Další fáze vývoje znovupoužitelné Themis

Společnost SpaceX změnila nahlížení na kosmické rakety, jako na zboží na jedno použití. Přes všechnu kritiku se sázka na risk vyplatila a i nejzarytější skeptici nyní hledají cesty, jak udělat lety do kosmu levnější. Fungující koncept záchrany prvního stupně pomocí přistání za využití motorů byl sice na první pohled šílený nápad, ale o jeho úspěchu svědčí fakt, že téměř všichni výrobci raket se jím nyní nějakým způsobem zabývají. A stranou není ani Evropa, která se snaží postupnými prvky nabídnout koncept, který bude schopný konkurovat raketám Elona Muska. ArianeGroup spolu s partnery a to hlavně z Francie vyvíjejí komponenty, které povedou k opakovaně použitelné raketě chystané na rok 2030. Do programu je zapojena celá ESA, a tedy i Česká republika. V nedávné době byly odzkoušeny dvě palivové nádrže pro demonstrátor Themis. První důležitý milník na cestě k evropské znovupoužitelnosti.

Nádrže během zkoušek napouštění a vypouštění pohonných látek ve Vernonu.

Nádrže během zkoušek napouštění a vypouštění pohonných látek ve Vernonu. Zdroj: ESA

V nedávné sérii šesti testů byly ocelové nádrže naplněny a vyprázdněny kryogením palivem. Důkladně se přitom sledovaly parametry. Zkoušky by měly zamezit neočekávanému chování během skutečného provozu nosiče. Podobné testy dělá také ULA u rakety Vulcan nebo i SpaceX u prototypů Super Heavy/Starship. Podle plánovaného harmonogramu bylo využito zázemí ArianeGroup ve Francii u Vernonu. Tyto testy proběhly na stanovišti PF20. Dohromady se do nádrží vejde 130 tun pohonných látek. Operace souvisejí i s plánovanými testy nového raketového motoru Prometheus na metan. Vyznačuje se proměnným tahem a možností vícenásobného zažehnutí, proto je vhodný jak pro první, tak pro horní stupně rakety. Což pomůže držet výrobu a umožní snížit náklady. První zážehy motoru se chystají ve Vernonu na začátek příštího roku. Začne se jednoduchými testy, které budou postupně nabírat na složitosti a povedou až k prvním zkušebním zážehům. Ty budou provedeny na stejném stanovišti a měly by začít už v příštím roce. Ovšem pro další operace bude třeba i jiné zázemí. Krátké skoky proběhnou ve Švédsku. Ověří se restartovatelnost motorů a schopnost návratu stupně.

Harmonogram má prozatím pouze drobné zpoždění. Souběžně se již nyní pracuje na letových kusech ocelových  nádrží pro kryogenní látky. Pro motor Prometheus jsou navrhovány nízkonákladové optimalizované systémy ovládání vektoru tahu. Systém přistávacích nohou vstoupil do finální fáze návrhu před výrobou. V cíli se všechny tyto základní stavební bloky spojí za účelem integrace do letového demonstrátoru Themis pro vzletové testy v malé výšce ve švédské Kiruně. Předběžný plán je vidět na obrázku.

Předběžný plán operací včetně lokací.

Předběžný plán operací včetně lokací. Zdroj: CNES, překlad autor

Rozestup od každé operace bude asi jeden rok. Tudíž k závěrečné fázi, přistání na mořské plošině, by mělo dojít v roce 2025, ale lze počítat s odklady. Na kosmodromu Kourou bude pro přistávání využit prostor Diamant zone, který bude modernizován na experimentální stanoviště s odpalištěm pro malé nosiče. Jako alternativa se nabízí rampa ELA3, odkud zatím startují rakety Ariane 5. Ještě doplním, že k přistání bude využit vždy pouze jeden motor ze tří, které budou na stupni Themis. Za povšimnutí stojí konstrukce nad přistávací plošinou úplně vpravo. Odpovídá záchytu nosiče ještě před dosednutím. Takové přistání by pak vypadalo asi nějak takto.

