Į kosmosą savadarbe raketa

2011 metų liepos 3 dieną nuo platformos Baltijos jūroje buvo paleista raketa „HEAT 1X“. Tačiau po 15 sekundžių, raketai pasiekus maždaug 2 kilometrų aukštį, skrydis buvo nutrauktas. Vis dėlto tai vis tiek įspūdingas laimėjimas, nes „HEAT 1X“ raketą sukonstravo svajotojai mėgėjai, turintys tikslą paleisti į kosmosą žmogų.

Mažiau kaip per minutę raketa pakilo į 30 kilometrų aukštį, jame dangus ima tamsėti. Atmosfera matoma kaip mėlyna juosta palei horizontą ir palaipsniui siaurėja. Sustojus raketos varikliams, keletą minučių trunka nesvarumo būklė, o raketai pasiekus aukščiausią tašką, galima matyti Žemę nuo Švedijos pietų iki Lenkijos. Vis dėlto diduma reginio matoma tik plokščiuose ekranuose kabinoje, nes tėra vienas liuko iliuminatorius. Kita vertus, plokščiuose ekranuose galima įvairiomis kryptimis žvelgti į kosminę erdvę.

Taip nuotykių ieškotojas ir konstruktorius Peteris Madsenas vaizduoja savo pirmąją kosminę ekspediciją. „Iliustruotasis mokslas“ susitiko su Peteriu Madsenu jo angare Kopenhagoje. Čia jis su nedidele savanorių raketų entuziastų grupe bando įgyvendinti svajonę, kurią dauguma žmonių tikriausiai palaikytų nerealia: pakilti į kosmosą savadarbe raketa. Jeigu tai pavyktų, Danija taptų ketvirtąja šalimi po JAV, Rusijos ir Kinijos, paleidusi į kosmosą žmogų. Madsenas ir jo grupė pradėjo unikalų projektą. Pasaulyje yra daug raketų mėgėjų klubų, tačiau nė vienas iš jų niekada nebandė konstruoti raketų, kurios būtų tokios didelės, kad galėtų pakelti į kosmosą žmogų.

„HEAT 1X“ raketa kyla nuo savadarbės paleidimo platformos „Sputnik“.

Su savadarbiu povandeniniu laivu

Kartu su architektu Kristianu von Bengtsonu Peteris Madsenas įkūrė nedidelę organizaciją „Copenhagen Suborbitals“. Be Madseno ir von Bengtsono, kolektyvą sudaro 10–20 padėjėjų, jie savo laisvalaikį skiria raketos konstravimui ir paleidimui. „Copenhagen Subrorbitals“ organizacija turi apie 500 rėmėjų, kiekvienas per mėnesį įneša po 47 litus. Kuklus mėnesio biudžetas sudaro maždaug 23 500 Lt, jais apmokama viskas, pradedant nuoma ir baigiant medžiagų įsigijimu.

Pirmą kartą „Copenhagen Suborbitals“ vardas nuskambėjo 2010 metų rugsėjį, kai grupė pabandė paleisti 1720 kilogramų sveriančią „HEAT 1X“ – didžiausią mėgėjų pastatytą raketą pasaulyje. Raketos viršūnėje buvo įtaisytas mažas kosminis laivas su žmogaus dydžio manekenu, pabrėžiant galutinį projekto tikslą: paleisti į kosmosą žmogų.

Tokio dydžio raketos negalima leisti arti tokio miesto kaip Kopenhaga, todėl raketa startavo iš karinio poligono Baltijos jūroje, į rytus nuo Bornholmo salos. Paleidimo platformą „Sputnik“ Peteris Madsenas vilko į Baltijos jūrą savo sukonstruotu povandeniniu laivu „Nautilus“.

Deja, nors buvo ilgai ir kruopščiai rengtasi, pirmasis paleidimas nepavyko dėl užšalusio vožtuvo. Daugelį tai būtų privertę nuleisti rankas, tačiau tik ne Madseną ir von Bengtsoną.

