Asi každý fanoušek kosmonautiky zná nějakou ne příliš úspěšnou raketu, o které by byl schopný říct, že je „na baterky“. Ovšem nyní na trh přichází nový nosič, který se naopak přímo chlubí tím, že je na baterky – tentokrát ovšem bez uvozovek. Raketa Electron celkově působí jako zjevení z jiného světa. Kromě netypického pohonu turbočerpadel na ní zcela jistě zaujme i její země původu. Svět už asi neohromí raketa ze Spojených států, Ruska, Číny, či Evropy.Lidé znají i rakety z Japonska, Indie Severní či Jižní Koreje, Izraele, nebo Íránu. Ale Nový Zéland? To je opravdu netradiční člen kosmického klubu. Nyní přichází čas představit si první raketu, která se chlubí tím, že je „na baterky“ – tedy pardon, bez uvozovek.
Electron je dvoustupňová orbitální raketa, kterou vyvíjí společnost Rocket Lab pro vynášení komerčních malých družic. Asi nejzajímavější částí jejího technologického řešení je využití elektricky poháněného čerpadla spalovaných složek. Tahle raketa má být schopná dopravit na nízkou oběžnou dráhu 225 kilogramů nákladu a ani cena není vůbec marná – jeden start má vyjít na pouhých pět milionů dolarů.
Zdroj: http://spaceflight101.com/
Společnost Rocket Lab vznikla na Novém Zélandu v roce 2006. Jejím zakladatelem byl podnikatel Peter Beck, přičemž nyní má firma centrálu ve Spojených státech. Na Novém Zélandu má ale stále svou pobočku, přesto budou rakety Electron létat pod americkou vlajkou. Cílem firmy bylo nabídnout cenově efektivní komerční službu s náklady na start méně než 5 milionů dolarů. Společnost cílí na firmy, jejichž malé družice by jinak musely letět jako přívažek jiných, větších satelitů. To ale znamená, že provozovatelé těchto sekundárních družic většinou nemohou rozhodovat o přesnějších parametrech oběžné dráhy, na kterou má být jejich družice vypuštěna.
Zdroj: http://spaceflight101.com/
Program Electron vsadil na myšlenku, že malé náklady – jako třeba hejna cubesatů budou preferovat flexibilitu malého nosiče, kterému záleží na nízkých nákladech, které se vyrovnají, nebo dokonce překonávají tradiční poskytovatele. Electron by měl obsloužit trh malých družic – ať už jde o čistě dedikované, nebo sdílené starty mířící především na heliosynchronní dráhu.
Firma Rocket Lab vsadila na rychlou přípravu na start a inovativní přístup k integraci nákladu, který se označuje jako „Plug-In Payload“. Název odkazuje na známé řešení Plug-and-Play, které známe z počítačů a které nám umožňuje rychle a snadno připojovat nejrůznější zařízení k našemu PC. Díky tomuto postupu se má doba nutná k integraci nákladu na raketu zredukovat jen na pár hodin.
Rocket Lab odpálila v roce 2009 z rampy Ātea-1 suborbitální mise, které byly spíše symbolické – dočkaly se ale uznání, protože šlo o první soukromou firmu z jižní polokoule, která dostala náklad na hranici vesmíru. Firma následně v prosinci 2010 získala kontrakt od amerického úřadu ORS (U.S. Operationally Responsive Space Office), který zahrnoval návrh nízkonákladového nosiče pro nanosatelity. O financování firmy Rocket Lab se postaralo hned několik společností jak z Nového Zélandu, tak i z USA.
Zdroj: http://www.voyagemahia.com/
Primární startovní rampou pro rakety Electron je místo označené jako Rocket Lab Launch Coplex 1, které se nachází na novozélandském Severním ostrově, konkrétně na jeho poloostrově Mahia. Tady si jen dovolím malou tématickou odbočku – běžně jsme zvyklí brát jako výhodnější kosmodromy, které jsou co nejjižněji. Ale to je dáno tím, že uvažujeme logikou severní polokoule. Na jižní polokouli je naopak výhodné být co nejseverněji – neboli globálně vzato co nejblíže k rovníku.
Z výše zmíněné základny by mohly rakety startovat na různé cílové dráhy včetně dráhy heliosynchronní. Mahia se stala primární startovní rampou poté, co firma v roce 2015 zjistila, že pro rampu Kaiorete Spit na Jižním ostrově není schopná získat potřebná povolení a další nezbytné zdroje. Firma přitom o lokalitu Kaiorette hodně stála, protože se nacházela blízko města Christchurch, kde se měla nacházet výrobní továrna.
Zdroj: http://spaceflight101.com/
Stavba na komplexu Mahia začala v prosinci 2015 a jejím cílem bylo postavit padesátitunovou startovní rampu a obslužnou věž pro rakety Electron a k tomu i nezbytnou infrastrukturu pro tankování nosiče a další podpůrná zařízení včetně silnic a telekomunikační sítě v celé oblasti. Většina infrastruktury byla hotová v červnu 2016 a oficiální ceremoniál spojený s otevřením komplexu byl naplánován na 26. září 2016.
