Start, lądowanie, powtórka: jak wielokrotnego użytku rakiety rewolucjonizują podróże kosmiczne

11 sierpnia, 2025
Launch, Land, Repeat: How Reusable Rockets Are Revolutionizing Space Travel
How Reusable Rockets Are Revolutionizing Space Travel

Starty rakietowe kiedyś oznaczały pożegnanie z kosztownym sprzętem po jednym użyciu. Przez dekady rakiety traktowano jako jednorazowe – każda misja kończyła się wyrzuceniem zużytych boosterów i stopni do oceanów lub spaleniem ich w atmosferze. Dziś trwa radykalna zmiana. Rakiety wielokrotnego użytku – pojazdy nośne zaprojektowane do startu, lądowania i ponownego startu – zmieniają ekonomię i możliwości podróży kosmicznych. Odzyskując i odnawiając główne komponenty rakiet zamiast je wyrzucać, firmy obniżają koszty startów i zwiększają ich częstotliwość. Ten raport zagłębia się w to, czym są rakiety wielokrotnego użytku, jak powstały, kto przewodzi w tej dziedzinie i dlaczego są ważne dla gospodarki, środowiska, wojska oraz przyszłości eksploracji kosmosu.

Czym są rakiety wielokrotnego użytku?

Rakiety wielokrotnego użytku to pojazdy nośne zbudowane tak, by istotne części mogły być odzyskiwane i wykorzystywane wielokrotnie, w przeciwieństwie do rakiet jednorazowych, które są używane raz, a następnie wyrzucane. W systemie startowym wielokrotnego użytku kluczowe komponenty – często boostery pierwszego stopnia, silniki, a nawet owiewki – wracają na Ziemię po starcie, by zostać odnowione i użyte ponownie. Dzięki wyeliminowaniu konieczności produkcji całkowicie nowych stopni rakiet do każdej misji, wielokrotność użycia może znacząco obniżyć koszt pojedynczego startu. SpaceX opisuje swoją Falcon 9 jako „pierwszą na świecie rakietę orbitalną wielokrotnego użytku”, zauważając, że ponowne użycie „najdroższych części rakiety… obniża koszt dostępu do przestrzeni kosmicznej”.

Kontrast z rakietami jednorazowymi jest wyraźny. Pojazd jednorazowy to system na jeden raz – tradycyjnie każdy stopień rakiety był albo niszczony podczas ponownego wejścia w atmosferę, albo pozostawał jako szczątki po zużyciu paliwa. W istocie, start klasycznej rakiety jednorazowej porównywano do budowania nowego samolotu pasażerskiego na każdy lot – co oczywiście byłoby nie do utrzymania w lotnictwie. Rakiety wielokrotnego użytku mają rozwiązać ten problem poprzez lądowanie lub odzyskiwanie swoich stopni, by mogły polecieć ponownie, podobnie jak samoloty. Wymaga to często dodatkowego sprzętu i rozwiązań konstrukcyjnych: boostery wielokrotnego użytku mają dodatkowe paliwo, nogi do lądowania lub stateczniki sterujące oraz systemy ochrony termicznej (np. osłony cieplne), by przetrwać gorący powrót na Ziemię. Te dodatki sprawiają, że stopnie wielokrotnego użytku są cięższe i nieco obniżają ich osiągi przy pojedynczym locie, ale zyskiem jest możliwość „startu, lądowania i powtórki” zamiast wyrzucania rakiety.

W praktyce firmy wdrażają wielokrotność użycia na różne sposoby. Niektóre boostery wracają na miejsce startu o własnych siłach, lądując pionowo (to znak rozpoznawczy SpaceX), inne używają spadochronów i albo delikatnie wodują do odzyskania (jak małe boostery Rocket Lab), albo nawet są łapane w locie przez helikoptery w ramach eksperymentalnych technik. Niektóre systemy wykorzystują skrzydlate orbitery lub samoloty kosmiczne (jak robił to wahadłowiec NASA), które szybują z powrotem na pas startowy. Niezależnie od metody, idea jest ta sama: odzyskać sprzęt, by kosztowne silniki, struktury i awionikę rakiety można było odnowić i użyć w wielu misjach, zamiast tracić je po jednym locie. Pojazdy wielokrotnego użytku eliminują konieczność budowania tych części od nowa do każdego startu, zamieniając większą złożoność projektu na początku na niższy koszt jednostkowy przy wielu lotach. Jak zobaczymy, to podejście zmienia branżę startów kosmicznych.

Krótka historia rakiet wielokrotnego użytku

Koncepcja wielokrotnego użytku pojazdów kosmicznych istnieje od dziesięcioleci, ale przekształcenie tej wizji w rzeczywistość okazało się wyzwaniem. Wczesne rakiety z lat 50. i 60. były całkowicie jednorazowe. Wizjonerzy tacy jak Wernher von Braun szkicowali pomysły na wielokrotnego użytku skrzydlate boostery w erze Apollo, ale ówczesna technologia nie była jeszcze gotowa. Pierwszym poważnym krokiem w kierunku wielokrotnego użytku był wahadłowiec kosmiczny NASA w latach 70. Zadebiutował w 1981 roku jako pierwszy na świecie statek kosmiczny wielokrotnego użytku, zaprojektowany do startu jak rakieta i powrotu na Ziemię jak samolot. Orbiter (ze swoimi głównymi silnikami) oraz dwa boczne rakiety na paliwo stałe były odzyskiwane i odnawiane po każdym locie – tylko zewnętrzny zbiornik paliwa był jednorazowy przy każdym starcie impulso.space. Było to przełomowe osiągnięcie: w przeciwieństwie do wcześniejszych rakiet jednorazowych, wahadłowiec mógł być wielokrotnie wystrzeliwany.

Jednak program wahadłowców kosmicznych uwidocznił również wyzwania związane z ponownym użyciem. Okazało się, że odnowienie wahadłowca między misjami było znacznie bardziej kosztowne i pracochłonne, niż się spodziewano. Każdy orbiter wymagał skrupulatnej inspekcji, napraw płytek osłony termicznej oraz przeglądów silników i systemów. Czas przygotowania do kolejnego lotu wynosił miesiące, a koszty pojedynczego startu pozostawały bardzo wysokie – według niektórych szacunków sięgały 1,5 miliarda dolarów za start, co oznacza, że wahadłowiec nie osiągnął oczekiwanej ekonomii na wzór linii lotniczych. Jak zauważył prezes CNES Jean-Yves Le Gall: „rakiety wielokrotnego użytku już istnieją, wahadłowce są tego przykładem. Ale gdy trzeba je przygotować do kolejnego lotu, koszty są znaczące”. Wczesny sceptycyzm wobec wielokrotnego użytku wynikał właśnie z tej rzeczywistości: wahadłowiec udowodnił, że ponowne użycie sprzętu jest możliwe, ale niekoniecznie opłacalne ekonomicznie.

Po wycofaniu wahadłowca w 2011 roku, rakiety wielokrotnego użytku przeżywały zastój. W latach 90. istniały programy eksperymentalne, takie jak DC-X „Delta Clipper”, testowa rakieta VTOL o jednym stopniu, oraz różne studia koncepcyjne, ale nie powstał żaden operacyjny pojazd wielokrotnego użytku. Jednak w latach 2000. nastąpił renesans zainteresowania napędzany przez sektor prywatny. Pionierskie działania obejmowały SpaceShipOne firmy Scaled Composites (wielokrotnego użytku suborbitalny samolot kosmiczny, który zdobył X Prize w 2004 roku) oraz wczesne testy New Shepard firmy Blue Origin, a także eksperymentalne rakiety, takie jak pojazdy Armadillo Aerospace. To przygotowało grunt pod rewolucję.

Wejście SpaceX naprawdę zmieniło zasady gry. Założona w 2002 roku firma SpaceX uczyniła z wielokrotnego użycia rakiet swój główny cel. Dyrektor generalny firmy, Elon Musk, często argumentował, że rakiety muszą być wielokrotnego użytku, aby radykalnie obniżyć koszty lotów kosmicznych, żartując, że rakieta jednorazowego użytku jest tak absurdalna jak samolot jednorazowego użytku. SpaceX zaczęło od małej, jednorazowej rakiety Falcon 1, ale wkrótce opracowało Falcon 9 z myślą o wielokrotnym użyciu. Po latach stopniowych testów (począwszy od niskopułapowych lotów zawisowych „Grasshopper” w latach 2012–2013), SpaceX osiągnęło przełomowe lądowanie boostera pierwszego stopnia w grudniu 2015 roku, z powodzeniem sprowadzając booster Falcona 9 na lądowisko w Cape Canaveral impulso.space. To historyczne pierwsze lądowanie – określane jako „wyczyn technologiczny” nawet przez sceptycznych konkurentów – udowodniło, że booster klasy orbitalnej może wrócić w całości. Zaledwie kilka miesięcy później, w 2016 roku, SpaceX dokonało pierwszego lądowania na autonomicznej platformie morskiej, a w marcu 2017 roku ponownie wykorzystało wcześniej wylądowany booster, co oznaczało pierwsze na świecie ponowne użycie stopnia rakiety orbitalnej impulso.space.

Od tego czasu postęp był szybki. SpaceX szybko zwiększyło skalę ponownego użycia, tworząc flotę sprawdzonych w locie boosterów. Na początku lat 20. XXI wieku pierwsze stopnie Falcona 9 rutynowo wykonywały po 10 lub więcej misji każdy, wymagając jedynie umiarkowanej inspekcji i konserwacji pomiędzy lotami. Na rok 2023 SpaceX osiągnęło ponad 170 udanych lądowań boosterów i miało co najmniej dwa boostery, z których każdy wykonał po 15 misji impulso.space. (W rzeczywistości rekord ten został już pobity – SpaceX wykorzystało niektóre boostery Falcona 9 do 16 lotów i liczba ta wciąż rośnie, gdy firma testuje granice żywotności sprzętu). Taki poziom wielokrotnego użycia był bezprecedensowy w historii rakiet. Firma zaczęła także ponownie wykorzystywać owiewki ładunkowe (połówki stożka nosowego), oszczędzając około 6 milionów dolarów na każdym starcie poprzez wyławianie owiewek z oceanu i ich renowację. Odzyskując około 75% sprzętu startowego (pierwszy stopień i owiewki), model SpaceX drastycznie obniżył koszt wynoszenia ładunków na orbitę. Prezes SpaceX, Gwynne Shotwell, podsumowała ten kamień milowy: „Udowodniliśmy, że pojazd może latać wielokrotnie przy minimalnej renowacji. To monumentalne osiągnięcie… Zaczyna to wyglądać na coś zupełnie normalnego, by używać rakiety ponownie” (cytat z wywiadu z 2022 roku).

Inni gracze poszli w ich ślady w tej nowej erze „start, lądowanie, powtórka”. Blue Origin, założona przez Jeffa Bezosa z Amazona, zademonstrowała swoją rakietę suborbitalną New Shepard w latach 2015–2016, przypadkowo lądując swoim pierwszym wielokrotnego użytku boosterem zaledwie miesiąc przed lądowaniem Falcona 9 SpaceX w 2015 roku. Od tego czasu New Shepard wykonał dziesiątki lotów, wielokrotnie wynosząc kapsułę na skraj kosmosu (~100 km wysokości) i napędowo lądując boosterem z powrotem na platformie. Chociaż New Shepard jest suborbitalnym pojazdem turystycznym i badawczym (zabierającym ludzi na krótkie loty w kosmos), udowodnił skuteczność technologii wielokrotnego użytku i operacji (szybka rotacja, wiele lotów na jednym boosterze) równolegle z orbitalnymi osiągnięciami SpaceX. Slogan Blue Origin, „Gradatim Ferociter” („Krok po kroku, zaciekle”), odzwierciedla ich metodyczne podejście do rozwoju technologii wielokrotnego użytku.

Pod koniec lat 2010. paradygmat wyraźnie się zmienił. Wielokrotność użycia nie była już eksperymentem z marginesu; stawała się oczekiwana. Fala nowych pojazdów startowych rozwijanych na całym świecie była projektowana z myślą o wielokrotnym użyciu od samego początku. Jak zauważyła jedna z kronik lotów kosmicznych: „Wiele pojazdów startowych ma obecnie zadebiutować z możliwością wielokrotnego użycia w latach 2020.”, w tym Starship SpaceX, New Glenn Blue Origin, Neutron Rocket Lab, planowany Vulcan United Launch Alliance (wielokrotne użycie silników) oraz zagraniczne projekty, takie jak rosyjski Sojuz-7, europejski Ariane Next, chińskie warianty Długi Marsz 8/9 i startupy, takie jak Terran R Relativity Space. Krótko mówiąc, lata 2020. wprowadzają nową normę: jeśli twoja rakieta nie jest wielokrotnego użytku (albo przynajmniej częściowo), zostajesz w tyle.

Najwięksi gracze rewolucji rakiet wielokrotnego użytku

SpaceX: Pionierzy orbitalnych rakiet wielokrotnego użytku

SpaceX jest niekwestionowanym prekursorem współczesnej technologii rakiet wielokrotnego użytku. Rakieta Falcon 9 tej firmy stała się pierwszym boosterem klasy orbitalnej, który wylądował i został ponownie użyty. SpaceX osiągnęło kluczowy pierwszy ponowny lot boostera w 2017 roku i od tego czasu stale udoskonala swoje procedury, by uczynić wielokrotność użycia rutyną. Obecnie boostery Falcona 9 lądują po prawie każdej misji – wracając albo na lądowisko, albo na platformę bezzałogową na morzu – i często są przygotowywane do kolejnego lotu w ciągu kilku tygodni. Według Programu Usług Startowych NASA, wielokrotność użycia Falcona 9 „pozwala SpaceX ponownie wykorzystywać najdroższe części rakiety, co z kolei obniża koszt dostępu do przestrzeni kosmicznej”. Strategia ta przyniosła spektakularne efekty: SpaceX reklamuje start Falcona 9 za około 67 milionów dolarów, czyli ułamek kosztów poprzednich rakiet tej klasy, głównie dzięki ponownemu użyciu sprzętu. Na połowę 2025 roku SpaceX odnotowało setki udanych odzysków boosterów (zbliżając się do 500) i wielokrotnie użyło dziesiątek boosterów – jeden z nich wykonał nawet 16 misji przed wycofaniem z eksploatacji.

Poza Falconem 9, SpaceX ponownie wykorzystał także ciężko-nośny Falcon Heavy (którego boczne boostery to zmodyfikowane rdzenie Falcona 9 lądujące z powrotem na Ziemi) i odzyskuje statki Dragon do ponownego użycia w misjach załogowych i towarowych. Jednak największym wysiłkiem firmy w dziedzinie rakiet wielokrotnego użytku jest program Starship. Starship to w pełni wielokrotnego użytku dwustopniowa superciężka rakieta w fazie rozwoju, składająca się z ogromnego boostera (Super Heavy) i 50-metrowego statku kosmicznego (Starship) na szczycie. Cały zestaw został zaprojektowany tak, by wynosić ładunek na orbitę, a następnie oba stopnie wracały do ponownego użycia – to ambitny krok w stronę pełnej wielokrotności użycia. W latach 2023 i 2024 SpaceX przeprowadził pierwsze zintegrowane loty testowe Starshipa. Po kilku wybuchowych próbach, SpaceX osiągnął przełom w czerwcu 2024, gdy Starship ukończył swój pierwszy pełny lot testowy, niemal okrążając Ziemię i miękko wodując pod kontrolą przy czwartej próbie. Elon Musk triumfował z tego kamienia milowego, pisząc: „Pomimo utraty wielu płytek i uszkodzonej lotki, Starship dotarł aż do miękkiego lądowania w oceanie!”. Pokazało to, że osłona termiczna i system naprowadzania Starshipa mogą przetrwać ponowne wejście w atmosferę – kluczową przeszkodę na drodze do pełnej wielokrotności użycia. SpaceX dąży do tego, by booster Starshipa lądował z powrotem na platformie (złapany przez ramię wieży), a górny stopień lądował napędowo na Ziemi (a nawet na Marsie lub Księżycu). Po wejściu do eksploatacji, całkowicie wielokrotnego użytku konstrukcja Starshipa ma być tańsza i znacznie potężniejsza niż Falcon 9, stanowiąc trzon przyszłego biznesu SpaceX. NASA już wybrała Starshipa do lądowania astronautów na Księżycu w ramach programu Artemis, co odzwierciedla, jak bardzo branża zaufała systemom wielokrotnego użytku.

