SCHIMBĂ ROMÂNIA: ARCA Space - un potenţial concurent românesc pe piaţa zborurilor cosmice private

Neavând o prezenţa consistentă în media românească dar cu ambiţii mari, echipa ARCA (Asociaţia Română de Cosmonautică şi Aeronautică) a intrat în cursa rezervată companiilor spaţiale private cât şi în cursa pentru câştigarea premiului Google Lunar X Prize (zbor către Luna şi aselenizare).

 În cadrul iniţiativei "Schimbă România" lansate de Adevărul (împreună cu alte publicaţii româneşti) prezentăm acum alţi români care acţionează din umbră la schimbarea imaginii şi situaţiei României în lume (care, să recunoaştem, nu e chiar roză). 

 Fiind de mic pasionat  de tehnologia aerospaţială nu putea să nu-mi între în vizor asociaţia non-profit ARCA care activează tocmai în această industrie. 

 Deşi este o asociaţie non-profit (deocamdată) ARCA este una din puţinele organizaţii private din Europa care au ca obiective construirea unui lansator capabil în a pune pe orbită o încărcătură de cel puţin câteva sute de kilograme şi de a trimite o sondă spaţială pe Lună (care să fie şi poată ateriza acolo - asta în cadrul Google Lunar X Prize care are ca premiu 30 milioane dolari). 

 Asociaţia a apărut că entitate legală în 1999 la iniţiativa d-nului Dumitru Popescu, fost student al Politehnicii Bucureşti secţia inginerie aerospaţială.  

 Prima rachetă construită a fost în 2002, numită Demonstrator, şi lansată în 2004 în cadrul participării la programul Ansari X Prize (premiu de 10 milioane dolari acordat primei entităţi private care reuşeşte să pună în zbor sub-orbital un vehicul reutilizabil la distanţă de două săptămâni). 

     De-a lungul timpului ARCA a avut 8 misiuni în care a lansat racheta Demonstrator, racheta Stabilo (şi capsula), racheta Helen 1 şi 2 (folosind ca platformă un balon cu heliu), capsulă avionului supersonic IAR-111. 

 La ora actuală ARCA are în componenţa următorii membri: 

 - Dumitru Popescu, fondatorul şi preşedintele asociaţiei (abssolvent de Teologie şi fost student la inginerie aerospaţială) 

 - Teodor Diaconu, inginer-chimist 

 - Paul Răduţ, inginer automatică 

 - Vasile Barlaboiu, maistru 

 - Dragoş Mureşan, IT şi Computaţional Fluid Dynamics 

 - Sorin Dinea, Dr.-inginer aerospaţiale şi propulsie 

 - Mugurel Ionescu, pilot şi inginer aeronautic 

 - Mihai Ilie, pilot şi inginer electrotehnic 

 - Elena Simona Popescu, manager PR 

 - Monica Cercelescu, manager marketing 

 În total, ARCA are 16 angajaţi şi 42 de colaboratori/membri. 

 Proiectele actuale şi de viitor ale ARCA 

 Pe măsură ce echipa a câştigat experienţă ambiţiile au crescut, pe bună dreptate. 

 Pe când unele din echipele participante la Google Lunar X Prize vor încerca să folosească rachete unor altor organizaţii ca mijloace de lansare a vehiculelor lunare (Moon Express - va folosi o rachetă a NASA, Astrobotic Technology - va folosi o rachetă a SpaceX, Barcelona Moon Team - va folosi o rachetă chinezească), ARCA va construi propria rachetă care va lansa vehiculul lunar. Numele rachetei este "Haas 2" si varianta "Haas 2C" (după Conrad Haas, pionier medieval austro-român al rachetelor în trepte) şi va fi capabilă de a pune 400 kg în orbita joasă în jurul Pământului. Este, de asemenea, prevăzută şi o variantă mai mare numită "Super Haas" care va putea pune în orbita joasă a Pământului circa 2,6 tone. 

 E adevărat, e posibil că ARCA să nu termine la timp construcţia şi testele rachetei Haas şi avionului IAR-111 pentru a  câştiga  competiţia. Termenul limită este sfârşitul anului 2015. 