Rocket Labs vstoupila do jednání se správcem leteckého prostoru nad Novým Zélandem, aby došlo k vytvoření mimořádných podmínek pro využívání leteckého prostoru v okolí startovní rampy. Plány rozhodně nemůžeme nazvat skromnými – firma Rocket Labs se chlubí tím, že frekvence letů z oblasti Mahia může dosahovat jen 72 hodin mezi dvěma starty, přičemž ročně může být odbaveno až 30 startů. Odhaduje se, že by společnost byla schopná odbavit jeden start týdně. Velkou výhodou rampy Mahia je, že rakety odsud mohu startovat na dráhu se sklonem 39 – 98°.
Zdroj: http://spaceflight101.com/
Firma Rocket Labs by ale do budoucna ráda své služby ještě rozšířila. Jejím cílem je (PSCA) Pacific Spaceport Complex – Alaska, kde by měla provoz zajišťovat Alaska Aerospace Corporation. Ostatně ani mys Canaveral není vyloučený pro další plány, které se týkají raket Electron.
Tahle raketa dokončila testování v roce 2016 a letos by měla začít svou letovou testovací fázi, než se přistoupí ke komerčním zakázkám. Tedy abychom byli přesní – k prvním letům by mělo docházet už na začátku letošního roku – ovšem bez bližšího časového upřesnění. Pokud firma dodrží své sliby ohledně cen, mělo by vynesení 1U cubesatu stát 77 000 dolarů, tedy téměř dva miliony českých korun. Trojnásobná jednotka, tedy 3U cubesat by měl stát 240 tisíc dolarů, tedy lehce přes šest milionů českých korun. Když bude Electron startovat s misí pro cubesaty, nabídne kapacitu 82 cubesat – jednotek, což se dá rozdělit na dva 12U cubesaty, čtyři 6U cubesaty, deset 3U cubesatů a čtyři 1U cubesaty. Pak by jeden start vyšel na 6,5 milionu dolarů.
Samotná raketa Electron je prvním orbitálním nosičem, který využívá elektricky poháněná turbočerpadla. Raketa měří na výšku jen 17 metrů a její průměr činí 1,2 metru. Její dva raketové stupně jsou celkem poháněny deseti tryskovými motory, které dokáží na heliosynchronní dráhu dopravit náklad o hmotnosti 150 kilogramů. Tento nosič si zaslouží velkou pozornost, protože se snaží využívat novátorských postupů – jde třeba o kompozitní materiály, které mají v kosmonautice obecně velkou budoucnost, nebo o 3D tisk některých dílů. Firma se snaží o jednoduchou a levnou výrobu, která by zároveň umožňovala vysokou kadenci startů.
Zdroj: http://spaceflight101.com/
Překlad: Autor
V základu se dá říct, že Electron se snaží o podobný přístup, jaký používá SpaceX. I první stupeň její rakety pohání devět motorů a na druhém stupni je motor jediný, který je přizpůsobený podmínkám vakua. Firma Rocket Labs vyvinula sama všechny díly pro raketu Electron, včetně motoru Rutherford, který dostal své jméno po novozélandském vědci Earnestu Rutherfordovi.
Raketa Electron také bude prvním orbitálním nosičem, který je kompletně z kompozitních materiálů. Díky uhlíkovým kompozitům mohou vznikat velmi pevné a přitom lehké konstrukce. Firma Rocket Lab se navíc může pochlubit tím, že postavila kompozitní nádrže, které jsou kompatibilní s kryogenním kapalným kyslíkem, což přináší významné úspory v hmotnosti ve srovnání s tradičními technologiemi výroby nádrží. Oba stupně rakety Electron budou (opět podobně jako Falcon 9) spalovat směs kapalného kyslíku a leteckého petroleje.
Zdroj: http://spaceflight101.com/
Motor Rutherford je prvním raketovým motorem v historii, který použije palivové (a okysličovadlové) čerpadlo na elektřinu. Tato technologická novinka byla vybrána za účelem snížení nákladů a zjednodušení výroby. Jde také o první kerolox motor (motor spalující kapalný kyslík – lox a letecký petrolej – kerosin), který má všechny hlavní díly vyrobené metodou 3D tisku. Konkrétně jde o spalovací komoru, vstřikovač, pumpy a hlavní palivové ventily. Firma RocketLab tvrdí, že vytisknut díly pro jeden motor Rutherford jí zabere 24 hodin, takže je schopna pokrýt i velký zájem o starty své rakety.
K samotné produkci spalovací komory i trysky se používá inconel – slitina na bázi niklu, která je schopná odolat tlakům a teplotám, které vznikají při spalovacím procesu. Jak už v článku několikrát zaznělo, motor Rutherford používá k čerpání paliva i okysličovadla elektrickou pumpu. Společnost vyvíjí hned dva typy těchto motorů – jeden, který najde využití v prvním stupni rakety Electron a druhý, který je optimalizovaný pro použití ve vakuuu s rozšířenou tryskou pro pohon druhého stupně.
