Jsou týdny, kdy se toho v kosmonautice děje tolik, že to jde sotva stačit sledovat. A tak by se dal označit právě uplynulý týden. Proto pro vás každou neděli vydáváme Kosmotýdeník, který vám shrne ty nejzajímavější události z kosmonautiky za posledních sedm dní. V hlavním tématu se tentokrát podíváme na prezentaci Elona Muska, kde prezentoval aktuální informace o vývoji programu Starship Super Heavy. Podíváme se však také na devatenáctý let vrtulníčku Ingenuity, či selhání rakety Rocket 3.3. Přeji vám dobré čtení a pěknou neděli.

Bude první let Starship na oběžnou dráhu z Floridy?

Prezentace Elona Muska k systému Starship Super Heavy
Zdroj: https://pbs.twimg.com/

Ve čtvrtek ve 03:00 SEČ začala na základně Boca Chica v jižním Texasu očekávaná prezentace Elona Muska – CEO společnosti SpaceX, k aktuálně vyvíjenému programu Starship Super Heavy. Ačkoli jsou to již dva roky od podobné prezentace, kde Musk představoval novinky v tomto programu, nedočkali jsme se žádné záplavy naprosto zásadních nových informací. Program je v pokročilém stádiu vývoje a mnoho věcí uniká na veřejnost průběžně, mnohé jiné se dají odvodit. Zásadní věci, které na čtvrteční přednášce zazněly, byly tak trochu na okraji jiných lépe znějících informací. Hlavním tématem, které se teď ve SpaceX řeší, je nejen vývoj vylepšeného Raptoru, ale také úřední záležitosti, které mohou provoz na Boca Chica značně zkomplikovat. I pro tento scénář má SpaceX již plán, ačkoli by jeho naplnění řadu věcí jistě zpozdilo. Pojďme se ale podívat na základní přehled toho, co zaznělo.

Prezentace byla korunována krásným pozadím. Na nově vybudované orbitální rampě opatřené i pohyblivými mechanismy zvanými Mechazilla, byla celá sestava tvořená raketou Super Heavy B4 a lodí Starship S20. Tato dvojice byla již jednou zkušebně sestavena, nicméně tentokrát byla Starship s dokončeným tepelným štítem, Super Heavy měl hotové kryty kolem motorů a dalších nádrží na jeho povrchu a sestava stála na nové již takřka hotové rampě.

Super Heavy B4 a Starship S20
Zdroj: https://pbs.twimg.com/

Připomeňme, že tento nově vyvíjený nosič a loď jsou největší kdy sestavenou raketou, která by měla být schopná vynést více než 100 tun nákladu na oběžnou dráhu. Dále by to měl být systém plně znovupoužitelný a loď má být schopná opakovaného dotankování na oběžné dráze, což má umožnit posílat sta tunové náklady nejen k Měsíci, ale i k Marsu, či k dalším objektům Sluneční soustavy. Aktuální verze nosiče má na výšku 120 metrů a první stupeň bude pohánět 33 metanových motorů Raptor – aktuální prototyp B4 jich má zatím 29. Tah, který tyto motory vyvinou, bude až dvojnásobný oproti raketě Saturn 5, která umožnila realizaci programu Apollo. Tohoto cíle má přitom SpaceX dosáhnout s vývojovými náklady jen okolo pěti až deseti procenty oproti vývojovým nákladům zmíněného Saturnu 5.

Elon Musk zopakoval dosavadní úspěchy, které se během programu staly. Loď Starship podnikla již devět zkušebních krátkých letů (včetně pokusů se Starhopperem), přičemž v květnu minulého roku dokázala Starship SN15 vyletět do výšky 10 kilometrů a následně úspěšně přistát. Od té doby se aktivity firmy soustředí na dokončení vzletové orbitální rampy se zařízením Mechazilla, schopným nejen zvedat jednotlivé segmenty systému, ale systém má být schopný zachytávat i přistávající Super Heavy. Ostatně Mechazilla si tento týden odbyla premiéru, když úspěšně vyzvedla a usadila  loď Starship na Super Heavy. Věž je také pomocí tzv. QD ramene schopna dodávat raketě palivo a zajišťovat komunikaci

Dalším zásadním procesem, který se na pozadí vývoje děje, je optimalizace, vývoj a výroba dostatečného počtu motorů Raptor. Na jednom nosiči a raketě bude ostatně až 42 (33 na Super Heavy a 9 na Starship) těchto metanových motorů. V minulém roce se vývoj tohoto motoru soustředil na optimalizaci, při které došlo k mnoha razantním změnám. Jak sám Musk v prezentaci uvedl, je to vlastně skoro nový motor, skoro vše prošlo od minulé verze redesignem.