Blue Origin: Gradatim Ferociter – krok po kroku do wielokrotności użycia

Blue Origin, założona przez Jeffa Bezosa w 2000 roku, jest ważnym graczem w promowaniu wielokrotności użycia, choć w bardziej stopniowym tempie. Rakieta New Shepard Blue Origin to niewielki suborbitalny nośnik, ale zademonstrowała wielokrotność użycia być może czyściej niż jakikolwiek system orbitalny. Booster i kapsuła New Sheparda latały wielokrotnie (booster w niektórych przypadkach ponad sześć razy) przy minimalnej konserwacji. Pojazd startuje pionowo na skraj kosmosu (~105 km), po czym kapsuła załogowa oddziela się i później opada na spadochronach, a booster wykonuje napędowe pionowe lądowanie. W 2021 roku Blue Origin rozpoczęła loty pasażerskie na New Shepardzie, w tym z samym Bezosem, prezentując w pełni wielokrotnego użytku turystykę kosmiczną. Poza awarią startu w 2022 roku (misja bezzałogowa, podczas której system ratunkowy kapsuły zadziałał z powodu problemu z silnikiem boostera), New Shepard okazał się solidny. Po tej anomalii Blue Origin przeprojektował dyszę silnika i z powodzeniem przywrócił New Sheparda do lotów w grudniu 2023 roku, wynosząc zestaw ładunków badawczych NASA w kosmos i ponownie bezpiecznie lądując boosterem na platformie. Ten powrót do służby pokazał inżynierską rzetelność Blue Origin w zapewnianiu niezawodności lotów wielokrotnego użytku.

Większą ambicją Blue Origin jest orbitalna rakieta New Glenn. New Glenn to ciężka rakieta nośna (porównywalna pod względem mocy do Falcon Heavy firmy SpaceX), która jest budowana z wielokrotnie używanym pierwszym stopniem. Gigantyczny booster New Glenn, o średnicy ponad 7 metrów i napędzany siedmioma silnikami BE-4 na metan, został zaprojektowany tak, by po wyniesieniu drugiego stopnia na orbitę wracał i lądował na platformie oceanicznej. Jeff Bezos stwierdził, że booster New Glenn został zaprojektowany do co najmniej 25 cykli ponownego użycia na początku, z celem do 100 lotów na booster w trakcie jego eksploatacji. Booster będzie wyposażony w solidne nogi do lądowania oraz wytrzymałą powłokę termiczną, aby zminimalizować potrzebę renowacji, dążąc do 16-dniowego czasu między lotami. Na rok 2025 Blue Origin zbudowało już kilka boosterów New Glenn w swojej fabryce na Florydzie i przygotowuje się do pierwszego startu rakiety. (Pierwszy lot spodziewany jest w 2024 lub 2025 roku po kilku latach opóźnień). Sukces New Glenn wyniósłby Blue Origin do grona firm oferujących orbitalną wielokrotność użycia obok SpaceX.

Warto zauważyć, że Blue Origin i Bezos podkreślają przemyślane, długoterminowe podejście. Bezos często podkreśla, że wielokrotność użycia jest środkiem do celu: prawdziwym celem jest drastyczne obniżenie kosztów dostępu do przestrzeni kosmicznej, aby umożliwić szerokie wykorzystanie zasobów kosmicznych. „Podróże kosmiczne to rozwiązany problem… Nierozwiązany jest koszt. Musimy być w stanie robić to sto razy taniej” – wyjaśnił Bezos w wywiadzie, dodając, że osiągnięcie tego „naprawdę otworzy niebiosa dla ludzkości”, uwalniając innowacje przedsiębiorcze w kosmosie payloadspace.com. Filozofia inżynieryjna Blue Origin czasem polega na równoważeniu wielokrotności użycia z innymi czynnikami. Na przykład Bezos ujawnił, że dla drugiego stopnia New Glenn firma wewnętrznie testuje w pełni wielokrotnie używany górny stopień (Project Jarvis), ale jest też otwarta na użycie jednorazowego górnego stopnia, jeśli okaże się to bardziej opłacalne. „Celem dla jednorazowego stopnia jest uczynienie go tak tanim w produkcji, by wielokrotność użycia nie miała sensu. Celem dla wielokrotnie używanego stopnia jest uczynienie go tak operacyjnym, by jednorazowość nie miała sensu” – powiedział Bezos, uznając kompromis i prowadząc oba podejścia równolegle. To pragmatyczne podejście podkreśla, że Blue Origin postrzega wielokrotność użycia jako narzędzie, a nie dogmat – ale takie, które w dłuższej perspektywie uznaje za fundamentalne. Dzięki New Glenn i wielu innym projektom (takim jak lądownik księżycowy i planowana stacja kosmiczna) na horyzoncie, Blue Origin ma szansę stać się kluczowym konkurentem na rynku wielokrotnego użycia rakiet.

Rocket Lab: Mała rakieta, wielkie kroki w kierunku wielokrotnego użycia

Rocket Lab to mniejsza firma w porównaniu do gigantów wymienionych powyżej, ale poczyniła imponujące postępy w zakresie ponownego użycia małych rakiet nośnych. Firma z siedzibą w Kalifornii i Nowej Zelandii, Electron, jest znacznie mniejsza niż Falcon 9 czy New Glenn – została zaprojektowana do wynoszenia na orbitę jedynie około 300 kg. Początkowo Electron był całkowicie jednorazowy, ale w ostatnich latach Rocket Lab opracowuje plan odzyskiwania i ponownego użycia pierwszego stopnia Electrona. Wyzwanie polega na tym, że Electron jest zbyt mały, by zabrać dodatkowe paliwo do lądowania napędowego, więc Rocket Lab obrał nowatorskie podejście: po wypaleniu paliwa pierwszy stopień przetrwa ponowne wejście w atmosferę pasywnie i rozwinie spadochron, a następnie zostanie złapany w locie przez helikopter lub wyłowiony z oceanu. Pod koniec 2022 roku Rocket Lab z powodzeniem przeprowadził miękkie wodowania na spadochronie kilku boosterów Electron, a nawet próbował przechwytywania przez helikopter (jedno przechwycenie się udało, choć helikopter wkrótce potem dla bezpieczeństwa wypuścił booster).

W 2023 roku firma osiągnęła nowy kamień milowy, ponownie wykorzystując kluczowy komponent: wzięła silnik Rutherford z odzyskanego boostera, odnowiła go i użyła w nowej misji Electron – co oznaczało pierwszy przypadek ponownego użycia silnika w orbitalnej małej rakiecie. „Ta misja to duży krok w kierunku wielokrotnego użycia rakiet Electron” – powiedział założyciel i CEO Rocket Lab, Peter Beck, zauważając, że odzyskane silniki sprawują się „wyjątkowo dobrze” w testach, a kolejnym celem jest ponowny lot całego boostera. Rzeczywiście, Rocket Lab stopniowo zbliża się do ponownego lotu nienaruszonym pierwszym stopniem. Według firmy i programu startowego NASA, Electron jest obecnie uznawany za jedyną operacyjną, wielokrotnego użytku, małą rakietę orbitalną, a Rocket Lab spodziewa się, że przechwytywanie i ponowne loty boosterów pozwolą na większą częstotliwość startów bez konieczności budowy tylu nowych rakiet, co obniży koszty dla klientów z sektora małych satelitów nasa.gov. Opracowywana przez Rocket Lab rakieta nowej generacji, średniej wielkości Neutron, jest projektowana od podstaw z myślą o wielokrotnym użyciu – będzie to większy pojazd (około 8 ton na orbitę), który będzie mógł lądować swoim pierwszym stopniem napędowo na platformie oceanicznej, podobnie jak Falcon 9 impulso.space. Nawet na małym końcu rynku wielokrotne użycie udowadnia swoją wartość, a Rocket Lab jest doskonałym przykładem, jak szybko ta koncepcja rozprzestrzeniła się w całej branży.

Inni uczestnicy i globalne wysiłki

Rewolucja rakiet wielokrotnego użytku to światowy fenomen. Tradycyjni dostawcy usług wynoszenia oraz nowe startupy zostali zmuszeni do reakcji, gdy SpaceX i inni wykazali korzyści kosztowe. W Stanach Zjednoczonych United Launch Alliance (ULA) – od dawna zwolennik rakiet jednorazowych – początkowo rozważał plan ponownego użycia jedynie silników swojej nadchodzącej rakiety Vulcan (poprzez odrzucenie ich z osłoną termiczną i przechwycenie w powietrzu). Choć ULA wstrzymało ten konkretny plan, presja konkurencyjna ze strony SpaceX zmusiła ULA i innych do drastycznego obniżenia kosztów i rozważenia wielokrotnego użytku w przyszłych projektach. Inny amerykański startup, Relativity Space, rozwija Terran R, w pełni wielokrotnego użytku rakietę średniej wielkości, w dużej mierze budowaną technikami druku 3D, której debiut przewidywany jest na drugą połowę lat 2020. Jeszcze inny, Stoke Space, testuje w pełni wielokrotnego użytku drugi stopień dla małych rakiet, dążąc do pojazdu o ultrakrótkim czasie przygotowania do kolejnego lotu (ich koncepcyjny stopień posiada osłonę termiczną i nowatorski silnik, by wracać z orbity i lądować pionowo).

Europa, która przez długi czas dominowała na rynku komercyjnych startów dzięki jednorazowym rakietom Ariane, również zmieniła kurs. Europejska Agencja Kosmiczna i ArianeGroup prowadzą projekty takie jak Themis (demonstrator pierwszego stopnia wielokrotnego użytku) oraz Prometheus (niskokosztowy silnik wielokrotnego użytku), mające utorować drogę do częściowo wielokrotnego użytku rakiety Ariane Next w latach 30. XXI wieku impulso.space. W 2023 roku ESA przeprowadziła pierwsze testy Themis na kosmodromie w Szwecji, a agencja wyraźnie stwierdziła, że przyszłe europejskie rakiety prawdopodobnie będą musiały mieć stopnie wielokrotnego użytku, by pozostać konkurencyjnymi. W Europie powstaje także wiele startupów (w Niemczech, Francji, Hiszpanii i Wielkiej Brytanii) pracujących nad małymi rakietami wielokrotnego użytku, co pokazuje, że trend ten jest naprawdę globalny.

Chiny również agresywnie rozwijają systemy rakiet wielokrotnego użytku. China Aerospace Science and Technology Corporation (CASC), główny państwowy producent rakiet, ogłosił plany przeprowadzenia lotów testowych dwóch nowych dużych rakiet wielokrotnego użytku w latach 2025 i 2026. Uważa się, że obejmują one nową rakietę średniej wielkości (być może wariant wielokrotnego użytku Długiego Marszu 8 lub rozwijany booster o średnicy 4 metrów) oraz Long March 10, dużą rakietę przeznaczoną do załogowych misji księżycowych, która ma mieć pierwszy stopień wielokrotnego użytku. Równolegle liczne chińskie prywatne firmy – takie jak LandSpace, Space Pioneer, Galactic Energy i iSpace – przeprowadzają testy skokowe i prototypowe starty rakiet wielokrotnego użytku. LandSpace, na przykład, zasłynął wystrzeleniem rakiety na metan na orbitę w 2023 roku oraz testami pionowego lądowania prototypu stopnia. Deep Blue Aerospace przeprowadziło test pionowego startu i lądowania na 100 metrów, nawiązując do wczesnych prób Grasshopper SpaceX. Jasne jest, że Chiny postrzegają wielokrotność użytku jako strategicznie ważną; rząd ma krajową strategię zwiększenia dostępu do przestrzeni kosmicznej i obniżenia kosztów, częściowo by konkurować z możliwościami SpaceX i wspierać spodziewany wzrost liczby satelitów (w tym megakonstelacji dla szerokopasmowego internetu).

Nawet mniejsze programy narodowe dołączają do tego ruchu: ISRO z Indii przetestowała demonstrator technologii wielokrotnego użytku (mały prototyp szybowca kosmicznego) i bada możliwość zastosowania wielokrotnego użytku stopnia rakietowego w przyszłości. Rosja wskrzesiła koncepcje wielokrotnego użytku „Baikal” z powracającymi boosterami i zaprezentowała makiety rakiety na metan i tlen o nazwie Amur (choć jej harmonogram jest niepewny). Japonia i inne kraje finansowały badania nad silnikami wielokrotnego użytku oraz demonstracje lądowania na małą skalę. Krótko mówiąc, jesteśmy świadkami wielkiej zmiany. Chociaż SpaceX i Blue Origin zapoczątkowały nowoczesną erę rakiet wielokrotnego użytku, praktycznie każde większe państwo kosmiczne i wiele startupów obecnie rozwija lub planuje rakiety wielokrotnego użytku. Panuje zgoda, że wielokrotność użycia jest kluczem do tańszego, częstszego i bardziej elastycznego dostępu do przestrzeni kosmicznej.