V Kourou by během testu mělo být odzkoušeno i opakované použití stejného demonstrátoru pro skoky do vysoké nadmořské výšky. Včetně odzkoušení subsystémů. Na základě výsledků vznikne již plnohodnotný nosič prozatím nazývaný Ariane Next. Zajímavá zpráva přišla ovšem nedávno z Francie, která zdá se chce jít vlastní cestou, a podle všeho chystají opětovně použitelnou raketu Maïa. Nosič má vzniknout pod záštitou ArianeGroup. Francouzský ministr financí Bruno Le Maire uvedl: Nahradíme špatnou strategickou volbu učiněnou před 10 lety. Vyvineme (myšleno Evropa) opakovaně použitelnou raketu v rychlejším časovém horizontu. K tomu má dojít do roku 2026, což je asi o 4 roky dříve než je v plánu silnější, opakovaně použitelný nosič od ESA. Přestože technických detailů je poskrovnu, Maïa nebude evropským Falconem 9. Bude mít nosnost cca 1 tunu na nízkou oběžnou dráhu Země a bude poháněna opakovaně použitelným raketovým motorem Prometheus na metan a kapalný kyslík. Tento motor, který zůstává v předběžné fázi vývoje, má tah srovnatelný s jediným raketovým motorem Merlin 1D, který pohání raketu Falcon 9 společnosti SpaceX, ale protože je na raketě SpaceX devět motorů, může zvednout  až 15krát více než navrhovaná Maïa v plně znovupoužitelném režimu. Podle slov francouzského ministra schází pro raketu Maïa hlavně vývoj druhého stupně. Podle Francie má být Maïa první raketou z nové rodiny, která právě bude čerpat z projektů, jako Themis, Callisto nebo Prometheus.

Demonstrátor Callisto vzniká ve spolupráci JAXA, CNES and DLR. Z toho vyplývá, že také Japonsko z nasbíraných zkušeností může později vyvinout vlastní opakovaně použitelný nosič. V příštím roce se v Noširo v Japonsku chystají první zážehy motoru na LOX/LH2 (kapalný kyslík, kapalný vodík) o síle 40kN. Ten bude z dílny Mitsubishi Heavy Industries (MHI) a měl by mít schopnost přiškrcení tahu o 60 %. Koncem roku 2022 by mohly proběhnout i první skoky na kosmodromu Kourou. Rok následující se chystá prý až 10 zkušebních letů, ale informací je prozatím velmi málo.

Zdroje informací:
https://www.esa.int/Enabling_Support/Space

Zdroje obrázků:
https://www.esa.intThemis_pillars.png
https://www.esa.int/var/pillars.jpg
https://www.osel.cz/popisek.ph.jpeg

Print Friendly, PDF & Email
Kontaktujte autora článku - hlášení chyb a nepřesností, rady, či připomínky
Prosím čekejte...
Níže můžete zanechat svůj komentář.

23 komentářů ke článku “Další fáze vývoje znovupoužitelné Themis”

  1. Radek napsal:

    Tak dlouho se budou opakovat lži, až je mnozí začnou považovat za pravdu…

    snad v Evropě znovu zvítězí racionalita nad politickým tlakem a znovupoužitelné rakety se zavedou jen v případě, že se skutečně vyplatí, a nebudeme vynášet tunové satelity za 100 milionů, jako to dělá SpaceX.

  2. PetrDub napsal:

    Já znovupoužitelným raketám fandím, proto mě přímo děsí to „závratné“ tempo vývoje. Jedná se v podstatě o kopii konceptu F9 (dobrá, to zachycení nese alespoň náznak invence…) a vývoj je naplánován do roku 2030! V té době už, pokud se Muskovi podaří HS/SS, bude F9 v zaslouženém důchodu.

    • Karel Zvoník napsal:

      Těch rozdílů bude o něco víc. Poloha kosmodromu v Kourou blízko rovníku a zdejší prostředí vyžaduje jiný přístup. Například i rakety Sojuz, které odtud startují jsou trochu odlišné, než ty co startují z Ruska. Základní koncept je stejný, ale ten není ani myšlenkou SpaceX. Také ta si ho půjčila, ale převedla ho do praxe.

