Wahadłowce kosmiczne. Ich historia sięga II wojny światowej

Historia lotów wahadłowcami rozpoczęła się w Europie. Eugen Sänger i Irene Bredt zaprojektowali dla Trzeciej Rzeszy pod koniec lat 30. XX wieku suborbitalny bombowiec Silbervogel (z niem. "srebrny ptak") o napędzie rakietowym. Zadanie było zarazem proste i skomplikowane - miał być zdolny do ataku na Nowy Jork z terenu Niemiec, a następnie wylądować w japońskiej bazie na Pacyfiku.

Dwójka inżynierów po wojnie osiedliła się we Francji, pracując dla tamtejszego rządu. Zainteresowany projektami wojskowymi Stalin próbował pozyskać naukowców dla ZSRR, mówi się nawet o próbie ich uprowadzenia. Nic z tego jednak nie wyszło. W 1954 wzięli ślub i powrócili do Niemiec, gdzie na stałe pracowali naukowo zgodnie ze swoim wykształceniem i doświadczeniem. Ale w ramach Operacji Paperclip (z ang. spinacz) część inżynierów związana z projektem Silbervogel została zabrana z nazistowskich Niemiec do Stanów Zjednoczonych.

W Stanach Zjednoczonych pod koniec lat 50. XX wieku rozpoczęto prace nad częściowo nadającym się do ponownego użycia X-20 Dyna-Soar. Pomogli w tym m.in. dr Walter Dornberger i Krafft Arnold Ehricke. Pierwszy był oficerem artylerii armii niemieckiej i liderem programu rakietowego V-2, drugi - niemieckim inżynierem zajmującym się napędami rakietowymi. W 1952 roku zaproponowali wersję Silbervogela, którą można byłoby wystrzelić pionowo. Nazwali ją "Bomber Missile" lub "BoMi".

Projekt zyskał duże zainteresowanie i przerodził się w trzy osobne programy, które ponownie połączono po wystrzeleniu Sputnika 1, 4 października 1957 roku. Połączony projekt nazwano Dyna-Soar. Trzy etapy programu miały obejmować pojazd badawczy (Dyna-Soar I), pojazd rozpoznawczy (Dyna-Soar II) i pojazd mający możliwość bombardowań strategicznych (Dyna-Soar III). Pod koniec 1961 roku jako rakietę nośną dla projektu wybrano Titan III, a całość miała być wystrzelona ze stacji sił powietrznych Cape Canaveral na Florydzie. Jednym z astronautów wybranych do programu w 1960 roku był Neil Armstrong. Jednak rosnące koszty rozwoju i nadanie priorytetu Projektowi Gemini spowodowało odwołanie projektu Dyna-Soar.

W 1966, gdy projekt Apollo dobiegał końca NASA i Siły Powietrzne Stanów Zjednoczonych postanowiły zbudować pojazd, który będzie nadawał się do ponownego użytku. Po licznych etapach kierownictwo wspomnianych jednostek zdecydowało, że najlepszym rozwiązaniem będzie orbiter wielokrotnego użytku ze skrzydłami delta, zamontowany na jednorazowym zbiorniku paliwa. Określiły przy tym wymagania, że musi on unieść od 18 tys. kg do 29 tys. kg (w zależności od orbity). Komora ładunkowa miała mieć wymiary 4,6 na 18 metrów.

Pierwszym w historii wahadłowcem kosmicznym, który poleciał w kosmos, został prom Columbia. Historyczny lot odbył się w dniach 12-14 kwietnia 1981 roku. Później wprowadzono do eksploatacji kolejne amerykańskie wahadłowce: Challenger, Discovery, Atlantis i Endeavour.

Każdy orbiter był tak zaprojektowany, aby jego długość eksploatacji wyniosła minimum 100 startów lub 10 lat. Skonstruowane były tak, aby stanowić połączenie rakiety i samolotu, co umożliwiało pionowy start, a następnie wylądowania jak szybowiec.