Najnowsze kamienie milowe i aktualne wydarzenia w dziedzinie rakiet wielokrotnego użytku

Ostatnie lata były pełne wydarzeń w świecie rakiet wielokrotnego użytku, z szybkim postępem i osiągnięciami przyciągającymi uwagę mediów:

  • Przełomy SpaceX Starship (2023–2024): Program Starship firmy SpaceX poczynił znaczące postępy. Pierwszy pełny lot testowy zintegrowanego Starshipa i boostera Super Heavy 20 kwietnia 2023 zakończył się dramatyczną eksplozją w powietrzu kilka minut po starcie, a druga próba w listopadzie 2023 również „eksplodowała po osiągnięciu przestrzeni kosmicznej” z powodu problemów z separacją stopni. Te niepowodzenia nie były zaskoczeniem w podejściu SpaceX polegającym na szybkim iterowaniu. Podczas trzeciego lotu testowego w marcu 2024 Starship dotarł znacznie dalej – niemal ukończył lot dookoła globu – ale rozpadł się podczas ponownego wejścia w atmosferę nad oceanem. Wreszcie, 6 czerwca 2024 roku SpaceX z powodzeniem wyniósł Starshipa na orbitę (prawie) i sprowadził go w całości z powrotem na Ziemię, co oznaczało pierwszy raz, gdy w pełni wielokrotnego użytku statek kosmiczny tej skali przetrwał lot w kosmos i powrót przez atmosferę. Starship wystartował z Teksasu, osiągnął około 200 km wysokości i okrążył Ziemię, po czym wykonał kontrolowane nurkowanie nosem w dół z powrotem do atmosfery. Pomimo odklejenia się części płytek osłony termicznej i uszkodzenia jednego z klap, pojazd zwolnił i obrócił się pomyślnie do planowanego wodowania. Wodował miękko na Oceanie Indyjskim 65 minut po starcie, osiągając główne cele tego testu. Musk pochwalił lot, a SpaceX przygotowywał się do kolejnych testów. Ta seria szybkich startów i ostateczny sukces za czwartym razem w 2024 roku pokazały, że Starship jest realnym rozwiązaniem i przybliżyły SpaceX do operacyjnego, w pełni wielokrotnego użytku systemu. Ponieważ NASA liczy na Starshipa w programie Artemis, te wydarzenia były uważnie obserwowane. SpaceX zapowiedział, że planuje dziesiątki kolejnych lotów testowych i dąży do osiągnięcia tankowania na orbicie oraz pełnej wielokrotności użycia obu stopni w ciągu najbliższych kilku lat. Testy Starshipa podkreśliły filozofię SpaceX: przesuwać granice, uczyć się na błędach i udowadniać możliwość wielokrotnego użycia nawet na niespotykaną dotąd skalę.
  • Powrót New Shepard Blue Origin do lotów (2023): Blue Origin wstrzymało loty swojej suborbitalnej rakiety New Shepard po incydencie we wrześniu 2022 roku, kiedy to dysza silnika boostera uległa uszkodzeniu strukturalnemu, co spowodowało automatyczne przerwanie misji bezzałogowej kapsuły. Dochodzenie i naprawy trwały ponad rok – FAA wymagała od Blue Origin wdrożenia 21 działań naprawczych, w tym przeprojektowania silnika. W grudniu 2023 roku Blue Origin z powodzeniem wznowiło starty New Shepard, wysyłając kapsułę pełną eksperymentów na skraj kosmosu i bezpiecznie lądując boosterem na platformie. Było to ważne potwierdzenie wielokrotnego użycia konstrukcji Blue Origin i bezpieczeństwa operacyjnego. Lot udowodnił, że nowa dysza silnika i wprowadzone zmiany działają, co otworzyło drogę do wznowienia lotów turystycznych. (W grudniowym teście nie było pasażerów, ale loty z płacącymi klientami miały nastąpić wkrótce). Tymczasem Blue Origin poczyniło postępy przy New Glenn – pod koniec 2024 roku mieli w pełni zmontowane rakiety testowe i celowali w pierwszy start w 2024/25. W 2023 i 2024 roku Blue testowało także elementy swojego Project Jarvis – wielokrotnego użytku drugiego stopnia (choć głównie w tajemnicy) i kontynuowało prace nad silnikami BE-4 i BE-7, które napędzą New Glenn oraz przyszły lądownik księżycowy. Dużą wiadomością w maju 2023 było zdobycie przez Blue Origin kontraktu NASA na opracowanie załogowego lądownika księżycowego (we współpracy z Lockheed Martin), co wskazuje na zaufanie NASA do technologii Blue, która prawdopodobnie wykorzysta booster New Glenn do startu. Podsumowując, ostatnie osiągnięcia Blue Origin były mniej medialne niż SpaceX, ale konsekwentnie realizują swoją filozofię małych kroków.
  • Kamienie milowe Rocket Lab w zakresie ponownego użycia (2022–2023): Rocket Lab poczyniło znaczące postępy w udowadnianiu możliwości ponownego użycia małych rakiet. W lipcu 2022 roku firma przeprowadziła spektakularny test, podczas którego helikopter złapał spadający booster Electron na spadochronie – wyczyn pokazujący, że odzysk w powietrzu jest możliwy (choć booster został upuszczony chwilę później). W latach 2022 i 2023 Rocket Lab przeprowadziło kilka misji, w których pierwszy stopień przetrwał powrót do atmosfery i został odzyskany z oceanu. Pod koniec 2023 roku odzyskali boostery już sześć razy, w tym trzy udane odzyski tylko w 2023 roku. Przełom nastąpił w sierpniu 2023 roku, gdy Rocket Lab ponownie wykorzystało silnik, który już wcześniej leciał. Jeden z silników Rutherford Electron, użyty wcześniej w locie w maju 2023, został ponownie zakwalifikowany i zainstalowany w nowej rakiecie, która wystartowała 23 sierpnia 2023 z komercyjnym satelitą na pokładzie. „Ta misja to duży krok w kierunku wielokrotnego użycia rakiet Electron” – powiedział CEO Peter Beck, wyjaśniając, że to jeden z ostatnich etapów przed próbą ponownego lotu całego pierwszego stopnia. Ponownie użyty silnik zadziałał bez zarzutu. Następnie Rocket Lab ogłosiło, że w 2024 roku planuje ponownie wystrzelić cały booster, który został odzyskany i odnowiony. Te osiągnięcia pokazują, że nawet mały zespół z małą rakietą może rozwiązać zagadkę wielokrotnego użycia, choć stosując inną metodę niż lądowanie napędowe. Każdy sukces przybliża ich do rutynowego ponownego użycia. Zdobyta wiedza jest także wykorzystywana przy projektowaniu Neutron, ich rakiety nowej generacji, która od początku powstaje z myślą o szybkim ponownym użyciu.
  • Nowi gracze i testy: Ekosystem wielokrotnego użytku w sektorze wynoszenia ładunków na orbitę się rozrósł. Relativity Space przeprowadziło pierwszy start swojej rakiety Terran 1 w marcu 2023 roku – była to pierwsza rakieta wydrukowana w 3D – która, choć tylko częściowo udana (osiągnęła przestrzeń kosmiczną, ale nie orbitę), dostarczyła danych dla Terran R, w pełni wielokrotnego użytku rakiety rozwijanej przez Relativity. Arianespace/ESA w Europie przeprowadziło wstępne testy odpalenia silnika Prometheus wielokrotnego użytku oraz mały test skoku prototypowego stopnia wielokrotnego użytku w 2023 roku w Esrange w Szwecji, w ramach programu Themis. W Indiach ISRO w kwietniu 2023 roku przeprowadziło test, w którym prototyp skrzydlatego pojazdu RLV został zrzucony z helikoptera i autonomicznie wylądował na pasie startowym, demonstrując kluczowe elementy przyszłego kosmicznego samolotu wielokrotnego użytku. Chińskie startupy osiągnęły kilka kamieni milowych: w lipcu 2023 roku Zhuque-2 firmy LandSpace stała się pierwszą na świecie rakietą na metan, która osiągnęła orbitę (choć podczas tego lotu była jednorazowa), a w styczniu 2024 roku chińska firma (Space Pioneer) przeprowadziła test pionowego lądowania małego stopnia rakietowego. Pod koniec 2024 roku chińska firma Deep Blue Aerospace przygotowywała się do próby odzyskania pierwszego stopnia po starcie orbitalnym. W Japonii JAXA rozpoczęła prace nad rakietą suborbitalną wielokrotnego użytku jako platformą testową technologii. Tymczasem amerykańska firma SpaceX nieustannie biła rekordy ponownego użycia podczas rutynowych misji – do 2025 roku przeprowadzili ponad 70 misji Falcon 9 w jednym roku (2022 i ponownie w 2023), w zdecydowanej większości na używanych wcześniej boosterach, i ustanowili rekord ponownego lotu boostera (16 misji tym samym boosterem). Świętowali także 500. misję rodziny Falcon w 2023 roku, podkreślając, jak wielokrotność użycia umożliwiła tak wysoką częstotliwość startów.

Ogólnie rzecz biorąc, najnowsze doniesienia pokazują, że rakiety wielokrotnego użytku przechodzą od nowinki do codzienności. Wciąż zdarzają się niepowodzenia (rakiety to trudna sprawa), ale fakt, że tak duża rakieta jak Starship może przetrwać orbitę i ponowne wejście w atmosferę, albo że mała firma jak Rocket Lab potrafi odzyskać boostery z oceanu i ponownie użyć silników, jeszcze niedawno brzmiałby jak science fiction. Trend przyspiesza: każdy sukces zachęca do kolejnych, a nawet niepowodzenia (jak awaria silnika Blue Origin czy wczesne eksplozje Starshipa) są szybko analizowane i przezwyciężane. Co istotne, zmieniła się także polityka i podejście. NASA i amerykańskie wojsko, kiedyś ostrożne, w pełni zaakceptowały pojazdy wielokrotnego użytku. W 2022 roku Siły Kosmiczne USA po raz pierwszy pozwoliły SpaceX wynieść na orbitę cenny satelitę GPS na używanym boosterze Falcon 9, wyrażając po dokładnej certyfikacji przekonanie, że sprawdzony w locie booster nie stanowi „większego ryzyka” niż nowy. Jeszcze dekadę temu byłoby to nie do pomyślenia. Regulatorzy, tacy jak FAA, również się dostosowali, rutynowo wydając licencje na lądowania i ponowne loty boosterów. Na rynku operatorzy satelitów przyzwyczaili się (a nawet wolą) niższe ceny i częstsze możliwości startów, jakie oferują rakiety wielokrotnego użytku.

Podsumowując, obecny stan rzeczy (około 2024–2025) jest taki, że rakiety wielokrotnego użytku zostaną z nami na stałe i szybko stają się standardowym sposobem działania dla wielu usług wynoszenia ładunków na orbitę.

Wpływ ekonomiczny i środowiskowy: zalety i wady wielokrotnego użytku

Zalety i wyzwania ekonomiczne

Ekonomiczne uzasadnienie dla rakiet wielokrotnego użytku jest proste: poprzez ponowne wykorzystanie sprzętu, amortyzujesz ogromne koszty budowy rakiety na wiele lotów, zamiast wyrzucać tę inwestycję do oceanu po jednym użyciu. Koszty startów historycznie były główną barierą dla działalności kosmicznej – pojedyncze starty często kosztowały od kilkudziesięciu do kilkuset milionów dolarów. Wielokrotność użycia obiecuje przełamać tę barierę. W rzeczywistości, użycie wielokrotnego użytku boostera i kapsuły, zamiast systemów jednorazowych, może znacznie obniżyć koszt pojedynczego startu. Niektóre analizy wskazywały, że rakieta wielokrotnego użytku może być nawet o 65% tańsza niż równoważna rakieta jednorazowa dla tej samej misji. Drastyczne obniżki cen SpaceX przy Falcon 9 to potwierdzają: za około 67 mln dolarów Falcon 9 może wynieść ponad 20 ton na orbitę, podczas gdy wcześniejsze rakiety jednorazowe pobierały dwa do trzech razy więcej za podobny udźwig. Rocket Lab również spodziewa się spadku kosztu pojedynczego małego startu, gdy Electron będzie w pełni wielokrotnego użytku. Jak żartował niedawno jeden z artykułów branży kosmicznej: jeśli każdy lot linii lotniczych wymagałby budowy nowego Boeinga 747, podróże lotnicze byłyby absurdalnie drogie – na szczęście samoloty są używane wielokrotnie i ta sama zasada może dotyczyć rakiet.Wielokrotność użycia umożliwia także wyższą częstotliwość startów. Gdy booster może polecieć, wylądować i polecieć ponownie po krótkim czasie, operator nie musi budować całkowicie nowej rakiety do każdej misji. Oznacza to, że przepustowość startów może wzrosnąć bez liniowego wzrostu kosztów produkcji czy wielkości fabrykinasa.gov. SpaceX jest tu doskonałym przykładem: dzięki ponownemu użyciu boosterów mogła obsłużyć falę startów satelitów Starlink (często startując boosterami 5-10 razy w roku każdy), co byłoby zaporowo drogie, gdyby każda misja wymagała nowej rakiety. W istocie, rozłożenie stałych kosztów produkcji na wiele lotów znacznie obniża średni koszt pojedynczego lotu. Otwiera to drzwi do misji, które wcześniej byłyby nieopłacalne. Mniejsze firmy, ładunki uniwersyteckie i startupy mogą sobie pozwolić na starty; ambitne projekty jak megakonstelacje czy misje dalekiego kosmosu stają się finansowo bardziej realne.To powiedziawszy, wielokrotność użycia nie jest darmowym obiadem z ekonomicznego punktu widzenia. Opracowanie rakiety wielokrotnego użytku wymaga dużych nakładów na badania i rozwój na początku, a odnowienie sprzętu między lotami też kosztuje. Istnieje punkt opłacalności: booster musi polecieć określoną liczbę razy, by oszczędności przewyższyły dodatkowe koszty rozwoju i obsługi. Jeśli rakieta jest użyta tylko kilka razy, korzyści mogą być marginalne lub nawet ujemne. Jak zauważyła jedna z analiz: „Rakieta wielokrotnego użytku, która lata tylko trzy lub cztery razy w roku, jest daleka od bycia bardziej opłacalną [ekonomicznie] niż jednorazowa”, jeśli uwzględnić koszty utrzymania i ogólne. Wielokrotność użycia naprawdę błyszczy, gdy masz wysoką częstotliwość startów i możesz szybko przygotować pojazdy do kolejnych lotów. SpaceX osiągnęła to, tworząc własny popyt (starty Starlink), by często wykorzystywać boostery. Na rynkach o niższej liczbie startów (np. kraj zaledwie z kilkoma rządowymi startami rocznie), drogi system wielokrotnego użytku może mieć problem ze zwrotem kosztów. Europejscy urzędnicy mierzyli się z tym pytaniem: bez popytu na wzór Starlinka, czy Europa może uzasadnić w pełni wielokrotnego użytku rakietę, czy też stałaby ona zbyt często bezczynnie? To złożone równanie.Dodatkowo, wielokrotne użycie może wiązać się z kompromisami wydajnościowymi, które wpływają na ekonomię. Wzmacniacz wielokrotnego użytku zazwyczaj zachowuje część paliwa na manewry lądowania lub przenosi dodatkową masę (nogi do lądowania, osłony termiczne), co oznacza, że wynosi mniejszy ładunek, niż mógłby, gdyby był jednorazowy. Na przykład Falcon 9 firmy SpaceX może wynieść około 23 tony na niską orbitę okołoziemską w trybie jednorazowym, ale tylko ~18 ton podczas lądowania pierwszego stopnia, ponieważ zachowuje część paliwa w rezerwie i przenosi sprzęt do odzysku. Dla większości misji jest to akceptowalna strata, ale w przypadku bardzo ciężkich lub wymagających energetycznie misji, czasami wielokrotne użycie nie jest praktyczne. SpaceX czasami decyduje się na zużycie wzmacniacza (nie odzyskuje go) dla szczególnie wymagającego ładunku, aby uzyskać nieco lepszą wydajność. Pokazuje to, że wartość ponownego użycia musi być rozważona w kontekście wymagań misji. Dla celów takich jak orbita geostacjonarna lub trajektorie międzyplanetarne, częściowo wielokrotnego użytku rakieta może musieć lecieć w trybie jednorazowym lub użyć więcej stopni. Z ekonomicznego punktu widzenia, wielokrotne użycie jest obecnie najbardziej korzystne dla częstych, mniej wymagających energetycznie startów (takich jak wynoszenie satelitów na LEO), gdzie można często używać tych samych rakiet. W przypadku rzadkich, bardzo ciężkich misji (sondy na Marsa itp.), jednorazowe ciężkie wzmacniacze mogą nadal odgrywać rolę – przynajmniej do czasu, gdy w pełni wielokrotnego użytku super-rakiety takie jak Starship wejdą do użytku i zmienią ten rachunek ekonomiczny.

Podsumowując, ekonomiczne zalety wielokrotnego użycia rakiet są przekonujące: drastycznie niższy koszt krańcowy na lot, możliwość zwiększenia częstotliwości startów oraz otwarcie nowych rynków (takich jak turystyka kosmiczna czy duże konstelacje satelitów) poprzez obniżenie kosztów wynoszenia. Wady lub wyzwania to konieczność poniesienia znacznych inwestycji początkowych i pełny zwrot tylko przy odpowiednio wysokiej liczbie lotów i efektywności operacyjnej. Jednak wraz z dojrzewaniem technologii, paradygmat kosztowy niewątpliwie się zmienia. Dostęp do przestrzeni kosmicznej staje się tańszy, a wielokrotne użycie jest głównym tego powodem. Wymowne jest, że nawet sceptycy zmienili zdanie – w połowie lat 20. XXI wieku zarówno europejscy, jak i amerykańscy urzędnicy przyznali, że sukces modelu SpaceX „przekształcił branżę” i że ignorowanie wielokrotnego użycia nie jest długoterminowo możliwe. Słowami Elona Muska, rakiety wielokrotnego użytku to „kluczowy przełom potrzebny, by uczynić życie multiplanetarnym” – i choć to aspiracyjne spojrzenie, panuje zgoda, że są one z pewnością przełomem w uczynieniu lotów kosmicznych bardziej opłacalnymi z punktu widzenia biznesu.

