ברט בונה את הטיסה שלך לחלל

יש רקטה, תוכל לנסוע

ספינת החלל 1, שמנצלת רעיונות מהמטוס הרקטי המהפכני X-15, תוכל לעזור להקמת תעשייה שתעסוק בשיגור אנשים לטיול בחלל תמורת תשלום. הספינה תועלה לגובה על-ידי האביר הלבן בעל צורת הגוף הדומה, לפני שהיא תזניק נוסעים לטיסה תת-מסלולית מרטיטה שתגיע לגובה 100 ק"מ.

מתכנן המטוסים

בעל החזון
ברט רוטאן
חושף מתחרה מוביל
במירוץ להגיע לגבול
החלל בזול

מאת ביל סוויטמן

צילם: מישה גרוונור

ברט רוטאן רוצה לטוס לחלל כל יום שלישי במשך חמישה חודשים, לבחון רעיון ולהוכיח עובדה. והוא רוצה לעשות זאת בקרוב: הוא עשוי לבצע את הטיסה הראשונה לפני יובל המאה לטיסת האחרים רייט ב17- בדצמבר.

כל הסיכויים שהוא יצליח. זה היה הזמזום במדבר מוהווי בקליפורניה כאשר רוטאן, אחד ממתכנני המטוסים החדשניים ביותר בעולם, חשף לאחרונה את מה שעשויה להיות תוכנית החלל המאוישת הראשונה במימון פרטי שתצליח. זוהי מערכת המורכבת משני כלים מקוריים דומים להדהים: ספינת האם "האביר הלבן" דמוית החרק, וספינת החלל (SpaceShipOne) 1 - מיכל בעל כנפיים עם מנוע רקטי שתלוי מתחתיה. המטוס יישא את המיכל לרום של 15.2 ק"מ, שם הוא ייפרד וינסוק בכוח הרקטה לגבול החלל - לרום של יותר מ100- ק"מ - כשהוא נושא שלושה אנשים. הנוסעים יחוו חוסר משקל לזמן קצר וייהנו ממראות מדהימים לפני שהם יחזרו לכדור-הארץ.

רוטאן זכה לפרסום הגדול ביותר שלו בזכות הווייג'ר - המטוס שאותו הטיסו אחיו דיק וג'ינה ייגר מסביב לעולם ללא חניה בשנת 1986. אם הוא יצליח לבצע את הטיסה המתוכננת לחלל, אזי הוא וצוותו יוכיחו כי הרעיון של חללית זולה, שיכולה לטוס בבטיחות, לעתים קרובות ובלוח זמנים קבוע, הוא בר ביצוע - בתקופה שבה תוכנית מעבורות החלל של נאסא נמצאת במשבר חמור מבחינה טכנית, ניהולית וכספית.

כל החומרה שנבנתה על-ידי רוטאן עד כה מוכנה לצאת לדרך. "זוהי איננה אשליה - זהו הדבר האמיתי", אומר ג'ים בנסון, מנהל העסקים הראשי של SpaceDev, שמפתחת את המנוע הרקטי עבור הפרויקט.

עיניו של רוטאן נשואות כמובן לזכייה בפרס הX- בסך 10 מיליון דולר, שיוענק לצוות הראשון שיצליח לשגר שלושה אנשים לרום של 100 ק"מ ולחזור על כך בתוך שבועיים עם אותו הציוד. פרס הX-, שהוכרז לראשונה בשנת 1996 מטעם קרן בסנט לואיס, מובטח רק עד ראשית 2005. אבל רוטאן מסתכל כבר מעבר לפרס הכספי ולמועד האחרון: הוא מאמין שטיסה זולה לגובה תת-מסלולי תעורר תחייה בתיכון כלי-טיס וחלליות. "אם אוכל לבצע זאת עם החברה הקטנה שלי", אומר רוטאן בהתייחסו לחברת סקיילד קומפוזיטס שלו המעסיקה 100 אנשים, אשר קיבלה מימון לפרויקט החלל משותף שלא נחשף, "יהיו הרבה אנשים אחרים שיגידו: 'גם אני יכול לעשות זאת'".

