O tom, že se společnost Orbital ATK připravuje na novou raketu, jsme již psali. Stále však měl tento nosič jen generické označení NGL, což byla zkratka z Next Generation Launcher. Nyní firma představila bližší detaily této rakety a bylo představeno i její oficiální jméno – OmegA. Do premiérového startu sice chybí ještě několik let, ale podle informací, které Orbital ATK uvolnila, bychom se měli na co těšit. Připravovaná raketa by totiž měla disponovat velmi slušnou nosností, která ji řadí mezi těžké nosiče.
Zdroj: https://mix.msfc.nasa.gov
V první řadě si pojďme říct, že raketa OmegA bude hojně využívat motory na tuhé palivo. Tato informace by však neměla nikoho překvapit, protože společnost Orbital ATK, která za ní stojí, má s tímto typem pohonu několik desítek let dlouhé zkušenosti. Ať už nesla jakékoliv jméno, byli to právě její technici, kteří vytvářeli obří urychlovací bloky na tuhé palivo, které pomáhaly raketoplánům v prvních minutách letu. Ale to zdaleka nebylo všechno. Orbital ATK stojí za výrobou i dalších raketových motorů, které mají shodnou vlastnost – tuhé palivo:
- GEM-40 – urychlovací bloky raket Delta II
- GEM-60 – urychlovací bloky raket Delta IV
- GEM-63 – urychlovací bloky raket Atlas V
- GEM-63XL – urychlovací bloky pro chystanou raketu Vulcan
- Castor 4 – motor suborbitální rakety Maxus
- Castor 30 – motor horního stupně rakety Antares
- Castor 120 – motor rakety Minotaur-C
Zdroj: http://images.spaceref.com/
Orbital ATK má momentálně poměrně širokou paletu nosičů (které samozřejmě hojně využívají motory na tuhá palivap. Kromě nejznámějšího nosiče, rakety Antares, která lodí Cygnus zásobuje ISS, je tu ještě malý nosič Pegasus vypouštěný z podvěsu pod letadlem. Firma dále nabízí starty několika raket Minotaur – od lehkých verzí Minotaur I, Minotaur II a Minotaur-C až po středně těžké Minotaur V a Minotaur VI. Jejich použití je však limitované. K pohonu využívají motory vyřazených vojenských střel, které financoval stát. Firma měla díky jejich používání finanční výhodu oproti konkurenci, nesmí je nabízet do zakázek, kterých se mohou zúčastnit konkurenti. Oficiálním argumentem je, že pokud by se komerčně prodávaly starty rakety, jejichž motory již zaplatil stát, mělo by to na trh špatný vliv, klesla by ochota inovovat a nové firmy by se hůře prosazovaly.
Shodou okolností jsme se zrovna ve včerejším článku věnovali výzvě amerického letectva, které financuje vývoj nových raket u několika soukromých firem, aby mělo za několik let zajištěný přístup do vesmíru pro své náklady na raketách, které jsou vyráběné ve Spojených státech. Jednou z těchto firem je i Orbital ATK, která zde chce uplatit svůj projekt NGL, tedy pardon, pár hodin po vydání včerejšího článku vyšlo najevo, že už je to OmegA.
Tato raketa by měla vzniknout ve dvou verzích. Ta slabší by měla poprvé letět už v roce 2021 a na prvním stupni použije motor na tuhé palivo Castor 600, což nebude nic jiného, než dva segmenty urychlovacích motorů raketoplánů, které dostanou kompozitní tělo technologicky odvozené z toho, které se používá u urychlovacích motorů GEM. K prvnímu stupni by mělo být možné připojit až šest urychlovacích bloků GEM-63XL, které firma bude vyrábět pro chystanou raketu Vulcan od United Launch Alliance.
