Mamy drugą połowę października 2022. Do sylwestra jeszcze ponad dwa miesiące, ale jest już niemal pewne, że liczba lotów w kosmos w tym roku będzie wyższa niż w zeszłym. Do 20 października br. w kosmos wystrzelono satelity, sondy, towary lub ludzi już 141 razy. Najwięcej w sierpniu (18 razy), choć w czerwcu, lipcu, wrześniu i październiku rakiety kosmiczne startowały niewiele rzadziej, bo po 16 razy.
Dla porównania w całym 2021 roku odbyło się 146 lotów kosmicznych, co daje średnio 12,17 lotów na miesiąc. Tegoroczna średnia (bez października) jest nieco wyższa, bo wynosi jak na razie 13,89 lotów miesięcznie. W obu przypadkach to znacznie więcej niż w 2020 roku, gdy prób było "tylko" 114 (9,5 miesięcznie).
Dziś latać każdy może. Nie tylko wielkie agencje kosmiczne
W liczbie startów przodują oczywiście Amerykanie i Chińczycy. Sporą, choć znacznie mniejszą liczbę prób odnotowali też Europejczycy oraz Rosjanie. Znakomita większość lotów była bezzałogowa, a ich celem było umieszczenie sztucznych satelitów (cywilnych i wojskowych) na orbicie Ziemi. Załogowych lotów wciąż wykonuje się niewiele - w br. było ich tylko sześć (plus trzy loty suborbitalne). W zeszłym więcej, bo osiem (plus pięć suborbitalnych, ale dwa loty Virgin Galactic nie osiągnęły umownej granicy kosmosu).
Co ciekawe, za bardzo dużą część z tych lotów nie odpowiadają już państwowe agencje kosmiczne, ale prywatne firmy. Przede wszystkim SpaceX (które realizuje loty na potrzeby własne, NASA i firm trzecich), ale również Rocket Lab, Blue Origin czy Virgin Galactic. SpaceX, Blue Origin oraz Virgin Galactic mają też na swoich kontach loty kosmiczne (jedynie SpaceX) i suborbitalne realizowane całkowicie prywatnie, w ramach rodzącej się dopiero turystyki kosmicznej.
To właśnie te ostatnie budzą dziś spore kontrowersje. W końcu ich celem nie są badania naukowe lub rozwój technologii, które pomogą nam w codziennym życiu. W większości są raczej spełnieniem bardzo drogiej zachcianki kilku bogatych biznesmenów.
Co gorsza, prywatne załogowe loty w kosmos zaczęły być realizowane w erze, gdy o ochronie środowiska mówi się najwięcej w historii. W czasie, gdy wielu szarych obywateli dokładnie stara się jak najmocniej ograniczyć swoje emisje CO2 i krępuje się, aby polecieć rejsowym samolotem na wakacje raz do roku.
Jeden lot w kosmos to tyle, co 100 podróży samolotem rejsowym?
Szczególnie głośno na ten temat było w połowie 2021 roku, gdy prywatne firmy Blue Origin czy Virgin Galactic zaczęły realizować swoje turystyczne loty suborbitalne. Wtedy w na "krawędź" kosmosu polecieli założyciele i szefowie tych firm - Jeff Bezos i Richard Branson. Problem wcale jednak nie zniknął, bo oba przedsiębiorstwa zamierzają oferować możliwość chwilowego opuszczenia Ziemi majętnym przedsiębiorcom lub celebrytom, którym przyziemne atrakcje przestały już wystarczać.
Tymczasem z różnych wyliczeń wynika, że jeden lot kosmiczny emituje od kilkudziesięciu do ponad 100 razy więcej dwutlenku w�gla do atmosfery niż podróż samolotem długodystansowym. Przynajmniej w przeliczeniu na jednego pasażera. Według szacunków badaczy z Uniwersytetu Londyńskiego ślad węglowy jednej rakiety kosmicznej jest nawet stukrotnie wyższy niż jednego samolotu latającego na długiej trasie.
Nie każda rakieta pali to samo
Problem w tym, że rakieta rakiecie nierówna. Agencje kosmiczne i prywatne firmy przemysłu kosmicznego dysponują niezwykle różnorodną gamą rakiet, które nie zawsze muszą być nieekologiczne. Zasada ich działania jest z grubsza jednakowa. Każda rakieta generuje ciąg na zasadzie odrzutu jakiejś substancji roboczej, która jest produktem spalania. Rakiety nie pobierają przy tym tlenu z atmosfery, ale mieszają paliwo ze zbiorników z utleniaczem zmagazynowanym w zbiornikach.
Co więcej, aby wydostać się z grawitacyjnych szponów Ziemi lub przynajmniej nabrać prędkości odpowiedniej do wejścia na orbitę, w ciągu kilku minut muszą zużyć gigantyczne ilości paliwa i tlenu. Przestrzeń na ładunek najczęściej jest wielokrotnie mniejsza od objętości paliwa potrzebnego do danego startu. W przypadku dużych rakiet zbiorniki mogą pomieścić nawet kilkaset tys. litrów paliwa i utleniacza.
Znaczne różnice występują natomiast w typach paliwa, jakie wykorzystywane jest, aby oderwać się od Ziemi. Rakiety korzystają z paliw stałych i ciekłych, które zazwyczaj dość mocno różnią się od paliwa lotniczego.
