SLS dzinējiem ir par 15 procentiem lielāka jauda nekā visu laiku lielākajai raķetei “Saturn V”, kas lidoja uz Mēnesi. Ir plānots, ka jauna milzu raķete pirmoreiz uzlidos gaisā 2021.gada novembrī. Un SLS ir tikai viena no četrām jaunām, lielām raķetēm, kas gaida drīzu debiju. Saskaņā ar plānu, “SpaceX” lidaparēts “Starship” jau šovasar pirmoreiz ieies orbītā ap Zemi. “Blue Origin” raķete “New Glenn” tajā pašā ceļojumā dosies nākamajā gadā. Savukārt 2021. gada nogalē jaunā raķete “Vulcan Centaur” nogādās nosēšanās moduli uz Mēness. Šīs četras raķetes iezīmēs jaunu kosmonautikas ēru: eksplozīvi pieaugs iespējas uznest orbītā ap Zemi, uz Mēness un pat Marsu gan robotus, gan kosmosa tūristus un astronautus.
Pārspēj “Apollo” rekordus
Neviena no jaunajām raķetēm nebūtu iespējama bez vācu raķešinženiera Vernera fon Brauna, kurš piedalījās raķetes V-2 izstrādē. 1945.gadā fon Brauns ieradās ASV, un amerikāņi uzticēja viņam atbildību par raķešprogrammu, kuras mērķis bija uzvarēt kosmiskajā sacensībā pret PSRS, rezultātā tapa “Saturn V”, visu laiku lielākā raķete.
“Saturn V”, kuras saspiešanas spēks bija 34,5 miljoni ņūtonu un kura nogādāja uz Menesi 24 “Apollo” astronautus, līdz šim nav pārspēta.
Pēc fon Brauna domām, nakamais loģiskais solis kosmosa programmā bija uzbūvēt vairākārtīgi izmantojamu kosmosa lidaparātu, un tā mēs ieguvām kosmoplānus.
Kosmoplāni veica 135 misijas, un tiem bija liela nozīme, kad būvēja Starptautisko Kosmosa staciju (SKS), kas riņķo ap Zemi aptuveni 400 kilometru augstumā.
Bet, ja gribam tikt vēlreiz uz Mēnesi – un tālāk uz Marsu, - runa ir par pilnīgi citiem attālumiem. Mēness atrodas 364 000 kilometru no mums. Tādēļ tagad top jaunas paaudzes raķetes, kurām ir lielāka jauda un vairāk vietas kravas tilpnē un salonā.
Vislielākais darbs ir noticis četrās vietās: uzņēmumā “United Launch Alliance”, kas būvējie raķetes slavenajām visrugājēju misijām uz Marsa; uzņēmumā “Blue Origin”, ko nodibinājis “Amazon”miljardieris Džefs Bezoss; uzņēmumā “SpaceX”, ko izveidojis kompānijas “Tesla” miljardieris Īlons Masks; un, visbeidzot, ASV Kosmonautikas aģentūrā NASA, kas savulaik palaida kosmosā raķeti “Saturn V”. Tātad gatavības pozīcijas ir vai drīz būs četras milzīgas raķetes.
Iezīmē jaunu ēru
Ir pagājuši 50 gadi, kopš cilvēks izkāpa uz Mēness, un tik pat ilgi raķetes ir centušās sasniegt “Saturn V” jaudu. Nu gan vairs ilgi nebūs jāgaida: “Space Launch System” būs jaudīgāka nekā “Saturn V”. Par jauno raķeti mums jāpateicas Verneram fon Braunam, jo tajā izmantotas daudzas tehnoloģijas, kas rika izstrādātas kosmoplaniem. Galvenie dzinēji ar nosaukumu RS-25, skaitā trīs, atradās arī kosmoplanu apakšējā daļā. SLS raķetē ir četri modernizēti RS-25 dzinēji, kuru jauda ir 109 procenti salīdzinājumā ar oriģinālo maksimālo jaudu. Šiem dzinējiem ir, piemēram, jaunas, 3D drukā veidotas metāla daļas.
Abpus galvenajai raķetei atrodas cietvielu raķetes, kas ir nošpikotas no kosmoplāniem, tikai papildinot katru ar 25 procentiem degvielas. SLS tiks ražota sešos dažādos variantos, kuri kļūs lielaki, pieaugot misiju apmēram. Pirmais variants ar nosaukumu “Block 1” varēs uznest 70 tonnu Zemajā orbītā ap Zemi, bet pēdējais variants “Block 2” varēs uznest veselas 130 tommas tajā pašā augstumā.
