Tak tohle byl opravdu nabitý týden plný zajímavých startů, přistání i informací. Kosmotýdeník vám již tradičně zrekapituluje události, které přinesla kosmonautika v uplynulých sedmi dnech a samozřejmě přidá i nějaké pořádné téma navrch. Tím tématem bude tentokrát zveřejnění výsledků pozorování vystřelujících částic z planetky Bennu, kterou zkoumá mise OSIRIS-REx. Nevynecháme však ani další témata, kterými jsou například zmíněné starty raket z USA, Ruska, Nového Zélandu, či Číny a nepřijdete ani o tradiční rubriky. Přeji vám pěkné čtení a hezkou neděli.
Z Bennu unikají tajemné částice
U Bennu operuje americká sonda OSIRIS-REx, která se chystá na odběr vzorků z povrchu a následně jejich doručení zpět na Zemi. Nicméně samotná přítomnost sondy u této zajímavé planetky nám přináší i řadu nečekaných vědeckých poznatků. Například krátce po příletu sondy k Bennu se zjistilo, že z povrchu čas od času uniká prach i větší kusy horniny. Co by to mohlo být? Nyní nám vědecký tým OSIRIS-REx nabízí už jen tři možná vysvětlení.
Zdroj: https://www.asteroidmission.org/
OSIRIS-REx si všiml výtrysků hmoty z povrchu planetky již šestého ledna, tedy jen týden poté, co se sonda usadila na oběžné dráze kolem Bennu. Při prvním zkoumání se zdálo, že se jedná pouze o pohybující se hvězdné pozadí, avšak při bližším zkoumání si vědecký tým mise uvědomil, že se jedná o materiál unikající z povrchu planetky. Když se všichni přesvědčili, že tento jev neohrožuje další průběh mise, začala se část vědeckých přístrojů sondy věnovat právě sledování tohoto zajímavého úkazu.
„Mezi mnoha překvapeními, které nám Bennu připravil, nás opravdu velmi zaujaly právě částice unikající z povrchu. Nakonec jsme se jejich studiu věnovali systematicky několik měsíců,“ řekl Dante Lauretta, vedoucí vědecké sekce mise OSIRIS-REx na arizonské univerzitě v Tucsonu. „Je to skvělá příležitost rozšířit naše znalosti o nové vzorce chování asteroidů.“
Po důkladném posouzení výsledků vědeckých pozorování, shrnul vědecký tým mise své poznatky v článku, který vyšel 6. prosince. Byly pozorovány tři nejrozsáhlejší výtrysky, které proběhly 6. a 19. ledna a 11. února. Tyto největší výtrysky nastaly na různých místech Bennu. První dva vyšly z jižní polokoule, zatímco poslední se odehrál v blízkosti rovníku. Jedna věc však tyto tři události spojovala. Všechny se udály v pozdním odpoledni – které panovalo na místě pozorovaného výtrysku.
Po výtrysku některé částice nedosáhly únikové rychlosti a postupně zase napadaly zpět na povrch Bennu. Některé však dosáhly takové rychlosti, že unikly z vlivu planetky do volného prostoru. Nejvyšší naměřená rychlost úniku byla 3 metry za sekundu. Velikost částic byla od pár milimetrů po maximální velikost kolem deseti centimetrů. Během největšího pozorovaného výtrysku (6. ledna), bylo zaznamenáno na 200 částic.
Zdroj: https://science.sciencemag.org/
Vědecký tým zkoumal širokou škálu možných interpretací tohoto jevu a postupně zúžil dlouhý seznam na tři nejpravděpodobnější scénáře: Dopady malých těles, tepelný stres, anebo dochází k prudké sublimaci vody.
Dopady malých těles na povrch větších těles jsou samozřejmě i v dnešní sluneční soustavě zcela běžnou záležitostí. Oblast, kterou Bennu prolétá, je navíc relativně bohatá na malá tělesa a prach. Některé tyto drobné částice by pak samozřejmě mohly zasáhnout Bennu a svým nárazem vyrazit spršku drobných kamínků a hmoty z povrchu planetky.
Dalším rozumným vysvětlením je tepelný stres, který by způsoboval výtrysky hmoty poté, co by materiály na povrchu planetky prožily výraznou tepelnou změnu. Bennu je během svého dne, který trvá 4,3 hodiny vystaven ohromným teplotním proměnám. Noční strana upadá do hlubokého mrazu, zatímco přes den se naopak díky svému tmavému odstínu výrazně ohřívá. Navíc, teploty na povrchu vrcholí vždy kolem pozdního odpoledne. V důsledku ohromných tepelných rozdílů mohou některé materiály praskat a při takovém aktu pak vyvrhnout do svého okolí materiál a udělit mu i vysokou rychlost.