Nejunikátnější je ale již tolikrát zmíněné elektrické čerpadlo. To využívá duální bezkartáčový motor na stejnosměrný proud, který pohání čerpadlo motoru. Každý motor má velikost běžné lahve s minerálkou, přesto dává výkon 50 koňských sil (37 kW), což roztáčí čerpadlo na 40 000 otáček za minutu. Hlavní výhodou elektrického čerpadla je jeho jednoduchost. Není potřeba řešit žádné plynové generátory, nebo turbíny, což jsou ty nejkomplexnější části moderních motorů na kapalné palivo, které prodlužují výrobní dobu a zvyšují náklady. Ale nic není ideální a i elektrická čerpadla mají své nevýhody. Tou hlavní je, že potřebují poměrně těžké baterie. Na druhou stranu se část hmotnosti ušetří absencí poměrně těžkých turbín.
Motor Rutherford sází na regenerativní chlazení – protékající letecký petrolej skrz kanálky odebírá teplo ze spalovací komory, aby byl do ní následně vstříknut. Konstrukce motorů váží bez baterií 20 kilogramů. Výhodou motorů s elektrickými čerpadly je jejich snadná ovladatelnost. Díky nim je možné velmi přesně kontrolovat směšovací poměry paliva a okysličovadla. Oproti tomu vyladit plynový generátor je mnohem komplexnější operace. Baterie, které dodávají energii čerpadlům jsou klasické lithium polymerové svazky, přičemž na každé raketě jich najdeme celkem 16.
Zdroj: http://spaceflight101.com/
Překlad: Autor
Motory Rutherford pro první stupeň mají průměr trysky 20 centimetrů a na úrovni moře vyvíjejí tah 16,9 kN, který ale může vzrůst až na 20,3 kN ve vakuu a jejich specifický impuls je 303 sekund. Motor uzpůsobený pro práci ve vakuu vyvíjí tah 22 kN a jeho specifický impuls je velmi slušných 333 sekund. Motor spálí zhruba 7 kilogramů paliva za sekundu při nominálním nastavení tahu.
První stupeň rakety Electron měří na výšku 12,1 metru a jeho průměr je 1,2 metru. Zajímavé je, že prázdný stupeň váží jen 950 kilogramů! Nízká hmotnost je dána již zmíněným využitím kompozitních materiálů – stupeň se skládá z devíti motorů Rutherford s jejich bateriemi a dvou kompozitních nádrží na kapalný kyslík a letecký petrolej, které zabírají většinu objemu stupně. Jelikož to není u raket obvyklé, tak ještě jednou zdůrazníme, že uhlíkový kompozit se využívá jak pro nosnou strukturu (tělo stupně), tak i pro nádrže.
První stupeň pojme 9 250 kilogramů paliva, které krmí devět motorů Rutherford, které jsou uspořádané v konfiguraci octaweb, kterou známe z raket Falcon 9. Jde o osmiúhelník s motory v každém vrcholu a jedním motorem uprostřed. Tato konfigurace je kromě jiného výhodná proto, že snižuje množství komponentů, které se starají o rozložení síly generované pracujícími motory na tělo rakety.
Raketa Electron vyvine při startu tah 147 kN a když opustí hustou atmosféru, tah vzroste na 183 kN. První stupeň má podle plánu pracovat dvě a půl minuty. V jeho útrobách najdeme ve spodní části třináct Li-Pol baterií, které se nachází blízko motorů. Během krátkého provozu prvního stupně je tento svazek baterií schopný generovat až 1 MW energie. O kontrolu letu se stará počítač, který může posílat pokyny ke korekčním manévrům, přičemž všech devět motorů Rutherford disponuje možností naklápění trysek. O tlakování nádrží se starají heliové nádoby a oddělení prvního a druhého stupně zajišťuje pneumatický systém, který byl také vyvinutý firmou Rocket Lab.
Zdroj: http://spaceflight101.com/
Překlad: Autor
Horní stupeň rakety Electron se postará o urychlení nákladu na rychlost, která je nutná k jeho usazení na oběžné dráze. Tento stupeň měří na délku jen 2,4 metru a jeho průměr je shodný jako v případ stupně prvního, tedy 1,2 metru. Prázdná hmotnost druhého stupně je jen 250 kilogramů a i zde najdeme kompozitní kostru i nádrže.
Také konstrukce horního stupně je podobná řešení, které známe od SpaceX. Zatímco na prvním stupni najdeme devět motorů, horní stupeň použije motor jediný s rozšířenou tryskou pro práci ve vakuu. Do nádrží druhého stupně se vejde 2 150 kilogramů paliva, přičemž doba hoření je zhruba pět a půl minuty. Motor Rutherford Vac generuje tah 22 kN při již zmíněném specifickém impulsu 333 sekund. Na horním stupni najdeme tři Li-Pol baterie, které zajistí energii jedinému pracujícímu motoru. Za zmínku ale stojí princip jejich využívání – dvě baterie se totiž odhodí ve chvíli, kdy se vyčerpají – raketa se tak zbaví zbytečné váhy, což se odrazí na lepším využití nosné kapacity.
Konstruktéři si dali záležeti na tom, aby odhozené baterie bez problémů shořely v atmosféře i když jsou jen na suborbitální dráze. Jejich teplota vzplanutí je jen 150°C, což zajišťuje, že by měly neřízeně zaniknout aniž by ohrozily dopadové oblasti. I motor horního stupně je výklopný, takže může zajistit korekce dráhy. Horní stupeň navíc disponuje tryskami na stlačený vzduch, což zajistí orientaci v rotační ose. V horním stupni se nachází i avionika a letové počítače rakety, přičemž vše vzniklo ve firmě Rocket Lab. Ta podle svých slov využila technologie programovatelného hradlového pole (Field-Programmable Gate Array Technology), což umožnilo přizpůsobit funkcionalitu při zachování hardwarové shodnosti.