Względy środowiskowe

Starty rakiet mają wpływ na środowisko, a wielokrotne użycie zmienia te skutki na różne sposoby – niektóre pozytywne, inne wymagające dokładnej analizy. Po stronie korzyści, ponowne użycie rakiet oznacza, że trzeba wyprodukować i zutylizować mniej rakiet, co może zmniejszyć ilość odpadów i zanieczyszczeń związanych z produkcją i utylizacją. Każdy stopień rakiety odzyskany i użyty ponownie to jeden wrak mniej tonący na dnie oceanu lub spalający się w atmosferze (z potencjalnym opadem szczątków). Przekłada się to na mniejsze zużycie materiałów (stopy metali, włókno węglowe itp.) i mniejszą produkcję nowych rakiet, co jest korzystne z punktu widzenia wykorzystania zasobów. Jak zauważył jeden z artykułów konsorcjum kosmicznego, „zmniejszenie liczby wyrzucanych elementów rakietowych ogranicza ilość śmieci kosmicznych… i ma wpływ na środowisko, wpisując się w rosnący nacisk na zrównoważone praktyki.” Zamiast traktować stopnie rakiet jako jednorazowe odpady, wielokrotne użycie utrzymuje je w obiegu. Pomaga to również łagodzić narastający problem śmieci kosmicznych na orbitach – na przykład, jeśli górne stopnie będzie można w przyszłości używać ponownie lub odpowiedzialnie deorbitować, oznaczałoby to mniej martwych obiektów dryfujących w przestrzeni.

Kolejna często przytaczana korzyść dla środowiska: wydajność paliwowa. Rakieta wielokrotnego użytku jest zaprojektowana do optymalnego wykorzystania paliwa, ponieważ każdy niewykorzystany zapas jest idealnie zabierany z powrotem (choć, wbrew intuicji, rakiety wielokrotnego użytku zabierają dodatkowe paliwo na lądowanie). Niektórzy zwolennicy twierdzą, że ogólnie rzecz biorąc system wielokrotnego użytku może zużywać mniej całkowitego paliwa na wyniesiony ładunek niż produkcja i wystrzelenie kilku rakiet jednorazowych, aby wynieść tę samą łączną masę ładunku. Uzasadnieniem jest to, że budowa nowej rakiety na każdy lot wymaga dużo energii i materiałów, podczas gdy odnowienie istniejącej jest mniej zasobochłonne. Jedno źródło sugeruje nawet, że rakiety wielokrotnego użytku „zużywają mniej paliwa niż rakiety jednorazowe, co czyni je stosunkowo lepszymi dla środowiska”. To twierdzenie może wydawać się zaskakujące, ponieważ pojedynczy lot rakiety wielokrotnego użytku zużywa więcej paliwa podczas misji (musi zarezerwować paliwo na lądowanie), ale jeśli pozwala to użyć tego samego pojazdu zamiast budować, powiedzmy, pięć oddzielnych rakiet, całkowity koszt paliwa (i energii) w cyklu życia może faktycznie być niższy. Analizy cyklu życia są złożone, ale intuicja jest taka, że recykling rakiety jest jak recykling czegokolwiek – może oszczędzać energię i emisje w porównaniu do produkcji nowej za każdym razem. Dodatkowo, wiele nowych rakiet wielokrotnego użytku przechodzi na czystsze paliwa: Starship firmy SpaceX i New Glenn firmy Blue Origin używają ciekłego metanu (CH4) i ciekłego tlenu, które spalają się bardziej kompletnie i wytwarzają mniej sadzy (czarnego węgla) w porównaniu do nafty (RP-1) używanej w starszych rakietach. Rakiety na metan mają o około 20–40% niższą emisję węgla i znacznie mniej sadzy oraz cząstek stałych w górnych warstwach atmosfery niż rakiety na naftę, według SpaceX. New Shepard firmy Blue Origin i niektóre stopnie New Glenn używają ciekłego wodoru i tlenu, których spaliny to tylko para wodna, zasadniczo zerowa emisja CO₂ (choć produkcja wodoru sama w sobie ma koszty środowiskowe, chyba że odbywa się metodami ekologicznymi). Krótko mówiąc, rakiety wielokrotnego użytku są często na czele zielonych technologii rakietowych, wykorzystując paliwa i silniki, które mają na celu minimalizację szkodliwych emisji, takich jak CO₂, CO i cząstki stałe.

Jednak wielokrotność użycia nie jest panaceum dla środowiska. Rakiety wciąż emitują gazy spalinowe bezpośrednio do górnych warstw atmosfery, a zwiększona częstotliwość startów – którą wielokrotność użycia umożliwia ekonomicznie – oznacza więcej startów i potencjalnie więcej emisji ogółem. Chociaż obecne globalne tempo startów jest stosunkowo niskie (około 150 startów orbitalnych na świecie w 2023 roku), a całkowity ślad węglowy jest znikomy w porównaniu z lotnictwem (spalanie paliwa rakietowego to historycznie <1% lotnictwa), obawy budzi to, że jeśli loty kosmiczne wzrosną o rzędy wielkości (jak przewidują niektórzy w związku z turystyką kosmiczną, konstelacjami satelitów itp.), skumulowane skutki dla atmosfery mogą stać się istotne. Na przykład rakiety uwalniają czarny węgiel (sadza) i cząstki tlenku glinu do stratosfery, gdzie te zanieczyszczenia mogą się utrzymywać i wpływać na chemię atmosfery oraz klimat. Silniki rakietowe na paliwo stałe (takie jak w wahadłowcu kosmicznym i niektórych obecnych rakietach) emitują kwas solny i tlenek glinu, które mogą lokalnie niszczyć ozon w swoim pióropuszu – choć przy niewielkiej liczbie startów efekt ten był bardzo lokalny i krótkotrwały. Jeśli częstotliwość startów znacznie wzrośnie, te efekty mogą się skumulować. Rakiety wielokrotnego użytku pomagają tutaj, przechodząc na paliwa ciekłe (np. minimalizując użycie paliw stałych) i ograniczając potrzebę produkcji wielu rakiet (emisje przemysłowe) dla danej liczby lotów.

Jednym z aspektów środowiskowych jest proces ponownego wejścia i odzyskiwania. Gdy stopień rakiety wraca przez atmosferę, jeśli nie jest odpowiednio kontrolowany, może się rozpaść i rozrzucić szczątki na dużym obszarze (słynny problem ponownego wejścia „kosmicznych śmieci”). Rakiety wielokrotnego użytku unikają niekontrolowanych powrotów – z założenia wracają albo na miejsce lądowania, albo do zaplanowanego wodowania w oceanie. Poprawia to bezpieczeństwo i czystość środowiska w porównaniu do odrzucanych stopni, które mogą rozrzucać szczątki. Niemniej jednak, kontrolowane ponowne wejście nadal generuje falę dźwiękową, a operacje lądowania (zwłaszcza lądowania napędowe) wymagają wyznaczenia stref wykluczenia, statków itp., co wiąże się z niewielkim wpływem na środowisko i logistykę. Lądowiska i obiekty do renowacji mają własne potrzeby w zakresie zarządzania środowiskowego (np. utylizacja pozostałego paliwa). Choć są to stosunkowo drobne kwestie, pokazują, że wielokrotność użycia przenosi część oddziaływań ze stref produkcyjnych na strefy operacyjne.

Kolejny pozytyw: Ograniczenie śmieci orbitalnych. W pełni wielokrotnego użytku system taki jak Starship oznaczałby, że żadne stopnie nie pozostają na orbicie. Obecne jednorazowe górne stopnie często pozostają na orbicie jako śmieci lub ostatecznie wchodzą w atmosferę w sposób niekontrolowany. Dzięki sprowadzaniu obu stopni z powrotem, Starship praktycznie wyeliminowałby powstawanie nowych śmieci orbitalnych podczas startów. Nawet częściowo wielokrotnego użytku systemy (jak Falcon 9) ograniczają ilość śmieci – SpaceX czasami wykonuje kontrolowane deorbitowanie swojego drugiego stopnia (nawet jeśli nie jest on używany ponownie), aby mieć pewność, że wróci do atmosfery i nie pozostanie na orbicie. Takie podejście „nie zostawiaj śmieci w kosmosie” łatwiej przyjąć, gdy wielokrotność użycia jest częścią filozofii projektowej.

Podsumowując bilans środowiskowy: Rakiety wielokrotnego użytku dobrze wpisują się w cele zrównoważonego rozwoju, ale wymagają świadomego wdrożenia. Z jednej strony ograniczają odpady, oszczędzają materiały i mogą wykorzystywać czystsze technologie paliwowe – czyniąc każdy start bardziej efektywnym pod względem zasobów. Z drugiej strony, umożliwiając znacznie więcej startów (i większe pojazdy), mogą zwiększyć ogólną emisję i zanieczyszczenie na dużych wysokościach, jeśli nie zostaną wprowadzone bardziej ekologiczne paliwa i praktyki. Branża jest tego świadoma i już poszukuje rozwiązań (np. paliwa neutralne węglowo, czy nawet przyszłe koncepcje pierwszych stopni z napędem oddechowym itp.). Jeden z naukowców zajmujących się środowiskiem kosmicznym, Martin Ross z The Aerospace Corporation, ujął to tak: obecna emisja dwutlenku węgla przez przemysł kosmiczny jest znikoma (<1% lotnictwa), ale musimy badać i przewidywać skutki w miarę rozwoju branży. Co ważne, nowa generacja rakiet podejmuje decyzje z myślą o wpływie na środowisko: np. silniki BE-3 i BE-7 firmy Blue Origin spalają wodór/tlen (czyste spaliny), SpaceX przeszło z brudnej nafty na czystszy metan, a Rocket Lab używa wysoko rafinowanej nafty, ale planuje zrekompensować lub zminimalizować swój ślad.

Podsumowując, wpływ wielokrotnego użycia na środowisko jest w wielu aspektach zdecydowanie pozytywny – zwłaszcza poprzez ograniczenie produkcji przemysłowej i śmieci kosmicznych – ale nie eliminuje wszystkich obaw. Tak jak rakiety wielokrotnego użytku czynią kosmos bardziej dostępnym, ważne będzie, aby zwiększony dostęp nie prowadził do niezamierzonych szkód środowiskowych. Przy odpowiednim zarządzaniu i dalszych innowacjach (być może recykling paliw, wykorzystanie bardziej ekologicznych paliw itp.), celem jest naprawdę zrównoważony cykl startów kosmicznych, w którym rakiety mogą rutynowo startować i lądować przy minimalnym wpływie na naszą planetę.

Wyzwania techniczne i inżynieryjne

Zbudowanie rakiety, która nie tylko dotrze w kosmos, ale także wróci w jednym kawałku, to ogromne wyzwanie inżynieryjne. Rakiety wielokrotnego użytku napotykają te same przeszkody co rakiety jednorazowe (potężne silniki, redukcja masy, naprowadzanie itp.), a dodatkowo całą gamę kolejnych złożoności. Oto niektóre z kluczowych wyzwań technicznych i sposoby, w jakie inżynierowie sobie z nimi radzą:

