Klávesové zkratky na tomto webu - základní­
Přeskočit hlavičku portálu


Zkouška revoluční novinky: do vesmíru poprvé s „repasovanou“ raketou

aktualizováno 
Firma SpaceX se chystá poprvé použít ke komerčnímu letu do vesmíru „repasovaný“ raketový stupeň. Telekomunikační satelit by měl vynést první stupeň, který v loňském roce vynesl náklad pro ISS. Má to být první skutečná demonstrace systému na výrazné zlevnění letů do vesmíru.

Úspěšná statická zkouška motorů prvního stupně rakety Falcon 9 z pondělí 27. března 2017 | foto: SpaceX

Že po půlnoci ze čtvrtka na pátek našeho času bude startovat raketa z nejslavnějšího amerického kosmodromu, z Mysu Canaveral, nezní jako právě převratná informace. Ale pokud budete věnovat pozornost dalším řádkům, zjistíte, že opak je pravdou.

Ze startovního komplexu LC 39A, odkud se létalo k Měsíci a odkud létaly raketoplány, má totiž vystartovat raketa Falcon 9 v1.2 s lucemburskou komunikační družicí SES-10. Zajímavější než náklad je, že základ - tedy první stupeň nosiče - bude tvořit první stupeň, který 8. dubna 2016 poslal nákladní loď Dragon CRS-8 na zásobovací let k Mezinárodní kosmické stanici (ISS), zhruba po deseti minutách se vrátil řízeným pádem zpět k povrchu a úspěšně přistál.

Jde o další přelomový krok v historii raketové a kosmické techniky - o první demonstraci systému, který by mohl změnit ekonomickou stránku létání do vesmíru v podmínkách reálného provozu.

Někdo jistě namítne, že podobně opakovaně byly přece využívány již startovací stupně SRB (Space Shuttle Solid Rocket Booster) na tuhé pohonné hmoty, které byly součástí celého komplexu STS (Space Transportation Systém) amerického raketoplánu, tvořeného dvěma motory SRB, rozměrnou nádrží pohonných hmot ET (External Tank) a vícenásobně používaným raketovým kluzákem (Space Shuttle). Podobně se také připomíná, že opakovaně je používána rovněž raketa Blue Origin New Shepard, která vynáší návratovou kabinu určenou pro připravovanou komerční turistiku na balistickou dráhu. Nyní jde však o něco zcela jiného, o skutečný přelom. Poprvé bude totiž použit kompletní první stupeň (se sériovým číslem 21) již jednou vypuštěné klasické rakety.

Nevstoupíš dvakrát do téže rakety

Již v pondělí večer našeho času proběhl na Mysu Canaveral úspěšný statický test všech devíti motorů Merlin 1D prvního stupně, po kterém byla raketa Falcon 9 v1.2 s odčerpanými pohonnými hmotami přepravena zpátky do montážní haly v blízkosti rampy k posledním technickým prověrkám a ke kompletaci s družicí a s aerodynamickým krytem. Startovní okno se otevře ze čtvrtka na pátek 27 minut po půlnoci našeho času a má trvat dvě hodiny. Záložním datem je noc na sobotu našeho času.

Poslední z původních plánovaných dat startu Falconu 9 v1.2 s družicí SES-10 nečekaně ovlivnily závažné technické problémy chystaného startu rakety Atlas 5 s nákladní lodí Cygnus OA-7 John Glenn společnosti ATK, která měla vyrazit se zásobami k ISS v sobotu 25. března. Tento start měl na Mysu Canaveral samozřejmě prioritu.

Když však byly zjištěny závady v hydraulickém systému rampy, byl start odsunut na 27. března, na kdy však SpaceX plánovala start svého Falconu. Proto SpaceX odložila tento start na 29. března s vědomím, že pokud dojde k dalšímu posunu letu náklaďáku Cygnus, bude se i toto nové datum opět měnit. Protože se však technické problémy objevily také na samotné raketě Atlas 5, byl start náklaďáku Cygnus OA-7 posléze odsunut na blíže neurčený termín a SpaceX měla volnou cestu.

Statická zkouška motorů prvního stupně Falconu byla sice ještě posunuta o jeden den, ale po jejím úspěchu mohlo být stanoveno definitivní datum startu na čtvrtek 30. března. Důvodem dalšího odkladu mohly být už jen náhlé technické problémy nebo nepříznivé počasí. Meteorologická služba amerického letectva však uvedla, že bouřkový systém vyvíjející se od středy přes Texas a ve čtvrtek severovýchodně od Tennessee by na oblast kosmodromu na Mysu Canaveral neměl mít zásadní vliv nejméně do pátku (záložní den startu) či spíše do začátku soboty. Na čtvrtek meteorologové konstatovali 70% možnosti startu, na pátek 60% možnosti startu.

