Suntem în plină revoluție în domeniul lansatoarelor spațiale. Trăim vremuri neașteptat de frumoase, în care prieteni de-ai mei înfăptuiesc lucruri greu de imaginat cu numai un deceniu în urmă. O schimbare decisivă în acest domeniu (poate că o să vă surprindă, dar ele nu au prea evoluat prea mult de la primele încercări), care să dea un nou impuls pentru explorarea cosmosului, părea a fi, până la sfârșitul anului 2015, doar o speranță, susținută doar de filmele SF.
Aveți mașină? Chiar dacă nu aveți, vă rog să vă imaginați următorul scenariu simplu. Plecați de acasă, ajungeți unde aveți nevoie și apoi îi dați foc, pentru a vă întoarce acasă cu bicicleta pe care o aveați în portbagaj. Vi se pare o idee bună? Dacă Dumnezeu nu v-a luat mințile, sunt sigur că ideea vi se pare absurdă, oricât de mulți bani ați avea.
Din păcate, scenariul acesta se repetă de fiecare dată, la fiecare lansare, de la începutul explorării spațiale până în zilele noastre. Un scenariu care face ca trimiterea unui kilogram de sarcină utilă pe orbita terestră să fie extrem de costisitor. Este evident că tocmai acest cost ridicat reprezintă o piedică în dezvoltarea programelor spațiale.
O REVOLUȚIE NECESARĂ
La un moment dat, a existat o speranță uriașă, care purta numele de navetă spațială. În acest caz, se pierdea numai rezervorul principal al vehiculului spațial, restul putând fi reutilizat. Calculele inițiale erau extrem de optimiste. Trimiterea unui kilogram de sarcină utilă pe orbita terestră joasă ar fi trebuit să coste 260 dolari/kg, la nivelul anului 1972 (în dolarii de astăzi costul ar fi fost de 1.450 dolari/kg).
Din păcate, speranțele au fost ucise de aspra realitate, iar costurile s-au dovedit a fi cu mult mai mari: 18.000 dolari/kg! Cu naveta spațială s-a greșit, pentru că nu a fost proiectată astfel încât operațiunile de întreținere între zboruri să fie puțin costisitoare. A fost un vehicul spațial revoluționar, dar care a fost rezultatul unor ambiții tehnologice și nu al unei analize raționale ale adevăratelor costuri legate de exploatarea sa.
Nu vreau să mai intru acum în alte detalii. Până acum nu s-a găsit o soluție viabilă pentru a ieși din scenariul absurd pe care vi-l propuneam la începutul acestui capitol. Aici intervin doi dintre prietenii mei, care, cu un entuziasm tineresc bine temperat de evaluări economice, au decis că lucrurile nu mai pot continua așa. Să îi luăm pe rând.
Jeff Bezos
Vă mărturisesc cu smerenie că, până nu demult, nu prea mă interesa Jeff. Desigur, știam că el conduce Amazon.com și că are oarece ambiții în domeniul turismului spațial, dar chestiile astea nu m-au entuziasmat prea tare. La vremea în care am aflat pentru prima oară de ambițiile sale, își propunea să se implice doar în turismul spațial suborbital. Mi se părea prea banal acest obiectiv, așa că nu am mai adunat date despre proiectele lui.
Poate că ar fi trebuit să fiu mai atent. Jeff, la vremea în care era un anonim de 18 ani, își prezenta planurile de viitor în ziarul Miami Herald. Dorea să construiască hoteluri și parcuri de distracție spațiale și să înființeze colonii pe orbita terestră, care să adăpostească peste două milioane de pământeni. Mulți tineri visează asta. Așa visam și eu la vremea mea.
Nu am fost atent și, pe 23 noiembrie 2015, am constatat că am greșit amarnic, iar părerea mea s-a schimbat cu 180 de grade. Compania spațială a lui Jeff, Blue Origin, făcuse un pas important în ceea ce îndrăznesc să consider a fi „noua revoluție spațială”. Acum, înainte de a trece mai departe, se cuvine să vă prezint, foarte pe scurt, istoria companiei Blue Origin.
