Już drugi rok z rzędu udało się przeprowadzić na świecie ponad 100 startów rakiet orbitalnych. Niestety w tym roku aż 5 lotów było nieudanych. W kolejnej części podsumowania 2019 roku opisujemy najważniejsze wydarzenia ze świata rakiet i technologii satelitarnych.
Zobacz inne podsumowania 2019 roku:
Bezzałogowa eksploracja kosmosu
Podsumowanie startów
W 2019 roku przeprowadzono 102 starty rakiet orbitalnych. Wśród nich 97 zakończyło się udanym zorbitowaniem wynoszonych satelitów. To mniej niż w 2018 roku, kiedy udało się aż 112 startów.
Kolejny rok w częstotliwości startów przewodziły Chiny z 31 lotami (39 startów w 2018). Z tych prób dwie były nieudane. Nie udał się debiut rakiety Chongqing SQX oraz lot bogatego stażem systemu Długi Marsz 4C.
Amerykańskie konstrukcje orbitalne zajęły w 2019 roku drugie miejsce. Rakiety firm z USA startowały 27 razy (34 razy w 2018) i wszystkie loty były udane.
Na trzecim miejscu znalazła się Rosja. Rosyjskie rakiety startowały 25 razy (20 razy w 2018) i wszystkie loty zakończyły się wypuszczeniem ładunku na orbicie. Problematyczna była tylko misja rakiety Sojuz 2.1b z satelitą obserwacyjnym EgyptSat A. Trzeci stopień rakiety wyłączył się przedwcześnie, ale straty nadrobił górny stopień Fregat-M.
Miejsce za podium zajęły ex aequo Indie i Europa z 6 startami orbitalnymi (7 startów Indii i 8 Europy w 2018). Europa nie była jednak w tym roku bezbłędna. W lipcu wskutek awarii rakiety Vega na orbitę nie trafił emiracki satelita szpiegowski Falcon Eye 1.
Stawkę zamykają Japonia z dwoma udanymi startami orbitalnymi (6 w 2018 roku) i Iran z dwiema próbami, z których jednak żadna nie była udana (bez startów w 2018).
W tym roku ponownie dominującą starty rodziną rakiet była grupa Długi Marsz 2,3,4 z 20 udanymi lotami. 17 startów przeprowadzono rakietami z królującej przez lata rosyjskiej rodziny R-7. Rakiety Falcon 9 amerykańskiej firmy SpaceX startowały 13 razy i znowu zdominowały amerykański rynek operatorów. Bardzo udany rok ma za sobą firma Rocket Lab, operator małej rakiety orbitalnej Electron, która wykonała 6 udanych misji.
Kolejne najpopularniejsze rodziny rakiet wykorzystywane w 2019 roku to:
- PSLV/GSLV - 6 startów
- Proton - 5 startów
- Ariane 5 - 4 starty
- Długi Marsz 11, Delta IV - po 3 starty
- Atlas V, Antares, Rokot - po 2 starty
Debiutanci
W 2019 roku debiutowały aż trzy chińskie rakiety orbitalne. Nie udał się pierwszy lot lekkiej czterostopniowej rakiety na paliwo stałe Chongqing SQX. Powodzeniem zakończyły się natomiast pierwsze loty rakiety Hyperbola-1 i Jielong 1. Poza tym debiutowały dwa nowe warianty rakiety indyjskiej PSLV (QL i DL) oraz morska wersja chińskiej rakiety Długi Marsz 11 (11H). W grudniu pierwszy raz startował też załogowy wariant rakiety Atlas V (N22), który w przyszłości będzie wynosić statki Starliner z astronautami do Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.
Debiutujące warianty rakiet:
- PSLV DL (24 stycznia)
- Chongqing SQX (27 marca)
- PSLV QL (1 kwietnia)
- Długi Marsz 11H (5 czerwca)
- Hyperbola 1 (25 lipca)
- Jielong 1 (17 sierpnia)
- Atlas V (N22) (20 grudnia)
Ostatnie loty rakiet
Rok 2019 zakończył też użytkowanie trzech wariantów rakiet orbitalnych.
- Delta IV M (22 sierpnia, misja GPS III 2)
- Sojuz FG (25 września, misja Sojuz MS-13)
- Rokot (26 grudnia, misja Goniec-M 14,15,16)
Najważniejsze wydarzenia technologii rakietowych i satelitarnych 2019 roku
Początek testów Starshipa
Pierwszy pełnowymiarowy prototyp statku Starship (Mk1), złożony do wrześniowej prezentacji firmy. Źródło: SpaceX.
