Двама от най-богатите хора в света се състезават в предизвикателство, което може да промени космическите пътувания на човечеството: презареждане на космически кораби в орбита. Решаването на този проблем може драстично да разшири обхвата на мисиите извън Земята, отваряйки възможности за по-дълги пътувания до Луната, Марс и потенциално дори по-далеч в Слънчевата система.

SpaceX на Илон Мъск и Blue Origin на Джеф Безос разработват поотделно системи, които ще позволяват на ракетите да се зареждат с гориво, след като напуснат Земята, концепция, която понякога се описва като „космическа бензиностанция“. Инженерите за първи път предложиха орбитално зареждане с гориво още през 60-те години на миналия век, преди НАСА да изпрати астронавти на лунната повърхност, но едва сега частни компании поставят тази идея в центъра на своите стратегии за Дълбокия космос.

Горивото винаги е било основното ограничение за изстрелването на тежки космически кораби. Програмата Apolo на НАСА подчерта тези ограничения. Ракетата „Сатурн V“, която пренесе астронавти на лунната повърхност в края на 60-те години, тежеше 6.5 милиона паунда при излитането. Около 5.5 милиона паунда от това общо тегло бяха гориво.

Като излетят с по-малко гориво и дозаредят в ниска орбита около Земята, компаниите вярват, че могат да изпращат по-големи товари или допълнителен екипаж по-далеч в Космоса. Далас Бийнхоф, ветеран в проучванията за зареждане с гориво в Космоса в Boeing, който сега работи с компанията за роботизирано минно дело OffWorld, заяви пред The Wall Street Journal, че този подход може да намали разходите, когато се комбинира с многократно използваеми ракети носители, които вече променят икономиката на ракетостроенето.

„Това трябва да се направи“, казва Бийнхоф. „В противен случай ще бъдем ограничени в това, което можем да постигнем в Космоса.“

Основното техническо препятствие остава работата със самите горива. SpaceX и Blue Origin планират да използват течни горива, които изискват изключително ниски температури. В космическия вакуум те естествено се затоплят и изпаряват, което прави предизвикателството по-малко свързано с резервоарите за съхранение, отколкото с хладилните системи, които функционират надеждно в условия на микрогравитация. Изпълнителният директор на Blue Origin Дейв Лимп заяви през юли, че компанията е постигнала значителен напредък в разработването на хардуер, предназначен да предотвратява изпаряването. Инженерите обаче предупреждават, че управлението на криогенни течности в орбита може да доведе до непредсказуемо поведение.

Дори преместването на горивото представлява предизвикателство. В условия на микрогравитация течностите вече не се утаяват по предвидим начин в резервоарите, обясни Уилям Нотардонато, изпълнителен директор на Eta Space, която тества управлението на течности в сателити.

„Не знаете къде се съхранява течността“, обяснява той. „Горивото може да е в горната част на резервоара.“

SpaceX проведе първоначални експерименти с прехвърляне на гориво в орбита. През 2024 г. компанията тества преместването на течности вътре в космически кораб Starship и заяви, че следващата й стъпка е да опита прехвърляне на гориво между два отделни космически кораба. Забавянията на Starship, включително експлозия по време на наземни тестове в Тексас миналата година, забавиха тези планове.

Моделът на компанията за лунната програма Artemis на НАСА разчита на повтарящи се полети на танкери. Starship ще служи като депо в ниска орбита около Земята и ще се зарежда с гориво чрез множество мисии на специални варианти на танкери. Лунен модул Starship ще се скачи с депото, ще се зарежда с гориво и ще продължи към Луната с екипаж на борда. Колко изстрелвания ще са необходими за една мисия, остава несигурно. Въпреки това настоящи и бивши представители на индустрията са прогнозирали цифри, вариращи от 10 до 40 полета.

Blue Origin е избрала различен подход. Нейната система се основава на „транспортно“ превозно средство, изстреляно с New Glenn - новата ракета за тежки товари на компанията, която летя за първи път през януари. Транспортното средство ще вземе гориво в орбита около Земята, ще го пренесе до лунната орбита и ще го използва за подготовка на отделен модул за кацане за екипажа, пристигащ с друг кораб. Досега представителите на компанията избягват да посочат колко полета за презареждане ще са необходими за такава мисия, въпреки че NASA започна да оценява този подход в рамките на плана си Artemis.

Физиката и логистиката карат някои ветерани от космическата индустрия да се съмняват, че презареждането в орбита ще бъде готово навреме, за да отговори на графика на НАСА за кацане на Луната с екипаж. Въпреки това и двете компании продължават да работят по проекта. За Мъск орбиталното презареждане е цел от години. През 2017 г. той описа как неговият космически кораб един ден може да достигне Марс и обясни, че презареждането в орбита е ключът към осъществяването на транспорта.

Въпреки несигурността изследователите и ръководителите на компаниите настояват, че тази технология е от ключово значение за изпращането на екипажи извън Земята и Луната на разумна цена. Както казва Бийнхоф, без спирки за зареждане с гориво в орбита експанзията на човечеството в Дълбокия космос ще достигне своя предел.

Снимка: Unsplash

Виж още: Следващата година може да ни донесе и роботи, които раждат човешки бебета