Jednou z charakteristik moderní kosmonautiky je narůstající angažovanost soukromého sektoru. Nic podobného tu nikdy předtím nebylo. Kromě velkých soukromých společností jako jsou SpaceX, ArianeGroup, Blue Origin nebo ULA, existuje celá řada menších společností, které taktéž usilují o snížení nákladů na jednotlivé mise a dostupnost služeb, a to jak pro státní, tak soukromý sektor. Právě do takové kategorie můžeme zařadit i poměrně neznámý Exos Aerospace. Společnost vsadila na vývoj opětovně použitelných technologií, a to se jí zatím daří. Pokud jste Exos Aerospace dodnes neznali, tak Vás možná překvapí, co všechno už má společnost za sebou. Pravdou ale také je, že až do letošního léta jí neznal prakticky nikdo z široké veřejnosti, protože teprve 25. srpna došlo k úspěšnému testu suborbitální rakety SAGRE. Pojďme si společnost nejdříve v rychlosti představit.

Exos Aerospace vznikla v roce 2014, ale její kořeny sahají ještě o něco dále do minulosti. Někdy okolo roku 2000 založil herní vývojář John Carmack malou, ale zajímavou firmu Armadillo Aerospace, která se zúčastnila několika známých soutěží, jako například: Ansari X-Prize nebo Northrop Grumman Lunar Lander Challenge. V roce 2011 byla Armadillo Aerospace jednou ze sedmi společností vybraných programem NASA (CRuSR) určených pro vývoj opětovně použitelných technologií. Později si společnost Armadillo Aerospace vybralo i středisko NASA (Johnson Space Center), aby pomohlo s vývojem landeru Morpheus. Armadillo Aerospace vyvinula pro tento stroj pohon na LOX-LCH4 (kapalný kyslík, kapalný metan). Projekt Morpheus už dokončil nejméně třináct úspěšných letů a projekt pokračuje pravděpodobně stále dál.

Po účasti v soutěžích se zakladatel John Carmack snažil o posun v oblasti opětovně použitelných nosičů a pro tento účel vznikla sondážní raketa STIG-B. Ta sice v roce 2012 dolétla do výšky 82 kilometrů, ale zpět na zem se jí dostat nepodařilo. Podobný scénář se opakoval i začátkem roku 2013 a po této řadě neúspěšných pokusů o návrat nosiče se rozhodl zakladatel uložit společnost do hibernace a hledal další řešení.

To se podařilo najít právě v roce 2014, kdy se divize Armadillo Aerospace stala součástí nově vzniklé společnosti Exos Aerospace, která se rozhodla soustředit na nepilotované, snadno dostupné a znovupoužitelné rakety. Z předchozích zkušeností jako první začala vznikat testovací rodina suborbitálních nosičů SARGE ( Suborbital Autonomous Rocket with GuidancE).

SARGE

Jak již bylo zmíněno, raketa SARGE je založena na osvědčených technologiích vyvinutých společností Armadillo Aerospace. Raketu pohání motor na kapalné pohonné látky (LOX, Etanol), který je odvozen z úspěšné řady motorů LE23000FC. Ty již prokázaly schopnost opakovaného použití a mají za sebou celou řadu testů. Zajímavostí také je, že za dosavadní historii tohoto nosiče prozatím nebylo zaznamenáno jeho jediné selhání. Avioniku rakety SARGE obstarává hlavní řídící počítač, který zajišťuje během letu automatickou regulaci polohy prostřednictvím motoru. Stabilizovat raketu pomáhají taktéž malé propulzory na zbytkový héliový plyn, který na palubě primárně slouží k dopravě paliva do spalovací komory.  Plný tah motoru je možný po celou dobu letu, aby bylo možné dosažení nejvyšší maximální nadmořské výšky, ale na rozdíl od raketových motorů na tuhé pohonné látky může být agregát rakety SARGE také „přiškrcen“ a letový profil plynule upraven v případě potřeby. Tyto změny v automatickém vyhodnocovacím režimu provádí řídící počítač, bohužel na úkor snížení maximální nadmořské výšky.

Jak už jsem naznačil, raketa SARGE nemá žádné dopravní pumpy na palivo, a to zejména kvůli zachování jednoduchosti provedení. Tuto funkci zde přebírá helium v plynném stavu, jehož tank je situován pod řídícím počítačem. Zbytkové helium pak slouží také ke stabilizaci a orientaci nosiče v prostoru pomocí malých trysek po obvodu rakety. Jejich funkce je velice dobře patrná z 360 stupňového videa, které bylo pořízeno při posledním testu.