  • Przetrwanie ponownego wejścia w atmosferę i ciepła: Być może najbardziej oczywistym wyzwaniem jest wytrzymanie ogromnego ciepła i naprężeń podczas ponownego wejścia w atmosferę Ziemi. Gdy stopień rakiety spada z krawędzi kosmosu, może poruszać się z prędkością 10 do 25 razy większą od prędkości dźwięku, uderzając w gęste powietrze, które może rozgrzać powierzchnie do tysięcy stopni. Dla pojazdów wielokrotnego użytku oznacza to, że osłona termiczna jest kluczowa. Promy kosmiczne miały słynnie tysiące płytek termicznych, by przetrwać wejście z orbity. Współczesne wielokrotne boostery, takie jak Falcon 9, podchodzą do ponownego wejścia inaczej: gwałtownie hamują poprzez naddźwiękowe odpalenie silników wstecznych, by zwolnić i uniknąć najgorszego nagrzewania. Mimo to muszą być bardzo wytrzymałe – kratownice i inne powierzchnie wykonane są z materiałów odpornych na wysoką temperaturę (SpaceX stosuje tytanowe kratownice w Falconie 9, ponieważ aluminiowe odkształcały się od ciepła podczas pierwszych lotów). Górny stopień Starshipa od SpaceX, który doświadcza wyższych prędkości wejścia orbitalnego, jest pokryty ceramicznymi płytkami ochrony termicznej na spodzie, podobnie jak prom. Podczas testowych wejść Starshipa w latach 2023–24 inżynierowie obserwowali odklejające się płytki i przypalane klapy – co pokazuje, jak surowe są te warunki. Podczas udanego lotu Starshipa w czerwcu 2024 roku „kawałki metalu i… płytki osłony termicznej zaczęły odpadać” podczas ognistego zejścia. Oczywiste jest, że dopracowanie trwałych, lekkich osłon termicznych (i utrzymanie ich na miejscu!) to ogromne wyzwanie. SpaceX stale udoskonala projekt płytek i metody ich mocowania, by Starship mógł wracać z orbity wielokrotnie bez konieczności pełnej renowacji za każdym razem. Inne podejścia, jak w boosterze New Glenn od Blue Origin, będą wykorzystywać wytrzymałą powłokę termiczną nakładaną jak farba oraz pewne aktywne chłodzenie, by przetrwać wejście z niższą prędkością, zbliżoną do prędkości orbitalnej. Każdy projekt wielokrotnego użytku musi znaleźć sposób, by zapobiec topnieniu lub rozpadaniu się kluczowych struktur – co nie jest trywialnym zadaniem.
  • Prowadzenie, Nawigacja i Sterowanie (GNC): Lądowanie stopnia rakiety z powrotem na Ziemi jest często porównywane do „balansowania kijem od miotły na dłoni” – to dynamicznie niestabilny, trudny problem sterowania. Booster opada tyłem do przodu i musi utrzymać prawidłową orientację (za pomocą grid finów lub wychylenia silników) wbrew wiatrom i zakłóceniom, a następnie odpalić silniki w precyzyjnie odpowiednim momencie, aby wyhamować i delikatnie wylądować. Osiągnięcie tego wymagało postępu w komputerach pokładowych, czujnikach (takich jak GPS i jednostki pomiaru inercyjnego) oraz algorytmach sterowania. SpaceX miało kilka prawie udanych prób i „twardych lądowań” podczas pierwszych prób (2013–2016), gdy dostrajali swoje oprogramowanie lądowania. Teraz wygląda to niemal rutynowo, ale pod maską system dokonuje nieustannych mikroregulacji. Suborbitalny New Shepard firmy Blue Origin, choć wolniejszy, również musiał opanować napędowe lądowanie z dużej wysokości. Ciekawa uwaga od Jeffa Bezosa: fizyka faktycznie sprzyja większym rakietom, jeśli chodzi o pionowe lądowanie. „Pionowe lądowanie lubi duże rakiety, bo łatwiej zbalansować kij od miotły niż ołówek na palcu” – zauważył Bezos, co oznacza, że wysoki, masywny booster jest nieco bardziej stabilny podczas opadania niż mały. To dobrze wróży dużym boosterom, takim jak New Glenn czy Starship. Niemniej jednak każda lądująca rakieta potrzebuje solidnego oprogramowania do obsługi regulacji ciągu silnika, korekt kursu i ostatnich poprawek (co widać, gdy boostery Falcon czasem lekko się przechylają, a potem prostują tuż przed lądowaniem). Co więcej, lądowanie na ruchomej platformie-dronie na morzu (w przypadku SpaceX) dodaje złożoności – system musi radzić sobie z ruchem platformy i mniejszym obszarem docelowym. Jak dotąd zaawansowane systemy GNC sprostały zadaniu, umożliwiając precyzyjne lądowania, które kiedyś uważano za niemal niemożliwe. W 2022 roku booster Falcon 9 wylądował z dokładnością do zaledwie metra lub dwóch na platformie-dronie – to zdumiewające osiągnięcie w dziedzinie sterowania.
  • Zużycie strukturalne: Rakiety buduje się tak lekkie, jak to możliwe, co często oznaczało w czasach rakiet jednorazowych, że były eksploatowane blisko granic wytrzymałości materiałów podczas jednego lotu. Rakiety wielokrotnego użytku muszą wytrzymać nie jeden, lecz wiele lotów, więc inżynierowie muszą zapewnić, że struktury, zbiorniki i silniki przetrwają powtarzające się cykle obciążeń. Obejmuje to radzenie sobie z zmęczeniem materiału (mikropęknięcia rosnące przy wielokrotnym obciążeniu), wibracjami i akustyką (start i wejście w atmosferę są głośne i gwałtowne, co może stopniowo rozluźniać elementy), oraz cyklami termicznymi (wielokrotne nagrzewanie i chłodzenie może osłabiać materiały). SpaceX poradziło sobie z częścią tych problemów, wzmacniając niektóre komponenty Falcona 9 w kolejnych wersjach (Falcon 9 „Block 5” wprowadzony w 2018 roku został zoptymalizowany pod kątem szybkiego ponownego użycia, z ulepszonymi, odpornymi na ciepło dyszami silników, powłokami ochronnymi itd.). Mają też procedury inspekcji, aby sprawdzać strukturę między lotami. Jednym z kluczowych elementów narażonych na duże obciążenia jest silnik – wielokrotne odpalanie i regulacja ciągu powodują naprężenia. Jednak silniki Merlin SpaceX okazały się niezwykle wytrzymałe, niektóre latały ponad 10 razy. Podejście Rocket Lab z Electronem było pouczające: ich booster jest z kompozytu węglowego i teoretycznie jednorazowy, ale okazało się, że odzyskane stopnie były w na tyle dobrym stanie, że można by je ponownie wykorzystać po drobnych naprawach, co wskazuje na istnienie marginesów bezpieczeństwa. Mimo to certyfikacja sprzętu do ponownego użycia wymaga rygorystycznej analizy, a czasem testów aż do zniszczenia, by poznać granice. Wyzwanie polega na znalezieniu właściwej równowagi: uczynić rakietę wystarczająco wytrzymałą do ponownego użycia, ale nie tak przewymiarowaną, by straciła zbyt dużo osiągów. Nowoczesne materiały (jak zastosowanie przez SpaceX stali nierdzewnej w Starshipie, która lepiej znosi ciepło i naprężenia niż aluminium) pomagają w tym zakresie.
  • Systemy napędu i lądowania: Wykonanie manewru lądowania w odpowiednim momencie to kwestia życia lub śmierci dla wielokrotnego użytku boostera. Wymaga to silników, które mogą niezawodnie się restartować i mieć szeroki zakres regulacji ciągu. Wiele tradycyjnych silników rakietowych nie zostało zaprojektowanych do zatrzymywania i ponownego uruchamiania w trakcie lotu, nie mówiąc już o wielokrotnych restartach. SpaceX musiało sprawić, by silnik Merlin był zdolny do restartu podczas manewrów boostback, wejścia w atmosferę i lądowania. BE-3 firmy Blue Origin (na New Shepard) może głęboko zmniejszać ciąg do zaledwie kilku procent maksymalnej mocy, co pozwala na delikatne lądowania – to zdolność, której brakuje wielu silnikom. Projektowanie silników do ponownego użycia oznacza także, że muszą one wytrzymywać wielokrotne odpalenia. Dlatego konserwacja między lotami jest istotnym czynnikiem: na przykład główne silniki promu kosmicznego (RS-25) były wielokrotnego użytku i niezwykle wydajne, ale wymagały rozległych inspekcji i renowacji po każdej misji, w tym wymiany części turbin itp. SpaceX dążyło do znacznie bardziej „przemysłowego” podejścia z Merlinami: umiarkowana wydajność, ale łatwość ponownego użycia przy minimalnej pracy (ich celem było, by „inspekcja Falcona 9 między lotami była jak inspekcja samolotu” – szybka gotowość do kolejnego lotu). Osiągnięcie tego wymagało uproszczeń, takich jak stosowanie termicznie stabilnych konstrukcji, unikanie egzotycznych materiałów, które mogą być kruche, oraz projektowanie pod kątem mniejszej liczby niestabilności spalania (zmora silników rakietowych). Wybór paliwa również ma znaczenie – np. metan spala się czyściej niż nafta, co oznacza mniej sadzy w silniku i instalacji, a tym samym mniejszą potrzebę czyszczenia między lotami. Warto zauważyć, że Rocket Lab musiał zmierzyć się z zanurzeniem w wodzie morskiej podczas odzyskiwania silników Electron – korozja solna może zniszczyć silniki, więc opracowali metody ochrony lub szybkiego płukania silników po odzyskaniu. W przyszłości możemy zobaczyć systemy łapania silników lub lądowania na suchym lądzie, by całkowicie uniknąć kontaktu z wodą morską (SpaceX unika słonej wody, lądując na statkach). Każda z tych kwestii to rozwiązywalny problem inżynieryjny, ale wymaga iteracji i kreatywnych rozwiązań.
  • Szybkie operacje z krótkim czasem realizacji: Wyzwanie stanowią nie tylko same elementy rakiety, ale także procesy. Aby naprawdę uzyskać korzyści ekonomiczne, ponowne użycie musi być szybkie i tanie. Jeśli booster wymaga 3-miesięcznego demontażu i renowacji między lotami, traci się dużą część korzyści (co pokazał program wahadłowców). Wyzwanie polega więc na zaprojektowaniu operacji, w których można wylądować boosterem i w ciągu kilku dni lub tygodni zatankować go i ponownie wysłać przy minimalnej interwencji człowieka. SpaceX poczynił postępy: ich rekord to ponowny lot boostera po około 21 dniach i dążą do dalszego skrócenia tego czasu. Jeff Bezos powiedział, że celem New Glenn jest czas przygotowania boostera do ponownego lotu wynoszący 16 dni. Osiągnięcie tego wymaga usprawnienia inspekcji (może z użyciem zaawansowanych metod nieniszczących, takich jak obrazowanie struktury w poszukiwaniu pęknięć, a nawet czujników in-situ monitorujących stan rakiety podczas lotu), automatyzacji procesów (np. użycie robotów do nakładania lub sprawdzania płytek osłony termicznej itp.) oraz zapewnienia, że konstrukcja rakiety jest „operacyjna” – łatwa w serwisowaniu, dostępie i ponownym montażu. Według Bezosa, chcą, by ponowne użycie było tak płynne, że „eksploatacja nigdy nie sprawi, że jednorazowość będzie miała sens” – to naprawdę wysokie wymagania. Z drugiej strony, niektórzy eksperci ostrzegają, że zbyt duży nacisk na szybki czas realizacji może zagrażać bezpieczeństwu lub powodować narastanie ukrytych uszkodzeń. Wojskowa koncepcja „szybkiego ponownego użycia” (np. wystrzelenie tej samej rakiety dwa razy w ciągu 24 godzin) została zademonstrowana w testach suborbitalnych, ale jeszcze nie w orbitalnych, i nie wiadomo, czy ultrakrótki czas realizacji będzie opłacalny lub potrzebny dla większości klientów. Niemniej jednak stworzenie wielokrotnego użytku systemu obejmuje zaprojektowanie wszystkiego – od transportu (przemieszczanie wylądowanych boosterów z powrotem na miejsce startu), hangarów do renowacji, magazynowania między lotami itd. SpaceX zbudował całą flotę statków do odzysku, dźwigów, a teraz nawet zrobotyzowane ramię chwytające (wieża „Mechazilla” w Boca Chica), aby usprawnić przyszłe operacje Starshipa. To ekosystem wyzwań inżynieryjnych wykraczających poza samą rakietę.

Krótko mówiąc, uczynienie rakiet wielokrotnego użytku wymaga pokonania niewiarygodnie złożonych problemów fizycznych i inżynieryjnych: ekstremalnego ciepła, precyzyjnej kontroli, ponownego użycia materiałów poddanych obciążeniom, niezawodnych silników i wydajnych operacji. Każda firma napotkała na tej drodze niepowodzenia – SpaceX stracił kilka prototypów zanim dopracował lądowania Falcona, Blue Origin musiał przeprojektować część silnika po awarii, Rocket Lab musiał poprawić projekt spadochronów i nauczyć się wyławiać boostery z wzburzonego morza. Jednak te wyzwania są stopniowo pokonywane. Każdy lot testowy, nawet nieudany, dostarcza inżynierom cennych lekcji. W rezultacie to, co kiedyś wydawało się niemal niemożliwe – np. bezpieczne sprowadzenie na Ziemię 14-piętrowego stopnia rakiety poruszającego się z prędkością hipersoniczną – jest dziś rutyną (choć wciąż imponującą). Przed nami kolejne wyzwania (jak uczynienie górnych stopni wielokrotnego użytku, co jest jeszcze trudniejsze ze względu na większe prędkości wejścia w atmosferę i mniejsze rezerwy paliwa na lądowanie), ale trend jest taki, że inżynierowie znajdują innowacyjne rozwiązania. Techniczne przeszkody wczoraj stają się dziś standardową praktyką w dziedzinie wielokrotnego użytku rakiet.

Implikacje wojskowe i komercyjne

Pojawienie się rakiet wielokrotnego użytku nie tylko zmienia biznes i eksplorację – ma także istotne znaczenie dla bezpieczeństwa narodowego, obronności oraz całego sektora komercyjnego kosmosu.

Po stronie komercyjnej, tańsze i częstsze możliwości startów umożliwiają powstawanie nowych rodzajów firm i usług. Być może najbardziej widocznym skutkiem jest pojawienie się megakonstelacji satelitów. Projekt Starlink firmy SpaceX – mający na celu tysiące satelitów szerokopasmowego internetu – jest bezpośrednim beneficjentem wielokrotnego użycia. Dzięki wielokrotnemu wykorzystywaniu boosterów Falcon 9, SpaceX drastycznie obniżył koszt wdrożenia sieci Starlink, rutynowo wynosząc partie 50-60 satelitów. To po prostu nie byłoby ekonomicznie opłacalne przy użyciu jednorazowych rakiet w tradycyjnych cenach. Podobnie inne firmy planujące konstelacje (OneWeb, Project Kuiper Amazona itd.) liczą na dostępność częstych, tańszych startów (od dostawców takich jak SpaceX, Blue Origin, przyszłe wielokrotnego użytku rakiety Arianespace itd.), aby ich modele biznesowe były wykonalne. W szerszym ujęciu wielokrotność użycia poszerza dostęp do przestrzeni kosmicznej dla mniejszych graczy. Niższe koszty startów oznaczają, że uniwersytety, małe startupy, a nawet agencje kosmiczne krajów rozwijających się mogą wynosić ładunki, które wcześniej były poza ich zasięgiem. Obserwujemy eksplozję startupów zajmujących się małymi satelitami (do obrazowania Ziemi, komunikacji, prognoz pogody i demonstracji technologii) – wiele z nich wprost wskazuje na przystępne cenowo loty Falconem 9 lub Electronem jako klucz do swojego istnienia. Jak zauważył jeden z ekonomistów branży kosmicznej, model wielokrotnego użycia SpaceX „drastycznie obniża koszty startów i zwiększa częstotliwość lotów” na misje LEO, co jest przełomem dla komercyjnej opłacalności przedsięwzięć kosmicznych.

Dodatkowo, wielokrotność użycia otwiera nowe rynki, takie jak turystyka kosmiczna. Blue Origin i Virgin Galactic (ta ostatnia używa częściowo wielokrotnego użytku samolotu kosmicznego startującego z powietrza) przewiozły już prywatnych obywateli w kosmos. Choć to dopiero początki, ta branża będzie opierać się na pojazdach, które mogą latać często i bezpiecznie – zasadniczo na operacjach podobnych do lotnictwa – co jest możliwe tylko dzięki wielokrotnemu użyciu. Rakiety wielokrotnego użytku sprawiają także, że koncepcje takie jak serwisowanie na orbicie i infrastruktura kosmiczna stają się bardziej realne; na przykład firma może wystrzelić moduł stacji kosmicznej lub orbitalny magazyn paliwa, wiedząc, że misje zaopatrzeniowe lub montażowe można wykonać na używanych już boosterach, po niższych kosztach.

Dotychczasowi dostawcy usług wynoszenia i przemysł lotniczy musieli szybko się dostosować. Przez dekady firmy takie jak ULA czy agencje międzynarodowe szczyciły się niezwykle niezawodnymi, jednorazowymi rakietami (Atlas, Delta, Ariane itd.), często z konserwatywnymi marginesami projektowymi i odpowiednio wysokimi kosztami. Sukces SpaceX w dziedzinie wielokrotnego użycia był przełomowy – zmusił tych graczy do rozważenia nowych modeli ekonomicznych pod groźbą utraty udziału w rynku komercyjnym. Już teraz widzimy, że Arianespace ma trudności: ich nadchodząca Ariane 6 została zaprojektowana zanim udowodniono możliwość wielokrotnego użycia Falcona 9 i nie jest wielokrotnego użytku; w rezultacie Ariane 6 może być mniej konkurencyjna cenowo, a niektórzy w Europie chcą jak najszybciej wprowadzić wielokrotność użycia w kolejnych projektach. Rakieta Vulcan ULA początkowo będzie jednorazowa, ale ULA nie wyklucza częściowego wielokrotnego użycia. Presja konkurencyjna ze strony firm oferujących wielokrotność użycia napędza bardziej dynamiczny, innowacyjny rynek startów, co może prowadzić do konsolidacji lub zmian – np. niektórzy przewidują, że w dłuższej perspektywie będzie mniej dostawców, ponieważ jeśli jedna firma może wykonać dziesięć razy więcej misji tą samą flotą (dzięki wielokrotnemu użyciu), może przejąć większy udział w rynku. W ujęciu ekonomicznym wielokrotność użycia może zmniejszyć całkowite zapotrzebowanie na nowe rakiety (ponieważ każda rakieta wykonuje więcej lotów), co uderzy w producentów polegających na budowie wielu egzemplarzy. Może jednak także stymulować popyt poprzez obniżenie cen i umożliwienie większej liczby przedsięwzięć w kosmosie, a tym samym potencjalnie zwiększyć liczbę startów ogółem. W istocie obserwujemy klasyczny scenariusz innowacji przełomowej.

