Evropský vědecký JUICE: Stavba začala!

Je to tu! V září začala oficiálně stavba letového exempláře evropské sondy JUICE. Přelomový moment nastal ve chvíli, kdy byla doručena primární struktura sondy. Následně došlo k integraci pohonného systému, který sondě umožní doletět k Jupiteru a studovat nejen tuto planetu, ale i její měsíce. Druhého září dorazila hlavní kostra letového exempláře sondy JUICE do areálu firmy Arianegroup v německém Lampoldshausenu. Jde skutečně o holou kostru – uprostřed se nachází středový válec, který bude plnit roli hlavního strukturálního prvku pro přenos zátěže. Kolem něj jsou radiálně a horizontálně umístěny panely.

Později sem bude doplněna i optická lavice následovaná dalšími panely, které vytvoří vnější stěny. Ty však budou nainstalovány až když bude integrováno veškeré vnitřní vybavení. Tato struktura je součástí systému SSTS (Structure, Shielding and Thermal Subsystem), který buduje Airbus Defence & Space ve španělském Madridu ve spolupráci se švýcarskou firmou RUAG Space Switzerland a rakouskou RUAG Space Austria.

Základní kostra letového modelu sondy JUICE.

Základní kostra letového modelu sondy JUICE.
Zdroj: https://sci.esa.int

Jednou z funkcí, kterou bude SSTS na JUICE plnit, je radiační ochrana. Některé vertikální panely a části uzavíracích zdí jsou pokryty tenkou vrstvou olova. Tento těžký kov má zajistit radiační ochranu palubní elektroniky, která by jinak byla poškozena drsným radiačním prostředím u Jupiteru. Během dalších měsíců bude na SSTS téměř simultánně pracovat hned pět společností. Úkolem jejich pracovníků bude splnit všechny úkoly tak, aby JUICE mohla být předána do sestavovací a integrační fáze. Ta proběhne v německém Friedrichshafenu v sídle firmy Airbus. Zde bude sonda dokončena a připravena ke startu v roce 2022.

Ale jak již bylo řečeno, zatím je letový model v Lampoldshausenu. Tady čeká na pracovníky hned několik úkolů, ale jedním z hlavních je integrace pohonného systému. Ten se skládá ze dvou identických nádrží na pohonné látky, které byly nově vyvinuty v rámci programu EuroStar Neo, což je družicová platforma nové generace, kterou ESA vyvíjí pro telekomunikační družice určené pro geostacionární dráhu. JUICE se stane první kosmickou misí, která je využije v ostrém provozu.

Instalace nádrže na okysličovadlo do centrálního válce sondy JUICE.

Instalace nádrže na okysličovadlo do centrálního válce sondy JUICE.
Zdroj: https://sci.esa.int

První nádrž z titanu, která je schopna pojmout až 1600 litrů okysličovadla (směs oxidů dusíku) byla 7. září opatrně spuštěna do centrálního válce těla sondy. Druhá nádrž, která je určena k uchovávání paliva (monometylhydrazinu) měla být podle plánu instalována na konci října. „JUICE s sebou bude muset nést v nádržích více než tři tuny pohonných látek,“ říká Daniel Escolar, systémový inženýr mise JUICE pro mechanické, termální a pohonné systémy a dodává: „Takové množství je nezbytné pro přílet sondy na oběžnou dráhu Jupiteru a následnou kompletní vědeckou fázi spojenou s mnoha průlety kolem Galileových měsíců. Na konci mise se pak JUICE stane první sondou, která bude obíhat kolem Ganymedu.

Integrace pohonného systému sondy však bude mnohem komplexnější než jen instalace dvou nádrží. Pohonný systém budou tvořit například i tři menší nádrže vyplněné heliem pro tlakování systému. Ty budou připojeny na vnější stěnu centrálního válce společně s nezbytnými trubičkami a dalšími rozvody. Na SSTS má být instalováno celkem 130 metrů titanových trubiček.

Dalšími prvky, které se budou přidávat při stavbě pohonného systému, jsou třeba regulátory tlaku, ventily, filtry a samotné trysky. Kromě hlavního motoru s tahem 400 newtonů, který se použije pro velké manévry, bude JUICE vybavena osmi tryskami s tahem 22 newtonů pro menší manévry, které budou fungovat také jako záložní systém. Pohonný systém pak zkompletuje dvanáct orientačních trysek s tahem 10 newtonů.

Potrubí pohonného systému sondy JUICE.

