Předvánoční týden byl hektický nejen v obchodech a nekolabovaly pouze platební terminály, ale mnoho událostí se odehrálo i v kosmonautice. Pojďte si nyní v pravidelném týdenním přehledu toho, co se stalo v kosmonautice, počíst, co se dělo. Tentokrát se v hlavním tématu Kosmotýdeníku podíváme na jeden IT problém stanice, kde jsou kritické systémy Mezinárodní kosmické stanice řízeny prastarými počítači, na které již nemáme součástky a jak se tento problém dá vyřešit. Dále se vypravíme do Číny, kde se chystá start největší čínské rakety CZ-5. Nevynecháme ani tradiční rubriky. Přeji vám pěkné čtení a hezkou neděli.

Operace počítačů na ISS

Vzpomenete si ještě, jaký počítač jste vlastnili v roce 2000? Co jste si na něm mohli dovolit rozběhnout, jak byl praktický, jakou měl výdrž, spotřebu a jaké součástky jste u něj měnili? Je to už pěkná řádka let a mnozí z vás si možná nevzpomenou i proto, že v té době ještě nežili, nebo počítač neměli. Touhle zdánlivě nepodstatnou vzpomínkou vás přivádím do současnosti. Evropská kosmická agentura nyní řešila jednu zajímavou opravu. Hlavní řídicí počítače Mezinárodní kosmické stanice jsou totiž z roku 2000 a starají se o ty nejdůležitější systémy. Jejich případná výměna za novější je choulostivá záležitost. ESA se však snaží své systémy udržet vitální tak, aby stanice vydržela alespoň do roku 2030. Počítače proto čekala operace, kterou přirovnávají k operaci srdce.

Počítače Data Management System (DMS) v ruském modulu Zvezda byly postaveny před více než 20 lety společností, kterou dnes představuje evropský Airbus. Dva počítače odolné proti selhání se starají o shromažďování dat, která pak používají pro řízení navigace, komunikace a systémové operace v rámci ruského segmentu modulu.

Tyto počítače jsou využívány například při řízení stanice a její orientace. Vážné poškození tohoto systému by mohlo mít fatální následky. Systém je samozřejmě zajištěn proti případným selháním. Jedná se o tři identické jednotky, přičemž dvě pracují paralelně a třetí slouží jako záloha pro případ selhání jednoho z počítačů. Na stanici je pak udržován i čtvrtý počítač, který nahrazuje třetí záložní v případě, že je tento třetí použit v době poruchy některého ze dvou aktivních.

Těchto počítačů odolných vůči selhání bylo samozřejmě vyrobeno více pro jejich pozdější použití. Během fungování stanice se samozřejmě již mnohokrát řešilo selhání některé z jednotek. Postupem času však došly i navíc vyrobené náhradní díly a v současnosti již žádné nejsou. Nabízí se výměna celé jednotky za novou, ale zpětná kompatibilita a možné problémy z použití nového systému řídícího staré systémy dělají z takové operace velmi choulostivou záležitost.

Inženýři si však za ty roky všimli jedné zajímavé skutečnosti. Většina poruch se stala na paměťových modulech jedné z desek plošných spojů. Pokaždé byl vadný počítač odstraněn, dopraven na Zemi, zde opraven a zase se vrátil na stanici. Tato výměna většinou trvala minimálně půl roku a nesla s sebou složitou logistiku. Na Zemi pak začaly docházet náhradní díly.

Po komplexní analýze problémů a prodiskutování mezi inženýry se ukázalo, že řešením může být jedna jediná nová deska plošných spojů – ta která doposud vykazovala nejvíce poruch. Ta může být postavena pomocí nových součástek a postupů a bude kompatibilní se starými řídicími jednotkami.

Otázka však byla, jak provést výměnu. Pokud by se jednotlivé jednotky měly vozit postupně na Zemi a zde vyměňovat, znamenalo by to spoléhat na nákladní lodě. Na Zem by pak mohla být snesena vždy jen jedna jednotka. Trvalo by to opravdu dlouho a bylo zde riziko, že během absence jedné z jednotek dojde k poruše některého kusu na stanici. Padl proto návrh, že by výměnu provedla přímo posádka. Je to velmi choulostivý zásah do samotné architektury těchto jednotek a i samotné rozebrání je na stav mikrogravitace náročný. Počítače nebyly navrženy na opravy na oběžné dráze, obsahují malinkaté šroubky, některé dokonce zalité lepidlem.

