Výhercem soutěže Ansari X Prize se stal malý raketoplán SpaceShipOne vynášený nosným letounem White Knight. Během tří, z toho dvou soutěžních letů dokázal pokořit sta kilometrovou hranici, ale skutečného platícího turistu nikdy nevynesl. Tento úkol připadne až jeho nástupci – raketoplánu SpaceShipTwo.

Využití vzdušného startu

První vážně myšlené návrhy vznikly už v roce 1997. Netrvalo dlouho a projekt získal významného sponzora v osobě Paula Allena, spoluzakladatele Microsoftu. Oproti tomu Richard Branson začal údajně vážněji podporovat SpaceShipOne údajně až od roku 2004, kdy již bylo nakročeno k úspěchu. Ve stejném roce pak vznikla společnost Virgin Galactic oficiálně nabízející skutečné soukromé suborbitální lety do kosmu.

Vývoj prvního soukromého raketoplánu SpaceShipOne, který překonal sta kilometrovou hranici, vedl zkušený konstruktér Burt Rutan. Vsadil přitom, i když nikoliv záměrně na koncepci vojenského experimentálního raketoplánu X-15 z počátku šedesátých let, který byl taktéž vypouštěn z podvěsu nosného letounu při tzv. vzdušném startu. Toho ovšem využívala a využívá celá řada dalších prostředků, často právě experimentálních.

Z podvěsu letounu startoval také americký experimentální raketoplán X-15. Zdroj: Wikipedia, NASA

K vynášení raketoplánu do výšky zhruba 15 km nad zemí byl proto vyvinut White Knight (v překladu Bílý rytíř) o rozpětí 25 m. O pohon se starala dvojice proudových motorů General Electric J85-GE-5. V rámci maximálního zjednodušení použili u Scaled i pro nosný letoun úplně stejnou konstrukci kabiny jako pro samotný SpaceShipOne.

SpaceShipOne

Na délku měřil samotný raketoplán SpaceShipOne 8,53 m, rozpětí dosahovalo k 8,05 m a bez paliva a jakéhokoliv zatížení vážil pouze 1 200 kg. Až po natankování pohonných látek se celková hmotnost ztrojnásobila na 3 600 kg. Takto nízké hmotnosti bylo dosaženo zejména použitím kompozitního materiálu z uhlíkových vláken pro samotnou konstrukci.

Další zajímavostí je, že SpaceShipOne byl vůbec prvním pilotovaným prostředkem určeným pro cestu do kosmu, který využíval hybridního raketového motoru. Ten se skládá ze spalovací komory, jež je sama tvarována tuhými pohonnými látkami – tzv. zrnem. Do ní pak byl jako okysličovadlo následně vstřikován oxid dusný (rajský plyn). Celkový tah pak dosahoval k 75 kN při 2 450 N.s/kg specifickém impulsu.

Výše uvedený raketový motor v kombinaci s dostatečně lehkou a aerodynamickou konstrukcí dokázal raketoplánu udělit maximální rychlost přes 3 500 km/hod. Ten pak setrvačností vystoupal při svém rekordním letu do výšky až 112 km. Pro brzdění pak konstruktéři vymysleli režim známý jako „feathered“, při kterém jsou křídla nastavena do pozice pro maximální odpor. Díky tomu se nezahřála konstrukce na více než 260 stupňů celsia a izolační materiál stačilo nanést pouze na hrany křídel a výškovek.

Nosný letoun White Knight s raketoplánem SpaceShipOne pod sebou. Zdroj: Wikipedia

Od prvních letů k výhře

První odhoz raketoplánu z podvěsu nosného letounu se uskutečnil v srpnu 2003. Při něm nešlo o vyzkoušení pohonu, ale o ověření letových vlastností a samotného přistání. Začátkem prosince téhož roku měl za sebou SpaceShipOne už desítku nemotorových letů, během níž se ověřila i stabilita brzdění při návratu a následné vyrovnání.

Konečně 17. prosince na sté výročí prvního letu bratří Wrightů došlo k prvnímu motorovému letu. Raketoplán při něm dosáhl výšky 20,4 km a nadzvukové rychlosti. Radost zkazilo snad jen levé kolo, které nevydrželo přistání v důsledku čehož letoun vybočil při přistání z dráhy a byl, i když ne vážně poškozen. Už při druhém letu v dubnu následujícího roku bylo dosaženo dvojnásobné rychlosti zvuku a výšky přes 30 km.