זהותו של השותף האלמוני של רוטאן עוררה ספקולציות רבות. אחד החשודים הוא המיליארדר פול אלן, ממקימי מיקרוסופט. עובדים בחברתו של אלן, Vulcan Ventures, מסרבים להגיב. קיי לפבוור, סגן הנשיא בסקיילד קומפוזיטס, אומר רק כי "הלקוח ביקש מאתנו לא לגלות". סביר מאוד שה"לקוח" עשוי להיות אלן, הידוע כחובב תעופה וחלל מושבע. "לפול ולי היו שיחות לילה רבות לגבי טיולים לחלל", אומר וורן ראברן, שעזר להקים את 'לוטוס' ולאחר מכן ניהל את השקעותיו של אלן, ושלאחרונה ייסד את חברת אקליפס אוויאיישן - יצרנית מטוסי מנהלים קטנים. ראברן טס עם אלן למוהווי במטוס הבואינג 737 הפרטי של אלן כדי לדון עם רוטאן ברעיונות לחקר החלל ב1996- - השנה שבה הייתה בעיטת הפתיחה לתוכנית רכב החלל של רוטאן, כפי שהוא מודה היום.

בבניית ספינת החלל 1, רוטאן שאב את השראתו מה- X-15 - מטוס רקטי של נאסא וחיל האוויר האמריקני שטס בצורה שגרתית לקצה החלל מבסיס אדוארדס הקרוב ב1965-, השנה שבה רוטאן הגיע לשם כמהנדס ניסויי טיסה אזרחי לאחר שסיים את לימודיו במכון הפוליטכני בקליפורניה. "ספינת החלל 1 דומה לX-15- יותר מכל דבר אחר", הוא אומר. בדומה לX-15-, המטוס הרקטי החדש ירכב על גבי ספינת אם סילונית לשיגור מהאוויר בגובה של כ15- ק"מ. אז תפנה ספינת החלל 1 כלפי מעלה, תזנק אל מחוץ לאטמוספירה, תחדור חזרה, ותגלוש ללא מנוע לנחיתה על מסלול קרקעי.

זנב מזדקף: ספינת החלל 1 נראית כאן במצב ה"מרפרף" שבו היא תימצא בעת הכניסה לאטמוספירה.

שיגור רקטה ממטוס סילוני הוא דבר יעיל ביותר. מנועי סילון נושמי אוויר צורכים פחות דלק מרקטה אבל הם אינם יכולים לפעול בחלל, ואילו רקטות פועלות טוב יותר בריק החללי מאשר באטמוספירה. ספינת החלל 1 מונעת באמצעות מנוע רקטי היברידי, המכונה כך משום שהוא שורף דלק מוצק, גומי סינטטי שנקרא HTPB, ומחמצן נוזלי - במקרה זה תחמוצת חנקנית נוזלית, המוכרת כגז צחוק. בדומה למשגר רב-שלבי, ספינת החלל 1 טסה לחלל ללא המשקל המת העצום של המנועים ומיכלי הדלק שדרושים להזנקתה מכן שיגור קרקעי. משגר קרקעי יהיה כבד פי שלושה מספינת החלל 1, שמשקלה כ2,700- ק"ג.

האביר הלבן, עם זוג משטחי ניהוג נפרדים בזנב וכן-נסע בעל מפסע רחב עם ארבע נקודות מגע, מתוכנן כך שספינת החלל 1 תוכל להתגלגל למקומה מתחתיו. ספינת החלל 1, עם הגוף בעל צורת טיפה, החלונות הרבים, הכנפיים העבות הקצוצות ושני הזנבות, תוכננה באופן אופטימלי לטיסה אנכית. לאחר שהיא תתנתק מהאביר הלבן, היא תנסוק ותצלול כמעט אנכית, כשהיא מכסה רק 64 ק"מ על הקרקע, בניגוד לX-15- שעבר מרחק אופקי של 480 ק"מ מנקודת השיגור לנקודת הנחיתה.

