Společnost Virgin Galactics máme spojenou se suborbitálními skoky lodí SpaceShipTwo, které by jednou mohly zajišťovat kosmickou turistiku do výšky 100 kilometrů. Firma ale má i svou mladší sestřičku, která je také pod křídly obřího konsorcia Virgin. Konkrétně jde o firmu Virgin Orbit a jak už její název napovídá, tentokrát nepůjde o suborbitální skoky, ale o skutečné lety na oběžnou dráhu. V posledních měsících udělala firma hned několik důležitých kroků na cestě k prvnímu testovacímu letu rakety LauncherOne.

Cubesaty často létají do vesmíru jen jako sekundární náklady.
Zdroj: https://thumbs-prod.si-cdn.com

Firma se momentálně zaměřila na důkladné testování, které má zajistit, že se raketa bude při své premiéře chovat správně. Pokud se první mise podaří, měl by LauncherOne nabídnout snazší přístup na oběžnou dráhu, přičemž jeho služeb by měly využívat především malé družice. „Běžně jsou tyto malé družice přidávány jako spolucestující k větším družicím – třeba když vynášíte telekomunikační družici, nebo posíláte loď se zásobami ke stanici,“ vysvětluje šéf Virgin Orbit, Dan Hart a dodává: „Takový přístup je z hlediska ceny za vynesení velmi výhodný, protože neplatíte za celou raketu. Jste pouze spolucestující v nákladovém prostoru. Tohle může fungovat i pro nejrůznější experimenty, ale nefunguje to ve chvíli, kdy potřebujete letět na specifickou oběžnou dráhu v přesně daném čase. S tím, jak se tyto mise i společnosti začínají rozrůstat, stávají se z nich zhýčkaní zákazníci. Takové firmy se už nechtějí smířit s pozicí spolucestujícího a volají po specializované službě.“

Raketa LauncherOne.
Zdroj: https://www.nasaspaceflight.com/

Právě za účelem poskytnutí této specializované služby začalo konsorcium Virgin vyvíjet raketu LauncherOne, dvoustupňový nosič malých družic. Jako pohonná směs byl vybrán kapalný kyslík a vysoce rafinovaný letecký petrolej. Co se paliva a okysličovadla týče, není to nic neobvyklého – tato směs pohání třeba rakety Falcon 9, Atlas V, Dlouhý pochod 5, nebo Sojuz. LauncherOne ale bude mít jinou specialitu. Drtivá většina raket se k obloze vydává ze startovní rampy, ale LauncherOne bude vypouštěný z podvěsu pod letadlem – podobně, jako to známe od firmy Northrop Grumman Innovation Systems, která tento způsob používá na svých raketách Pegasus.

Létající odpalovací rampou se stane Boeing 747-400 pojmenovaný Cosmic Girl, tedy Kosmická dívka, který dříve patřil společnosti Virgin Atlantic Airways. Raketa bude před startem zavěšena pod levým křídlem. Boeing 747-400 byl totiž vyvíjen s možností přidání pátého motoru. Technici z Virgin Orbit toto místo upravili tak, aby sem mohla být umístěna kosmická raketa. Pokud Vás napadlo, že se takovým uspořádáním přesune těžiště a letoun bude nestabilní, nemějte strach, odborníky to už napadlo také. Během mise totiž Boeing přečerpá své palivo tak, aby jeho hmotnost tvořila protiváhu podvěšené raketě. Vzhledem k izolaci rakety nebude možné ochlazovat kapalný kyslík. Letadlo by však mělo mít možnost si s tím nějak poradit, což by umožnilo realizovat i delší mise.

Vizualizace letounu Cosmic Girl se zavěšenou raketou LauncherOne.
Zdroj: https://www.nasaspaceflight.com

Když bude Cosmic Girl připravena k vypuštění rakety, zvedne svou přední část pod úhlem nejméně 25° a následně posádka vydá pokyn k uvolnění rakety. LauncherOne bude klesat volným pádem 4-5 sekund, než zažehne svůj prvním stupeň. Na něm najdeme jediný motor, který nese označení NewtonThree a který má hořet zhruba tři minuty.