Motor Raptor 2 má nyní méně částí a jeho výroba je až o polovinu levnější. Přesto dosahuje vyššího tahu a je efektivnější. Razantní zmenšení objemu motoru je vidět i na srovnávacích fotografiích. Během prezentace bylo prozrazeno, že mnoho šroubových přírub bylo nahrazeno svary, motor je nyní ohnivzdorný – jeho exteriér se zbavil komponent, které by mohly zahořet. Motor také dosahuje vyššího tlaku ve spalovací komoře, turbočerpadla jsou robustnější a mají menší ztráty. Motor má mít provozní tah až 250 tun‚ tedy o 25% více, než Raptor 1. Přesto však jeho vývoj není u konce. Stále se ještě stává, že kvůli vysokým tlakům a teplotám občas spaluje materiál své vlastní spalovací komory, což je dle Muska věc další optimalizace, na které pracují. Následovat bude zajištění výroby v dostatečném počtu, což má vyřešit právě dokončovaný výrobní závod, který se buduje u základny McGregor.

Porovnání Raptoru 1 a Raptoru 2
Zdroj: https://pbs.twimg.com/

Důležitým tématem, o kterém se dlouhodobě diskutuje a které bylo zmíněno i na prezentaci, byla otázka, kdy dojde k prvnímu orbitálnímu testovacímu letu, který již po polovině minulého roku měla dle tehdejšího plánu provést sestava na rampě nyní stojící B4 – S20. Musk na prezentaci řekl, že je optimista a věří, že v roce 2022 tento test jistě proběhne, což vzhledem k původním plánům zase tak optimistické není.

Testovacímu letu nyní stojí v cestě zejména nevyřízené papírování ohledně povolení, které vydává federální letecký úřad (FAA). Tento úřad začal minulý rok s přezkoumáním současného environmentálního povolení pro současné aktivity na kosmodromu. Původní posudek vlivu na životní prostředí se totiž vztahoval k původnímu plánu, dle kterého měly z Boca Chica startovat rakety Falcon 9 a Falcon Heavy. Nyní se jedná zejména o to, zda je možné tehdejší posudek doplnit zkráceným přezkumem, anebo začít celé řízení zcela od začátku s ohledem na jiné aktivity, než byly původně v plánu. Nový proces by však znamenal zpoždění delší než jeden rok (a klidně i než dva roky) a byla by to závažná čára přes současné plány. Lety Starship a ani ty testovací, by v průběhu nového řízení nemohly být prováděny. Musk nicméně konstatoval, že je i v tomto optimistický a věří, že povolení v pokračování svých aktivit na konci března získá. Jisté to však není.

Musk proto na zmíněném představení zmínil to, že se SpaceX zamýšlí nad tím, že by v případě problémů s povolením letů z Boca Chica byla hlavní letovou základnou Florida, respektive Kennedyho kosmické středisko, kde SpaceX již nyní má dvě rampy pro Falcony (LC-40 a LC-39A) a již nyní probíhají přípravy na stavbu orbitální rampy pro Super Heavy Starship u rampy 39A a probíhá také posouzení a přípravy možné výstavby zcela nového startovního komplexu. V takovém případě by Boca Chica byla testovacím střediskem pro vývoj nových konstrukcí a vylepšení a Florida centrem pro lety do kosmického prostoru.

Záběry z pracovních kamer na sestavování Super Heavy a Starship
Zdroj: https://pbs.twimg.com/

Nicméně zatímco na Boca Chica již stojí rampa, na Floridě je třeba jí nejdříve postavit a to by samozřejmě celý program výrazně zdrželo. Jak to nakonec dopadne, se možná dozvíme již v březnu, kdy by měly být známy již několikrát odložené výsledky posudku FAA na starty z Boca Chica. Pokud v březnu dostane SpaceX povolení pro pokračování svých aktivit, mohl by do měsíce od získání povolení proběhnout zmíněný první orbitální testovací let. Zda poletí B4 s S20, je otázkou. SpaceX možná sáhne k dokončovanému stupni B7 s mnoha novými vylepšeními a lodi S24.

