Je to rok, co jsme se v seriálu TOP 5 věnovali „Letadlům ve službách kosmonautiky“. Dnes se zaměříme na jeden jediný konkrétní typ letounu: Boeing 747 Jumbo Jet. Jde o ikonický stroj, který se stal synonymem opravdu velkého a silného letadla. Jeho nejznámější „kosmická aplikace“ je převážení kosmických raketoplánů po Spojených státech – a v počátcích programu i série zkoušek ALT (Approach and Landing Test) vedoucí k samostatným letům zakončeným přistáním raketoplánu Enterprise.

5) V roli létajícího kosmodromu

Snad již v příštím roce by se měl Boeing 747 pojmenovaný Space Girl (Kosmická dívka) stát „létajícím kosmodromem“, když poslouží jako „první stupeň“ nové rakety LauncherOne. Společnost Virgin Galactic podnikatele Richarda Bransona pracovala na konceptu malé nosné rakety LauncherOne vypouštěné právě z letadla od roku 2007; oficiálně ale existenci projektu oznámila až o pět let později. Mělo jít o dvoustupňovou jednorázově použitelnou raketu uvolňovanou z letounu White Knight Two, který byl vyvinutý pro lety se suborbitálním „vyhlídkovým“ raketoplánem SpaceShipTwo (obé též v režii Virgin Galactic). Raketa s cenou pod 10 mil. USD za misi měla dopravovat do vesmíru maximálně 230 kg těžký náklad.

Zásadním rokem pro projekt ale byl 2015, kdy došlo hned ke třem důležitým událostem. Jednak firma získala areál o ploše 1,4 ha na letišti Long Beach Airport v Kalifornii. Jednak podepsala i první kontrakt, a to hned na 39 startů (plus opci na dalších 100!) se společností OneWeb Ltd. A jednak změnila nosný letoun. Raketa LauncherOne totiž postupně narostla (jak z hlediska rozměrů, tak z hlediska výkonu) a dostala se mimo kapacitu WhiteKnightTwo. Virgin Galactic proto jako nosič zakoupila od Boeingu stroj 747-400 výrobního čísla 32745, který dosud měla pronajatý sesterská Virgin Atlantic.

Loni v březnu pak Virgin Galactic oznámila založení samostatné firmy Virgin Orbit, do níž přešlo zhruba 200 zaměstnanců. Letos se „Kosmická dívka“ dočkala prvních zkušebních letů i s novým pylonem pod levým křídlem. V následujících měsících pak dojde k testům s podvěšenou raketou, a to včetně shozu inertní makety. A snad ještě před koncem letošního (či spíše někdy v příštím) roce bychom se mohli dočkat i ostrého startu.

4) Základna pro rakety AirLaunch nebo Šavit

Zatímco výše zmíněný projekt LauncherOne má našlápnuto k brzké realizaci, další dva „létající kosmodromy“ už patří do historie. Přesněji do historie nerealizovaných projektů.

V březnu 2000 představily firmy Boeing a Thiokol Propulsion koncepci nového nosiče, který by jako nultý (či první) stupeň využíval právě Boeing 747. Nazvali jej AirLaunch. Jeho nosnost měla být 3000 kg na nízkou oběžnou dráhu.

Technické detaily projektu nebyly zveřejněny. Jen tolik, že první dva stupně měly být tvořené motory Thiokol Castor 120, třetí by byl nově vyvinutý. Aerodynamický kryt chtěli tvůrci systému „recyklovat“ z nosiče Delta II. Raketa by startovala ze hřbetu Boeing 747-400F. Křídlo a stabilizační plochy by byly odhozeny bezprostředně po zážehu motorů. Premiérový let byl slibovaný na poslední čtvrtletí roku 2004, ale stejně rychle jako se projekt objevil, tak i bez dalších informací zmizel.

Z podobné kategorie je pak izraelský plán na vypouštění raket Šavit (Kometa). Ty létají od roku 1988, ale jejich obrovským omezením na nutnost využívat střelecký sektor kosmodromu na základně Palmachim AFB, který vede toliko západním směrem přes Středozemní moře. Nosnost Šavitu tak klesá možná až na polovinu.

Izrael proto hledá cesty, jak kapacitu rakety více využít. V roce 2010 přišly ISA (Israel Space Agency) a IAI (Israel Aircraft Industries) s nápadem vypouštět Šavit právě ze hřbetu letounu Boeing 747. Po startu z Izraele by se stroj s nákladem vydal nad Indický oceán, kde by došlo ke startu do vesmíru.

Zásadní slabinou projektu je případné nouzové přistání letounu s desítky tun těžkou raketou plnou tuhých pohonných látek. Tu totiž není možné odhodit: jednak kvůli vysoké ceně, jednak z technických důvodů (nachází se nad strojem).