Zdroj: http://spaceflight101.com/
Překlad: Autor
Překvapí někoho konstatování, že aerodynamický kryt rakety Electron je z kompozitů? Jeho výška je 2,5 metru a průměr tradičních 1,2 metru. Jeho velikost je dostatečná pro všechny typy nákladů , které spadají do této kategorie nosných raket včetně multinákladových, nebo sdílených misí. Celý kryt váží 50 kilogramů a je odhozen krátce po oddělení prvního stupně. Pneumatický systém se postará o rozdělení obou polovin tohoto krytu a o jeho následné odhození.
Zdroj: http://spaceflight101.com/
Již v začátku článku jsme zmínili inovativní postup integrace nákladu označovaný jako Plug-in Payload. Zákazníci si mohou sami vybrat pracovníky, kteří se o instalaci družic do nákladového prostoru postarají ve svých výrobních zařízeních. Celý komplex je následně ve speciálním kontejneru s kontrolovaným prostředím přepraven na odpalovací rampu. Samotné připojení adaptéru k raketě má být otázkou pár hodin.
Možná se to na první pohled nemusí zdát, ale právě tento postup perfektně vyhovuje všem zákazníkům, kteří nechtějí, aby z důvodu utajení s jejich družicemi manipuloval někdo cizí. To z rakety Electron činí ideální nosič pro americkou vládu a její ministerstva. Unikátní přístup modulárního nákladu také umožňuje flexibilní přístup v situaci, kdy jeden ze zákazníků sdíleného startu dospěje ke zpoždění. Ostatní klienti na něj tak nebudou muset zbytečně čekat.
Zdroj: http://spaceflight101.com/
Překlad: Autor
Zdroje informací:
http://spaceflight101.com/
https://en.wikipedia.org/
https://www.rocketlabusa.com/
http://www.spaceflightinsider.com/
http://www.space.com/
http://www.space.com/
Zdroje obrázků:
http://spaceflight101.com/spacerockets/wp-content/uploads/sites/17/2017/01/Electron-3.jpg
http://spaceflight101.com/…/uploads/sites/17/2017/01/electron-rocket.jpg
http://spaceflight101.com/…/uploads/sites/17/2017/01/Rocket-lab-247.jpg
http://www.voyagemahia.com/myimages/map-4up.gif
http://spaceflight101.com/spacerockets/wp-content/uploads/sites/17/2017/01/ElectronMahia.jpg
http://spaceflight101.com/s…/uploads/sites/17/2017/01/rocket-lab-team.jpg
http://spaceflight101.com/…/uploads/sites/17/2017/01/Rutherford-Photo.jpg
http://spaceflight101.com/…/uploads/sites/17/2017/01/ElectronStage-2.jpg
http://spaceflight101.com/…/uploads/sites/17/2017/01/electron_rocket_preview.jpg
http://spaceflight101.com/…/uploads/sites/17/2017/01/ElectronPerf.jpg
Tak tohle je absolutně geniální řešení! A ten specifický impuls je přímo parádní. A Li-Pol baterie hoří skvěle. To poznali i majitelé některých mobilů.
Zrovna nedávno jsem přemýšlel že se dnes dají vyrobit velmi lehké baterie a pohánět čerpadla elektromotory je výhodné. Velmi jednoduchý motor v podstatě s uzavřeným cyklem.
Evidentně to už někoho napadlo dříve než mě, a nebo umějí hodně rychle vyvíjet rakety a jejich motory. 😀
Ještě vyřešit přistávání prvního stupně (klidně menší padák a zachytit hákem z vrtulníku) a krom dotankování nezapomenout dobýt.
Při tom týrání jaké musejí baterie při startu snášet by je spíše měnili než nabíjeli 😛
Batérie predsa majú zhorieť v atmosfére, takže je nutné použiť nové.
Koľko vážia tie batérie ?
pb 🙂
:#
Přesnou hmotnost baterií jsem nedohledal. Víme ale, že jeden motor váží cca. 20 kg, baterie jsou klasické lithium polymerové svazky, přičemž na každé raketě jich najdeme celkem 16. Baterie nejsou lehké, ale na druhou stranu se hmotnost ušetří absencí turbín, které by tam jinak musely být.
Padák při klesání nezajistí dostatečně pomalé klesání – takže podle odborníků – dojde při nárazu na zem k nepředvídatelnému poškození jak motorů tak i nádrží.
Spíše je mi divné, že nepoužili primární lithiové články – ne tedy akumulátory – zřejmě asi kvůli proudu, který z nich odebírají (hmotností mají být primární lithiové články výhodnější než akumulátory).
Proto by ho měl zachytit vrtulník. Hmotnostně by to mohlo být zvládnutelné, ale Electron má tak málo nosnost, že by padák byl dost velká zátěž.
