Tak mógł wyglądać pierwszy prom kosmiczny. Czym był Silbervogel?

Ryk silnika rakietowego przerwał ciszę lasu gdzieś w Schwarzwaldzie. Rakieta nie wystrzeliła jednak pionowo w górę. Zamiast tego, zaczęła błyskawicznie rozpędzać ogromny wózek, na którym spoczywał najbardziej osobliwy pojazd zaprojektowany podczas II wojny światowej. 30-metrowy, srebrny samolot o krótkich skrzydłach i dwóch nachylonych statecznikach. 

“Srebrny ptak", jak nazywał maszynę jej konstruktor, rozpędzał się przez 11 sekund, pokonując 3-kilometrowy tor. Gdy prędkość pojazdu przekroczyła 1850 km/h, samolot oderwał się od wózka i pod kątem 30 stopni wzbił się na wysokość półtora kilometra. Tam uruchomił swój własny silnik. Maszyna rozpędziła się do niewyobrażalnych 22 tysięcy kilometrów na godzinę. Srebrny ptak, pędząc jak błyskawica, dotarł na granicę kosmosu. Cel? Nowy Jork. 

Tak, na 37 lat przed startem pierwszego amerykańskiego promu kosmicznego, miał wyglądać pierwszy załogowy samolot orbitalny. Silbervogel, dzieło austriackiego inżyniera Eugena Sängera, miał być cudowną bronią niemieckiej Rzeszy. Orbitalnym, niepowstrzymanym bombowcem, który mógł zrównać z ziemią każde miasto w USA.

I choć nigdy nie powstał (a w jego projekcie było kilka błędów, które doprowadziłyby do niechybnej katastrofy prototypu), pomysły Sängera wywarły ogromny wpływ na wyobraźnię kosmicznych inżynierów. Gdyby nie pomysł orbitalnego bombowca, historia podboju kosmosu mogłaby wyglądać zupełnie inaczej. 

Sänger prace nad swoim promem kosmicznym zaczął jeszcze w latach 30. XX w. W czasach, gdy szczytem techniki były prymitywne jednopłaty, a przyszłością transportu wydawały się wielkie sterowce, on kreślił plany pojazdu, który miał dosięgnąć kosmosu. 

Jako doktorant Politechniki Wiedeńskiej zaprojektował maszynę, która rozpędzona silnikiem rakietowym miała osiągnąć pułap 160 km. i prędkość 10 Machów. W 1931 r. zawierającą pomysł pracę doktorską odrzucono, jako zbyt radykalną. Doktorat musiał więc zrobić z czegoś innego. Pierwotny projekt został jednak opublikowany w wydanej za własne pieniądze Sängera książce “Techniki lotu rakietowego". Inżynier stale dopracowywał swój projekt. Werska z 1934 r. miałą być już zdolna do osiągnięcia prędkości 13 Machów i przelecenia lotem ślizgowym 5 tys. km.

Jednocześnie inżynier pracował nad prototypami silnika, który miał umożliwić osiągnięcie tych zupełnie niewyobrażalnych na tamte czasy parametrów. W latach 1930-1935 udoskonalił “chłodzony regeneracyjnie" silnik rakietowy na paliwo ciekłe. Urządzenie, którego chłodzenie zapewniało krążące wokół komory spalania paliwo, miał wytwarzać moc o połowę większą niż rakieta, która napędziła pocisk V2. 

Ojczyzny inżyniera nie było jednak stać na prowadzenie tak zaawansowanych, graniczących z fantastyką prac. Ale gdy Sänger opublikował skrócony opis projektu w austriackim magazynie lotniczym Flug, wzbudził zainteresowanie kogoś innego. Niemieckie naczelne dowództwo poprosiło go o zbudowanie tajnego instytutu badań lotniczych i kosmicznych w Trauen. Aby zrealizować swoje wizje, Sänger podpisał cyrograf. Nie tylko przeniósł się do Rzeszy, ale stał się członkiem NSDAP i SS. 

Silbervogel miał być pojazdem niezwykłym nawet na dzisiejsze standardy. Składałby się z dwóch elementów. Sam statek kosmiczny miał być 10-tonowym, opływowym samolotem z dwoma krótkimi skrzydłami i dwiema płetwami ogonowymi, nachylonymi pod kątem około dziesięciu stopni. Większą część kadłuba zajmowały cztery zbiorniki paliwa, zawierające ciekły tlen i naftę, które miały spalać się w pojedynczym silniku rakietowym przez 168 sekund. Pilot siedział w ciśnieniowym kokpicie w przednim kadłubie, a trójkołowe podwozie przystosowano do lądowania szybowcowego. W centralnej komorze bombowej znajdowała się jedna, ogromna bomba o masie 3600 kg. Nie przewidziano żadnego uzbrojenia obronnego. Żaden istniejący ówcześnie samolot nie byłby w stanie przechwycić “srebrnego ptaka". 