Ač se o projektu startu rakety Šavit z Boeingu 747 od jeho představení už několik let neobjevily nové informace, nemusí to v daném případě nic znamenat. Izraelské letectvo připravuje novou generaci družic o hmotnosti 700 kg, na což stávající verze Šavitu nedostačuje. A využití Boeingu 747 může být jednou z možností, jak s existující raketou podobně těžké zařízení dostat na oběžnou dráhu.

3) 747 + 747 = Stratolaunch

Není to sice přímo Boeing 747, ale je to „něco jako Boeing 747“. Letoun Stratolaunch, který také bude sloužit jako „létající kosmodrom“, totiž vznikl kanibalizací dvou Jumbo Jetů. Zatímco drak letadla je z větší části unikátní, mnohé subsystémy nikoliv. Jde třeba o šestici motorů Pratt & Whitney PW4056, dále pak podvozek, pilotní prostor, zasklení kabiny, avioniku apod.

Slavnostní roll-out se konal v květnu 2017, v prosinci pak proběhly první pojezdové zkoušky (maximální rychlost 46 km/h). V únoru pak pokračovaly (74 km/h). Tvůrci stroje při nich prověřili řiditelnost pomocí příďových podvozků, tak i veškerou mechanizaci křídla a ocasních ploch. Aktuálně se počítá s premiérovým letem tohoto největšího letounu světa (rozpětí má 117 m) v příštím roce.

Otazníky se trochu vznáší nad nosičem, který bude Stratolaunch využívat. Původně měla nosnou raketu dodat firma SpaceX (mělo jít o zmenšenou verzi Falconu 9 s pěti motory v prvním stupni). Po roce spolupráce ale firma z projektu vycouvala. Následně byla oslovena firma Orbital Sciences Corp. (OSC), která vypracovala projekt rakety Pegasus II alias Thunderbolt o nosnosti 6100 kg (Pegasus startuje do vesmíru z letounu Lockheed L-1011, ale má kapacitu jen cca 450 kg). V květnu 2014 ale bylo oznámeno, že Pegasus II nemá odpovídající ekonomické parametry. Řešila se i možnost letu s trojicí raket Pegasus XL, ale i z toho sešlo. Spolupráce s OSC pak byla ukončena. Následně došlo k uzavření kontraktu s firmou Aerojet Rocketdyne na výrobu motorů RL10C-1, které by se měly stát základem nového nosiče. Bližší parametry nejsou známé. Interně pak Stratolaunch zahájila práce na několika vlastních projektech. Jedním z nich je i raketoplán pracovně pojmenovaný Black Ice.

Mimochodem, v září 2014 oznámila společnost Sierra Nevada Corp., že zvažuje o využití systému Stratolaunch pro lety svého raketoplánu Dream Chaser. Ten odmítl NASA financovat coby budoucí americkou pilotovanou loď (porazily jej projekty CST-100 Starliner od Boeingu a Dragon od SpaceX), nicméně firma prezentovala alespoň zmenšenou verzi svého stroje. Raketoplán o délce 6,9 m a rozpětí 5,5 m (tedy tříčtvrtinový ve srovnání s původním záměrem) by měl létat se dvou- až tříčlennou posádkou na rozličné komerční mise.

Každopádně neustálé změny nosné rakety (z nosiče střední třídy na malé – a nyní zřejmě zpět ke střední třídě) svědčí o jisté neukotvenosti projektu Stratolaunch. A o tom, že jeho tvůrci vlastně sami ani nevědí, co chtějí a na jaký trh míří.

2) S infračerveným teleskopem

Na počátku byl upravený Convair 990 (N711NA) pojmenovaný Galileo Observatory, který provozovala NASA a který nesl infračervený teleskop. Stroj ale byl v roce 1973 zničený při srážce s jiným letounem. Na jeho místo nastoupil Lockheed C-141A Starlifter, který fungoval od roku 1974 do roku 1995. Měl název Gerard P. Kuiper Airborne Observatory. Jeho nástupcem se stal Boeing 747SP s teleskopem SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy).

Infračervená astronomická pozorování z paluby letounu mají jednu zásadní výhodu: při letu ve výšce 12 km se totiž teleskop nachází nad většinou vodních par v atmosféře, které právě infračervené záření pohlcují.

