Idea misji
Firma Spaceflight z Seattle wpadła na bardzo ciekawy sposób dostarczania satelitów na orbitę geostacjonarną. Zamiast tradycyjnego lotu na GTO (chyli eliptyczną orbitę z apogeum na wysokości geostacjonarnej i perygeum trochę powyżej atmosfery Ziemi) a potem pracowitego podnoszenia perygeum do wysokości GEO, firma planuje zupełnie inną trajektorię z wykorzystaniem grawitacji Księżyca. Podobno taka trajektoria pozwala na nawet do 30% mniejsze zużycie paliwa – normalnie orbita GTO wymaga 1.8 km/s delta V żeby dotrzeć na GEO powoli podnosząc perygeum orbity. Lot wokół Księżyca wymaga tylko 1.1 km/s by wyhamować i obniżyć apogeum do wysokości GEO.
Rozwiązanie wydaje się mieć wiele zalet – sam lot wokół Księżyca ma trwać tydzień, ale potem opuszczanie apogeum ma być szybsze z uwagi na mniejsze Delta V co ma pozwolić na dotarcie na geostacjonarną w dwa tygodnie zamiast w kilka miesięcy. Do tego satelita tylko raz przelatuje przez pasy Van Allena co znacząco zmniejsza szanse na awarie (przy podnoszeniu orbity satelita przelatuje przez nie wiele razy).
Jedyne co nie udało mi się potwierdzić to różnica w udźwigu rakiety nośnej – lot wokół Księżyca wymaga większego Delta V niż lot na GTO (o ile się nie mylę to o 0.7 km/s) i mam niepokojące przeczucie że całkowity rachunek energetyczny jest negatywny, bo trzeba jeszcze doliczyć Delta V na manewr przy Księżycu. To by tłumaczyło dlaczego nikt do tej pory nie stosował takiego rozwiązania.
Jednak ten lot będzie szczególny, bo część ładunku leci właśnie na Księżyc, i to na jeden z jego biegunów. Połączenie takiego lotu z dostarczeniem czegoś na GEO wymaga właśnie tak dziwnego planu. Grawitacja Księżyca pozwoli na prawie darmowe zmienienie płaszczyzny z polarnej na równikową.
Zadaniem dostarczenia satelity na właściwą orbitę zajmie się nowy kosmiczny „transporter” – Sherpa ES. To jego zadaniem jest dokonanie manewru zmiany orbity w czasie przelotu wokół Księżyca a następnie wyrównanie orbity po dotarciu w okolice GEO. Misję planuje firma GeoJump i to ona zbiera propozycje ładunków które polecą. Na razie znamy tylko jeden – ma być nim kosmiczna cysterna zaprojektowana przez firmę Orbit Fab. Nie ma ona jeszcze żadnej bajeranckiej nazwy, więc będziemy ją nazywali nazwą firmy. Firma Orbit Fab podeszła dość kompleksowo do calej idei kosmicznego tankowania – najpierw zaprojektowała i certyfikowała moduł który właściciele satelitów będą instalowali i który poza standardowymi złączkami ma wszelkie pomoce niezbędne do cumowania cysterny. I nie tylko – moduł jest tak skonstruowany że poza tankowaniem może służyć jako miejsce cumowania kosmicznego transportera który przesunie satelitę z jednej orbity na drugą. Niestety nie mogłem znaleźć żadnej informacji o tym czy na geostacjonarnej jest już jakiś satelita z takim modułem i podejrzewam że raczej jeszcze niczego takiego nie ma.
Ale to nie szkodzi, bo jednym z głównych celów tankowca OrbitFab jest udowodnienie że tenże jest w stanie cierpliwie czekać na swój moment chwały przez wiele lat latając troszkę powyżej geostacjonarnej. Bez przecieków. Będąc w pełni pod kontrolą (to bardzo ważne bo zderzenie satelitów na GEO było by poważną katastrofą).
Firma docelowo planuje całą flotyllę tankowców, bo trzeba osobny dla każdego z płynów/gazów/kombinacji płynów i/lub gazów: hydrazyna (MMH, UDMH), N2O2, metanol, H2O2, kerozyna, woda, azot, hel, ksenon, krypton itp. Jeden taki tankowiec obecnie lata na orbicie synchronicznej ze słońcem i przechowuje H2O2 z nadzieją że w przyszłości jakiś satelita będzie jej potrzebował. Ten nowy tankowiec na GEO ma mieć na pokładzie hydrazynę.
Pewnie ciekawi was moje zdanie na temat tego wszystkiego? Kosmiczne tankowce mają sens, choć wbrew pozorom trochę mniejszy niż by się to wydawało. Dawno, dawno temu każdy satelita kosztował miliardy a jego wysłanie na orbitę setki milionów i żeby zarobił na siebie musiał działać kilkanaście lat. Jako że musiał być zaprojektowany na kilkanaście lat działania, to kosztował miliardy. SpaceX zmieniło zupełnie ten rachunek. Obecnie można budować satelity zaprojektowane na kilka lat a co za tym idzie znacznie tańsze. Po drugie znaczenie geostacjonarnej gwałtownie maleje skoro można budować tanie anteny z elektronicznym skanowaniem podążające za szybko poruszającymi się satelitami na niskiej czy średniej orbicie Ziemi. To wszystko powoduje że tankowanie satelitów wydaje się mieć coraz mniej sensu. Szczególnie jeżeli wymagamy by te satelity miały zaprojektowaną przez nas złączkę której potrzeba użycia będzie dopiero za kilka – kilkanaście lat. Tak, widzę sens w kosmicznych tankowcach które są w stanie zatankować obecnie latające satelity. Bo conajmniej kilka z nich mogło by sobie dłużej polatać gdyby miało paliwo.
A drugie co mnie martwi to idea wysyłania małych satelitów na geostacjonarną. Im więcej satelitów na tej orbicie tym większe ryzyko eksplozji i zaśmiecenia orbity.
