Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) i jej partnerzy dokonali kluczowego przełomu w rozwoju technologii kosmicznych nowej generacji. Pod koniec czerwca 2025 roku z powodzeniem zakończono drugą serię testów silnika rakietowego Prometheus, demonstrując zdolności, które umieszczają Europę na mapie rozwoju systemów napędowych wielokrotnego użytku. Testy, które obejmowały wielokrotne zapłony, potwierdziły optymalizację silnika i jego podsystemów, otwierając drogę do tańszego i bardziej zrównoważonego dostępu do kosmosu.

Ta znacząca faza rozwoju odbyła się na stanowisku testowym PF20 w zakładzie firmy ArianeGroup w Vernon we Francji. Zespoły inżynierów przeprowadziły serię testów z drugim wyprodukowanym modelem silnika Prometheus, systematycznie zwiększając całkowity czas pracy i analizując wydajność przy różnych profilach ciągu. Punktem kulminacyjnym kampanii był 20 czerwca 2025 roku, kiedy silnik z powodzeniem wykonał cztery kolejne zapłony w ciągu jednego dnia. Taki wyczyn jest pierwszym tego rodzaju w Europie dla silnika tej klasy i jest wyraźnym wskaźnikiem dojrzałości technologii oraz gotowości operacyjnej zespołów.

Prometheus: Serce przyszłych europejskich rakiet

Prometheus to nie tylko kolejny silnik rakietowy; to kamień węgielny europejskiej strategii na przyszłość transportu kosmicznego. Nazwany na cześć tytana z mitologii greckiej, który przyniósł ludziom ogień, ten silnik symbolizuje nową erę innowacji. Jest rozwijany w ramach Programu Przygotowawczego Przyszłych Systemów Wynoszących (Future Launcher Preparatory Programme - FLPP) ESA, w celu drastycznego obniżenia kosztów produkcji i eksploatacji. Szacowany koszt produkcji jednego silnika Prometheus wynosi około miliona euro, co stanowi dziesięciokrotną redukcję w porównaniu z istniejącymi silnikami o podobnej mocy, takimi jak silnik Vulcain 2 napędzający rakietę Ariane 5.

Kluczem do osiągnięcia tak niskiej ceny jest innowacyjna konstrukcja i zastosowanie zaawansowanych technologii produkcyjnych, przede wszystkim druku 3D z metalu. Duża część skomplikowanych komponentów silnika jest wytwarzana metodą produkcji addytywnej, co pozwala na szybszą produkcję, zmniejszenie liczby części i uproszczenie łańcuchów dostaw. Ponadto Prometheus od samego początku został zaprojektowany z myślą o wielokrotnym użytku, co jest kluczowym czynnikiem obniżającym koszty startów w przyszłości.

Jedną z najważniejszych cech technicznych silnika jest wykorzystanie ciekłego tlenu (LOX) i ciekłego metanu (LCH4) jako paliwa. Wybór ten niesie ze sobą liczne korzyści w porównaniu z tradycyjnymi paliwami, takimi jak kerozyna (RP-1) czy kombinacja ciekłego wodoru i tlenu. Metan spala się czyściej, pozostawiając znacznie mniej sadzy i pozostałości w silniku, co znacznie upraszcza i przyspiesza proces inspekcji i odnawiania silnika między lotami. Ponadto metan jest tańszy, ma większą gęstość niż ciekły wodór, co pozwala na bardziej kompaktowe zbiorniki paliwa, a jego temperatura wrzenia jest bliższa temperaturze ciekłego tlenu, co upraszcza projektowanie i izolację systemu. W dłuższej perspektywie możliwość produkcji metanu poza Ziemią, na przykład na Marsie, czyni go paliwem z wyboru dla przyszłych misji międzyplanetarnych.

Themis: Demonstrator torujący drogę

Prometheus obecnie pokazuje swój pełny potencjał jako jednostka napędowa dla Themis, prototypu pierwszego stopnia rakiety wielokrotnego użytku. Themis, nazwana na cześć greckiej bogini, matki Prometeusza, stanowi kluczowy europejski demonstrator technologii odzyskiwania i ponownego użycia stopni rakietowych. Program ten, rozwijany pod kierownictwem firmy ArianeGroup, ma na celu przetestowanie wszystkich aspektów pionowego startu i lądowania (VTVL - Vertical Takeoff, Vertical Landing).

Poprzez serię testów, Themis pozwoli inżynierom zebrać bezcenne dane dotyczące aerodynamiki, systemów naprowadzania i kontroli, a także wydajności nóg do lądowania i innych kluczowych systemów. Pierwszy model demonstratora Themis, wyposażony w jeden silnik Prometheus, został już przetransportowany do centrum kosmicznego Esrange w Kirunie w Szwecji, gdzie zostaną przeprowadzone tak zwane testy "hop" – krótkie loty na małych wysokościach, które symulują ostatnią fazę lądowania. Sukces tych testów będzie kluczowy dla dalszego rozwoju bardziej złożonych modeli, w tym wariantu z trzema silnikami Prometheus, który stanowiłby podstawę przyszłych operacyjnych rakiet nośnych.

Program Themis, wraz z Prometheusem, jest częścią szerszych europejskich wysiłków na rzecz zapewnienia autonomicznego, konkurencyjnego i zrównoważonego dostępu do kosmosu. W świecie zdominowanym przez nowych prywatnych graczy z innowacyjnymi rozwiązaniami, Europa poprzez te programy rozwija własne zdolności, aby pozostać istotnym i niezawodnym partnerem na globalnej arenie kosmicznej.

Spojrzenie w przyszłość: Nowe testy i dalszy rozwój

Chociaż druga kampania testowa w Vernon zakończyła się niezwykłym sukcesem, praca nad udoskonaleniem Prometheusa jest daleka od zakończenia. Kolejnym krokiem w rygorystycznym procesie walidacji jest trzeci model silnika, który wkrótce zostanie poddany nowej serii prób. Tym razem testy odbędą się w Niemczech, w ośrodku Niemieckiej Agencji Kosmicznej (DLR) w Lampoldshausen.

Stanowisko testowe P5 w Lampoldshausen, historycznie używane do testowania silników Vulcain dla rakiet Ariane, zostało niedawno zmodernizowane i przystosowane właśnie do testowania silników na metan. W tym zaawansowanym ośrodku Prometheus zostanie poddany testom o znacznie dłuższym czasie pracy. Te długotrwałe testy są kluczowe dla weryfikacji wytrzymałości i niezawodności silnika w warunkach, które wiernie symulują rzeczywistą pracę podczas startu rakiety na orbitę. Celem jest potwierdzenie wydajności silnika podczas dłuższych cykli operacyjnych i zebranie danych na temat obciążeń termicznych i mechanicznych kluczowych komponentów.

Elastyczność konstrukcji silnika Prometheus pozwala na jego adaptację do różnych typów przyszłych europejskich pojazdów nośnych. Chociaż Themis jest jego głównym poligonem testowym, Prometheus jest rozważany jako podstawa napędowa dla przyszłych rakiet, w tym potencjalnych następców rakiety Ariane 6, ale także dla mniejszych, komercyjnie zorientowanych systemów wynoszących. Sukces tego programu bezpośrednio ukształtuje zdolności Europy do wynoszenia satelitów, wysyłania sond w głęboki kosmos i wspierania przyszłych misji załogowych, zapewniając strategiczną niezależność na nadchodzące dziesięciolecia.