Statický zážeh motoru NewtonThree.
Zdroj: https://cdn.satellitetoday.com

Motor je od začátku stavěný tak, aby využil podmínek, které nastávají při shozu z letadla. „Nemusíme třeba expanzní poměr komory motoru přizpůsobovat tlaku vzduchu na hladině moře, když k zážehu dojde ve výšce deset a půl kilometru.“ Po dohoření prvního stupně přijde ke slovu stupeň druhý, který má pohánět opět jediný motor, tentokrát to však bude NewtonFour. Ten má být schopen opakovaných zážehů s celkovou délkou hoření kolem šesti minut. Motory na horních stupních nemusí být tak silné, jako ty na stupních nižších a platí to i zde. Zatímco NewtonThree vyvine tah zhruba 330 kN, v případě NewtonFour to bude jen 22 kN. Oba motory prochází testováním na firemní základně nedaleko Mojave Air and Space Port v Kalifornii. V minulých měsících zde proběhl bezpočet dlouhodobých zážehů, což byla příprava na premiérový let.

Na konci loňského roku společnost dokončila stavbu prvního exempláře LauncherOne, což byl milník umožňující zahájit simulace předstartovních příprav na testovacím exempláři v Mojavské poušti. Během těchto zkoušek je testovací exemplář připevněn ke konstrukci na stejných místech, kde bude skutečná raketa ukotvena ke Cosmic Girl. Následně mohou pozemní týmy začít procházet všechny kroky předstartovních příprav včetně tankování paliva.

Testovací exemplář rakety LauncherOne na testovacím stanovišti.
Zdroj: https://scontent.fprg2-1.fna.fbcdn.net/

Jeden důležitý krok však stále ještě chybí – jde o zkoušku nazvanou captive carry test. V jejím rámci by měla Cosmic Girl vzlétnout i s LauncherOne v podvěsu a ověřit chování celé sestavy za letu. Tato zkouška prokáže, zda v letové konfiguraci pracují všechny palubní systémy tak, jak mají. V ostrém provozu bude LauncherOne vynášený z kalifornské základny a Cosmic Girl nabere po startu směr nad Tichý oceán, kde vypustí raketu směrem k jihu. Z takové dráhy se může náklad dostat jak na polární, tak i heliosynchronní dráhu.

Vyloučeno však ale není ani využívání jiných míst. Sama společnost uvádí: „LauncherOne bude provozuschopný z mnoha různých lokací nezávisle na tradičních kosmodromech, které jsou často přetížené provozem. Budeme mít možnost operovat i při počasí, které by u tradičních raket způsobilo jejich odklady.“ Mezi oblastmi, které připadají v úvahu patří ranvej Shuttle Landing Facility na Kennedyho středisku na Floridě, na kterou přistávaly raketoplány, případně Mezinárodní letiště Kona na Havaji. Díky těmto možnostem by mělo být možné významně rozšířit spektrum sklonů drah, na které by mohl LauncherOne dopravovat náklady.

Možnosti, odkud může LauncheOne startovat.
Zdroj: https://www.nasaspaceflight.com

Co se nosnosti týče, tak Virgin Orbit slibuje, že LauncherOne zvládne doručit na heliosynchronní dráhu zhruba 300 kilogramů nákladu. Pokud by se letělo na dráhu s menším sklonem vůči rovníku, poradí si nová raketa i s půltunovým nákladem, protože může využívat zemské rotace. V začátcích chce společnost létat jen na nízkou oběžnou dráhu, ale jak Hart přiznává, nemusí zůstat jen u toho: „Zvažujeme i vyšší dráhy. Máme nějaké zajímavé nápady, které by nás mohly dostat na geostacionární dráhu, nebo i výš.“

Vypuštění rakety Pegasus.
Zdroj: https://www.nasaspaceflight.com

Důležitou položkou každého startu je jeho cena. V případě LauncherOne bude muset zákazník z peněženky vytáhnout 12 milionů dolarů. Vzhledem ke specifickému způsobu startu není moc s čím porovnávat, takže využijeme jednu možnost. Pro srovnání si vezmeme již zmíněnou raketu Pegasus XL a její chystaný start s družicí ICON. V tomto případě NASA zaplatila firmě Orbital ATK (dnes Northrop Grumman Innovation Systems) 56,3 milionu dolarů. Cena by tedy měla být velmi lákavá a firma, která sice ještě nedosáhla oběžné dráhy, už začíná dostávat nabídky od zákazníků a i proto je úspěch prvního startu natolik důležitý.