Potrubí pohonného systému sondy JUICE.
Zdroj: https://sci.esa.int

Ve stejné době mají inženýři plné ruce práce s instalováním důležitých systémů, které mohou být dokončeny pouze v době, kdy ještě nejsou připojeny externí panely, takže je do interiéru sondy dobrý přístup. Mezi tyto činnosti patří například instalace jednovrstevné izolace kolem centrálního válce, přidání termočlánků k měření teploty, nebo připojení podpůrných úchytů pro zachycení kabelových svazků. Jen tak mimochodem – počítá se zhruba s deseti kilometry drátů.

Podle aktuálně platného harmonogramu by měl být letový model JUICE přesunut do Friedrichshafenu okolo března 2020, kde začne integrace a testování jeho elektrických systémů. Zatím odděleně od sondy samotné probíhá vývoj vědeckých přístrojů pro sondu JUICE. Nedávno byl do Technologického střediska evropské kosmické agentury v nizozemském Noordwijku dopraven letový exemplář ramene magnetometru, kde na něj čekají tři týdny vibračních a rozkládacích zkoušek.

Přeloženo z:
https://sci.esa.int/

Zdroje obrázků:
https://www.aldebaran.cz/bulletin/2019_15/logo.jpg
https://sci.esa.int/documents/33960/35396/JUICE-in-LAM-airlock.jpg
https://sci.esa.int/documents/33960/35396/JUICE-tank-integration_Sep2019_2.jpg
https://sci.esa.int/documents/33960/35396/JUICE_tubing.jpg

Evropský vědecký JUICE: Stavba začala!, 5.0 out of 5 based on 8 ratings
Pin It
(Visited 1 836 times, 1 visits today)
Kontaktujte autora článku - hlášení chyb a nepřesností, rady, či připomínky

Hlášení chyb a nepřesnostíClose

VN:F [1.9.22_1171]
Rating: 5.0/5 (8 votes cast)
(Visited 1 836 times, 1 visits today)
Níže můžete zanechat svůj komentář.

Více se o tomto tématu dočtete zde »
(odkaz vede na příslušné vlákno diskuzního fóra www.kosmonautix.cz)


27 komentářů ke článku “Evropský vědecký JUICE: Stavba začala!”

  1. Alois napsal:

    Dlouhá doba cesty je dána malou nosností nosiče. Obdobně na tom byly i předchozí sondy k obrům. Je to dáno strategickým rozhodnutím USA zavrhující Saturn-5 ve prospěch omezené nosnosti rádoby ekonomicky výhodnějšího raketoplánu. Obecně lze říci že nosnost ustrnula na úrovni Protonu, což je dědeček z poloviny minulého století. Superraketa jakou byl S-5, by tam dopravila nikoli jednu, ale více sond bez omezení váhy a výbavy a to za necelé dva roky.

    • Jiří Kos napsal:

      Bez komentáře.

    • Spytihněv napsal:

      Dokonce i Saturn 5 měl váhové omezení, takže poslední souvětí nemůže platit.

    • gones napsal:

      Mě vaše analýzy vždy pěkně pobaví. Máte talent poskládat dohromady text, který na mě působí jako kritika aktuálních hráčů. Jako bonus navrhnete svou alternativu za použití skvělé a nadčasové rakety Saturn V. Já jen doufám, že konečně založíte svou NasAlois-X a ukážete těm zabedněncům, jak se to dělá rychle a levně. Už teď se těším. Nejvíc se mi z tohot příspěvku líbí, že pokud chcete odvézt ledničku, přistavíte kamion – však můžete rovnou odvézt i pračku se sušičkou. =)

      • Alois napsal:

        Zkuste místo servilního pošklebování diskutovat věcně. Není to nic těžkého, určitě to dokážete.

        • Dušan Majer napsal:

          Jestli tady někdo potřebuje pošťouchnout k věcnému komentování, pak jste to vy. Váš původní komentář se totiž odchyluje od tématu. A nesnažte se mi tvrdit, že souvisí, protože pomocí tzv. oslích můstků se dá najít souvislost mezi jakýmikoliv tématy.

          • Jirka napsal:

            Já bych pana Aloise ještě nezatracoval. Třeba své původní zkratkovité vyjádření doplní o výpočet orbitální, přeletové a brzdící/příletové dráhy Saturnu-V pro více variant hmotnosti užitečné zátěže. A třeba se i vejde do těch dvou let.

        • Racek napsal:

          No, že by evropané si k vynesení Juice objednávali Saturn 5, mi připadá poněkud … no, jak to slušně říci… a to i kdyby ještě existoval. Snad to není třeba rozvádět.
          No, startu se snad dočkám, příletu bych rád. Taky bych přál, kdyby sondy k cíli cestovali max. rok, že …
          Jinak evropské sondy se vyznačují opravdu originálními řešeními a úkoly. Takže, je se na co těšit. Jen aby to chlaci a děvčata stihli, že.