 Dar chiar dacă nu reuşesc să câştige competiţia (deşi 30 milioane dolari plus prestigiul câştigării nu sunt obiective neînsemnate) sigur vor reuşi să acumuleze cunoştinţe şi experienţă în aşa fel încât să pună România pe harta industriei spaţiale private. 

 Să trecem în revistă proiectele actuale şi de viitor ale ARCA. 

 1) Motorul de rachetă Executor 

 Pentru a îndeplini obiectivul propus ARCA a început construcţia şi testarea principalei componente a oricareu rachete: motorul. 

Motorul, denumit Executor, va funcţiona cu combustibil lichid (oxigen lichid şi kerosen) şi va propulsa nu numai racheta Haas sau Super Haas, dar şi avionul supersonic IAR-111 care va putea transporta rachetele Haas 2 la înălţime stratosferică (de unde va fi lansată propriu-zis) sau turişti în zboruri sub-orbitale. Motorul e proiectat să atingă maximum de 24 tone forţă, fiind construit din materiale uşoare (fibră de silice şi răşină fenolica, fibră de carbon şi răşină epoxidică) care-i va asigura un raport de masă de 110 (cele mai performanţe motoare europene care propulsează rachetele Ariane şi Vega ajung la maxim 100). 

 Pe lângă sprijinul unor sponsori privaţi (BRD Societé Generale, iQuest, BRD Asset Management, Enescu&Cuc) ARCA a apelat şi la sprijinul individual, a persoanelor fizice interesate în a dona o sumă de bani către construcţia motorului Executor. Până acum s-au strâns 18% din sumă de 200.000 dolari necesară pentru finalizarea primei serii de motoare. 

 Dacă doriţi să donaţi şi d-voastră o puteţi face pe această pagină: http://www.arcaspace.com/ro/donati.htm

 La ora actuală primul motor din această serie e terminat şi va începe testele cât de curând (standul de testare este şi el construit). 

 Caracteristici tehnice: 

 - Diametru: 0,7 m  

 - Lungime: 2,2 m  

 - Combustibil: oxigen lichid+ kerosen T1 

 - Consum: 85 kg/sec  

 - Greutate: 210 kg  

 - Impuls specific la sol: 274 sec 

 - Impuls specific în vid: 312 sec 

 - Tracţiune la sol: 20 tone-forţă 

 - Tracţiune în vid: 24 tone-forţă 

 - Raport tracţiune/greutate: 110

2) Avionul supersonic IAR-111 

 Acest avion supersonic va fi folosit fie pentru transportul rachetei Haas 2 la 16 km altitudine, fie pentru transportul turiştilor spaţiali la peste 30 km altitudine (Mach 1.5 la 16 km transportând rachetă Haas 2, sau Mach 2.6 la 30 km transportând turişti spaţiali). 

 O caracteristică inedită (şi potenţial de risc mai mare) este decolarea şi aterizarea, care nu va fi pe suprafaţa solidă gen piste de aterizare (în ţara noastră neexistând încă piste atât de lungi) ci pe mare (de unde şi riscul mai ridicat, părerea mea). 

 Detaliile tehnice ale avionului sunt: 

 - Lungime: 24 m 

 - Anvergura: 12 m 

 - Greutate gol: 7,2 tone 

 - Greutate la decolare: 19 tone 

 - Motor: Executor - 111 

 - Forţa de tracţiune motor la sol: 20 tone-forţă 

 - Forţa de tracţiune motor la 30.000m: 24 tone-forţă 

 - Echipaj: 2 

 Dacă decolarea şi aterizarea nu vor creea probleme mari (asta depinde destul de mult şi starea vremii) eu văd un viitor bun în acest avion mai ales că transport de turişti spaţiali.  

 3) Racheta Haas   

 Racheta Haas are trei variante: Haas 2, Haas 2B şi Haas 2C 

   Haas 2 este varianta mai mică a rachetei Haas 2C şi va putea fi ataşată avionului IAR-111 care o va transporta la 16 km înălţime de unde-şi va începe ascensiunea către orbită putând lansa şi vehiculul lunar în cadrul competiţiei Google Lunar X Prize.  

