SpaceX připravuje další misi rakety Falcon 9, která by měla tentokrát odstartovat z kalifornské Vandenbergovy základny. Druhý květnový start SpaceX je velmi specifický, protože se při něm představí již jednou použitý první stupeň, který již vynášel tajnou misi Zuma, ale pozornost poutá i náklad. Pod aerodynamickým krytem se totiž ukrývá pět družic Iridium Next – opravdu jich není deset jako tomu bylo zvykem při pěti minulých podobných misích – kterým dělají společnost dvě vědecké družice Gravity Recovery and Climate Experiment Follow-On (GRACE-FO) – společné dílo NASA a německého střediska pro geofyziku.

Před každým startem provádí SpaceX simulaci předstartovních příprav od vývozu na rampu SLC-4E až po tankování paliva, kterou vždy korunuje několika sekundový zážeh motorů na prvním stupni. Tento statický zážeh je vždy známkou toho, že start už nezadržitelně klepe na dveře. Pro naši redakci statický zážeh znamená, že je na čase vydat článek, který našim čtenářům představí konkrétní misi.

Zážeh Falconu 9 pro aktuální misi proběhl včera večer našeho času. Jelikož Falcon disponuje použitým prvním stupněm, očekává se, že zážeh devíti motorů trval zhruba sedm sekund – alespoň takový byl standard u dřívějších opakovaných použití, zatímco nové kusy mají většinou třísekundové zážehy. Konkrétní délku neznáme, protože startovní rampu na kalifornském kosmodromu obklopují hory a tak na ni není dobrý výhled. Dokonce ani první dvě fotografie v tomto článku nejsou aktuální – použili jsme archivní snímky Falconů na kalifornské rampě z jiných misí. SpaceX ve 22:15 SELČ na Twitteru oznámila, že zážeh proběhl a že se již desátý letošní start rakety od této firmy má uskutečnit v úterý ve 21:48 SELČ.

Static fire test of Falcon 9 complete—targeting May 22 launch of Iridium-6/GRACE-FO from Vandenberg Air Force Base in California.

— SpaceX (@SpaceX) May 18, 2018

Již na minulých řádcích jste se mohli dočíst, že pro aktuální misi SpaceX použije první stupeň, který již jednou startoval. Jeho výrobní číslo je 1043 a svou premiéru si odbyl 7. ledna letošního roku, když z floridské rampy číslo 40 vynesl supertajnou misi Zuma. Stupeň číslo 1043 byl poprvé spatřen 10. října 2017 na texaské základně McGregor, kde se chystal na statický zážeh, jehož délka odpovídala době hoření při skutečném kosmickém letu. Po této zkoušce byl stupeň transportován na Floridu, kde se chystal na svou tajnou misi.

Zuma měla původně startovat 15. listopadu 2017 z rampy 39A, ale kvůli blíže nespecifikovaným problémům s aerodynamickým krytem na jiné misi byl start výrazně odložen. Jelikož se blížil první let Falconu Heavy, pro který se musely udělat závěrečné úpravy rampy 39A, bylo rozhodnuto, že Zuma poletí z nedaleké rampy 40. Ke startu došlo 7. ledna 2018 a let samotný byl úspěšný (supertajná družice však podle všeho selhala) a první stupeň se dokázal vrátit na pevninu, když přistál na Landing Zone 1.

Stupeň byl následně sklopen a převezen do sídla SpaceX na druhém konci Spojených států – v kalifornském Hawthorne. Tady podstoupil kontrolu a byl připraven na svou další misi. 19. března stupeň mohl opustit areál firmy a vydat se znovu na cestu – tentokrát nikam extra daleko. Mířil totiž na Vandenbergovu základnu, která je vzdálená jen pár hodin jízdy po dálnici.

Tady se první stupeň spojil s novým horním stupněm a celá sestava putovala na startovní rampu ke statickému zážehu. Po jeho dokončení byly z nádrží odčerpány pohonné hmoty a raketa po sklopení zamířila do montážní haly. Tady se k ní připojí náklad s aerodynamickým krytem. Jak jste si mohli přečíst už na začátku článku, na oběžnou dráhu tentokrát poletí pět družic Iridium NEXT pro Iridium Communications a dvě družice Gravity Recovery and Climate Experiment Follow-on (GRACE-FO).

