H-2: chińskie studium wahadłowca kosmicznego jako odpowiedź na zimnowojenne plany mocarstw (1988r.)

Oświadczam, że jestem autorem artykułu i stanowi on moją własność intelektualną.

Źródłem danych technicznych jest Encyclopedia Astronautica i jej tekst „H-2 HTOHL”. Samą specyfikacje przetłumaczyłem trzymając się możliwie najbardziej oryginału w celu uniknięcia nieścisłości w zakresie danych. 

Zapraszam do lektury! Orland Krzyżanowski

Model poglądowy wyglądu systemu (nie odzwieciedla szczegółów konstrukcji) źródło: http://www.worldsstrangest.com/

Schyłek lat osiemdziesiątych stanowił końcówkę zimnej wojny. Fakt, iż tak było jest oczywisty dla nas tylko dlatego, że już się to wydarzyło i jest teraz zamkniętym rozdziałem historii z bardzo przyczynowo skutkowym biegiem wydarzeń. Gdyby powiedzieć komuś w roku 1985, że Związek Radziecki rozpadnie się za pięć lat i wkrótce runie Mur Berliński z dużym prawdopodobieństwem popukałby się w głowę. Tak samo i my byśmy zrobili gdyby ktoś nam powiedział, że za parę lat świat, jaki znamy przestanie istnieć. Dlatego też niezależnie od stanu ekonomii graczy politycznych, jakimi były wielkie mocarstwa, plany działania w różnych dziedzinach życia szczególnie związanych z uzyskaniem przewagi nad przeciwnikiem były rozwijane w najlepsze. Także w obszarze podboju kosmosu. Większej części społeczeństwa choć trochę zainteresowanej astronautyką sprawa rywalizacji na tym obszarze to zamknięta karta historii. Wyścig kosmiczny był i wygrały go Stany Zjednoczone w 1969 roku. Sprawa jest jasna i zdawałoby się, że nie ma o czym rozmawiać.

 Trzeci gracz

Wyścig kosmiczny jednak się nie skończył i trwał w latach osiemdziesiątych w najlepsze i to na poziomie stricte militarnym. Amerykanie głośno mówili o programie SDI (Strategic Defence Initiative), który polskiemu czytelnikowi bardziej znany jest jako program Gwiezdnych Wojen, gdyż taka nazwa dużo lepiej się sprzedawała nawet, gdy nie najlepiej odzwierciedlała ideę pomysłu. Ponadto wiadomo było o ambitnych planach zbudowania na orbicie bardzo rozrośniętej stacji kosmicznej Freedom (więcej pisałem o tym w 18 nr Astronautilusa). Rosjanie również nie próżnowali. Na orbicie znajdowała się pierwsza w historii wielomodułowa stacja kosmiczna Mir (oczywiście w budowie), oraz wkrótce miały wejść do użytku rosyjskie wahadłowce kosmiczne Buran. Ich przeznaczenie nie było specjalnie ukrywane i dzisiaj, na Youtube można znaleźć animacje przedstawiające ich ściśle wojskową rolę. Ponadto planowano już budowę Mira-2, oraz w pierwszym locie nowej rakiety nośnej Energia wystrzelono (niestety nieudanie) pierwszą platformę bojową Polyus.

Dla osób zainteresowanych astronautyką w stopniu amatorskim powyższy stan rzeczy nie jest wiedzą objawioną. Nie każdy jednak zdaje sobie sprawę, że inne państwo aspirujące do bycia mocarstwem (oraz będąc nim w wybranych sektorach działalności) nie mogło wobec tych planów pozostać obojętne pomimo ewidentnego zapóźnienia w tej dziedzinie. Krajem tym były Chiny. W Polsce państwo o ekstremalnie mało znanej historii a co dopiero mówić o wiedzy dotyczącej tylko jednej wyspecjalizowanej dziedziny, jaką jest program kosmiczny. Warto wiedzieć, że sięga on pomimo mniejszych osiągnięć od konkurentów lat pięćdziesiątych i zasługuje na oddzielne opracowanie. Dla nas interesujący jest fakt, że w kontekście przedstawionego wyżej tła Chińczycy powrócili do pomysłu lotów załogowych a w 1988 roku przedstawiono plan zdobycia Złotego Graala w dziedzinie lotów kosmicznych w postaci w pełni odzyskiwanego statku kosmicznego. Gdyby to im się udało, ustanowiliby nową jakość w eksploracji bliskiej Ziemi przestrzeni kosmicznej. Warto wspomnieć, że historia zna takie przypadki, które zakończyły się powodzeniem. Wprowadzenie pierwszego w historii Drednota do służby w marynarce spowodowało, że całe dotychczasowe floty różnych krajów przestały reprezentować sobą jakąkolwiek siłę i trzeba było je budować od podstaw. Tak samo idea w pełni odzyskiwanego statku kosmicznego uczyniłaby sprzęt używany przez resztę krajów przestarzałym i kosztownym.