Zdroj: https://www.nasa.gov
Druhý stupeň rakety bude pohánět motor Castor 300 na tuhé palivo, což bude jeden segment urychlovacího motoru z raketoplánu, který bude mít stejné kompozitní tělo, jaké se použije pro první stupeň (jen bude mít logicky poloviční délku). Nad druhým stupněm pak najdeme horní stupeň s dvojicí motorů RL-10 na kapalný kyslík a kapalný vodík. Tyto motory se používají na horních stupních raket Atlas V (Centaur) nebo Delta (DCSS). Jeho původ přitom můžeme vystopovat až k lunární raketě Saturn V a jejímu druhému stupni. Třetí stupeň rakety OmegA by měl být restartovatelný a jelikož bude mít motory na kapalné palivo, bude schopen doručit náklad na přesně danou oběžnou dráhu.
V roce 2024 bychom se měli dočkat nasazení větší verze rakety OmegA, která bude prakticky ve všech ohledech identická se slabší verzí, kterou jsme popisovali na předešlých řádcích. Lišit se bude v jediném, zato dost podstatném detailu. Na prvním stupni se nepoužije motor Castor 600, ale Castor 1200. Bystřejším čtenářům už určitě cvaklo, že když se číslovka v názvu zdvojnásobila, tak že by mělo něco podobného potkat i samotný stupeň. A máte pravdu! První stupeň silnější verze totiž nebude složen ze dvou segmentů raketoplánových urychlovacích bloků, ale rovnou ze čtyř! I zde se uplatní výše popsané kompozitní tělo.
Zdroj: https://scontent.fprg2-1.fna.fbcdn.net
Už v příštím roce by měly být dokončeny testy pohonu a v roce 2022 by firma ráda měla hotovou certifikaci nosiče. Silnější verze rakety OmegA rozhodně nebude žádný čajíček, do rodiny těžkých raket se zařadí svou nosností 10 100 kg na dráhu přechodovou ke geostacionární (GTO). To je srovnatelné s evropskou Ariane 5 (11 115 kg na GTO), nebo s nejsilnější dostupnou verzí Atlasu V, tedy s konfigurací 551 (8 700 kg na GTO). Ještě zajímavější je ale nosnost přímo na geostacionární dráhu (GEO). Tam má těžká OmegA vynést až 7 800 kg nákladu!
S novými silnými raketami od soukromých firem se v posledních letech roztrhl pytel. Svou roli jistě hraje i výše popsaný zájem amerického letectva, které financuje vývoj nosičů, ale stejně jsme svědky mimořádného rozvoje soukromého sektoru v kosmonautice. Vždyť ještě před pár lety byly v kategorii těžkých raket jen americká Delta IV Heavy (28,8 tuny na nízkou oběžnou dráhu – LEO), ruský Proton (23 tun na LEO) a evropská Ariane 5 (21 tun na LEO). Za několik let by však situace na trhu těžkých raket měla být mnohem pestřejší.
Zdroj: https://pbs.twimg.com
Čína má za sebou první mise rakety Dlouhý pochod 5 (25 tun na LEO), Rusové mají Angaru A5 (24 tun na LEO), plánují Sojuz 5 (18 tun na LEO) a Evropa chystá Ariane 6 (20 tun na LEO v konfiguraci 64). Ve Spojených státech již odstartoval první Falcon Heavy (bez znovupoužitelnosti 63,8 tun na LEO, s částečnou znovupoužitelnosti cca. 57 tun na LEO a s plnou znovupoužitelností cca. 30 tun na LEO), připravuje se New Glenn (45 tun na LEO), Vulcan (více než 40 tun na LEO v konfiguraci 561 s horním stupněm ACES). NASA chystá SLS (nejprve 70 tun na LEO, pak 105 tun na LEO a ve finální verzi 130 tun na LEO), no a ještě zmiňme, že SpaceX by ráda provozovala systém BFR (250 tun na LEO bez znovupoužitelnosti a 150 tun na LEO se znovupoužitelností). Docela silná káva, nemyslíte?
