Pomalu se loučíme s dalším týdnem a tak při čase nedělního oběda je ideální chvíle otevřít Kosmotýdeník a podívat se, co nám v kosmonautickém dění těch uplynulých sedm dní přineslo. Tentokrát bude hlavním tématem nově připravovaná raketa Vulcan společnosti ULA. Podrobně se podíváme na stav příprav tohoto nosiče a zjistíte, kdy se dočkáme jeho startu. Dalšími tématy budou například aktuální podoba prototypů Starship, nebo parádní aplikace od NASA, v rámci které můžete sledovat pohyb amerických kosmických misí. Přeji vám dobré čtení a hezkou neděli.

Stav vývoje rakety Vulcan

Server NASA spaceflight představil článek, který je složen z aktuálních odpovědí společnosti ULA na jejich dotazy ohledně vývoje rakety Vulcan. My vám jej nyní v rámci Kosmotýdeníku představíme v češtině. Raketa Vulcan společnosti ULA má postupně nahradit rakety Atlas V, které v prvním stupni využívají ruské motory RD-180 a také rakety Delta IV. Vulcan místo toho bude používat metanové motory BE-4 společnosti Blue Origin. Nová raketa je součástí smlouvy na vynášení armádních zakázek, o které jsme psali už v minulém Kosmotýdeníku. Její první dva starty by měly proběhnout již v příštím roce. Jak vypadá příprava a kde jsou v současnosti problémy? To naleznete na následujících řádcích.

První dva certifikační lety Vulcanu by měly proběhnout ve druhé polovině roku 2021. Půjde zároveň o certifikace, které mají potvrdit parametry pro úroveň A/B národní bezpečnosti pro vynášení misí nejvyšší národní priority. Náklady pro první dva starty Vulcanu jsou opravdu zajímavé. První mise by měla vynést lander společnosti Astrobotic zvaný Peregrine, který se pokusí o přistání na Měsíci. Druhá mise pak vynese na premiérový let malý nákladní raketoplán Dream Chaser společnosti Sierra Nevada. Dream Chaser má rozšířit portfolio nákladních lodí ze Spojených států, které budou zásobovat ISS. Pojďme se tedy podívat konkrétně na to, jak jsou připraveny na start jednotlivé prvky vybavení a rakety v současnosti.

Pozemní segment

„Je to šest let, co jsme opravdu začali s plnohodnotným vývojem,“ řekl Mark Peller, viceprezident pro hlavní vývoj společnosti ULA. „Máme rok a půl po dokončení kritické revize návrhu. Prošli jsme tedy celou fází návrhu a analýzy programu nové rakety a nyní se chystáme na druhou vývojovou etapu a budujeme hardware a procházíme všemi testy a závěrečným ověřováním, abychom byli příští rok připraveni ke startu.“

Ačkoli se raketa Vulcan primárně staví v areálu u města Decatur v Alabamě, nejvíce práce se nyní odvádí na Floridě, na mysu Canaveral, kde probíhá příprava pozemního vybavení a upgrade rampy pro použití nového stroje. „Všechny úpravy, které děláme na východním pobřeží, jsou kompatibilní s Atlasem, takže můžeme vypustit Vulcan a doslova během jednoho dne můžeme překonfigurovat rampu a začít připravovat na start Atlas nebo naopak,“ řekl Peller. Jedním z klíčových prvků architektury na východním pobřeží je mobilní plošina Mobile Launch Platform (MLP). ULA se rozhodla postavit zcela novou, která bude určena primárně pro Vulcan a která by bez jakýchkoli kompromisů umožňovala paralelní operace dvou typů nosičů.

