Nejrůznější typy raket létají do kosmu již desítky let. Na každý start je přitom kladeno množství vysokých nároků, které není radno podceňovat. Chyby se totiž v kosmonautice neodpouští.  Je proto trochu těžké pochopit, jak je možné, že stále dochází k selháním, která často končí tím nejhorším možným scénářem. Troufnu si tvrdit, že je to zejména proto, že stále balancujeme na hranici technických možností a každá další havárie nám opět připomíná, že se nevyplácí tuto hranici překračovat příliš často. Na druhou stránku je ale více než nutné tuto hranici neustále posouvat dál a učit se z předešlých nezdarů. Lze proto říci, že k haváriím bude docházet i nadále. Pozitivní zprávou ale je, a i když se to možná na první pohled nezdá, že v posledních letech k nehodám dochází stále méně. Výjimkou v tomto trendu nebyl ani předešlý rok 2016 na který se podíváme trochu podrobněji. Některá čísla jsou totiž celkem zajímavá a ledacos nám i prozrazují.

Trocha čísel neuškodí

V roce 1990 se uskutečnilo celkem 121 startů kosmických raket a 114 z nich skončilo úspěchem. Z toho nám vyplývá přibližně 94% úspěšnost a ta není daleko od dlouhodobého průměru spolehlivosti kosmických nosičů. V roce 2016 zaznamenala kosmonautika celkem 86 startů a z toho bylo úspěšných 82,5 pokusů. Pokud tedy budeme počítat i nešťastnou předstartovní havárii rakety Falcon 9 společnosti SpaceX. Onen půl bodík je pak za nepřesné usazení nákladu na oběžné dráze, ale i na to se v článku později podíváme. Výsledkem je tedy asi 96% úspěšnost, která se statisticky zařadí mezi ty úspěšnější léta. V posledních 26 letech jsme na tom však nebyli vždy tak dobře. Kosmické lety se v minulosti dostaly už i téměř pod hranici 90 %. Mezi lety 1995, 1996 a 1998 tomu byly alespoň výsledky velice blízko a úspěšnost dosahovala v průměru „pouze“ 90 – 91 %. Nikdy v historii se však ještě nepodařilo dostat nad magickou hranici 97 %. Příčiny havárií kosmických nosičů jsou přitom různé a ne vždy zcela jasné, ale pokud budeme vycházet ze statistik, tak za více jak 50 % všech vyřešených nehod stojí selhávání pohonných systémů. Vraťme se ale ke statistice minulého roku, která mohla dopadnout ještě o něco hůře, protože katastrofě „jen o vlásek“ unikla 23. března 2016 raketa Atlas V při zásobovací misi OA-6 k ISS.

S.S. Rick Husband měl štěstí

Společnost Orbital ATK může děkovat jen dostatečně velké rezervě Atlasu V za to, že se zásobovací loď Cygnus s názvem S.S. Rick Husband neoctla na kusy v oceánu.  První stupeň rakety Atlas V 401 totiž nepracoval správně a vypnul se o něco dříve. Způsobený deficit musel nakonec dohánět stupeň horní. Ten hořel o celých 80 sekund déle a po oddělení od nákladní zásobovací lodi Cygnus mu zbývalo v nádrži palivo jen na pouhé 3 sekundy hoření!

Kdyby se jednalo o standardní misi, byl by náklad již dávno ztracen, protože za normálních okolností není k dispozici tak velká rezerva paliva.  Lze tedy hovořit o pořádné dávce štěstí, protože náklad i raketa Atlas V vyvázly opravdu jen o vlásek jisté katastrofě.

Po této události byli další rakety série Atlas V uzemněny na tři měsíce. Mezitím se přišlo na to, že za problémem stál nejspíše vadný ventil, který mísí palivo s okysličovadlem. V průběhu letu se proto změnil poměr paliva a hlavní motory RD-180 „zhasly“ o několik sekund dříve, než bylo původně v plánu. Společnost ULA, která rakety Atlas provozuje, nebrala anomálii na lehkou váhu a pečlivě zkontrolovala všechny zbývající motory RD-180, které měla tehdy k dispozici.

Gaofen-10, družice která nikam nedolétla

První skutečné selhání v roce 2016 přišlo tedy až 30. srpna. Z kosmodromu Taiyuan v Číně nejprve ukázkově odstartovala raketa dlouhý pochod (CZ-4C) s družicí pro snímkování Země Gaofen-10, ale pak Čína následně ani neoznámila úspěšné vynesení nákladu, jak bývá běžné a nastalo to, čemu osobně říkám informační ticho. Ještě dlouhé hodiny po startu nebylo vůbec jasné, jak to s nákladem vypadá, až se postupně začaly množit spekulace o možné havárii. Zbytky nalezeného prvního a poté i druhého stupně rakety napovídaly, že pokud k havárii skutečně došlo, může za ni nejspíše restartovatelný třetí stupeň nosiče CZ-4C.

