Prvi sustavi za opskrbu letjelica gorivom u orbiti mogli bi odrediti tempo širenja čovječanstva u Sunčev sustav, od povratka na Mjesec do prvih putovanja prema Marsu.
Orbitalno punjenje gorivom više nije zanimljiv koncept, nego strateška tema. SpaceX razvija postupak za Starship na putu prema Mjesecu, dok državni i vojni programi grade ideju orbitalnih skladišta koja bi misije učinila dugotrajnijima, fleksibilnijima i jeftinijima.
Ključ misija prema Mjesecu i Marsu
NASA-in Artemis III, prva misija s ljudskim slijetanjem na Mjesec nakon Apolla 17 iz 1972., ovisit će o punjenju u orbiti. Plan je poslati više Starship letjelica u nisku Zemljinu orbitu; većina će letjeti kao tankeri, a posebno prilagođeni Starship Human Landing System preuzet će gorivo i potom odletjeti prema Mjesecu gdje će preuzeti posadu u lunarnom susretu. Uspješna demonstracija otvorila bi put istom načelu i za letove prema Marsu.
Važnost tehnologije prepoznaje i vojska. Američke svemirske snage javno zagovaraju napuštanje pristupa “jednom lansiraj, jednom koristi” te uspostavu orbitalnih “benzinskih postaja” koje produljuju životni vijek satelita i povećavaju manevarsku slobodu. Riječ je o infrastrukturi koja donosi operativnu prednost, a ujedno mijenja način planiranja svemirskih operacija.
Kina u međuvremenu pokazuje vlastite mogućnosti. U srpnju su sateliti Shijian-21 i Shijian-25 izveli bliski susret u geostacionarnoj zoni; Shijian-21 je ranije trošio gorivo premještajući neaktivan satelit iz radne geostacionarne orbite u višu “graveyard orbit”, odnosno orbitu iznad GEO-a namijenjenu izmještanju neaktivnih letjelica kako ne bi ometale rad aktivnih sustava. Poruka je jasna, orbitalno punjenje gorivom više je i političko i tehnološko pitanje.
Sve veća militarizacija orbite tjera operatore da računaju na dovoljno goriva za izbjegavanje prijetnji, produljenje misija i brze promjene orbita. U tom okviru orbitalno punjenje gorivom postaje indikator moći, a ne samo inženjerski pothvat.
Tehničke prepreke i utrka u inovacijama
Starshipovo punjenje u orbiti najambiciozniji je plan do sada. Musk je prije nekoliko godina procijenio da bi za dopremu oko 1 200 tona kriogenog goriva, tekućeg kisika i metana, bilo dovoljno nekoliko tankerskih letova; NASA i neovisne procjene upozoravaju da će ih, zbog gubitaka uslijed isparavanja, trebati znatno više. Isparavanje je neizbježno, male promjene temperature pretvaraju dio goriva u plin, diže se tlak u spremnicima pa se dio mora odzračiti; rješenje je ubrzati ritam lansiranja tankera i svesti razmake na minimum, što je logistički osjetljivo.
Ni spajanje letjelica nije trivijalno. Dvije letjelice dugačke oko 50 metara moraju se precizno poravnati bok uz bok i spojiti sustave za prijenos goriva. Tijekom prijenosa tekući kisik i metan moraju ostati dobro ispod temperature na kojoj počinju isparavati; i blagi porast temperature stvara plin, povisuje tlak u vodovima i može uzrokovati prekid operacije. U bestežinskom stanju tekućine se ne ponašaju kao na Zemlji, ne teku u stabilnom mlazu, nego se oblikuju u kapljice koje lebde; zato su potrebne precizne pumpe, ventili i vrlo dobra toplinska izolacija te stalno praćenje dinamike orbita.
Industrija ipak gura naprijed. Orbit Fab razvija standardizirani priključak RAFTI za brzo spajanje gorivnih vodova; ideja je omogućiti punjenje različitih satelita u raznim orbitama. Japanski Astroscale priprema misiju za 2026. kojom bi prvi put izveo dopunu hidrazinom u geostacionarnoj orbiti za američki vojni satelit. SpaceX najavljuje vlastitu demonstraciju čim dovrši ostale ključne sustave Starshipa; paralelno nastavlja razvijati hvataljke lansirne rampe za brzo ponovno korištenje stupnjeva Super Heavy, kako bi ritam letova pratio potrebe punjenja.
Kineski iskoraci već potiču odgovor Sjedinjenih Država; nova utrka neće se mjeriti samo potiscima motora, nego i sposobnošću da se gorivo sigurno i učinkovito premješta u orbiti.
Na tome će počivati iduće desetljeće svemirskih letova.
Ivan je novinar, bloger i autor s više od 15 godina iskustva u digitalnim medijima. Piše o širokom spektru tema, uključujući svemir, astronomiju, znanost, povijest i arheologiju. Objavljuje kao gostujući autor u Večernjem listu, a kao stručni sugovornik gostovao je u emisijama na kanalima Science Discovery i History Channel. Osnivač je portala Kozmos.hr, prvog hrvatskog online magazina posvećenog popularizaciji znanosti i svemira.