Posledním možným vysvětlením je prudká sublimace vody. Materiál, který tvoří Bennu, obsahuje vysoké procento zmrzlé vody a dalších plynů. Voda je navíc promíchaná s horninou, a když by došlo k prudkému nárůstu teploty, může se expandující sublimující voda v materiálech nahromadit a následně explodovat a vyvrhnout do svého okolí materiál vysokou rychlostí.
Zdroj: https://science.sciencemag.org/
Jak už to však bývá, příroda většinou neumožňuje jednoduchá vysvětlení. Je docela pravděpodobné, že pozorované výtrysky hmoty jsou vytvářeny kombinací dvou, anebo tří výše zmíněných procesů. Steve Chesley, autor článku a vedoucí vědecký pracovník JPL NASA v Pasadeně v Kalifornii řekl: „Například tepelný stres by mohl rozpukat povrchový materiál na malé kousky, což by výrazně ulehčilo vystřelování většího množství materiálu při dopadu malých částic z okolního prostoru. Zkombinoval by se tak tepelný stres, který by rozbil velké kameny na povrchu s dopady těles, které by svým dopadem mohly uvolnit větší množství menších objektů.“
Jsou-li příčinou vzniku těchto výtrysků hmoty dopady drobných těles, nebo tepelný stres, či snad obojí, pak se jedná o vlastnost, kterou mohou mít všechny malé planetky. Pokud je však příčinou prudká sublimace vody, jedná se o vlastnost pouze těch planetek, které obsahují materiály bohaté na vodu, tak jako Bennu.
Podrobnějšího vysvětlení se pravděpodobně dočkáme až poté, co OSIRIS-REx donese na Zemi odebrané vzorky z povrchu planetky. Odběr je v současnosti naplánován na léto 2020, přičemž vzorek by měl na Zemi přistát v roce 2023.
Kosmický přehled týdne:
Evropské vozítko Rosalind Franklin se tento týden chystalo na termálně vakuové testy. Před těmito testy bylo vozítko zvěčněno a níže si můžete prohlédnout jeho fotografii. Jedná se o letový exemplář. V rámci mise ExoMars 2020 by společně s ruskou přistávací platformou mělo startovat v roce 2020 s přistáním na Marsu plánovaném na rok 2021.
Zdroj: https://scontent.fprg1-1.fna.fbcdn.net/
Tento týden jsme si také užili pěknou nadílku startů. Níže naleznete fotografie ze startu Falconu 9, který startoval z Floridy a vynášel zásobovací loď Dragon na misi CRS-19. Tento start proběhl 5. prosince. Falcon má za sebou také úspěšné přistání na plovoucí plošině. 6. prosince odstartoval Electron z Nového Zélandu, který vynášel několik malých družic. První stupeň Electronu v rámci letu podstoupil návrat do atmosféry, který přežil a vysílal data až do dopadu na hladinu oceánu. Důležitý krok k znovupoužitelnosti této rakety. Ve stejný den startoval také ruský Sojuz 2-1A, který vynášel ruskou zásobovací loď Progress MS-13. V neposlední řadě proběhly také dva starty menší čínské rakety Kchuaj-čou 1A, která nejprve vynesla další družici řady Gaofen (02B) a při druhém startu několik menších družic. Oba starty této nové čínské rakety proběhly z jedné rampy v rámci pouhých šesti hodin po sobě. Níže naleznete fotografie ze zmíněných startů.
Zdroj: Flickr/SpaceX
Zdroj: https://pbs.twimg.com/
Zdroj: https://www.rocketlabusa.com/
Zdroj: https://i.imgur.com/
Zdroj: https://i.imgur.com/
Došlo ke dvěma drobným korekcím očekávaných letů soukromých pilotovaných lodí. Boeing, který se chystá na první let své lodě Starliner, která je již zkompletovaná s raketou Atlas V, posunul během týdne start ze 17. prosince na 20. prosince. Jde tedy o posun malý. Tento let má loď kompletně ověřit v rámci nepilotovaného letu, při kterém se loď připojí k ISS. SpaceX zase připravuje In-flight Abort test, při kterém bude otestován únikový systém lodi Crew Dragon za letu rakety ve chvíli nejsilnějšího dynamického namáhání. Test se měl stihnout do konce roku, ale v současnosti se plánuje na 4. ledna. Důvodem budou zřejmě i odsuny ostatních startů.