Základní nosná struktura MLP byla dokončena v loňském roce a nyní prochází úpravami a montáží rozvodů paliva, elektřiny a pneumatických systémů. „Blížíme se dokončení platformy,“ poznamenal Peller. „Ještě v letošním roce plošinu vezmeme na odpalovací rampu a připojíme ji ke všem pozemním systémům. A provedeme zkoušky všech systémů rampy.“

Samotná rampa, ze které společnost ULA provozuje starty raket Atlas V a bude zde provozovat i starty raket Vulcan, je LC-41. Zde proběhla také celá řada různých prací, které mají za cíl připravit i samotnou rampu na starty nové rakety. K rampě například přibyla nádrž na zkapalněný metan, který bude pohánět motory BE-4. Zvětšeny byly také nádrže na kapalný kyslík a vodík, které zase budou pohánět zvětšený horní stupeň Centaur V. Některé z úprav již proběhly a jsou používány u startů raket Atlas V. Zbytek by měl být dokončen do letošního podzimu.

Jiná situace je na západním pobřeží na rampě SLC-3E letecké základny Vandenberg. Zde není možné naráz provozovat na jedné rampě dva typy nosičů. Rozdíl oproti Floridě je ten, že odpalovací rampa není mobilní, ale jedná se o sklopnou pevnou strukturu. Na Floridě má každá raketa svoji mobilní plošinu, zde se raketa připojuje přímo k odpalovací věži. „Infrastruktura je jiná, takže jsme zvolili odlišný přístupu k tomu, jak provedeme úpravy,“ poznamenal Peller.

Rampa na západním pobřeží tak bude sloužit do roku 2022 pro Atlas V a pak dojde k plnému odstavení a celkové úpravě, po které z ní půjde vypouštět pouze Vulcan. I přesto je možné už nyní provádět některé změny. Stejně jako na Floridě byly i u této rampy provedeny některé dílčí úpravy, jako je instalace nádrže na kapalný metan, rozvody z této nové nádrže, či upgrade nádrží na kyslík a vodík. Vulcan by z této rampy měl poprvé startovat v roce 2023.

Tvrdé ukončení provozu rampy, která je určená pro vynášení nákladů na polární dráhy, je umožněno i v současnosti nižší poptávkou po misích vyžadujících tuto dráhu. Navíc však bude Vulcan vybaven automatickým destrukčním systémem (AFTS), který umožní raketě využívat v minulém roce nově otevřený střelecký prostor z Floridy, jenž umožňuje vysílání misí i na polární dráhy. To pomůže ULA překonat výpadek Vandenbergu. Jediným ustanovením pro způsobilost k letu na polární dráhy z Floridy je, že raketa musí mít AFTS. Od příštího roku by tímto destrukčním systémem měly být vybaveny i rakety Atlas V a Delta IV.

Důležité také je, že ULA nadále nepočítá s modifikací rampy LC-37B, která je v současnosti využívána pro starty raket Delta IV z Floridy. Po ukončení jejich provozu bude zřejmě rampa opuštěna. ULA počítá s tím, že v případě nutnosti vyšší kadence startů z Floridy proběhnou úpravy rampy 41, aby zvládla více startů s menšími časovými rozestupy.

Pozemní a letový software

Důležitou součástí příprav na přechod k nové raketě je i vývoj letového a pozemního softwaru. Významným přínosem pro vývoj softwaru pro Vulcan je společný systém avioniky, který používá ULA napříč svojí rodinou raket. „Před několika lety jsme upravili vybavení Atlasu a Delty na společný letecký a pozemní elektrický systém, avioniku a společný pozemní software,“ řekl Peller. „Byla to významná investice; velmi dobře se nám podařilo tyto systémy aktualizovat a používat je pomocí nejnovějších technologií. A nyní je z větší části přeneseme na Vulcan.“

Zatímco avionika samotné rakety bude muset projít vývojem, tak software pozemního segmentu, jako je například i odpočítávání a řízení startu zůstane v podstatě totožný. Samozřejmě s některými dílčími úpravami specifickými pro Vulcan.