Ea a fost înființată de Jeff în anul 2000. Timp de câțiva ani a fost necunoscută publicului larg. Este un aspect interesant în atitudinea lui Jeff față de publicitate: el preferă să păstreze tăcerea asupra evoluției programului său spațial și mulți dintre pașii parcurși sunt anunțați adesea la ceva vreme după parcurgerea lor. Abia în 2003 au început să apară primele indicii despre existența ei, în momentul în care Jeff a început să cumpere terenuri în Texas. Avea nevoie de ele pentru a putea să își desfășoare testele de zbor.
În 2005, Jeff a anunțat că Blue Origin își propune să dezvolte un vehicul spațial suborbital, care va decola și ateriza în poziție verticală și care va putea transporta mai mult de trei pasageri până la marginea spațiului cosmic. Prin 2008, Jeff anunța că vehiculul spațial New Shepard va efectua primul zbor de test în 2011, iar primii pasageri vor zbura în 2012. Un program ambițios, care impunea reducerea dramatică a costurilor de lansare, simultan cu creșterea siguranței zborului, avea să suporte multe amânări.
Începând cu 2010, Blue Origin a demarat, în secret, așa cum obișnuiește Jeff, dezvoltarea unui nou motor rachetă, BE-3 (Blue Engine 3). Abia în 2013 au fost date publicității primele informații despre acesta. BE-3 este un motor rachetă care funcționează cu hidrogen lichid și oxigen lichid. Motorul este proiectat astfel încât să poată fi reutilizat, iar tracțiunea sa poate fi controlată în timpul zborului, de la un maximum de 490 kN, pe timpul decolării, până la 110 kN, pentru manevrele de aterizare.
Până în 2015, BE-3 a efectuat circa 450 de teste, care au cumulat mai bine de 500 de minute de funcționare. Motorul s-a dovedit a fi fiabil și apt pentru misiunile pe care avea să le îndeplinească. Primul zbor de test al vehiculului New Shepard avea să se producă pe 29 aprilie 2015. Până la acea dată, Jeff investise deja aproape jumătate de miliard de dolari în proiectul său.
New Shepard, cel care va permite efectuarea de zboruri suborbitale de către turiștii spațiali, conform site-ului Blue Origin, este un vehicul spațial complet reutilizabil, care va decola și ateriza vertical (vertical takeoff, vertical landing, VTVL). New Shepard este alcătuit din două componente principale: o capsulă presurizată cu șase locuri pentru turiștii spațiali și lansatorul propriu-zis, care este echipat cu motorul BE-3, despre care aminteam mai devreme.
Nu vă mai plictisesc acum cu chestiuni tehnice. A urmat ziua aceea fabuloasă, care își va găsi locul în cărțile de istorie. Pe 23 noiembrie 2015, fără vreun anunț prealabil, s-a făcut un pas uriaș în tehnologia spațială. Iată filmul acelei zile. Locul acțiunii: terenul din West Texas achiziționat încă de la începutul anilor 2000 de către Blue Origin.
La ora 17:23 GMT, după o atentă verificare, era pornit motorul vehiculului New Shepard. La circa două minute și jumătate după decolare, vehiculul atingea viteza sa maximă de Mach 3,72, după care capsula, de această dată fără echipaj, s-a decuplat de lansator și a urmat o traiectorie balistică cu altitudinea maximă de 100,5 km, o altitudine cu 500 m mai înaltă decât limita recunoscută internațional ca fiind granița cu spațiul cosmic. La circa 11 minute după decolare, capsula avea să revină pe Pământ cu ajutorul a trei parașute.
La rândul său, lansatorul și-a continuat traiectoria cu motorul oprit, atingând o altitudine maximă de 100,4 km, după care și-a început căderea, în poziție verticală. Pe parcursul perioadei de coborâre vehiculul a fost stabilizat aerodinamic cu ajutorul unei aripi inelare (ring fin) aflată în partea de sus a corpului lansatorului. Pentru frânarea coborârii, care în anumite etape se desfășura cu viteze supersonice, au fost folosite suprafețe care se bracau din structura aripii inelare.