Sākot no 2028.gada, SLS pavērs iespēju astronautiem vai nu permanenti atrasties orbītā ap Mēnesi, vai arī apmesties bāzēs uz tā virsmas. Milzu raķete deviņās misijās nogādās lielāko daļu stacijai un bāzei nepieciešamo būvmateriālu, kā arī, protams, astronautus.
Mēness būs mērķis arī raķetes “Vulcan Centaur” pirmajam lidojumam. Šī raķete visnotaļ pazīstama ar to, ka nogādāja uz Marsu visurgājēju “Perseverance”. Līdz 2021.gada izskaņai “Vulcan Centaur” nogādās uz Mēness virsmas nosēšanās moduli “Peregrine”.
62 metrus augstā “Vulcan Centaur” var uznest aptuveni 27 tonnas kravas Zemajā orbītā ap Zemi (“Atlas V” varēja ne vairāk kā 20 tonnu).
Ir iespējami četri “Vulcan Centaur” varianti – ar nevienu, divām, četrām vai sešēm cietvielas raķetēm, kas piemontētas pie raķetes centrālā cilindra. Tādējādi šo raķeti var pielāgot dažnedažādām misijām.
Raķete turklāt ir būvēta tā, ka daudzus komponentus ir iespējams nosēdināt uz Zemes un izmantot atkārtoti. Tas sakāms, piemēram, par dzinējiem BE-4, kas sadedzina šķidra skābekļa un dabasgāzes maisījumu.
Dzinēji BE-4 ir izstrādāti uzņēmumā “Blue Origin” tā jaunajai raķetei “New Glenn”. Raķetei “Vulcan Centaur” varēs otrreizēji izmantot dzinējus, “New Glenn” gadījumā varēs vēlreiz palaist kosmosā visu centrālo daļu. “New Glenn” inženieri ir nopietni piedomājuši pie jaunās kosmonautikas ēras problemātikas: lai pavērtu ceļu uz kosmosu, nevarēs iztikt bez otrreizējās izmantošanas.
Tādā veidā ietaupās dārgais laiks, materiāli un darbs, kas vairs netiek ieguldīts jaunu raķešelementu būvniecībā. Tāpēc varēsim lidot biežāk un pat izveidot regulārus reisus kosmosā.
Varēs izmantot vairākkārt
Agrāk raķetes palaida gaisā un, kad atsevišķajos raķetes elementos beidzās degviela, tie atvienojās un krita caur atmosfēru lejup. Ar jaunās paaudzes raķetēm ir citādi. Lielie raķešu moduli spēj nosēsties pēc tam, kad ir uznesuši kravu kosmosā.
Tieši šī iezīme ir viena no svarīgākajām raķetes “New Glenn” izstrādē, jo tai ir paredzēta kravas transporta loma, kas nesīs kosmosā gan satelītus, gan – tālākā nākotnē – arī cilvekus. Raķeti varēs lietot vismaz 25 reizes.
Tas ir iespējams tāpēc, ka raķetes apakšējā daļa ir aprīkota ar stabilizatoriem, kas var veikt drošu nosēšanos pēc tam, kad tā būs atvienojusies un raķetes priekšgals turpinās ceļu kosmosā. Septiņi “New Glemm” galvenie dzineji nobremzēs raķeti pirms sastapšanās ar Zemi, pēc tam atlocīsies sešas hidrauliskās nosēšanās kajas.