µHETsat
Zdroj: http://space.skyrocket.de

Možnosti Virgin Orbit zaujaly třeba i Evropskou kosmickou agenturu – obě strany již uzavřely dohodu o vypuštění družice μHETsat, což je technologický demonstrátor nového iontového pohonu. NASA si objednala start v rámci programu ELaNa (Educational Launch of Nanosatellites) a aby toho nebylo málo, tak tu máme ještě americké letectvo, které přidělilo Virgin Orbit kontrakt, díky kterému bude mít přístup i na trh s družicemi, které zajišťují národní bezpečnost.

Zákazníci ale nepřichází jen z vládních struktur, ale zájem je cítit i ze soukromého sektoru. Společnost GomSpace si objednala vynesení několika nanosatelitů, které mají sledovat pohyb letadel a lodí, Cloud Constellation Corporation podepsala smlouvu na celkem 12 startů rakety LauncherOne, které mají zajistit vynesení sítě SpaceBelt. V jejím rámci by měla na oběžné dráze obíhat cloudová datová centra. Největší porci jsme si stylově nechali na konec – celých 39 startů LauncherOne má objednáno firma OneWeb, která chce tímto způsobem vypustit část své flotily pro šíření internetu z oběžné dráhy.

Letoun Cosmic Girl
Zdroj: https://www.nasaspaceflight.com

Upřímně řečeno je zakázek poměrně hodně a Virgin Orbit bude muset nasadit asi dost vysoké startovní tempo, aby stihla uspokojit všechny zákazníky. Toho si je firma dobře vědoma a aby toho mohla dosáhnout, postavila v kalifornském Long Beach továrnu s rozlohou téměř 17 000 metrů čtverečních, kde je momentálně rozpracováno hned několik exemplářů této rakety. „Jakmile přistoupíme k prvnímu letu, bude již druhý exemplář dokončen,“ přidává Hart. V současné kosmonautice se začíná stále častěji skloňovat znovupoužitelnost – LauncherOne však oba své stupně zahodí. Dan Hart však lišácky dodává: „Náš Boeing 747 je tak znovupoužitelný, jak to jen jde.“ Následně přejde na vážnější notu: „Na straně rakety zvažujeme několik možností záchrany. Při velikosti rakety a jednom motoru na každém stupni musíme najít rovnováhu mezi logistikou spojenou se znovupoužitelností a technikami jako jsou pokročilé výrobní procesy.“

https://twitter.com/Virgin_Orbit/status/992178394740633600

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

Zdroje obrázků:
https://www.nasaspaceflight.com/…/2018/06/Screen-Shot-2018-06-16-at-12.09.29-AM.png
https://thumbs-prod.si-cdn.com/f…/0bde7b2c-b404-4cfe-871f-f13b3f3ed8ef/cubesatdeployiss.jpg
https://www.nasaspaceflight.com/wp-content/uploads/2018/06/L1_Exploded.4k2_web.png
https://www.nasaspaceflight.com/…/06/Screen-Shot-2018-06-15-at-11.51.51-PM.jpg
https://cdn.satellitetoday.com/wp-content/uploads/2015/09/L1_3.png
https://scontent.fprg2-1.fna.fbcdn.net/…9cdaf28c8350aa05503c0386928b47d2&oe=5AD5243E
https://www.nasaspaceflight.com/…/06/Screen-Shot-2018-06-06-at-11.46.19-AM.png
https://www.nasaspaceflight.com/…/02/KSC-20161215-PH_LAL02_0001_orig.jpg
http://space.skyrocket.de/img_sat/myhetsat__1.jpg