Od poslední nadílky kosmických událostí v Kosmotýdeníku nás dělí přesně sedm dní a proto je čas se podívat na další kosmonautické události, které tvořily uplynulý týden. V hlavním tématu se tentokrát vypravíme na Floridu a na rampu 41, kde je právě testován první stupeň nové rakety Vulcan. Nakonec i celkové dění kolem přechodu společnosti ULA z raket Atlas V právě na Vulcan bude tématem hned několika dalších zpráv. Podíváme se třeba na konec dodávek ruských motorů RD-180, či na stav vývoje nových metanových motorů BE-4 společnosti Blue Origin. Nepřijdete samozřejmě ani o tradiční rubriky. Přeji vám dobré čtení a pěknou neděli.

ULA testuje pathfinder rakety Vulcan

Na Mysu Canaveral je na rampě 41 nyní k vidění vysoký válec, který je pathfinderem – tedy zkušebním testovacím exemplářem – prvního stupně nové americké rakety Vulcan. Tato raketa má nahradit rodiny raket Delta a Atlas a umožnit společnosti ULA odstřihnout se od nutnosti dodávek ruských motorů, být konkurenceschopná a představit ekonomičtější nosič, než současných několik různých typů. První stupeň na rampě je předzvěstí očekávaných startů, protože tato maketa je osazena i dvěma testovacími metanovými motory BE-4 společnosti Blue Origin a testy budou zahrnovat dokonce i plnění kryogenním palivem.

Zatímco továrna ULA v Decaturu v Alabamě čeká na dodávku metanových motorů BE-4 od Blue Origin, na Floridě využil tým společnosti čas uvolněného startovního komplexu k zásadním testům, které mají výrazně posunout celý projekt k prvnímu ostrému startu. Pathfinder dorazil z Alabamy na Floridu na počátku tohoto roku, a jak už zaznělo, je osazen dvěma testovacími exempláři motorů BE-4, které nejsou určené k ostrému startu. Tyto motory se dříve používaly na zkušební zážehy tohoto nového typu motoru v závodě Blue Origin v západním Texasu.

Aktuální testy jsou zaměřeny zejména na ověření toho, jak se bude s raketou pracovat během plnění paliva a odpočtu ke startu. Půjde o první ostrý test takového typu, při kterém budou do nádrží prvního stupně tankovány kryogenní pohonné látky. Na rozdíl od Atlasu V, který jako palivo používá letecký petrolej a tekutý kyslík, bude Vulcan využívat metan a kapalný kyslík. Kolem rampy tedy vznikly nové nádrže na metan, celkem šlo o tři velké nádrže, přičemž každá pojme až 379 tisíc litrů kapalného metanu. Upraveny byly také nádrže na kyslík a tekutý vodík, který i nadále bude využívat horní stupeň Centaur. Dalším vylepšením u rampy byl i upgrade vodního systému, který během startu tlumí akustické vibrace, které generují motory. Pro Vulcan bylo potřeba, aby proudilo pod motory více vody.

Zásadní změny musely proběhnout i na samotné mobilní odpalovací plošině. První stupeň Vulcanu je vysoký 33,5 metru a v průměru má 5,4 metru. Právě průměr je o 1,5 metru větší než u Atlasu V. Zvětšené nádrže prvního stupně také oproti Atlasu V pojmou více paliva, což způsobí, že první stupeň je o 50% těžší než první stupeň Atlasu V. „Během připravovaných testovacích operací budeme používat pozemní software k monitorování pathfinderu, abychom zajistili stálou bezpečnost vybavení. Ačkoli tedy jsme v laboratoři prováděli rozsáhlé simulace, které jsou ovšem stále jen simulacemi,“ řekl Mark Peller, viceprezident společnosti ULA. „Tyto testy nám dávají jedinečnou příležitost vše ověřit na rampě a nyní dokonce i s kryogenním palivem přímo v nádržích a rozvodech rampy.“

Zmíněné testování vedení kryogenních paliv na rampě již proběhlo před několika měsíci. Celá rampa prošla díky zavedení nového paliva rozsáhlými úpravami, které bylo třeba ověřit. V rozvodech rampy proto již proudilo podchlazené palivo a to až na úroveň tehdy uzavřených spojů, které by navázaly na raketu. Tyto testy mají zejména validovat předpokládané chování vybavení, které se předpokládá při jeho návrhu a simulacích. Ověřením všeho takto krok po kroku umožňuje šetřit čas, který by případné nesrovnalosti ubíraly při první ostré přípravě na start.

