Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) robi wielkie kroki w kierunku przyszłości lotów kosmicznych wielokrotnego użytku, a liderem tej rewolucji jest projekt Space Rider. Jest to bezzałogowy, autonomiczny statek kosmiczny zaprojektowany, aby zapewnić Europie rutynowy, przystępny cenowo i regularny dostęp do niskiej orbity okołoziemskiej. To innowacyjne laboratorium kosmiczne, które zostanie wyniesione na orbitę za pomocą rakiety Vega-C, stanowi technologiczny przełom z potencjałem do transformacji badań naukowych i działalności komercyjnej w kosmosie.

Zaprojektowany jako swego rodzaju orbitalny pociąg towarowy, Space Rider będzie przeprowadzał misje trwające do trzech miesięcy, po czym autonomicznie powróci na Ziemię. Jego modułowa budowa i pojemność ładowni do 800 kilogramów otwierają drzwi do szerokiego spektrum zastosowań, od badań farmaceutycznych w mikrograwitacji i rozwoju nowych materiałów, po testowanie technologii w rzeczywistych warunkach kosmicznych i produkcję na orbicie. Po zakończeniu misji, statek wykona precyzyjne lądowanie na płozach za pomocą dużego sterowanego spadochronu, tak zwanej paralotni, gotowy do szybkiego serwisu i nowej misji.

Kluczowe testy na Sardynii jako wstęp do fazy operacyjnej

Aby zapewnić niezawodność i bezpieczeństwo tego złożonego systemu, zespół odpowiedzialny za rozwój Space Ridera przeprowadził intensywną dwutygodniową kampanię testową w czerwcu 2025 roku. Ta seria testów, będąca kontynuacją poprzedniej kampanii z 2024 roku, odbyła się na poligonie wojskowym Salto di Quirra (Poligono Interforze del Salto di Quirra - PISQ) na Sardynii we Włoszech. Kampania miała dwa podstawowe cele: kwalifikację złożonego systemu spadochronowego, który spowalnia statek podczas powrotu, oraz, co ważniejsze, przetestowanie zaawansowanego oprogramowania do autonomicznego naprowadzania, które pozwala Space Riderowi na samodzielne lądowanie w wyznaczonym miejscu.

Do celów testowych modele statku Space Rider były zrzucane z wojskowego śmigłowca transportowego CH-47 Chinook armii włoskiej z wysokości od jednego do dwóch i pół kilometra. Ten kompleks poligonowy, przeznaczony do ćwiczeń wojskowych i eksperymentów, zapewnił idealne warunki do symulacji kluczowych faz powrotu z orbity.

Złożony łańcuch spadochronowy dla bezpiecznego lądowania

Powrót jakiegokolwiek statku kosmicznego z orbity stanowi ogromne wyzwanie techniczne. Kiedy Space Rider rozpocznie powrót przez atmosferę ziemską, będzie poruszał się z prędkością ponad sześciokrotnie większą od prędkości dźwięku. Tarcie o cząsteczki powietrza przy tych prędkościach wytworzy ekstremalne temperatury, które na powierzchni statku mogą przekroczyć 1600°C. Aby przetrwać to ogniste zanurzenie i bezpiecznie wylądować, Space Rider jest wyposażony w zaawansowany, wieloetapowy system spadochronowy.

Proces hamowania rozpoczyna się od otwarcia pierwszego, mniejszego okrągłego spadochronu hamującego (drogue chute) tuż po spadku prędkości poniżej prędkości dźwięku. Jego jedynym zadaniem jest początkowe i drastyczne spowolnienie modułu. Następnie, na wysokości około pięciu kilometrów, aktywowany jest mniejszy, tak zwany spadochron „pilot”, którego funkcją jest wyciągnięcie i prawidłowe ustawienie głównego i największego elementu – masywnej paralotni. To właśnie ta paralotnia, podobna do tych używanych przez paralotniarzy, umożliwia kontrolowany lot i precyzyjne naprowadzanie statku na docelowe miejsce lądowania.

Podczas kampanii na Sardynii z powodzeniem przeprowadzono trzy testy zrzutu, które potwierdziły poprawność działania całego łańcucha spadochronowego. Testy dowiodły, że spadochrony zmniejszają prędkość zgodnie z przewidywanymi parametrami oraz zweryfikowały całą sekwencję wyciągania i napełniania, od pierwszego spadochronu hamującego aż do pełnego otwarcia paralotni.