Firma SpaceX zaczęła w 2019 roku testy lotne górnego stopnia przyszłego superciężkiego systemu rakietowego Super Heavy - Starship. Starship ma być górnym stopniem rakiety i jednocześnie statkiem kosmicznym występującym w konfiguracji zaopatrzeniowej i załogowej. Statek ma być wykorzystywany wielokrotnie. Super Heavy - Starship ma umożliwić tani dostęp do przestrzeni kosmicznej i dodatkowo pomóc firmie Elona Muska zrealizować ambitne plany lotów załogowych na Czerwoną Planetę.
W styczniu dowiedzieliśmy się o diametralnych zmianach w konstrukcji statku. Firma zrezygnowała z użycia do budowy poszycia kompozytu węglowego, a przeszła na projekt bazujący na stali nierdzewnej. Pierwsza połowa roku upływała pod znakiem przygotowań do pierwszych lotów miniaturowego prototypu statku Starship tzw. Starhoppera.
Do Starhoppera przymocowano pojedynczy silnik Raptor. W lipcu prototyp wykonał pierwszy nieograniczony linami lot na wysokość około 20 m. Miesiąc później statek poleciał na wysokość 150 m, wykonując lądowanie powrotne na stanowisku położonym 100 m od platformy startowej.
Przeczytaj też: Elon Musk prezentuje postępy w budowie superciężkiej rakiety Super Heavy - Starship
W czasie testów Starhoppera powstawały pełnowymiarowe prototypy Starshipa w dwóch lokalizacjach firmy: w Boca Chica w Teksasie i przy kosmodromie Cape Canaveral na Florydzie. W listopadzie przeprowadzane były testy zbiorników w pierwszym prototypie (Mk 1) podczas których doszło do znacznego uszkodzenia statku. Firma zawiesiła też prace nad drugim prototypem (Mk 2) na Florydzie. W tej chwili pracownicy skupią się na budowie kolejnych wersji prototypów (Mk 3 i Mk 4). Mają być one w przyszłym roku wykorzystane do testów suborbitalnych na znacznie większe wysokości.
Debiuty chińskich rakiet komercyjnych
Start rakiety Jielong 1 z kosmodromu Jiuquan. Źródło: Xinhua/Wang Jiangbo.
W Chinach debiutowały w 2019 roku 3 rakiety orbitalne, operowane przez prywatne firmy. To nowy trend w chińskim przemyśle kosmicznym. W kolejnych latach rola komercyjnych przedsięwzięć, ściśle współpracujących z państwowymi podmiotami powinna wzrosnąć.
W marcu firma OneSpace przeprowadziła lot swojej rakiety Chongqing SQX, znanej też pod nazwą OS-M. Rakieta składa się z trzech stopni na paliwo stałe, pochodzących prawdopodobnie ze zdemilitaryzowanych zasobów chińskiej armii. Rakieta ma być w stanie wynieść na niską orbitę ładunek o masie do 200 kg. Pierwszy start nie powiódł się jednak z powodu awarii żyroskopu we wczesnej fazie lotu.
W lipcu zlokalizowana w Pekinie firma iSpace przeprowadziła udany debiut rakiety Hyperbola 1. Czterostopniowy system zasilany paliwem stałym wypuścił na heliosynchroniczną orbitę parę niewielkich ładunków i kilka dodatkowych ładunków, które pozostały przytwierdzone do ostatniego stopnia rakiety. Ten system ma umożliwiać wynoszenia na niską orbitę ładunków o masie do 300 kg.
Ostatnim chińskim komercyjnym debiutem rakietowym w 2019 roku był udany lot rakiety Jielong 1, należącej do firmy China Rocket, komercyjnej spółki-córki państwowego koncernu CALT. To również czterostopniowa rakieta na paliwo stałe o maksymalnej nośności 200 kg na niską orbitę okołoziemską. W swoim debiucie rakieta wyniosła trójkę niewielkich satelitów.
Coraz większy rynek dużych flotylli małych satelitów
Wulkan Dukono w Indonezji sfotografowany przez jednego z satelitów Flock firmy Planet Labs. Źródło: Planet Labs.