Logickým dalším krokem po dokončení testů rozvodu paliva přímo na rampě je proto čerpání paliva přímo do rakety. Inženýři budou k následujícímu plnění přistupovat značně obezřetně, aby se podařilo zachytit co možná nejvíce projevů, které s tímto procesem bude mít jak raketa, tak i rampa. První se proto bude napouštět jen nádrž na kapalný kyslík, která pak bude vypuštěna a následovat bude vyhodnocení dat ze senzorů o tom, jak se celý systém choval. Následovat bude plnění pouze metanové nádrže a po jejím vypuštění opět dojde k vyhodnocení naměřených dat. To by mělo trvat již jen jeden den a následně se tým pokusí napustit jak okysličovadlo, tak i palivo.

Poslední testy, tedy kompletní plnění pohonnými látkami se bude provádět stejně, jako by mělo dojít ke startu. Bude se tak jednat o několik hodin dlouhou sekvenci úkonů, které ověří připravenost celého systému k reálnému startu. Odpočítávání a všechny procesy poběží až do teoretického času T-10 sekund. Během závěrečné fáze tak dojde k natlakování nádrží a motory BE-4 projdou i chilldownem, což znamená, že rozvody motorů bude protékat malé množství chladných pohonných hmot a vše bude zastaveno těsně před zapálením.

Tyto testy mimochodem umožnil odklad startu rakety Atlas V s lodí Starliner, která měla vyrazit na opravnou testovací demo misi. Její start ovšem znemožnily problémové ventily palivového systému na servisním modulu lodi. První stupeň Atlasu bude nicméně místo Starlineru použit při následující misi, která je plánována na 16. října a půjde o vědeckou sondu NASA se jménem Lucy.

Každopádně jakmile budou testy Pathfinderu úspěšně dokončeny, odešle ULA tento exemplář zpět do továrny v Alabamě, kde bude dovybaven pro budoucí start. Mezitím v té samé továrně dokončují jiný první stupeň Vulcanu, který by měl vyrazit na první demonstrační misi, někdy během roku 2022. V továrně se aktuálně čeká na první dvojici letových motorů BE-4, které by brzy měla dodat Blue Origin. Až budou motory dodány, budou integrovány s prvním stupněm a započne další série testů na rampě, které by měly být završeny statickým zážehem.

Pokud bude statický zážeh úspěšný, nainstaluje firma Northrop Grumman dvojici urychlovacích motorů na pevné pohonné látky a raketa bude doplněna o horní stupeň Centaur V. Nákladem první mise bude malý lunární lander společnosti Astrobotic, který v rámci zakázky NASA, dopraví vědecké vybavení na povrch Měsíce. Druhým nákladem by měla být demo mise nákladního raketoplánu Dream Chaser, který by měl dopravovat náklad k Mezinárodní kosmické stanici. Pokud budou obě mise úspěšné, otevře se ULA cesta k misím s nejvyšší národní prioritou, tedy vojenským a výzvědným misím, což má být hlavní náplní nového nosiče.