Dobrá situace je i u avioniky rakety. Celkově zůstane mezi Atlasem V, Deltou IV a Vulcanem 85% identického softwaru a hardwaru avioniky. To umožní dodávat stejné letecké vybavení do všech tří raket s tím, že systém pak pouze rozezná, na které raketě zrovna operuje dle daných instrukcí zadaných personálem. Pouze asi 15% hardwaru avioniky na každé raketě bude specifických pro daný stroj. Totéž platí pro pozemní letový software, který je pro všechny tři rakety identický z 85%. Aktualizovat se tak v podstatě bude jen 15% softwaru.

Tato skutečnost také umožňuje zachovat aktuální startovní týmy, které zajišťují přípravu a řízení raket. Některé pozice startovacích týmů budou uzpůsobeny čistě pro Vulcan, jako je třeba hlavní inženýr pro každou raketu a stejně tak i nejbližší inženýři, kteří s nimi přímo pracují. Většina personálu však zůstane stejná pro všechny tři rakety.

Testovací a letový hardware pro Vulcan

Aktuálně probíhá výroba komponent pro druhý exemplář rakety Vulcan, stejně tak dochází v Alabamě k integraci prvního exempláře, který se postará o lunární misi společnosti Astrobotic. Probíhá sestavování jak samotného prvního stupně Vulcanu, tak i druhého stupně Centaur V, který je oproti verzím používaných na Atlasech vylepšený (vydrží například déle na oběžné dráze a má větší průměr). Vulcan na prvním stupni bude využívat motory BE-4 a na druhém Centaur motory RL-10. „Dosud byl vývoj docela jednoduchý. Máme spoustu zkušeností z předchozích analytických nástrojů vývoje a upgradů raket Atlas a Delta. Takže žádná velká překvapení ze zkoušek nebo strukturálních testů nepřišla. Vývoj probíhal opravdu hladce.“ V současné době je ULA v procesu kvalifikace centrálního stupně Vulcanu. „Tento testovací kus jsme dokončili minulý rok a testujeme ho v areálu Dynetics v Decatur v Alabamě.“ Dokončeno by mělo být v průběhu letošního roku.

Pro horní stupeň Centaur V se v současnosti pracuje zejména na dvou důležitých testech. Jeden pro ověření strukturální pevnosti a funkčnosti zvětšené verze tohoto stupně. Jednoduše se ověřuje, že i tato větší verze má s kryogenními látkami v kosmickém prostředí stále požadované vlastnosti. Druhý okruh zkoušek se týká nabírání zkušeností s čerpáním provozních látek do zvětšených nádrží stupně.

Předpokládá se, že všechny systémy a strukturální testování skončí před koncem letošního roku. Peller poznamenal, že i kdyby se některé z těchto zkoušek měly zpozdit a zasáhnout do začátku příštího roku, stále by to neohrozilo premiérový start v polovině roku 2021.

Na závěr se pojďme podívat ještě na motory a jejich připravenost.

RL-10-1-C

Motory RL-10 budou pohánět vylepšený horní stupeň Centaur V a dodá je firma Aerojet Rocketdyne na podzim letošního roku. Motory jsou vyzkoušené a neočekává se žádný skluz. ULA by se dodávky letových exemplářů měla dočkat na přelomu roku.

GEM-63XL

Motor na tuhé pohonné látky, který bude pomáhat Vulcanu se vzletem, absolvoval 13. srpna svůj první testovací zážeh. O testu i druhém plánovaném zážehu jsme psali v týdnu. Peller poznamenal, že první kvalifikační zkouška byla nesmírně úspěšná a že firma Northrop Grumman začala s výrobou letových motorů pro první starty Vulcanu.

