Tento týden byl ve znamení startů zajímavých misí. Od letu velmi zřídka kdy vídané rakety Minotaur 1, až po pilotovaný let lodi Shenzhou 12, která dopravila tříčlennou posádku do nové čínské kosmické stanice. I těmto událostem se budeme věnovat, ale v hlavním článku se zaměříme na laserovou komunikaci a na to, jak spolupráce vládní agentury s komerčním sektorem může pomáhat rozvoji nových technologií. Pravidelný souhrn nejzajímavějších událostí uplynulého týdne je tedy připraven k vašemu přečtení. Přeji vám dobré čtení a pěknou neděli.

NASA pomáhá rozvoji technologií pro komerční užití – nyní třeba v laserové komunikaci

LCRD – mise pro otestování komerčního užití laserové komunikace
Zdroj: https://www.nasa.gov/

NASA má široké zkušenosti v tom, jak přenášet nové technologie vyvinuté v rámci kosmického výzkumu do komerčního sektoru. Dnes se podíváme, jak díky kosmickým aplikacím našly některé společnosti nové možnosti komunikace. Podíváme se také na to, jak tyto nové komunikační technologie pomáhají rozvoji kosmických aktivit.

Komunikace pomocí světla má hluboké historické kořeny. Záblesky lamp v Morseově abecedě umožňovaly přenášet informace na dálku. Dnes však existují mnohem sofistikovanější a kapacitnější metody – lasery. V roce 2021 se na geostacionární dráhu vydá první experimentální komunikační družice, která bude komunikovat skrz laserovou komunikaci. Laser Communications Relay Demonstration (LCRD) je mise, která má ukázat, jak dostat za stejnou dobu na Zemi mnohem více dat na extrémní vzdálenost. Tato mise má startovat na raketě Atlas V v srpnu v rámci mise STP-3.

Tato mise je vyvrcholením rozsáhlého výzkumu, který v této oblasti proběhl. NASA proto již dříve uzavřela partnerství se soukromými společnostmi za účelem vylepšení některých technologií potřebných pro fungování laserové komunikace. Jedna z těchto společností pak dlouhodobě spolupracuje s NASA, aby mohla zákazníkům co nejdříve poskytnout nové komunikační kapacity. Na druhou stranu, právě díky této spolupráci bylo pro LCRD vyvinuto několik vylepšení, které tato mise otestuje.

Laserová komunikace je pochopitelně odlišná od klasické radiové. V čem je rozdíl? Ačkoli jsou radiové i infračervené vlny elektromagnetickým zářením, liší se vlnovou délkou. Když se vysílají data, tak se vyslaný paprsek postupně rozšiřuje. Přijímač na Zemi musí mít takové rozměry, aby zachytil tento parsek celistvý. Vlny v infračerveném spektru jsou však užší – těsnější, což znamená, že přijímací stanice dokáže v jednu chvíli přijmout více dat. Ačkoliv tedy laserová komunikace není rychlejší, je možné během jednoho spojení přenést více dat (u LCDR to má být až desetkrát až stokrát více). Laserové komunikační terminály v kosmickém prostoru využívají užší svazek než rádiové vlny, což se hodí k minimalizaci rušení, ale také pro drastické zmenšení oblasti, na které někdo může zachytit komunikační přenos.

Práce na LADEE
Zdroj: https://www.nasa.gov/

Pro kosmické užití je pak další nespornou výhodou to, že laserové komunikační prostředky jsou menší, šetří tedy hmotnost a navíc vyžadují i méně energie – další zásadní výhoda pro kosmické aplikace. Tuto komunikaci na Zemi využíváme již v rámci optických přenosů pomocí kabelů, ale při vytváření laserové komunikace bez fyzického nosiče, se ukázalo, že se za touto technologií skrývá řada výzev.

Již v roce 2013 proběhla demonstrace laserové komunikace pomocí lunární sondy LADEE, která přenášela video mezi Měsícem a Zemí. Orbiter dokázal vysílat 622 megabitů dat za sekundu – užitečná záležitost pro současné plány návratu na Měsíc. NASA se před několika lety rozhodla, že bude tyto své zkušenosti sdílet se soukromým sektorem a bude nápomocná při přenášení této technologie do komerčního prostředí. „Přenos technologie optické komunikace do soukromého sektoru přispívá k vytváření vysoce placených pracovních míst, zvyšuje konkurenci mezi společnostmi, zejména v rámci snižování nákladů a zvyšuje účinnost celé technologie,“ řekl Hossin Abeldayem, senior technology manažer v Goddardově středisku a oddělení Strategic Partnerships Office.

