Raketoplán budoucnosti bude využívat atmosféru

Michal Polák  |  Vesmír
Raketoplán Skylon. Zdroj: Adrian Mann, Reaction Engines Ltd

Dopravu na oběžnou dráhu nemusí zajišťovat jen jednorázově použitelné rakety, ale také prostředky typu Single-Stage-To-Orbit. Jedním z nich je právě vyvíjený raketoplán Skylon.

Všechny používané nosné prostředky pro dopravu na oběžnou dráhu byly do dnešní doby jen jednorázově použitelné. Pouze nedávno vyřazený americký Space Shuttle mohl létat vícekrát, ale v hustých vrstvách atmosféry opakovaně shořela jeho největší součást – externí nádrž.

V historii kosmonautiky bylo navrhováno více prostředků, ale většina z nich počítala pouze s vícenásobným použitím návratové kabiny nebo letounu, zatímco klasický nosný prostředek (raketa) se doslova rozpadal ve vzduchu. Navíc veškeré pohonné látky si nosné prostředky braly s sebou, což je energeticky velmi neefektivní.

Východiskem je využití kyslíku z atmosféry

V atmosféře je přitom okysličovadla – kyslíku – více než dost. S touto stěžejní myšlenkou vznikla řada projektů, mezi nimiž byl na přelomu osmdesátých a devadesátých let Rockwell X-30 a o deset let později také Lockheed Martin X-33. Ten je známý ve své plánované orbitální variantě jako Venture Star. Na straně Sovětského svazu to byl v minulosti projekt kosmického bombardéru Tupolevu 2000.

Projekt Venture Star ztroskotal na technické náročnosti. Zdroj: Wikipedia
Projekt Venture Star ztroskotal na technické náročnosti. Zdroj: Wikipedia

Všechny projekty přitom spojovaly hned dva zásadní parametry. Raketoplány využívají vzduchu kolem sebe jako okysličovadlo a jsou jednostupňové. Proto je nazýváme prostředky typu Single-Stage-To-Orbit.

Raketoplán s horizontálním startem i přistáním

Všechny zmíněné nevýhody současných nosných prostředků smazává projekt raketoplánu Skylon britské soukromé společnosti Reaction Engines, který je volně inspirován dřívějším projektem HOTOL (Horizontal Take-Off and Landing). Ten byl v osmdesátých letech zamýšlen jako perspektivní raketoplán pro dopravu na oběžnou dráhu, čehož mělo být dosaženo právě využitím kyslíku z okolní atmosféry.

Raketový motor Sabre pracuje ve dvou režimech. V jednom využívá vzduch z atmosféry, a v tom druhém pracuje uzavřeně s látkami, které má ve svých nádržích. Zdroj: Reaction Engines Ltd
Raketový motor Sabre pracuje ve dvou režimech. V jednom využívá vzduch z atmosféry, a v tom druhém pracuje uzavřeně s látkami, které má ve svých nádržích. Zdroj: Reaction Engines Ltd

Skylon má být schopen na nízkou oběžnou dráhu vynést až 12 tun nákladu nebo 6 tun na geostacionární dráhu, a to s 10% úsporou oproti konvenčním raketám. Na orbitální stanici, jako je např. ISS, by pak měl být schopen dopravit 10 tun zásob, náhradních dílů nebo nový modul. Na délku měří Skylon 87 metrů, zatímco rozpětí činí 25 metrů. Na koncích křídel je umístěno to nejdůležitější – pohonné jednotky.

Revoluční pohon jedinou nadějí

Motory Sabre jsou na celém raketoplánu tím nejdůležitějším, bez nich nemůže v takové podobě vůbec existovat. Jedná se totiž o tzv. hybridní raketové motory, které dokáží pracovat ve dvou režimech. V tom prvním spalují vodík z interních nádrží společně s kyslíkem z atmosféry. Využívají přitom rychlosti, a čím rychleji Skylon letí, tím vyšší je jejich tah a specifický impuls. Proto se také snaží Skylon v nižších vrstvách držet co nejdéle, aby tuto výhodu využil. Až poté se má vydávat pod strmějším úhlem na oběžnou dráhu.

Skylon přistává ve stejném stavu ve kterém startuje – je tedy absolutně vícenásobně použitelný:

Při dalším stoupání už raketoplán nemůže využívat atmosféru, jelikož je příliš řídká až zanedbatelná. Proto přechází do druhého režimu, při kterém spaluje vodík společně s kapalným kyslíkem z interních nádrží.

Zdá se tedy, že je tu konečně zajímavý projekt, který nás může po více než půl století, co létáme do vesmíru, posunout na další úroveň. O vážnosti projektu Skylon nejlépe vypovídá, že je finančně podporován Evropskou kosmickou agenturou.

Nejčtenější