          • Spytihněv napsal:

            A to svou myšlenku klidně rozveďte. Osobně ale nevidím důvod, proč by si ESA nemohla hypoteticky nechat vynést svou sondu americkou obří raketou v rámci urychlení mise. Je to přirozenější partnerství než to s Ruskem, jehož rakety také využívá.

          • Racek napsal:

            Cena, to je hlavní. Taková raketa stojí několik Arian, a to je jedna s dražších. A samozřejmě, Evropa využívá své rakety přednostně, ostatně jako asi každý, kdo příslušné rakety vlastní. Protony se využívaly jednak při společných projektech (stojí ani ne polovinu Ariane) a pak zejména při komerčních startech. Ale to všechno jistě dobře víte, že.

          • gg napsal:

            “Taková raketa stojí několik Arian, a to je jedna s dražších.”

            Nemůžete srovnávat raketu vyrobenou v šedesátých letech jen v tuctu kusů s raketou vyráběnou dnes v mnohem větším počtu. Zřejmý předpoklad zde je ten, že kdyby nedošlo k přerušení výroby, náklady na start by postupně klesly.

          • Racek napsal:

            Saturn 5 byla raketa určená k jistému účelu. Program skončil a poračování nebylo reálné, ani nebylo dost jiných nákladů než ke startům cca jednou za rok. Program Apollo totiž znamenal i dost velké zatížení ekonomiky, které dlouhodobě nebylo únosné. Takže náklady by spíše vzrostly. Neostatek vhodných nákladů ostatně zahubil i ruské N1 i Eněrgii. Musíme si uvědomit, že i konstrukce, výroba i provozování vhodných sond atd. by byla extrémně nákladná a kongres by to ani neschválil. Prostě z hledisky ekonomiky ta raketa předběhla svou dobu.

          • Jiný Honza napsal:

            Jsme sice dost mimo téma, ale mě to nevadí. 🙂
            Problém Saturnu V byla cena. Jenže ho nahradili raketoplánem, který sice nebyl dražší, ale nakonec nebyl nijak zásadně levnější. A rozhodně byl méně univerzální než Saturn. Osobně mi zaříznutí Saturnu V připadá horší, než ten nejkritičtější z “Kritických momentů kosmonautiky”. No ještě je tu konkurence v podobě podobně dramatického zaříznutí raketoplánu bez jakéhokoli nástupce.

  2. Spytihněv napsal:

    Cena je samozřejmě důležitá, ale bavíme se o extrémní záležitosti, jakou je významné zkrácení doby přeletu k vnějším planetám a tam se nelétá každý den a vůbec bych se na ESA nezlobil, kdyby se plácla přes kapsu. Divím se, že zrovna vám by to připadalo “poněkud… no, jak to slušně říci.” 🙂 Přitom sám naznačujete, že by to urychlení bylo velmi žádoucí. Přál bych to nám všem.

    • gones napsal:

      Já jen doplním, že ESA nemá vlastní kapsu, přes kterou se může plácnout. ESA sdružuje přispěvatelské státy (ČR je členem, SK kupodivu není). Dohled nad rozpočty je poměrně přísný.

      Urychlení přeletu by bylo super, ale ekonomická stránka obvykle rozhoduje. A ESA by mohla řešit otázku, zda za jeden balík peněz udělat rychý přelet JUICE nebo vyrobit další dvě sondy s jiným cílem a pokrýt další oblast vědění. Ve výsledku se řeší stejný problém, jako my obyčejní lidé v jakémkoliv obchoďáku.

  3. Medak napsal:

    Není to náhodou u takovéhle sondy kontraproduktivní? Pokud by přelet byl rychlejší, sonda sebou musí nést násobně více paliva na brždění.

    • Spytihněv napsal:

      Proč kontraproduktivní? Bavíme se jen o době letu. Palivo navíc je je jiná věc.

      • gones napsal:

        Já bych to viděl jako spojené nádoby. Jedno bez druhého nelze.
        Výjimka by byla, kdyby větší urychlení a přibrždění zajistil poslední urychlovací stupeň. Ale to záleží na misi. Limitem je stejně konečná hmotnost vynášeného celku a nosnost nosiče.

        • Spytihněv napsal:

          Samozřejmě, že jde o spojené nádoby. Měl jsem ale na mysli, že pokud by se rozhodlo o vyslání sondy raketou, která by výrazně zkrátila dobu přeletu, tak teprve poté by se řešilo množství paliva na palubě sondy. Proto na tom nic kontraproduktivního nevidím.