Příkladem může být společnosti BridgeComm se sídlem v Denveru, která byla založena v roce 2015, aby využila nabízených znalostí a nové technologie laserové komunikace. Společnost proto oslovila centra NASA a na konferenci o pokročilých technologiích vyzdvihla význam laserové komunikace. Výzva společnosti zaujala právě Goddardovo kosmické středisko, které připravovalo misi LCRD již od roku 2011. Středisko s touto společností navázalo strategické partnerství. V rámci tohoto partnerství posléze podepsali dohodu o budoucím testu v rámci kosmického letu.

Terminál společnosti BridgeComm pro příjem laserové komunikace
Zdroj: https://www.nasa.gov/

Mezi NASA a společností pak byl vytvořen společný tým, který podrobně probíral různé technologické a organizační výzvy nové technologie. Společnost tak měla přístup k rozsáhlým znalostem vědeckých týmů NASA a spolupracovala také s výzkumným střediskem NASA Ames v Silicon Valley v Kalifornii. V rámci této spolupráce se probírala každá jednotlivá záležitost nové technologie a sdílely se nové poznatky.

Jedno ze zásadních vylepšení, které z této spolupráce vzešlo, bylo to, že i laserová komunikace potřebovala poměrně velké teleskopy, protože vysílaný signál se pohyboval společně s družicí a bylo poměrně náročné udržet naprosto přesnou orientaci tak, aby zisk na teleskopu byl co nejvyšší. Týmy NASA a společnosti BridgeComm proto po společných setkání navrhli a vyvinuli kardanový závěs, na kterém je umístěný vysílač na družici, který se natáčí tak, aby měl teleskop na Zemi v požadovaném úhlu. Právě toto vylepšení nese i chystaná družice LCRD, do jejíhož startu zbývá jen pár týdnů.

Dalším vylepšením, které vzešlo z této spolupráce, jsou světelné zesilovače. Ačkoli jsou lasery silné, pro přenos na vzdálenosti pro kosmické užití, je třeba opravdu silný zdrojový signál. Společnost BridgeComm proto vyvinula zesilovač, který je dostatečně výkonný, má ale nízkou spotřebu energie a vejde se na palubu testovací družice.

Dohoda mezi NASA a touto společností již vypršela a přechází se na aplikaci této technologie. Společnost již dokonce nachází první zákazníky, které jejich znalostí využijí. Například společnost HySpecIQ využije tuto technologii pro své plánované komunikační konstelace u Země.

Kosmický přehled týdne:

Na Starbase Boca Chica – základně společnosti SpaceX v jižním Texasu, pokračují práce na stavbě obslužné věže pro orbitální lety. SpaceX si staví jednotlivé segmenty věže přímo na základně a následně je sestavuje pomocí velkého jeřábu. V tomto týdnu byl usazen již pátý segment a u věže je nachystán segment šestý. Video z převozu segmentu si můžete prohlédnout zde. Tento týden se také objevila nová informace o dalším osudu Starship SN-16, která sice byla vyrobena, ale s jejím využitím se nepočítalo. Před ní totiž úspěšně dokončila svůj testovací let Starship SN-15 a SpaceX se začala soustředit na přípravy na první let sestavy Super Heavy Starship – na tomto letu má letět Starship SN-20. Nakonec však prý dle Elona Muska uvažují o tom, že šestnáctku využijí k otestování nadzvukového letu. To, jak to bude nakonec doopravdy, možná nevědí ani ve SpaceX.

Převoz šestého segmentu orbitální rampy na Starbase
Zdroj: https://pbs.twimg.com/

Stav věže orbitální rampy z 16. června
Zdroj: https://pbs.twimg.com/

NASA a Boeing pokračují v přípravách na opakovaný let Starlineru, který se má pokusit splnit plán jeho první nevydařené mise. Loď bude tedy v bezpilotním režimu poslána k ISS, kde se má automaticky připojit a pak zase přistát zpět na Zemi. Nyní pokročily přípravy do další fáze, když se nádrže lodě začaly plnit palivem. Tento proces byl během tohoto týdne dokončen. Start je stále plánován na 30. července, kdy loď vynese raketa Atlas V. Nová loď má upravené všechny jednotlivé problematické záležitosti, které byly doporučeny vyšetřovací komisí po ne úplně zdařilém letu z konce roku 2019. Opravy se týkaly zejména úpravy softwaru, procesních postupů a vylepšení komunikačního systému lodi. Pokud testovací mise OFT-2 splní všechny požadavky a dopadne dobře, mohl by se do konce roku uskutečnit i první zkušební pilotovaný let lodě. Kvůli tomu bude příští týden na Floridu doručen další modul lodi (z mise OFT-1) a nový servisní modul. Po nějaký čas tak budou týmy na Floridě připravovat dvě lodě Starliner ke startu zároveň.