Tento stupeň je osazen motory YF-40A na kapalné pohonné látky a nikdy dříve s ním nebyly větší potíže, což poukazuje na možné selhání v systému kontroly kvality. I přes všechny uvedené problémy se družice Gaofen-10 pravděpodobně do vesmíru přesto podívala, ale bohužel jen na krátkou dobu. Po balistické dráze se vrátila zpět k Zemi a rozpadla se v atmosféře. Následný nečekaný sled událostí, ale brzy odvrátil od této kontroverzní události pozornost a obrátil jí na druhý konec světa… Do Ameriky.  Kde se 1. září 2016 k statickému zážehu připravovala vylepšená verze rakety Falcon 9 FT soukromé společnosti SpaceX s telekomunikační družicí Amos-6…

Falcon 9 v plamenech

Přitom to měl být jen další rutinní statický zážeh pro SpaceX před tím než se vydá raketa Falcon 9 ve verzi FT do vesmíru i se svým nákladem. Jenže při závěrečné fázi, jen pár minut před samotným krátkým zážehem, raketa zničeho nic a naprosto bez varování explodovala.

Při těchto předstartovních testech je vždy raketa Falcon 9 pevně připevněna k rampě. Jinak vše ostatní probíhá stejně jako by mělo dojít k opravdovému startu, včetně odpočtu. K této nešťastné události došlo v 15:07 středoevropského času a Falcon 9 byl tou dobou tankován palivem. Na palubě se mohlo nacházet až 500 tun vysoce podchlazeného paliva a takové množství už dokáže udělat „pěkný ohňostroj“. Ještě vteřiny před samotným výbuchem probíhalo vše naprosto standardním způsobem. Jedinou zaznamenanou anomálií těsně před explozí byl praskavý kovový zvuk, který ale mohl pocházet odkudkoli…

Startovací komplex 40 na mysu Canaveral na Floridě se záhy otřásl doslova v základech. Strašlivý výbuch pocítily i okolní budovy. Raketa Falcon 9 se hroutila v ničivých plamenech. Horní stupeň se doslova odtrhl a i s nákladem se zřítil k zemi, kde brzy na to explodovalo palivo družice Amos-6. Celá událost se naštěstí obešla bez obětí na životech.

Najít příčinu takto fatálního selhání nebylo tentokrát vůbec snadné. Sám majitel firmy SpaceX Elon Musk prohlásil: „Je to nejkomplikovanější chyba za 14 let“. Můžeme tedy s klidem říci, že právě v tomto případě se jednalo o jeden případ z 25 % všech případů oněch selhání, které balancují na hranici technologických možností současnosti. Nicméně informací (stejně jako spekulací) postupně přibývalo a začínalo být pomalu zřejmé, že „vítr vane“ nejspíše od druhého stupně rakety Falcon 9.

SpaceX se jako jediná firma na světě pokusila k plnění svých raket používat i vysoce podchlazené palivo. Tomuto procesu plnění se říká „Cryo-Tanking“. Zatímco standardní teplota paliva při plnění nádrží bývá okolo -185 °C, SpaceX při tomto způsobu tankování vhání do nádrží pohonnou směs zmraženou až na -210 °C a díky tomu je schopna raketa pojmout více paliva. Při vynášení těžkých nákladů do kosmu se totiž hodí doslova každý kilogram a obzvláště pokud tyto rakety učíte, jak se v pořádku vracet zpět na Zemi. Tento proces plnění nádrží začíná teprve 30 minut před samotným zážehem modernizovaných motorů Merlin 1D. Vše se přitom samozřejmě odehrává při vysokých tlacích a kombinace všech těchto faktorů pravděpodobně způsobila selhání v heliovém systému druhého stupně. Krátce před explozí byl totiž zaznamenán nečekaný únik v heliové soustavě, kde pravděpodobně došlo k poškození ovinutí uhlíkového kompozitu na jedné z nádrží na helium. Silně podchlazený kapalný kyslík se pak snadno dostal kam neměl a na katastrofu bylo zaděláno. Navíc se prokázalo, že i třecí účinky kapalin mohly způsobit následné vznícení.

Jako technologický leader současnosti se SpaceX musí naučit s podobným druhem selhávání žít. Nikdo předtím totiž v kosmonautice nic podobného nezkoušel. Není tu žádný příklad z minulosti, který by firmě podobné patálie pomohl řešit. A stejně tak jako si firma připisuje mnohá pozitivní prvenství, i v těchto případech bude jednoduše první proto, že k podobným událostem ještě nikdy předtím nedošlo.

Progress MS-04 selhal po startu

V pořadí třetí nepovedený start v roce 2016 se odehrál 1. prosince. Tentokrát byla cílem Mezinárodní vesmírná stanice a dodnes není úplně jasné, co se tenkrát vlastně stalo. S jistotou lze říci, že dvě a půl tuny nákladu v útrobách zásobovací lodi Progress bylo nadobro ztraceno. V nákladovém prostoru se například nacházel i drahý kosmický skafandr nejnovější generace Orlan MKS. Byla to třetí a závěrečná  zásobovací mise k ISS v ruském podání v roce 2016 a bohužel i patnácté ruské selhání v posledních šesti letech.

