Epsilon – chytrá japonská raketa

Každá kosmická agentura má ve svém portfoliu kromě velkých nosných raket i malé nosiče, které dokáží levně vynést malé družice přibližně do 1 tuny na nízkou, případně polární oběžnou dráhu.  Ať už se jedná o americký Taurus či Pegasus, ruský Rokot a Start, evropskou Vegu nebo japonský nosič M-V, vždy jsou to rakety, které nevyžadují náročnou pozemní přípravu a velké množství personálu. Jako palivo se často používají tuhé pohonné hmoty či hypergolická paliva, případně kombinace obojího pro různé stupně.

Poslední jmenovaná, japonská raketa M-V vykazovala poměrně slušnou spolehlivost, neboť se jí ze sedmi startů nepovedl pouze jeden (závada na 1.stupni), což odnesl první exemplář rentgenového teleskopu ASTRO-E.  Oceňován byl i výkon směsi tuhého paliva, který dosahoval jedné z největších účinností na světě. I tak ale japonská agentura došla k závěru, že v tomto odvětví je třeba postoupit do dalšího kvalitativně vyššího levelu. A tak v roce 2007 začaly vznikat první návrhy nové rakety na tuhé pohonné hmoty. Raketa dostala název Epsilon.

Nová raketa na pevná paliva patří tedy do třídy lehkých raket. Její kapacita je 10 krát menší než v současné době používané H-2B. Ale start vyjde „jen“ na 48 milionů dolarů, ve srovnání se 128 milióny dolarů nutnými k vypuštění H-2B a 94 milióny dolarů za start její předchůdkyně, rakety M-V.

Epsilon může startovat jako dvoustupňová varianta s nosností do 500 kg, což se využije při testovací misi příští rok v létě.  Nákladem by měla být vědecká družice SPRINT-A. Častější použití Epsilonu se předpokládá spíše v třístupňové verzi. V té měří 24 metrů a váží 91 tun.

První stupeň tvoří pomocný startovací blok SRB-A vypůjčený z rakety H-2A. Druhý a třetí stupeň je z původní rakety M-V. Ke třetímu stupni může být připojen kompaktní systém na kapalné pohonné látky, který umožní přesnější řízení při finálním navedení na oběžnou dráhu. Základní třístupňová varianta dokáže vynést na nízkou oběžnou dráhu (LEO) až 1200 kg, ovšem pouze na eliptickou dráhu maximálně 250×500 km nad zemí. Při použití třetího stupně s přídavným systémem na kapalná paliva je možné dostat náklad o hmotnosti 700 kg na kruhovou dráhu 500 km. Pokud budeme chtít družici umístit na SSO (sun-synchron orbit) do výšky 500 km, pak se musíme vejít do 450 kg.

Říkáte si, co je vlastně na této nové raketě tak inovativního? Všechny stupně jsou použity z již existujících raket. Pouze místo řešení původního čtvrtého stupně rakety M-V, je finálního umístění na oběžnou dráhu docíleno pomocí třetího stupně se speciálním přídavným systémem.

To skutečné kouzlo nové koncepce je v délce přípravy rakety a v systému řízení startu i celého letu. Díky vylepšení a zjednodušení odpalovacích systémů trvá příprava na vypuštění jen 7 dní, což je momentálně nejkratší lhůta ze všech kosmických raket. Unikátní budou i systémy řízení celé rakety. Dosud bylo zvykem, že předstartovní přípravy a kontroly systémů provádělo pozemní středisko řízení startu a teprve krátce před samotným startem přešla raketa na vnitřní systémy.

U Epsilonu provádí kontrolu systémů a přípravy na vypuštění přímo sofistikované systémy rakety s umělou inteligencí na pokročilé úrovni. Ty mohou nejen případné závady a nedostatky odhalit, ale také je v některých případech samy odstranit, respektive eliminovat. Samotná odpalovací rampa je tím pádem odsunuta do role čistě pasivního zařízení. Pro vypuštění stačí malý tým inženýrů, který se přes běžné laptopy připojí k systémům rakety. Díky rozvoji rychlé internetové sítě může být start proveden z jakéhokoliv místa na planetě, kde bude stát vhodná rampa. Tým se klidně může nacházet na opačné straně Zeměkoule a přitom řídit průběh startu i letu.

Dokonce je možné tento systém v budoucnosti použít jako modulární a univerzální pro jakoukoliv raketu.  Tím by se snížily jak celkové náklady na starty dalších raket, tak i  cena řídícího systému díky rozprostření nákladů na více kusů.

Další náklady jsou sníženy i objevem nového postupu výroby uhlíkových kompozitů z uhlíkových vlákem a pryskyřice. Nový způsob penetrování lepidlem již nepotřebuje vysoký tlak, což značně zlevňuje výrobu. Netřeba dodávat, že je to další přínos kosmických technologií pro spotřební sektor.

Jak bylo již výše napsáno, první start s malým ultrafialovým teleskopem pro studium atmosfér blízkých planet SPRINT-A  se očekává v létě roku 2013. Druhý pak v roce 2015. Nákladem má být satelit ERG (Energization and Radiation in Geospace). Třetí exemplář Epsilonu poletí v roce 2016. O jeho užitečném nákladu ještě nebylo rozhodnuto.

Ve městě Kagoshima v prefektuře Kimotsuki je již postavena nová rampa pro tyto rakety.
Na vývoj Epsilonu, který probíhá od roku 2007, vesmírná agentura JAXA plánuje utratit 256 milionů dolarů.

Zdroje informací:
http://www.jaxa.jp
http://www.jaxa.jp
http://www.jaxa.jp
http://www.jaxa.jp
http://www.jaxa.jp
http://www.novosti-kosmonavtiki.ru
http://www.spaceflightnow.com
http://www.kosmo.cz
http://en.wikipedia.org

Zdroje obrázků:
http://www.jaxa.jp/projects/rockets/epsilon/img/epsilon_zoom.jpg
http://www.jaxa.jp/article/interview/vol58/img/img01.jpg
http://www.jaxa.jp/article/interview/vol58/img/img02.jpg
http://www.jaxa.jp/article/interview/vol58/img/img03.jpg
http://www.jaxa.jp/projects/rockets/epsilon/img/photo.jpg