Paleidimui prireikė dviejų atgalinių skaičiavimų

Maždaug po metų, 2011 metų birželio 3 dieną, jie vėl buvo pasirengę bandymui. Ant paleidimo platformos Peteris Madsenas ir jo asistentas, platformos vadovas Nielsas Foldageris punktas po punkto patikrino kontrolinį sąrašą. Degalų pylimas vyko labai sklandžiai, tačiau staiga skrydžių valdymo centras pranešė, kad reikia iš naujo paleisti „Tycho Brahe“ kosminės kapsulės sistemą, todėl abiem vyrams teko dar kartą lipti į paleidimo bokštą. Netrukus viskas buvo parengta. Foldageris paskutinį kartą apėjo aplink „HEAT“, kurią dabar dengė balti debesys, susidarę dėl šalto deguonies garų, ir lengvai paplekšnojo raketą. Abu vyrai nekantravo pamatyti, kaip visai netrukus raketa kils nuo paleidimo platformos.

Gumine valtimi irdamiesi tolyn nuo platformos jautėsi tarsi palieką likimo valioje gerą draugą. Tačiau jie buvo atlikę viską, ką galima. Dabar kontrolę perėmė skrydžių valdymo centras, įsikūręs pakrantės sargybos laive „Hjortø“. Ten Kristianas von Bengtsonas pradėjo paskutinę atgalinio skaičiavimo dalį. 3, 2, 1, 0 ... ir ... nieko! Vyrus tarsi suparalyžiavo. Tik ne vėl! Kaip tai galėjo nutikti? Viskas juk buvo patikrinta!

Po minutėlės viskas paaiškėjo. Nebuvo išsiųstas paleidimo radijo signalas. Visi atsikvėpė, ir prasidėjo dar vienas atgalinis skaičiavimas. Šį kartą varikliai įsijungė ir raketa atsiplėšė nuo platformos.

Dabar svarbiausias uždavinys buvo išlaikyti reikiamą raketos trajektoriją. Nėra lengva priversti ilgą ir ploną raketą išlaikyti pusiausvyrą virš reaktyvinės čiurkšlės ir neleisti jai apsiversti. Todėl buvo numatyta, jog raketa nedideliu greičiu suksis aplink savo išilginę ašį. Šiuo tikslu raketoje buvo įrengta sukimosi apribojimo sistema, deja, ji veikė prastai. Dėl to raketa galiausiai ėmė suktis per lėtai ir pradėjo svirti – tikriausiai dėl nedidelio, vos 1,7 laipsnio, tūtos netaisyklingumo. Raketa galiausiai ėmė skrieti horizontaliai, ir Kristianas von Bengtsonas suprato, kad reikia išjungti variklį, antraip raketa išskris iš leidžiamos Baltijos jūros zonos. Tuo momentu raketa skriejo beveik garso greičiu.

Po 10 sekundžių nuo raketos atsiskyrė mažas kosminis laivas „Tycho Brahe“ su astronauto manekenu. Išsiskleidė keturi parašiutai, turėję saugiai nuleisti astronautą žemėn. Deja, trys iš jų buvo nuplėšti dėl didelio oro pasipriešinimo tokiame mažame aukštyje. Kitas 40 sekundžių „Tycho Brahe“ krito palaikoma tik vieno parašiuto ir trenkėsi į vandenį taip smarkiai, kad manekeną paveikė 26 G sunkio jėga. Smūgis stiprus, tačiau, Madseno teigimu, įmanomas išgyventi. Be to, tikras astronautas būtų galėjęs atsidaryti liuką ir iššokti savo parašiutu. Po 1 minutės ir 26 sekundžių skrydžio raketa atsidūrė Baltijos jūros dugne, 80 metrų gylyje. Kosminį laivą ištraukė „Hjortø“.

Kosminiame laive „Tycho Brahe“, kuris 2011 metais buvo paleistas su manekenu, astronautas skrydžio metu būtų turėjęs stovėti.

Kita raketa turėtų pasiekti kosmosą

Nors šį kartą raketa ir nepakilo iki kosmoso (jis prasideda 100 kilometrų aukštyje), paleidimo grupės nariai liko daugiau negu patenkinti. Svarbiausias jų tikslas buvo parodyti, kad gali valdyti raketą, ypač – išjungti jos variklį bet kuriuo metu.

Po šio sėkmingo bandymo galima buvo tęsti projektą. Kitas žingsnis – 2013 metais paleisti raketą „HEAT 2X“. Jeigu pasiseks, „HEAT 2X“ pasieks magiškąjį 100 kilometrų aukštį. Pagal planą, raketa nekels kosminio laivo, o tik matavimo prietaisus ir smėlio balastą. Ir šį kartą bus siekiama parodyti, kad raketa valdoma, nes Baltijos jūra išties nėra tokia jau didelė teritorija raketų bandymams.