   Haas 2C este varianta mai mare a lui Haas 2 şi care poate atinge orbita cu o singură treaptă (fără să fie nevoie de avionul IAR-111) şi asta datorită materialelor compozite uşoare folosite la construcţia ei. În designul cu o singură treaptă racheta poate plasa pe orbită încărcături de până la 50 kg iar dacă i se adaugă o a două treabă poate sateliza încărcături de până la 400 kg. 

   Detaliile tehnice ale rachetei Haas 2C: 

 - lungime: 18 m 

 - greutate goală: 510 kg 

 - greutate maximă la start: 16,5 tone 

 - combustibil: oxigen lichid + kerosen 

 - consum: 85 kg/sec 

 - tracţiunea maximă a motorului: 24 tone-forţă 

 - sarcina utilă satelizabila: 50 kg 

 - întreaga masă satelizabila: 560 kg 

Haas 2B va fi o rachetă cu o singură treaptă. Va avea capacitatea de transport în zbor sub-orbital a unei cabine pilotate şi a modulului de serviciu aferent. Cabină pilotată va fi testată pe această platformă dar mai apoi va fi integrată în racheta mai mare Super Haas. 

 Planul e ca această rachetă să lanseze primul cosmonaut român în zbor sub-orbital până în anul 2017. 

 4) Vehiculul lunar ELE (European Lunar Explorer)   

 ELE este sonda spaţială în trei trepte capabilă să zboare de pe orbita terestră joasă până pe suprafaţa Lunii şi să transmită date şi imagini pe Pământ, fiind şi vehiculul propus de ARCA pentru competiţia Google Lunar X Prize (30 milioane dolari). Lansatorul Haas 2 va plasa ELE pe orbită terestră joasă.   

 Prima treaptă va fi folosită pentru proiectarea pe traiectorie lunară, plecând de pe orbită terestră. A două treaptă va fi folosită pentru frânarea în apropierea Lunii, iar cea de-a treia treaptă va fi vehiculul sferic ELL (European Lunar Lander), un modul de formă sferică care va aseleniza şi va îndeplini criteriile cerute de competiţia Google Lunar X Prize (aterizarea în siguranţă pe Lună, deplasare de 500 m pe suprafaţa lunară şi transmitarea de imagini şi video de acolo). 

5) Racheta Super Haas 

  Această rachetă va încununa programul spaţial românesc propus de ARCA (puteţi afla mai multe detalii aici: http://www.arcaspace.com/ro/programul_spaţial.pdf) 

 Este o rachetă de clasă medie (după standardele internaţionale) în două trepte şi va fi capabilă de a plasa 2.6 tone în orbita joasă în jurul Pământului (între 160 km până la 2.000 km) în jurul anului 2022. Ea va fi capabilă să plase pe orbită şi primul cosmonaut ARCA în jurul anului 2025 (care, cel mai probabil, va fi primul cosmonaut român plasat pe orbită cu mijloace indigene).   

 Prima treaptă va fi formată din 7 rachete Haas 2C, iar a doua treaptă va fi echipată cu două motoare Executor Plus, adaptate pentru zborul în vid.  

 Detaliile tehnice ale rachetei:  

 - Lungime: 29 m  

 - Diametru: 3,8 m  

 - Greutate de lansare: 130 tone  

 - Tracţiune la start: 168 tone-forţă  

 - Greutatea sarcinii utile: 2,6 tone 

 - Data primului zbor: 2019 

 - Situaţia în septembrie 2012: Program în studiu 

 Super Haas va putea deschide şi serviciul comercial de plasare sateliţi pe orbita Pământului către alte ţări sau organizaţi interesate dar care nu dispun de lansatoare contribuind altfel la economia naţională românească. 

 După cum se vede, ARCA are ambiţii mari pentru următorii 13 ani. Comparând cu alte programe spaţiale private cum ar fi cele aparţinând lui SpaceX şi Blue Origin se văd anumite deosebiri între ele şi anume în modul de proiectare a rachetelor. 

