V srpnu 2006 oznámila NASA, že pro komerční dopravu nákladů na ISS vybrala dvojici firem: SpaceX a Kistler Rocketplane. Zatímco první z nich se stala skutečnou hvězdou na kosmickém nebi, druhá skončila v propadlišti dějin. Není to ale jediný projekt nákladní lodi, který sliboval změnu ve způsobu zásobování ISS – a který nakonec nikdy neopustil rýsovací prkna konstruktérů.

1 – Progress: Modernizace, které nepřišly

Progress M2 měl představovat zásadní modernizaci sovětské nákladní lodi
Foto RKK Eněrgija

Od roku 1978 používal Sovětský svaz pro dopravu nákladů na své stanice loď Progress a od roku 1987 pracovala konstrukční kancelář Eněrgija na její výrazně přebudované verzi Progress M2. Ta měla být vynášena raketou Zenit, přičemž měla mít hmotnost 13 t. Tedy téměř dvojnásobek své předchůdkyně. Z tohoto množství by téměř polovina připadala na náklad: především pohonné látky a materiál v hermetizované sekci. Obsluhovat měla chystanou stanici Mir 2. Ta se měla nacházet na dráze se sklonem 62 stupňů k rovníku (Mir i ISS 51,6 stupně), a to kvůli lepšímu monitorování severních oblastí Ruska. Startovat se mělo z kosmodromu Pleseck. Rampa pro Zenity tu ale nikdy nebyla dokončena (mj. proto, že byla vyráběna v konstrukční kanceláři Južnoje v Dněpropetrovsku, který se po rozpadu SSSR ocitl na území samostatné Ukrajiny) a časem ji přestavěli na komplex pro nosiče Angara.

Rozpad Sovětského svazu ukončil i plány na výstavbu Miru 2, stejně jako velké lodi Progress. Už v roce 1993 ale byly oživeny v souvislosti s jednáním o ruském zapojení do programu americké kosmické stanice. Ale pro nezájem NASA šly opět k ledu. Koncem devadesátých let došlo k opětovnému obnovení myšlenky na modernizaci Progressů. Rusko-ukrajinské vztahy procházely svým lepším obdobím, a tak se o „velkém Progressu“ vynášeném raketou Zenit uvažovalo znovu. Opět nebyl realizován, ale opět vstal z mrtvých, když se měl stát základem komerčního modulu Enterprise pro ISS (a následně celé řady menších modulů pro stanici, které by byly levnější a operativnější, než velké dvacetitunové laboratoře). Enterprise byl společný podnik Boeingu a RKK Eněrgija, s jehož koncem zhruba v roce 2003 ovšem projekt Progress M2 odešel navždy.

Progress M3 měla vynášet raketa Jamal, modernizovaná R-7
Foto RKK Eněrgija

V té době se už zrodila myšlenka na loď Progress M3, kterou by vynášela do vesmíru raketa Jamal (modernizovaná R-7 s kyslíko-vodíkovým horním stupněm). Loď měla mít hmotnost 11,55 t, z čehož by 5,6 t tvořil náklad. Nejpodstatnější rozdíl mezi M2 a M3 měl být v poměru hermetizované a servisní sekce. M2 měl servisní část bez výraznějších úprav využívat z klasické řady lodí Progress a měl být vybavený 5,1 m dlouhým hermetizovaným modulem, M3 se mohl pochlubit dvojnásobnou kapacitou nádrží pohonných hmot, ale menším přetlakovým modulem (3,6 m, v obou případech byl průměr 2,2 m). Důvodem vzniku plánů verze M3 byla skutečnost, že „západní“ segment ISS neměl a dodnes nemá vlastní aktivní pohonný systém: ani nádrže, ani korekční/orientační motory. Progress M3 měl jejich provádění ruskou stranou usnadnit.

2 – HOPE: Japonská „Naděje“ nevzlétla

Osmdesátá léta minulého století se nesla ve znamení okouzlení raketoplány. Spojené státy udávaly světové kosmonautice takt, a tak Rusko intenzivně pracovalo na Buranu, ESA rozjela Hermes a Japonsko projekt HOPE (H-II Orbiting Plane).

Jedna z verzí japonského miniraketoplánu HOPE
Foto NASDA

Miniraketoplán HOPE měl být pilotovaným strojem, který by zajistil především dopravu posádek na kosmickou stanici. Japonsko s projektem počítalo velmi vážně, o čemž svědčí celá řada demonstračních misí realizovaných od roku 1992. Nejprve byl z balónu shozený 500 kg vážící model HIMES. Následoval experiment OREX (Orbital Re-entry Experiment), což byl test dlaždic tepelné ochrany (vynesený raketou H-II v únoru 1994). ALFLEX (Automatic Landing Flight Experiment) představoval třetinový model vztlakového tělesa, který uskutečnil v červenci a srpnu 1996 letové zkoušky v Austrálii. A nakonec letěl i HYFEX (Hypersonic Flight Experiment): malý kosmoplán vypuštěný pomocí rakety J-1 pro realizaci nadzvukového testu.