Autonomiczne lądowanie: Rewolucyjna precyzja bez precedensu

Równolegle z testami spadochronów przeprowadzono trzy kluczowe testy autonomicznego naprowadzania w tak zwanej „zamkniętej pętli” (closed-loop). W tym celu wykorzystano specjalny model testowy – metalową platformę wyposażoną we wszelką niezbędną elektronikę, czujniki i siłowniki. Model ten zawierał awionikę sterującą, dwie wciągarki do ciągnięcia linek sterujących paralotni, pojemnik na spakowane spadochrony oraz balast betonowy, aby masa odpowiadała rzeczywistej masie modułu powrotnego Space Ridera.

Po zrzuceniu ze śmigłowca, ten model testowy całkowicie samodzielnie zarządzał swoim opadaniem aż do momentu dotknięcia ziemi. Opierał się wyłącznie na własnych czujnikach i oprogramowaniu sterującym, bez żadnej interwencji czy kontroli z ziemi. Wyniki były znakomite. Chociaż włoskie słowo „salto” oznacza „skok”, kampania wykazała, że Space Rider będzie w stanie lądować niezwykle delikatnie i z precyzją zaledwie 150 metrów od punktu docelowego. Osiągnięcie tak ambitnego celu stanowi ogromny sukces dla europejskiego przemysłu kosmicznego i jest pierwszym tego typu osiągnięciem na świecie w dziedzinie precyzyjnego lądowania statku tej wielkości pod paralotnią.

Podczas lotu testowego z wysokości 2,5 kilometra, model leciał przez około 12 minut, utrzymując pionową prędkość opadania około 4 metrów na sekundę, podczas gdy prędkość przy samym lądowaniu została zredukowana do zaledwie 2 metrów na sekundę – wszystko to kontrolowane wyłącznie przez system autonomiczny.

Synergia przemysłu, nauki i obronności

Sukces tych testów byłby niemożliwy bez silnej współpracy między europejskim przemysłem a włoskim sektorem obronnym. Cała kampania testowa była prowadzona przez firmę Thales Alenia Space Italia, głównego wykonawcę projektu Space Rider i odpowiedzialnego za rozwój modułu powrotnego. Silne wsparcie zapewnili również partnerzy przemysłowi, tacy jak Sener, CIMSA, Teseo i Meteomatics, każdy z nich z własną specyficzną rolą w rozwoju kluczowych komponentów. Niezastąpioną rolę odegrały również włoskie siły powietrzne i lądowe, zapewniając niezbędne wsparcie logistyczne na miejscu oraz zabezpieczając operacje lotnicze i dostęp do samego poligonu Salto di Quirra.

Ostatnie kroki przed pierwszym lotem orbitalnym

Chociaż ostatnie testy są dużym krokiem naprzód, pozostało jeszcze kilka etapów weryfikacji, zanim Space Rider będzie w pełni gotowy do swojej pierwszej misji. Następnym krokiem jest kampania testów zrzutu całego systemu, która obejmie pełnowymiarową makietę modułu powrotnego. Makieta ta będzie miała identyczną masę, kształt aerodynamiczny i podwozie jak prawdziwy statek, co pozwoli na zademonstrowanie całego procesu lądowania i kontaktu z ziemią.

Ostatnia kampania testowa skupi się na stabilności lądowania, badając najgorsze możliwe scenariusze. W tym celu model z zintegrowanym podwoziem zostanie rozpędzony na konstrukcji przypominającej kolejkę górską i zrzucony na pas startowy, aby upewnić się, że nawet przy trudniejszych lądowaniach wrażliwy ładunek naukowy nie będzie narażony na nadmierne wstrząsy. Ta ostatnia faza również zostanie przeprowadzona przy wsparciu włoskiego Ministerstwa Obrony, z wykorzystaniem nowej infrastruktury do lądowania budowanej na poligonie Salto di Quirra. Lokalizacja ta jest rozwijana w celu wsparcia nie tylko testów Space Ridera, ale także przyszłych misji suborbitalnych. Zaprojektowany z myślą o szybkim powrocie do służby, Space Rider po każdej misji będzie przechodził sześciomiesięczny proces konserwacji, po którym będzie gotowy do powrotu w kosmos i przeprowadzania nowych, rewolucyjnych eksperymentów.

Źródło: European Space Agency