Kosmický přehled týdne:

Na hlavní článek bude tato zpráva navazovat. ULA stanovila konečný počet startů, které ještě čekají jednu z nejdůvěryhodnějších amerických rakety – Atlas V. Ten čeká ještě 29 startů a bude definitivně vyřazen. Rozhodnutí je více méně neměnné, protože byly ukončeny dodávky nových ruských motorů RD-180, které pohání první stupeň Atlasu. „Jsme hotovi. Všechny jsou prodány,“ řekl generální ředitel Tory Bruno o raketách ULA Atlas V. Současný zákon navíc stanovil, že od roku 2022 by americké kosmické síly neměly nakupovat starty Atlasu V právě kvůli využívání ruských motorů. Atlasy tak dolétají někdy v polovině dvacátých let. Mezitím budou souběžně startovat nové rakety Vulcan, což umožní ULA mít případnou náhradu, kdyby nový Vulcan měl při prvních startech nějaké problémy. Zajímavé také je, že z plánovaných 29 misí Atlasu se devět použije pro starty s novou internetovou konstelací Kuiper, kterou buduje společnost Blue Origin. Atlas se bude využívat i pro starty lodí Starliner.

Posledních šest motorů RD-180 bylo do USA dodáno v dubnu a další už nepřijdou. Pro ruský kosmický průmysl to znamená poměrně citelný výpadek příjmu. Rusko zatím nekomentovalo, zda bude výroba RD-180 ukončena. Tyto velmi zdařilé a jedny z vůbec nejlepších raketových motorů by dle informací z roku 2017 měly být nabídnuty jiným státům vyvíjejícím své rakety, ale oficiální zprávy zatím chybí. Zajímavý je také vývoj ceny za start Atlasu V v posledních letech. Zatímco ještě před pár lety stál jeden start kolem 187 milionů dolarů, v současnosti se pohybuje cena kolem sto milionů. Vývoj ceny je dán především konkurencí společnosti SpaceX s jejich raketami Falcon 9.

Zásadní neznámou tak zůstává zejména stav připravenosti nových metanových motorů BE-4 společnosti Blue Origin. ULA nedávno vyhrála zakázku na řadu misí pro americké kosmické síly. V rámci soutěže, kdy bylo nabídnuto 30 – 35 misí, které by měly startovat v letech 2022 – 2027 právě pro kosmické síly, utržila ULA 60% zakázek a SpaceX 40%. Nicméně nulové letové zkušenosti motorů BE-4 jsou stále pro Vulcan rizikem. Přitom od roku 2022 mají létat všechny tyto zakázky právě na Vulcanu, což vnáší do situace celkem nejistotu. V rámci těchto smluv je však možné část zakázek přesunout z Vulcanu na Atlas V, či dokonce na Falcon – pokud bude mít Vulcan nějaké potíže.

I na Mezinárodní kosmické stanici mívají astronauti chuť na něco dobrého a třeba i na pizzu. Krásně zachycené tvoření takové pizzy ve stavu mikrogravitace nám opět dopřál evropský astronaut Thomas Pesquet, kterému tentokrát sekunduje i zbytek posádky. Video si můžete prohlédnout zde.

V neděli v 00:35 SELČ odstartovala z Alijašky raketa Rocket 3.3 společnosti Astra Space. Jednalo se o třetí pokus této malé rakety o let na oběžnou dráhu. Tento start však byl stejně jako všechny předchozí neúspěšný a samotný vzlet z rampy se asi nejvíce podobal začátečnickému snažení prvních pokusů o rakety ve hře Kerbal space program. Níže přiložené video ukazuje to, jak se raketa horizontálně posouvá z rampy, načež se jí po pár sekundách podaří konečně vzlétnout a skutečně začne stoupat. Raketa dokonce prošla chvílí maximálního dynamického namáhání, aby po dvě a půl minuty dlouhém letu vydalo řídicí středisko příkaz k vypnutí všech motorů – ve chvíli, kdy byla raketa dostatečně vzdálena od pobřeží. Společnost uvedla, že má mnoho cenných dat a snad se pokusí o další start. Aktuálně to vypadá, že ihned po startu došlo k výpadku jednoho z motorů Delphin a i přesto dokázala raketa nakonec vzlétnout. Více zde.

