U stanice ISS bylo minulý týden tak živo, jako kdyby se opravdu naplnily vize autorů sci-fi o létání do vesmíru jako každodenní záležitosti. Což není stále tak úplně pravda - jisté ovšem je, že ani tyto poměrně zajímavé události nevyvolávají dnes téměř žádnou pozornost veřejnosti, která je zjevně považuje už za takřka běžnou rutinu.
Přitom se bylo na co dívat. Už noční start lodi Dragon CRS-9 v pondělí 18. července nabídl nejen nádhernou světelnou podívanou, ale také chvíle napětí - čekalo se, zda se podaří opět úspěšně vrátit první stupeň rakety Falcon 9 na zem. A podařilo! Přibližně méně než dvě minuty předtím, než druhý stupeň rakety dopravil nákladní loď na oběžnou dráhu, dosedl první stupeň na speciální přistávací plochu nedaleko startovní rampy na Cape Canaveral, odkud před devíti minutami raketa odstartovala.
Start mise CRS-9 k ISS z mysu Canaveral
Bylo to již páté úspěšné přistání prvního stupně rakety Falcon 9, a z toho druhé (po loňském prosinci) na pevninu. Při ostatních pokusech totiž přistával více než čtyřicet metrů vysoký raketový stupeň na plošinu plovoucí v moři. Z několika nezdařených předchozích pokusů už víme, že jde stále o složitý a náročný manévr, který však technici firmy SpaceX start od startu vylepšují. Přistání na moři je složitější tím, že plocha pro dosednutí je omezena rozměry plovoucí plošiny, která se navíc na vlnách může rozkývat, ovšem i přistání na pevnině přináší riziko, že by stupeň například dosedl mimo určenou plochu a způsobil značné škody.
Nákladní loď Dragon CRS-9 na vrcholu rakety Falcon 9
Zvládnout tento tvrdý oříšek si společnost SpaceX předsevzala proto, že chce opakovaně využívat nejen návratové kabiny své lodě Dragon, ale také první stupně svých nosných raket Falcon 9 a Falcon Heavy. Zejména u chystané těžké rakety Falcon Heavy, jejíž premiéra se očekává ještě do konce letošního roku (předběžně 15. prosince), by to mělo vést k výraznému snížení nákladů na jednotlivé starty. Jejich výše záleží samozřejmě na tom, kolik peněz spolykají poletové prohlídky, zkoušky a nutné opravy. To teprve účetní firmy SpaceX budou muset přesně spočítat.
Také Angara?O možnosti návratu stupňů nové rakety Angara mluví také Rusové, ale je otázkou, co je přání a jaké jsou technické možnosti. Už dříve se mluvilo o návratu bočních stupňů superrakety Energia dokonce pomocí výklopných křídel, ale vše skončilo se zánikem celého programu, protože pro obří rakety náhle nebyl náklad a hlavně chyběly peníze. Od té doby chátrají obří montážní hangáry v oblasti kosmodromu Bajkonur. Hlavní a větší z nich byl původně postavený pro lunárním program, v sousedním a menším z nich dodnes stojí opuštěná a zaprášená technologická maketa menší verze superrakety s označením Energia M. Rusové před nedávnem zopakovali, že pokud se rozhodnou pro návraty a opakované využívání stupňů rakety Angara, pak půjdou jinou cestou než SpaceX. Zvolili by návrat pomocí padáků a zachycení stupně ještě během sestupu velkým transportním letadlem nebo vrtulníkem. Zvažují prý také obnovit myšlenku návratu stupňů pomocí výklopných křídel. Vše je ale zatím pouze ve stádiu technických diskusí, protože prvořadým úkolem je uvést do provozu základní a silnější verze rakety Angara. |
Opakované využívání bylo běžnou součástí letů amerických raketoplánů, ale u klasické nosné kosmické rakety to bude poprvé. SpaceX předpokládá, že již jednou použitý první stupeň Falconu 9 by mohl být prověřen při dalším startu někdy na konci léta nebo spíše na začátku podzimu. A někdy v první polovině příštího roku by mohla být také využita k dalšímu startu již jednou použitá návratová kabina nákladní lodě Dragon.
Drak u stanice
Dragon je dnes jedinou bezpilotní nákladní lodí, která nese návratovou kabinu, což je jejím velkým přínosem. V tomto ohledu samozřejmě nepřekoná raketoplány, které mohly z kosmu přivážet rozměrné náklady o hmotnosti až 10 tun. (I když se raketoplány považují dnes často za neúspěch, třebaže myšlenka návratových kosmických lodí s křídly je nadále velmi perspektivní). Dragon přepraví z oběžné dráhy kolem 3000 kg, což je nesrovnatelně víc, než se vejde k posádkám vracejícím se v ruských Sojuzech, které z oběžné dráhy mohou přivézt ve stísněné návratové kabině nanejvýš něco málo přes 50 kg nákladu.