W 2019 roku coraz częściej pisaliśmy o kolejnych lotach rakietowych rozbudowujących duże konstelacje niewielkich satelitów. Trend ten będzie na pewno kontynuowany w kolejnych latach. Choć w 2019 roku najgłośniej było o statkach Starlink firmy SpaceX, to nie powinna umknąć rozbudowa kilku innych dużych sieci.
W 2019 roku zakończyła się modernizacja flotylli satelitów telekomunikacyjnych firmy Iridium. W ciągu trzech lat wyniesiono 75 satelitów Iridium-NEXT. Satelity zapewniają swoim klientom łączność z praktycznie dowolnej lokalizacji na naszej planecie.
W lutym rakieta Sojuz ST-B wysłała na orbitę pierwszych 6 satelitów telekomunikacyjnych OneWeb. Docelowo konstelacja ma składać się z 648 statków, które umożliwią dostęp do globalnej sieci Internet.
Oprócz tego w 2019 roku postępowała budowa sieci satelitów obserwacyjnych Flock firmy Planet Labs. Firma wysłała w kwietniu 20 satelitów iteracji 4a, a w lipcu 12 kolejnych satelitów serii 4p. Firma świadczy usługi kolorowego obrazowania satelitarnego wysokiej dostępności. Od 2014 roku na orbitę trafiło ponad 300 satelitów firmy.
Firma Spire rozbudowywała w 2019 roku flotyllę satelitów Lemur 2. Nanosatelity firmy trafiają na niską orbitę okołoziemską skąd wykonują pomiary profilu ziemskiej atmosfery i pomagają w globalnym śledzeniu statków morskich. Od 2015 roku w przestrzeń kosmiczną trafiło 111 satelitów firmy. W 2019 roku przybyło ich 16 w trzech startach orbitalnych.
Ostatnie loty rakiet Delta IV-M, Sojuz FG i Rokot
Ostatni lot rakiety Sojuz FG ze statkiem Sojuz MS-15 z trójką astronautów na pokładzie. Źródło: NASA/Bill Ingalls.
W 2019 roku przeprowadzone ostatnie loty trzech wysłużonych rakiet orbitalnych.
22 sierpnia po 17 latach od pierwszego lotu, po raz ostatni poleciała rakieta Delta IV Medium. W swoim pożegnalnym locie wyniosła drugiego satelitę GPS 3. generacji.
Rakieta Delta IV była ulepszoną wersją rakiety Delta II, która służyła Amerykanom od końca lat 80. Operator rakiety, firma United Launch Alliance już od kilku lat wygaszała produkcję systemów Delta IV. Zdolności nośne tej rakiety w całości pokrywa rakieta Atlas V. A w przyszłej dekadzie zarówno Delta IV jak i Atlas zostaną zastąpione przez system Vulcan. W najbliższych latach będziemy jeszcze oglądać kilka startów najcięższego wariantu tej rakiety - Delta IV Heavy.
We wrześniu po raz ostatni z historycznego stanowiska 1/5 na kosmodromie Bajkonur startowała rakieta Sojuz FG. System ten znany jest z tego, że przez ostatnich 17 lat stanowił jedyny rosyjski sposób na wynoszenie załóg do Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, a od czasu zakończenia programu wahadłowców w 2011 roku był jedynym takim systemem na świecie.
Rakieta powstała jako wariant pośredni między analogową rakietą Sojuz U wykorzystywaną od lat 70., a nowocześniejszym systemem Sojuz 2, wprowadzanym przez Rosję w ostatnich latach. Rakieta Sojuz FG wykonała 70 lotów od 2001 roku i tylko jeden z nich był nieudany - start załogowy Sojuz MS-10 w 2018 roku, który zakończył się uratowaniem astronautów przez system ucieczkowy.
W przyszłym roku loty załogowe statków Sojuz MS przejdą na rakietę Sojuz 2.1a, która jest już wykorzystywana w lotach zaopatrzeniowych i została przetestowana w tym roku w locie bez załogi ze statkiem Sojuz MS-14.
W grudniu oglądaliśmy też ostatni lot rosyjskiej rakiety Rokot. System Rokot wykorzystywał sprzęt po pociskach balistycznych UR-100NUTTKh i stanowił stosunkowo tani sposób na wynoszenie niewielkich ładunków na niskie orbity okołoziemskie. Rakieta Rokot debiutowała w 1994 roku, za jej pomocą wykonano 34 loty, z czego 2 były nieudane. Postępująca konkurencja na rynku małych rakiet nośnych i pogorszone relacje z Ukrainą wytwarzającą niektóre komponenty tej rakiety zmusiły do zamknięcia jej produkcji. Rosja zapowiada jednak, że w przyszłej dekadzie do serwisu wejdzie jej następca - rakieta Rokot 2.
