Космически бензиностанции: Мъск и Безос се надпреварват да строят орбитални депа за пътуване в дълбокия космос

Тези космически съперници изпълняват различни самостоятелно планове, за да направят възможно зареждането с гориво по време на полет.

Двама от най-богатите хора на планетата се надпреварват да се справят с предизвикателство, което може да промени пътуването на хората в космоса: зареждането с гориво на космическите кораби в орбита. Решаването на този проблем може значително да разшири обхвата на мисиите извън Земята, като открие възможности за по-дълги пътувания до Луната, Марс и евентуално още по-дълбоко в Слънчевата система.

SpaceX на Илън Мъск и Blue Origin на Джеф Безос разработват поотделно системи, които биха позволили на ракетите да се презареждат с гориво, след като са напуснали Земята – концепция, която понякога се описва като „космическа спирка за камионите“. Инженерите за първи път предлагат орбитално зареждане с гориво още през 60-те години на миналия век, преди НАСА да изпрати астронавти на лунната повърхност, но едва сега частните компании поставят идеята в основата на своите стратегии за далечния космос.

Горивото винаги е било основното ограничение при изстрелването на тежки космически кораби. Програмата „Аполо“ на НАСА ясно показа тези ограничения. Ракетата Saturn V, която в края на 60-те години на миналия век изведе астронавти до лунната повърхност, тежеше 6,5 милиона паунда при излитането си. Около 5,5 млн. фунта (2,9 млн. кг) от това общо тегло е гориво.

Чрез изстрелване с по-малко гориво и допълване на запасите в ниска околоземна орбита компаниите смятат, че могат да изпращат по-големи товари или допълнителен екипаж по-дълбоко в космоса. Далас Биенхоф, ветеран от проучванията за зареждане с гориво в космоса в Boeing, който сега работи с компанията за роботизирани минни разработки OffWorld, заяви пред The Wall Street Journal, че този подход може също така да намали разходите, когато се съчетае с ракети носители за многократна употреба, които вече променят икономическите аспекти на ракетната индустрия.

„Това трябва да се направи“, казва Биенхоф. „В противен случай ще бъдем ограничени в постигането на целите в космоса.“

Основната техническа пречка остава обработката на самите горива. SpaceX и Blue Origin възнамеряват да използват течни горива, които изискват изключително ниски температури. Във вакуума на космоса те по естествен начин са склонни да се затоплят и изпаряват, което прави предизвикателството не толкова свързано с резервоарите за съхранение, колкото с хладилните системи, които да функционират надеждно в условията на микрогравитация. Главният изпълнителен директор на Blue Origin Дейв Лимп заяви през юли, че компанията е постигнала значителен напредък по отношение на хардуера, предназначен да предотврати кипенето. Въпреки това инженерите предупреждават, че управлението на криогенните течности в орбита може да бъде съпътствано от непредсказуемо поведение.

Дори пренасянето на горивото представлява предизвикателство. В условията на микрогравитация течностите вече не се утаяват по предсказуем начин в резервоарите – обяснява Уилям Нотардонато, главен изпълнителен директор на Eta Space, която тества управлението на течностите в сателитите.

„Не знаете къде се намира вашата течност“, казва той. „Горивото може да е и в горната част на резервоара.“

SpaceX вече проведе първите експерименти с прехвърляне на гориво в орбита. През 2024 г. компанията тества преместването на потоци от горива в кораба Starship и заяви, че следващата ѝ стъпка е да се опита да прехвърли гориво между два отделни космически кораба. Забавянето на Starship, включително експлозията по време на наземния тест в Тексас миналата година, забави тези планове.

Моделът на компанията за лунната програма на НАСА Artemis разчита на повтарящи се полети на танкери. Корабът Starship ще служи като депо в ниска околоземна орбита и ще приема гориво чрез многобройни мисии на специални варианти на космически танкери. След това лунният спускаем кораб Starship ще се скачи с депото, ще зареди с гориво и ще се отправи към Луната с екипаж на борда. Колко изстрелвания ще са необходими за една мисия, все още не е ясно. Въпреки това, настоящи и бивши служители на индустрията прогнозират от 10 до 40 полета.

Blue Origin е заложила на по-различен подход. Нейната система е фокусирана върху транспортно средство, изстреляно от новата тежка ракета на компанията New Glenn, която полетя за първи път през януари. Транспортерът ще приема горивото в околоземна орбита, ще го пренася до лунната орбита и ще го използва, за да подготви отделен спускаем модул за екипажа, пристигащ с друг кораб. Представителите на компанията засега избягват да уточняват колко полета за зареждане с гориво може да изисква такава мисия, въпреки че НАСА започна да оценява подхода в рамките на планирането на проекта Artemis (Артемида).

Физиката и логистиката накараха някои ветерани от космическата индустрия да останат скептично настроени, че орбиталното зареждане с гориво ще бъде готово навреме, за да се спазят графиците на НАСА за кацане на Луната с екипаж. Въпреки това и двете компании продължават напред.

За Мъск зареждането с гориво в орбита е цел от години. През 2017 г. той описа как един ден космическият му кораб може да достигне Марс и обясни, че зареждането в орбита е ключът към осъществяването на транспорта.

„Ако изпратите танкери и заредите в орбита, можете да заредите резервоарите до самия връх“, каза той.

Това схващане едва ли е станало по-просто с течение на времето. В неотдавнашна публикация в социалните мрежи Мъск даде на мисията на Starship до Марс още през 2026 г. само „съвсем малък шанс“.

Въпреки несигурността изследователите и ръководителите на компанията настояват, че технологията е от основно значение за изпращането на екипаж отвъд Земята и Луната, при това на разумна цена. Както казва Биенхоф, без спирки за орбитално гориво човешката експанзия в дълбокия космос ще удари на камък.