Te zasilane paliwem stałym to najprostsze konstrukcje, niepozwalające na korektę ciągu lub wstrzymanie procesu spalania. Korzystają z mieszaniny sproszkowanego paliwa i utleniacza (w ich roli może zostać użytych wiele związków chemicznych). Podczas pracy silniki takie emitują oczywiście do atmosfery m.in. znaczne ilości CO2, sadzę oraz pył. Z silników rakietowych na paliwo stałe korzystano, chociażby w tzw. boosterach SRB, czyli rakietach bocznych promów kosmicznych NASA. Obecnie na paliwo stałe lata m.in. japońska rakieta nośna Epsilon.
W przypadku rakiet na paliwo ciekłe również korzysta się z wielu różnych paliw, ale często są to m.in. hydrazyna i jej pochodne, pochodne nafty (RP-1) oraz wodór. W roli utleniacza wykorzystuje się z kolei odseparowany od paliwa ciekły tlen lub związki chemiczne dające w reakcji tlen np. tetratlenek diazotu. Produktem spalania większości tych substancji są oczywiście związki nieprzyjazne klimatowi, m.in. CO2. Na dodatek część z nich (np. hydrazyna) jest też silnie trująca i ewentualny wyciek tych substancji grozi katastrofą ekologiczną.
Wodór. Niesamowity pierwiastek i czyste paliwo
Hydrazyna była często wykorzystywana w przeszłości (m.in. w lotach amerykańskiej rakiety Titan II Gemini LV i rosyjskiej Rokot). Dziś znacznie częściej wykorzystuje się paliwo RP-1 (korzystają z niego silniki Merlin rakiety nośnej Falcon 9) z powodu niskiej ceny oraz wodór. Ten ostatni jest z naszej perspektywy szczególnie interesujący, bo w czystej postaci, wymieszany z czystym tlenem, nie jest szkodliwy dla środowiska. Reakcja spalania wodoru daje wodę.
Z rakiet na wodór korzystają dziś m.in. europejska ciężka rakieta nośna Ariane 5 (wyniosła ostatnio m.in. Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba) lub pierwszy oraz drugi człon wielkiej rakiety NASA Space Launch System (jej dziewiczy lot wciąż się opóźnia). Starty tych rakiet są więc teoretycznie tylko w niewielkim stopniu szkodliwe dla środowiska.
W przypadku słynnych lotów Jeffa Bezosa i Richarda Bransona, o których mowa była wcześniej, jedynie rakieta New Shepard firmy Blue Origin stosuje w roli paliwa wodór. Statek VSS Unity od Virgin Galactic wykorzystuje już paliwo stałe oraz ciekły utleniacz. Na dodatek pojazd suborbitalny Brytyjczyków wynoszony jest w początkowej fazie przez samolot SpaceShipTwo (napędzany oczywiście spalinowymi silnikami odrzutowymi). Można zakładać więc, że lot Richarda Bransona był dla środowiska znacznie większym obciążeniem niż lot Jeffa Bezosa, choć żadna z firm dokładnymi danymi się nie chwali.
Inna sprawa to sposób, w jaki ciekły wodór się pozyskuje. Najtaniej jest bowiem pozyskać go z gazu ziemnego, który już ekologicznym paliwem nie jest. Można go też wydobyć ekologicznie w procesie elektrolizy wody, co jest z kolei metodą niezwykle energochłonną. Aby wodór pozyskany z wody uznać zatem za w pełni zielone paliwo, trzeba zadbać o to, aby energia elektryczna zużyta w tym procesie również pochodziła ze źródeł odnawialnych. A nie zawsze tak jest.
Kolejny problem to środowiskowy koszt przechowywania i transportu wodoru. Gazowy wodór jest gazem o niezwykle małej gęstości energii, dlatego w rakietach nośnych wykorzystywany jest w stanie ciekłym. Skroplony gaz przechowywany i transportowany jest w temperaturze ok. -250 stopni Celsjusza, a cała ta procedura to kolejne potencjalne koszty dla środowiska. W przypadku ciekłego tlenu (stosowanego jako utleniacz) temperatura przechowywania jest nieco wyższa i wynosi ok. -190 stopni Celsjusza.
Na koniec warto jeszcze wspomnieć o tym, że każda rakieta - niezależnie od tego, czym jest napędzana - emituje szkodliwe substancje lub parę wodną nie tylko w dolnych (jak samoloty), ale i w górnych warstwach atmosfery. A tam mogą pozostawać one znacznie dłużej i stanowić większe obciążenie dla klimatu.
Słowem podsumowania
Nie jest zatem tak, że każdy lot w kosmos to identyczne, ogromne starty dla środowiska, bo każdy lot pozostawia inny ślad węglowy. Nie jest też tak, że rakiety korzystające z wodoru jako paliwa są zupełnie neutralne dla klimatu, bo proces produkcji, przechowywania i transportu ciekłego wodoru nie zawsze można nazwać czystym. Choć niezaprzeczalnie, rakiety na wodór to zdecydowanie lepsze (ale droższe) rozwiązanie niż pojazdy napędzane pochodnymi nafty i innych paliw kopalnych lub trujących związków chemicznych.
Podsumowując: turystyka kosmiczna faktycznie stanowi obciążenie dla klimatu, ale - z racji marginalnej skali tego zjawiska - stosunkowo niewielkie. W najbliższy latach lub nawet dekadach turystycznych lotów orbitalnych i suborbitalnych będzie zapewne nie więcej niż kilka, lub kilkanaście rocznie. Liczba wszystkich lotów w kosmos w br. nie przekroczy zapewne 200. Dla porównania, każdego dnia w powietrze wzbija się od 100 do prawie 200 tysięcy samolotów prywatnych i rejsowych. Skale są tu zatem kompletnie nieporównywalne.
Więcej o kosmosie i ochronie środowiska przeczytasz na Gazeta.pl