תא הנוסעים הוא מדוחס ובנוי ממע טה כפול, כדי שהנוסעים לא יצטרכו ללבוש חליפות חלל. אבל אל תצפו לטיסה נוחה לגמרי, מזהיר ביל דאנה, טייס ניסוי לשעבר בנאסא שביצע את הטיסות האחרונות בX-15-. "אתה לחוץ לגב המושב שלך", הוא נזכר. "כאשר אתה משוגר והמנוע נדלק, יש לך תאוצה של 2G מבית החזה לגב". לאחר שהX-15- כילה את הדלק שלו, הוא נעשה קל יותר והאיץ מהר יותר. "במשימה בגובה רב היית נתון לתאוצה של 3.5G בזמן סיום הבעירה. זה התקרב לסף הכאב - הגידים אשר מחזיקים את הלב שלך קרוב לדופן בית החזה אינם סובלים לחץ כזה בדרך כלל".

המנוע הרקטי של ספינת החלל 1 יסיים את פעולתו אחרי 65 שניות בערך, והספינה תמשיך לטוס כלפי מעלה עוד 20 שניות. בנקודה זו כבר אין אוויר וההגאים הרגילים הופכים להיות חסרי תועלת, לפיכך הטייס חייב להפעיל סילוני גז כדי לשלוט במצב הספינה במשך שתי דקות נוספות. בחלק זה של הטיסה הטייס מזיז מוט כדי להפעיל אמצעי ייחודי אחר של ספינת החלל 1: כל החלק האחורי של הכנף, יחד עם הזנבות, יסתובב כלפי מעלה בזווית חדה. זוהי צורה מקורית לחלוטין, שמושרשת בדאגתו של רוטאן לבטיחות ולמחיר נמוך. כלים דמויי מטוס כמו הX-15- ומעבורת החלל צריכים להיכנס לאטמוספירה בדיוק בזווית הנכונה - "אם אתה סוטה הצידה, אתה מת", אומר

כלי-הטיס הרקטי

הנוסעים בספינת החלל 1 יחוו תאוצה של 3.5G בטיסה לגובה 100 ק"מ - אותה ניתן לייחס למשקלו הנמוך של הכלי (בערך 2,700 ק"ג) ולעוצמתו של המנוע הרקטי ההיברידי. זו תהיה חוויה קשה אפילו עבור ההרפתקן הבריא ביותר: טייס הניסוי המנוח מילט תומפסון אמר על הX-15-, שהציע טיסה דומה, שזה היה המטוס היחיד מאלה שהוא הטיס שבו הוא היה "שמח כאשר המנוע הפסיק לפעול". ספינת החלל 1 התלת-מושבית תועלה לגובה באמצעות מטוס-האם האביר הלבן (למטה). ספינת הנוסעים צמודה לגחונו של האביר הלבן עד הגיעו לגובה 15.2 ק"מ.

רוטאן - ועושים זאת בעזרת מערכות בקרה אוטומטיות מסובכות. במדמה הטיסה, טייסי X-15 חוו לעתים קרובות איבוד שליטה בריק השורר בחלל.

מטרתו של רוטאן, בניגוד לכך, היא כניסה חסרת דאגה יחסית. ספינת החלל 1 נופלת לתוך האטמוספירה ואיננה טסה לתוכה. הזנב המסתובב כלפי מעלה ("רפרוף") מיועד לנעול את הספינה במצב בטוח ויציב ללא עזרת מערכת טייס אוטומטי יקרה. רעיון הרפרוף התפתח מתצורה פשוטה יותר; העיצוב פותח בסיוע מחשבים שחישבו את שדה הזרימה סביב כלי הטיס. נדרשה יציבות טבעית כדי לקבל כלי-טיס מעשי במחיר סביר. "זכרו", מסביר רוטאן, "מחיר סביר הוא הסיבה שבגללה אנו עושים את התוכנית. בניגוד לX-15-, כניסת הרפרוף שלנו מאפשרת להיכנס לאטמוספירה ללא התערבות הטייס. אנחנו מתכננים רק לכוון את הכלי בצורה גסה לקראת הכניסה, ואז לשבת בחיבוק ידיים ולתת לספינה לטוס לבד. או צופים שנוכל לשרוד כניסה מכל מצב, אפילו מן הצד או מאחור".