95 metrus augstās raķetes virspusē ir kravas tilpne, kuras diametrs ir septiņi metri. Līdz ar to kravas tilpnes kopejais tilpums ir vairāk nekā divas reizes lielāks nekā jebkurai no aktīvajām raķetēm. “New Glenn” spēs uznest orbīta ap Zemi 45 tonnas kravas. Tā ir izraudzīta kā kravas transportlīdzeklis, savukārt “SpaceX” raķete “Starship” pārvadās dārgākukravu – cilvēkus. Saskaņā ar ražotāja oficiālo informāciju, tajā pietiks vietas 100 personām. Šādu iespēju pavērs tas, ka apkalpei paredzētā raķetes daļa tiks konstruēta daudz lielāka nekā jebkurai līdzšinējai raķetei. Gan bijušajām Mēness misijām ar “Saturn V”, gan jaunajai SLS apkalpe bija un būs raķetes priekšgalā, turpretī “Starship” gadījumā apkalpes daļa aizņems gandrīz pusi raķetes kopējā augstuma. Apkalpes moduli pievienos virs 70 metrus augstas nesējraķetes, un kopējais augstums sasniegs 120 metru. Visu raķeti kopā arī sauc par “Starship”, un tā spēs uznest vairāk nekā 100 tonnu kravas orbītā ap Zmi. “Space X” ir to paredzējis kā pilnībā atkārtojami izmantojamu raķeti, kas spēs nogādāt astronautus uz Mēness, bet ko ar laiku varēs izmantot arī kā transportlīdzekli lidojumiek uz citam Saules sistēmas planētām, piemēram, Marsu. Jaunums ir tas, ka “Starship” ir būvēta no tērauda, nevis, piemēram, no alumīnija. Tas padara šo lidaparātu relatīvi lētu un reizē izturīgu kosmosa zemajā temperatūrā. “Starship” ir būvēta tā, lai nolaistos atpakaļ uz Zemes, krītot uz vēdera cauri atmosfērai un ar kustīgu stabilizatoru palīdzību veicot iespaidīgu pagriešanos netālu no Zemes, lai varētu nosēsties vertikali un būtu gatava nākamajam lidojumam.
Tā kā raķete būs lietojama atkārtoti, “SpaceX” nevajadzēs katru reizi būvēt jaunu “Starship”, un tas ļaus uzņemt apgriezienus kosmosa tūrismam. Pašā pirmajā izmēģinājuma lidojumā “SpaceX” nosūtīs japāņu miljardieti Jusaku Maezavu un vēl astoņus kosmosa tūristus nedēļu ilgā ceļojumā 2023.gadā, kad “Starship” nolidos gar Mēnesi.
Tomēr ir iecerēts, ka “Starship” veiks arī regulārus lidojumus uz Marsu. Tas būs iespējams ar atkārtotu degvielas uzpildi. Sistēma paredzēta tāda: ar degvielu uzpildīta “Starship” raķete ieiet orbītā ap Zemi un gaida pilotējamu “Starship”. Kad tā ir uznesta orbītā, abas raķetes saslēdzas kopā un degviela tiek pārdzīta uz pilotējamo lidaparātu. Ar bāku, kas piepildīta līdz malām, pilotējamais “Starship” var veikt daudz garāku lidojumu kosmosā, jo visvairāk degvielas patērē pacelšanās no Zemes līdz orbītai. “Starship”, kas ir darbojies kā tankkuģis, nu var nolaisties atpakaļ uz Zemes, un viss var sākties no jauna.
Uznēmuma direktrs Īlons Maska uzskata, ka šādā veidā ir iespējams no jauna uzpildīt līdz pat 1000 raķetēm, kas tad paliktu gaidīšanas pozīcijā orbītā ap Zemi. Reizi 26 mēnešos Zeme riņķojumā ap Sauli nostājas pretī Marsam, un tad visi lidaparāti var reizē lidot uz Marsu.
“Starship” regulāro lidojumu princips atspoguļo jauno kosmonautikas ēru, kurā ieejam ar četrām jaunām, lielām raķetēm.
Viena lieta, ka tās ir lielākas un jaudīgākas par visām līdzšinējām, bet vēl svarigāk ir tas, ka tās ir būvētas ne tikai vienreizējām misijām. Ikviena no tām spēj veikt vairākus uzdevumus un ir izgaravota no atkārtoti lietojamām daļām, lai varētu palaist vairākas raķetes ar īsākiem intervāliem. Līdz ar to mes dodamies pretī nākotnei, kur uz pacelšanās iekārtas veinmēr būs kāda liela raķete.
Pirms 50 gadiem “Apollo” misijas lidoja ar “Sturn V” retā, vientulīgā majestātiskumā, taču drīzumā četras jaunas raķetes lidos ik pēc meilga laiciņa. Tolaik acis bija pievērstas Mēnesim, tagad NASA, “United Launch Aliance”, “Blue Origin” un “SpaceX” lūkojas daudz tālāk Saules sistēmā – uz Marsu. Tāpēc jaunajām raķetēm kosmosā paveras ne tikai viens maršruts, bet gan vesela satiksme līdz pašai Sarkanajai planētai.