Jen v rychlosti další informace, které zazněly. Padla otázka na to, kdy proběhne první testovací tankování mezi dvěma Starship na oběžné dráze, což je zásadní schopnost, která má umožnit dopravovat sto tunové náklady k Měsíci, Marsu a dále. Musk si myslí, že by se tak mohlo stát v roce 2023.

Padla také zmínka o stavu oceánských kosmodromů. SpaceX nedávno zakoupila vyřazené ropné plošiny Phobos a Deimos, které měla v plánu přestavět na plovoucí kosmodromy. V současnosti má však jejich přestavba nízkou prioritu, přesto by v roce 2022 mohlo dojít k výstavbě věží ramp.

Prvními misemi, které budou Starship obsluhovat, je vynášení družic konstelace Starlink a plnění cílů a misí pro program Artemis od NASA. Starship zde má za úkol uskutečnit demonstrační mise a posléze přistát s posádkou na Měsíci. Pokud se to zadaří, bude Starship první pilotovanou výpravou na povrch Měsíce od roku 1972, kdy přistálo Apollo 17. Další misí, o které se ví, je turistická výprava k Měsíci s názvem Dear Moon, kterou zaplatil japonský miliardář Jusaku Maezawa.

Starship přidržují ramena Mechazilly
Zdroj: https://pbs.twimg.com/

Další informace, které zazněly, se vztahovaly k potvrzení současného dlouhodobých cílů tohoto programu. Jak Musk zdůrazňuje, nejde jen o další vyvíjenou – byť nejsilnější – raketu. Systém Super Heavy Starship má přinést schopnost levných rychle se opakujících startů, které dostanou do kosmického prostoru stovky tun nákladu během pár dní. Tento systém má být schopen až tří startů denně (ne nutně jedna sestava, může jít o starty z více ramp).

Dlouhodobým cílem pak je udělat lidstvo meziplanetární a založit stálou kolonii na Marsu. K tomu má pomoc levný a spolehlivý dopravní prostředek, který firma vyvíjí. Zdůraznění tohoto hlavního a velkého cíle, se nakonec zdálo být hlavním poselstvím této prezentace. Pro základní samostatnou kolonii na Marsu, by dle Muska bylo potřeba alespoň milion tun materiálu, což by se Starship prý šlo zvládnout.

Mnoho informací tedy nezaznělo a tak se i nadále hodí sledovat průběžné aktualizace, třeba na serveru elonx.cz. Tam se třeba časem dozvíme, jak probíhá vývoj dveří pro nákladový prostor, zda se uskuteční výroba prodloužených Starship, o kterých se nějakou dobu mluví, či jaký pokrok byl učiněn při přípravách na výrobu Starship určené pro lunární pilotované přistání.

Kosmický přehled týdne:

Snímek stínu Ingenuity během devatenáctého letu
Zdroj: nasa.gov

Technologický demonstrátor a nyní vlastně hlavně neúnavný pracant, vrtulníček Ingenuity, provedl osmého února svůj devatenáctý let na Marsu. Let to byl sice trochu kratší, ale byl prvním v letošním roce. Let trval jen 99,98 sekundy a uletěná vzdálenost byla 62 metrů. Opět se vrtulníček vracel podél své trasy, kterou už jednou uletěl, konkrétně tento úsek míjel při svém devátém letu. Vrací se podobně jako vozítko Perseverance a čeká je výzkum další oblasti v kráteru Jezero.

Zajímavostí je, že tento devatenáctý let měl proběhnout již na začátku ledna (poslední let proběhl 15. prosince), nicméně u kráteru Jezero se v těchto solech vytvořila lokální prachová bouře. Prachová bouře znamená, že prach ubírá dostupnou energii – Ingenuity dobíjí své akumulátory ze solárních panelů. Dalším důsledkem je pokles hustoty atmosféry, což vzhledem k faktu, že za normálních okolností dosahuje hustota marsovské atmosféry jen 1% hustoty atmosféry pozemské, je problém. Průběh prachové bouře sledovalo vozítko i vrtulníček a skutečně byl zaznamenán pokles lokální hustoty až o 7%. Takový tlak je již pod hranicí bezpečného letu. Proto nakonec proběhl let až po odeznění prachové bouře.

