Czy nadchodzi boom na kosmoporty? Na orbitę i dalej
SaxaVord współpracuje z dwoma europejskimi firmami - Skyrora, brytyjsko-ukraińskim startupem, który zamierza wystrzelić swoją pierwszą trzystopniową rakietę Skyrora XL z SaxaVord, oraz Venture Orbital Systems z Francji, która w zeszłym miesiącu podpisała memorandum o porozumieniu w sprawie wystrzelenia swojej rakiety nośnej Zephyr.
Nie jest to jedyny projekt portu kosmicznego w Wielkiej Brytanii. Inny port kosmiczny w Szkocji, Space Hub Sutherland, od kilku lat stawał w obliczu problemów prawnych. Jednak wytoczone procesy zakończyły się wygraną budowniczych kosmodromu. Także w innych miejscach Wysp Brytyjskich powstają podobne obiekty, np. planowany na południu Spaceport Cornwall przygotowuje się do pierwszy startów, m.in. we współpracy z firmą Virgin.
Eksplozja brytyjskich portów kosmicznych (w mediach opisywanych jest aż osiem różnych projektów w różnych miejscach archipelagu) ma poparcie tamtejszej agencji kosmicznej, która chce, aby Wielka Brytania stała się pierwszym krajem w Europie, który przeprowadzi pełnowymiarowy start orbitalny.
Kosmodrom w Gujanie Francuskiej, terytorium zamorskim Francji w Ameryce Południowej, z którego startują rakiety Europejskiej Agencji Kosmicznej, to jednak miejsce pozaeuropejskie. "Przewidujemy pierwszy poziomy start ze Spaceport Cornwall jeszcze w tym roku, a następnie pionowe starty ze Szkocji zarówno w Space Hub Sutherland, jak i SaxaVord Spaceport na Szetlandach", powiedział wiosną serwisowi Space.com Ian Annett, zastępca dyrektora generalnego UK Space Agency.
Brytyjskie plany i porty kosmiczne nie mogą jednak liczyć na to, że nie będzie ostrej konkurencji ze strony innych państw. W całej Europie działa już i powstaje wiele firm budujących rakiety, np. Rocket Factory Augsburg i Isar Aerospace w Niemczech albo PLD Space z Hiszpanii, które również dążą do przeprowadzenia własnych startów. Powstają też konkurencyjne porty kosmiczne. Na przykład w Norwegii (Andøya Spaceport) i w Szwecji (Esrange Space Center w Kirunie).
Europa bez kosmodromów z prawdziwego zdarzenia
Porty kosmiczne lub kosmodromy swój aktywny początek datują na 1957 rok, w którym Sputnik 1 został wystrzelony z kosmodromu Bajkonur na południu dzisiejszego Kazachstanu. W odpowiedzi na wczesne sukcesy Sowietów, Stany Zjednoczone zbudowały duży kompleks kosmodromów na Przylądku Canaveral na Florydzie. Na potrzeby programu Apollo zbudowano sąsiedni kompleks kosmiczny, Kennedy Space Center, w którym w lipcu 1969 roku odbyła się pierwsza załogowa misja na powierzchnię Księżyca (Apollo 11). Był on bazą dla wszystkich startów promów kosmicznych i większości ich lądowań na pasie startowym.
W czerwcu 2004 r. na pasie startowym w Mojave Air and Space Port w Kalifornii człowiek został po raz pierwszy wystrzelony w kosmos w prywatnie finansowanym suborbitalnym locie kosmicznym. Statek kosmiczny, SpaceShipOne, został wystrzelony przez samolot transportowy startujący poziomo.
Historycznie do wyniesienia satelitów na orbitę na całym świecie wykorzystanych zostało 28 portów kosmicznych, a według danych opracowanych na początku 2021 roku przez Center for Strategic and International Studies (CSIS), think tank z siedzibą w Waszyngtonie, 22 są aktywne do dzisiaj. Większość najbardziej ruchliwych portów kosmicznych znajduje się w Azji i Ameryce Południowej. Europa jest w tej kategorii białą plamą (2).
Duże porty kosmiczne często zawierają więcej niż jeden kompleks startowy, którym mogą być stanowiska startowe rakiet przystosowane do różnych typów pojazdów nośnych. Dla pojazdów startowych z ciekłym materiałem pędnym niezbędne są odpowiednie magazyny, a w niektórych przypadkach także zakłady produkcyjne. Powszechne są również obiekty do przetwarzania na miejscu stałych materiałów pędnych. Port kosmiczny może również obejmować pasy startowe do startu i lądowania statków powietrznych.