 SpaceX merge spre reutilizarea totală a rachetelor (a fiecărei trepte, inclusiv a capsulei de transport) prin proiectul Grasshopper, Blue Origin merge pe reutilizarea capsulei de transport. Reutilizarea fiecare secţiuni din vehicului lansator cât şi a capsulei ieftineste costul total al unei lansări. În medie, lansarea unei încărcături medii în orbită joasă a Pământului poate costă câteva sute de milioane de dolari. SpaceX poate să o facă cu 50-60 milioane de dolari şi poate continua reducerea acestei sume în viitor. Nici China cu mână ei de lucru ieftină nu e capabilă să bată aceste preţuri. 

 ARCA foloseşte tehnologie clasică nereutilizabila în proiectarea rachetelor, cu excepţia avionului IAR-111 şi a capsulelor pilotate. Dar într-un fel e de înţeles pentru că ARCA nu are capacitatea financiară a celorlalte companii private în care s-au investi zeci de milioane de dolari. Nu îşi poate permite încă să cerceteze şi experimenteze prea mult.

 Transportul de turişti spaţiali este o nouă nişă de turism pentru care mai multe companii vestice se pregătesc concureze, printre ele aflându-se Virgin Galactic, Blue Origin, Armadillo Aerospace, XCOR Aerospace. 

 Zborurile vor fi sub-orbitale asta însemnând că vehiculele vor fi lansate la înălţimi de 100-120 km dar nu vor rămâne în orbită pentru mai mult de 15-20 minute şi asta pentru că nu vor atinge viteza de scăpare din atracţia gravitaţională a Pământului (care e de aprox. 8 km/sec la pătrat). Un zbor de acest gen se calculează a costa în jur de 200.000-250.000 dolari de persoană. 

  Zborurile orbitale sunt rezervate deocamdată puţinelor firme private (SpaceX şi Orbital Science) şi agenţiilor guvernamentale (NAŞĂ, ESA, Roscosmos, JAXA, CNSA, ISRO) iar cele în scop de turism  fiind şi cu mult mai scumpe (Roscosmos, agenţia rusească guvernamentală care o practică, cere în jur de 30 milioane dolari de persoană pentru 7 zile pe staţia spaţială internaţională). 

  Dacă România, prin ARCA, reuşeşte să aibă o industrie spaţială (care să includă şi turismul) atunci va intra în clubul puţinelor ţări care vor avea aşa ceva iar asta înseamnă prestigiu internaţional dar şi venituri care vor veni în ţara. În plus, această industrie va putea atrage talentele din ţara din domeniul aerospaţial şi va da un impuls educaţiei superioare tehnice.  

 Eu unul sper că ARCA să fie sprijinită mai mult de români, şi nu numai financiar. Şi sper că media să acorde o mai multă atenţie iniţiativelor de genul acesta.   Iar agenţia spaţială guvernamentală română ROSA în loc să marginalizeze pe aceşti oameni mai bine ar încerca să-i sprijine. Orgoliile nu-şi au rostul aici. 

 Trebuie să ne recunoaştem talentele înainte ca alţii să o facă, pentru că de obicei când alţii o fac înaintea noastră atunci de multe ori e prea târziu. Traian Vuia, Henri Coandă, Aurel Vlaicu, toţi au trebuit să se afirme  în graniţelor întâi  ca mai apoi să-i recunoaştem şi noi. Acest trend văd că se păstrează şi în ziua de azi (olimpicii la ştiinţe ştiu ei ce ştiu).  

 Statul român şi noi fiecare trebuie să deschidem ochii mai bine la ce avem în jurul nostru. De aceea am salutat iniţiativa Adevărului de a începe campania "Schimbă România" la care am de gând să particip mai mult, prezentarea ARCA fiind un prim pas pentru mine. 

UPDATE

 ARCA va participa la programul european ExoMars, semnând un contract de 1.1 milioane dolari cu agenţia spaţială europeană ESA în cadrul căruia va contribui la testarea paraşutei sondei care-i va permite să aterizeze în siguranţă pe Marte. 

 ARCA va construi două baloane de mare altitudine şi două vehicule de test cântărind o jumătate de tonă fiecare. Vehiculele vor fi lansate de la 30 km altitudine deasupra Mării Negre şi la vitezele apropiate de viteza sunetului paraşutele vor fi deschise. 

http://www.googlelunarxprize.org/teams/arca/blog/arca-will-test-parachutes-exomars-spacecraft