Přehled z Kosmonautixu:

Nyní vás v této rubrice čeká přehled všech kosmonautických témat, kterým jsme se v uplynulém týdnu věnovali v rámci vydaných článků. Vydáváme minimálně dva články o kosmonautice denně, pojďme si je nyní připomenout. Nejdříve jsme zamířili na návštěvu za americkým vozítkem Curiosity, které navštívilo velmi zajímavou geologickou lokalitu na Marsu. Těžkotonážní raketa SLS se mílovými kroky blíží ke svému historicky prvnímu startu. Přípravy samozřejmě provází řada testů, například SLS čekají vibrační testy. Na tento týden byl také naplánován kosmický výstup z ISS, ale nakonec byl odvolán. Na kosmické stanici je také řada velmi zajímavých interaktivních záležitostí, jakými jsou třeba malí roboti, kteří se učí interagovat právě se stanicí. Stejně jako raketa SLS se na svůj start chystá i loď Orion, která už začala pomalu mizet pod ochrannými aerodynamickými panely horního krytu. Evropský astronaut Thomas Pesquet nám na tento týden opět připravil velkou vizuálně krásnou várku fotografií, které opět vyšly v Thomasově Fotokoutku. Jelikož se přihlášek na novou skupinu sešlo neuvěřitelných 23 000, žádá nyní ESA kandidáty, aby byli trpěliví, že vyhodnocení bude ještě nějakou dobu probíhat. Očekávaná velmi zajímavá mise sondy Psyche, se velmi rychle blíží ke svému startu. Nabídli jsme vám možnost sledovat živě přenos ze startu malé suborbitální rakety New Shepard, která tentokrát vynášela vědecké přístroje. Páteční vydání seriálu TOP 5 se věnovalo nejen podstatným událostem letošních roku viděným z kosmického prostoru, ale také to byl poslední letošní díl tohoto letního seriálu. Vyšel také tradiční Pokec s Kosmonautixem, kterého jste se opět dočkali poslední pátek v měsíci. Očekávali jsme také dva starty raket, které jsme chtěli Živě a česky komentovat, nicméně oba, jak start rakety Rocket 3.3 společnosti Astra Space, tak i Falconu 9 s nákladní lodí Dragon, byly nakonec odloženy o den. Prosto jsme si další pokusy zopakovaly v sobotu večer a v neděli dopoledne. Velká a zásadní událost v přípravě projektu dalekohledu Jamese Webba, tato observatoř je připravena k transportu na kosmodrom. A tradičně na závěr jste se dočkali i nového vydání seriálu Vesmírná technika.

Snímek týdne:

Snímek je to velmi nekvalitní, ale také velmi zajímavý. Ukazuje totiž zřejmě testovací exemplář znovupoužitelného horního stupně od společnosti Blue Origin. Jak jistě víte, i společnost SpaceX z počátku uvažovala o více násobně použitelném horním stupni pro rakety Falcon 9, ale nakonec se tato cesta ukázala jako slepá – vzhledem k výkonům a velikosti Falconu. Tuto ideu bude u této společnosti plnit až projekt Starship Super Heavy. Každopádně raketa New Glenn je jiná kategorie a nabízí i jiné možnosti. O projektu však schází jakékoli informace, za což může tradiční tajnůstkářství Blue Origin.

Video týdne:

Sedmnáctý let malé suborbitální rakety New Shepard od Blue Origin proběhl 26. srpna. Let trval necelých deset minut a na palubě nebyli lidé, ale vědecký náklad, který využil jedinečné podmínky stavu mikrogravitace. Podívejte se na celý let ještě jednou.

Zdroje informací:
https://spaceflightnow.com/
https://blog.ulalaunch.com/
https://www.theverge.com/

Zdroje obrázků:
https://blog.ulalaunch.com/hs-fs/hubfs/ptt_roll-1.jpeg?width=2693&name=ptt_roll-1.jpeg
https://mk0spaceflightnoa02a.kinstacdn.com/wp-content/uploads/2021/08/vulcan-ptt-3.jpg
https://mk0spaceflightnoa02a.kinstacdn.com/wp-content/uploads/2018/09/DoIJlBfU8AANIrB.jpg
https://scontent.fprg1-1.fna.fbcdn.net/…/image/53556873/C6PVqvpWMAIDq4V__1_.0.jpg