Dla wojska i bezpieczeństwa narodowego, rakiety wielokrotnego użytku niosą zarówno szanse, jak i pewne strategiczne rozważania. Główną korzyścią, jaką widzi wojsko, jest responsywny start. W strategii kosmicznej wojska coraz większy nacisk kładzie się na zdolność szybkiego zastępowania lub wzmacniania satelitów na orbicie, zwłaszcza jeśli niektóre zostaną zniszczone w konflikcie (koncepcja zwana „taktycznie responsywną przestrzenią”). Rakiety wielokrotnego użytku, dzięki szybkiemu przygotowaniu do lotu, mogą umożliwić wojsku starty na krótkie wezwanie, ponieważ booster można przygotować i ponownie wystrzelić bez czekania na zbudowanie nowego pojazdu. Na przykład Siły Kosmiczne USA w 2021 roku użyły ponownie wykorzystanego boostera Falcon 9 do wyniesienia satelity GPS (po początkowej niechęci). Gdy SpaceX udowodnił niezawodność, wojsko zaakceptowało ponowne użycie – urzędnicy stwierdzili po certyfikacji, że nie uważają boostera z udokumentowanym lotem za bardziej ryzykownego niż nowy. To znaczące: oznacza, że wojsko również korzysta z oszczędności (po co wydawać 100 mln dolarów na nową rakietę do każdej misji, skoro używana za połowę ceny wystarczy?). Te oszczędności można przeznaczyć na inne potrzeby obronne lub umożliwić wyniesienie większej liczby satelitów w tym samym budżecie.

Co więcej, wraz z możliwością rozszerzenia konfliktów na przestrzeń kosmiczną (broń antysatelitarna itp.), posiadanie floty rakiet wielokrotnego użytku może stać się atutem strategicznym. Wyobraź sobie scenariusz, w którym państwo może odtworzyć konstelację satelitów w ciągu kilku dni po ataku, używając rakiet, które lądują i szybko startują ponownie – to mogłoby odstraszyć przeciwników od atakowania satelitów w ogóle. Wojsko USA i DARPA przeprowadzały ćwiczenia i konkursy mające na celu bardzo szybkie starty; jednym z pomysłów jest posiadanie boosterów w gotowości, które mogą wynieść małe ładunki w ciągu 24 godzin od wezwania. Systemy wielokrotnego użytku są do tego naturalnie przystosowane, ponieważ obniżają koszty i mogą być testowane/udoskonalane przez częste użycie w czasie pokoju, co zapewnia niezawodność, gdy będzie to potrzebne.

Z geopolitycznego punktu widzenia, wielokrotność użycia staje się także pewnego rodzaju wyścigiem zbrojeń. Fakt, że Chiny intensywnie inwestują w technologię rakiet wielokrotnego użytku, pokazuje, że dostrzegają jej strategiczne znaczenie. Dominacja w kosmosie to nie tylko posiadanie rakiet, ale posiadanie tanich, szybko dostępnych rakiet. Niektórzy komentatorzy zauważają, że możliwości SpaceX są niemal jak posiadanie systemu szybkiego globalnego rozmieszczenia, którego inne państwa nie są w stanie jeszcze dorównać. Rzeczywiście, Musk rozważał (a nawet podpisał umowę z wojskiem USA na badania) pomysł użycia Starshipa do transportu punkt-punkt na Ziemi, dostarczając ładunki lub nawet żołnierzy na drugi koniec globu w mniej niż godzinę. Choć to wciąż spekulacje, podkreśla to, jak rakiety wielokrotnego użytku mogą mieć wojskowe zastosowania logistyczne daleko wykraczające poza wynoszenie satelitów – zasadniczo działając jak superszybkie samoloty transportowe, które mogą suborbitalnie przeskakiwać między kontynentami.

Jednak wojsko bierze też pod uwagę niezawodność i kontrolę. Na początku część wojskowych była sceptyczna wobec ponownego użycia w przypadku kluczowych ładunków dla bezpieczeństwa narodowego, obawiając się, że używana rakieta może być mniej niezawodna. Ten sceptycyzm w dużej mierze zniknął po udanych misjach (Siły Kosmiczne wielokrotnie korzystały już z używanych Falconów 9). Kolejną kwestią jest baza przemysłowa i niezależność: jeśli jedna prywatna firma (np. SpaceX) zdominuje rynek dzięki super-wielokrotnej rakiecie, czy rząd nie ryzykuje zbyt dużego uzależnienia od niej? To częściowo dlatego Departament Obrony USA nadal wspiera wielu dostawców usług startowych (w tym nowych, jak Blue Origin i powstające firmy z małymi rakietami) – by zapewnić redundancję i uniknąć pojedynczego punktu awarii lub monopolu.

Dla komercyjnego przemysłu satelitarnego wielokrotność użycia rakiet okazała się dobrodziejstwem pod względem niższych kosztów, ale wprowadza też nowe dynamiki. Na przykład producenci satelitów mogą dostosowywać swoje projekty, aby korzystać z częstszych startów, być może tworząc satelity o krótszej żywotności, ale regularnie wysyłając ich zamienniki (ponieważ starty są tańsze i łatwo dostępne – strategia zgodna z podejściem megakonstelacji). Modele ubezpieczeniowe i kontraktowe również musiały się dostosować: początkowo ubezpieczyciele zastanawiali się, czy lot na „używanej” rakiecie jest bardziej ryzykowny (co prowadziło do wyższych składek), ale dane pokazały, że używane boostery są jak dotąd równie niezawodne. Obecnie klienci satelitarni często wręcz proszą o lot na sprawdzonym boosterze, wiedząc, że przeszedł już lot i został przetestowany.

Jeszcze jedna implikacja: przyspieszenie innowacji. Dzięki częstym i przystępnym cenowo startom, wielokrotność użycia pozwala firmom i naukowcom szybciej iterować technologie satelitarne (krótszy czas oczekiwania na start, niższy koszt prób). To analogiczne do tego, jak tania moc obliczeniowa napędziła innowacje w oprogramowaniu – tanie starty mogą napędzić innowacje w sprzęcie kosmicznym i aplikacjach. Już widzimy początki tego zjawiska, np. firmy aktualizują swoje konstelacje satelitów co kilka lat, korzystając z nowej technologii (bo mogą często wysyłać zamienniki). Wojsko również może na tym skorzystać, testując nowe systemy w kosmosie częściej i bez ogromnych kosztów.

W szerszej perspektywie, rakiety wielokrotnego użytku zmieniają strategiczny krajobraz: dostęp do przestrzeni kosmicznej staje się mniej kwestią posiadania największej rakiety, a bardziej posiadania najinteligentniejszego, najbardziej opłacalnego systemu startowego. Kraje inwestujące w wielokrotność użycia (USA, Chiny, być może Indie itd.) mogą wyprzedzić te, które tego nie robią, pod względem elastyczności operacyjnej w kosmosie. Podmioty komercyjne, które opanują ponowne użycie, mogą wyprzedzić konkurentów trzymających się modeli jednorazowych – już widzieliśmy, jak kilka startupów rakietowych zmieniło podejście i zaczęło rozważać wielokrotność użycia po początkowym jej odrzuceniu (przykładem jest Rocket Lab; nawet ArianeGroup w Europie początkowo twierdziła, że ponowne użycie niewiele oszczędza, by potem zmienić zdanie po sukcesach SpaceX). Ta zmiana przypomina przejście od samolotów śmigłowych do odrzutowych czy od żaglowców do parowców – ci, którzy się dostosują, przetrwają, ci, którzy nie, ryzykują przestarzałość.

Podsumowując, implikacje wielokrotnego użycia rakiet są bardzo szerokie: ekonomicznie obniża koszty i zmniejsza bariery wejścia; komercyjnie umożliwia nowe usługi i zmusza dotychczasowych graczy do innowacji; wojskowo zapewnia strategiczną odporność i zdolność szybkiej reakcji. Można śmiało powiedzieć, że wchodzimy w nową erę, w której potęga kosmiczna będzie mierzona nie tylko liczbą startów, ale tym, jak szybko, tanio i często można je przeprowadzać – i to jest dziedzictwo rewolucji rakiet wielokrotnego użytku.

Perspektywy ekspertów na temat rakiet wielokrotnego użytku

Wzrost znaczenia rakiet wielokrotnego użytku jest uważnie obserwowany przez ekspertów branżowych, naukowców i liderów opinii, z których wielu wypowiadało się na temat ich znaczenia. Poniżej przedstawiamy kilka spostrzeżeń i cytatów od wybitnych postaci i ekspertów:

  • Elon Musk (Założyciel/CEO SpaceX): Musk od początku był jednym z najgłośniejszych zwolenników wielokrotnego użycia. Słynnie porównał rakiety jednorazowe do wyrzucania nowego Boeinga 747 po jednym locie, nazywając to szaleństwem. W opinii Muska, „w pełni wielokrotnego użytku orbitalna rakieta to kluczowy przełom potrzebny, by uczynić życie wieloplanetarnym.” Twierdzi, że bez drastycznego obniżenia kosztów dzięki ponownemu użyciu, zasiedlenie Marsa czy prowadzenie naprawdę wielkoskalowych operacji kosmicznych pozostanie niepraktyczne. Po tym, jak Starship SpaceX osiągnął pierwsze miękkie lądowanie na oceanie w 2024 roku, Musk napisał na Twitterze: „Starship doleciał aż do miękkiego lądowania na oceanie!” wyrażając ekscytację, że nawet przy pewnych uszkodzeniach osłony termicznej pojazd przetrwał. Musk postrzega to jako potwierdzenie inżynierii – że wytrzymałość i ponowne użycie są osiągalne nawet w skali Starshipa. Strategia jego firmy odzwierciedla tę filozofię: iteracyjne testy SpaceX i szybkie ponowne użycie boosterów pokazują jego wiarę w naukę przez działanie i szybkie popychanie technologii do przodu.
  • Gwynne Shotwell (Prezes/COO SpaceX): Shotwell dostarczyła praktycznych spostrzeżeń na temat tego, jak ponowne użycie zmieniło operacje SpaceX. Zauważyła, że dzięki ponownemu użyciu boosterów SpaceX mogło dramatycznie zwiększyć częstotliwość startów, mówiąc mediom, że zamiast budować 40 nowych boosterów rocznie, mogą zbudować np. 10 i każdy poleci 4 razy, oszczędzając ogromne zasoby. W 2018 roku powiedziała też słynnie: „Jeśli nie lądujemy naszych rakiet, wychodzimy z biznesu.” To podkreśliło, jak centralne dla strategii konkurencyjnej SpaceX na rynku wynoszenia ładunków jest ponowne użycie.
  • Jeff Bezos (Założyciel Blue Origin): Bezos, który często wypowiada się z perspektywą długoterminową, łączy wielokrotne użycie z szerszym celem umożliwienia milionom ludzi życia i pracy w kosmosie. W 2016 roku, po pierwszym ponownym użyciu boostera New Shepard przez Blue Origin, Bezos powiedział, że to był „jeden z największych momentów w moim życiu… zobaczyć, jak ten booster ląduje delikatnie na platformie, gotowy do ponownego lotu.” Podkreślał, jak postęp krok po kroku udowadnia niedowiarkom, że się mylą. W wywiadzie z 2023 roku Bezos przedstawił zniuansowane spojrzenie na ekonomię ponownego użycia, stwierdzając: „Celem dla stopnia jednorazowego jest, by stał się tak tani w produkcji, że wielokrotne użycie nigdy nie będzie miało sensu. Celem dla stopnia wielokrotnego użytku jest, by był tak operacyjny, że jednorazowość nigdy nie będzie miała sensu.” Tym samym podkreślił podejście Blue Origin polegające na jednoczesnym ulepszaniu produkcji i operacyjności, by znaleźć najlepszą równowagę. Bezos powiedział też: „Wiemy, jak lecieć w kosmos, robimy to od dekad. Musimy robić to przy drastycznie niższych kosztach – nawet 100 razy taniej – by naprawdę otworzyć tę granicę.” payloadspace.com, podkreślając, że redukcja kosztów (dzięki ponownemu użyciu) jest kluczem do wszystkiego: od przedsiębiorczości w kosmosie po przeniesienie ciężkiego przemysłu poza Ziemię (o czym często wspomina).
  • Peter Beck (CEO Rocket Lab): Beck początkowo był sceptyczny wobec ponownego użycia małych rakiet (słynnie żartując lata temu, że „nie zamierzamy ponownie używać Electron”), ale zmienił zdanie po przeanalizowaniu danych i trendów branżowych. Do 2020 roku Rocket Lab przestawił się na próbę wdrożenia wielokrotnego użytku. W 2023 roku, gdy Rocket Lab ponownie uruchomił używany silnik, Beck powiedział: „Silniki, które odzyskujemy… działają wyjątkowo dobrze… jesteśmy podekscytowani, że jeden z nich poleci po raz drugi w kosmos jako jeden z ostatnich kroków przed ponownym lotem całego pierwszego stopnia.” Cytat ten pokazuje jego techniczną pewność co do odzyskanego sprzętu oraz stopniowe podejście do pełnej wielokrotności użycia. Pokazuje też, jak nawet dostawcy małych startów przyjęli etos ponownego użycia jako przełomowej zmiany. Beck z humorem przyznał, że SpaceX sprawił, iż musiał „zjeść swój kapelusz” (dosłownie zjadł tort w kształcie kapelusza w ramach zakładu, bo kiedyś powiedział, że zje kapelusz, jeśli spróbują ponownie użyć Electron), pokazując, że liderzy branży potrafią zmienić swoje poglądy w świetle nowych dowodów.
  • Jean-Yves Le Gall (były prezes CNES, Francuskiej Agencji Kosmicznej): Le Gall w 2015 roku, po pierwszym lądowaniu SpaceX, wyraził ostrożną opinię. Docenił osiągnięcie technologiczne, ale ostrzegł: „Zobaczmy, czy rzeczywiście da się to ponownie wykorzystać i ile pracy będzie trzeba włożyć, by rakieta znów była gotowa do lotu… Jest duża różnica między idealnym światem, w którym wielokrotnie używamy rakiety bez zmian, a rzeczywistością, w której trzeba ją naprawiać i działa tylko raz lub dwa.” W tamtym czasie był sceptyczny, czy SpaceX osiągnie łatwą gotowość do ponownego lotu, powołując się na wysokie koszty odnowienia wahadłowca. Ten ekspercki sceptycyzm był ważnym kontrapunktem. Przewijając do teraźniejszości: na wiele z tych pytań odpowiedział sukces SpaceX, ale perspektywa Le Galla podkreśla, że branża nie była początkowo jednomyślna – potrzeba było rzeczywistych dowodów, by zmienić zdanie.
  • Analitycy branżowi i ekonomiści: Raport z 2025 roku w czasopiśmie Intereconomics analizował dylemat Europy dotyczący wielokrotnego użytku i zauważył: „wielokrotność użycia zrewolucjonizowała misje na LEO i GEO, [ale] jej korzyści dla eksploracji głębokiego kosmosu pozostają dyskusyjne… jest technologicznie opłacalna dla LEO i ekonomicznie opłacalna tylko przy misjach o wysokiej częstotliwości.” To bardziej wyważone, eksperckie spojrzenie wskazuje, że choć SpaceX sprawił, iż wielokrotność użycia działa w kontekście licznych startów satelitów Starlink na LEO, w innych przypadkach (jak pojedyncze misje na Marsa czy rynek z niewielką liczbą startów) korzyści mogą nie być takie same. Eksperci sugerują ocenę indywidualną: ponowne użycie nie jest uniwersalnym rozwiązaniem, ale w odpowiednich warunkach rynkowych jest przełomowe.
  • Przedstawiciele wojska: Po pierwszym użyciu przez Siły Kosmiczne odzyskanego boostera, generał Sił Powietrznych został zacytowany (parafraza): „Nie widzieliśmy w danych niczego, co budziłoby nasze obawy przed użyciem boostera z udokumentowanym lotem. Wydajność była bez zarzutu.” Poparcie ze strony dowództwa wojskowego było znaczącym potwierdzeniem. Dodatkowo, urzędnicy mówili o tym, jak posiadanie wielu opcji szybkiego startu (dzięki firmom takim jak SpaceX, a wkrótce Blue Origin) wzmacnia bezpieczeństwo narodowe. Choć nie są to bezpośrednie cytaty, nastroje w kręgach obronnych przesunęły się w stronę „Jak wykorzystać tę nową zdolność?” zamiast ją kwestionować.
  • Naukowcy zajmujący się środowiskiem: Eksperci tacy jak Martin Ross (cytowany wcześniej) przedstawili perspektywę środowiskową. Ross zauważył, że choć obecna aktywność startowa ma niewielki wpływ na klimat, „musimy zrozumieć, co dokładnie jest emitowane, w jakiej ilości i jak te cząstki wpływają na stratosferę… Na razie w dużej mierze zgadujemy.” space.com To wezwanie do dalszych badań wskazuje, że wraz ze wzrostem częstotliwości startów naukowcy uważnie badają emisje z rakiet. Eksperci ds. środowiska generalnie pozytywnie oceniają rakiety wielokrotnego użytku ze względu na ograniczenie produkcji i ilości odpadów, ale podkreślają konieczność dalszego rozwoju czystszych paliw i zwracania uwagi na wpływ na atmosferę.