Plovoucí hřiště na místě

Protože je opět naplánován návrat prvního stupně, již před týdnem vyplula do určené oblasti Atlantiku speciální plošina ASDS (Autonomous Spaceport Drone Ship). Na plošinu přibližně o rozměrech fotbalového hřiště se bude muset raketový stupeň přesně navést a měkce dosednout. S dalším, tedy v pořadí třetím, využitím prvního stupně s pořadovým číslem 21 se však ve SpaceX už nepočítá. Plyne to ze slibu, že v případě úspěšného návratu dostane společnost SES (Société Européenne des Satellites) některé díly z tohoto stupně, aby je mohla vystavit ve svém sídle v Betzdorfu ve východním Lucembursku.

První stupeň rakety Falcon 9 V1.2 určený k historické premiéře druhého startu...

První stupeň rakety Falcon 9 V1.2 určený k historické premiéře druhého startu při svém úspěšném návratu v dubnu 2016 po vypuštění nákladní lodi Dragon CRS-8

První stupně rakety Falcon 9 přistávají také na pevnině na speciální ploše LZ-1 (Landing Zone) nedaleko rampy na Mysu Canaveral. Protože po zahájení letů těžké rakety Falcon Heavy by se měly vracet na pevninu přinejmenším její dva boční urychlovací stupně, chystá SpaceX stavbu dalších dvou ploch LZ-2 a LZ-3.

Podívejme se ve zkratce na to, jak takový návrat použitého prvního stupně rakety vypadá: Přibližně po třech minutách vzletu se odděluje první stupeň. Druhý stupeň pomocí vlastního motoru pokračuje v cestě na oběžnou dráhu s nákladem družice nebo kosmické lodě. První stupeň se otočí o 180 stupňů proti původnímu směru svého letu a zažehnou se jeho motory, aby se zkrátila vzdálenost místa chystaného dosednutí od startovací rampy.

Při vynášení těžších nákladů, což vyžaduje značnou spotřebu pohonných hmot, lze tento „zpětný zážeh“ vynechat, ale pak není možné plánovat přistání na pevnině, protože stupeň poletí po balistické dráze poměrně daleko od místa startu na Mysu Canaveral.

Při vstupu do hustých vrstev atmosféry se motory zažehnou podruhé a sestup se zpomalí tak, aby nedošlo k rozpadu raketového stupně. Vyklopí se roštové kormidlové plochy zajišťující stabilitu. Naposledy se znovu zažehne již pouze jeden motor několik sekund před dosednutím stupně, aby zajistil měkké dosednutí na čtyřech vyklopených přistávacích nohách.

Podle hmotnosti vynášeného nákladu, a tedy podle toho, kolik pohonných hmot má stupeň v této chvíli ještě k dispozici, se v ekonomičtější verzi v rychlém sledu zažehne nejprve prostřední motor, poté také dva postranní a dosednutí nakonec zajistí opět pouze jeden motor. Motory pracují kratší dobu než v předchozí variantě sestupu a přistání s jedním motorem v činnosti. Tato „krátká varianta“ však klade značné nároky na přesnost navedení a na spolehlivou stabilitu klesajícího stupně, takže je poměrně riskantní.

Plošina ASDS a vracející se stupeň spolu nekomunikují. Podle zadaných totožných souřadnic GPS se plošina snaží udržet na určeném místě a raketový stupeň naopak na určené místo sestupuje.

Raketový přístav

První úspěšné přistání se podařilo v prosinci 2015 na pevnině na ploše LZ-1. V dubnu 2016 následovalo při misi CRS-8 úspěšné přistání také na plovoucí plošině ASDS.

K dispozici jsou dva exempláře této plošiny – OCISLY (Of Course I Still Love You) a JRTI (Just Read the Instructions) - jedna pro starty z východního a druhá pro starty ze západního pobřeží USA. Ke svým zdánlivě neobvyklým jménům plošiny přišly na popud Elona Muska inspirací z románu „The Player of Games“ z kultovní knižní sci-fi série „Kultura“ od skotského spisovatele Iaina M. Bankse (1954-2013), který takto pojmenoval robotické kosmické lodě.

První stupeň z letu CRS-8 po úspěšném přistání na palubě ASDS OCISLY

První stupeň z letu CRS-8 po úspěšném přistání na palubě ASDS OCISLY

Plošina ASDS nemá vlastní pohon, takže do určeného místa v oceánu je odtažena. Na další námořní lodi souběžně pluje servisní posádka. Na místě je pak plošina udržována čtyřmi manévrovacími motory. Obě podpůrné námořní lodě s posádkami se přitom zdržují v bezpečné vzdálenosti.