Ruským lodím Sojuz MS chce SpaceX začít brzy konkurovat i jinak. Již za dva roky by měli v lodi Crew Dragon (dříve V2 = verze 2) letět první lidé. Právě proto je každý nový start nákladní verze Dragonu sledován s tak velkou pozorností, protože nový úspěch je vždy optimistickou výzvou pro dokončovací práce a zkoušky pilotované verze lodi. Spolu s další připravovanou soukromou kosmickou lodí Starliner od firmy Boeing (dříve nesla označení CST-100) by měla ukončit současnou závislost Američanů na Roskosmosu a na jeho transportních lodích Sojuz MS.
Šéf a majitel firmy Elon Musk má i další fantastické plány. Nechce totiž posílat své pilotované Dragony pouze k Mezinárodní kosmické stanici ISS, ale plánuje také verzi Dragon Lab pro samostatné lety s posádkami po oběžné dráze kolem Země. A protože ohlásil záměr vyslat po konzultacích a po souhlasu NASA nepilotovanou další verzi lodě s označením Dragon Red k Marsu, zdá se, že postupnými kroky se jednoho dne možná přiblíží i ke svému velkému snu, který několikrát zmínil v rozhovorech s novináři: „Chtěl bych prožít svůj důchod na Marsu.“
Přistání prvního stupně rakety Falcon po startu zásobovacího letu Dragon CRS-9 ke stanici ISS. Přistání probíhalo na pevninu na mys Canaveral.
Dragon vezl na stanici přes tři tuny nákladu. Jednou zajímavostí byl spojovací adaptér IDA (International Docking Adapter), uložený v nehermetizovaném nákladním oddílu. Má sloužit k přistávání nových nákladních lodí pro NASA u ISS. Jde o náhradu za původní, který byl zničen při havárii rakety Falcon 9 s lodí Dragon CRS-7 v loňském roce. Po vyložení pomocí manipulačního ramene SSRMS (Space Station Remote Manipulator System) a připojení na přechodový tunel PMA-2 na spojovacím uzlu Harmony, který je součástí amerického segmentu stanice ISS bude připraven k používání od příštího roku. Ke stanici bude připojen ještě druhý adaptér IDA. Využívat by je měly lodě Crew Dragon a Starliner při přepravě posádek.
Na oběžnou dráhu dopravil Dragon CRS-9 více než 3 310 kg nákladu. Část byla uložena v hermetizovaném prostoru o objemu 10 m3 a další část v nehermetizovaném oddílu v tzv. „kufru“ (jde o výraz trunk, který se používá i pro nákladní prostor automobilů). V hermetizované části dovezl Dragon CRS-9 na ISS na ISS 1 790 kg nákladu, dalších 467 kg pak v nehermetizovaném nákladním prostoru. V hermetické kabině bylo uloženo například 370 kg zásob pro posádku amerického segmentu, 930 kg vybavení pro vědecké experimenty, 280 kg náhradních dílů a 54 kg ruského vybavení.
Proč tak málo ruského nákladu? Nejde o žádnou diskriminaci jednoho či druhého partnera, ale ukázku vzájemně prospěšné spolupráce. Také ruské lodě Progress MS, které přivážejí také zásoby vody a pohonných hmot pro stabilizační a orientační motorky na ruském segmentu ISS, vozí malé množství amerických nákladů. Při zatím ruském posledním zásobovacím letu 16. července dopravil nákladní Progress MS-03 na ISS celkem 2 405 kg nákladu, ale jen 22 kilogramů amerického nákladu.
Nákladní loď Progress MS-03/46P během příprav ke startu v montážní hale na Bajkonuru před zakrytím aerodynamickou hlavicí
Nahlédnutím do seznamu nákladu přepraveného Progressem MS-03 byste zjistili, že 705 kilogramů z celkového nákladu tvořily pohonné látky pro orientační a manévrovací motorky, 420 kg voda, 50 kg stlačený vzduch a kyslík k doplnění atmosféry ve stanici. Celkem 1 230 kilogramů bylo nejrůznějšího nákladu včetně potravin a potřeb pro každodenní život posádky. Šlo nejen o osobní pomůcky, jako jsou oděvy, hygienické a dezinfekční prostředky, ale také například o absorbéry do systému obnovy ovzduší, prachové filtry, sanitární díly do palubního záchodu, zdravotnický materiál, nářadí, baterie a další pomůcky a prostředky pro údržbu apod. Na vědecké vybavení zůstalo tentokrát pouze něco málo přes 15 kg.