W istocie, opinie ekspertów wahają się od entuzjastycznych po ostrożnie optymistyczne. Przedsiębiorcy, którzy zapoczątkowali wielokrotność użycia (Musk, Bezos, Beck), są – co nie dziwi – jej największymi orędownikami, wygłaszając wizjonerskie wypowiedzi o otwieraniu przestrzeni kosmicznej i fundamentalnej zmianie ekonomii. Przedstawiciele uznanych agencji kosmicznych i analitycy początkowo podchodzili do tego z uzasadnionym sceptycyzmem, przypominając, że „wielokrotnego użytku” nie oznacza automatycznie „niskich kosztów”, jeśli nie zostaną dopracowane operacje. Teraz, gdy wielokrotność użycia została udowodniona pod wieloma względami, większość ekspertów uznaje ją za „zmieniającą zasady gry” – choć wciąż ma ona swoje ograniczenia i obszary do poprawy (jak pełna wielokrotność użycia drugich stopni, naprawdę szybki czas przygotowania do kolejnego lotu itp.). W kręgach eksperckich panuje także zgoda, że wielokrotność użycia zostanie z nami na stałe. Jak powiedział były administrator NASA Jim Bridenstine w 2019 roku: „Myślę, że wielokrotność użycia to przyszłość. To nie jest pytanie czy, tylko kiedy dla wszystkich.” Dzisiejsi eksperci prawdopodobnie zgodziliby się, że na to pytanie już odpowiedziano: „kiedy” to teraz, a branża nie ogląda się za siebie.

Perspektywy na przyszłość

Przyszłość rakiet wielokrotnego użytku zapowiada się niezwykle ekscytująco. Jesteśmy u progu nowej ery, w której w pełni i szybko wielokrotnego użytku pojazdy nośne mogą stać się normą, przybliżając podróże kosmiczne do efektywności lotnictwa. Oto kilka rozwojów i scenariuszy, których możemy się spodziewać w nadchodzących latach:

  • Operacyjny Starship i era wielokrotnego użycia Super Heavy: Oczekuje się, że Starship SpaceX stanie się w pełni operacyjny, prawdopodobnie w ciągu najbliższych kilku lat. Jeśli jego rozwój zakończy się sukcesem, Starship będzie mógł wynosić ponad 100 ton na orbitę i być tankowany w kosmosie, a wszystko to przy pełnej wielokrotności użycia. To drastycznie obniży koszt za kilogram wyniesienia na orbitę – Musk wspominał o potencjalnych kosztach rzędu kilkudziesięciu dolarów za kg (w porównaniu do tysięcy obecnie) w dłuższej perspektywie. Nawet jeśli rzeczywistość okaże się dziesięciokrotnie droższa, i tak przewyższy obecne rakiety. Operacyjna flota Starshipów startujących i lądujących często (SpaceX mówił o codziennych startach w przyszłości oraz o produkcji paliwa na miejscu, by szybko tankować Starshipy) mogłaby umożliwić misje dotąd niewyobrażalne. Obejmują one: budowę ogromnych stacji kosmicznych lub baz księżycowych z regularnymi dostawami, wysyłanie flot robotycznych eksploratorów na zewnętrzne planety, turystykę po Układzie Słonecznym, a także próbę realizacji długoterminowego celu wysłania znacznej liczby ludzi na Marsa. NASA już liczy na wczesną wersję Starshipa do lądowania astronautów na Księżycu (misja Artemis III planowana na połowę lat 20. XXI wieku). Do 2026 lub 2027 roku możemy zobaczyć, jak Starship udoskonala swoją wielokrotność użycia do poziomu szybkiego powrotu do lotów – być może startując, lądując i startując ponownie w ciągu kilku dni lub tygodni. Jeśli Starship osiągnie choćby część ze swoich zapowiadanych możliwości, prawdopodobnie zmusi wszystkich innych graczy do przyspieszenia prac nad własnymi projektami wielokrotnego użytku nowej generacji.
  • New Glenn Blue Origin i co dalej: New Glenn Blue Origin ma wkrótce polecieć (pierwszy lot planowany na 2024/2025). Po wejściu do eksploatacji zapewni opcję ciężkiego wynoszenia z wielokrotnie używanym pierwszym stopniem, konkurując z Falconem Heavy SpaceX i w pewnym sensie stanowiąc pomost do klasy Starshipa. Blue Origin planuje wysoką częstotliwość lotów New Glenn, jeśli pozwoli na to popyt rynkowy – wspominali o budowie wielu boosterów rocznie z celem 12 lotów rocznie w przyszłości. W dłuższej perspektywie Blue Origin sugerował powstanie przyszłej rakiety „New Armstrong” (nazwa funkcjonująca w środowisku kosmicznym), która prawdopodobnie będzie jeszcze bardziej zaawansowana, być może w pełni wielokrotnego użytku i przeznaczona do misji księżycowych lub bardzo ciężkich ładunków. Wizja Blue obejmuje infrastrukturę na dużą skalę: pracują nad koncepcjami orbitalnych habitatów (Orbital Reef) i lądowników księżycowych, które wszystkie skorzystają z opłacalnego, wielokrotnego transportu na orbitę. Często powtarzanym celem Jeffa Bezosa jest przeniesienie ciężkiego przemysłu poza Ziemię; choć to odległa perspektywa, pierwszym krokiem jest częsty i tani dostęp do kosmosu, a Blue Origin pozycjonuje się, by to zapewnić. Spodziewaj się, że Blue będzie dalej udoskonalać wielokrotność użycia – na przykład ich tajny Project Jarvis (wielokrotnie używany drugi stopień) może zostać ujawniony publicznie, jeśli okaże się wykonalny. Pod koniec tej dekady Blue Origin może mieć w pełni wielokrotnego użytku system dwustopniowy, jeśli Jarvis się powiedzie, lub przynajmniej mocno wykorzystywany pierwszy stopień i jednorazowy górny stopień na tyle tani, by był praktycznie jednorazowy (zgodnie z filozofią ekonomiczną Bezosa).
  • Plany innych firm rakietowych na przyszłość: Rocket Lab prawdopodobnie zadebiutuje ze swoją rakietą Neutron około 2024–2025 roku. Neutron jest zaprojektowany do lądowania pierwszego stopnia (w rzeczywistości Rocket Lab z przymrużeniem oka planuje złapać go na nogach do lądowania na platformie oceanicznej, zamiast używać oddzielnego drona-statku). Jeśli Neutron odniesie sukces, będzie to wielokrotnego użytku rakieta klasy średniej (8 ton na LEO) przeznaczona do wynoszenia konstelacji satelitów, a być może także do lotów załogowych (wspomnieli, że projektują ją z myślą o certyfikacji załogowej). United Launch Alliance może powrócić do tematu wielokrotnego użytku, jeśli pierwsze loty Vulcana przebiegną pomyślnie – być może wskrzeszą plan odzyskiwania silników lub opracują kolejną wersję Vulcana, która będzie mogła odzyskiwać booster za pomocą skrzydełek lub spadochronów. Arianespace/ESA: Europejska Ariane Next jest planowana na początek lat 30. XXI wieku, ale wcześniej ESA może spróbować wprowadzić wielokrotność użycia do ulepszeń Ariane 6 (rozpoczęli projekt SALTO mający na celu odzyskanie górnego stopnia, a loty demonstracyjne Themis dostarczą danych do boostera). Możemy zobaczyć europejski prototyp pierwszego stopnia wielokrotnego użytku (np. Themis wykonujący pełny lot w górę i w dół) pod koniec lat 20. XXI wieku, co pozwoli im pozostać w wyścigu.

Nowi gracze: Relativity Space zamierza, aby ich Terran R (prawdopodobnie startujący ok. 2026) był w pełni wielokrotnego użytku i drukowany w 3D dla szybkiej produkcji. Celują w wielokrotność użycia od pierwszego dnia, ucząc się na ścieżce SpaceX, ale stosując nowatorską produkcję. Stoke Space pracuje nad w pełni wielokrotnego użytku małą rakietą (w tym unikalnym, osłoniętym termicznie górnym stopniem); planują testy skokowe prototypu drugiego stopnia być może w 2024 roku, co może doprowadzić do demonstracji orbitalnej kilka lat później, jeśli uzyskają finansowanie. Chiny prawdopodobnie zademonstrują pionowe lądowanie boostera orbitalnego w ciągu najbliższego roku lub dwóch – być może najpierw z rakietą prywatnej firmy (kilka jest blisko) lub z nowym Long March 8R od CASC, który jest testowany z grid finami. Do 2030 roku Chiny planują mieć superciężką rakietę Long March 9 do misji księżycowych i niedawno przeprojektowały ją, by była przynajmniej częściowo wielokrotnego użytku (pierwszy stopień ma lądować). Mają też projekty samolotów kosmicznych (np. koncepcja Tengyun), które również mogą być wielokrotnego użytku. Tak więc można się spodziewać, że Chiny szybko nadrobią zaległości w dziedzinie wielokrotnego użytku, być może nawet próbując systemu w pełni wielokrotnego użytku na wzór Starshipa już na początku lat 30. XXI wieku, biorąc pod uwagę ich deklarowane cele konkurowania w eksploracji Księżyca, a może w przyszłości także załogowych misjach na Marsa.

  • Zastosowania wojskowe i punkt-punkt: Siły Kosmiczne USA i DARPA prawdopodobnie będą nadal dążyć do szybkiej gotowości startowej. Możemy zobaczyć demonstracje startów z 24-godzinnym czasem obrotu tego samego boostera (SpaceX sugerował, że w końcu spróbuje tego ze Starshipem). Ponadto koncepcja suborbitalnego transportu punkt-punkt za pomocą rakiet może doczekać się próby. Na przykład SpaceX podpisał kontrakt z Departamentem Obrony na badanie użycia Starshipa do dostarczania ładunków na całym świecie w mniej niż godzinę. Być może pod koniec lat 20. XXI wieku zobaczymy Starshipa wykonującego dalekodystansowy lot suborbitalny (np. z Teksasu na wyspę na Pacyfiku) jako dowód koncepcji. Jeśli to się uda, może to otworzyć drzwi do ekstremalnie szybkiej logistyki, a nawet podróży pasażerskich (choć przeszkody regulacyjne i bezpieczeństwa dla pasażerskich lotów punkt-punkt są ogromne). Mimo to, w przyszłości jest możliwe, że sieć portów kosmicznych pozwoli rakietom przewozić priorytetowe ładunki lub ludzi międzynarodowo w kilka minut – pomysł rodem z science fiction, który dzięki wielokrotności użycia staje się możliwy do wyobrażenia.
  • Więcej graczy i innowacji: Sukces wielokrotnego użycia inspiruje do dalszych innowacji. Indie mogą przyspieszyć prace nad swoim wahadłowcem Avatar lub innymi koncepcjami RLV, jeśli zauważą światowe trendy. Japonia ma startup (ispace), który wspominał o planach na rakiety wielokrotnego użytku; także JAXA rozważa skrzydlaty booster dla następnej generacji. Wahadłowce kosmiczne ogólnie mogą doczekać się próby powrotu: np. Sierra Space pracuje nad Dream Chaser (wahadłowiec typu lifting-body, początkowo wynoszony na konwencjonalnej rakiecie, ale w przyszłości ma być w pełni wielokrotnego użytku i być może startować na wielokrotnie używanym pierwszym stopniu). Samoloty hipersoniczne lub pojazdy jednostopniowe na orbitę to wciąż ogromne wyzwanie, ale koncepcje takie jak Skylon firmy Reaction Engines (z silnikami oddechowymi SABRE) są nadal rozwijane; przełom w tej dziedzinie w latach 30. XXI wieku mógłby wprowadzić zupełnie nową klasę w pełni wielokrotnego użytku pojazdów SSTO (choć wielu jest sceptycznych wobec wykonalności SSTO – dwustopniowe wydają się obecnie bardziej praktyczne).
  • Perspektywy ekonomiczne: Koszty wynoszenia będą prawdopodobnie nadal spadać wraz z optymalizacją wielokrotnego użycia. Niektórzy analitycy przewidują, że możemy zobaczyć 100 dolarów za kilogram lub mniej na LEO w ciągu dekady (dzięki Starshipowi lub jego konkurentom). Jeśli Starship rzeczywiście osiągnie coś w rodzaju <10 mln dolarów kosztu marginalnego za start, jak ma nadzieję Musk w dłuższej perspektywie, zrewolucjonizuje to ekonomię wszelkich działań w kosmosie. To mogłoby wywołać „kambrijską eksplozję” biznesów kosmicznych: od ogromnych konstelacji zapewniających globalny internet i monitoring Ziemi, przez fabryki kosmiczne (wykorzystujące mikrograwitację do produkcji unikalnych materiałów), po boom turystyki kosmicznej (hotele orbitalne itd.). Niższe koszty i częstsze loty wspierają także plany eksploracyjne: na przykład, jeśli można wystrzelić wiele Starshipów, założenie bazy na Marsie z regularnymi dostawami staje się przynajmniej technicznie i finansowo możliwe. Sam program Artemis NASA opiera się na rewolucji komercyjnego wielokrotnego użycia, by utrzymać bazę na Księżycu – oczekują, że nie tylko SpaceX, ale także inni (lądownik Blue Origin, potencjalnie wielokrotnego użytku, oraz firmy dostarczające ładunki) uczynią logistykę księżycową przystępną cenowo.
  • Przyszłość środowiskowa i regulacyjna: Wraz ze wzrostem liczby startów rakiet, wzrośnie kontrola nad ich wpływem na środowisko. Możemy zobaczyć nowe regulacje lub normy dotyczące emisji startowych, jeśli ruch w kosmosie gwałtownie wzrośnie. To może skłonić firmy do wdrażania bardziej ekologicznych paliw i czystszych technologii silnikowych. Już teraz firmy badają paliwa pochodzenia biologicznego lub wychwytywanie dwutlenku węgla do produkcji metanu, by starty mogły być neutralne węglowo pod względem paliwowym. Wielokrotne użycie pomaga uczynić branżę bardziej zrównoważoną, ale wraz ze wzrostem aktywności prawdopodobny jest jakiś nadzór środowiskowy (na przykład limity emisji sadzy lub zakaz startów w określonych warunkach atmosferycznych dla ochrony ozonu – to spekulacje, ale możliwe, jeśli badania wykażą problem).
  • Modernizacja infrastruktury: Porty kosmiczne ewoluują, aby obsługiwać operacje z użyciem wielokrotnego użytku. Obszar Cape Canaveral i Kennedy Space Center przekształca się w centrum przypominające port dla samolotów kosmicznych – w 2024 roku Siły Kosmiczne opublikowały 50-letni plan dla Cape, obejmujący więcej lądowisk i obiektów do renowacji boosterów. Możemy spodziewać się nowych miejsc lądowania (może platformy morskie, ponieważ SpaceX kupił platformy wiertnicze, by przekształcić je w morskie platformy dla Starshipa). Mogą pojawić się nawet międzynarodowe umowy dotyczące lądowań – na przykład Starship może startować z Teksasu i lądować w Australii lub odwrotnie w przypadku lotów punkt-punkt, co wymaga międzynarodowej koordynacji. Świat może potrzebować „portów rakietowych” w wielu krajach, co wywoła pytania regulacyjne i polityczne (podobnie jak lotnictwo wymagało globalnych porozumień).