Komercyjne sukcesy
Sektor startowy zaczął się komercjalizować i rozwijać w latach 80., kiedy to rynek został zdominowany przez bardzo duże satelity umieszczane na orbicie geostacjonarnej (GEO) dla celów telekomunikacyjnych, telewizyjnych i innych. Satelity GEO krążą wokół Ziemi bezpośrednio nad równikiem na wysokości ponad 35000 km, obejmując duże obszary geograficzne, satelity LEO zwykle krążą w granicach 1000 km. Satelity GEO, które często są znacznie większe niż ich odpowiedniki LEO, są zwykle wystrzeliwane z portów kosmicznych w pobliżu równika, aby uzyskać dodatkowy impuls z obrotu Ziemi, podczas gdy mniejsze satelity LEO, które zapewniają szybszą komunikację, mogą być wystrzeliwane na orbitę z odpowiednich miejsc w różnych częściach świata. Ponad trzy czwarte z 3372 operacyjnych satelitów na orbicie okołoziemskiej pod koniec 2020 roku znajdowało się na LEO.
Dzięki SpaceX i innym graczom komercyjnym koszt startu na LEO spadł w ciągu ostatnich kilku dekad wielokrotnie. SpaceX ma dwa naziemne miejsca startowe w Teksasie, zlokalizowane w McGregor i Boca Chica, i kupił dwie platformy wiertnicze, aby stworzyć "oceaniczne porty kosmiczne", z których będzie wystrzeliwać rakiety.
Firma Virgin Orbit Richarda Bransona opracowała "poziomy" system startów lotniczych, w którym rakiety utrzymujące satelity są wystrzeliwane ze zmodyfikowanego boeinga 747. Bazą do ich startów i lądowań jest Mojave Air and Space Port w Kalifornii. Virgin Galactic jest też głównym najemcą Spaceport America w Nowym Meksyku, który ma nadzieję stać się centrum turystyki kosmicznej.
Planowane lokalizacje portów kosmicznych dla suborbitalnych lotów kosmicznych często wykorzystują istniejącą infrastrukturę naziemną, w tym pasy startowe. Wiele kosmodromów umieszczono w istniejących instalacjach wojskowych, takich jak poligony rakiet międzykontynentalnych. Miejsce startu rakiety jest budowane jak najdalej od głównych skupisk ludności, aby zmniejszyć ryzyko dla osób postronnych w przypadku katastrofy. W wielu przypadkach miejsce startu budowane jest w pobliżu dużych zbiorników wodnych.
Z jakich kosmoportów startowały udane misje orbitalne w 2021 roku? Cape Canaveral/Kennedy Space Center jest na pierwszym miejscu listy, z 31 startami (+1 r/r). chińskie Satelitarne Centrum Startowe Jiuquan miało na koncie 19 startów (+8 r/r), inny chiński kosmodrom, Xichang Satellite Launch Center - 16 (+4 rok do roku). Liderem wszech czasów jest jednak wciąż kosmodrom rosyjski w Plesiecku, który od 1957 roku przeprowadził 1589 startów, choć w 2021 roku wystartowało stamtąd tylko pięć misji.
Wątpliwości i sprzeczności
Sceptycy i ludzie po prostu ostrożni ostrzegają przed nadmiarem optymizmu, który widać w szumie towarzyszącym powstawaniu kolejnych kosmicznych portów i szkicowanych śmiałymi obrazami planach na przyszłość (3). Przypominają, że w niektórych miejscach były już porywy entuzjazmu, które na razie jednak nie przyniosły niczego.
W położonym na dalekiej północy Szwecji mieście Kiruna, słynącym z wydobycia rud żelaza, powstał wspomniany już obiekt o nazwie Esrange, utworzony przez Europejską Organizację Badań Kosmicznych w celu wynoszenia rakiet suborbitalnych, jeszcze w 1964 roku. Był to ośrodek badawczy, wystrzeliwujący niewielkie satelity badawcze w loty suborbitalne. Miasto miało kilkanaście lat temu nadzieję stać się mekką turystyki kosmicznej, po tym jak w 2007 roku szwedzki rząd ogłosił porozumienie z Virgin Galactic Richarda Bransona, dzięki któremu Kiruna miała stać się pierwszym miejscem startowym firmy poza Stanami Zjednoczonymi. Kiruna oferowała turystyczne loty suborbitalne z bonusem w postaci "przelatywania" przez zorze polarne. Życie zweryfikowało jednak te zamierzenia negatywnie, jednak mniej z winy Szwedów, lecz bardziej z problemów firmy Bransona z uruchomieniem projektu turystyki kosmicznej.