Test broni antysatelitarnej Indii
Start broni antysatelitarnej Indii w ramach misji Shakti. Źródło: Biuro Prasowe Indii.
Indie 27 marca 2019 r. dołączyły do grona państw zdolnych niszczyć satelity wroga na orbicie. Wykonały wtedy kontrowersyjny test broni antysatelitarnej, w wyniku której zniszczyły własnego satelitę będącego celem próby i stworzyły ponad 100 śmieci kosmicznych, niektóre z nich trafiły na dość wysokie orbity i pozostaną w przestrzeni wokół Ziemi być może nawet 2 lata. Na koniec grudnia śledzonych jest jeszcze 18 niewielkich obiektów powstałych na skutek testu.
Misja o kryptonimie Shakti wykorzystała pocisk balistyczny Prithvi Defence Vehicle Mark II - dwustopniową rakietę suborbitalną ze statkiem-zabójcą na szczycie (Kill Vehicle). Statek-zabójca wpadł w celowanego satelitę ze względną prędkością około 10 km/s, niszcząc go samą energią kinetyczną zderzenia. Broń antysatelitarna osiągnęła prawdopodobnie dokładność zderzenia poniżej 10 cm.
Rozwój ponownego odzyskiwania rakiety Electron
9. start rakiety Electron. Źródło: Sam Toms/Simon Moffatt/Rocket Lab.
Firma Rocket Lab, operator rakiety Electron chce pójść w ślady SpaceX i także odzyskiwać dolne stopnie swoich rakiet. Założyciel przedsiębiorstwa Peter Beck podzielił się swoimi planami na specjalnej konferencji w sierpniu 2019 r.
Rozwój zdolności odzyskiwania dolnego stopnia rakiety Electron będzie podzielony na dwie fazy: w pierwszej firma chce osiągnąć kontrolowane wodowanie rakiety na spadochronach i remontować zużyte stopnie. W kolejnej fazie opadające na spadochronach dolne stopnie mają być przechwytywane przez helikopter.
Już 29 czerwca do rakiety dodano pierwszy sprzęt rozwijający technologię odzyskiwania. W sierpniowym locie na rakiecie leciał rejestrator, który następnie został odzyskany z odrzuconego stopnia. Zebrane dane mają pomóc w przygotowaniach do prób odzyskania dolnego stopnia już w 2020 roku.
W 10. locie rakiety Electron w grudniu użyto nowego komputera pokładowego i systemów nawigacji, które mają pomóc w przyszłych próbach odzysku stopnia.
Ponowne wykorzystanie dolnych stopni rakiet Electron pomogą firmie w planowanym zwiększeniu częstotliwości startów ich rakiet, odciążając w ten sposób fabrykę firmy.
Rocket Lab to najszybciej rozwijające się przedsiębiorstwo rakietowe w Stanach Zjednoczonych. W 2019 roku firma przeprowadziła 6 udanych lotów orbitalnych. W grudniu ogłosiła otwarcie stanowiska startowego w amerykańskim kosmodromie Wallops. Niedługo po tym poinformowała o planach budowy drugiego stanowiska startowego w obecnie wykorzystywanym porcie kosmicznym w Nowej Zelandii.
Starlink
Satelity Starlink na ładowni rakiety Falcon 9 podczas lotu 24 maja 2019 roku. Źródło: SpaceX.
Firma SpaceX rozpoczęła realizację jednego ze swoich największych projektów - superkonstelacji satelitów telekomunikacyjnych Starlink. W 2019 roku firma przeprowadziła dwa pierwsze starty - pierwszy z prototypowymi satelitami serii 0 i drugi z już produkcyjnymi satelitami serii 1. W tych dwóch lotach na orbicie umieszczono 120 ładunków. Docelowo flotylla ma się składać z 42 000 aktywnych urządzeń.
Starlinki już wywołały duże zamieszanie. Specjaliści od lotów kosmicznych obawiają się, że tak duża sieć może stanowić zagrożenie dla innych satelitów i choć SpaceX w przekazie medialnym informowało o autonomicznych możliwościach satelitów w unikaniu zderzeń, to już we wrześniu deklaracje te zostały zweryfikowane przez rzeczywistość. Jeden z satelitów pogodowych Europejskiej Agencji Kosmicznej musiał wykonywać manewr mijania, by zmniejszyć prawdopodobieństwo kolizji.