Autopiloti a politikaRuské Progressy MS (ostatně i Sojuzy MS) dlouhodobě úspěšně používají spolehlivý systém Kurs NA (Novaja Aktivnaja, New Active), zkoušený od roku 2012. Nahradil původní systém Kurs A používaný od roku 1985, dříve vyráběný v Kyjevě (Київський Радіозавод), ovšem v současné situaci vyráběný v Rusku, v nové modernizované verzi výlučně z ruských součástek. Výrobu zajišťuje NII TP (НИИ Точных Приборов) v Koroljovu u Moskvy, kde byl celý systém původně vyvinut. Systém Kurs používaly také velké evropské nákladní lodě ATV (Automated Transfer Vehicle), které ke stanici ISS startovaly z kosmodromu Kourou pomocí evropské rakety Ariane 5 ES. Jejich starty byly bohužel ukončeny, třebaže experti ESA studovali a dokonce již technicky prověřovali možnost vícenásobně použitelné lodě ARV (Advanced Reentry Vehicle) s návratovou kabinou, která měla být od úspěšného náklaďáku ATV odvozena. Japonská nákladní loď HTV (H-IIB Transfer Vehicle) i soukromé kosmické náklaďáky Dragon a Cygnus jsou ke stanici ISS připojovány dálkově ovládanou manipulační rukou, protože nemají příslušný řídicí systém pro plné automatické připojení. Systém Kurs inspiroval také tvůrce čínské kosmické lodi Šen-čou. Pro její výrobu ostatně Čína v Rusku zakoupila mnoho licencí včetně základní licence, navazující na původní konstrukci lodě ze sovětského programu Sever z první poloviny 60. let. Veškeré systémy samozřejmě prošly pečlivou modernizací. |
U stanice ISS zaparkovaný Progress MS je nejnovější modernizací vybavenou shodnými novými systémy jako podobně modernizovaná pilotovaná loď Sojuz MS, o které jsme psali nedávno. Ruští odborníci si hodně slibují od nyní výlučně jen z ruských součástek vyráběného systému Kurs NA automatického sblížení a spojení s orbitální stanicí, ale také od zásadních úprav komunikačního systému, který má ve spolupráci s geostacionární komunikační družicí Luč-5 umožnit téměř nepřetržité (až 83 %) spojení lodě s řídicím střediskem v Koroljovu u Moskvy během letu po oběžné dráze.
Kvalitu vizuálních informací měly zlepšit nové digitální kamery a nové venkovní osvětlení, přesto však poslední fázi připojování Progressu MS-03 v úterý 19. července tentokrát poznamenaly nepříjemné výpadky, tedy co se podle předpokladů mělo naopak omezit na minimální míru. A docela v závěru vypadl obraz přenášený přes digitální kontrolní monitor úplně. Kvalitu mechanického připojení nákladní lodě ke stanici to naštěstí nepoznamenalo. Jako vždy byli v ruském modulu Zvězda navíc připraveni ruští členové posádky, aby v případě selhání automatiky přešli pomocí zařízení Toru na ruční řízení a dovedli Progress MS-03 bezpečně k přistávacímu můstku na modulu Pirs, od něhož již 3. července odletěl a následně v atmosféře shořel Progress MS-01. Jejich zásah však nebyl nutný.
Kromě Progressu MS-03 a Dragonu CRS-9 je u stanice ISS ještě několik dalších „návštěv“. U amerického modulu je připevněn nafukovací a rozkládací experimentální modul BEAM. K modulu Zvězda je také připojen náklaďák Progress MS-02/63P (od 2. 4. 2016) a u stanice jsou dlouhodobě zakotveny také obě transportní lodě pro posádku, Sojuz TMA-20M a Sojuz MS-01.
Připravená „Labuť“
Zatím na srpen je plánován přílet dalšího náklaďáku Cygnus CRS OA-5 S.S, Alan Poindexter. Tuto rovněž soukromou loď ve službách NASA vynese upravená verze rakety Antares 230 (obojí vyrábí společnost Orbital ATK). Po havárii rakety Antares v říjnu 2014 přikročila společnost Orbital ATK ke zcela zásadním změnám, které si však vyžádaly poměrně dlouhý čas a spoustu náročné práce. Aby splnila podmínky smlouvy s NASA o přepravě nákladů na ISS, koupila u společnosti ULA (United Launch Alliance) dvě rakety Atlas V a zajištění jejich startů s loděmi Cygnus. A protože Atlas V má větší nosnost než původní raketa Antares, byla prověřena nová „prodloužená“ verze lodi Cygnus, na jejíž palubě bylo až 3 500 kg nákladu.