BE-4

Nejvýznamnější inovací celé rakety Vulcan je použití metanových motorů BE-4. Půjde o první velký nosič, který vejde do reálného provozu a bude využívat motory spalující tekutý metan a tekutý kyslík. Motory na stejnou směs budou využívat také rakety Starship Super Heavy. U motorů Raptor společnosti SpaceX existují i první krátké letové zkušenosti, zatímco u BE-4 dlouho visel otazník, zda právě tato součást rakety nebude tím, co zpozdí její vývoj. Motory BE-4 má dodat společnost Blue Origin. Nicméně Peller poznamenal, že vývoj těchto nových velkých motorů probíhá v rámci rozvrhu a neočekává, že by se zpozdil a ohrozil start Vulcanu v příštím roce. „Motor BE-4 byl poprvé zapálen asi před třemi lety a Blue Origin dosáhla velkého pokroku ve vývoji a testování různých prvků a motorů na svém testovacím místě v západním Texasu,“ řekl Peller.

Nicméně generální ředitel ULA Tory Bruno zaznamenal pokračující problém s turbočerpadly motorů BE-4, ale zároveň vyjádřil svoji důvěru v to, že tyto problémy budou brzy úspěšně vyřešeny a v tuto chvíli nijak neovlivňují termín prvního startu rakety Vulcan.

Letové motory pro první misi Vulcanu by společnost Blue Origin měla dodat ke konci letošního roku. Aktuálně probíhají testy kvalifikačních motorů a výsledky jsou povzbudivé. Peller dodal, že Blue Origin se blíží ke konci vývojové fáze pro motor BE-4, a zdůrazňuje, že pokud došlo k dobrému vývojovému procesu, následná kvalifikace jde obvykle dobře.

Jelikož byly právě BE-4 dlouho považovány za nejkritičtější část vývoje Vulcanu, rozhodla se ULA vstoupit do soutěže o armádní zakázky NSSL fáze 2 i se záložním plánem, kterým je použití rakety Atlas V pro vynesení některých družic. Nicméně zatím ULA počítá s tím, že všechny mise NSSL budou vyneseny pomocí Vulcanu a Atlas V je pouze záloha v případě potíží s Vulcanem. Celkově je tedy stav příprav na první start rakety Vulcan v dobrém časovém harmonogramu a zbývají stále rezervy v případě neočekávaných obtíží.

Kosmický přehled týdne:

Na cestě k Marsu je aktuálně například mise Perseverance, která odstartovala 30. července. NASA nyní připomněla svoji aplikaci Eyes on the Solar System, která umožňuje online sledovat, kde se aktuálně sestava směřující k Marsu nachází. Aplikace běžící ve webovém rozhraní ukazuje i další mise, stačí zadat požadovaný název mise do vyhledávacího řádku. Nejzajímavější je fakt, že aplikace využívá stejná data o poloze jako navigační týmy jednotlivých misí a tak se díváte opravdu na skutečnou polohu a údaje konkrétní mise. Aplikace obsahuje i řadu objektů a údajů s nimi spojených. Doporučujeme pro zkrácení nedělního odpoledne.

Osmnáctého srpna proběhl úspěšný start rakety Falcon 9, která vynášela dalších 58 družic konstelace Starlink a tři družice SkySat. Tento start byl zajímavý tím, že na něm letěl první stupeň B1049, který měl za sebou již pět úspěšných startů a přistání. Stupeň jako první dokázal i pošesté úspěšně odvést svoji práci a přistát na plovoucí plošině v Atlantském oceánu. Níže naleznete několik povedených snímků ze startu a návratu stupně zpět na Floridu.

Na Twitteru se objevila poměrně povedená a zřejmě velmi přesná představa aktuální podoby testovacích exemplářů lodí Starship. Model vychází z aktuálních fanouškovských znalostí o celém exteriéru i interiéru lodi. Tři motory Raptor v motorové části by měla nést už Starship SN-8.

