Včera jsme Vás krátce informovali o havárii, která se stala na základně Wallops na východním pobřeží Spojených států. Raketa Antares soukromé společnosti Orbital Sciences Corporation (OSC) měla poslat nákladní loď Cygnus na její třetí zásobovací misi k Mezinárodní vesmírné stanici. Raketa ale krátce po svém startu selhala a v plamenech se zřítila zpět na zemi jen několik metrů od startovní rampy. Fotografie a videa celé události najdete ve včerejším krátkém článku. Dnes se na havárii podíváme o něco podrobněji, uvedeme si související okolnosti a také si popíšeme, jaký měla raketa Antares a loď Cygnus úkol.

Několik problémů před startem

Nejdříve se vraťme o 13 dní zpět. Na pátek 17. října byl původně naplánován start, který však musel být odložen. Hurikán Gonzalo totiž ohrožoval Bermudy, kde se nachází trackovací stanice zodpovědná za příjem telemetrických dat odesílaných raketou Antares během startu. Stanice musela být kvůli ochraně před silným větrem a deštěm odstavena mimo provoz a její komunikační zařízení bylo opět zprovozněno minulý týden.

Ve čtvrtek 23. října byly nádrže zásobovací lodi Cygnus plně natankovány a loď byla připojena ke druhému stupni rakety. Zbývalo jen naložit několik posledních citlivých položek a bezpečně loď ukrýt pod aerodynamický kryt. O den později, tedy v pátek, byla dvoustupňová raketa Antares přepravena z přípravného hangáru na jednu míli vzdálenou rampu 0A kosmodromu MARS (Mid-Atlantic Regional Spaceport) na základně Wallops ve státě Virginia. Zde byla raketa vztyčena do vertikální polohy a technici ji připojili ke zdrojům elektrické energie a palivovým potrubím startovací rampy.

Během víkendu byly na raketě dokončeny všechny přípravné práce a kontroly. Ty například zahrnovaly odjištění motoru na tuhá paliva, který Antares používá ve svém druhém stupni, test systému řízení rakety nebo odstranění všech držadel a pomůcek, díky kterým je možné s raketou manipulovat.

Po prvním zrušeném startu byl náhradní termín stanoven na pondělí 27. října ve 23:45 středoevropského času. OSC chytře zvolila termín startu dříve, než bylo nutné. Připojení k ISS bylo naplánováno až na 2. listopadu, ale odklady startů z nejrůznějších důvodů nejsou ničím výjimečným a je lepší odstartovat o pár dní dříve. Raketa i její náklad tak měly na start několik pokusů a startovní okna byly k dispozici každý den od pondělí do čtvrtku.

Toto rozhodnutí se v zápětí ukázalo jako moudré. Po hurikánu Gonzalo, který zhatil první start, se do cesty postavila další nečekaná událost, která si vynutila odklad mise. Civilní loď, jejíž posádka zřejmě nebyla obeznámena se situací v přímořských oblastech Virginie, se objevila v ohroženém prostoru a narušila tak bezpečnostní pravidla. 42 metrů vysoká raketa byla již plně natankována a připravena ke startu, který měl nastat ve 23:45 našeho času. V čase T-12 minut tak musel být start odložen o 10 minut.

Po uskutečnění několika marných pokusů o navázání spojení s lodí musela být mise znovu zrušena. Start byl odložen na následující den. Začala se tak opakovat situace z přelomu let 2013/2014, kdy byl první operační let mnohokrát odložen z velmi různorodých a podivuhodných důvodů. O těchto odkladech jsme vás informovali v tomto článku. Vedení OSC se vyjádřilo, že byl start odložen z důvodu veřejné bezpečnosti. Dráha startující rakety by vedla přímo nad lodí a lidé na její palubě by tak byli vystavení zbytečnému nebezpečí v případě, že by se s raketou cokoli stalo. Lodě v zakázaných zónách během startů raket nejsou ničím výjimečným.  Většinou se však start posune jen o pár minut, než se lodě vzdálí. To ovšem neplatí u misí k ISS, kdy startovní okno trvá jen okolo deseti minut.

Havárie a její možné příčiny

Úterní start byl naplánován na 23:22 středoevropského času, což odpovídá době 15 minut po západu slunce času místního. Raketa Antares zažehla své dva motory prvního stupně přesně podle plánu a o dvě vteřiny později začala stoupat k obloze. „Máme zážeh… a je tady start mise Orb-3, při které raketa Antares vyšle třetí zásobovací loď Cygnus k ISS,“ řekl komentátor NASA v přímém přenosu. „Hlavní motory na 108 %, výška v normálu.“ Ihned po této větě se ve 13. sekundě po startu objevila exploze ve spodní části rakety. Raketa okamžitě ztratila tah a začala padat kolmo k zemi. Po dalších devíti sekundách dopadla na pláž kousek od startovní rampy a celé pobřeží bylo ozářeno obrovskou ohnivou koulí, která vznikla výbuchem nádrží prvního stupně. Během okamžiku tak bylo zničeno 245 tun tekutého kyslíku a raketového paliva RP-1.