V prvních fázích letu ještě vše probíhalo naprosto normálním způsobem a už se skoro zdálo, že jedna z nejspolehlivějších raket světa Sojuz-U si připíše další triumf. Jenže mnozí jásali předčasně. Za normálních okolností by se zásobovací loď Progress oddělila od třetího stupně až v 529. sekundě od opuštění startovací rampy. Oba předchozí stupně podle čísel fungovaly naprosto bezchybně. Problém tedy nastal až v průběhu hoření třetího stupně. Ukázalo se totiž, že z neznámých příčin zhasl příliš brzy. Ke ztrátě telemetrie došlo okolo 382. sekundy letu. Rusové si na sebe tehdy opravdu ušili z ostudy kabát, protože živý přenos běžel vesele dál a vysílaná infografika podávala již jen nesmyslné, předem připravené informace.

K oddělení kosmické lodi Progress od posledního stupně zřejmě přeci jenom došlo a to i přesto, že rychlost sestavy byla ještě příliš malá na dosažení požadované orbity. Ostatně – ať už to bylo nakonec jakkoli, výsledek zůstává stejný. Progress MS-04 k Mezinárodní vesmírné stanici už nedolétl.

Celkově šlo již o třetí ztracenou misi zásobovacích lodí Progress od zahájení letů k ISS a o pátou ztracenou kosmickou loď ze všech 183 misí k Mezinárodní vesmírné stanici. Před Progressem MS-04 nedolétl Progress 44 (M-12M) v srpnu 2011 a Progress 59 (M-27M) v dubnu 2015. Na americké straně selhala nejprve v roce 2014 raketa Antares se zásobovací lodí Cygnus na palubě a v roce 2015 to byl Dragon společnosti SpaceX, který  k ISS bohužel také nedolétl. Všechny tyto smutné události se odehrály v posledních šesti letech a to je ISS na orbitu již dlouhých 19 let a ke čtyřem z těchto selhání došlo dokonce v posledních 3 letech. Taková čísla nejsou jistě příjemná a o to smutnější je, že se při inspekci v ruském Voroněžském mechanickém závodu (VMZ) na začátku tohoto roku prokázala snížená kvalita výroby. V tomto závodu se vyrábějí raketové motory RD-0110 právě pro třetí stupně rakety Sojuz-U, Sojuz-FG a pro Sojuz 2.1a. K dalším motorům vyráběným v tomto závodě patří motory pro raketu Proton, která nepoletí dříve než na konci května tohoto roku. Jmenovitě jsou to motory RD-0210, 0211, 0213 a 0214.

Čísla nelžou

Rok 2016 pak uzavřel (napůl) úspěšný start z Číny, který jakoby nás chtěl upozornit na možný vývin události v příštích letech. Stačí se totiž podívat na velice zajímavá čísla z tohoto roku. Amerika leží s 23 starty jen těsně před Čínou s 22 starty a teprve třetí se ve statistikách umístilo Rusko, které uskutečnilo „pouze“ 19 startů a poprvé za dlouhých 17 let opustilo první místo v žebříčku v počtu uskutečněných startů za rok. Čínská chuť létat do vesmíru je stejně patrná, jako krize v ruském kosmickém sektoru. Měli bychom si tedy začít pomalu zvykat na stále častější zmínky o čínské kosmonautice.

Přesto onen poslední start roku 2016 měl pro Čínu hořkou příchuť. Raketa dlouhý pochod ve verzi 2D(CZ-2D) vynesla dvojici komerčních družic Superview snímkujících Zemi na jinou než původně plánovanou oběžnou dráhu. Hned několik neplánovaných chyb za sebou způsobilo vůbec první částečné selhání tohoto nosiče v historii. Obě družice se podařilo zachránit jen díky vlastnímu pohonu obou strojů a následnému přesunu na plánované oběžné dráhy za cenu zkrácení jejich životnosti.

Jak je vidět, létání do kosmu není snadné a ukázal to i předešlý rok 2016. Kosmonautice by dle mého soudu velice prospělo, kdyby postupně stoupal i počet uskutečněných startů za rok. S tím je samozřejmě spojeno mnoho nesnází, ale věřím, že se dají i takovéto problémy řešit. Například velký mezinárodní projekt by mohl pomoci. Ať už stavba trvalé základny na Měsíci, či těžební práce někde v sousedství Země. Také rozkvět a masové využívání vesmírné turistiky by mohlo být cestou k urychlení vývoje a celkově přispět k bezpečnosti kosmických letů. To vše je však zatím hudba vzdálené budoucnosti, jejíž první tóny se teprve rozezněly.

Zdroje informací:
https://kosmonautix.cz/
https://kosmonautix.cz/
http://www.russianspaceweb.com/

Zdroje obrázků:
http://www.spaceflightinsider.com/
https://www.universetoday.com/
http://spaceflight101.com/
http://jerusalemjournal.net/
http://ic.pics.livejournal.com/