Podsumowując, przyszłość najprawdopodobniej przyniesie większe, bardziej zaawansowane rakiety wielokrotnego użytku i coraz szersze grono podmiotów je wykorzystujących. Zbliżamy się do paradygmatu, w którym rakiety nie są już jednorazowymi pociskami, lecz koniem roboczym używanym wielokrotnie, podobnie jak samoloty pasażerskie czy statki towarowe. To otworzy ogromne możliwości: rutynowe wizyty na Księżycu, być może pierwszą załogową misję na Marsa, konstelacje tysięcy satelitów otaczających Ziemię, szybkie transporty towarów między kontynentami oraz nieprzewidziane zastosowania, gdy dostęp do kosmosu stanie się coraz łatwiejszy. Z pewnością pojawią się wyzwania – niepowodzenia techniczne, wahania rynkowe, być może nawet wypadki przypominające o ryzyku – ale kierunek jest wyznaczony. Jak zauważył jeden z obserwatorów branży, dżin wielokrotnego użytku wydostał się z butelki i nie da się go już tam zamknąć. Przyszła dekada pokaże, czy śmiałe obietnice dzisiejszych rakiet wielokrotnego użytku w pełni się zrealizują, ale jeśli obecny trend jest jakąkolwiek wskazówką, czeka nas renesans rakietowy, który uczyni kosmos bardziej dostępnym niż kiedykolwiek wcześniej.

Zakończenie

Droga rakiet wielokrotnego użytku od śmiałego pomysłu do dominującej rzeczywistości to jeden z najbardziej niezwykłych rozdziałów w historii lotnictwa kosmicznego. Przeszliśmy od ery, w której każdy start oznaczał utratę sprzętu wartego miliony dolarów, do ery, w której boostery rakiet rutynowo wracają na miejsce startu lub na dronową barkę i są przygotowywane do kolejnej misji. Rakiety wielokrotnego użytku zdefiniowały na nowo, co jest możliwe w lotach kosmicznych, radykalnie obniżając koszty i demokratyzując dostęp do kosmosu. Powstały dzięki pomysłowości i wytrwałości – nieustannym eksperymentom inżynierów, którzy nie chcieli zaakceptować, że rakiety muszą być marnotrawne.

Dziś, gdy boostery Falcon 9 wracają jak w zegarku, gdy loty suborbitalne zabierają turystów na chwilę w czarne niebo, a giganci tacy jak Starship przygotowują się do kolejnych skoków, jesteśmy świadkami świtu prawdziwie nowej epoki. To epoka, w której bariery dostępu do kosmosu znikają, w której startupy i studenci mogą dotrzeć na orbitę, w której agencje kosmiczne planują ambitne misje nie jako jednorazowe przedsięwzięcia, lecz jako trwałe kampanie. Wielokrotność użycia wywołała także zdrową konkurencję i współpracę na całym świecie – wszyscy musieli podnieść poprzeczkę, co dobrze wróży przyszłym innowacjom.

Oczywiście, wciąż istnieją wyzwania i musimy łączyć optymizm z rzetelnością: uczynienie rakietnictwa równie niezawodnym i szybkim jak lotnictwo to ambitny cel, który będzie wymagał dalszych postępów w technologii, operacjach i bezpieczeństwie. Musimy także zadbać, by wzmożona aktywność w kosmosie była odpowiedzialnie zarządzana, zarówno pod względem ruchu kosmicznego, jak i wpływu na środowisko na Ziemi. Jednak są to problemy, które można przezwyciężyć, a społeczność ekspertów aktywnie nad nimi pracuje, jak omówiliśmy.

Na zakończenie, nie można przecenić znaczenia tej „rakietowej rewolucji”. Jak sugeruje tytuł tego raportu – Start, lądowanie, powtórz – staje się nową mantrą podróży kosmicznych. Publiczność może teraz oglądać na żywo filmy z delikatnych lądowań boosterów, obraz, który nawet po latach od pierwszego razu wciąż wydaje się nieco jak science fiction. Nigdy się nie nudzi widok potężnej rakiety spadającej z nieba, prostującej się za pomocą potężnego ciągu i osiadającej na lądowisku – a potem uświadomienie sobie, że poleci ponownie. Wielokrotne użycie rakiet pobudziło wyobraźnię, zainspirowało nowe pokolenie entuzjastów kosmosu i rozbudziło nadzieje, że ekspansja ludzkości w kosmos nie jest już tylko marzeniem, lecz staje się praktyczną rzeczywistością.

Konsekwencje sięgają od tańszego internetu dla odległych społeczności dzięki sieciom satelitarnym, przez bardziej zaawansowane monitorowanie pogody i klimatu, po perspektywę ludzi zakładających przyczółki na innych światach. Nic dziwnego, że eksperci i liderzy branży mówią o wielokrotnym użyciu rakiet w kategoriach przełomu – „zmiana gry”, „zmiana paradygmatu”, a nawet „klucz do uczynienia życia wieloplanetarnym”.

Patrząc w przyszłość, możemy oczekiwać, że technologia wielokrotnego użycia rakiet będzie się dalej rozwijać i upowszechniać. Za dziesięć czy dwadzieścia lat historia może zapisać lata 20. XXI wieku jako dekadę, w której podróże kosmiczne naprawdę przeszły przełom – gdy start na orbitę przestał być monumentalnym, kosztownym wyczynem, a stał się czymś niemal rutynowym, porównywalnym z lotem przez ocean. I tak jak pojawienie się lotnictwa komercyjnego w XX wieku zmniejszyło świat i przyspieszyło globalizację, tak pojawienie się rutynowych, wielokrotnie używanych rakiet w XXI wieku może równie dobrze poszerzyć nasz świat – rozszerzając zasięg ludzkości na Księżyc, Marsa i dalej, oraz integrując kosmos z codziennym życiem w sposób, który dopiero zaczynamy sobie wyobrażać.

Rewolucja wielokrotnego użycia rakiet już tu jest i wprowadza nas wszystkich w nową erę kosmiczną – jedno lądowanie na raz.

Źródła:

CBS News – W. Harwood, „Blue Origin uruchamia New Shepard… po incydencie w 2022 roku” (19 grudnia 2023): Powrót Blue Origin do lotów, przeprojektowana dysza, lądowanie boostera.Space.com – M. Wall, „Rocket Lab po raz pierwszy wystrzeliwuje booster z używanym silnikiem” (24 sierpnia 2023): Cytat Petera Becka o postępach w ponownym użyciu Electron.NSTXL (Space Enterprise Consortium) – „Obniżenie kosztów podróży kosmicznych dzięki wielokrotnego użytku rakietom nośnym” (12 lutego 2024): Statystyka 65% redukcji kosztów; korzyści środowiskowe z ponownego użycia (mniej odpadów, paliwa); analogia do samolotów.Impulso.space – G. Guerrieri, „Rakiety wielokrotnego użytku: historia i postęp” (8 lutego 2023): Oś czasu lądowań/ponownego użycia SpaceX (170+ lądowań, booster użyty 15 razy); oszczędności z ponownego użycia owiewek; nadchodzące Ariane Next i inne.Intereconomics (2025) – S. Ferra i in., „Brakująca rakieta: … Dylemat wielokrotnego użytku w europejskim sektorze kosmicznym”: analiza ekonomii ponownego użycia, wymaga wysokiej częstotliwości lotów; SpaceX zmienia branżę dzięki popytowi Starlink; częściowa utrata ładowności przy ponownym użyciu vs jednorazowe; 75% sprzętu Falcon 9 używanego ponownie obniża koszty.Phys.org / AFP – T. Quemener, „Lądowanie SpaceX to ‘wyczyn’, ale jeszcze nie przełom, mówi ekspert” (22 grudnia 2015): Prezes CNES Le Gall ostrożny co do kosztów renowacji i zmiany paradygmatu „za wcześnie, by powiedzieć”.Payload Space – „Jeff Bezos… omawia wielokrotne użycie” (listopad 2024): Cytaty Bezosa o ponownym użyciu New Glenn (25 użyć, cel 100); „lądowanie pionowe lubi duże rakiety” (miotła vs ołówek); cel 16-dniowego czasu obrotu boostera; Project Jarvis i cytat o kompromisie jednorazowe vs wielokrotnego użytku; „podróże kosmiczne rozwiązane, koszt nie – potrzeba 100 razy taniej”.Universe Today (przez Reddit/inne) – Informacje o rekordach ponownego użycia boosterów SpaceX: Boostery Falcon 9 osiągające 16 lotów (Ars Technica, lipiec 2023).Universe Magazine (6 marca 2024) – „Chiny dostaną dwie rakiety wielokrotnego użytku”: Chińskie plany dotyczące rakiet wielokrotnego użytku w 2025/26; chińskie prywatne firmy testują technologię wielokrotnego użytku.Space.com – T. Pallini, „Wpływ środowiskowy startów rakiet: ‘brudne’ i ‘zielone’” (czerwiec 2022): Paliwo metanowe zmniejsza emisje o ~40% w porównaniu z naftą; silniki LOX/LH2 Blue Origin produkują tylko wodę; rakiety emitują znacznie mniej CO₂ niż lotnictwo (porównanie 1%).SpaceNews – (cytowane przez UniverseMag) A. Jones, „Chiny zadebiutują dużymi rakietami wielokrotnego użytku w 2025 i 2026” (5 marca 2024), cytowane w SAIS Review: potwierdzenie chińskiego harmonogramu nowych rakiet wielokrotnego użytku.NASA – Plan 50-letni Cape Canaveral Space Force Station (2024), cytowany w Wikipedii: przewidywanie większej częstotliwości startów i potrzeby nowej infrastruktury do lądowań.
I Bought a REAL SpaceX Rocket!
  • NASA – Program Usług Startowych / Rakiety: projekt wielokrotnego użytku Falcona 9; program wielokrotnego użytku Electron nasa.gov.
  • NASA – Prom kosmiczny: pierwszy statek kosmiczny wielokrotnego użytku i porównanie z rakietami jednorazowymi.
  • Reuters – J. Roulette, „Starship SpaceX przetrwał powrót na Ziemię, zaliczył test lądowania za czwartym razem” (6 czerwca 2024): orbitalny lot Starshipa i wodowanie; cytat Muska o miękkim lądowaniu; zależność NASA od Starshipa.
  • Reuters – J. Roulette, „Amerykańska FAA kończy dochodzenie w sprawie awarii rakiety Blue Origin w 2022 r…” (27 września 2023): awaria dyszy silnika New Shepard i wymagane poprawki.
  • CBS News – W. Harwood, „Blue Origin uruchamia New Shepard… po incydencie w 2022 roku” (19 grudnia 2023): Powrót Blue Origin do lotów, przeprojektowana dysza, lądowanie boostera.Space.com – M. Wall, „Rocket Lab po raz pierwszy wystrzeliwuje booster z używanym silnikiem” (24 sierpnia 2023): Cytat Petera Becka o postępach w ponownym użyciu Electron.NSTXL (Space Enterprise Consortium) – „Obniżenie kosztów podróży kosmicznych dzięki wielokrotnego użytku rakietom nośnym” (12 lutego 2024): Statystyka 65% redukcji kosztów; korzyści środowiskowe z ponownego użycia (mniej odpadów, paliwa); analogia do samolotów.Impulso.space – G. Guerrieri, „Rakiety wielokrotnego użytku: historia i postęp” (8 lutego 2023): Oś czasu lądowań/ponownego użycia SpaceX (170+ lądowań, booster użyty 15 razy); oszczędności z ponownego użycia owiewek; nadchodzące Ariane Next i inne.Intereconomics (2025) – S. Ferra i in., „Brakująca rakieta: … Dylemat wielokrotnego użytku w europejskim sektorze kosmicznym”: analiza ekonomii ponownego użycia, wymaga wysokiej częstotliwości lotów; SpaceX zmienia branżę dzięki popytowi Starlink; częściowa utrata ładowności przy ponownym użyciu vs jednorazowe; 75% sprzętu Falcon 9 używanego ponownie obniża koszty.Phys.org / AFP – T. Quemener, „Lądowanie SpaceX to ‘wyczyn’, ale jeszcze nie przełom, mówi ekspert” (22 grudnia 2015): Prezes CNES Le Gall ostrożny co do kosztów renowacji i zmiany paradygmatu „za wcześnie, by powiedzieć”.Payload Space – „Jeff Bezos… omawia wielokrotne użycie” (listopad 2024): Cytaty Bezosa o ponownym użyciu New Glenn (25 użyć, cel 100); „lądowanie pionowe lubi duże rakiety” (miotła vs ołówek); cel 16-dniowego czasu obrotu boostera; Project Jarvis i cytat o kompromisie jednorazowe vs wielokrotnego użytku; „podróże kosmiczne rozwiązane, koszt nie – potrzeba 100 razy taniej”.Universe Today (przez Reddit/inne) – Informacje o rekordach ponownego użycia boosterów SpaceX: Boostery Falcon 9 osiągające 16 lotów (Ars Technica, lipiec 2023).Universe Magazine (6 marca 2024) – „Chiny dostaną dwie rakiety wielokrotnego użytku”: Chińskie plany dotyczące rakiet wielokrotnego użytku w 2025/26; chińskie prywatne firmy testują technologię wielokrotnego użytku.Space.com – T. Pallini, „Wpływ środowiskowy startów rakiet: ‘brudne’ i ‘zielone’” (czerwiec 2022): Paliwo metanowe zmniejsza emisje o ~40% w porównaniu z naftą; silniki LOX/LH2 Blue Origin produkują tylko wodę; rakiety emitują znacznie mniej CO₂ niż lotnictwo (porównanie 1%).SpaceNews – (cytowane przez UniverseMag) A. Jones, „Chiny zadebiutują dużymi rakietami wielokrotnego użytku w 2025 i 2026” (5 marca 2024), cytowane w SAIS Review: potwierdzenie chińskiego harmonogramu nowych rakiet wielokrotnego użytku.NASA – Plan 50-letni Cape Canaveral Space Force Station (2024), cytowany w Wikipedii: przewidywanie większej częstotliwości startów i potrzeby nowej infrastruktury do lądowań.
    I Bought a REAL SpaceX Rocket!

Don't Miss

DNA Makeover: How Gene Editing Therapies Are Curing the “Incurable”

Metamorfoza DNA: Jak terapie edycji genów leczą „nieuleczalne” choroby

Czym jest modyfikacja DNA pacjenta? Wyobraź sobie, że lekarze mogą
Big Tech’s AI Blowout Fuels $500 Billion Stock Surge – Global Roundup (July 30–31, 2025)

Wybuch AI w Big Tech napędza wzrost akcji o 500 miliardów dolarów – Przegląd globalny (30–31 lipca 2025)

30 lipca 2025 – Wyniki finansowe w USA napędzają akcje