Poškození utrpěla i samotná startovní rampa. Podle informací raketa nedopadla dále než 50 metrů od ní. Během pádu rakety byl aktivován autodestrukční systém až těsně před dopadem. Jelikož tento systém není autonomní, záleží na rozhodnutí osoby zodpovědné za bezpečnost v okolí kosmodromu, kdy a zdali vůbec raketu zničí. Jelikož se raketa neodklonila od plánované trajektorie a její pád neohrožoval žádné přilehlé budovy, rozhodl se řídící správně. Destrukce rakety ve větší výšce totiž mohla rozprášit hořlavé trosky do daleko větší vzdálenosti. Dlouho po explozi na místě ještě hořelo tuhé palivo druhého stupně. Zhruba po deseti minutách byla o havárii informována posádka ISS. Ačkoli byla z přímého přenosu odstraněna interní komunikace, NASA TV ještě dlouho poté vysílala záběry hořících trosek.

V 02:30 našeho času začala tisková konference, které se zúčastnili představitelé zastupující OSC, NASA, ISS a kosmodromu MARS. Konferenci sledovala i posádka ISS. Vyšetřování havárie se bude opírat především o získaná telemetrická data z rakety, kousky hardwaru, které nebyly zničeny a dostupné videozáznamy. Komise pro vyšetřování nehody vedená firmou Orbital Sciences Corp. bude složena ze zástupců OSC, NASA a FAA. Analýza dat byla zahájena okamžitě po destrukci rakety. Shromažďování trosek, jejich katalogizace a analýza pak začala až druhý den ráno, jakmile bylo místo nehody bezpečné.

Na tiskové konferenci bylo dále oznámeno, aby se lidé v okolí vyhýbali troskám a jakýkoli podezřelý předmět nahlásili. Raketa sice používá bezpečné netoxické palivo, avšak nákladní loď Cygnus už je na tom jinak. Její motory používají hypergolické palivo, které je lidskému organismu nebezpečné. Bylo tedy důrazně řečeno, aby se lidé nepokoušeli získávat jakékoli suvenýry. Okolo místa startu byl vytyčen bezpečnostní perimetr o průměru 2,5 kilometru.

 „To, co nyní víme je v podstatě jen to, co všichni viděli na videu. Start, potom něco, co vypadalo řekněme jako rozpad prvního stupně a raketa spadla na zem. Nemáme žádné předběžné indikace toho, co se mohlo stát,“ řekl Frank Culbertson, viceprezident OSC a bývalý astronaut.

Z videí je však patrné, že za příčinou s největší pravděpodobností stojí jeden z hlavních motorů. Tuto domněnku potvrdili také novináři, kteří incident viděli na vlastní oči přímo na místě, necelých pět kilometrů od startovní rampy. Antares používá na svém prvním stupni dvojici motorů AJ-26. Ty jsou modernizovanou verzí sovětských NK-33, které mají kořeny v 60. letech a byly původně určeny pro sovětskou lunární superraketu N-1. Po zrušení projektu rakety N-1 byly motory uskladněny a v 90. letech nabídnuty k prodeji. Zájem o ně projevila firma Aerojet Rocketdyne, která se stará o jejich modernizaci.

Velmi důležitým faktorem, který určitě bude hrát ve vyšetřování roli je havárie motoru AJ-26, která nastala 22. května při jednom ze statických testů ve Stennisově středisku. Při zkušebním zážehu, který měl trvat 54 sekund, došlo ve 30. sekundě k anomálii a motor byl zničen. O této události jsme vás také informovali. Jen pro porovnání – oba motory na raketě pracují téměř čtyři minuty, než spálí veškeré palivo.

Následky a ztráty

Pokud vás napadlo, jak na tom teď budou kosmonauti na ISS se zásobami jídla, uklidním vás. Posádce stanice nehrozí žádné nebezpečí ani nepohodlí. Logistické zabezpečení ISS je plánováno s patřičnou rezervou a posádka má vždy zásoby na 4 až 6 měsíců a není tak kriticky závislá na každém startu zásobovací lodi. Kromě toho ISS v těchto dnech prožívá hotovou rošádu nákladních lodí. V sobotu se od stanice odpojil Dragon, který se vracel zpátky na Zemi. Uvolnil tak dokovací uzel modulu Harmony právě pro Cygnus. V pondělí pak od stanice odletěl ruský Progress M-24M, aby jej vystřídal Progress M-25M, který startoval včera jen devět hodin po havárii. K ISS se připojil po šesti hodinách od startu. Kromě toho je u modulu Zvězda stále připojená evropská ATV-5. Jak vidíte, jízdní řád zásobovacích lodí je vskutku hektický.