Pro observatoř SOFIA byl upravený letoun Boeing 747-100 verze SP (Special Performance) pro ultradlouhé lety. Stroj bylo každopádně nutné modifikovat: získal v levé zadní části trupu dveře o výšce 5,5 m a šířce 4,1 m. Ty se otevírají za letu a dovolují 2,5 m teleskopu pozorovat pomocí souboru devíti přístrojů. Jeho kabinu je nutné před startem ochladit, aby zařízení nemělo po otevření v pracovní výšce teplotní šok. Když se pak před přistáním dveře uzavřou, je kabina naplněna dusíkem. To aby se zabránilo kondenzaci vlhkosti. Vývoj a výroba dveří byly tak náročnou záležitostí, že dodavatel E-Systems zakoupil zadní sekci z jiného letounu 747SP, aby veškeré postupy prověřil „nanečisto“.

SOFIA dnes pracuje tři až čtyři noci týdně, přičemž je deponována ve Výzkumném leteckém středisku Neila Armstronga v Palmdale (Kalifornie).

1) S raketoplánem na zádech

„Kdybychom neměli [Boeing] 747 jako transportní letadlo, raketoplán [Columbia] by se možná nikdy nedostal z Nového Mexika,“ vzpomíná ve své knize pamětí „Forever Young“ americký astronaut John Young na situaci, kdy po letu STS-3 musel nejstarší raketoplán zakončit svůj let na základně White Sands.

Ponechme nyní stranou, že kdyby NASA neměla transportní Boeing 747, těžko by se na „bílých píscích“ přistávalo. Transportní letoun byl každopádně klíčovou součástí programu raketoplánů.

Boeingům 747SCA se podrobně věnoval právě článek „Letadla ve službách kosmonautiky“ Karla Zvoníka loni (stejně tak v něm najdete další informace o projektu SOFIA), takže nebudeme opakovat již napsané a přidáme pouze perliček:

• Přípravy na jeden let s raketoplánem zabraly týmu 170 techniků celý týden.
• Boeingy 747SCA byly vybaveny záchrannými systémy pro posádku. Jeho případná aktivace začínala zapnutím autopilota. Pyrotechnika by následně odstřelila třicet oken v trupu: aby došlo k co nejrychlejší dekompresi letounu. O tři sekundy později by další pyropatrony odstřelily dveře v příďovém nákladovém prostoru, z nichž by se vysunula tyč. Jednotliví členové s vlastními padáky by se po ní svezli z kabiny tak, aby se bezpečně dostali mimo motory či ev. vysunutý podvozek letounu.
• Během zkušebního programu ALT byli v raketoplánu Enterprise na hřbetě Jumbo Jetu astronauti, kteří hovořili o neskutečném zážitku. Byli nad nosným letounem, tudíž vnímali pohyb země z větší výšky (jako pomalý). A protože do kabiny raketoplánu nepronikl prakticky žádný hluk z motorů letounu, hovořili astronauti o tom, že je to „jako na létajícím koberci“.
• Pro dopravu raketoplánů byly na letounech provedeny dva typy modifikací: trvalé a dočasné. Zajímavé je, že mezi dočasné patřila instalace dvou stabilizátorů (každý o rozměru 3 krát 6 m) na vodorovnou ocasní plochu. Měly být instalované jen při letech s raketoplánem, ale nakonec nebyly sejmuté nikdy.
• NASA měla k dispozici dva letouny Boeing 77SCA: N905NA a N911NA. Teoreticky byly identické, ale ve skutečnosti mezi nimi byl zásadní rozdíl: první (starší) letoun mohl vozit náklad (raketoplán) o hmotnosti 85440 kg, druhý až 106800 kg.
• Po skončení programu raketoplánů byl původní N905NA darovaný návštěvnickému centru Johnsonova kosmického střediska (Space Center Houston), kde po vybavení maketou raketoplánu Independence slouží jako poutač a atrakce pro turisty. Druhý N911NA byl zapůjčený do Joe Davies Heritage Airpark v Palmdale (Kalifornie). Jeho vlastníkem ale zůstává NASA, která jej používá jako zdroj náhradních dílů pro létající observatoř SOFIA.

Na závěr si dovolím osobní vzpomínku: v září 2012 jsem byl přímo u dráhy SLF svědkem startu Boeing 747SCA s raketoplánem Endeavour, když se naposledy loučil s Floridou a odlétal k definitivnímu spočinutí v California Science Center.

Už jen vidět tuto sestavu byl neskutečný zážitek. A co pak následující start a průlet nad dráhou! To je ten z okamžiků, které se doslova „vypálí do sítnice“ a na které se opravdu nezapomíná.

Zdroje informací:
https://en.wikipedia.org/
https://spacenews.com/
http://www.spacedaily.com/
https://spaceflightnow.com/
https://en.wikipedia.org/
https://www.nasa.gov/
https://en.wikipedia.org/
https://en.wikipedia.org/