Jenže cena i zamýšlená technická náročnost projektu HOPE v průběhu let narůstala. Japonsko se tyto problémy snažilo vyřešit předěláním pilotovaného stroje na automatický. Ale ani to nepomohlo, a tak byl zredukovaný do demonstračního stroje HOPE-X (Experimental), který měl jen jednou obletět Zemi. S tím, že časem by z něj mohl být vyvinutý nákladní systém pro zásobování ISS – a časem snad i systém pilotovaný. K tomu ale už nedošlo, protože byl v roce 2004 na neurčito pozastavený. Což se fakticky rovná zrušení.

3 – Kistler: Na stupni vítězů společně se SpaceX

Vizualizace rakety společnosti Kistler
Foto Kistler

Jak již bylo uvedeno výše, Kistler Rocketplane se mohla stát tím, čím je dnes v dopravě zásob na ISS SpaceX, kdyby… Kdyby využila nabízenou příležitost. Založena byla v roce 1993 a začala pracovat na projektech vlastních kosmických raket. Zlom nastal v roce 1996, kdy zakladatel společnosti, milionář Walter Kistler, projevil zájem o využití ruských motorů NK (Nikolaj Kuzněcov). Ty byly původně vyvinuté pro sovětskou superraketu N-1, ale po jejím neslavném konci jich desítky zůstaly nepoužité na zemi. Kistler plánuje ve své dvoustupňové raketě využívat v prvním stupni tři motory NK-33, ve druhém jeden NK-43. Oba stupně přitom mají být díky návratu na padácích a přistávání do airbagů vícenásobně použitelné. Přes firmu Aerojet nakupuje Kistler za 150 mil. USD 36 kusů NK-33 a 9 ks NK-43. Následně provede i jejich rozsáhlou modernizaci: motory dostávají nové ventily i elektroniku, jsou modifikovány pro palivo RP-1 a stávají se směrově řiditelnými. Zároveň dostávají název AJ26-58.

Druhý stupeň rakety Kistler, který je zároveň kosmickou lodí, přilétá k ISS
Foto Kistler

Firma Kistler ale naráží na potíže technické a finanční, v roce 2003 bankrotuje. O tři roky později ožívá jako Rocketplane Kistler a dokonce vyhrává zakázku na dopravu nákladu na ISS. Nabízené řešení má být dvoustupňové konstrukce, oba stupně mají být vícenásobně použitelné. Druhý stupeň navíc poslouží zároveň jako dopravní systém ke stanici ISS (něco podobného dnes nabízí SpaceX s konceptem Starship, kdy je druhý stupeň zároveň kosmickou lodí). Startovat se mělo nejprve ze základny Woomera v Austrálii, později i z americké pevniny (nejčastěji se v této souvislosti hovořilo o mysu Canaveral nebo ostrově Wallops). První let rakety byl plánovaný na rok 2008, kdy budou provedeny ve vesmíru kompletní testy. Zatím bez návštěvy ISS. Ta se stane cílem až při druhém a třetím startu v roce 2009.

Jenže Kistler není schopen navzdory kontraktu od NASA ve výši 175 mil. USD dostát svým závazkům a v únoru 2008 ji nahrazuje firma Orbital Sciences Corp. s projektem rakety Antares a lodi Cygnus. Mimochodem, Antares využíval (až do nehody v říjnu 2014) motory NK-33, které do USA přivezla právě společnost Kistler. Ta pak v roce 2010 definitivně zkrachovala.

4 – Parom: Náhrada za Progress

Kresba obou částí systému Parom: opakovaně použitelného tahače (vlevo) i dopravního kontejneru
Foto RKK Eněrgija

Snaha nahradit „staré dobré“ lodě Progress je v ruské kosmonautice patrná dlouhodobě. Za všechny postupně vypracované návrhy proto zmiňme jediný, Parom (Prám). Představený byl v listopadu 2006 tehdejším ředitelem Ruské kosmické agentury Anatolijem Perminovem, který jeho premiéru sliboval do tří let. Řešení počítalo s kosmickým tahačem a samostatně vypouštěnými kontejnery.

Tahač Parom by měl prázdnou hmotnost 6 t, přičemž by mohl pojmout až 6,5 t pohonných látek. Na první pohled by připomínal kompaktní válec o výšce 6,55 m a průměru 3,2 m. Měl mít dvojici stykovacích uzlů: pro připojení ke kontejneru a pro připojení ke kosmické stanici. Vnitřní hermetizovaný prostor by byl 26 m3. Nákladní kontejner měl vážit až 12,5 t, z čehož mělo připadat 3,4 t na hermetizovaný náklad a 4,2 t na pohonné látky (určené primárně pro kosmickou stanici). Délka kontejneru měla být 8,13 m a průměr 3,4 m. Projekt několikrát doznal proměn – jak z hlediska zamýšlených nosných raket, tak z hlediska hmotnosti a nosnosti jednotlivých komponent – nicméně nikdy se ani zdaleka nepřiblížil k realitě. Poslední stopa o Paromu je v ruských dokumentech dohledatelná v roce 2010, pak mizí jako pára nad hrncem.