První ztráta, o které se zmíníme, se týká vylepšeného druhého stupně rakety Antares. Ten využívá motor na tuhá paliva Castor 30XL a při tomto startu si měl odbýt svou premiéru. Na svou první misi si tak budu muset ještě počkat. Castor 30XL postavený firmou ATK má o něco větší tah než jeho předchůdce Castor 30, a díky většímu množství paliva hoří o 30 sekund déle. Tvar trysky byl navíc přepracován, aby motor poskytoval vyšší specifický impuls. Díky tomu mohla Cygnus vynést až o 450 kilogramů nákladu více, než při předchozích misích. Jen pro doplnění uvádíme, že toto zvýšení nosnosti je klíčové pro misi vylepšené verze lodi Cygnus, jejíž let je prozatím naplánován na jaro. Vylepšená verze bude o metr delší, bude vyrobena z lehčích materiálů a bude mít kulaté solární panely namísto současných obdélníkových. Nosnost lodi by se tak měla zvýšit až na tři tuny.

Cygnus měla na své palubě celkem 617 kg jídla, 727 kg vědeckých experimentů, 637 kg náhradních dílů patřících NASA a JAXA, 66 kg potřeb pro výstupy do volného prostoru a 37 kg počítačů, jejich komponentů a fotoaparátů s příslušenstvím. Největším zklamáním je samozřejmě ztráta jedinečných experimentů. Dostat svůj přístroj na ISS je pro jakoukoli univerzitu, vědeckou instituci či firmu velkým úspěchem. Pojďme si představit ty nejzajímavější položky zničeného nákladu.

Firma Planetary Resources, která by ráda těžila na asteroidech, měla na palubě svůj cubesat Arkyd-3. Jednalo se o technologický demonstrátor, který měl otestovat důležité systémy a vyšlapat cestu budoucímu teleskopu Arkyd-100, který bude vyhledávat blízkozemní asteroidy vhodné pro těžbu. Konfigurace cubesatu byla 3U (3x základní kostka 10 x 10 cm), hmotnost činila 4 kilogramy a na nízkou oběžnou dráhu se měl vydat z paluby ISS.

Dále byla na palubě kamera s vysokým rozlišením, která měla být během EVA umístěna na spodní straně modulu Destiny. Jejím úkolem mělo být pozorování meteorů v zemské atmosféře. Tento experiment měl být prvním v historii, který by detailně zkoumal meteory z oběžné dráhy. Přístroj měl analyzovat chemické složení, velikost a hustotu částic vstupujících do atmosféry. Studium složení těchto meteoroidů by nám poskytlo další díl do skládanky poznání vývoje planet. Kontinuální pozorování navíc mohlo odhalit nové neznámé meteorické roje.

Experiment vyslaný Italskou kosmickou agenturou nazvaný Drain Brain měl přinést nové poznatky v oboru medicíny.  Měl zkoumat cirkulaci krve mezi mozkem a srdcem v podmínkách mikrogravitace. Posádka ISS měla nosit speciální krční límce, které by shromažďovaly potřebná data. Porozumění proudění krve může pomoci vyvinout opatření, která zabrání bolestem hlavy a dalším neurologickým problémům, kterými kosmonauti často trpí. Kromě toho mohl experiment napomoci při odhalování a léčbě kognitivních nemocí jako je například Alzheimerova choroba.

I Evropská kosmická agentura měla na palubě důležitý přístroj. Jednalo se o zařízení, které mělo nahrávat data uvnitř nákladového prostoru ATV-5 během vstupu do atmosféry a jejího zániku. Přístroj měl zaznamenat klíčová data, přežít průchod atmosférou a vše odeslat dříve, než spadne do oceánu. Tento přístroj měl doplnit dvojici BUC a SatCom, o které jsme psali v tomto článku.

Velká skupina experimentů byla poskytnuta také studenty nejrůznějšího věku a zaměření. Ty měly zkoumat růst bakterií a krystalů, vývoj komárů v mikrogravitaci, efektivitu kompostování na palubě ISS nebo růst sójových bobů a semínek chia, které mohou být využity jako strava kosmonautů.

Na palubě Cygnu bylo dále 26 cubesatů v konfiguraci 3U patřících firmě PlanetLabs. Tato flotila nazvaná Flock-1d se měla věnovat pozorování Země.

V neposlední řadě se na veřejnost dostala informace, že Cygnus nesl jakési kryptovací zařízení. S největší pravděpodobností se jednalo o přístroj, který měl před zasláním na Zemi zakódovat data citlivých experimentů. To je ale jen spekulace. Média však okamžitě celou věc nafoukla. CNN například oznámila, že celý náklad je utajený nebo také publikovala domněnky související se špionáží, které jsou v souvislosti s ISS naprosto nesmyslné.