Może być tylko jeden…

W roku 1986 Chińska Akademia Nauk zaproponowała 7 obszarów działania, w których należało przyspieszyć badania. Plany te nazwano oficjalnie Projektem 863. Obejmowały biologię, automatykę, energetykę, informatykę, technologie militarne, zaawansowane materiały, oraz astronautykę. Plan 863-2 w podsekcji 863-204 obejmował system transportu ładunków na orbitę, który obsłużyłby wielomodułową stację kosmiczną będącą przedmiotem podsekcji 205 wspomnianego planu 863-2.Horyzont czasowy całości wynosił około 30 lat. Wyznaczony czas na opracowanie studiów- 2 lata. Takiego długoterminowego rozkładu prac USA mogą swoim konkurentom pozazdrościć tym bardziej, że większa część planów po blisko 25 latach jest realizowana lub zakończona sukcesem. W 1988 roku zgodnie z wyznaczonym terminem przedstawiono wyniki prac nad systemem transportu na orbitę. Wybrano 6 najbardziej obiecujących propozycji z orientacyjnym terminem wykonania przypadającym na 2015 rok w wypadku najbardziej zaawansowanych propozycji. Były to umieszczając od najbardziej ambitnych do wymagających najmniejszej ilości prac:

Omawiany H-2: wahadłowiec startujący horyzontalnie (jak zwykły samolot), oraz horyzontalnie lądujący.

V-2 wahadłowiec startujący wertykalnie (pionowo) a lądujący jak samolot horyzontalnie (podobnie jak amerykański Dyna Solar lub rosyjski Spiral).

Chang Cheng 1: podobnie jak wyżej z tym, że wykorzystane miałyby być istniejące rozwiązania, co przyspieszyłoby proces produkcji i mógłby być gotowy w 2008 roku.

Tian Jiao 1 – projekt kopiujący amerykański STS (z drobnymi różnicami). Miałby być gotowy już w 2003 roku.

Hermes– dokładnie tak jak sobie część z czytelników mogła pomyśleć: miał być mini wahadłowcem zbudowanym przy współpracy z ESA. Gdyby to się udało Chiny mogły latać nim na orbitę już w latach 90-tych.

Kapsuła kosmiczna– zaproponowana przez Chińską Akademię Technologii Kosmicznych. Koncepcja wysłania częściowo odzyskiwanego statku kosmicznego lądującego z użyciem spadochronów. Realizacji tego projektu jesteśmy właśnie świadkami, gdyż wyewoluował on w znane nam dzisiaj statki Shenzhou. To one zostały ostatecznie wybrane, jako konie robocze chińskiego programu załogowego. Relatywna prostota konstrukcji, koszty oraz możliwość zbudowania przed rokiem 2000 były argumentami, które przeważyły szale, gdy okazało się, że europejski Hermes nigdzie nie poleci, a na własne wahadłowce trzeba by poczekać do wieku XXI.

Statek Shenzhou został przeze mnie opisany już w artykule “Shenzhou: oryginalna koncepcja czy chińska kopia Sojuza?” Zatem przyjrzyjmy się projektowi z drugiej strony listy propozycji, czyli najbardziej ambitnemu H-2.

Niektóre z propozycji. H-2 po lewej a znany nam Shenzhou znajduje się na skraju po prawej.

 

Opcja „na bogato”

Opcja H-2 miała składać się z dwóch odzyskiwalnych stopni. Masa startowa zestawu startującego ze zwykłego lotniska miała wynosić 330 ton. Samolot kosmiczny miał być skonfigurowany do dwuosobowej załogi, oraz ładownią umożliwiającą wyniesienie na orbitę 6 ton ładunku użytecznego. Zastosowanie staru horyzontalnego umożliwiło uzyskanie mniejszego ciężaru całego zestawu. Naddzwiękowy pierwszy stopień wynoszący wahadłowiec miałby długość 85 metrów i 12 metrów szerokości kadłuba (ze skrzydłami 36 metrów). Jego masa startowa wynosiłaby 200 ton a powracający na lotnisko byłby o 120 ton lżejszy. Jego napęd miało stanowić 6 rakietowych silników o ciągu 40 ton każdy. Całość uzupełniona miała być ośmioma silnikami typu Ramjet (typ odrzutowego silnika przepływowego), które zostałyby włączone po rozpędzeniu zestawu do prędkości 0.8 macha. Do osiągnięcia prędkości około 2 machów obydwa typy silników pracowałyby wspólnie a powyżej silniki rakietowe miały się wyłączyć. Silniki przepływowe miały rozpędzić pojazd do nieokreślonej prędkości hipersonicznej w którym to momencie wahadłowiec oddzieliłby się od pierwszego stopnia.