      • PetrDub napsal:

        Určitě je těch rozdílů více, ale zatímco SpaceX za pouhých 8 let od založení dokázalo navrhnout a vyrobit kosmickou loď i s přistáním a od návrhu F9 po první přistání prvního stupně uběhlo asi sedm let, tak skupina zavedených firem s desetiletími zkušeností navrhuje a vyvíjí podobné řešení déle. A to je, podle mě, smutná vizitka, jakkoliv je SpaceX mladé a dravé.

        • Karel Zvoník napsal:

          Je třeba vnímat ty rozdíly. SpaceX je soukromá společnost, a může si dělat relativně co uzná za vhodné. Tudíž, pokud se něco nepovede, nebo to třeba ze dne na den zabalí. Nemusí to, na rozdíl od státního aparátu, nikomu vysvětlovat. ESA, NASA, CNES a podobné instituce plní politická přání a nemohou dělat, co a jak chtějí, Nemohou si vybrat ani co chtějí dělat. Mohou navrhnout. Rozhoduje se ovšem jinde. Další věc je, že Ariane 6 vznikala v období, kdy slovo znovupoužitelnost bylo sprosté slovo. Raketoplány byly výstrahou, a není divu, že 90 procent lidí bylo více méně skeptických. Představte si, že by se v Evropě rozhodli postavit hned raketu typu F9, ale čas by ukázal, že to nefunguje a, že je to naopak velmi, velmi nákladné. Co myslíte, že by se dělo? Daleko bezpečnější bylo počkat a mezi tím se pokusit šetřit jinak. Ano SpaceX to vyšlo, ale taky nemuselo, a o to jde. Navíc pořád je to na trhu výstřednost. Většina nosičů je na jedno použití, a to ještě nějaký čas potrvá, takže žádná katastrofa se zatím nekoná. Doporučuji si něco přečíst o Ariane 6. I ta nabízí hodně zajímavá řešení a fakticky to bude nejlevnější evropská raketa v historii. Osobně i to vnímám, jako pokrok.

          • Malky napsal:

            Tohle je krásná ilustrace toho, proč potřebujeme v kosmonautice soukromé firmy. Obzvlášť ta skutečnost, že SpaceX se to taky nemuselo podařit, je často přehlížena, dokonce i lidmi kteří SpaceX fandí. Je to důkaz toho, že monopol, ať už státní či soukromý, a ať je sebelepší, je špatná věc. Proto se mi hodně líbí že je teď ve hře spousta různých firem, a zkouší se spousta různých přístupů. Ano, většina z nich asi nevyjde, ale pokud jediný vyjde, tak máme našlápnuto k budoucnosti mezi hvězdami.

          • Karel Zvoník napsal:

            Ano, velmi trefně napsané.

          • ventYl napsal:

            Ja by som ani tak nepovedal, ze rigidnost Ariane je tak uplne v tom, ze je to statna spolocnost. Boeing ani Northropp Grumman statne spolocnosti nie su, aj ked niektore jej divizie su uplne odkazane na statne zakazky na regulovanych trhoch. A ich reakcia bola rovnaka.

            Ono je to dost o tom, ze vsetko su to obrovske organizacie zamestnavajuce tisice ludi. A tam je viacero problemov, ktore zdrzuju akekolvek rychle zmeny.

            Toto odvetvie je dost zviazane regulaciami a vobec by som sa nedivil, keby firemna kultura bola nastavena tak, ze aj v prudko experimentalnom vyvojovom projekte ma najvacsie slovo kvalitak. To slovo ma ale trocha iny vyznam, nez sa na prvy pohlad zda. Nejde o fakticku kvalitu, ale o sulad s nejakou smernicou. A ak je niekde nesulad, malokedy sa smernica prisposobi realite, vacsinou je to naopak.

            Tiez tam asi nebude prave malo 15+ rokov posobiacich kariernych menezerov. Taki ludia su len zriedkavo ochotni ist do riskantnych projektov, pretoze ak nic „nepohnoja“, tak su na listine na vyhadzov niekde hodne daleko. Dovtedy im plat bezi. Druha vec je, ze po 15tich rokoch v jednej firme v jednom odvtetvi taky clovek uz radikalnych zmien casto nie je ani schopny. Rad by som sa mylil, ze ESA, ArianeSpace, Boeing, NG a dalsie tradicne firmy su az po strechu naplnene „space freakami“, ale to asi nas pripad nebude 🙂

            Ja sa vobec divim tomu, ze ten projekt Maia vznikol. To je na konglomerat ArianeSpace celkom odvazne.

