”, zdolny wynosić rakiety na wysokość ponad dziewięciu kilometrów, dobrze kojarzą. To wszystko wzięło się z programu wahadłowców.

Niestety, dalsze prace nad projektem wykazały, że aby podnieść orbiter na odpowiednią wysokość potrzebny jest naprawdę potężny wzmacniacz. A w systemach kosmicznych koszt jest ściśle związany z masą, oznaczało to, że całkowity koszt pojazdu byłby bardzo wysoki. Zarówno booster, jak i orbiter miałyby silniki rakietowe plus silniki odrzutowe do użytku w atmosferze, a także oddzielne systemy paliwowe i sterujące dla każdego trybu napędu. Ponadto równolegle toczyły się dyskusje na temat tego, ile funduszy będzie dostępnych na rozwój programu. Niestety, ten konkretny projekt upadł.

Pierwsze misje wahadłowców

Ale sama idea wahadłowców pozostała. Prom powstał, był nawet przewożony na grzbiecie dostosowanego do tego samolotu pasażerskiego, co mocno nawiązywało do idei opisanej wyżej.

Ile kosztuje lot w kosmos? Sprawdź!

Wielkimi krokami zbliżamy się do ery kosmicznej turystyki. Ile kosztuje lot w kosmos? Czy każdy, kto jest w stanie zapłacić odpowiednio wysoką cenę, może wyruszyć na kosmiczną odyseję?

Pierwszy lot promu kosmicznego odbył się 12 kwietnia 1981 roku. Astronauci John Young i Robert Crippen uruchomili program wahadłowców kosmicznych, pilotując Columbię w kosmos i wracając z powodzeniem dwa dni później. Natomiast na pokładzie promu kosmicznego Challenger poleciała w kosmos pierwsza Amerykanka – Sally Ride.

W 1984 roku astronauci misji STS-41-C, prowadzonej dzięki wahadłowcowi Challenger, po raz pierwszy w historii podjęli się naprawy satelity na orbicie. Mowa o orbitalnym obserwatorium Słońca – Solar Maximum Mission (SMM). Rok później astronauci podróżujący na pokładzie promu kosmicznego Discovery przywrócili sprawność satelicie Syncom IV-3.

Katastrofa Challengera

Zakładano, że koszt korzystania z wahadłowców kosmicznych wyniesie 20 mln dolarów na jeden start. W rzeczywistości był dużo wyższy. Według współczesnych obliczeń mógł dochodzić nawet do 1,9 miliarda dolarów. Budziło to niezadowolenie amerykańskiego Kongresu. Jednak programu wahadłowców niemal nie zakończyła zwykła uszczelka.

Co wiemy o tajnym, amerykańskim samolocie kosmicznym X-37B?

X-37B to tajny, amerykański prom kosmiczny. Co wiemy o pojeździe, który może spędzić 900 dni na orbicie?

28 stycznia 1986 roku na pokład promu Challenger wsiadała siedmioosobowa załoga. W jej skład wchodziła Christie McAuliffe, która miała być pierwszą nauczycielką w kosmosie. Tego dnia panował nienaturalny ziąb. Temperatura w nocy spadła tak bardzo, że obsługa techniczna poinformowała o oblodzeniu wieży startowej. Według norm wahadłowiec mógł startować w temperaturze około zera stopni Celsjusza. Dlatego czekano ze startem, aż temperatura powietrza wzrośnie. Było to już kolejne przesuniecie startu, co budziło niezadowolenie tłumów i wymuszało na szefostwie operacji podjęcie niepopularnych decyzji.

Wreszcie wydano pozwolenie na start. W 45 sekundzie po starcie z szybującej w górę rakiety wydostał się język ognia. Chwilę później prom i wynosząca go rakieta wraz ze zbiornikami paliwa wybuchły. Po śledztwie prowadzonym przez specjalną grupę ustalono, że winny katastrofie był pierścień uszczelniający prawą dodatkową rakietę na paliwo stałe. Jak doszło do tego, że uległ zniszczeniu, wyjaśnił na konferencji prasowej fizyk i noblista Richard Feynman. Włożył do szklanki z zimną wodą uszczelkę i pokazał, że w takich warunkach staje się ona nieelastyczna i krucha.

Po poprawkach program wznowiono. Jedną z pierwszych misji po przerwie było wyniesienie na orbitę Kosmicznego Teleskopu Hubble’a. Miało to miejsce 24 kwietnia 1990 roku.

Koniec programu wahadłowców kosmicznych

Program zakończono w 2011 roku wynikiem 132 udanych lotów. Teraz doświadczenia nabyte przy wahadłowcach są wykorzystywane m.in. przy projekcie nowej ciężkiej rakiety księżycowej SLS. Ale nie tylko USA miały swoje wahadłowce kosmiczne.

Czy z terenu Polski można wynosić satelity? Prezes Polskiej Agencji Kosmicznej uważa, że tak i ma na to dobry plan

Brak możliwości masowego wynoszenia niewielkich satelitów na orbitę Ziemi jest jednym z głównych problemów, z jakimi musi zmierzyć się przemysł ery komercjalizacji kosmosu. Prof. Grzegorz...

Związek Radziecki skonstruował Burany. Były to bliźniaczo podobne do wahadłowców statki kosmiczne wielokrotnego użytku. Jednak Buran wzleciał w niebo tylko raz, 15 listopada 1988 roku. Później program zakończono, a same maszyny skazano na zapomnienie. Niektóre zdemontowano, inne niszczały pozostawione samym sobie. Jeden Buran został doszczętnie zniszczony w wyniku zawalenia się hangaru. Najlepiej zachowany Buran stoi w hangarze kosmodromu Bajkonur i jest własnością Kazachstanu.

Same wahadłowce już nie latają. Jednak pomysł kosmicznych maszyn wielokrotnego użytku jest obecnie rozwijany z dobrym skutkiem. Przykładem mogą być rakiety SpaceX.

Nasz ekspert

Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka

Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Związana z magazynami portali Gazeta.pl oraz Wp.pl. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.