Uwaga! Zaczynamy odliczanie: 10, 9, 8, 7… – ogłasza przez megafon Błażej Żyliński, członek Sekcji Rakietowej przy Studenckim Kole Astronautycznym Politechniki Warszawskiej. Jest sierpniowe popołudnie i na szczęście wbrew prognozom meteorologicznym pogoda dopisuje. Żyliński odpowiada za bezpieczeństwo podczas startu. Zebrani widzowie są instruowani, by nie łapać spadającej rakiety – zajmie się tym profesjonalna ekipa. Bartosz Bartkowiak, Artur Łukasik i Błażej Marciniak ubrani w pomarańczowe kamizelki umieszczają rakietę na przenośnej wyrzutni. Szyny, po których wystartuje rakieta, smarują preparatem WD-40, aby uzyskać zadowalający poślizg. Publiczność, zgromadzona na lotnisku dla motolotni w podwarszawskim Grębiszewie, musi wycofać się na bezpieczną odległość. Oznaczono ją kolorową taśmą. Ekipa Telewizji Polskiej i fotoreporterzy ustawieni w punktach obserwacyjnych próbują uchwycić moment startu. Po kilku chwilach biało-czerwona Amelia – rakieta zbudowana przez studentów – wypuszcza kłęby dymu. Nie ma huku, wyrzutowi gazów z dyszy towarzyszy jedynie świst. Podczas lotu rakieta pędzi z prędkością 100 metrów na sekundę i osiąga pułap ponad 500 metrów.
Promy kontra rakiety
Sierpniowy start Amelii odbył się w niecały miesiąc po powrocie promu kosmicznego Atlantis z misji kończącej amerykański program Space Shuttle,
prowadzony przez NASA od 1981 roku. W założeniu loty promów kosmicznych miały być tańszą alternatywą dla startów dużych rakiet osiągających pułap orbity okołoziemskiej. Koszty organizacji jednej misji wahadłowca sięgały jednak 450 milionów dolarów. Stało się jasne, że niektóre z realizowanych przez promy kosmiczne zadań z powodzeniem wykonają tańsze i mniejsze rakiety. Profesjonalne rakiety badawcze są statkami powietrznymi, które umożliwiają przeprowadzanie pomiarów w warunkach suborbitalnych, czyli na wysokości od 50 km do 1500 km nad poziomem morza. Dzięki stosunkowo niewielkim rozmiarom rakiety mogą startować z mniejszych wyrzutni, a nawet z pokładu okrętów. Czas pojedynczej misji nie przekracza standardowo pół godziny. Kiedy rakieta osiągnie najwyższy pułap, wyrzucany jest ładunek, który zaczyna opadać swobodnie na spadochronie. Przez kilka minut we wnętrzu rakiety panują wtedy warunki tzw. mikrograwitacji – stanu zbliżonego do nieważkości. Pozwala to na przeprowadzanie rozmaitych eksperymentów naukowych i badań, które byłyby niemożliwe do zrealizowania w warunkach ziemskiego ciążenia.
Doskonałymi rakietami badawczymi dysponują Szwedzi. Podczas jednego z lotów szwedzcy naukowcy wystrzelili na suborbitę piec, w którym stopiono
tytan z aluminium. Powstał w ten sposób materiał, niedający się uzyskać na Ziemi. Szwedzka Korporacja Kosmiczna oferuje badaczom z innych krajów
balony stratosferyczne oraz rakiety do zastosowań naukowych. Rocznie zarabia na tym dziesiątki milionów szwedzkich koron. Rakiety badawcze odpalane są też w innych krajach. Jednym z ciekawszych eksperymentów amerykańskich jest doświadczenie z tarczą pneumatyczną IRVE, która ma
ochraniać pojazdy kosmiczne podczas przechodzenia przez warstwy atmosfery. Dwa lata temu rakieta Black Brant 9 wyniosła tarczę na wysokość 211 km. Na wysokości 199,5 km osłona IRVE została odrzucona i rozpoczęło się nadmuchiwanie balonu. W ciągu 90 sekund balon średnicy 3 metrów wypełnił się azotem. Wraz z tarczą wystrzelono urządzenia pomiarowe, dzięki którym pracownicy NASA śledzili na bieżąco parametry lotu i opadania. Ze wstępnych analiz wynika, że taki nadmuchiwany parasol mógłby być wykorzystany podczas misji na Marsa i Tytana.