W roku 2020 rozpoczęła się działalność stanowiska do testowania napędów rakiet nośnych. Ogłoszono również plany rozbudowy Esrange o stanowisko startowe dla małych rakiet nośnych. Matilda Ernkrans, minister ds. kosmicznych Szwecji, ogłosiła plany wynoszenia małych satelitów na orbitę z "kosmodromu" Esrange. Rząd szwedzki zobowiązał się dofinansować na ten cel Esrange kwotą ponad 8,6 mln euro, co miało zaowocować pierwszymi większymi startami na orbitę już w roku 2022. Jednak na razie pojawiają się jedynie informacje o pracach przygotowawczych. W Esrange odbywa się od 5 do 10 startów rakiet suborbitalnych i balonów rocznie, jest głównym miejscem startów rakiet badawczych Europejskiej Agencji Kosmicznej.
Eksploracja kosmosu tak czy inaczej "demokratyzuje się". Niegdyś była to domena wyłącznie wielkich mocarstw i wybranych potentatów przemysłu obronnego. Postęp techniczny, spadek kosztów i wejście nowych państwowych, komercyjnych, dysponujących potrzebnymi miliardowymi funduszami graczy zmienia międzynarodowy rynek kosmiczny. Dodatkowo popyt na starty kosmiczne wzrasta, a firmy oferujące rakiety oraz kosmodromy w różnych lokalizacjach walczą o udział w branży, całkiem podobnie jak walczy się w branży lotniczej. Duży udział w rywalizacji mają rządy państw, którym nie chodzi wyłącznie o rozwój gospodarki, ale także w coraz większym stopniu o suwerenność, brak zależności od innych, niekoniecznie lubianych i zaufanych państw.
Obecnie już ponad siedemdziesiąt krajów świata ma programy kosmiczne. Przychody globalnej branży kosmicznej, według przewidywań Morgan Stanley sprzed kilku lat, mogą wzrosnąć z około 366 miliardów dolarów w 2019 roku do ponad biliona miliardów w 2040. Firma Euroconsult przewiduje, że do 2028 roku na orbitę będzie wynoszonych średnio 990 satelitów rocznie, co oznacza gwałtowny wzrost w porównaniu z roczną średnią 230 satelitów w poprzedniej dekadzie.
Inicjatywy i lokalizacje nowych kosmoportów na świecie bywają nieco zaskakujące. Turcja ogłosiła plany zainwestowania 350 milionów dolarów w kosmodrom w Somalii w ramach projektu swojej misji na Księżyc, z pierwszym lądowaniem planowanym już na 2023 rok. Kosmoport planowany jest również w Kenii, w miejscu nieaktywnego obecnie Centrum Kosmicznego Broglio opracowanego wspólnie przez NASA i Włochy w latach 60. Afryka to jednak jeszcze nic. W ogólnych jeszcze i mglistych planach są porty kosmiczne na Księżycu, na Marsie, na orbicie Ziemi, w punktach Lagrange’a układu Słońce-Ziemia i Ziemia-Księżyc oraz w innych miejscach w Układzie Słonecznym.
Oprócz wątpliwości co do ekonomicznej opłacalności wielu budowanych czy dopiero szkicowanych projektów, zwraca się uwagę na fakt, że orbita okołoziemska już jest niezwykle zatłoczona. Tysiące obiektów, zarówno aktywnych, jak i nieaktywnych, znajduje się na orbicie wokół Ziemi, co prowadzi do wielu możliwości kolizji, a w najgorszym przypadku do syndromu Kesslera, namnażania się wskutek kaskady zderzeń ilości kosmicznego gruzu, co w praktyce prowadzi do odizolowania Ziemi od kosmosu. Kilka miesięcy temu brytyjska firma OneWeb musiała przemieścić jeden ze swoich satelitów, aby uniknąć zbliżenia z satelitą SpaceX Starlink. Szef OneWeb ds. rządowych Chris McLaughlin powiedział "Wall Street Journal", że SpaceX "rozpycha się" w przestrzeni.
Są oczywiście też problemy z lokalną ludnością. Wspominaliśmy o bataliach prawnych wokół Space Hub Sutherland w Szkocji. W 2017 roku tłumy protestujących zablokowały wejście do Centrum Kosmicznego w Gujanie wykorzystywanego przez Europejską Agencję Kosmiczną, aby zwrócić uwagę na kwestie społeczne i gospodarcze w tej kolonii francuskiej. Proponowany kosmodrom SpaceX na Biak, małej wyspie położonej w pobliżu północnego wybrzeża Papui w Indonezji, doprowadził do protestów lokalnych mieszkańców zaniepokojonych jego wpływem na środowisko i możliwością wysiedlenia ludzi.
Oczywiście rozwiązaniem byłoby budowanie kosmoportów jak najdalej od miejsc, w których mieszkają ludzie, ale wtedy pojawiają się problemy z pokonaniem odległości, logistyka i koszty. Jeśli w przyszłości porty kosmiczne maj być jak lotniska, bramy do kosmosu dla ludzi i towarów, to podobnie jak to ma miejsce z lotniskami, trzeba będzie te sprzeczne oczekiwania i interesy pogodzić.
Mirosław Usidus