Půjde již o šestou misi, při které Falcony poslouží k vynesení družic Iridium NEXT, přičemž celkem je plánováno osm startů. Tento konkrétní je však unikátní v tom, že na palubě bude pouze pět družic iridium NEXT a nikoliv deset jako ve všech dalších případech. Největší obnova satelitní sítě v dějinách kosmonautiky zatím probíhá podle plánu a firma úspěšně převádí služby na nové družice, zatímco ty staré (některé až z roku 1997) nechává shořet v atmosféře. Nové družice odráží technologický posun posledních let a umožňují vyšší přenosové rychlosti a navíc zvládnou sledovat letecký provoz, některé navíc disponují i přijímačem pro sledování lodní dopravy.

Nemyslete si však, že Falcon poletí využitý jen napůl – pět družic Iridium doplní dvě družice GRACE-FO. Zkratka FO v jejich názvu napovídá, že jde o nástupce (Follow-On) dřívějších družic GRACE, jejichž provoz byl ukončen v listopadu 2017. Jak v případě GRACE, tak i GRACE-FO jde o společný podnik NASA a Německého výzkumného geofyzikálního střediska GFZ. Obě družice GRACE-FO jsou prakticky identické a jejich útroby skrývají velmi moderní vybavení včetně laseru pro extrémně přesné měření vzdálenosti mezi oběma družicemi.

Úkolem mise GRACE (a samozřejmě i nástupnické GRACE-FO) bylo extrémně přesné měření zemské gravitace – nebo ještě lépe jejích anomálií. Gravitace totiž není všude stejně silná – velmi hmotné objekty ji zvyšují, takže na horách naměří přístroje silnější gravitační sílu než u moře. Lidské tělo takové drobné rozdíly nepocítí, ale citlivé přístroje ano. Data nasbíraná družicemi GRACE-FO budou mít velmi široké využití – hmotným objektem, který mění intenzitu gravitace totiž může být i voda – ať již oceánská nebo podzemní. Sondy budou tak přesné, že zvládnou díky sledování drobných odchylek v gravitaci změřit, jak se na zemi pohybují vodní masy.

Poslouží jim k tomu jednoduchý princip – obě poletí po stejné dráze s rozestupem 200 kilometrů. Palubní přístroje budou měřit vzdálenost mezi oběma objekty s přesností na desetinu tloušťky lidského vlasu. To proto, že když jedna družice proletí nad oblastí s vyšší gravitací (například nad Himálajem), tak lehce zrychlí, čímž se zvětší vzdálenost mezi oběma družicemi. GRACE-FO budou (stejně jako GRACE) používat mikrovlnný měřič nastavený na frekvenci 30 GHz, ale navíc budou mít na palubě technologický demonstrátor laserového měřiče, jehož funkci je potřeba prověřit. Pokud se zadaří, měly by lasery umožnit ještě přesnější měření vzdálenosti. Pokud se nic nepokazí, měly by družice GRACE-FO sloužit pět let – jejich předchůdci to však vydrželi 15 let, takže se dá očekávat prodloužení jejich mise.

Po spojení horního stupně s nákladem a aerodynamickým krytem se Falcon 9 vydá znovu na startovní rampu, odkud vyrazí na svou cestu. Start má okamžité startovní okno a raketa bude po odlepení od rampy pár sekund stoupat vertikálně, ale pak začne pomalu sklánět svou špičku k horizontu, aby letěla směrem k jihu a nabírala boční rychlost. U této mise však nemůžeme očekávat pokus o přistání prvního stupně na mořské plošině. Po jeho vyhoření se SpaceX možná pokusí o nějaké složitější manévry nad hladinou využitelné při budoucích misích, ale nikde nebude žádná přistávací plošina, takže se stupeň potopí na dno.