Loď Starliner již takřka připravená na misi OFT-2
Zdroj: https://www.nasa.gov/

Přehled z Kosmonautixu:

Nadešel čas na rubriku, kde naleznete pravidelný přehled všech článků, které vyšly na webu Kosmonautix. Vydáváme minimálně dva články o kosmonautice denně, pojďme se na ně nyní podívat. Začali jsme pohledem do budoucnosti projektu teleskopu, který je vyvíjen pro hledání planetek. Tento týden vyšel také pravidelný čtvrtletní přehled aktuálního vývoje a pokroků při přípravě a realizaci misí Artemi I a Artemis II. Tento týden jsme se dočkali hned několika velmi zajímavých startů. Prvním z nich byl start nepříliš často vídaných raket Minotaur, o to více, že ohledně rakety Minotaur 1 se zřejmě jednalo o poslední let. V úterý pak vyšel závěrečný díl seriálu, který se věnoval projektu nikdy neuskutečněné americké vojenské stanici MOL. Živě jsme mohli sledovat instalaci nových solárních panelů Mezinárodní kosmické stanice. Výstup do volného prostoru však nesplnil všechna očekávání. Vyšel také nový díl esteticky extrémně pěkného seriálu složeného z fotek, které pořídil evropský astronaut Thomas Pesquet. Druhým startem, který byl také velmi unikátní, byl start čínské rakety CZ-2F/G, která vynášela pilotovanou kosmickou loď Shenzhou 12 se třemi členy posádky, kteří doletěli k nové čínské stanici. Hubbleův kosmický dalekohled potkala technická závada na jeho hlavním počítači. Dalším startem, který jsme komentovali živě a česky, byl start rakety Falcon 9, která vynášela nový exemplář družic systému GPS. V dalším článku jsme se podívali na zajímavé a důležité figuríny, která v rámci programu Artemis poletí do kosmického prostoru. Česká družice VZLUSAT-2, která se chystá na start do kosmického prostoru, musela změnit poskytovatele služeb, který nedokázal opakovaně zajistit všechna povolení pro start. Tento týden vyšel také poměrně obsáhlý článek o tom, jak chránit budoucí kosmonauty před radiací. Na závěr týdne jste se dočkali dalšího dílu seriálu Vesmírná technika a dnes dopoledne jsme Vás pozvali ke sledování přímého přenosu z dalšího výstupu do volného prostoru ze stanice ISS – v hlavní roli budou opět Thomas Pesquet a Robert Kimbrough.

Snímek týdne:

Na začátku týdne odstartovala raketa Minotaur 1, která vynášela tři tajné armádní družice. Tato raketa má za sebou jen 12 startů a tento přišel po dlouhých více než sedmi letech od toho posledního. Navíc se možná jedná o vůbec poslední start této rakety. Tepelná ochrana prvního stupně se při každém startu takto odtrhává, což dělá ze startu této rakety opravdu zajímavou podívanou. Navíc se jedná o raketu na tuhé pohonné látky, takže její start je velmi rychlý. Start jsme komentovali Živě a česky, zhlédnout si jej můžete zde.

Skvělý snímek odlétající tepelné izolace z prvního stupně rakety Minotaur 1
Zdroj: https://pbs.twimg.com/

Video týdne:

Na palubu čínské stanice Tiangong úspěšně vstoupila posádka kosmické lodě Shenzhou 12, která tím zahájila svoji tříměsíční misi. Jednalo se o první lidskou návštěvu této stanice po jejím vynesení. Video zachytávající nejzajímavější okamžiky z chvíle prvního vstupu posádky na palubu je videem týdne.

Zdroje informací:
https://www.nasa.gov/
https://sciencemag.cz/
https://www.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://twitter.com/kyle_LTS/status/1404836268316545029/photo/1
https://twitter.com/TheFavoritist/status/1406023115788914690/photo/1
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/ladee_5.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/bridgecomm_terminal.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/lcrd.jpg
https://pbs.twimg.com/media/E377Ie8XMAMJZ8_?format=jpg&name=large
https://pbs.twimg.com/media/E4MyPDxXMAYgwjP?format=jpg&name=4096×4096
https://pbs.twimg.com/media/E4A5MijVIAQjtmG?format=jpg&name=4096×4096
https://scx2.b-cdn.net/gfx/news/2020/newgroundsta.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/boeing_oft-2_progress_photo_2.jpg