          • 3,14ranha napsal:

            1. Rychlost příletu sondy k samotnému Jupiteru by měla být stejná, veškerá debata je o tom, zda rychlost dodá přímo fyzicky raketa-nosič, nebo ji sonda bude postupně “sbírat” pomocí orbitálních manévrů u dalších těles (zde připadá v úvahu Země, Mars a Venuše).

            2. Hmotnostní limit sondy závisí na nosnosti rakety (jejího posledního stupně) a aby vůbec sonda něco vyzkoumala, tak množství paliva nelze jen tam střelit od boku.
            Jde o velké přetahování mezi váhou vědeckých přístrojů, fixní vahou životních systémů sondy a vahou paliva.

            Čím větší podíl paliva tím víc můžete manévrovat, tím větší životnost sondě dáte. ALE tím méně zbyde na vědecké přístroje. Třeba Europa Clipper má celkový limit 6001 kg, ale vědecké přístroje váží jen 350 kg (5,8% podíl) !

  4. Zdeněk napsal:

    Dnes nebude rychlejší řešení dopravy k Jupiteru. Ovšem za dva roky by se mohlo stát, že se systémem tankování na orbitě StarShip tam EM doletí dříve nežli sonda ESA. To je jen poznámka k zamyšlení…

    • Dušan Majer napsal:

      Osobně bych pár let přidal.

    • Jiný Honza napsal:

      Zamyšlení je takové. Vědcům je naprosto fuk (těm mladším :-/), jestli tam ta sonda doletí za rok nebo za deset. Důležité je jestli bude fungovat a co naměří. Pokud by jim šlo o čas, pošlou už dnes na slabší raketě lehčí sondu s menším množstvím lehčích/horších přístrojů. A naopak až bude k dispozici levná silná raketa, pošlou tam radši po pomalejší dráze mnohem víc lepších přístrojů.

      • Zdeněk napsal:

        Naštěstí se zdá, že nynější rozvoj soukromého sektoru tento agenturní model umělého zajišťování si činnosti v rámci mírného pokroku značně omezí. Kdyby se kupříkladu ve farmacii a chemii chvátalo tak, jako v kosmických agenturách za posledních 30 let, tak stále pijeme odvar z vrbové kůry a na odřené koleno si dáváme pavučiny 🙂 Sice to trochu pomůže, ale invence v tom je tolik jako v sojuzu. A za oněch 9 let, nežli se Juice dokodrcá k Jupiteru, možná již jedna ze Straship přistane na Marsu. Tak jen ESA musíme držet palce, aby jim to vše vyšlo, a aby za těch 9 let nebyl hardware Juice tak zastaralý, že bude potřeba poslat sondu novou a rychlejší.

        • Dušan Majer napsal:

          Zastaralý opravdu nebude, to se nebojte. Jeho přístrojové vybavení nebude mít konkurenci.

        • 3,14ranha napsal:

          Nerad bych zněl jako škarohlíd (kosmonautice držím palce), ale zas tak rychlé to nebude. Sám píšete že klíčové bude dotankování a tam musí být pro posádky, stejně jako pro velké vědecké sondy prokázáno že je to 100% bezpečné ! (tankerů bude potřeba nejmíň pět, v případě parkování na vysoké oběžné dráze ještě mnohem víc).

          Reusable je úžasný koncept, ale je to zároveň obrovská koule u nohy když letíte někam dál než na LEO. Ty výkony potřebné k přímé cestě třeba k Jupiteru jsou vyloženě krvavé. Běžná (a plně dotankovaná) Starship by měla problém doletět k Jupiteru prázdná (bez nákladu), nemluvě o brždění.
          Vzhledem k tomu že reusable u Jupiteru je bezpředmětné, tak by tam Elon mohl poslat spíš nějaký jednorázový druhý stupeň. Ale kdo mu vývoj takového stupně zaplatí, když Elon o Jupiter zájem nemá ?

          To už by bylo levnější a rychlejší koupit od Boeingu jednu SLS. Nebo umístit evropské přístroje na americkou sondu (která by letěla na SLS).

          Ne vždy a všude je reusable výhodné.

          • Petr Groh napsal:

            Ad 3,14ranha:

            Proč myslíte, že Elon nemá zájem o Jupiter?

            Když se ho nedávno na Twitteru kdosi ptal (možná žertem), co dál po Marsu, vysypal několik dalších cílů.
            Byl mezi nimi i Jupiterův měsíc Callisto.

Zanechte komentář