5 – ATV: na půl cesty…

Kdo si dnes ještě vzpomene, že evropský „kosmický náklaďák“ ATV měl mít původně jen podobu transportního kontejneru? V roce 1987 byl představený jako 16,4 t těžké těleso, které by do vesmíru dopravila Ariane 5: na oběžné dráze se měla pasivní družice ATV setkat s nějakým tahačem, který by ji dopravil ke kosmické stanici. Šlo tedy o stejný koncept, se kterým později přišla Rusko v případě projektu Parom.

Takto mohla vypadat loď ATV ve verzi Large Cargo Return Spacecraft
Foto ESA

Nicméně tento kontejner neměl zamířit k ISS. Naopak, k ISS se postupně vydala pětice zásobovacích družic ATV (Automated Transfer Vehicle). S nimi měla ESA velké plány: postupnými úpravami mohla být družice ATV během několika let přeměněna na plnohodnotnou pilotovanou loď.

ESA nejprve počítala s modernizací ATV na Large Cargo Return Spacecraft (Loď pro návrat s velkým nákladem). Hermetizovaná sekce by v jejím případě byla nahrazena kabinou kuželovitého tvaru s tepelným štítem, která by mohla sloužit k dopravě větších nákladů z oběžné dráhy zpět na Zemi.

Následovat měla loď Crew Transport Vehicle (Dopravní loď pro posádku), která už by umožňovala lety s kosmonauty, ale jen v omezeném režimu. Loď by sloužila k dopravě nákladů na kosmickou stanici, kde by následně mohla být dlouhodobě zakotvena jako záchranný člun, ve kterém by se kosmonauti v případě potřeby vraceli na Zemi. Startovala by tedy bez posádky, měla by pouze možnost s posádkou přistávat.

Skutečná plnohodnotná pilotovaná loď by už ale byla velmi blízko: vyžadovala by jen dostatečně spolehlivou nosnou raketu, záchranné systémy a operace při startu (při nouzovém přistání po vzletu z Francouzské Guyany by loď s posádkou přistávala do oceánu, což by mohl být problém) a úpravu řídicích systémů.

„Mini Space Station“ ze dvou derivátů ATV a jedné dopravní lodi Sojuz
Foto ESA

Na stole pak bylo několik dalších variant jako Unpressurised Logistics Carrier: družice využívající z ATV pouze servisní modul, přičemž náklad by byl nesený na otevřené nehermetizované plošině. Zvažovaná byla jako náhrada raketoplánů, protože jejich schopnost dopravy rozměrných zařízení (např. náhradních dílů) po roce 2011 (kdy ukončily provoz) chyběla.

Další vývojovou variantou ATV je Cargo Vehicle, kterážto by se od „klasického“ provedení lišila tím, že by byla schopná připojovat se k americkému segmentu stanice (ATV může zamířit pouze k ruské části). Ač je to na první pohled jen drobná kosmetická úprava, ve skutečnosti by šlo o změnu zásadní a technicky náročnou. Ovšem odměnou by byly zcela nové možnosti: možnost dopravy rozměrných skříní s experimenty do laboratorních modulů stanice. Loď by musela být v takovém případě vybavena novými navigačními systémy a algoritmy, novým propojovacím průlezem apod. Fakticky by se v mnoha oblastech začínalo od nuly.

Záchranná věžička na vrcholu Ariane 5 jasně napovídá, kam chtěla ESA vývoj ATV dovést
Foto ESA

Méně náročnou úpravou měla být verze Safe-Haven/Free-Flying Lab. Tedy bezpečný úkryt pro posádku (v případě problémů se stanicí by se mohli kosmonauti uchýlit na palubu ATV a zde vyčkat příletu záchrany) nebo modul pravidelně odpojovaný na několik měsíců od stanice, na jehož palubě by se prováděly některé mikrogravitační pokusy – ty by nebyly ovlivňované pobytem posádky na palubě.

Varianta Small Payload Return předpokládá vybavení ATV speciální návratovou kapslí, která by mohla přistávat s nákladem až 150 kg zpět na Zemi. Umístěna by byla v tunelu procházejícím celou servisní sekcí.

Vývoj tohoto tunelu by zároveň umožnil následující vývoj verze Mini Space Station, což by vlastně byla loď ATV se dvěma stykovacími uzly (vepředu a vzadu). Několik takto upravených ATV by se mohlo spojit jako vagóny vlaku za sebe, čímž by vznikla jednoduchá kosmická stanice čas od času navštěvovaná kosmonauty.

Jenže v dubnu 2012 ESA oznámila, že se pětikusová série ATV nebude rozšiřovat. A že všechny tyto plány dává k ledu.

Smutným povzdechnutím „kde jsme mohli být, kdyby…“ se pro letošek se seriálem TOP 5 loučíme. Ale abychom chmury alespoň trochu zahnali, můžeme slíbit, že (snad) oblíbený formát TOP 5 bude pokračovat i v příštím roce. Za všechny autory: děkujeme za přízeň a těšíme se už za deset měsíců!