הכניסה השטוחה של ספינת החלל 1 יוצרת גרר עצום, והספינה מתחילה להאיט מייד כשהיא פוגעת באטמוספירה. זה מבטיח שעומסי החום יהיו נמוכים יחסית, בסביבות 590 מעלות צלסיוס, דבר שאפשר לרוטאן לבנות את ספינת החלל 1 מחומרים מרוכבים קלי-משקל עם סיבי פחמן ולצפות אותה בשכבה של חומר עמיד בחום. זוהי גישה חדשה, והאנשים המעטים המכירים את מעטפת הביצועים הזו מייעצים לנהוג בזהירות. טייס X-15 ותיק אומר כי רוטאן "מנסה לייצב את הכלי עם התצורה שלו בלבד. אולי הוא יצליח, אבל יהיה עליו לחקור את מעטפת הביצועים שלו בצעדים קטנים מאוד. אם יכולת השליטה תיראה גבולית, הוא יצטרך אולי להשתמש בטייס אוטומטי".

בהתחשב בדברים האלה, רוטאן קבע תוכנית ניסויים שתתקדם צעד אחר צעד, תוך היעזרות בסימולטור מתוחכם, כדי לדאוג שניסויי הטיסה יהיו בטוחים ככל האפשר. בפיקחות, תאי הטייס באביר הלבן ובספינת החלל 1 הם כמעט זהים, דבר המאפשר לבחון באביר הלבן מערכות לתא הטייס. על-ידי הפעלה זהירה של מעצורי האוויר ניתן יהיה לחקות את תכונות הטיסה של ספינת החלל 1, וכך להתאמן במטוס זה בשלבי ההאצה, הגישה והנחיתה. "הוא ניגש לזה כמו לתוכנית מחקר", אומר מהנדס ניסויי טיסה אחד. "אם הוא ייתקל בבעיה, הוא יוכל לחזור לאחור ולנסות שנית". לגבי הסיכויים של רוטאן, הוא מוסיף: "בחור שקם משולחן האוכל שלו ואומר לאשתו שהוא הולך לבנות מטוס שיטוס מסביב לעולם ומשכנע את אחיו להטיס אותו, ואחר כך יוצא ומבצע זאת - אני חייב להקשיב לו ברצינות".

פוטנציאל ה תיכון של רוטאן אינו מוגבל למטען אנושי - הוא יוכל גם להכניס למסלול בחלל מיקרו-לוויינים זולים עבור אוניברסיטאות ולקוחות צבאיים. לאירוע החשיפה רב-המשתתפים הגיע גם גנרל סיימון וורדן, הממונה על פיתוחי חלל ושינויים בחיל האוויר האמריקני. "אנו מתלהבים מאוד ממיקרו-לוויינים", הוא אמר, "ואנו שוקלים להשקיע סכומי כסף ניכרים בפיתוחם".

המודל ההיסטורי של רוטאן הוא מסעם של האחים רייט לצרפת בשנת 1908, שעורר גידול עצום בתעשייה. רוטאן מעוניין שספינת החלל 1 תעורר פרץ חדשנות דומה. ולפיכך התוכנית השאפתנית שלו לאחר הניסויים וההדגמה לזכייה בפרס הX- היא: לטוס כל יום שלישי במשך חמישה חודשים, 20 טיסות רצופות במועדים קבועים, כדי לקבוע את עלויות המערכת ואמינותה. למרות שהוא חוזה כלי שיגור מכל הסוגים, החל באוטובוסי חלל ל10- אנשים לסיור תת-מסלולי וכלה באביר לבן ענקי המצויד בשמונה מנועים של 747 שיוכל לשגר חללית במשקל 270 טון, רוטאן אומר שאת אלה יבנו אחרים: "האחים רייט לא בנו את מטוס הנוסעים הראשון בעולם - הם לא היו צריכים לעשות זאת", הוא אומר. "אני מקווה שאנשים לא מצפים ממני לבנות חללית מאושרת ולהציע טיסות לחלל. אני רוצה לעשות משהו יותר מרתק מזה".

ביל סוויטמן הוא כתב קבוע של Popular Science.