Na ziemi samolot byłby połączony z saniami rakietowymi, które zapewniłyby mu początkowe przyspieszenie wzdłuż torów kolejowych przez dziesięć sekund, ale z ciągiem prawie pięciokrotnie większym niż silnik samolotu kosmicznego.

Pojazd miał poruszać się na granicy kosmosu i atmosfery (różne wersje pojazdu zakładały osiągnięcie maksymalnego pułapu od 120 do 250 km), ale ówczesne silniki nie dawały mu mocy wystarczającej, by mógł wejść na orbitę Ziemi. Zamiast tego, maszyna rozpędzona do ogromnej prędkości miała wyskakiwać ponad stratosferę, a następnie zmieniać się w hipersoniczny szybowiec o początkowej prędkości 14 - 20 Macha. Dla porównania, rekord prędkości samolotu w 1944 r. wynosił 1130 km/h. Rekord wysokości 17,3 km.

Rakietoplan zachowywałby się jak płaski kamień rzucony na wodę. Lecąc w stronę celu, kilkakrotnie “odbijałby się" od atmosfery: spadając, pojazd wpadałby w głębsze i gęstsze warstwy atmosfery, gdzie jego skrzydła i kształt kadłuba dawałyby mu siłę nośną pozwalającą na odzyskanie wysokości i wykonanie kolejnego skoku. Wyliczenia Sängera mówiły, że osiem takich skoków wystarczyłoby do okrążenia Ziemi. 

Maszyna, startując z Niemiec, miała być w stanie osiągnąć cel w dowolnym punkcie USA. Obciążony bombą Silbervogel nie byłby w stanie wrócić do Rzeszy, inżynierowie zakładali więc, że maszyna wyląduje gdzieś na terytorium Cesarstwa Japonii, gdzie ponownie zostanie przygotowana do startu w drugą stronę. 

Sänger opracował tę koncepcję we współpracy ze swoją partnerką (a później żoną) Irene Bredt. Do 1942 roku udoskonalił silnik rakietowy, który miał napędzać statek, pracował nad saniami rakietowymi i torem, które miały zostać użyte do pierwszego startu ze wspomaganiem. Dopracował też aerodynamikę samolotu, który musiał dobrze latać zarówno z prędkościami hipersonicznymi, jak i poddźwiękowymi, musiał też radzić sobie w próżni kosmicznej. 

W dniu 3 grudnia 1941 r. Sänger wysłał swoją wstępną propozycję szybowca suborbitalnego do Reichsluftfahrtministerium (RLM). 900-stronicowa propozycja została odrzucona przez RLM ze względu na jej rozmiar i złożoność. W czerwcu tego samego roku Rzesza najechała na Związek Radziecki, przez co wszelkie futurystyczne projekty zostały odłożone na półkę. Sänger zajął się bardziej skromnymi projektami, takimi jak myśliwiec odrzutowy Skoda-Kauba Sk P.14. 

Nie zrezygnował jednak całkowicie z prac nad Srebrnym Ptakiem. Gdy w 1943 r. Luftwaffe zaczęło formalnie przyglądać się w ramach programu “Amerikabomber" maszynom, które byłyby zdolne do bombardowania terytorium USA, Silbervogel ponownie stanął w szranki. 

W 1944 r.  Sänger i Bredt opublikowali ostateczną wersję swoich badań. Broszura “Über einen Racketantrieb für Fernbomber" (“O napędzie rakietowym dla bombowców dalekiego zasięgu") opisywała dokładnie mechanizm działania bombowca a także przewidywała różne sposoby jego wykorzystania. Praca zawierała diagram, który przedstawiał plan całkowitego zniszczenia Manhattanu przy pomocy 84 trzyipółtonowych bomb.

Formalna propozycja, przedłożona we wrześniu 1944 r. do RLM jako projekt UM 3538 wzbudziła pewne zainteresowanie. Część dygnitarzy szczerze wierzyła, że pomysł ma szanse powodzenia. Było już jednak za późno. Koniec wojny sprawił, że pomysł pozostał na papierze. 

