Με την ραγδαία εξέλιξη της σε κάθε μορφή τεχνολογίας, η Κίνα, αργά ή γρήγορα θα έφτανε και στους επαναχρησιμοποιούμενους πυραυλικούς φορείς, ακολουθώντας τα βήματα της SpaceX του Ιλον Μασκ.
Η εμπορική διαστημική βιομηχανία στην Κίνα γνωρίζει ραγδαία ανάπτυξη, καθώς η ζήτηση για δορυφόρους διαδικτυακών δεδομένων, επικοινωνιών, πλοήγησης, μετεωρολογίας, τηλεπισκόπησης αλλά και πειραματικούς, έχει εκτοξευθεί. Μέχρι το 2034, η Κίνα εκτιμάται ότι θα χρειαστεί να εκτοξεύσει δεκάδες χιλιάδες δορυφόρους, με συνολική μάζα που θα υπερβαίνει τις 30.000 τόνους. Όμως το 2023, η χώρα εκτόξευσε φορτία συνολικής μάζας περίπου 150 τόνων (ενώ οι ΗΠΑ 1.244 τόνους), οπότε με αυτό το ρυθμό η εκτόξευση 30.000 τόνων φορτίου θα απαιτούσε περίπου 200 χρόνια, προφανώς κάτι μη αποδεκτό. Ακόμη με μέσο κόστος εκτόξευσης στην Κίνα 5.000-8.000 ευρώ ανά κιλό, το συνολικό κόστος για 30.000 τόνους θα ανερχόταν σε περίπου 150 δις ευρώ. Η ανάγκη για οικονομικούς, επαναχρησιμοποιούμενους πυραύλους είναι επομένως επιτακτική, αλλιώς η Κίνα θα πάψει να είναι ανταγωνιστική σε έναν εξαιρετικό κρίσιμο τομέα.
Εδώ η Nayuta Space, με όραμα να «ανοίξει τον δρόμο για την επιβίωση της ανθρωπότητας στο διαστρικό χώρο», ξεκίνησε το Μάρτιο του 2023 την ανάπτυξη της τεχνολογίας αεροδυναμικής ανάκτησης, καθιστώντας την πρώτη και μοναδική κινεζική ιδιωτική εταιρεία που εστιάζει σε αυτήν την τεχνολογία. Η μέθοδος αυτή εφαρμόζεται στη υπό σχεδίαση σειρά πυραύλων Xuanniao (Μυθικό Πουλί), με το Xuanniao-1 να αποτελεί το πρώτο μοντέλο.
Ο Xuanniao-1 προβλέπεται να είναι ένας διώροφος πύραυλος υγρών καυσίμων, μεσαίου μεγέθους, με διάμετρο 3,8 μέτρα, μήκος 70, διάμετρο 5,2 μέτρα και βάρος απογείωσης 480 τόνους. Χρησιμοποιεί καύσιμο υγρού οξυγόνου και μεθανίου, ενώ το κύριο σώμα του είναι κατασκευασμένο από ανοξείδωτο χάλυβα S30408. Το πρώτο στάδιο θα τροφοδοτείται από εννέα κινητήρες Canglong-1 (70 τόνοι ώσης στο επίπεδο της θάλασσας), ενώ το δεύτερο στάδιο χρησιμοποιεί έναν Canglong-1 (80 τόνοι ώσης στο διάστημα).
Η αεροδυναμική ανάκτηση βασίζεται στην αύξηση της αεροδυναμικής αντίστασης του πυραύλου για την επιβράδυνσή του κατά την επάνοδο, αντί για τη χρήση αντίστροφης ώσης από τους κινητήρες. Σημειώνουμε πως αυτή η μέθοδος, της αντίστροφης ώσης, είναι αυτή που χρησιμοποιεί ο Falcon 9. Η τεχνολογία της αεροδυναμικής αντίστασης έχει εφαρμοστεί σε προηγούμενα διαστημικά επαναχρησιμοποιούμενα συστήματα, όπως τα διαστημικά λεωφορεία των ΗΠΑ και της Σοβιετικής Ένωσης, καθώς και στο δεύτερο στάδιο του Starship της SpaceX.
Για παράδειγμα, στην πέμπτη δοκιμαστική πτήση του Starship στις 13 Οκτωβρίου 2024, το δεύτερο στάδιο, μετά την είσοδό του στην ατμόσφαιρα σε ύψος 85 χιλιομέτρων, χρησιμοποίησε πτερύγια για να μειώσει την ταχύτητά του από 26.732 χλμ/ώρα (Μαχ 21,84) σε 748 χλμ/ώρα (Μαχ 0,61) χωρίς τη χρήση κινητήρων. Αυτή η διαδικασία απέδειξε την αποτελεσματικότητα της αεροδυναμικής ανάκτησης, καθώς η αντίσταση στην πτήση με γωνία προσβολής 90 μοιρών ήταν 15-20 φορές μεγαλύτερη από τη συμβατική κάθετη επιβράδυνση.
Η Nayuta εστιάζει στην επιβράδυνση από μεγάλο υψόμετρο, δηλαδή από 100 χλμ. έως 1 χλμ., μειώνοντας την κατανάλωση καυσίμου κατά την επάνοδο. Για παράδειγμα, ο πύραυλος Falcon 9 της SpaceX απαιτεί δύο φάσεις ανάφλεξης κατά την ανάκτηση, μία για επιβράδυνση κατά την επανείσοδο (Entry Burn) και μία για την προσγείωση (Landing Burn), με αποτέλεσμα μείωση ωφέλιμου φορτίου 24%-40%, λόγω βάρους καυσίμου σκελών προσγείωσης. Η αεροδυναμική ανάκτηση μειώνει αυτή την απώλεια σε μόλις 1-3%.
Η αεροδυναμική ανάκτηση θα επιτυγχάνεται με δύο ζεύγη πτερυγίων στον πρώτο όροφο, ώστε αυτός να κάνει μια πτήση επανεισόδου με μικρή γωνία προσβολής, ώστε στο τέλος της, και προσεγγίζοντας την επιφάνεια της γης, να ενεργοποιήσει είτε ρουκέτες ανάσχεσης, είτε να αξιοποιήσει κι αυτός κάποιο ικρίωμα “σύλληψης”, όπως το Starship, με την τελευταία μέθοδο να είναι η πιο πρόσφατη σχεδίαση της. Παρόμοια μέθοδος μπορεί να εφαρμοστεί μελλοντικά και στον 2ο όροφο του Xuanniao.
Πρέπει όμως να τονιστεί, πως σε σύγκριση με την κάθετη ανάκτηση (όπως αυτή που χρησιμοποιείται στον Falcon 9, με 349 επιτυχημένες αποστολές έως τις 17 Νοεμβρίου 2024), η αεροδυναμική επιβράδυνση, απαιτεί μεγάλη έρευνα στην αεροδυναμική συμπεριφορά του πυραύλου, και συνεχή έλεγχο της θέσης του. Όχι κάτι τεχνολογικά αδύνατο, αλλά θα χρειαστεί την ανάπτυξη της σχετικής τεχνογνωσίας. Προς το παρόν η Nayuta Space είναι σε φάση ανεύρεσης χρηματοδοτήσης – ήδη έχει αρκετές συνεισφορές- και βελτίωσης των σχεδιάσεων της.