Po úspěšném dosednutí prvního stupně rakety se musí technici nalodit na palubu plošinu ASDS co nejdříve, aby raketový stupeň zajistili proti překlopení a ochránili jej tak před zničením. Přestože stupeň s již téměř prázdnými nádržemi pohonných hmot má nízké těžiště, kdy největší hmotnost se nachází zcela dole, kde jsou těžké motory a jejich nosný rám, nelze počítat s jeho bezpečnou a zaručenou stabilitou. Celá akce proto vyžaduje dokonalou souhru a rychlost. Stupeň je nejprve zajištěn hydraulickými opěrami a zvedáky, aby nedošlo k prasknutí některé přistávací nohy a k jeho překlopení a zničení. Současně jsou k palubě přivařena kovová oka a stupeň je připoután ocelovými lany k nosné konstrukci uložení motorů.

Popis vypadá poměrně jednoduše, ale složitost a hlavně nebezpečí okamžitě pochopíme, jestliže si uvědomíme, že vše probíhá v těsné blízkosti 25 tun těžké a téměř 50 metrů vysoké „roury“ prvního stupně, v jehož nádržích jsou ještě zbytky pohonných hmot. Plošina přitom není ani na mírném moři zcela stabilní, natož když se zhorší počasí, takže je nepochybné, že jde o práci pro nebojácné povahy.

Každý návrat prvního stupně rakety Falcon 9 je vždy otázkou přesné souhry pracujících raketových motorů a navigačního systému. Jak známo, ne všechny návraty byly úspěšné především proto, že stupeň na plošinu dosedl v nestabilní poloze, případně se ho nepodařilo ve stabilní poloze udržet. I zde však došlo k zásadnímu pokroku. Plošina OCILVY totiž tentokrát vyplula z přístavu Port Canaveral s další prospěšnou novinkou - robotem Roomba (fotky z nalodění robota, kterému se přezdívá Roomba podle robotického vysavače, umístil na facebook Chase Hansen).

Klasické dosavadní zpevnění prvního stupně na palubě plovoucí plošiny pomocí...

Klasické dosavadní zpevnění prvního stupně na palubě plovoucí plošiny pomocí hydraulických zvedáků, ocelových lan a řetězů s ukotvením pomocí ok v palubě

V době přistání prvního stupně není na plovoucí plošině ASDS z bezpečnostních důvodů žádná posádka, ale kvůli zajištění stability stupně se technici musí co nejdříve na plošinu přemístit a pohybovat se a pracovat v ne zrovna bezpečných podmínkách. Situaci by měl zlepšit nový, dálkově ovládaný robot, který dosednuvší první stupeň „vezme do náruče“ a zajistí jeho stabilitu.

Dálkově ovládané těžké a nízké manipulační vozidlo s pásovým podvozkem s elektromotory dostalo ve SpaceX familiární pojmenování Optimus Prime podle jména hlavního robota z filmové série „Transformers“, velitele hrdinných Autobotů, který se transformoval do tahače kamionu Peterbilt 379. Má plně zastoupit techniky, kteří se až dosud krátce po dosednutí prvního stupně museli co nejdříve nalodit na plošinu. Robot najede pod stupeň a zafixuje ho hydraulickými zvedáky proti nežádoucímu překlopení nebo sklouznutí z paluby plošiny ASDS.

Vesmírné slevy

Ačkoli společnosti SpaceX a SES oficiálně nezveřejnily detaily smlouvy o vypuštění družice SES-10 raketou Falcon 9 v1.2, připomínají se slova provozní ředitelky Gwynne Shotwellové ze SpaceX, která již loni uvedla, že v nabídce byla desetiprocentní sleva. Podle jiných pramenů mohlo jít dokonce o třicetiprocentní slevu. Za komerční start Falconu 9 V1.2 se běžně uvádí cena kolem 62 až 65 milionů USD.

Podle Shotwellové by měla být postupem času sleva ještě větší. Nedávno Shotwellová také uvedla, že SpaceX počítá letos s přibližně až šestinásobným využitím prvních stupňů nosné rakety Falcon 9. Společnost však zatím oficiálně tento počet nepotvrdila a neupřesnila, kterých z plánovaných startů by se to mělo týkat.