Grupė nutarė daugiau nebestatyti kuklaus, mažo kosminio laivo su manekenu, koks buvo iš pradžių. Viena iš problemų buvo ta, kad astronautui viso skrydžio metu būtų tekę stovėti, jis negalėtų įlipti į raketą iki pat paskutinės minutės, nes siauroje kapsulėje išstovėti įmanoma gana neilgai. Dabar planuojama sukonstruoti tikrą kosminę kapsulę, panašią į amerikietiškąsias, naudotas vykdant  „Mercury“ ir „Apollo“ programas. Šioje kapsulėje astronautas gulės ant nugaros, o įlipti į raketą galės gerokai prieš paleidimą. Tačiau kosminei kapsulei būtina daug didesnė raketa, todėl planuojama, jog „HEAT HEAVY“ bus panašaus dydžio kaip vokiečių konstruktoriaus Wernerio von Brauno raketa V2.

Visos „HEAT“ raketos yra hibridinės, t. y. jose naudojami ir kietieji, ir skystieji degalai. Degalai – kieta, į gumą panaši medžiaga, vadinama poliuretanu, o oksidatorius – minus 186 laipsnių temperatūros skystasis deguonis. Hibridinės raketos pasižymi dviem pagrindiniais pranašumais. Viena vertus, jų variklį galima išjungti nutraukus deguonies tiekimą, kita vertus, jos yra daug paprastesnės ir pigesnės už įprastas skystųjų degalų raketas.

Tačiau jos mažiau efektyvios. Raketos efektyvumą nusako išmetamųjų dujų greitis raketos tūtoje. „HEAT 1X“ variklyje jis tesiekia 1700 m/s jūros lygyje, o atvirame kosmose padidėja iki 2400 m/s. Tai 10–20 procentų mažiau negu, pvz., skystuoju deguonimi ir žibalu varomose raketose arba daugkartinių kosminių laivų kietųjų degalų greitintuvuose. Didžiausias hibridinių raketų trūkumas tas, kad neįmanoma sudeginti visų kietųjų degalų, o jų likučiai yra visiškai nenaudingas svoris. Tačiau tai nėra taip svarbu suborbitiniam skrydžiui, kurio metu greitis neviršija 5000 km/h. O norint pakilti į orbitą aplink Žemę, reikia pasiekti 28 000 km/h greitį.

Avarinis bokštas raketai pagreitinti

Kaip „Apollo“ ir „Mercury“ aparatuose, danų kosminėje kapsulėje taip pat yra avarinis bokštas, galintis ištraukti iš raketos kapsulę su astronautais, jeigu paleidimo metu susidarytų avarinė padėtis. Peteris Madsenas entuziastingai pademonstravo pirmuosius avarinio bokšto modelius, pabrėždamas, kad jis bus naudojamas daug efektyviau negu amerikietiškieji. „Mercury“ ir „Apollo“ raketose gana sunkus bokštas buvo tiesiog atjungiamas raketai pasiekus tam tikrą aukštį, tačiau Madsenas ir von Bengtsonas planuoja įjungti bokšto variklį iš karto po pagrindinio raketos variklio išjungimo – tuomet avarinis bokštas suteiks kapsulei papildomą 200 m/s greitį ir ši galės pakilti į maksimalų 150–200 km aukštį.

„Galėtume išdidžiai žiūrėti į „Virgin Galactic“ kosminio turizmo erdvėlaivį, kuris nepakils daug aukščiau nei 100 kilometrų“, – tikisi Peteris Madsenas. Kita vertus, skristi „Virgin“ kosminiu laivu bus daug maloniau, nes mūsų laive, įjungus avarinį bokštą, kapsulė patirs didelę perkrovą.

Pagal numatytą planą, „HEAT 2 X“ raketa bus paleista 2013 metais, o 2015 ir 2016 metais tikriausiai įvyks du nepilotuojamieji „HEAT HEAVY“ skrydžiai. Taigi Peteris Madsenas nepakils į kosmosą anksčiau kaip 2016 arba 2017 metais. Kristianas von Bengtsonas taip pat nori skristi, tačiau tolesnių ateities planų vyrai kol kas neturi.

Viena iš galimybių – siūlyti turistams tai, ko negali „Virgin Galactic“: galimybę pačiam valdyti kosminį laivą naudojant mažas valdymo tūtas. O kapsulę galima panaudoti pakartotinai. „Jeigu norėtumėte skristi dar kartą, mes parūpintume raketą“, – sako Peteris Madsenas.