Začala proto podrobná příprava. Podobně jako se posádka připravuje na konkrétní úkoly plánovaných výstupů do volného prostoru, začali se kosmonauti připravovat na tuto operaci na oběžné dráze ještě na Zemi. Teprve až když se ukázalo, že taková práce je na oběžné dráze možná a po vyzkoušení alternativních přístupů, přistoupilo se k souhlasu, že taková operace může být na stanici provedena.

K odsouhlasení postupu došlo v roce 2015, kdy také začala výroba nových desek plošných spojů. Na kosmickou stanici se pak desky dostaly v roce 2018. Nyní se čekalo na případnou poruchu. Ta nastala v lednu 2019 a jedna jednotka byla úspěšně operována a implementována do systému. Kosmonauti pak potvrdili, že počítač operaci přežil a funguje. Nicméně si nebyli jisti, zda nebude mít tato změna nějaké skryté důsledky. Navíc je čas posádky samozřejmě velmi vzácný a tak bylo rozhodnuto, že další operace se nebude provádět až do dalšího selhání, aby se ověřilo, že nová součást pracuje v systému dobře.

V listopadu tato chvíle nastala. Další deska s paměťovými moduly odešla a posádka se vrhla na opravu a výměnu za novou desku. Operace byla opět úspěšná a zdá se, že celý systém běží bez problémů. Aktuálně to vypadá, že zvolený postup funguje bezchybně. Zástupci RSC- Eněrgija, Airbus i ESA konstatovali bezchybnost postupu. Navíc se výrazně zkrátila servisní doba. Z minimálně půl roku s cestou na Zemi a zpět na několik dní. Jde v podstatě jen o to, najít na opravu čas v harmonogramu posádky.

Celý postup má pak ještě jeden přesah. Až se budou plánovat lety dále od Země, nejčerstvěji asi práce na stanici Gateway u Měsíce, nebude možné odvézt vadnou součástku na Zemi a zase ji vrátit. Taková cesta by se mohla prodloužit i na více jak rok. Naopak bude třeba, aby posádka byla schopná podobné závady odstraňovat sama. Nové metody práce, nástroje a zkušenosti současných agentur a astronautů již nyní umožňují provádět takto komplikované činnosti ve stavu mikrogravitace. Navíc je třeba dbát při návrhu nových systému na skutečnost, aby byly opravitelné ve vesmíru samotnou posádkou. To jsou důležité poznatky, které se budou hodit při dalších cestách dále do vesmíru.

Kosmický přehled týdne:

Ke startu se chystá nejsilnější čínská raketa CZ-5, která poprvé letěla v roce 2016. Nicméně při svém druhém letu o rok později došlo k selhání a zřejmě se ukázalo, že závada byla závažná, možná přímo v architektuře motorů YF-100 (to jsou jen spekulace odborníků, čínská strana je na informace samozřejmě velmi skoupá). Po dlouhém uzemnění rakety, by se tak 27. prosince měl uskutečnit její třetí start.  Raketa při něm vynese technologickou družici SJ-20 a to přímo na geostacionární dráhu. Družice by měla testovat nové technologie, od iontových motorů s vysokým tahem, po laserovou komunikaci rychlostí 4,8 Gbits/s. Mluví se také o kvantové komunikaci. Připomeňme, že raketa hraje v čínských vesmírných plánech velmi důležitou roli. Má být používána pro vynášení základních modulů nové větší vícemodulové stanice, anebo k lunárnímu a marsovskému programu. Níže si můžete prohlédnout fotografie z vývozu této rakety na rampu.

Připomínáme, že dnes se předčasně vrátí první exemplář soukromé lodě od společnosti Boeing Starliner zpět na Zemi. Důvodem byla chyba časovače a opožděný zážeh, který způsobil, že loď již nebyla schopná doletět k ISS. Z přistání, které by mělo přijít dnes v 13:57 SEČ, budeme dělat Živě a česky komentovaný přenos. Sledujte zde. A ačkoliv nám start velkou radost neudělal, tak je nutné konstatovat, že při tomto letu bude otestováno mnoho důležitých systémů a Boeing i NASA se zase o něco poučí. Alespoň Brady Kenninston udělal parádní snímek startujícího Atlasu V.

Začal návrat mobilní odpalovací plošiny rakety SLS zpět do VAB. Plošina si prošla několikaměsíčním testováním jejího spojení s rampou, zázemím rampy, nebo vodním systémem. Jejími trubkami proudily také provozní směsi a palivo. Zde si můžete prohlédnout fotku z návratu.

Čínský lander Chang’e 4 a vozítko Yutu 2 zahájily již třináctý měsíční den. Vozítko Yutu 2 si 16. prosince navíc připsalo jeden rekord. V současnosti je nejdéle pracující měsíční rover v historii. Předchozí rekordman Lunochod 2 pracoval na Měsíci celkem 321 pozemských dní. Níže fotka z třináctého dne.

Přehled z Kosmonautixu:

Týden před svátky se ukázal jako období plné kosmonautických událostí. Pravda, ne vždy úplně veselých, ale taková je už kosmonautika. Pojďme si shrnout všechny články, které vyšli na portále Kosmonautix.cz v uplynulých sedmi dnech a mapovaly toto dění. Začali jsme zprávou z Ruska, kde zkoušeli vylepšené tankování stupně Briz-M. V tomto týdnu bylo rozhodně hlavním tématem první vynesení lodi Starliner od Boeingu, podívali jsme se, jak byl Starliner na svůj let připravován. Tento týden také proběhla řada jiných startů. Například jsme se připravovali na Živě a česky komentovaný start Falconu 9 a Sojuzu, který vynášel evropský teleskop CHEOPS. V úterý vyšel další díl seriálu Svět nad planetou. Raketa SLS ještě neletěla, ale už nyní probíhá vývoj nových vylepšených komponent. Podívali jsme se například na vývoj vylepšených SRB pro SLS. Sonda Parker Solar Probe přináší jeden lepší poznatek o Slunci a okolí za druhým, přinesli jsme vám informace, které zjistila o Slunci. Navštívili jsme také Kennedyho kosmické středisko, kde u rampy 39A roste rampa pro Superheavy. Přinesli jsme vám také souhrn použití různých robůtků a droidů na palubě ISS. Mars Rover 2020 prošel důležitou zkouškou, když popojel své první centimetry. Událostí týdne pak byl start rakety Atlas V s lodí Starliner, která vyrážela na svojí historicky první misi. Po bezchybném startu se však objevily problémy, které nakonec vedly k tomu, že tento Starliner k ISS nedoletí a naopak přistane v neděli zase na Zemi. No a na závěr jsme pro vás připravili Živě a česky komentovaný přenos z návratu lodě Starliner zpět na Zemi.

Snímek týdne:

Snímek týdne nás tentokrát zavede na Floridu, kde se už chystá start Mars Rover 2020. Vidíme na něm obě části kapsle, ve které bude americké vozítko, které má v roce 2021 přistát na Marsu. V pozadí je vidět tepelný štít, bílý kužel vpředu bude krýt samotné vozítko během celého přeletu mezi Zemí a Marsem a během většiny průletu atmosférou.

Video týdne:

Videem týdne se stávají „první krůčky“ vozítka Mars Rover 2020, které se v roce 2020 chystá zahájit let na Mars, kde by mělo přistát v roce 2021. Inženýři jej poprvé na vlastních kolech nechali projet a to i přes překážky.

Zdroje informací:
https://www.esa.int/
 https://mars.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://i.imgur.com/fopBytN.jpg
https://i.imgur.com/uQvCiQb.jpg
https://pbs.twimg.com/media/EMUe72kWsAYDNR_?format=jpg&name=medium
https://pbs.twimg.com/media/EMRsozVUwAI_Q1i.jpg
https://www.esa.int/var/esa/storage/images/esa_multimedia/images/2019/12/data_management_system_dms_computers/21531264-2-eng-GB/Data_Management_System_DMS_computers_pillars.png
https://www.esa.int/var/esa/storage/images/esa_multimedia/images/2019/12/data_management_system_space_upgrade/21531305-2-eng-GB/Data_Management_System_space_upgrade_pillars.jpg
https://www.esa.int/var/esa/storage/images/esa_multimedia/images/2019/05/gateway_and_moon/19395775-2-eng-GB/Gateway_and_Moon_pillars.jpg
https://www.esa.int/var/esa/storage/images/esa_multimedia/images/2019/07/zvezda_burning_its_engines_to_adjust_the_space_station_s_orbit/19475505-1-eng-GB/Zvezda_burning_its_engines_to_adjust_the_Space_Station_s_orbit_pillars.jpg
https://scontent.fprg1-1.fna.fbcdn.net/v/t1.0-9/79370299_2990425807635253_3895165072636379136_o.jpg?_nc_cat=109&_nc_ohc=qvybG-LsKgMAQntgX-9G8tpsfdE_DVCQUG1FH2DxdSq4f-aoI77834E9g&_nc_ht=scontent.fprg1-1.fna&oh=4f3094ee7af20e90313132e95b4e3c0b&oe=5E6A8AFE