Załoga wahadłowców była zróżnicowana. Tworzyli ją piloci, specjaliści ds. misji i od ładunku, zazwyczaj było to siedem osób (w 22. misji załogę stanowiło 8 osób). Najczęściej specjalistami ds. ładunku były osoby pracujące dla danej firmy, która płaciła za wyniesienie komponentów w przestrzeń kosmiczną.

Dla załogi przeznaczone były trzy pokłady. W górnym było miejsce dla dowódcy i pilota, oraz miejsca dla dwóch do czterech członków załogi. Na pokładzie środkowym znajdowała się  kuchnia i koje oraz trzy lub cztery miejsca dla członków załogi. Tu również znajdowała się śluza, przez którą astronauci wydostawali się na zewnątrz. Dolny pokład wypełniał sprzęt, taki jak system kontroli środowiska wewnętrznego czy gospodarki odpadami.

Pierwsza z tragedii związanych z programem wahadłowców miała miejsce 28 stycznia 1986 roku. Podczas wznoszenia doszło do uszkodzenia pierścienia uszczelniającego w prawym silniku wspomagającym. Pojawił się płomień i doszło do katastrofy wahadłowca Challenger, w której zginęło wszystkich siedmioro członków załogi. Wśród nich była Christa McAuliffe - pierwsza nauczycielka w kosmosie. Została wybrana spośród 11 tysięcy innych nauczycieli, którzy wzięli udział w eliminacjach.

Druga tragedia miała miejsce 17 lat później. 1 lutego 2003 roku podczas powrotu na Ziemię zniszczeniu uległ prom Columbia. Najprawdopodobniej doszło do uszkodzenia osłony termicznej na lewym skrzydle, które miało miejsce jeszcze podczas startu. Od zbiornika zewnętrznego miał oderwać się kawałek pianki i wyrwać dziurę o średnicy ok 25 cm.

Jak już zostało wcześniej wspomniane, już Stalin w latach 50. XX wieku próbował pozyskać do ZSRR wybitnych inżynierów niemieckich. Wyścig kosmiczny się rozpoczął. Związek Radziecki również chciał mieć własny wahadłowiec kosmiczny, ale ostatecznie cały projekt Buran okazał się klapą. Jedyny bezzałogowy, zakończony powodzeniem lot, odbył się 15 listopada 1988 roku.

Na pierwszy rzut oka Buran jest niemal 100-procentową kopią amerykańskiego odpowiednika. Tłumaczono to zwykłym szpiegostwem przemysłowym. Choć zarzuty odpierano, uzasadniając zbliżony kształt podobnymi założeniami aerodynamicznymi lub użyciem zdjęć amerykańskiego statku. Jednak CIA miało dowiedzieć się o zainteresowaniu programem wahadłowców radzieckiego wywiadu. W związku z tym w porozumieniu z NASA udostępniono w bibliotece California Institute od Technology dokumentację techniczną, która została skserowana i wysłana do Moskwy. Brzmi nieprawdopodobnie?

Oczywiście wszystkie działania były przemyślane - udostępniony projekt zawierał celowe błędy techniczne. Jednym z nich był rzeczywisty skład kleju do płytek ceramicznych, który odrzucono, jako zbyt słaby. Podobno po pierwszym locie radzieckiej kopii płytki poodpadały. Dlaczego nie zdecydowano się naprawić błędów i kontynuowania projektu?

Odpowiedź znamy w zasadzie również z dzisiejszego funkcjonowania Rosji - system po prostu wymagał ogłaszania kolejnych sukcesów, co przy jednoczesnym braku odpowiedniego finansowania było w zasadzie niemożliwe. Postawiono więc na rozwój starych, ale sprawdzonych rozwiązań, w związku z czym ZSRR pozostało przy rakietach, a po jego rozpadzie również nie zdecydowano się na kontynuację programu.