SpaceX již před pár dny provedla premiérový start finální verze Falconu 9, který má umožnit opravdu mnohonásobnou znovupoužitelnost. Není tedy důvod snažit se o záchranu stupně z dřívější vývojové verze, která byla certifikována jen na dvě použití a jejímž hlavním úkolem byl sběr zkušeností s opakovaným používáním. Momentálně se nacházíme v přechodném období, během kterého už nepoletí žádný nový Falcon 9 ve verzi Block 4. Všechny další starty v podání SpaceX tedy už budou buďto Block 5, nebo opakovaně použitý Block 4.

Otázkou zůstává, zda se SpaceX při této misi opět nepokusí o záchranu aerodynamického krytu. Loď s „rybářskou“ sítí Mr. Steven totiž v minulých dnech nacvičovala na moři nějaké manévry, které by mohly souviset se simulací pohybu během finální přistávací fáze krytu na padáku. Nechme se tedy překvapit.

První zážeh horního stupně dosáhne parkovací polární oběžné dráhy kolem Země a vypne svůj motor. Jelikož firma zatím nevydala press-kit pro tuto misi, musíme se podívat na časy u minulých startů a předpokládat, že to tentokrát bude alespoň trochu podobné. První zážeh většinou skončil 9 minut po startu a následovala přeletová fáze s vypnutým motorem. K opětovnému zažehnutí motoru horního stupně docházelo zhruba 52 minut po startu, přičemž zážeh trval kolem 10 sekund.

Dvě družice GRACE-FO by se měly oddělit jako první a po jejich separaci provede horní stupeň další zážeh. Dá se očekávat, že GRACE-FO budou obíhat ve stejné výšce, kde kroužily družice GRACE, tedy cca. 400 kilometrů. Čím blíže jsou totiž k Zemi, tím přesněji mohou měřit drobné odchylky v gravitaci.

Další zážeh vytáhne oběžnou dráhu o pár set kilometrů výše, kde začne oddělování družic Iridium. To obvykle začínalo 52 minut po startu a končilo za dalších 15 minut. Tentokrát k tomu ale dojde později, protože je tato mise specifická – ty minulé letěly jen s družicemi Iridium Next, zatímco nyní je potřeba vypustit i GRACE-FO.

Po úspěšném vypuštění této mise bude mít SpaceX v harmonogramu na letošní rok ještě 16 misí – 15 pro Falcon 9 a jednu pro Falcon Heavy. Je však možné, že některé z těch pozdějších sklouznou do roku 2019. Elon Musk nedávno prohlásil, že by letos SpaceX chtěla vypustit více raket než jakýkoliv stát. Bude jistě velmi zajímavé sledovat, kdo vyhraje pomyslný závod v počtu letošních startů – SpaceX má vlastně jen jediného konkurenta a tím je Čína. Říše středu by ráda letos vypustila zhruba 28 raket a momentálně má oproti SpaceX náskok, přičemž i zde je potřeba počítat se skluzy na rok 2019.

Zdroje informací:
https://www.nasaspaceflight.com/
https://twitter.com/

Zdroje obrázků:
https://www.nasaspaceflight.com/wp-content/uploads/2018/05/2018-05-18-174911-1170×679.jpg
https://pbs.twimg.com/media/DHneUQ_XYAACLOM?format=jpg&name=large
https://www.nasaspaceflight.com/wp-content/uploads/2017/12/NSF_20171219_171542.jpg
https://c1.staticflickr.com/5/4751/39557026242_9d55861de9_k.jpg
http://spaceflight101.com/…/wp-content/uploads/sites/165/2017/06/C8V_hizXYAA1zPJ.jpg
http://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/graceart.jpg
http://www.nasa.gov/…/image/grace-fo_ready_-_copyright_airbus_ds_gmbh-a_ruttloff_2016.jpg
http://www.gfz-potsdam.de/typo3temp/pics/GRACE-FO_01_25cbb76287.png
https://pbs.twimg.com/media/DdRWwuaW0AAOsxd?format=jpg&name=large