Tah motoru je po celou dobu možné regulovat pomocí hlavního řídicího systému, který je schopen přivírat ventily. Přímo pod špicí se nachází prostor, který je dále rozdělen na dva úseky. První je záchranný sektor, ve kterém se

nachází sestava balonového padáku (ballute) a řiditelný padák (Parafoil). Řízený návrat (Return to Launch Site, RTLS) nosiče do blízkosti místa startu je možný právě díky tomuto speciálnímu dvoustupňovému systému.

Jako první je při sestupové fázi aktivován nadzvukový balonový padák. Po vstupu do nižších vrstev atmosféry je otevřen řiditelný padák Wamore GPS. Podobný parafoil využívá například SpaceX pro řízený návrat aerodynamických krytů rakety Falcon 9. Pod záchranným systémem je pak situován již samotný prostor, do kterého lze umístit libovolný náklad splňující všechna potřebná kritéria.

Parametry plně znovupoužitelné sondážní rakety SARGE:

Počet stupňů: 1

Výška: 11 m

Průměr: 51 cm

Nosnost: 50 kg

Pohon: 1x LE23000FC na kapalné pohonné látky (LOX, Etanol), restartovatelný a znovupoužitelný až 75krát.

Zlomový test Pathfinder

Pojďme tedy k samotnému testu. Ten se uskutečnil 25. srpna 2018. Raketa SARGE startovala z kosmodromu Spaceport America v poušti v Novém Mexiku, kde má své zázemí.  Po dosažení nadmořské výšky 28 km se nosič úspěšně vrátil zpátky na Zem o 15 minut později a to dokonce relativně kousek od odpalovacího zařízení. Tým pak zajistil použitou raketu, která jevila pouze známky běžného opotřebení. Podle slov ředitele společnosti tento nosič poletí znovu a použije 99 % stejných komponentů. Tento test tak plně potvrdil opětovnou použitelnost této rakety, stejně jako schopnost autonomního systému řídit let a společnost si odzkoušela také celý předstartovní proces. Dosažená výška však byla nižší než plánovaná kvůli údajné ztrátě GPS signálu během letu, který zřejmě způsobila větší než plánovaná rotace ve výších vrstvách atmosféry, což automatický systém správně vyhodnotil a ukončil činnost motoru.  Vedení uvedlo, že problém společnost našla a nosič upraví, aby k podobnému incidentu už nemohlo dojít. Raketa i přes tyto neduhy dokázala provést všechny další plánované operace.

Při tomto ostře sledovaném letu, raketa SARGE vynesla celkem devět projektů, mezi které například patřila schránka vytištěná pomoci 3D tisku. Tato menší kostka obsahovala množství studentských experimentů poskytnutých zajímavou neziskovou organizací Enterprise in Space (EIS) jako součást prvního projektu v programu NewSpace na světě. Položky dodala skupina středoškolských studentů ze St. Louis a jednalo se o celkem běžné věci jako gelová pera, tužky, školní gumy, poznámkové bloky a malé tašky na zip s jádry popkornové kukuřice, semeny papriček jalapeňo nebo semena javoru. Dále pak pastelové hobliny, lahvičky s tělovým mlékem a opalovacími krémy.

Účelem tohoto a dalšího užitečného zatížení na palubě bylo zjistit, jak se budou chovat během startu a v prostředí mikrogravitace. Jedná se o jeden z hlavních cílů rakety SARGE, která má poskytnout levnou zkušební platformu pro firmy, školy a kosmické agentury. V podstatě raketa umožní zákazníkům zjistit, zda jejich náklad zvládne zátěž vesmírného prostředí před odesláním na oběžnou dráhu. Vše je samozřejmě podmíněno váhou nákladu.

Mezi další předměty na palubě patřily upomínkové a sběratelské předměty, které poskytla soukromá společnost ASTRAX International (japonská vesmírná turistická společnost).  Dva vědecké balíčky z Purdyovy univerzity, upomínkový předmět poskytnutý Johnnym Irelandem a Brendou Ferdinandovou (oba dva se úspěšně vyléčili z rakoviny). Jeden z investorů měl na palubě dokonce vojenskou známku a střední škola z Pensylvánie zase tepelný experiment Arete. Tím však výčet nekončí. Zajímavé je také množství senzorů provozovaných a vyrobených organizací Space Kidz India. Poslední testovací zařízení, zaměřené na vesmírnou medicínu, měla na palubě klinika Mayo Space Medicine, která jej vyvinula ve spolupráci se společností Oxehealth a náklad zprostředkovalo Centrum pro aplikovanou vesmírnou techniku (CAST) společně z Enterprise in Space.