Vše samozřejmě záleží na vyhodnocení současného startu rakety s družicí SES-10. SpaceX však naprosto vážně počítá s využíváním prvních stupňů svých raket a snad někdy v budoucnosti i s možností opětného použití druhých stupňů. Dokládá to urychlené budování servisního střediska přímo v přístavu na Mysu Canaveral, kam plovoucí plošina ASDS přiváží stupně, které se úspěšně vrátily. Společnost si potřebné pozemky o rozloze 16 000 m2 pronajala zatím na pět let.

Telekomunikační geostacionární družice SES-10 vyrobená společností Airbus...

Telekomunikační geostacionární družice SES-10 vyrobená společností Airbus Defense and Space pro lucemburskou společnost SES. Mimo jiné má zajistit signál satelitní televize pro přímý přenos v domácnostech v Mexiku, Karibiku a Brazílii, a ve španělsky mluvících oblastech Jižní Ameriky. Hmotnost 5 300 kg. Plánovaná životnost 15 roků.

Již nyní využívá současné budovy bývalého zařízení NASA a v nejbližší době zde připravuje vybudování hangáru o rozloze kolem 4000 m2. V tomto novém servisním hangáru budou nejen uskladněny použité první stupně, ale především zde budou postupně renovovány a připravovány k dalšímu startu. Odpadne tak dosavadní putování použitého raketového stupně mezi Floridou, kde se provádí první servis a očištění od spalin a především agresivní mořské vody, do střediska SpaceX v Kalifornii k renovaci a odtud do dalšího střediska v McGregoru v Texasu k testování.

Počítá se totiž s tím, že i testy by se prováděly na jedné ze dvou ramp LC-39A nebo SLC-40 na Mysu Canaveral, které má SpaceX k dispozici. Zásadně to zkrátí potřebný čas. Například pro současnou premiérovou misi renovovaného prvního stupně při startu s družicí SES-10 trvala renovace včetně testování asi čtyři měsíce, v současnosti se tato doba pohybuje kolem 6 až 8 týdnů, ale v blízké budoucnosti by mělo dojít k ještě zásadnějšímu zkrácení na 2 až nejvýše 4 týdny.

Pokud se i tentokrát podaří prvnímu stupni úspěšně přistát, otevřou se tím možnost vícenásobného používání prvních stupňů nosných raket a tedy nikoli nepodstatného snížení nákladů na jednotlivé starty. Úspěchy Elona Muska a jeho nadšených spolupracovníků ze SpaceX jsou nejen inspirací, ale staly se také do určité míry velkou výzvou. V polovině března oznámila Čína, že zvažuje u svých kosmických raket vícenásobné použití jejich základních prvních stupňů. Po startu z vnitrozemských kosmodromů by stupně přistávaly na pevnině, při startech z kosmodromu Wen-čchang (Wenchang) by přistávaly na moři.

Zájemce bychom ještě rádi informovali, že přímý přenos startu rakety Falcon 9 s družicí SES-10 mohou sledovat (například) na portálu https://spaceflightnow.com.

Do textu se nedopatřením dostala v jednom případně nepřesná informace o čase startu rakety nesoucí SES-10. Za chybu se omlouváme.

Autor:




Hlavní zprávy

Další z rubriky

Vesmírné teleskopy NASA již objevily již téměř 2 500 planet mimo naši sluneční...
Vědci našli 219 kandidátů na nové planety, některé v obyvatelné zóně

Tým kolem vesmírného teleskopu Kepler představil několik set nových kandidátů na planetu, z nichž je téměř 10 přibližně velikých jako Země a obíhá v obyvatelné...  celý článek

Vizualizace satelitu Iridium NEXT
Už žádné ztracené letadlo. Omlazené satelity Iridia na to dohlédnou

Dosud jediný a plně funkční telekomunikační systém Iridium s celosvětovým pokrytím se dočká deseti nových satelitů. Už je nutně potřebuje. Některé družice už...  celý článek

Pohled na planetu Zemi ze stanice ISS
Na ISS se možná vrátí turisté

Ruská firma chce obnovit lety bohatých zájemců do vesmíru i s návštěvou Mezinárodní vesmírné stanice.  celý článek

Najdete na iDNES.cz



mobilní verze
© 1999–2017 MAFRA, a. s., a dodavatelé Profimedia, Reuters, ČTK, AP. Jakékoliv užití obsahu včetně převzetí, šíření či dalšího zpřístupňování článků a fotografií je bez souhlasu MAFRA, a. s., zakázáno. Provozovatelem serveru iDNES.cz je MAFRA, a. s., se sídlem
Karla Engliše 519/11, 150 00 Praha 5, IČ: 45313351, zapsaná v obchodním rejstříku vedeném Městským soudem v Praze, oddíl B, vložka 1328. Vydavatelství MAFRA, a. s., je členem koncernu AGROFERT.