Stratolaunch: Vzdušný start v podání SpaceX a Scaled

Michal Polák  |  Vesmír

SpaceX a Scaled společně vyvíjejí nosný letoun pro vzdušný start vesmírných raket.

Myšlenka vzdušného startu a vypouštění kosmických raket z podvěsu letounu není nová. Své uplatnění již našla u bezpočtu různorodých konceptů ale i v reálném světě experimentálních letounů, orbitálních a zejména pak suborbitálních raketoplánů.

V nedávné době využití tohoto konceptu oznámila také nově vzniklá společnost Stratolaunch, za kterou stojí dva velcí hráči na poli kosmonautiky – SpaceX a Scaled. Takto by měl vypadat vzdušný start v jejím podání. Zatímco nosný letoun přistane na zemi, raketa po vynesení nákladu shoří v hustých vrstvách atmosféry:

Vzdušný start v historii letectví a kosmonautiky

Využití nosného letounu k vypuštění rakety nebo raketoplánu je výhodné hned z několika důvodů. První stupeň takového nosného prostředku je zpravidla vícenásobně použitelný a technicky není – nebo spíše nemusí – být o moc složitější, než například běžné dopravní letouny.

Velkou výhodou přitom je, že nosný letoun vynese raketu do výšky kolem deseti km, překoná tím podstatnou část husté zemské atmosféry a navíc udělí počáteční rychlost. Po odhození tak má již prostředek výšku a rychlost, nemusí překonávat prvních pár energeticky náročných kilometrů a navíc má plné nádrže na pohonné látky.

Příkladů využití vzdušného startu je v historii mnoho. Z podvěsu startoval například vůbec první nadzvukový letoun, raketoplán Bell X-1, stejně jako řada jeho nástupců. Američané si tento způsob startu oblíbili. Vrcholem je dodnes používání upravených strategických bombardérů B-52 k vypouštění řady experimentálních letounů.

Tento způsob startu našel své uplatnění i v kosmonautice, kdy největší obliby dosáhl v 80. letech v Sovětském svazu. Tam se sice nepodařilo dotáhnout žádný z projektů do konce, ale raketoplán MAKS a jemu příbuzní dodnes patří mezi nejznámější příklady.

Vzdušný start už používají suborbitální raketoplány SpaceShipOne a Two, který je na snímku. Foto: CC Jeff Foust, Flickr
Vzdušný start už používají suborbitální raketoplány SpaceShipOne a Two, který je na snímku. Foto: CC Jeff Foust, Flickr

Svého největšího praktického použití dosáhl koncept vzdušného startu u suborbitálních raketoplánů. Za zmínku stojí zejména americký experimentální raketoplán X-15 z konce 50. a 60. let i vůbec první soukromý prostředek, který překonal výškovou hranici 100 km – raketoplán SpaceShipOne. Od roku 1990 pak vzdušný start používá společnost Orbital Sciences Corporation k vynášení raket Pegasus (XL) pomocí upraveného dopravního letounu.

Jediná kosmická raketa, která dnes využívá vzdušného startu, je Pegasus XL. K vynášení slouží upravený dopravní letoun L-1011. Zdroj: NASA
Jediná kosmická raketa, která dnes využívá vzdušného startu, je Pegasus XL. K vynášení slouží upravený dopravní letoun L-1011. Zdroj: NASA

Využití stávajících technologií a jejich spojení

Něco podobného nyní plánuje i společnost SpaceX vedená Elonem Muskem, která je známá zejména svými raketami Falcon a kosmickou lodí Dragon. S ní má dokonce kontrakt na zásobování Mezinárodní kosmické stanice. Pro start raket Falcon hodlá vyvinout mohutný nosný letoun.

O to by se měl postarat Burt Rutan ze Scaled, mimo jiné hlavní konstruktér raketoplánů SpaceShipOne a SpaceShipTwo. Projekt by pak měl podpořit také Paul Allen, jeden z původních zakladatelů Microsoftu, který dnes investuje do vesmírného výzkumu. Za zmínku stojí také účast bývalého ředitele NASA Mikea Griffina. Nesmíme zapomenout ani na společnost Dynetics, která by měla pomáhat s integrací systémů SpaceX a Scaled.

Nosný letoun Stratolaunch má mít rozpětí 117 m, což je více, než kolik na výšku měřila lunární raketa Saturn V nebo rozpětí Boeingu 747 Jumbo. K pohonu více než 540 t vážícího nosného letounu má pak sloužit šestice motorů převzatých právě z tohoto Boeingu. Celkový tah má dosahovat k úctyhodné hodnotě 1 776 kN.

Vizualizace nosného letounu s raketou Falcon 9 po vyjetí z hangáru. K přistání i rozjezdu bude potřebovat dráhu dlouhou 3 600 metrů. Zdroj: Stratolaunch
Vizualizace nosného letounu s raketou Falcon 9 po vyjetí z hangáru. K přistání i rozjezdu bude potřebovat dráhu dlouhou 3 600 metrů. Zdroj: Stratolaunch

Dvoustupňová raketa má být odvozena od Falconu 9. Její hmotnost je předpokládána na zhruba 220 tun po natankování a na nízkou oběžnou dráhu by měla být schopna vynést náklad o hmotnosti 6,1 t. To je sice zhruba o 4 t méně, než kolik vynese současná varianta této rakety, ale ta váží přes 333 t a žádná součást celého systému není vícenásobně použitelná.

Vypadá to jednoduše, ale opak je…

Na nosném letounu se teprve začalo pracovat. Sice bude využívat z velké části existující materiály a pohon je zajištěn od Boeingu, přesto se nebude jednat o nic jednoduchého. Bude nutné zvládnout namáhání konstrukce s velkým rozpětím i velkou hmotnost nesené rakety. Bude nutné zajistit spolehlivost zážehu raketových motorů na kapalné pohonné látky přesně ve chvíli odhození. Jednoduchá nebude ani stabilizace, v tomto případě řešená křidélky v zadní části trupu rakety.

Raketa Falcon 9 při startu z pozemní rampy. Její derivát pro vzdušné starty by měl být podstatně menší a využívat nové raketové motory. Foto: NASA
Raketa Falcon 9 při startu z pozemní rampy. Její derivát pro vzdušné starty by měl být podstatně menší a využívat nové raketové motory. Foto: NASA

Všechny zúčastněné společnosti ale mají bohaté zkušenosti. SpaceX se snaží stavit ekonomické a spolehlivé rakety a Scaled Composites vyvinula řadu technologicky pokrokových letounů ať už s vrtulovým, proudovým nebo raketovým pohonem. Bude samozřejmě záležet na tom, zda se všichni dokážou zkoordinovat a dotáhnout tento ambiciózní projekt do konce. Jedná se totiž o jednu z mála technicky realizovatelných cest, jak zefektivnit dopravu na oběžnou dráhu. Zatím by se samozřejmě jednalo o první generaci prostředku takové velikosti, proto nelze hned očekávat zázraky v podobě vysoké nosnosti.

První zkušební lety nosného letounu by se mohly uskutečnit již v roce 2016. O několik let později by měl následovat první ostrý start s kosmickou raketou.

Nejčtenější