Přehled z Kosmonautixu:

Na tomto místě najdete jako v předchozích týdnech přehled všech článků, které jsme vydali v uplynulých sedmi dnech. Vydáváme minimálně dva články o kosmonautice denně, pojďme si je nyní shrnout. Uplynulý týden jsme načali pozitivní zprávou o úspěšném dobití helikoptéry Ingenuity a správné korekci dráhy vozítka Perseverance směřujícího k Marsu. Smutnější tón zazněl u zprávy, že nás čeká jeden z posledních startů mohutné rakety společnosti ULA – Delta IV Heavy. Podívali jsme se také na to, jak i vy můžete pomoci roveru Curiosity. Týden byl ve znamení příprav na další start Falconu 9, který krom toho, že vynášel družice konstelace Starlink, byl zajímavý i proto, že vůbec poprvé mělo dojít na již šesté použití jednoho prvního stupně. Úspěšnému start jsme se samozřejmě věnovali i v rámci pořadu Živě a česky. Dále jsme zamířili na testovací standy společnosti ULA, kde jsme se podívali na první zážeh motoru GEM-63XL, který mají používat rakety Vulcan. Na kosmodromu Boca Chica i nadále probíhaly přípravy na další testy lodí Starship. SN-6 dostala například nový motor Raptor. Na oběžné dráze dokončila svoji misi družice GPIM, která testovala nové netoxické palivo. Kosmodrom CSG připravil perfektně sestříhané video, které ukázalo opravdu netradiční pohled na startující největší evropskou raketu Ariane 5. Letní seriál TOP 5 vás tentokrát nechal prožít pět nejzajímavějších průletů. Sledovali jsme také dění na Mezinárodní kosmické stanici, kde řeší drobný únik vzduchu. Společnost SES oznámila, že si objednala další dva starty u společnosti SpaceX na jejich raketě Falcon 9. V sobotu večer jsme pak stylově oslavili stý vydaný díl seriálu Vesmírná technika.

Snímek týdne:

Metanový motor Raptor společnosti SpaceX dosáhl dle Elona Muska úctyhodného tlaku 330 barů aniž by explodoval! Níže naleznete snímek grafu z testu. Je z něj patrné, že rekordního tlaku dosáhl pouze na malý okamžik. Jaký má test význam, se dozvíte v parádním článku na ElonX.

Video týdne:

Tento týden startovala další raketa Falcon 9, která vynesla již desátou operační várku družic konstelace Starlink. V rámci startu letěly už jednou použité aerodynamické kryty, které se opět pokusily o přistání. Jeden z nich byl úspěšně zachycen lodí se sítí, druhý přistál hladce na hladinu moře. Video ze zachycení do sítě lodě Ms. Tree dáváme jako video týdne. SpaceX k němu připojila i pěknou hudbu.

Zdroje informací:
https://www.nasaspaceflight.com/
https://www.elonx.cz/
https://en.wikipedia.org/
https://www.nasa.gov/
https://twitter.com/

Zdroje obrázků:
https://twitter.com/Kyle_M_Photo/status/1296787824855875584
https://twitter.com/Neopork85/status/1297196540247920641
https://pbs.twimg.com/media/EgCRXWFXkAEWsli?format=jpg&name=4096×4096
https://www.universetoday.com/wp-content/uploads/2019/08/external_sitebanner_astrobotic.jpg
https://www.americaspace.com/wp-content/uploads/2019/08/20190814_160154.jpg
https://www.nasaspaceflight.com/wp-content/uploads/2020/04/NSF-2020-03-12-13-55-38-343.jpg
https://www.nasaspaceflight.com/wp-content/uploads/2020/08/32822471127_e860a66c5f_k.jpg
https://www.nasaspaceflight.com/wp-content/uploads/2020/08/Vulcan-LOX-tank.jpg
https://www.flickr.com/photos/spacex/with/50242057637/
https://pbs.twimg.com/media/EfqGmGaVAAMtYuz?format=jpg&name=small
https://photo.24liveblog.com/2545823581197423007/20200821145834_060548.jpeg
https://pbs.twimg.com/media/Ef8do-6WoAA51-N?format=jpg&name=large
https://twitter.com/Kyle_M_Photo/status/1296787824855875584