Nová verze rakety Antares 230 je totiž silnější, a proto bylo možné nejen rozměry, ale především nosnou kapacitu kosmického náklaďáku zvýšit až na 3 200 kg z původních 2 000 kg. Místo dvou motorů AJ-26 (Kuzněcov-NK33) vyvinutých původně pro sovětskou lunární raketu N1, jsou totiž do verze Antares 230 instalovány dva výkonnější motory RD-181 upravené společností Aerojet Rocketdyne pro používání v americkém kosmickém raketovém programu. Konstrukčně tyto ruské motory navazují na motory RD-170 z urychlovacích bloků těžké rakety Energia.
Záměna motorů však nebyla technicky jednoduchá. Nešlo pouze o úpravu řídicího a kontrolního systému, ale také o „mechanické“ změny v konstrukci připojení motorů na trup rakety a nádrže. Naštěstí jsou motory instalovány na raketě na stejném místě, rozměrově jsou podobné motorům, používají stejné kapalné pohonné hmoty (kapalný kyslík a palivo RP-1 neboli Rocket Propellant-1 nebo také Refined Petroleum-1, což je americké označení vysoce rafinované formy petroleje). Přesto však byly provedeny nutné technické úpravy včetně například změny letového profilu v programu řídicího počítače.
Pokud jde o raketu Antares, doplňme ještě jednu zajímavost. Nádrže a související vybavení prvního stupně o průměru 3,9 m zkonstruovala ve spolupráci s Orbital ATK ukrajinská kancelář KB Južnoje na základu prvního stupně původní rakety Zenit. Nyní tyto zásadní díly vyrábí a dodává ukrajinská společnost Južmaš.
Opět vzlétne i „Bílý čáp“
V sobotu 1. října vynese raketa H-2B No. 6 z Yoshinobu Launch Complex kosmodromu Tanegashima Space Center nákladní kosmickou loď HTV-6 Kounotori (Bílý čáp), která dopraví další zásoby a vědecký materiál na stanici Mezinárodní kosmickou ISS. Náklaďák válcovitého tvaru je ryze japonským výrobkem firmy Mitsubishi Heavy Industries pro japonskou kosmickou agenturu JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency, dříve NASDA).
Jeho délka je 9,8 m a průměr 4,4 m. Prázdná hmotnost bez nákladu je 10,5 tuny, maximální hmotnost nákladu je přes 6 000 kg. Napájení elektrickou energií zajišťuje celkem 57 panelů fotovoltaických článků rozmístěných na povrchu a připojených k akumulátorové baterii. Součástí systému dodávky elektrické energie je rovněž 11 primárních chemických baterií.
Povrch lodě je z větší části chráněn pozlacenou fólií. V zadní části je motorová část se 4 manévrovacími motory na kapalné pohonné hmoty. Orientační a stabilizační trysky jsou rozmístěny také na dalších místech lodi. Následuje sekce rozvodu elektrické energie a řízení a v přední částí je hlavní rozměrný nákladní úsek. Může být složen ze dvou dílů, hermetického a nehermetického, anebo ze dvou hermetických úseků, jak si vyžádá konkrétní náklad přepravovaný na stanici ISS. Do hermetického úseku se vejde až 4 500 kg nákladu včetně nádrže na 300 kg vody. Nehermetický úsek je delší a vejde se do něj až 1 500 kg nákladu.
Zcela vpředu je ve středu dna tvaru nízkého komolého kuželu umístěn standardní pasivní stykovací uzel. Protože náklaďák HTV není vybaven systémem automatického spojení, přiblíží se podobně jako lodě Dragon přibližně na vzdálenost kolem 10 m od ISS, je zachycen manipulačním ramenem a připojen na určený volný přistávací můstek na modulu Harmony. Samostatného letu je HTV schopný po dobu až 100 hodin, u stanice může zůstat připojený přes 1 měsíc. Poté je naložen odpadky, odhozen od ISS a naveden do hustých vrstev atmosféry, v nichž shoří. K Mezinárodní stanici ISS startuje japonský náklaďák HTV vždy jednou za rok.
Pro úplnost ještě dodejme, že 20. října poletí k ISS ruský náklaďák Progress MS-04, 11. listopadu se ke stanici vydá další Dragon CRS-10 a 30. prosince další Cygnus (OA-7).