האם המיליארדר פול אלן ממקימי מיקרוסופט תומך ברוטאן? פרטים נוספים על הקשר של עמק הסיליקון ב: www.popsci.com/exclusive

המשגר

לאביר הלבן ,שמונע על-ידי שני מנועי סילון משומשים שנלקחו ממטוס אימון של חיל האוויר האמריקני ("המנוע הזול ביותר שיכולתי למצוא", אומר המתכנן), ולספינת החלל 1 יש חלקים משותפים רבים, כך שהוא יכול לשמש כמדמה טיסה לספינה הקטנה יותר. במערכת האוויוניקה החדשה (למעלה) יש אופני תצוגה רבים לנתוני אבחון וניווט.

המתחרים של רוטאן: "בהצלחה"

אפילו כשהם מחבקים אותו בחביבות כמו תושבי פרברים המקבלים בברכה תושב חדש בשכונה, למתחרים המובילים על פרס הX- היה מסר לברט רוטאן: תביא את זה.

"אנשים רבים מגיבים באופן מוגזם", אומר ג'ון קארמק, אגדה בתחום משחקי המחשב ((Quake ,Doom ומייסד 'ארמאדילו איירוספייס' בדאלאס. "ברט נמצא קצת רחוק יותר לאורך הדרך משקיווינו. אבל אנחנו עדיין מרגישים שיש לנו סיכוי טוב להגיע לשם ראשונים".

מוסיף ראנדה מילירון, מנהל העסקים הראשי של 'אינטראורביטל סיסטמס' במוהווי, קליפורניה: "אנחנו מומחי רקטות, ובכנות, ברט רוטאן הוא מומחה למטוסים. אז בואו נראה מי יזכה".

ארמאדילו, אינטראורביטל סיסטמס ורוב המתחרים האחרים על פרס הX- מתכוונים לחקות את המשימות המוצלחות מרקיורי, ג'מיני ואפולו של נאסא, כשהם משגרים רקטה מכן-שיגור קרקעי ונוחתים אנכית עם מצנח. בניגוד לכך, כלי-הטיס של רוטאן ממריא כמו מטוס, ולאחר מכן משגר ברום של 15.2 ק"מ מטוס רקטי שנוחת מאוחר יותר כמו דאון.

למרות שהמתחרים של רוטאן מעריצים את האלגנטיות והחוצפה של התיכון שלו, רבים טוענים שזה לא הגיוני. "לדעתנו, לרקטה לא צריכות להיות כנפיים", אומר ביל ספראג, מוביל הצוות של אמריקן אסטרונאוטיקס באושנסייד, קליפורניה.

יתר על כן, כיוון שהרקטה של רוטאן נישאת על-ידי מטוס, מבקרים אומרים שהיא קטנה מכדי לשגר מטען - או תיירים - לחלל, ולכן לעולם לא תהיה כדאית מבחינה כלכלית. "הוא שואף לפרס הX-, והוא כנראה יזכה בו", אומר ג'ים אקרמן, נשיא שירותי שיגור Advent ביוסטון. "אבל בכל מה שקשור לגישה זולה לחלל, הוא לא יצליח לבצע זאת".

פרס הX- הוא הגזר שמפתה צוותים להגיע לחלל, אבל עבור רוב הצוותים זוהי לא המטרה הסופית. "האתגר הגדול הוא שיהיה לך עסק כאשר תגמור", אומר פט באן, מייסד TGV רקטות בבתסדה, מרילנד. "לינדברג זכה בתהילה ובעושר, אבל דונאלד דוגלאס [יוצר הDC-3- ] הרוויח הרבה יותר כסף". - פרסטון לרנר

סטטיסטיקה

קיבולת

2 נוסעים + טייס

מהירות מרבית

מאך 3.5 (בשיגור)

מאך 3.3 בכניסה

מהירות נחיתה

130 קמ"ש

רום מרבי

100 ק"מ

תאוצות שיא

3-4G (בשיגור)

5.5G בכניסה

מחיר

כ30-20- מיליון דולר

מי ימכור כרטיסים?

רוטאן מצפה שמישהו אחר יהפוך את התיכון שלו לכלי מסחרי.