Vrtulnik? Me prijde, ze si vubec neuvedomujete velikost a hmotnost rakety. Tady ten kousek je sice mensi, ale i tak jeho prazdna hmotnost a rychlost na jakemkoliv padaku naprosto vylucuji moznost „zachytavani“ cimkoliv. U raket velikosti F9 a podobne je to uz teprve cira fantazie.
Při suché hmotnosti kolem jedné tuny to nevypadá tak nerealisticky.
Docela pěkné. Orbitální nosič o suché hmotnosti osobního auta je sympatický počin. Jen se trochu bojím, jestli najdou zákazníky, když se cubesaty ve velkém přibalují ke klasickým satelitům a takových, kteří by chtěli vynést celou smečku na nějakou zvláštní dráhu, asi moc nebude. Jedině, že by se rozjel trh s malými satelity kolem 100 až 200 kg.
Ja si prave naopak myslim, ze ak by sa cena vypustenia 1u cubesatu dostala na cenu radovo jedneho – dvoch aut (to uz je zhruba cena jeho stavby), tak sa roztrhne vrece s malymi satelitmi a ich vynosnost bude zavisla prave na tom, ze ich dopravca bude vediet dopravit na velmi presnu drahu.
Zvyseny zaujem by potom rozhodne tlacil cenu nadol, pretoze po niekolkych desiatkach az stovkach startov by sa zacali amortizovat naklady na vyvoj + by zaujem urcite pritiahol konkurenciu.
A to este treba zvazit prinos materialovy a technologicky, pretoze dokazat vyrobit celu raketu z kompozitov je podla mna prelomovy pocin zasluhujuci pozornost sam o sebe.
Nedávno jsem někam hodil otázku, jestli poletíme na Měsíc. Byla asi shledána divnou 🙂 , protože bez reakce, ale byla ve vláknu o Electronu. Takže poletíme s Electronem na Měsíc? Asi ano. A možná ještě letos. V prvním roce provozu rakety opravdu zajímavé rito.
Myslis v ramci Google X price?
Ano. GLXP. Letos už bychom se měli dočkat a jedním z nasmlouvaných nosičů je právě Electron.
Diky. Uzasna doba.
Podekavani za clanek o tomto uzasnem „strojku“ 🙂
Rádo se stalo. 🙂
Electron je rád, že je rád na nízkou oběžnou dráhu. Jeho použití pro let k Měsíci mi nepřijde důvěryhodné. Ale třeba se mýlím.
Tak nevím. Moon Express má již s Rocket Labs sjednán kontrakt na vynesení měsíční sondy právě raketou Electron. Je ale možné, že bude vynesena pouze na nízkou oběžnou dráhu Země a k Měsíci poletí za použití vlastního urychlovacího stupně….?
Možné to je, ale ten stupeň taky něco váží a kladu si otázku, kolik by pak vážila samotná sonda.
Mozno poletia na Electron Heavy 😀
To bude ono. Sice nesmějí ani naznačovat, ale na publikum kosmonautixu si nepřijdou 🙂 No každopádně jsem zvědav, co z toho vyleze.
GLXP přece neříká, jak velká a těžká má ta sonda být. Při vhodné miniaturizaci to může zvládnout i taková raketka.
Jasně, specifikace GLXP tohle neřeší, ale kladu si otázku, zda už se nedostáváme za hranice technologických limitů. Electron je slabá raketa, která by tedy na oběžnou dráhu vyslala urychlovací stupeň, pak něco, co zajistí přistání, nebo alespoň zpomalí pád na Měsíc a pak samotný náklad. Pokud se nepletu, tak v podmínkách GLXP je, že se robot musí pohybovat. A to už mi tam prostě nevychází.
Nosnost na LEO – 140
Nosnost na TLI – 48
Užitečný náklad na Měsíc – 4
Užitečný náklad zpět k Zemi – 0,3
Ne, není to není Electron.
To je Saturn 5 v tunách.
Když vynecháme návrat „vzorků“, mohl by mít Electron na Měsíc nosnost cca 15 kg. To na vozítko které splní podmínky GLXP bohatě stačí.
No neviem odkiaľ si zobral tých 15 kg. Pretože ssamotný Moon Express vo svojich vyjadreniach hovoril, že vdaka Electronu môžu dostať „pod 10kg“ na povrch Mesiaca. Avšak jednak asi aj to len za podmienok, o ktorých som napísal o niekoľko komentárov nižšie, a jednak takticky neuviedli, o koľko to bude „pod 10 kg“ a ani či pôjde o čistú hmotnosť užitočného nákladu. Oveľa skôr pôjde o celkovú suchú hmotnosť landeru MX-1 po pristátií (Boh im pomáhaj aby sa na takú hmotnosť dostali), na ktorého reálny užitočný náklad pripadne oveľa menej (možno pár desiatok gramov). Ale aj to je veľmi veľmi otázne. 😉
pro Mariana:
K 15 kg jsem dospěl jednou z nejpoužívanějších a nejužitečnějších matematických metod, trojčlenkou 🙂
Saturn 5 měl na LEO 140 tun a na TLI 48 t. Electron má na LEO 225kg, k Měsíci by tedy mohl dopravit cca 70 kg.
Lunární modul měl 14 tun, návratová část včetně astronautů a kamení, což lze považovat za užitečný náklad měla cca 4 t. Z toho mi vychází cca 20 kg užitečného nákladu.