Souhrn nákladu:

1. ASTRAX International – upomínkové a sběratelské předměty
2. Purdue University – 4 základní konstrukce pro Cubesaty
3. Purdue University – PREFER- monitorovací experiment
4. Johnny Ireland a Brenda Ferdinando – upomínkový předmět
5. Arete – Greater Nanticoke Area Heat Transfer Experiment – tepelný experiment
6. Space Kidz India – Akcelerometr, gyroskop, magnetometr, tlakový měřič, měřič vlhkosti, senzor zářivého výkonu, RGB spektrální analyzátor, UV spektrální analyzátor, IR termočlánek, senzor halo efektu, senzor proudu / napětí, analyzér zvukových vln, vysoce citlivý tepelný senzor, palubní kamera, TTL kamera, semena bazalky indické, lidská DNA, lidský RBC a WBC mikroorganismus, Cubesat konstrukce SKISAT OS, nová listina OBC, záložní listina OBC, prachový sensor, scintilační detektor a nano optoelektrický generátor
7. Enterprise in Space – 3D tištěná krychle, gumy, sazenice, poznámkové bloky a další
8. Center for Applied Space Technologies CAST, Mayo Space Medicine Tech – testovací zařízení
9. Investor společnosti Exos – vojenská známka

Tento testovací let byl posledním v řadě úspěšných testů nosiče SARGE a poslouží mimo jiné také jako základ pro nově vyvíjenou orbitální raketu JAGUAR, kde bude obdobný systém použit na prvním stupni. Raketa SARGE je schopna pokrýt testování předmětů, které váží maximálně 50 kg a nabízí  3-4 minuty v mikrogravitaci s návratem na místo v blízkosti startu. Větší plánovaná raketa JAGUAR umožní společnosti Exos větší variabilitu a nosnost, ta by měla být někde mezi 100 až 200 kg. Maximální dosažitelná nadmořská výška pak mezi 200-400 km. John Quinn, vedoucí pracovník Exos slibuje připravenost nového nosiče pro komerční trh do roku 2022 a dodává, že se jeho společnost nesoustředí v první řadě na dosažení oběžné dráhy, ale více se zaměřují na co nejvíce efektivní a levná řešení.

Další, tentokrát již ostrý start nosiče SARGE je prozatím plánován na 5. leden 2019. Na palubě se bude nacházet náklad pro NASA jako součást programu NASA Flight Opportunities, jehož součástí je například i společnost Blue Origin. Dále se na palubě opět objeví věci od studentů nebo náklad FAA (Federální letecká správa) a další různé upomínkové předměty.

Nejnovější zprávy hovoří o expanzi společnosti Exos Aerospace do Evropy. Konkrétně do Itálie, kde by v regionu Basilicata mělo „vyrůst“ zázemí pro rakety společnosti Exos. Vedení společnosti podepsalo 6. listopadu s italskou stranou závaznou smlouvu a měla by vzniknout divize Exos Italy. Společnost by ráda zahájila výstavbu zázemí v Itálii již ve druhém čtvrtletí roku 2019.

Trh v posledních letech zažívá doslova boom v oblasti malých a středních nosičů, což jen naznačuje budoucí vývoj a velký ekonomický potenciál letů do kosmu. Společnost Exos by ráda umožnila v podstatě komukoli dostat menší náklad do kosmu a zase zpět, protože podle jejich prohlášení je tu vesmír pro všechny.

Zdroje informací:
http://exosaero.com/
https://www.nasaspaceflight.com/2018/10/
https://www.universetoday.com/139832/S
http://exosaero.com/2018/11/17/exos-looks-to-the-future/
http://exosaero.com/2018/09/12/exos-launch-results-announcement/
https://en.wikipedia.org/wiki/Armadillo_Aerospace

Zdroje obrázků:
https://scontent-frt3-1.xx.fbcdn.net/v/t1.0-
https://i2.wp.com/exosaero.com/wp-content/uploads/2016/
http://www.satnews.com/images_upload/1824658693/
https://www.nasaspaceflight.com/wp-content/uploads/2018/10/parafoil.jpg