Materiały wybuchowe
„Nasz model rakiety Wołchow przekroczył barierę dźwięku i uzyskał w locie prędkość 1,77 Macha” – chwali się Robert Magiera, wiceprezes Polskiego Towarzystwa Rakietowego. „W październiku 2011 r. zamierzamy osiągnąć pułap 7 km”. Aby polecieć wyżej, potrzebne będą silniki o większej mocy. Jednostkę napędową umożliwiającą wystrzelenie rakiety na wysokość 10 km można kupić na przykład w Niemczech. Taki silnik kosztuje wraz z paliwem około 1000 euro. Wyprodukowanie napędu do rakiet większych niż modelarskie to dla polskich konstruktorów poważny problem. W świetle aktualnych przepisów konstruowanie silników rakietowych jest bowiem produkcją materiałów wybuchowych, co wymaga specjalnych zezwoleń. „Prowadzimy rozmowy z Ministerstwem Gospodarki na temat zmian legislacyjnych, umożliwiających produkcję paliwa rakietowego” – zdradza Robert Magiera. „Aby móc się dalej rozwijać, staramy się o koncesję na produkcję paliwa rakietowego. Dlatego zamierzamy wyłonić ze struktur Polskiego Towarzystwa Rakietowego firmę, która będzie mogła wytwarzać zgodnie z prawem odpowiednie substancje napędowe”. Plany Sekcji Rakietowej przy Studenckim Kole Astronautycznym Politechniki Warszawskiej są równie ambitne. Ich kolejna rakieta wystrzeli sondę elektroniczną w pojemniku wielkości puszki coli. Podczas swobodnego opadania aparatura będzie mogła zbadać np. stężenie dwutlenku węgla w atmosferze. W przyszłości Sekcja Rakietowa zamierza zbudować rakietę dwustopniową i wysłać ją na wysokość 15 kilometrów. Silnik tej rakiety będzie ważył 6 kilogramów.
Meteory nad Bałtykiem
Sukcesy w dziedzinie techniki rakietowej polscy naukowcy odnosili już ponad 40 lat temu. W ramach programu rakiet meteorologicznych Meteor badali wtedy górne warstwy atmosfery. Meteory startowały z mierzei między jeziorem Łebsko a Morzem Bałtyckim, gdzie podczas II wojny światowej testowano rakiety V1 i V2. Do startów przydały się pozostawione przez Niemców betonowe konstrukcje. „Aby dobre warunki pogodowe przypadły na ustalony z marynarką wojenną dzień, trzeba było mieć szczęście” – wspomina inż. Stanisław Siwiec, który pracował jako technik przy programie „Meteor 2”. „Nie miałem okazji obserwować startu rakiety z bliska, moje stanowisko znajdowało się w odległości około 30 km od wyrzutni. Przed odpaleniem właściwego Meteora startowały mniejsze rakiety, umożliwiające właściwą regulację aparatury pomiarowej. Potem śledziłem tor lecącej rakiety przy użyciu kinoteodolitu, czyli kamery do śledzenia obiektów latających” – opowiada inżynier Siwiec.
W grupie liczącej około 20 osób naukowcy spędzali miesiąc nad morzem. Starty odbywały się nocą i zdarzało się, że w ciągu dnia znajdowano nawet czas na plażowanie. Wieczorem obowiązywał stan pogotowia. Po tym, jak zapadła decyzja o starcie, telefony rozdzwaniały się i wszyscy zajmowali swoje pozycje. Jedna z chałup w rejonie wsi Kluki została przekształcona w centrum kontroli lotów rakietowych. Do czego służyły Meteory? Podczas jednego z doświadczeń, kiedy rakieta osiągała maksymalną wysokość, czujnik rtęciowy odpalał ładunek, wystrzeliwujący z korpusu pęk kilkuset metalizowanych igieł szklanych długości 4–5 cm każda. Naukowcy obserwowali ich ruch przy użyciu radaru, mierząc w ten sposób siłę i kierunek wiatru w górnych warstwach atmosfery. Innym eksperymentem z użyciem polskich rakiet był „Zimowy Poranek”. Rakietę
wystrzeliwano w kierunku przechłodzonej chmury, aby rozpylając jodek srebra, wywołać opady śniegu.
Odbyły się 224 starty, a rakieta Meteor doczekała się trzech wersji. Meteor 2K osiągnęła rekordowy dla polskich rakiet pułap 90 km. Ostatni start odbył się 6 czerwca 1974 roku. Potem Stacja Sondażu Rakietowego Łeba została zamknięta. W czasie gdy Polacy rezygnowali z badań nad rakietami, po drugiej stronie Morza Bałtyckiego rozpoczynali swoje prace Szwedzi. Czy Polakom uda się nadrobić te kilkadziesiąt lat i dołączyć do światowej czołówki?
Jaka jest szansa na program budowy rakiet w Polsce?
Prof. Piotr Wolański Kierownik Zakładu Silników Lotniczych Wydział Mechaniczny Energetyki i Lotnictwa Politechniki Warszawskiej
Polska prowadziła badania rakietowe w latach 70., jednak dziś, po upływie 40 lat, w sensie technologicznym jesteśmy w innej epoce. Nie ma sensu, by przy doświadczeniu, jakie zdobyła od tego czasu Europa, zaczynać wszystko od nowa. W dobie miniaturyzacji istnieje zapotrzebowanie na tanią rakietę, umożliwiającą wynoszenie na orbitę niewielkich satelitów. Polska we współpracy z Europejską Agencją Kosmiczną może współtworzyć program budowy małej europejskiej rakiety o masie do 250 kg. Uczestnicy eksperymentów przeprowadzanych przez Studenckie Koło Rakietowe i Polskie Towarzystwo Rakietowe będą mogli mieć swój wkład w budowę różnych elementów takiego statku kosmicznego.