Europos kosmoso agentūra (ESA) remia hipergarsinio kosminio lėktuvo kūrimo programą „Invictus“, kurios tikslas – iki 2031 metų pasiekti, kad toks aparatas galėtų skristi į kosmosą ir grįžti atgal nusileisdamas ant kilimo ir tūpimo tako. Projektas siekia išspręsti vieną sudėtingiausių kosmoso inžinerijos užduočių: sukurti aparatą, galintį pakilti horizontaliai, kaip įprastas lėktuvas, ir vėliau saugiai nusileisti tuo pačiu būdu. Per pastaruosius dešimtmečius ne kartą bandyta sukurti vadinamąją vienos pakopos į orbitą sistemą, tačiau nė vienas bandymas iki šiol nebuvo sėkmingas.
Programos tikslas
„Invictus“ pavadinimas kilęs iš lotynų kalbos ir reiškia „nenugalimas“. Programos esmė – išspręsti techninį galvosūkį, kuris galėtų padaryti skrydžius į kosmosą gerokai pigesnius ir paprastesnius nei dabar. Projektą koordinuoja „Frazer-Nash Consultancy“, o jame taip pat dalyvauja „Spirit AeroSystems“, Cranfieldo universitetas ir keli mažesni partneriai. Svarbi projekto dalis yra ir buvę „Reaction Engines Ltd“ darbuotojai – britų įmonės, daugelį metų kūrusios kosminio lėktuvo variklių technologijas, tačiau pernai bankrutavusios. Būtent ši bendrovė daugiausia dėmesio skyrė išankstinio atšaldymo sprendimui, kurį laikė raktu į hipergarsinius ir orbitinius skrydžius. ESA finansavimas dabar suteikia galimybę patikrinti, ar ši idėja iš tiesų veikia.
Oro atšaldymas prieš patekant į variklį
Išsiskirti į kosmosą brangu. Tam reikia didelės raketos, kuri kyla vertikaliai nuo starto aikštelės ir paleidimo bokšto. Tokios raketos dažniausiai yra kelių pakopų, o dauguma jų dalių skrydžio metu atskiriamos ir nebegrįžta. Nors „SpaceX“ dirba prie sprendimų, leidžiančių pakopas susigrąžinti ir panaudoti pakartotinai, tai vis tiek išlieka labai sudėtingas procesas.
Kosminis lėktuvas teoriškai galėtų būti paprastesnis ir pigesnis sprendimas, nes jis pakiltų ir nusileistų kaip įprastas orlaivis. Tačiau tam reikia variklių, galinčių veikti ir atmosferoje, ir už jos ribų. Įprastiems reaktyviniams varikliams degimui reikia deguonies iš oro, tačiau pasiekiant hipergarsinį greitį, didesnį nei Mach 5, į variklį patenkantis oro karštis dėl trinties taptų toks didelis, kad galėtų jį pažeisti ar net ištirpdyti.
„Reaction Engines“ sprendimo esmė buvo prieš variklį atšaldyti įsiurbiamą orą – procesas, vadinamas išankstiniu atšaldymu. Tokia sistema teoriškai leistų net įprastiems reaktyviniams varikliams pasiekti daugiau nei 24 000 km/val. greitį. Tai reikštų labai greitą kelionę bet kurioje Žemės vietoje. Pasiekus viršutinius atmosferos sluoksnius ir įžengus į kosmosą, varikliai pereitų prie bordo esančių deguonies atsargų naudojimo. Jei technologija pasiteisins, ji galėtų leisti gabenti krovinius į orbitą gerokai pigiau nei dabartinės sistemos ir labai paspartinti skrydžius Žemėje.
Kosminių lėktuvų lenktynės
ESA šiam projektui skiria 7 mln. eurų, todėl tai dar nereiškia, kad netrukus bus sukurtas pilnai veikiantis kosminis lėktuvas. Ši suma skirta tam, kad per 12 mėnesių būtų parengtas praktiškai įgyvendinamas projektinis sprendimas. Jei to padaryti nepavyks, programa gali baigtis taip pat, kaip ir daugelis ankstesnių bandymų. Tačiau sėkmės atveju tai galėtų atverti svarbias galimybes ateities kosmoso transportui.
Tuo pat metu visame pasaulyje vystomi ir kiti kosminių lėktuvų projektai. „Sierra Space“ nuo 2015 metų dirba prie „Dream Chaser“ modelio, kuris artėja prie pasirengimo skrydžiams į Tarptautinę kosminę stotį. Kinija nuo 2023 metų kelis kartus paleido „Shenlong“. Jungtinių Valstijų Kosminės pajėgos nuo 2010 metų naudoja nuotoliniu būdu valdomą X-37B aparatą, o šiai programai neseniai skirta papildoma 1 mlrd. eurų suma. Visi šie projektai kol kas yra bandomieji ir dar nenaudojami kaip įprastos transporto priemonės. Jei bent vienas jų pasieks operacinę stadiją, didžiųjų raketų era starto aikštelėse gali pradėti trauktis.