Přehled z Kosmonautixu:
Každý den vám na Kosmonautixu přinášíme alespoň dva články o kosmonautice denně. Pojďme si nyní společně shrnout, které články vyšly v uplynulém týdnu. Začali jsme zpětným pohledem na události kosmonautiky v listopadu – vyšel další díl našeho video seriálu Vesmírné výzvy. Zaměřili jsme se také na vědu na ISS a to konkrétně na to, jak ultrazvuk na palubě stanice pomáhá odhalovat rizika pro zdraví astronautů. Společně s námi jste mohli sledovat třetí výstup astronautů ze stanice. Opět se zaměřili na opravu přístroje AMS-02. V úterý jste se dočkali dalšího pokračování seriálu Svět nad planetou. NASA zveřejnila snímek, který ukazuje místo, kde se nachází zbytky indického landeru Vikram. Bohužel vcelku tento lander nezůstal. Byl také oznámen nový termín startu nepilotovaného letu lodi Starliner od Boeingu. Nutno podotknout, že do konce týdne se termín posunul ještě o den na 20. prosince. Dočkali jste se také hned dvou Živě a česky komentovaný startů. Nejdříve startoval Falcon 9 s Dragonem, jehož první pokus nevyšel, ale druhý už ano. Načež jsme se dočkali startu rakety Sojuz se zásobovací lodí Progress MS-13. Dočkali jsme se také řádné porce nových vědeckých informací ze sondy Parker Solar Probe. Podrobně jsme zmapovali vědecký náklad lodi Dragon CRS-19, která zamířila k Mezinárodní kosmické stanici. Důležitý okamžik si užila soukromá malá raketa Electron, která kráčí ke znovupoužitelnosti. Její první stupeň přečkal návrat do atmosféry! V USA proběhla důležitá zkouška konstrukce rakety SLS. Vodíková nádrž prošla destrukční zkouškou. Na závěr týdne jsme si dali ještě Živě a česky komentovaný přenos ze zachycení lodě Dragon u Mezinárodní kosmické stanice.
Snímek týdne:
Doufejme, že tento snímek už v budoucnosti neuvidíme, ale tentokrát jej vidíme opravdu rádi. V Marshallově kosmickém středisku byla v pátek testována vodíková nádrž rakety SLS, která však tentokrát podstoupila destrukční zkoušky. Bylo třeba ověřit, kolik toho nádrž reálně zvládne. Jelikož tato nádrž tvoří podstatnou část centrálního stupně, byl to test velmi zajímavý a rozměrově opravdu obří. Vždyť na výšku má vodíková nádrž kolem 40 metrů. Nakonec nádrž vydržela úctyhodných 260% letového zatížení a praskla v místech, které odpovídá výpočtům, které dříve provedl Boeing. Snímkem týdne se tedy stává roztržená vodíková nádrž rakety SLS, která vlastně zvládla zmíněný test na jedničku.
Zdroj: https://www.nasa.gov/
Video týdne:
Čína představila video, které ukazuje, jak by mohl probíhat let připravované velké rakety CZ-8. Raketa má být znovupoužitelná (její první stupeň a zřejmě boostery) a video ukazuje nominální průběh letu. Tedy, až na malý detail, že během letu nebyly zapáleny zmíněné boostery. Raketa by s prvním stupněm a urychlovacími bloky měla přistávat na plovoucí plošině.
Zdroje informací:
https://www.asteroidmission.org/
https://www.nasa.gov/
Zdroje obrázků:
https://science.sciencemag.org/content/sci/366/6470/eaay3544/F1.medium.gif
https://media.wired.com/photos/5926c228cfe0d93c47431489/master/pass/OSIRISRexHP-1.jpg
https://www.asteroidmission.org/wp-content/uploads/2019/12/Jan6Particle-image.png
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/lh2_test.jpg
https://scontent.fprg1-1.fna.fbcdn.net/…0802830cece3d009ac844c50f99f78b8&oe=5E81DBA7
https://i.imgur.com/wB5GG83.jpg
https://www.rocketlabusa.com/gallery/
https://pbs.twimg.com/media/ELMXttZWsAIhPJU.jpg
https://i.imgur.com/OODfDho.jpg
Vizualizace čínské znovupoužitelné rakety určitě nejen ve mě vyvolává pocit kopírování SpaceX, která si svou cestu těžce vyšlapává sama. Z pohledu jiné kosmické agentury / firmy chápu, že okopírovat funkční, konkurenční řešení je nejrychlejší cestou (roštová kormidla, přistávací nohy, plovoucí plošina). Nemůže ale dojít k nějaký právním sporům s ohledem na autorská práva, patenty apod? Čína si sice hraje na vlastním písečku a s nikým se moc nebaví, ale přece jen je kosmonautika úzce specializovaný obor, ve kterém platí jistá pravidla o tom, co se může a co už je přes čáru… Přesto jim držím palce. Pokrok v mírovém využívání raket jen posouvá lidstvo dopředu ať už je to Čína, USA nebo někdo jiný. To přistávání s připojenými boostery chci vidět v reálu. Ty síly působící na závěsy, kor když je první stupeň v tu chvíli téměř prázdný válec… (nepočítám tlakovací médium).