Ne všechno se dá tisíckrát zmenšit, tak jsem střelil 15 kg.
Samozřejmě všechno záleží na reálném Isp tak malého motoru, hmotnosti nádrží, konstrukce. Dneska už asi nebude problém s váhou kamer a jiných čidel, navigace ani řídícího počítače.
Nakonec na úžasný měsíční off-road s kamerou by měly 2 kg bohatě stačit.
Podla stranky http://spacenews.com/moon-express-fully-funded-for-google-lunar-x-prize-bid/ to vyzera, ze na dopravenie k Mesiacu budu potrebovat nieco silnejsie nez Electron.
mna tiez stale zaujima preco 40 rokov na mesiac vsetci … , a trepu sa na mars. Je pravda, ze pristavanie sa tam trenovat neda, ale byvanie a prezitie ano.
Existuje mnoho dovodov
Na povrchu Marsu v jeho horninach je pomerne velke mnozstvo vody, ktora sa da pomerne jednoducho extraovat, z okolia sa daju jednoducho ziskavat materialy, plyny potrebne pre prezitie ludi. Doslova si tam mozu astronaulti natankovat palivo, kyslik z ovzdusia. Na Mesiac by sa vsetko muselo aspon v pociatkoch nosit.
Den trva 24,5 hod. Cize je tam stabilne mnozstvo svetla.
Teplotne vykyvy nie su az tak extremne, pretoze Mars ma atmosferu
Gravitacia je tam 38% tej zemskej (Mesiac len 17%)
Atmosfera ktore je ma Marse ciastocne chrani proti kozmickemu ziareniu
Cesta ma Mars nie je az o tolko viac energeticky narocnejsia ako cesta ma Mesiac.
K tomu clanku chcem dodat, ze je to skutocne neuveritelne. Som velmi rad, ze sa nasli daslie firmy, ktore sa pustili do tohto odvetvia. Elon im asi ukazal cestu a dodal odvahu.
Atmosféra též chrání alespoň částečně proti tzv. mikrometeoritům – které jsou schopny i proděravět skafandr kosmonauta případně ho i zranit.
Já nechápu, co si namlouváte. Žít se reálně dlouhodobě nedá na povrchu Měsíce ani Marsu. 10m pod povrchem už snad ano. Konstantní teplota, minimální ozáření. Na Měsíci je víc energie ze Slunce, snazší zásobování, voda tam asi taky nějaká je.
Nejhlubší vrt na Měsíci neměl ani 2 metry, na Marsu asi 6 cm. Dokud nebudou jezdit po povrchu obou těles robotické bagry a vrtné soupravy v počtu desítek/stovek kusů, nemá cenu uvažovat dál. Poslat někam na výlet dalších jedenáct „stíhačů“ s jedním geologem opravdu nemá smysl. Dokonce ani Marka W. s Elonem… 🙂
S těmi deset metry je to přehnané. Reálně se hovoří o 150 cm, ale dobrá, pro jistotu dva metry. Ale deset rozhodně ne. 😉 Konkrétně ionizujícího záření je na Měsíci více než na Marsu, který je hmotnější a tak část projektilů odstíní a o něco se postará i jeho atmosféra – byť slabá. Voda je i na Marsu, navíc by na Marsu šlo relativně snadno vyrábět raketové palivo – metan.
„Já nechápu, co si namlouváte. Žít se reálně dlouhodobě nedá na povrchu Měsíce ani Marsu. 10m pod povrchem už snad ano. “
http://forum.kosmonautix.cz/viewtopic.php?f=44&t=1232&p=73222&hilit=terraform%C3%A1cia#p73222
🙂
Ano, deset metrů je výstřel naslepo. Na Zemi je 10m hluboký sklep jistota konstantní teploty, ale to není prakticky potřeba. Výkyvy +-10 stupňů asi nejsou problém. Se zářením netuším.
Každopádně s bagrem, který se prohrabe do dvou metrů regolitu vyhrabete nakonec i 10m díru. Jen ho tam poslat…
Možná by se ani nemuselo moc hrabat, kdyby se na Měsíci či na Marsu využily přírodní prohlubně, resp. jeskyně. Jsou tam, stačí je jen najít.
Také by se do některého z mnoha kráterů dal umístit nafukovací modul a zasypat regolitem. Ostatně něco podobného plánuje ESA na Měsíci.
Ono i to přežívání na Měsíci a na Marsu bude jiné – už jen kvůli odlišné přitažlivosti a přítomnosti / absenci atmosféry budou muset být obydlí úplně jiná. Jinými slovy nedá se čekat, že by nás pobyt na Měsíci připravil na pobyt na Marsu víc, než jak by to dokázala orbitální stanice.
To bude jako porovnat celoroční život na malé základně v poušti (Mars) se životem na malé základně v Antarktidě (Měsíc). Na té poušti to bude jednodušší.
S Elecronom na Mesiac? No pri tejto nosnosti asi ťažko… ;)Kontrakt, ktorý ma s nimi vrámci Google X Prize tím Moon Express, sa týka len skúšok ich plánovanej sondy na zemskej orbite, nezahrňa cestu priamo na Mesiac!