Zmartwienia nie kryje też społeczność astronomów i amatorów obserwacji nieba. Pierwsze rzuty satelitów Starlink, gdy znajdowały się na wstępnych orbitach tworzyły jasne pociągi na niebie. Firma zadeklarowała jednak, że kolejne serie wysyłane w 2020 roku będą wyposażone w pokrycie zmniejszające odbijanie przez nie promieni słonecznych.
Rozkwit satelitarnych systemów nawigacyjnych - budowa sieci GPS III, gwałtowna rozbudowa sieci Beidou
Wizja artystyczna satelity GPS III na orbicie. Źródło: USAF.
W 2019 roku odbyło się wyjątkowo dużo startów orbitalnych z satelitami nawigacyjnymi. Chiny wykonały aż 7 lotów, rozbudowując sieć satelitów Beidou o 10 satelitów. Stany Zjednoczone wysłały drugiego satelitę 3. generacji systemu GPS.
Chiny chcą już w 2020 roku osiągnąć pełną operacyjność 3. fazy systemu Beidou. W przestrzeni kosmicznej mają działać docelowo 3 satelity geostacjonarne, 3 satelity na nachylonych orbitach geosynchronicznych i 24 satelity na średniej orbicie okołoziemskiej (MEO). Na pierwszą połowę 2020 roku planowane jest wyniesienie pary satelitów geosynchronicznych, które zamkną fazę budowy sieci na orbicie.
W mijającym roku nie odbył się żaden start z satelitą europejskiego systemu nawigacji Galileo. Od końca 2016 roku trwa testowa faza działania sieci, po której system będzie w pełni operacyjny globalnie. W 2017 europejski system trapiły awarie zegarów na satelitach. W tym roku natomiast doszło do dużej awarii segmentu naziemnego, który wyłączył możliwość korzystania z usług lokalizacyjnych sieci przez tydzień.
Udane testy żagla słonecznego LightSail 2
Sonda LightSail 2 z rozłożonym żaglem słonecznym nad Australią. Źródło: Planetary Society.
Organizacja użytku publicznego Planetary Society zrealizowała w tym roku misję LightSail 2. Zbudowany przez nich satelita został wyposażony w żagiel słoneczny, który zademonstrował w lipcu możliwość podnoszenia za jego pomocą orbity.
LightSail 2 był już drugim statkiem tej organizacji. Pierwsza misja demonstracyjna była przeprowadzona w 2015 roku i pomimo problemów z satelitą zakończyła się powodzeniem. Pierwszym statkiem wyposażonym w żagiel słoneczny był japoński IKAROS, który przetestował działanie żagla w przestrzeni międzyplanetarnej.
Nieudane próby Iranu
Dym po wybuchu rakiety na stanowisku startowym przed trzecią próbą lotu orbitalnego Iranu w 2019 roku. Źródło: Planet Labs/Middlebury Institute for International Studies.
Na początku 2019 roku Iran dwukrotnie próbował przeprowadzić starty orbitalne swoich rakiet. 15 stycznia rakieta Simorgh miała wynieść małego satelitę teledetekcyjnego AUTSAT, jednak awaria 3 stopnia uniemożliwiła osiągnięcie prędkości orbitalnej. Niecały miesiąc później, 5 lutego próbowano wykonać start innej rakiety Safir 1B z także niewielkim satelitą Dousti 1. Tym razem awaria nastąpiła w bardzo wczesnej fazie lotu. Po późniejszych zniszczeniach widocznych na zdjęciach satelitarnych można wnioskować, że rakieta spadła na wyrzutnie krótko po starcie.
Próby rakietowe Iranu potępiają m.in. Stany Zjednoczone, które widzą w tym zakamuflowany pod cywilną przykrywką program rozwoju rakiet dalekiego zasięgu. Iran przeprowadził już kilka udanych misji za pomocą niewielkiej dwustopniowej rakiety Safir, a teraz próbuje to samo osiągnąć przy użyciu większego systemu Simorgh.
Napięcia między Stanami Zjednoczonymi i Iranem mogą znaleźć odzwierciedlenia w działaniach rakietowych tego drugiego państwa również w 2020 roku.
Opracował: Rafal Grabiański
Na zdjęciu tytułowym: Zestawienie wybranych fotografii z artykułu.
