Zephyr wygląda dość rachitycznie. Ma wrzecionowate skrzydła nierównej długości i maleńką wieżyczkę przypominającą klin wbity między płytki. Ale jest w stanie miesiącami latać na wysokości powyżej 10 kilometrów i zbierać dane niedostępne kamerom satelitów. W dodatku można go wprawić w ruch bez użycia wymyślnych urządzeń. Wystarczy pas startowy i kilka osób, które z konstrukcją na ramionach przebiegną kilkaset metrów. Wygląda to tak, jak wprawianie w ruch latawca.
Jak działa startosamolot?
Gdy Zephyr już wzbije się w niebo, może latać przez wiele miesięcy bez konieczności tankowania. Wszystko dlatego, że konstrukcja zasilana jest dzięki panelom słonecznym. Ma kilka zastosowań. Przede wszystkim obserwuje naszą planetę, a pomaga mu w tym nowoczesny, stratosferyczny system obserwacji Ziemi OPAZ, zbudowany przez Airbusa. Poza tym może stać się wieżą na niebie zdolną do zapewnienia bezpośredniej łączności z urządzeniem o zasięgu do 250 naziemnych wież w trudnym górzystym terenie.
Zephyra zaprojektował w 2002 roku brytyjski pionier lotnictwa Chris Kelleher. Chciał skonstruować bezzałogowy samolot zdolny do „wiecznego lotu" w stratosferze. Przewidział, że energia słoneczna i lekkie materiały doprowadzą do tego, że samoloty w stratosferze będą w stanie utrzymać się w powietrzu przez miesiące, a nawet lata. Zephyr S to pierwszy model produkcyjny.
Czym charakteryzuje się startosfera?
Stratosfera jest drugą warstwą naszej atmosfery. Zaczyna się na wysokości około 10 km i kończy na niemal 50 km od powierzchni. Umieszczenie platform badawczych na takiej wysokości jest o tyle istotne, że mogą latać powyżej burzliwej pogody, której doświadczamy bliżej powierzchni, w troposferze. Problem polega na tym, że tak wysoko powietrze jest bardzo rozrzedzone, co sprawia, że latanie – i oddychanie – jest wyzwaniem.
Przez długi czas istniała tylko jedna opcja pozwalająca badać stratosferę – balony. Balony mogą wzlatywać tam, gdzie powietrze jest za rzadkie dla skrzydeł lub silników. Próby wzbicia się w stratosferę zakończyły się śmiercią wielu baloniarzy. Ale w 1931 roku ludzkość w końcu dotarła do stratosfery, a jeden z baloniarzy osiągnął wysokość 15 800 m. Dwa lata później Jeannette Piccard stała się pierwszą kobietą, która dotarła do stratosfery, wznosząc się na wysokość 17 600 m.
Co zawdzięczamy HASP?
Współczesne stratosferyczne statki powietrzne określa się mianem HAPS, czyli High Altitude Pseudo Satellite. Łączą w sobie cechy samolotu i satelity. Jedną z takich jednostek jest Sceye o wyglądzie wykonanego z czystego metalu zeppelina. Zdolny do podnoszenia ciężkich ładunków sterowiec Sceye działa dzięki panelom słonecznym połączonym z baterią litowo-siarkową.
Sterowiec jest ultralekki i ma mieć kilka zastosowań:
- Po pierwsze ma dostarczać szerokopasmowy internet w miejsca pozbawione odpowiedniej infrastruktury.
- Po drugie ma nieustannie monitorować stan powietrza i badać źródła emisji gazów cieplarnianych.
Konstrukcja przeszła pierwsze, pomyślne testy w ubiegłym roku. Teraz specjaliści firmy opracowują możliwość wydłużania lotu tak, by zeppelin mógł przebywać w stratosferze przez kilkanaście miesięcy i dłużej. Co ważne konstrukcja jest łatwa w produkcji. Nawet prototypowy statek budowano zaledwie osiem miesięcy.
Zephyr jest w stanie miesiącami latać na wysokości 10 kilometrów. Fot. Airbus 2023
Jak się dziś bada startosferę?
Wydaje się, że to jednak balony wciąż są najlepszą konstrukcją do badań stratosfery. Firma Urban Sky proponuje mikrobalony wielokrotnego użytku, które są w stanie startować bezpośrednio z przewożącego je samochodu. Zdjęcia wykonane z urządzeń podwieszonych pod balonami są naprawdę wysokiej rozdzielczości, zupełnie wystarczającej do monitorowania następstw pożarów, a nawet do obrazowania całych miast.
Czy platformy HAPS mają szansę nieco zmniejszyć ruch na orbicie i przenieść część badań z niskiej orbity ziemskiej do stratosfery? Z wielu względów byłby to dobry ruch. Tego typu urządzenia nie wymagają wyniesienia na orbitę przez rakiety nośne. Wzbijają się w stratosferę samodzielnie. Poza tym operują na wysokości niedostępnej satelitom, a dzięki odpowiednim kamerom mogą obserwować powierzchnię Ziemi z niebywałą precyzją. Czy po ponad 60 latach rozwoju programu satelitarnego będziemy wracać do używania unowocześnionych wersji statków powietrznych? Zdaje się, że w wielu kwestiach ma to większy sens niż kolejne konstelacje satelitarne.
Źródło: Stratoplanes: The aircraft that will fly at the edge of space – BBC Future