Mezitím dostali u Scaled Composites povolení od Federálního leteckého úřadu povolení pro uskutečnění suborbitálního letu. Přesto další let neměl za cíl pokořit sta kilometrovou hranici, byť při něm bylo dosaženo výšky téměř 65 km.

K prvnímu „kosmickému“ letu došlo 21. června 2004, kdy se za knipl posadil nejzkušenější z pilotů Mike Melvill a měl práci. Během motorového letu došlo k nebezpečné rotaci raketoplánu, kterou musel korigovat. Raketový motor nakonec pracoval do vyčerpání pohonných látek 76 sekund a výšky 54 km. Raketoplánu udělil rychlost M = 2,9, což nakonec jen těsně stačilo k vystoupání do výšky 100,124 km.

K prvnímu a hned úspěšnému pokusu o soutěžní kosmický let bylo přikročeno 29. září a opět se neobešel bez problémů. Vedle již známé rotace pracoval raketový motor o deset sekund kratší dobu. Přesto a očividně se štěstím dostoupal nakonec do výšky 101 km a mohlo být přikročeno k druhému a zároveň finálnímu soutěžnímu letu.

Pilot Mike Melvill po prvním soutěžním suborbitálním kosmickém letu. Zdroj: Wikipedia, Renegadeaven

K němu došlo k příležitosti vypuštění první umělé družice 4. října. Tentokrát pracoval raketový motor podle plánu a dosaženo bylo rekordní výšky 112 km, díky čemuž vydržel SpaceShipOne ve stavu beztíže zhruba 3,5 minuty. Poté se vrátil jako vítěz ceny Ansari X Prize.

SpaceShipTwo

Samotný SpaceShipOne se ovšem dalšího letu nedočkal, protože na komerční provoz měl krom jiného nedostatečnou kapacitu dvou pasažérů. Proto přišel Scaled Composites společně s Virgin Galactic s raketoplánem SpaceShipTwo, který má plánovanou kapacitu pro šest platících pasažérů a pro jistotu dva piloty.

Na délku měří 18,29 m a rozpětí činí 8,23 m. Musel proto být vyvinut podstatně silnější hybridní raketový motor RocketMotorTwo o tahu 270 kN. A samozřejmě také nový nosný letoun WhiteKnightTwo, jež má raketoplán opět vynášet do výšky až 15 km, kde uskuteční vzdušný start.

Virgin Galactic si u Scaled Composites doposud objednal vedle vývoje celkem pětici raketoplánů označovaných jako VSS (Virgin Space Ship). Doposud dostaly jméno dva z nich a to Enterprise a Voyager. Naopak vlastní nosný letoun Virgin Mothership byl pokřtěn jako Eve po matce Richarda Bransona.

Raketoplán SpaceShipTwo s nosným letounem VMS Eve v hangáru. Zdroj: Wikipedia, Virgin Galactic

Schéma letu má být v podstatě stejné jako u SpaceShipOne. Po odhození z nosného letounu zažehne raketoplán svůj raketový motor, který mu udělí dostatečnou rychlost pro setrvačné dostoupání nad hranici kosmického prostoru. V tu chvíli se budou moci pasažéři odpoutat a vychutnat si beztížného stavu společně s výhledem na zemský horizont. Poté dojde k návratu, brzdění v atmosféře a od výšky asi 25 km klouzavému letu a následnému přistání. Celý let má trvat 2,5 hodiny.

První motorový let

První motorový let se měl podle původních plánů uskutečnit už v roce 2007. O rok později pak byly plánované premiérové lety s platícími pasažéry. V červenci 2007 ale explodoval při zkouškách na zemi hybridní raketový motor, při čemž zemřeli tři lidí a další byli zraněni. V důsledku toho došlo ke zdržení celého projektu.

K raketovému letu proto došlo po mnoha bezmotorových až 29. dubna tohoto roku. SpaceShipTwo pilotovali Mark Stucky a Mike Alsbury. K zažehnutí raketového motoru došlo ve výšce 14,1 km. Během pouhých 16 sekund (nejednalo se tedy o celou délku plánovaného hoření) bylo dosaženo výšky 17 130 m a rychlosti M=1,22. Následně raketoplán úspěšně přistál.

Virgin Galactic plánuje první turistické lety se SpaceShipTwo v nejbližších letech. Mezitím bude třeba vyzkoušet samotný suborbitální kosmický let, získat povolení a především důvěru.