Jaký smysl by měly zkoušky lunárního landeru nebo roveru na oběžné dráze Země?
Dám ti nápovedu. 😉 Počul si o Apolle 9? Ked sa pozrieš na to málo, čo Moon Express zverejnil o svojom pristávacom landery MX-1, zistíš, že ide vlastne o akýsi urýchľovací stupeň (ktorý chcú tak v budúcnosti pre náklady na LEO aj komerčne využívať, Mesiac by mala byť viac-menej marketingová čerešnička na torte). No a jeho pohonnú jednotku a manévrovacie schopnosti musia poriadne na orbite aj otestovať. Ak to budú mať vychytané, pravdepodobne si objednajú silnejšiu raketu a až potom skúsia pristáť na Mesiaci. Lebo s Electronom by to (aj to len veľmi možno) naozaj zvládli len v prípade, ak by MX-1 bola celá z nejakého veľmi lahučkého materialu, na 99% by bola napumpovaná palivom, ktoré by sa komplet celé minulo na odpútanie z LEO, TLI a len-len by vyšlo na pristátie na Mesiaci, navyše s veľmi diskutabilným maličkým užitočným nákladom. A osobne si myslím, že Moon Express to reálne naozaj až takto vychytané nemá a preto o MX-1 nezverejňujú bližšie info. Ale sú radi že sa o nich hovorí v súvislosti s GLXP 🙂
Když se ptáš, tak ano, o Apolle 9 som počul 🙂 To, co píšeš, zní logicky, i když jsou to zřejmě jen dedukce, vycházející z dostupných faktů. Ale může to tak být. Uvidíme časem.
Něco alespoň trochu konkrétního je snad tady ve třetím odstavci http://www.theverge.com/2016/7/12/12160536/moon-express-lunar-lander-launch-florida-space-coast
Malá technická k forexu:
„3U cubesat by měl stát 240 tisíc dolarů, tedy lehce přes dva miliony českých korun.“
Správněji bude spíš 240 k USD = cca 6 mil CZK
Díky za upozornění, opraveno.
Dobrý den, děkuji za hezké počtení. článek jsem sežral ještě v noci při marném čekání na odpálení hobby rakety na orbitu, dnes mu pověnuji více času.
Jen snad v infografice „Specifikace aerodynamického krytu rakety Electron“ máte 250 kg místo 50 🙂
Díky moc za pochvalu i za upozornění, opraveno.
Nejako takto si predstavujem pokrokovú konštrukciu. 🙂 Kompozity vs. hliník? Vie možno niekto popísať záludnosti využitia kompozitu, resp. hliníka? Výhody a nevýhody?
Predstava nejakej super rakety (saturn V, N-1, Energia) vo vyhotovení kompozit – bolo by zaujímavé sledovať hmotnostné pomery…
Ospravedlňujem sa za zablúdenie do ríše snov. 😀
Rozdělení je prakticky jednoduché.
Kompozity jsou lehké, pevné a drahé. Kovy jsou těžší, pevnost je srovnatelná, ale jejich vývoj je levnější.
Ostatně SpaceX plánuje pro svůj systém dopravy lidí na Mars využít kompozitní materiály v široké míře.
S cenou kompozitov mame sancu, ze kombinacia 3D tlace a 3D struktur z grafenu nam v horizonte jednej-dvoch dekad otvori priestor na materialy, konstrukcie a vyrobne postupy o ktorych sa nam ani nesnivalo.
To by sferu drahych kompozitov posunulo niekam uplne inam a tie kompozity, ktore su drahe dnes by sa mozno stali beznou komoditou.
Z toho, co jsem nedávno četl, je problém uhlíkového laminátu v tom, že není nepropustný, zejména pro vodík a helium. Takže se dovnitř dává ještě tenká vrstva hliníku, která tuto nepropustnost zajistí. Jenže tepelná roztažnost hliníku je větší, než tepelná roztažnost vnějšího obalu nádrže, což pak přináší další potíže.
http://www.planetary.org/blogs/jason-davis/2017/20160110-spacex-rtf-redux.html
Výhodou kompozitů je možnost optimalizace parametrů materiálu. Prostě si u výrobku volbou složek kompozitu a technologie zpracování, „nastavíte“ pevnost/pružnost… tak jak zrovna potřebujete. Výsledek může být při stejných parametrech lehčí než u kovu.
Na druhou stranu, když budete optimalizovat výrobek na nějaké přesné zatížení, už nebude odolný na ránu kladivem z „opačné strany“. Běžkařské hůlky z karbonového laminátu jsou fajn, ale běda když vám na ni soupeř šlápne. Trabant měl 600 kg a jezdil, ale po bouračce zbyla trsátka…
Mám golfové hole z uhlíkového kompozitu a vydrží toho podstatně víc, než ty kovové. Jistě, při překročení limitu by praskly, kovové by se ohnuly, ale tvrdé nárazy nevadí ani jedněm.
Jednak velmi zajímavé, ale podle mne je to také hezké potvrzení toho, že materiálové inženýrství v oboru kompozitů už dozrálo pro raketovou techniku a tedy i Muskovy plány na kompozitní BFR jsou reálné. On ostatně také už tvrdí, že kompozitní nádrž zvládli. Přitom před nějakými 10 nebo spíš 15 lety právě na tomhle selhal koncept Venture Star. Je ale pravda, že tam měla ta nádrž být i na kapalný vodík, tam je ta teplota ještě výrazně nižší a asi je to pro kompizity větší problém.