Z pohledu fanoušků kosmonautiky nás čekají velmi zajímavé roky a už teď se můžeme těšit na „souboje“ o zakázky – především mezi americkými soukromými firmami – Falcon Heavy, New Glenn, OmegA a Vulcan spolu zcela jistě svedou nemálo přímých soubojů o zakázky. A kdo z toho bude nakonec profitovat? Kromě nás, fanoušků, to budou samozřejmě zákazníci, protože konkurence dělá divy a stlačí ceny dolů. Vstup soukromých firem do kosmonautiky, který přišel před několika lety, rozvířil stojaté vody a tento trend stále pokračuje. Znovu s radostí opakuju, že se opravdu máme na co těšit a ve výsledku na tom vydělá i kosmonautika jako taková.
Zdroje informací:
https://www.facebook.com/
http://forum.kosmonautix.cz/
https://en.wikipedia.org/
https://www.orbitalatk.com/
Zdroje obrázků:
https://scontent.fprg2-1.fna.fbcdn.net/…a1e5aadd1b047bab1a923ed3e1e98eeb&oe=5B734F78
https://mix.msfc.nasa.gov/images/MEDIUM/7776231.jpg
http://images.spaceref.com/news/2017/MinotaurC-Oct31-launch.jpg
https://www.nasa.gov/images/content/450887main_179554-07.jpg
https://scontent.fprg2-1.fna.fbcdn.net/…c6ff3c3e27ecf6ac6864751c538d4788&oe=5B548007
https://pbs.twimg.com/media/Da8UYDyU8AAFDvy.jpg
Blížíme se do další dáze ekonomického cyklu, který je díky finančním + politickým institucím (centrální banky apod.) prodloužen na cca +- autobus 9 let, ale je díky tomu taky rozkolísanější. Tedy pravděpodobně obecná recese v následujících letech toto vše (vývoj v kosmonautice) přibrzdí. Ale jak moc se mě neptejte, nejsem děd Vševěd. 😀
Když jsme u té nosnosti Falcon Heavy na LEO tak v různých článcích je uváděna různá nosnost na LEO – tady píšete, že je nosnost 60t, jinde jsem četl že je pouze 20t. Když na to jdu selským rozumem a vím, že falcon heavy se skládá ze 3 obyčejných falconů, který má nosnost cca do 20t na LEO, tak mi dává smysl, že max. nosnost bude i na LEO stále pouze jenom 20t. Přeci ten prostřední stupeň není nijak upravený a předpokládám, že umístit na neupravený seriový dragon 60t by vedlo k jeho destrukci.
Jde mi čistě o to LEO, na vyšší dráhy nebo na dráhu k měsíci nebo marsu je jasné že možnosti maximální nosnosti klesají a naopak požadavky na výkon celého kompletu stoupají.
V článku jsou jasně uvedeny tři nosnosti Falconu Heavy podle toho, kolik raketových stupňů se použije jednorázově a kolik jich bude zachránno. SpaceX uvádí nosnost 63,8 t na LEO, 26,7 t na GTO a 16,8 t k Marsu. Jedná se o teoretické hodnoty dosažené jednorázovým použitím celé rakety. Za stejných podmínek u Falconu 9 je nosnost 22,8 t na LEO, 8,3 t na GTO a 4 t k Marsu.
Vaše trvzení
nedává smysl. Proč by k prvnímu stupni přidávali další dva, kdyby výsledná nosnost nestoupla? Centrální stupeň samozřejmě upravený je, jelikož na něj z obou stran působí obrovské síly postranních stupňů. Na druhou stranu, jak jsem psal výše, maximální nosnosti na LEO jsou pouze teoretické hodnoty vhodné pro porovnávání mezi jednotlivými raketami. Máte pravdu, že 60 tun pod aerodynamickým krytem by Falcon Heavy v současné podobě neunesl. Není to ale kvůli konstrukci prvního nebo druhého stupně. Ty dohromady nesou více než tisíc tun, takže je pro ně hmotnost nákladu směšná. Jde o to, že SpaceX momentálně disponuje adaptérem pro připojení nákladu s nosností kolem 10 tun.