La altitudinea de circa 1.500 m a fost repornit motorul BE-3, pentru a se controla viteza de coborâre. Prin orientarea acestuia s-a putut controla atât deplasarea pe verticală, cât și cea pe orizontală. La ora 17:29 GMT, New Shepard lua contact cu solul, exact în locul din care decolase, cu o viteză de circa 2m/s.
„Pot să vă spun că toți cei de la centrul de control al zborului din West Texas aveam ochii plini de lacrimi”, avea să declare Jeff, imediat după aterizare. „Este cel mai important moment din viața mea și toți colegii mei de la Blue Origin sunt extrem de emoționați.”
Imediat după acest succes, prietenul meu, Elon…, Elon Musk, a postat pe Twitter un mesaj de felicitare: „Îi felicit pe Jeff Bezos și echipa BO [Blue Origin] pentru reușita unei VTOL (Vertical Take-Off and Landing, decolare și aterizare verticală) cu lansatorul lor”. Un gest frumos, cavaleresc, acest mesaj al lui Elon. Din păcate, au urmat imediat, tot pe Twitter, alte patru mesaje, pe care eu îndrăznesc să le calific ca fiind lipsite de eleganță, exprimând o oarecare frustrare a prietenului meu.
Primul, la un minut după mesajul de felicitare: „Totuși este important să se facă diferența dintre «spațiu» și «orbită» […]”. Al doilea, la șase minute după mesajul de felicitare: „Pentru a ajunge în spațiu ai nevoie de Mach 3, dar pentru a ajunge pe orbită ai nevoie de Mach 30. Energia necesară crește cu pătratul [vitezei], de exemplu, [ai nevoie de] 9 unități pentru [a ajunge în] spațiu și de 900 pentru [a ajunge] pe orbită”.
Al treilea, la două ore și 38 de minute după mesajul de felicitare: „Jeff pare să nu știe că zborurile suborbitale VTLOL ale SpaceX au început din 2013. Amerizare orbitală în 2013. Aterizarea orbitală urmează”. Al patrulea, la două ore și 50 de minute după mesajul de felicitare: „Iar prima rachetă suborbitală reutilizabilă a fost X1-5. Și prima rachetă comercială [suborbitală] reutilizabilă a fost cea a lui Burt Rutan”.
Nu voi comenta acum aceste mesaje transmise de către prietenul meu drag. Ele îmi sugerează un Elon trist, un om care simte gustul amar al înfrângerii. Un Elon pe care parcă nu îl mai recunosc, dar care astfel este umanizat. Putea să rămână la mesajul de felicitare. Oricum comentariile sale ar fi fost făcute de alții în locul lui, pentru că meritele fiecăruia sunt clare. Dar Elon, parcă lipsit de prieteni care să îl încurajeze, era trist.
Elon Musk
Anul 2015 i-a adus lui Elon un mare necaz. Pe 28 iunie, când racheta Falcon 9 a explodat în aer, la 139 secunde după decolare. Au fost destui aceia care au considerat această catastrofă ca marcând sfârşitul ambiţiilor SpaceX. Ancheta a dezvăluit că un mic suport, care susținea un rezervor de heliu sub presiune, a cedat în timpul zborului. O componentă aproape neînsemnată, care era produsă de un furnizor extern, punea în primejdie cel mai ambițios program spațial din prezent.
Până la acea dată, SpaceX efectuase șapte teste pentru aterizarea pe verticală a primei trepte a lansatorului Falcon 9. Deși ultimele două erau aproape de reușită, nu s-a reușit în niciunul dintre ele aterizarea verticală. Părea a fi o misiune imposibilă acest obiectiv ambițios. De fapt, versiunea lansatorului Falcon 9 utilizată pentru teste nu era cu totul aptă pentru a realiza cu succes aterizarea pe verticală a primei trepte.
A fost nevoie să fie modernizat lansatorul, care acum poartă numele de Falcon 9 v1.2. Sunt folosite versiuni modernizate ale motoarelor rachetă folosite la prima și la a doua treaptă, care asigură acum o forță de tracțiune mai mare decât la versiunile anterioare, ceea ce duce la o creștere cu 33% a performanțelor lansatorului, față de versiunea anterioară.