U kapalného vodíku je navíc problém nejen s teplotou, ale i s tím, že má opravdu miniaturní molekuly, které snadno pronikají i skrz ty nejdrobnější mezírky a otvory. A to je u kompozitů nesnadno řešitelné – na kyslík to stačí, ten má větší molekuly, ale vodík je mnohem menší a dostane se všude.
To je pravda a je to ostatně problém i u nádrží pro auta. A z balónku to taky hned uteče ;-).
Ale ještě jsem se ten podíval na heslo VentureStar na wiki a tam se tvrdí, že následně po zrušení projektu (konkrétně v roce 2004) už zvládli i nádrž na vodík.
https://en.wikipedia.org/wiki/VentureStar
Jednou stranou je pozitivní, jak se snižuje cena za vynesení kilogramu na oběžnou dráhu. Na druhou stranu, nemáte strach, že díky tomu bude zanedlouho kolem Země tolik kosmického smetí, že to v dalších letech bude představovat pro družice i vesmírné stanice nepřiměřené riziko?
Asi už bude třeba uvažovat o kosmické uklízečce a do ceny družice zahrnovat i recyklační poplatek.
To mě taky napadlo,jakej tam nahoře bude za chvíli binec,nebo už možná je,že se v tom nikdo nevyzná.
Cubesaty v drtivé většině případů vydrží na oběžné dráze cca. 6 – 24 měsíců. Takže obavy jsou zbytečné.
Tyto otázky se řeší už pro stávající mise. Motory posledních stupňů raket zůstávají na dráze s velmi nízkým perigeem, takže po několika obězích jsou zlikvidovány. Nové družice už musí mít dostatek paliva pro sebevražedný návrat.
Staré družice na LEO časem popadají samy, ty nás moc trápit nemusí. Vrásky na čele nám však dělají vysloužilé družice na GEO. Ty jsou problémem, který budeme muset řešit.
„Nové družice už musí mít dostatek paliva pro sebevražedný návrat.“
No ale práve túto podmienku drvivá väčšina cubesatov nesplňa. Je síce pravda, ako písal Dušan, že väčšina cubesatov sa posiela na nižšie dráhy, z ktorých do tých 24 mesiacov prirodzene klesnú do atmosféry, avšak je tiež nemálo cubesatov na dráhach nad 600 km, kde môžu vydržať desaťročia, čo už samozrejme problem predstavuje. S nárastom vypúšťaných cubesatov sa tak riziká vyplývajúce z kozmického odpadu predsalen zvyšujú, aj ked samozrejme paniku z toho robiť netreba.
Na vyšších drahách je takových družic mnohem méně. Není třeba se strachovat. 😉
ad „kompozitní nádrž zvládli.“
napr zde:
http://forum.kosmonautix.cz/viewtopic.php?f=88&t=1554&hilit=Elon+Musk+Mexiku&start=90#p71551
Parádne videá. Viem,že za to nemôžete, ale strašne mi vadí tá hudba (pritom proti hudbe ako takej nič nemám). Mám rád hukot raketových motorov a na každý štart alebo test sa aj preto veľmi teším. Ale nič sa nedá robiť.
V každom prípade im držím palce a dúfam, že o tejto spoločnosti budeme ešte veľa počuť aj vďaka Vášmu skvelému webu.
Pekný večer.
Budeme se snažit informovat o dalších zajímavostech. Krásný večer i Vám. 😉
No není to paráda? Další inovativní firma v oblasti kosmonautiky.Velmi zajímavý článek.díky
Rádo se stalo. 😉
Když se tak pěkně sešly články o malých nosičích, jako námět na další: PLD Space a jejich Arion 1 ?
I když je zatím jen suborbitální.
Díky za článek.
Díky za tip, uvidíme, ale v blízké době to neplánujeme.
Pane Majere můžete mi vysvětlit proč většina raket používá jako palivo kerosin nebo jiná fosilní paliva a nepoužívají vodík? Vodík je přece daleko ekologičtější a nikdy nedojde protože se dá vyrábět z vody.
Je to velice jednoduchá – letecký petrolej má oproti vodíku mnoho výhod – nemusí být skladován při velmi nízkých teplotách (neřešíme tedy problémy s chlazením ani s izolací nádrží), je oproti vodíku levnější a navíc je i jednodušší vyrobit motor, který jej spaluje. S vodíkem je to složitější. Má sice vysoký výkon, ale jinak je to s ním těžké. Kromě výše zmíněných problémů s nízkými teplotami je to i fakt, že vodík má velmi nízkou hustotu a potřebuje tedy ohromné nádrže. Kyslíkovodíkový plamen má navíc vysokou teplotu a proto musí být dobře vyřešené chlazení trysky, což stavbu vodíkového motoru ještě více komplikuje. A co se ekologie týče, tak kerosin na tom není tak špatně. Řekl bych, že je tak zhruba uprostřed – nejčistší je vodík, kerosin je uprostřed a na druhé straně jsou hypergolická paliva na bázi hydrazinu.