Už I ta nosnost na LEO je taková teoretická, jak píše Michal Voplatka. Stačí místo na LEO 28° letět na polární LEO a už nosnost klesá, nebo stačí jen k ISS (51,6°). Krásně je to vidět na stránkách ULA u rakety Atlas V. https://www.ulalaunch.com/rockets/atlas-v
Myslím si, že popsané chystané rakety to bez znovupoužitelnosti budou mít těžké. Je krásné mít raketu s velkou nosností, ale co z toho, když si ji nikdo nekoupí, protože si od konkurence koupí stejnou službu za nižší cenu. Kdyby to bylo milion dolarů sem a milion tam, ale ono je to trošku víc.
Uvidíme. Např. BFR (pokud se zadaří jeho plné uvedení) by měl být prostředek účelem obdobný nákladním letadlům, jen na oběžnou dráhu. Velká nákladní letadla jsou dnes značně vytěžovaná.
OmegA ale nemusí být úplně od věci. Vzhledem k tomu, že se nemusí tankovat a obecně je mnohem jednodušší, bude rychle připravená k použití a celkově asi moc drahá také nebude. Minimálně vojáci by to mohli ocenit. Komerčně těžko říct, tam asi znovupoužitelné rakety postupně vytlačí ty jednorázové.
No nevím, už jen než to dopraví na rampu a poskládají, tak BFR může mít za sebou několik letů nahoru a dolů. Já osobně si myslím, že to jsou poslední výkřiky do tmy. Manažeři si uvědomili, že jsou totálně mimo mísu a tak začali něco dělat. Je však otázkou kam to povede, podle mě to může být často i ten poslední hřebíček do rakve.
Co se týká stavby raket, prosím, může se stat, ale Orbital ATK bude dodávat boostery pro Vulcan, SLS, dělá dodatečné urychlovací stupně pro NASA (když nikdo nechtěl riskovat kryogenický centaur v STS, dal se do Magelanu booster na TPL, ikdyž to prodloužilo misi, New horizon měla taky booster od ATK), staví družice, tuším že dělá rakety pro armadu, takže toto by je nepoložilo.
Pokud by OmegA mohla startovat z mobilní rampy (těžko představitelné, uznávám), byla by to pro vojáky (v době protidružicových zbraní) velmi lákavá možnost instantního přístupu do vesmíru.
„pro vojáky (v době protidružicových zbraní) velmi lákavá možnost“
Nejsou hlavními dodavateli raket pro armádu?
Připomíná mi to jen upravený Ares I.
Nebo Liberty. SRB ma proste moc velky vykon na to aby to firme nevrtalo v hlave 🙂
Nosnost raket je jedna, druhá, pro zákazníky více rozhodující bude určitě spolehlivost, ale tu ukáže až čas.
Dušane, nezaznělo, že si Orbital ATK na tuhle raketu chce pronajmout jeden high bay ve VAB na KSC a že chce používat také mobilní plošinu a startovat z 39B. To je velmi zajímavá strategie o sdílení infrastruktury na 39B s NASA k SLS….
Pokud se nepletu, tak to tak je.
P.S. Dohledal jsme starší články: https://kosmonautix.cz/2016/05/orbital-atk-uvazuje-o-tezke-rakete/ a https://kosmonautix.cz/2016/04/halu-vab-chce-vyuzivat-dalsi-firma/
https://www.floridatoday.com/story/tech/science/space/2018/04/16/meet-omega-new-orbital-atk-rocket-slated-launch-ksc-2021/522900002/
Jojo, píše se o tom. A tuším že v některém článku zaznělo I to, že to je důvod, proč se LC-39b upravuje tak, jak se upravuje, jako „čistá“ rampa. Aby ji mohlo použít víc subjektů.
Super,zase jiná koncepce než ostatní. Dělají čemu rozumí a to je dobře. Díky uspořeným motorům bude cena jistě příznivá a pokud by chtěli znovupoužitelnost prvního a možná i druhého stupně,tak jen dořešit boostback,zkušenosti s přistáváním od SRB mají.
Motory na tuhé palivo se nedají znovu zapálit, takže boostback neudělají. Pokud se je pokusí zachraňovat, tak jen na padácích v dráze suborbitálního letu.