De asemenea, a fost scăzută temperatura carburantului (kerosen) și a oxidantului (oxigen lichid) , ceea ce a dus la o creștere a densității lor. Practic, la același volum al rezervoarelor pot fi transportate cantități mai mari de combustibil și oxidant. S-a mai îmbunătățit și trenul de aterizare, s-a modificat structura primei trepte și au fost optimizate aripioarele grilaj (grid fins), care sunt folosite pentru stabilizarea și controlul altitudinii primei trepte pe perioada reîntoarcerii pe Terra. Nu voi da mai multe detalii despre modificările aduse lansatorului Falcon 9, ele țin de o altă poveste.
Pe 22 decembrie 2015, la ora 01:29 GMT, de pe Complexul de lansare 40, de la Cape Canaveral, decola Falcon 9, care transporta spre orbita terestră 11 sateliți Orbcomm. Acesta era obiectivul principal al SpaceX, un obiectiv care a fost pus în umbră de cele ce aveau să urmeze.
La circa două minute și jumătate după decolare, prima treaptă accelerase lansatorul până la viteza de circa 6.400 km/h și atingea altitudinea de 81 km, după care și-a încheiat rolul pentru obiectivul principal al misiunii și s-a detașat de restul vehiculului. La circa patru minute de la lansare, cu ajutorul unor motoare rachetă de corecție cu azot comprimat, prima treaptă s-a rotit cu 180 de grade, după care au fost pornite motoarele principale, pentru frânarea vehiculului.
După parcurgerea acestei etape, timp de circa patru minute stabilizarea și corectarea traiectoriei de coborâre s-a realizat, în principal, cu aripioarele grilaj, amplasate în partea superioară a primei trepte. La circa 8 minute de la lansare sunt repornite pentru scurt timp motoarele principale ale primei trepte, pentru a micșora viteza de coborâre.
La 9 minute și 20 de secunde de la lansare sunt repornite motoarele principale și la scurt timp este depliat trenul de aterizare. După alte 20 de secunde, prima treaptă a rachetei Falcon 9 ia contact cu solul, în zona prevăzută pentru aterizare. De la centrul de control al zborului, comentatorul pentru public exclamă: „LZ 1, Falcon a aterizat!” Este o variantă a exclamației lui Armstrong, rostită în momentul în care modulul lunar, Eagle, lua contact cu suprafața selenară. LZ1 desemnează zona de aterizare aflată la circa 10 km de locul lansării.
În acea zi de 22 decembrie 2015 s-a scris o importantă pagină din istoria tehnologiei spațiale. Se deschide, în sfârșit, după prea multe decenii, drumul către un acces ieftin la transportul către spațiul cosmic. Așa cum remarca Elon, costul total al lansării rachetei Falcon 9 este de 60 milioane de dolari. Din această sumă, combustibilul plus oxidantul reprezintă numai 200.000 de dolari. Având în vedere faptul că SpaceX își propune reutilizarea treptelor rachetei Falcon 9, după un minimum de operații de întreținere, costul fiecărui kilogram de sarcină utilă transportat pe orbita terestră ar putea scădea de 100 de ori.
OMUL
L-am văzut pe Elon Musk într-un interviu din 2012, cu ochii stând să-i plângă. Vroiau să îl pună în încurcătură și au difuzat un mic material în care Neil Armstrong și Gene Cernan afirmau în fața unei comisii a senatului american că finanțarea guvernamentală a programelor spațiale private, pentru zborurile cu echipaj uman, este o risipă de bani și o amenințare pentru poziția americană, de lider în domeniul explorării spațiale.
Moderatorul emisiunii, Scott Pelley, l-a rugat să facă un comentariu despre cele spuse de astronauți. A urmat o pauză lungă, camera s-a fixat pe fața lui Elon, iar ochii lui s-au umezit. „Oamenii aceștia sunt eroii mei, așa că îmi este foarte greu”, a spus el, cu pauze mari între cuvinte, „știți, mi-aș dori să vină să mă viziteze și să vadă lucrurile pe care le facem la SpaceX. Cred că și-ar schimba părerea…”. Iar ochii lui Elon erau plini de lacrimi atunci când rostea aceste cuvinte. Acesta este motivul pentru care, din prieten, Elon mi-a devenit frate.
