Innowacje w dziedzinie rakiet nośnych poprawiają perspektywy kosmiczne Europy
Przestrzeń kosmiczna jest uważana za coraz atrakcyjniejszy obszar rozwoju, co wynika z obniżenia kosztów rakiet nośnych i platform satelitarnych. Jest to po części zasługa rozwoju nowoczesnych podzespołów elektrycznych i technologii akumulatorowych, a także wykorzystania niskiej orbity okołoziemskiej. Dzięki tym zmianom powstaje nowa generacja mniejszych satelitów o wadze poniżej 200 kilogramów, które są następnie wynoszone na orbitę. Choć rozmiary satelitów stają się coraz mniejsze, ich zastosowania stają się coraz bardziej złożone. Są bowiem wykorzystywane w celu przesyłania na Ziemię danych, realizacji usług telekomunikacyjnych czy zapewniania możliwości obserwacji Ziemi. Specjalna usługa wynoszenia na orbitę takich satelitów mogłaby zatem odegrać kluczową rolę w stymulowaniu europejskich innowacji w nowo powstającej gospodarce kosmicznej(odnośnik otworzy się w nowym oknie). Obecnie wiele misji kosmicznych opartych na mniejszych satelitach wykorzystuje większe rakiety, które nie zawsze wynoszą je na obraną orbitę docelową z wymaganą dokładnością.
Specjalny system rakiet nośnych pionowego startu
„Głównym celem projektu ENVOL(odnośnik otworzy się w nowym oknie) było opracowanie i zbudowanie mniejszej rakiety nośnej, która mogłaby zapewnić Europie doskonałą komercyjną, konkurencyjną i bardziej ekologiczną usługę wynoszenia ładunków na orbity okołoziemskie”, wyjaśnia koordynator projektu ENVOL Kristian Lium z norweskiej firmy Nammo(odnośnik otworzy się w nowym oknie). „Umożliwiłoby to wynoszenie małych satelitów o masie 100–200 kilogramów taniej, częściej i w bardziej elastyczny sposób”. Aby osiągnąć ten cel, w projekcie wzięło udział dziewięć europejskich organizacji posiadających doświadczenie w badaniach i projektowaniu na potrzeby sektorów lotniczego i kosmicznego. „Zespołowi projektu ENVOL udało się zgromadzić niektóre spośród czołowych spółek w Europie zajmujących się komponentami lub podzespołami do zastosowań kosmicznych”, zauważa Lium. Zespół projektu rozpoczął od zaprojektowania elementów składowych specjalnego systemu pionowego startu pozwalającego na wynoszenie ładunków na orbitę. W tym celu wykorzystano narzędzie inżynierii systemowej oparte na modelach wraz z multidyscyplinarnym narzędziem do optymalizacji i analizy konstrukcji. Przeprowadzono symulacje trajektorii, umożliwiając tym samym usprawnienie prac projektowych i prowadzenie dokładniejszych analiz.
Pomyślne demonstracje rakiet nośnych
Dzięki tej współpracy, konsorcjum było w stanie opracować i opisać konstrukcję działającej mikrorakiety nośnej do wynoszenia na orbitę niewielkich satelitów. Dzięki symulacjom zespół projektowy zademonstrował możliwości prototypu w zakresie wynoszenia wymaganego ładunku na właściwe orbity. W szczególności skupiono się na projektach czterech ambitnych prototypów na potrzeby rakiety nośnej – turbopompie, zbiorniku paliwa rakietowego, a także elektronice rakiety nośnej i ładunku. „Dojrzałość technologii przeznaczonej dla tych rozwiązań zademonstrowano w ramach różnych testów praktycznych”, dodaje Lium. Rakieta nośna ENVOL wykorzystuje technologię napędu hybrydowego, która łączy zalety układów napędowych na paliwo stałe i płynne. Rakiety na paliwo stałe są zazwyczaj tańsze i łatwiejsze w budowie, podczas gdy te napędzane paliwem ciekłym mogą generować większą moc i są bardziej wszechstronne.
Zwiększony popyt na wynoszenie na orbitę małych satelitów
Sukcesy projektu ENVOL stanowią ważny krok naprzód w zaspokajaniu oczekiwanego wzrostu zapotrzebowania na wynoszenie na orbitę małych satelitów. „Konsorcjum projektu ENVOL wykazało, że dzięki współpracy możliwe jest opracowanie w Europie małej rakiety nośnej”, mówi Lium. Nasze dalsze działania obejmą zdobycie odpowiedniego finansowania, które umożliwi wykorzystanie technologii w rzeczywistych zastosowaniach. Konieczne są również dalsze prace nad pełną integracją wszystkich komponentów i podsystemów na poziomie rakiety nośnej. W międzyczasie prowadzona jest dalsza komercjalizacja działań na rynku rozwiązań kosmicznych. Lium ma nadzieję, że porty kosmiczne(odnośnik otworzy się w nowym oknie) – takie jak ten położony na malowniczej norweskiej wyspie Andøya – posłużą wkrótce za miejsca startu małych satelitów na niską orbitę okołoziemską, a cała Europa w pełni wykorzysta tę okazję do rozwinięcia swoich możliwości w zakresie wynoszenia na orbitę małych obiektów.
Słowa kluczowe
ENVOL, satelita, przestrzeń kosmiczna, orbita, Ziemia, napęd, sektor lotniczy i kosmiczny, elektronika, awionika