Sam orbiter miał mieć aż 40 metrów długości z kadłubem o szerokości 4 metrów i roztawem skrzydeł 12 metrów. Jego masa to 132 tony a napęd miały stanowić 4 silniki zasilanym paliwem Lox/LH2 o cgu 20 ton każdy. Miały one za pierwrwszym odpaleniem wyprowadzić wahadłowiec na eliptyczną orbitę, która zostałaby poprawiona późniejszymi ich odpaleniami. Maksymalna wysokość orbity została zadeklarowana na 500 km.

Zwycięzcą został…

W 1988 roku po przedstawieniu wszystkich propozycji na spotkaniu ekspertów w mieście Harbin, ambitna opcja H-2 została odrzucona. Problem stanowił brak gotowych technologii do wykonania stopnia wynoszącego w zakresie wymaganym przez projekt (zasadniczo poza płatowcem wszystko stanowiło zbyt duże wyzwanie). Do ścisłego finału konkursu weszły dwie propozycje: Tian Jao 1 który byłby kopią amerykańskiego STS, oraz pomysł kapsuły kosmicznej przypominającej rosyjskie Sojuzy. Pomimo, że wiemy która opcja wygrała niech czytenicy wiedzą, że kopia wahadłowca przegrała o włos uzyskując 83 punkty wobec 84 jakie uzyskał znany nam dzisiaj statek kosmiczny Shenzhou.

Umarł, ale żyje?

 

Pomimo, że koncepcja promu przegrała to program nie został skasowany. Podlegając kolejnym modyfikacjom zmniejszających jego rozmiar został w postaci modelu zaprezentowany ku zaskoczeniu wszyskich na wystawie Expo w Hanowerze w 2000 roku. Czy można zatem żywić nadzieje, że zobaczymy niedługo chiński wachadłowiec? Nie trzymając czytelników w zbytnim napięciu odpowiem, że niestety nie. Wszystkie agencje kosmiczne przez ostatnie dwie dekady odwróciły się od skrzydlatych orbiterów. Amerykanie zamknęli program STS, którego osiągnięcia przez 30 lat wykorzystywania są sprawą dyskusyjną (więcej o krytyce amerykańskich wahadłowców w moim artykule „Wahadłowce sceptycznym okiem”). Rosjanie anulowali program swojego mini promu „Kliper” kilka lat temu i można zauważyć tendencje do powrotu technologi kapsuł od której wszystko się zaczęło. Wygląda na to, że nie wszystko co ładne jest praktyczne a Chińczycy korzystają z błędów popełnionych przez innych i ich nie powielają. Jak powiedział Bernard Russel „Nie należy popełniać tego samego głupstwa dwa razy…wybór jest dostatecznie duży”.

Zachęcam do zapoznania się z ideą silnika strumieniowego, który miałbyć sercem całego systemu:

http://pl.wikipedia.org/wiki/Silnik_strumieniowy

http://mypiloci.pl/najnowsze/item/283-nadd%C5%BAwi%C4%99kowy-silnik-strumieniowy

 

 

Reklamy

Informacje Orland Krzyżanowski
Witam na blogu tematycznym poświęconemu historii załogowej astronautyki. Wpisy będą miały charakter artykułów z zachowaniem poprawności formalnej w postaci podania źródeł bądź przypisów w wypadku korzystania z czyjejś pracy. W polskojęzycznym internecie nie ma wielu stron traktujących wybrane zagadnienia szczegółowo a dotyczących mniej znanych zagadnień w postaci koncepcji i różnych studiów dotyczących eksploracji przestrzeni kosmicznej w przeszłości.

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Log Out / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Log Out / Zmień )

Facebook photo

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Log Out / Zmień )

Google+ photo

Komentujesz korzystając z konta Google+. Log Out / Zmień )

Connecting to %s

%d blogerów lubi to: