Máme za sebou další týden a správně očekáváte, že k obědu vyjde snad chutná porce pravidelného Kosmotýdeníku, který shrne události v kosmonautice v uplynulých sedmi dnech. V třístém devadesátém devátém vydání se v hlavním tématu zaměříme na operace nové čínské pilotované kosmické lodě a experimenty, které probíhaly na její palubě. Nevynecháme však ani další témata, jakými jsou například úpravy floridské rampy 39B a její příprava na obsluhování řady velkých nosičů. Nevynecháme ani tradiční rubriky. Přeji vám hezké čtení a pěknou neděli.
Operace nové čínské lodi na oběžné dráze
Zřejmě nejdůležitější událostí uplynulého týdne byl očekávaný testovací bezpilotní test nové čínské kosmické lodě nazývané Xinyidai Zairen Feichuan – Shiyan Chuan. My si vystačíme – než bude zveřejněn nějaký vyslovitelný název – s názvem Nová víceúčelová kosmická loď a podíváme se blíže na její operace na oběžné dráze, ukážeme i některé experimenty, které se odehrávaly na palubě lodi. Dle dostupných informací a pozorování je více než zřejmé, že primární použití této lodě je doprava astronautů k Měsíci.
Zdroj: https://hsto.org/
Nová loď je větší než doposud používaná kosmická loď Shenzhou, která umožňuje vynést tři astronauty a následně je vrátit zpět na Zemi. Nová čínská víceúčelová loď má být krom toho schopna vrátit na Zemi i 500 kilogramů nákladů, což je velmi chtěná schopnost, pokud například bude Čína plánovat návraty výsledků experimentů z nové orbitální stanice, anebo právě z prostoru kolem Měsíce. Shenzhou nebyla schopná dopravit zpět na Zemi žádný větší náklad. Celá loď (servisní modul a návratový modul) dosahuje výšky 8,8 metru, průměru 4,5 metru a váhy 21,6 tuny.
Nová loď odstartovala na nové verzi největší čínské rakety CZ-5B, která loď vynesla na počáteční dráhu o parametrech 169 x 384 km. Posléze se objevily zprávy, které naznačovaly, že by loď mohla dále provádět změny dráhy, které by maximální bod posunuly až do výšky slušných 8 000 km. Loď začala v rámci jednotlivých oběhů upravovat svoji dráhu. Při pátém oběhu již byly parametry 234 x 621 km a při devátém oběhu už slušných 306 x 726 km. Takové operace potřebovaly změnu rychlosti o 85 a posléze 49 m/s.
Zdroj: https://hsto.org/
Loď mezitím úspěšně rozložila své solární panely a dobře komunikovala s pozemním střediskem. To byl také důležitý bod testování lodi. Došlé informace z paluby lodi ukazovaly, že má stabilní orientaci, dostatek energie a dobrý stav všech systémů. Loď se pak připravovala ještě na další tři změny oběžné dráhy, které jí měly navést na eliptickou dráhu s vysokým apogeem. Při devatenáctém oběhu tak dle měření systému NORAD obíhala loď po dráze s parametry 327 x 4 987 km. K tak výrazné změně již byla potřeba změna rychlosti o 832 m/s. V této chvíli se loď již dostávala vysoko nad radiační pásy Země a byla tak vystavena vysokým dávkám radiace, což byl jistě důležitý test pro vnitřní systémy lodi a radiace také otestovala sadu různých semen, které byly na palubě právě za tímto účelem. Dalším z experimentů, který probíhal na palubě a byly z něj uvolněny i fotografie, byl i pokus o 3D tisk ve stavu mikrogravitace. Snímky z obou experimentů naleznete v tomto článku.
Při dvacátém oběhu zapálila loď své motory znovu a změnou rychlosti o 216 m/s dosáhla dráhy o parametrech 529 x 6 285 km. To byl také poslední zážeh. Nedošlo tedy k dosažení predikovaných 8 000 km v nejvyšším bodě dráhy. Nutno však dodat, že loď při posledním zážehu také posunula svůj náklon vůči rovníku. Tato změna byla ze 41,08 stupňů na 42,85 stupňů. Není to velká změna, ale k její realizaci je potřebná změna rychlosti o 141 m/s. Kdyby byla tato energie dána do změny apogea, dosáhla by loď nejvyššího bodu 7 600 km. Není zřejmé, zda změna náklonu byla v plánu, anebo to byla chyba špatného navigování.
Zdroj: https://pbs.twimg.com/
Po těchto změnách následoval již jen jediný zážeh, který poslal loď zpět do atmosféry. Z uvedených čísel je jasné, že loď vstupovala do atmosféry podstatně vyšší rychlostí, než bývá obvyklé při návratu od ISS, která se pohybuje ve výškách kolem 400 km. Loď tak dosáhla zhruba 9 km/s, tedy o něco málo nižší rychlosti, než budou zažívat lodě vracející se od Měsíce. Po vstupu do atmosféry loď ochránil tepelný štít a přistání pak proběhlo pomocí dvou výtažných a tří hlavních padáků. Loď navíc dosedla na nafukovací vaky.
Nová víceúčelová kosmická loď dle čínského prohlášení obsahovala nové netoxické palivo. Tepelný štít návratového modulu je sice na jedno použití, ale po jeho výměně by měla loď být schopná uskutečnit až deset letů. Horní část lodi je opatřena výklopným štítem, jaký má například loď Crew Dragon, který skrývá naváděcí systémy a stykovací zařízení. Před vstupem do atmosféry je kryt uzavřen a tato zařízení jsou uchráněna nepříznivým podmínkám během sestupu.
Zdroj: https://mk0spaceflightnoa02a.kinstacdn.com/
Kosmický přehled týdne:
Podívejte se na vydařené fotografie ze startu vylepšené verze největší čínské rakety CZ-5B, která vynesla novou víceúčelovou kosmickou loď, ale také experimentální nafukovací tepelný štít. Zatímco loď uskutečnila úspěšný testovací let, tepelný štít bohužel selhal a nedokázal se vrátit zpět na Zemi. Fotografie ze startu jsou však na čínské poměry nečekaně kvalitní a povedené. Podívejte se níže.
Zdroj: https://i.imgur.com/
Zdroj: https://i.imgur.com/
Podívejte se na povedené video, které ukazuje postup prací na rampě 39B na Kennedyho kosmodromu. Zatímco na rampě 39A, která taktéž sloužila při letech raketoplánů i v době Apolla, nyní operuje SpaceX, 39B prochází úpravami tak, aby obsloužila nejen rakety SLS a byla připravena na misi Artemis I. Zmizely vlastně všechny vertikální konstrukce a všechny systémy rampy byly v posledních letech buďto vyměněny, anebo výrazně upraveny. Rampa má nově obsluhovat nejen SLS, ale i další rakety. To má být umožněno pomocí mobilních obslužných plošin a právě proto rampa neobsahuje žádné vertikální prvky. Takzvaná čistá rampa umožňuje variabilitu a případní zájemci tak nemusí své rakety přizpůsobovat existující infrastruktuře. Na místě jsou k dispozici zejména základní zdroje, jako je energie, voda, komunikace a příkop pro odvod spalin. Zbytek si každý zájemce zajistí pomocí své mobilní plošiny.
Elon Musk zase rozvířil hladiny, když prohlásil, že jeden start Super Heavy / Starship by měl vyjít na 1,5 milionu dolarů. Uvidíme, jaká bude nakonec realita. Taková cena by však byla naprosto minimální oproti v současnosti nabízeným cenám. Při plném naložení by pak vycházelo vynesení jednoho kilogramu nákladu na přibližně 10 dolarů. Při prvních letech však bude cena zcela jistě vyšší, aby se v ní rozplynuly současné náklady na vývoj nosiče.
Přehled z Kosmonautixu:
Další týden je za námi a i v právě uplynulých sedmi dnech jsme pro vás vydávali minimálně dva články o kosmonautice denně. Pojďme si je nyní všechny shrnout, ať dokumentujeme dění v kosmonautice. Začali jsme vydáním nového dílu našeho nejstaršího video seriálu Vesmírné výzvy. V dalším článku jsme se věnovali připravovaným úpravám družic Starlink, aby tolik nebyly vidět na noční obloze. Dobrá zpráva přišla tentokrát i z České republiky. Úspěšný český cubesat VZLUSAT-1 bude mít nástupce! V úterý vyšel další díl seriálového opusu Svět nad planetou. Věnovali jsme se také velmi zajímavému tématu radiofrekvenčních štítků pro bezpečnější setkávání družic na oběžné dráze. Čína tento týden také uskutečnila jeden z nejdůležitějších startů za dlouhou dobu. Na oběžné dráze se objevila nová čínská víceúčelová kosmická loď. Společnost RocketLab zase představila rozšíření jejich připravované platformy Photon. Psali jsme také o tom, že nové kamery Mastcam-Z vozítka Perseverance budou nejdokonalejším párem „očí“, jaký kdy lidstvo poslalo na Mars. Zatímco testovací mise nové čínské víceúčelové lodě byla úspěšná, sekundární experiment s nafukovacím štítem úspěšný nebyl. Došlo k důležité změně v plánu vynášení jednotlivých modulů stanice Gateway. První dva moduly stanice u Měsíce budou vyneseny během jednoho startu. Připravili jsme pro vás nové otitulkované video, kde jsme vás pozvali na pokec evropských astronautů. Podívali jsme se také na povrch měsíce Europa v mimořádné ostrých snímcích. Na závěr jsme se podívali na sbalený rover Perseverance, přichystaný na cestu k Marsu.
Snímek týdne:
Na 16. května se chystá další start amerického malého automatického raketoplánu X-37B, který poletí na americké raketě Atlas V. Tato mise je zároveň výjimečná tím, že ponese rekordní počet experimentů, včetně těch pro NASA. Proto se budeme této misi věnovat v samostatném článku, na který se můžete pomalu začít těšit.
Zdroj: https://mk0spaceflightnoa02a.kinstacdn.com/
Video týdne:
Starship SN-4, která prochází testováním v Boca Chica v jižním Texasu dosáhla dílčího úspěchu, jako žádný prototyp této velké lodi, který připravuje společnost SpaceX. 6. května totiž podstoupila úspěšný statický zážeh. To se zatím povedlo jen menšímu testovacímu exempláři Starhopper. Tento kus Starship pak uskutečnil ještě jeden statický zážeh, načež byl motor Raptor odmontován a odvezen pryč. Starship SN-4 následně v noci ze soboty na neděli prošla další tlakovou zkouškou, při které bylo dosaženo úctyhodného tlaku 7,5 bar. Uvidíme, zda bude k lodi opět nainstalován Raptor a proběhne další zážeh, který by mohl být korunován i krátkým letem. Mezitím však finišují práce na Starship SN-5 a ve výrobě jsou díly pro SN-6, tak uvidíme, jak to nakonec bude. Každopádně záznam statického zážehu má právem místo ve videu týdne.
Zdroje informací:
https://habr.com/ru/
https://spaceflightnow.com/
https://mobile.twitter.com/
https://www.nasa.gov/
Zdroje obrázků:
https://mobile.twitter.com/…CcMpiia1Je7H4BPSjANYjIK3O8tmdysE2kacluWHoPAY
https://pbs.twimg.com/media/EXeZnpZU8AIb9VO?format=jpg&name=medium
https://i.imgur.com/WGi3lyZ.jpg
https://i.imgur.com/lSYbFJ2.jpg
https://i.imgur.com/OPAxaKc.jpg
https://hsto.org/webt/zw/lx/9b/zwlx9beueeajl0wbjcsuxxasofi.jpeg
https://hsto.org/getpro/habr/post_images/757/5bc/e4e/7575bce4ecd93235aec17aff446a563a.jpg
https://hsto.org/getpro/habr/post_images/4d9/32a/bbe/4d932abbe1a21d74edcbcaab21f6af40.jpg
https://mk0spaceflightnoa02a.kinstacdn.com/…/05/139040867_15889430737861n.jpg
https://mk0spaceflightnoa02a.kinstacdn.com/…/2020/05/200506-F-XX000-0004.jpg
Od Měsíce se vracejí kosmické lodi podstatně vyšší rychlostí, kolem 11 km/s. Ostatně testy návratu Apolla před padesáti lety byly při rychlosti 11km/s a 10km/s přičemž druhý byl považován za nedostatečný. 9km/s je hrubě málo.
Pro zkoušky to stačí. Je důležité, že je to víc než z LEO.
Jakou rychlostí se vracel Orion při EFT-1?
Cca 8 900 m/s.
Děkuji za odpověď. Ale byla to spíše řečnická otázka. Tento údaj je lehce dohledatelný. Já tím chtěl upozornit na fakt že pro test Orionu byla použita také nižší rychlost než by byla při návratu od měsíce. Je zajímavé že návratové rychlosti při testu Orionu a této čínské lodi jsou prakticky shodné. Domníval jsem se, že u Orionu byla tato nižší vstupní rychlost na úkor tehdejší nedostupnosti silnější rakety, jež by byla schopna udělit Orionu rychlost jako při návratu od měsíce. Např u Apolla 4 byla návratová rychlost 11,139 m/s, zde však byl použit Saturn 5 přičemž jeho S-IVB stupěň kabinu Apolla do atmosféry touto rychlostí natlačil a to ještě práci dokonal hlavní motor SM. Bylo by zajímavé vědět jestli by Číňané dokázali dosáhnou rychlosti 11Km/s kdyby použili letový profil jako u EFT-1.
To jestli je 9Km/s dostatečná rychlost pro test návratu od měsíce si nehodlám posoudit, ovšem jak Američané (Apollo) tak Číňané (Chang’e 5-T1) již mají s návratem v rychlosti potřebné pro návrat od měsíce zkušenosti. Krom toho zde nejde jen o rychlost ale také o jiný uhel vstupu do atmosféry než je z mírně eliptické nízké oběžné dráhy.
U EFT-1 byl trochu problém v tom, že Orion byl na téhle misi záměrně naddimenzovaný, tedy těžký. Byl výrazně těžší než verze plánované pro další mise. Jeho konstrukce byla prošpikována senzory, aby se změřilo namáhání a zátěž v různých místech. Z těchto dat se pak v počítači udělal model, který ukázal, kde je možné materiál odebrat a odlehčit tak konstrukci při zachování spolehlivosti.
Vaše teoretické znalosti mě často až fascinují. Jak to vlastně bylo s tím odražením od atmosféry (žabkou) při návratu od Měsíce. A proběhlo to samé i u těch dalších testů? Jen se ptám?
Apollo 11:T + 195.03:36 hodin: Velitelský modul se nacházel ve výšce 92 km nad zemí. Vlivem vysoké rychlosti sestupu a zvyšující se hustoty atmosféry se začal projevovat brzdící vliv atmosféry. Ploché dno, kterým byl velitelský modul natočen při sestupu, pod sebou neustále stlačovalo vzduch, který CM při sestupu zpomaloval. Ve výšce 60 km vzrostl vztlak natolik, že byl vynesen o 25 km vzhůru. Během sestupu uskutečnil CM dva takovéto skoky, které se využívají ke snížení z druhé kosmické rychlosti na první.
Bez této techniky skoků (nebo jiné např. klouzání) se neobejde žádná kosmická loď. Takzvaný balistický návrat nelze při rychlostech vyšších než první kosmická rychlost uskutečnit s lidskou posádkou a to kvůli obrovskému přetížení.
Už při balistickém návratu lodi Sojuz rychlostí nižší než je první kosmická rychlost dosahuje přetížení kolem 8G. Alan Shepard si při svém balistickém skoku zažil dokonce 11,6G. Návratové pouzdro sondy Luna 16 muselo vydržet přetížení až 350G a teplotu přes 10000°C!