No vypadá to, jako když nějaký čínský kreativec vzal video s Falconem 9, udělal podle něj animaci a když zjistil, že se to trapně podobá originálu, tak tam narychlo přidal boostery a už je nestihl „zapálit“.
Problém je ale v tom, že pokud se boostery neoddělí dříve, než skončí svou práci centrální stupeň, jejich použití nedává valný smysl. Je to jako vláčet s sebou stan na vrcholek Everestu.
Když ten design funguje, tak proč ho nevyužívat? Navíc v tomhle smyslu SpaceX spíš „kopírovalo“ evropský Calisto. Bez ohledu na to, že přistávat na mořské plošině není nic originálního a ty vyklápěcí nohy také ne. Ty boostery možná dávají smysl, pokud budou mít lehký plášť, něco jako GEM.
Roštová kormidla byly vyvinuty v padesátých letech v Rusku(SSSR). Tak je otázka kdo koho muže žalovat.
Nejde o roštová kormidla jako taková, jde o celý balíček podobností. Pěkně to popsal kolega Miroslav Pospíšil na našem fóru, cituji:
1) roštová kormidla jsou téměř přesná kopie těch hliníkových z F9. A to jak tvarem, rozměry, tak i počtem.
Mohli je udělat větší, menší, kosočtvercová, nebo výrazně obdelníková, dát jich tam 3 nebo 5, ale ne, oni zvolili přesně stejnou konfiguraci, jako má SpaceX. Taky je nemuseli dávat vůbec a mohli jako Blue Origin nasadit plná nadzvuková kormidla, jako budou mít na New Glennu.
2) Přistávací nohy – opět jako na F9: 4 kusy, výklopná, otočně uložená na konci motorové sekce, ve sklopené poloze kryjící pohybový mechanismus. Mohli dát 3, 5, nebo dokonce 6 nohou, jako u BO New Glenn, ale nedali. Mohli je udělat jednoduše výsuvné, nebo rozkládací jako u BO New Shepard. Ne, oni to zase obšlehli od SpX. Ještě že tam nedali i tu teleskopickou vzpěru, ale aspoň nějakou zalamovací.
3) Počet motorů 9 a záchrana celého stupně v celku. Co mi to jen připomíná? Že by SpaceX Falcon 9? Bingo!
A přitom další výrobci volí jinak: ULA Vulcan – jen 2 motory a návrat pouze motorové sekce s nafukovacím štítem a další klesání na padáku. Nebo BO New Glenn – 7 motorů a přistání celého stupně s kormidly na lodi.
Ona vnější podobnost některých věcí rozhodně neznamená ještě nějaké obšlehnutí. Zvláště když se jedná tvarově, hmotnostně i konstrukčně úplně jinou raketu, vč. záchrany prvního stupně vcelku. Prostě jim to tak vyšlo. A myslím, že to ještě nebude definitivní řešení. A konec konců, za úspěchem řešení bude stát hlavně dobrý software.
No jo Čína, které obvykle padají stupně do vesnic se snaží ukázat jak je „skvělá“.
Pokud se rozhodnete pro znovupoužitelnost pomocí motorického brzdění a přistání tak dojdete k řešení SpaceX jako k optimálnímu. Navíc se jedná pouze o video vizi, skutečnost bude pravděpodobně jiná. Těžiště problému znovupoužitelnosti není ve vizuální podobnosti ale v konkrétním řešení jednotlivých komponent, které bude vzhledem k odlišné koncepci rakety jiné. Je např. zapotřebí vyvinout opakovatelně použitelné raketové motory s nízkými náklady na údržbu apod.
No to je zajímavé nadrž SLS bouchla při 260% a Starship vybuchnul při 150%
To sice je pravda, ale tento test se dělá pro vylepšení rakety a takže se nemá za co stydět (Spacex).
Nádrž SLS procházela namáhacím testem. Proto ty písty kolem. Byla namáhaná na 260%, ne natlakovaná na 260%. Koukal jsem v diskuzi, že si asi mnozí myslí, že šlo o tlakový test.