Ten papier okazał się jednak niezwykle cenny. Po upadku Rzeszy plotki o futurystycznym projekcie zaczęły szybko rozchodzić się wśród ekspertów z ZSRR i USA. Problem polegał na tym, że wydrukowano jedynie 100 numerowanych egzemplarzy raportu. Wiele z nich zostało zniszczonych przez RLM, by nie wpadły w ręce Aliantów. 

ZSRR miał jednak mnóstwo szczęścia. Radziecki urzędnik natknął się podobno na kopie ściśle tajnego raportu, gdy poszedł za potrzebą za stos drewna w Peenemünde, tajnym niemieckim ośrodku rakietowym na wybrzeżu Morza Bałtyckiego. 

Sowieci byli zdumieni poziomem szczegółowości propozycji: Sänger i Bredt rozważyli każdy szczegół techniczny dotyczący lotu pilotowanym statkiem rakietowym z prędkością dziesiątków tysięcy kilometrów na godzinę.

Armia radziecka natychmiast przetłumaczyła raport i rozesłała do kluczowych urzędników i naukowców. W końcu wiadomość dotarła do Józefa Stalina, być może za pośrednictwem jego syna Wasilija, który był pilotem sił powietrznych. 

Dyktatora zaintrygowały doniesienia o projekcie Silbervogela wysłał więc Wasilija i naukowca Grigorija Tokatego do Niemiec, aby ci nakłonili Sängera i Bredt do współpracy, lub, jeśli to się nie uda, porwali ich do ZSRR. 

Kiedy ten plan się nie powiódł, w 1946 roku Mścisław Wsiewołodowicz Keldysz założył nowe biuro projektowe w celu zbadania pomysłu. Opracowano nową wersję, napędzaną silnikiem odrzutowym zamiast silnika rakietowego. Prototypu nie zbudowano, stał się on jednak podstawą wielu projektów rakiet manewrujących.

Sänger i Bredt wyjechali z Niemiec. Zaprosił ich do siebie francuski rząd. Podczas wieloletniego pobytu we Francji, założyli Fédération Astronautique. Bredt została jedną z pierwszych członków Międzynarodowej Akademii Astronautyki.

Srebrny Ptak zdecydowanie wyprzedzał swoje czasy. Minęła przeszło dekada, zanim technologie kosmiczne rozwinęły się na tyle, by ktokolwiek mógł pomyśleć o stworzeniu “skaczącego" bombowca. 

Boeing X-20 DynaSoar był w zasadzie ucieleśnieniem projektu “Silbervogel". Suborbitalny bombowiec miał co prawda startować nie na rakietowych saniach, a na czubku balistycznej rakiety Titan II, ale potem miał zachowywać się dokładnie tak, jak samolot Sangera. Odbijając się od atmosfery miał przelatywać z ogromną prędkością nad ZSRR i zrzucać bomby atomowe lub, w czasach pokoju, robić zdjęcia tajnym instalacjom. 

Projekt, który kosztował 660 mln dol, był już na finiszu - pierwszy prototyp powstawał już w fabryce - gdy USA uznały, że możliwości nowej maszyny nie usprawiedliwiają tak wysokich kosztów. Astronauci, którzy przygotowywali się do lotów na DynaSoar musięli znaleźć sobie inne zajęcie. Jeden z nich, Neil Armstrong, w 6 lat po zamknięciu projektu został pierwszym człowiekiem na Księżycu. Dane pozyskane w trakcie budowy X-20 posłużyły potem do stworzenia amerykańskich promów kosmicznych.

Sam Silbervogel nigdy nie zdołałby zbombardować USA. Wykonane po wojnie wyliczenia wykazały, że Sanger nie docenił wyzwania. Przepływ ciepła podczas pierwszego wejścia pojazdu do atmosfery byłby znacznie większy, niż zakładał inżynier. Maszyna spłonęłaby w atmosferze podczas pierwszego lotu. 

Problem można byłoby rozwiązać instalując na samolocie cięższą osłonę termiczną, ale to ograniczyłoby jego ładowność. A to oznaczało, że nie byłby użytecznym bombowcem. Dopiero opracowane dużo później tarcze termiczne z molibdenu lub ceramicznych płytek - takie jak te, stosowane przez Amerykanów na promach kosmicznych - pozwoliłyby stworzyć pojazd o zakładanych parametrach. Ale nazistowskie Niemcy, szczęśliwie, dostępu do takich technologii nie miały. 

Co nie oznacza, że prace Sängera poszły na marne. Poza inspiracją, jaką były dla inżynierów tworzących promy kosmiczne, pozostawiły po sobie jeden trwały element. Opracowany przez inżyniera silnik z regeneracyjnym chłodzeniem stał się podstawą większości używanych do dziś silników rakietowych.