Woda zamiast paliwa rakietowego? Były inżynier SpaceX testuje przełomowe rozwiązanie

Start-up kosmiczny General Galactic planuje lot satelity, który jako paliwo orbitalne będzie wykorzystywał wyłącznie wodę. Satelita ważący ok. 500 kg ma jeszcze w tym roku sprawdzić dwie różne metody napędu wodnego. Czy powodzenie misji Trinity może odmienić zasilanie satelitów, ale też otworzyć nowy rozdział w podróżach kosmicznych?

Na czym polega misja Trinity?

Prezesem General Galactic jest Halen Mattison, były inżynier SpaceX, a dyrektorem technicznym Luke Neise, wcześniej związany z firmą Varda Space. Obaj są współzałożycielami spółki, która zarezerwowała miejsce w rakiecie SpaceX Falcon 9. Start planowany jest na październik tego roku. Po umieszczeniu satelity na orbicie firma chce zademonstrować wykorzystanie wody w napędzie chemicznym i elektrycznym. W pierwszym przypadku woda zostanie rozbita metodą elektrolizy na wodór i tlen, a następnie wodór zostanie spalony z tlenem jako utleniaczem. W napędzie elektrycznym woda również zostanie rozbita, a następnie tlen, po dostarczeniu odpowiedniej energii elektrycznej, zostanie zamieniony w plazmę, którą pole magnetyczne skieruje przez silnik.

Czytaj więcej

Technologie

Awaryjny powrót astronautów z USA. Kosmosu nie da się podbić bez sztucznej grawitacji

Awaryjny powrót astronautów z Międzynarodowej Stacji Kosmicznej obnaża brutalną prawdę: ludzkie c...

Woda ma kilka istotnych zalet w porównaniu z tradycyjnymi paliwami, takimi jak ciekły metan. Nie wymaga chłodzenia do temperatury minus 160 stopni Celsjusza ani kontroli odparowywania pod wpływem promieniowania słonecznego. Znacząco zmniejsza też ryzyko wybuchów. Dla operatorów portów kosmicznych oznacza to uproszczenie procedur bezpieczeństwa oraz możliwość przechowywania paliwa w zwykłych zbiornikach.

Misja Trinity może przede wszystkim potwierdzić, że napęd wodny to tani i skuteczny sposób na szybkie manewrowanie satelitami, co ma coraz większe znaczenie przy rosnącej liczbie obiektów na orbicie. W rozmowie z „Wired” Luke Neise podkreślał, że General Galactic chce oferować zarówno bardzo wydajny napęd do długotrwałych manewrów, jak i możliwość szybkiej reakcji na nagłe zdarzenia na orbicie. Według Mattisona system napędu wodnego spółki może zapewnić od pięciu do dziesięciu razy większe Delta-V niż tradycyjne rozwiązania, czyli znacznie większą zdolność do zmiany prędkości i kierunku lotu.

Może to mieć też znaczenie w przypadku konfliktu międzynarodowego. W ostatnich latach amerykańskie władze alarmują, że chińskie i rosyjskie satelity coraz częściej manewrują w pobliżu amerykańskich obiektów orbitalnych. Możliwość szybkiej zmiany orbity i zwiększonego zakresu manewru staje się więc nie tylko kwestią technologii, ale także bezpieczeństwa narodowego.

Paliwo z księżycowego lodu

Firma General Galactic nie jest jedyną, która dostrzega potencjał wody jako paliwa. W 2023 r. japońska firma Pale Blue przeprowadziła pierwszy lot nanosatelity wykorzystującego napęd oparty na parze wodnej. Z kolei NASA od lat zapowiada, że chce pozyskiwać lód wodny na Księżycu i Marsie oraz wydobywać z niego tlen do napędu. Program Artemis NASA zakłada powrót ludzi na Księżyc właśnie po to, by sprawdzić, czy na biegunach rzeczywiście znajdują się wystarczające zasoby lodu wodnego. Problem w tym, że nikt nie udowodnił jeszcze w praktyce, że można na większą skalę przetwarzać wodę w paliwo i wykorzystywać je w realnych misjach.

Czytaj więcej

Globalne Interesy

Rosja ma pierwszą prywatną rakietę kosmiczną. Wspierają ją nacjonaliści z „Frontu Ludowego”

Rosyjska firma Space Energy zbudowała ultralekką, suborbitalną rakietę nośną o nazwie Kamczatka-1...

Według „Wired” eksperci zwracają jednak uwagę na poważne wyzwania techniczne. Zjonizowany tlen wykorzystywany w napędzie elektrycznym jest silnie reaktywny i może powodować korozję elementów silnika, co wymaga zastosowania specjalnych materiałów i zaawansowanych rozwiązań konstrukcyjnych. Z kolei w wariancie chemicznym dodatkowa masa instalacji do elektrolizy może ograniczyć przewagę nad tradycyjnymi silnikami rakietowymi. Inżynierowie muszą również rozwiązać problem krystalizacji paliwa – woda w przestrzeni kosmicznej zamarza, co wymaga precyzyjnego systemu podgrzewania zbiorników, aby utrzymać ją w stanie ciekłym podczas pobytu satelity w cieniu Ziemi.

Start-up zebrał dotąd około 10 mln dol. finansowania venture capital – niewielką kwotę jak na sektor kosmiczny, gdzie pojedyncze misje potrafią kosztować setki milionów dolarów. Trinity jest więc przede wszystkim demonstracją technologii. Jeśli test zakończy się sukcesem, firma będzie mogła ubiegać się o kontrakty rządowe i wojskowe, gdzie zapotrzebowanie na zwiększoną manewrowość obiektów orbitalnych systematycznie rośnie.

Wydajny napęd do dalekich podróży kosmicznych?

W dalszej perspektywie General Galactic mówi o budowie „kosmicznych stacji paliw” – najpierw na Marsie, a docelowo także w przestrzeni międzyplanetarnej. Taka infrastruktura zmieniłaby model eksploracji kosmosu: zamiast wynosić całe paliwo z Ziemi, statki mogłyby tankować po drodze, korzystając z lokalnych zasobów wody. To koncepcja, która – jeśli okaże się realna – może znacząco obniżyć koszty dalekich misji.