Co bude dál?

Další start rakety Antares s lodí Cygnus je plánován na duben. Vše ale může být samozřejmě odloženo. Vyšetřovací komisi bude zajisté trvat několik týdnů či měsíců, než zjistí opravdovou příčinu havárie a odhalí všechny souvislosti. Poté budou firmou Orbital Sciences Corporation přijata potřebná protiopatření. Pokud se prokáže, že za havárií stojí vadný motor AJ-26, je velmi pravděpodobné, že budou zpřísněny předstartovní testy či upraven postup modernizace, kterou motory procházejí. Ačkoli má motor AJ-26 druhý nejlepší poměr tah-hmotnost na světě (na prvním místě je Merlin 1D od SpaceX), jeho konstrukce je už velmi zastaralá. Není tedy vyloučeno, že raketa Antares v budoucnu přesedlá na jiné motory. S vypuknutím ukrajinské krize se touto cestou vydává více amerických raket, které jsou závislé na ruských motorech. Na takovéto závěry je však příliš brzy.

Kromě důvěryhodnosti rakety byla značně poškozena i startovní rampa 0A. Ačkoli prý poškození není fatální, její oprava určitě zabere nějaký čas. Je to jediná rampa certifikovaná pro starty raket Antares. Pokud nebude rampa opravena včas, nebo bude vyšetřování havárie trvat příliš dlouho, mohlo by se teoreticky stát, že by Cygnus startovala na jiné raketě. Nabízí se například Falcon 9 či Atlas V. To je ovšem také pouze spekulace a velmi nepravděpodobná varianta.

Jisté však je, že dojde k posunutí startů dalších zásobovacích lodí doleva a k malé změně jejich nákladů, aby se kompenzovaly ztráty způsobené havárií. Jedinou takto postiženou lodí je prozatím Dragon. Jeho následujícího startu bychom se měli dočkat 9. prosince. Zatím víme jen to, že Dragon ponese namísto kyslíkové nádrže pro atmosféru ISS nádrž s dusíkem, kterou měla na stanici dopravit Cygnus.

Po vyšetřování nehody a přizpůsobení budoucích zásobovacích misí je poslední významnou položkou na seznamu finanční vyrovnání. Frank Culbertson na tiskové konferenci uvedl, že start byl „nějak“ pojištěn. Což naznačuje, že nejspíš nebyl pojištěn plně. Tady přichází do hry zajímavá matematika. Společnost OSC obdržela 1,9 miliardy dolarů za dodání 20 tun nákladu na ISS. Ten si firma rozdělila na 8 zásobovacích misí. Finance získané za jednu misi tak činí 250 milionů. Podle vyjádření uvedených na tiskové konferenci je cena rakety Antares s lodí Cygnus „něco přes 200 milionů“. Vezmeme-li v úvahu, že OSC bude muset start nahradit ze své kapsy a připočítáme-li náklady na vyšetřování havárie, opravu startovní rampy a případné úpravy motorů AJ-26 či rakety samotné, zjistíme, že po finanční stránce musí být toto selhání pro OSC velmi bolestivé. Bylo by určitě velmi zajímavé vidět reálná čísla. Veškeré dolary vydělané při předchozích misích se tak možná vypařily spolu s raketou.

Tato havárie nám opět připomíná to, co se stále snažíme opakovat našim čtenářům – kosmonautika a starty raket nejsou žádnou rutinou. Je to vysoce náročný obor, který se stále vyvíjí a výbuchy a nehody budou její součástí ještě hodně dlouho. Vlastnit soukromou firmu, která se probíjí na trh se svým nosičem, není ani zdaleka tak jednoduché, jak se někteří domnívají.

Exploze na startovní rampě 0A byla největší, která kdy na kosmodromu MARS, respektive na základně Wallops, nastala. Zpráva ihned obletěla celý svět a objevila se ve všech světových médiích od USA, přes Evropu, Rusko, arabské země až po Austrálii. Všichni vědí, že Antares ztroskotal. Smutné je, že kdyby celá mise dopadla dobře, kromě fanoušků kosmonautiky by se o ní nikdo nedozvěděl.

Zdroje informací:
http://spaceflightnow.com/
http://www.nasa.gov/
http://www.orbital.com/
http://forum.nasaspaceflight.com/
http://www.space-multimedia.nl.eu.org/
http://space.skyrocket.de/
https://www.planet.com/

Zdroje obrázků:
http://forum.nasaspaceflight.com/
http://iss.jaxa.jp/
https://fbcdn-sphotos-f-a.akamaihd.net/
NASA TV
http://www.nasa.gov/
http://www.nasaspaceflight.com/
http://space.skyrocket.de/
http://www.nasaspaceflight.com/
https://scontent-a.xx.fbcdn.net/