          • Karel Zvoník napsal:

            Toto téma mě velmi zajímá a přesně tyto věci jsem rozebral v již starších článcích. Dám jsem odkazy, jsou pořád aktuální.
            https://kosmonautix.cz/2019/03/znovupouzitelnost-kosmickych-nosicu-vcera-dnes-a-zitra
            https://kosmonautix.cz/2018/06/pohled-do-zakulisi-znovupouzitelnosti

          • diwalt napsal:

            Vidíte, a přesto, že firma SpaceX už ukázala, že znovupoužitelný Falcon 9 je dobré řešení, které může být jak spolehlivé, tak i z hlediska nákladů úspornější, tak jen postavit totéž bude trvat více než deset let. I když, pravda, na rozdíl od Falconu zde bude metanový motor.

            A abychom si správně rozuměli – tohle není a priori kritika Ariane, tohle je povzdech nad tím, jak moloch (bez ohledu zda státní či korporátní) není schopen rychle přijmout ani ty postupy, které se už osvědčily. Děje se to všude, ve všech měřítcích, ve všech oborech.

          • prochzde napsal:

            Potom, co Elon poslal služební email všem zaměstnancům ve Starbase, bych očekával po přečtení několika posledních článků, mezi než patří i ten Váš obdobný email i od Asbachera…, v nějakém takovém znění:

            „Kdo si myslí, že ten Elon je (nějakej muž roku podle naprosto neznámého časopisu?)?
            Copak nečte VTM (https://techsvet.cz/nejnovejsi-zpravy/muskovi-se-mozna-zhrouti-business-evropska-vesmirna-agentura-mu-jde-po-krku/ a arstechnica.com)?
            Neví, že mu jde Evropská vesmírná agentura po krku a že se mu možná zhroutí business!!
            Proč pracuješ i o víkendech a o svátcích a získáváš tak už několikaletý náskok před ESA a ostatními, ikdyž máš tolik prachů?
            V Texasu si stavíš celou základnu Starbase a na místě Massey’s Gun novou „ohradu pro raptory“, jak o život, s minimálními daněmi!
            Teď se ještě snažíš „oblbnout daňové poplatníky“ a „něco málo postavit i na Floridě“ (nové rampy LC-39A a LC-49 v Kennedyho kosmickém středisku, rozšíření energetického systému v Port Canaveral pro svá plavidla s přípojkami 400A, novou halu na nové raptory v Mc Gregoru!!!).
            Elone, pro Evropu si s těmi satelity „hrozbou“, ale asi nejvíc ESU „nakrkneš“, jestli i tu plošinu budeš mít dřív!!!
            A teď ještě do toho tři starty falconu 9 během čtyř dní, to si snad děláš srandu?!
            Začni pracovat jako ostatní, přestaň blbnout a hlavně zruš ty tři směny ve Starbase!
            Elone, jak Tě asi máme v EVROPĚ „DOHNAT“!“
            (Ti, co nepochopili poitu, to berte jako vtip)

  3. Matěj Soukup napsal:

    Znovupoužitelnost raketové techniky je krásné a velmi zajímavé téma.

  4. Ivo napsal:

    Tak jsme to dopracovali, nejsme za špičkou v oboru deset, ale spíše dvacet let a co je horší, to zaostávání se zhoršuje…

  5. Homer napsal:

    Tak to som zvedavý, ako to bude v kozmonautike vyzerať o 5 rokov.
    O 10.
    O 20…
    A dúfam, že sa v zdraví a psychickej pohode dožijem aj o 50 rokov.

    Tú stovku už prenechám nasledujúcej generácii. 🙂

  6. Ladicha napsal:

    Za urychlení vývoje evropské znovu použitelné rakety bych dal deset procent svejch příjmů. Vzdyť jde o závody ve světovým měřítku v nejprestiznějším oboru. Nemám podnikatelské schopnosti pro založení vlastní Space XY a zdá se je nemá nikdo z lidí, co tady kritizují pomalý postup Evropy, jinak by tady ta společnost už byla .

Zanechte komentář

Chcete-li přidat komentář, musíte se přihlásit.