Děkuji za článek 🙂
Rádo se stalo. 😉
Přidají balón a pod něj nafukovací hrad. To bude zajímavé sledovat jaké brikule budou nyní firmy vymýšlet.
Jen by mě zajímalo, jak to nakonec dopadne v Rusku (ve 2 oborech jsem slyšel 10 – 20 let jen sliby a nic). Čínani do toho šlapou za státní se sílící ekonomikou v pozadí. Nyní se ukazuje Indie. Evropa váhavě taky něco dělá. Střílí se už občas něco ze Zélandu. USA je v tomto ještě víc vyhajpování, kde i miliardáři tímto oborem, pokud je baví, zahánějí „nudu“.
Mezi „státním“ a „soukromým“ není vůbec jasná hranice. I v Rusku či Číně staví rakrty nebo jejich časti organizace, kde vliv státu není nijak velký. Ani let na Měsíc nebyl soukromým. Platil ho totiž zcela stát. To je významný zákazník i pro SpaceX, za jeho peníze probíhal vývoj částí jeho produkce. Ani jsem nezaznamenal, že by soukromá organizace postavila nějakou ryze vědeckou družici či sondu … Prostě tohle dělení prostě už neexistuje.
Boostback by mohly zajistit doplňkové malé raketky po stranách. Ovšem na jemné přistávání se to nehodí ani náhodou. To bych k tomu raději přimontoval křídla a vysouvací podvozek.
Dost to připomíná PPH návrh Ariane 6.
OmegA je svým způsobem reminiscencí rakety Ares 1.Akorát místo oceli používá uhlíkový kompozit.To ale může mít negativní dopad na znovupoužitelnost prvního stupně,která byla u ocelové konstrukce jaksi automatická.
Proč jim ten vývoj trvá tak dlouho, když to jsou prakticky motory, které letěly 270x na raketoplánech a které už 10 let testuje NASA pro raketu SLS?
Inu třeba kvůli onomu kompozitovému tělu.
Efektivita. Dnes už „skoro všechno“ umíme. Ale dnes se to učíme dělat levněji a efektivněji.
Ze schématu SRB to vypadá, že horní segment má v horní polovině výrazně tenčí vrstvu paliva a spoustu volného prostoru. Nevíte někdo, proč to tak je?
Wiki zřejmě zná odpověď:
The propellant had an 11-point star-shaped perforation in the forward motor segment and a double-truncated-cone perforation in each of the aft segments and aft closure. This configuration provided high thrust at ignition and then reduced the thrust by approximately a third 50 seconds after lift-off to avoid overstressing the vehicle during maximum dynamic pressure (Max Q).
jojo, ten graf je nadherný a skvěle to vysvětluje 🙂
Aha, to dává smysl. Díky.
Rádo se stalo. 😉
OmegA mi připadá jako jedna ze zajímavějších reakcí na znovupoužitelnost, kterou odstartovala SpaceX. Místo snahy dohnat (BO New Glenn) nebo bagatelizovat záchranu celých stupňů (ULA) se pokouší maximálně využít, co už je vyvinuté (= co nejdříve mít nový nosič v operačním provozu), a především: uplatnění přístupu „naše první a druhé stupně jsou tak levné a rychle vyrobitelné, že se nevyplatí je zachraňovat“. Bude zajímavé to sledovat.
P.K.
Také mi připadá že s jejich znalostmi jednaji pragmaticky
Být tu pluska (chápu proč nejsou), po přečtení bys ho ode mě okamžitě dostal. Souhlas.
Jedině snad, že urychlovací bloky by mohly být zachranitelné, technologii a postup je odzkoušený z SRB, ale tam je otázka, jestli to už tenkrát nebylo ztrátové, to je jediné, co nevím.
Nekde jsem kdysi cetl strucne zhodnoceni motoru na pevna paliva – obrovsky vykon,inpuls, behem kratkeho intervalu. Jinak ale pry pevne palivo nemuze konkurovat pomerem vaha\vykon palivum kapalnym, jako je smes Kyslik\vodik napr.