Desátého února proběhl z floridského kosmodromu start rakety Rocket 3.3, který byl jejím premiérovým startem z této základny. Cílem bylo vynést čtyři CubeSaty, které pro misi zajistila NASA. Start malého dvoustupňového nosiče proběhl ve 21:00 SEČ. První stupeň pracoval nominálně, nicméně po oddělení druhého stupně začaly problémy. Zásadní potíží byl špatně odhozený aerodynamický kryt, který se na raketě zasekl a následný start motoru druhého stupně způsobil násilné uvolnění krytu a poškození druhého stupně, který začal neřízeně rotovat. Náklad byl ztracen a společnost nyní vyhodnocuje příčiny selhání.

Přehled z Kosmonautixu:

I tento týden naleznete v této rubrice přehled všech článků, které vyšly na webu Kosmonautix. Vydáváme minimálně dva články o kosmonautice denně, pojďme si je nyní připomenout. Nejdříve jsme se podívali na současné aktivity firmy Blue Origin, která chystá těžkou raketu New Glenn. Tato firma nyní otestovala nový velký aerodynamický kryt pro tento nosič. Čtvrtým dílem pokračoval seriál FAQ, který se snaží odpovídat na otázky ohledně mise a fungování Dalekohledu Jamese Webba. Chystá se další start rakety Atlas V společnosti ULA, během kterého by měla být vynesena výzkumná družice GOES-T. Podívali jsme se proto na skládání tohoto nosiče. V úterý vyšel další díl seriálu, který mapuje příběh sovětských vojenských stanic Almaz. NASA vybrala firmu, která se postará o výrobu nosiče, který dopraví vzorky odebrané na Marsu z povrchu Rudé planety na její oběžnou dráhu. V týdnu mělo dojít k zveřejnění prvního kalibračního snímku Dalekohledu Jamese Webba a tak jsme se podrobně podívali na to, jak se JWST kalibruje. Kosmické počasí zasáhlo také do nedávno vynesené várky družic konstelace Starlink. Jejich oběžná dráha byla ovlivněna geomagnetickou bouří. Ve třetím díle seriálu o sekundárních nákladech mise Artemis I jsme se podívali na CubeSat, který bude velmi podrobně mapovat vodík na Měsíci. Na základně Boca Chica došlo k opětovnému sestavení Super Heavy B4 a Starship S20. Živě jste mohli sledovat start ruské rakety Sojuz, která z evropského kosmodromu v Kourou vynášela další operační várku družic konstelace OneWeb. Hned poté jsme se mohli živě podívat na premiérový start rakety Rocket 3.3 z Floridy. Start malého nosiče od firmy Astra však nedopadl dobře, protože se nepodařilo odhodit aerodynamický kryt. Během této na kosmické události dlouhé noci, pak navázala prezentace Elona Muska, ze které jsme pořídili online psaný přenos. Brněnská firma SAB Aerospace získala další zajímavou zakázku od ESA. A jak bylo během týdne avizováno, tak se také stalo. Tým Dalekohledu Jamese Webba zveřejnil první (ještě nekalibrovaný) snímek. V sobotu pak vyšel obsáhlejší článek, kde jsme se věnovali kosmickému záření a jeho kosmickému výzkumu. NASA také představila dvě nové mise zaměřené na průzkum Slunce.

Snímek týdne:

Snímkem týdne nemůže být nic jiného. První veřejně prezentovaný a ještě kalibrační snímek, který zveřejnil tým Dalekohledu Jamese Webba. Vidíme na něm řadu teček, které jsou však všechny jednou hvězdou. Jedná se o osmnáct odrazů od osmnácti zrcadel dalekohledu, která se teprve kalibrují. Pokud vše půjde dle plánu, dočkáme se za několik týdnů podobného snímku s jedinou zaostřenou tečkou.

První zveřejněný snímek z JWST. Jednotlivé rozmazané body představují jedinou hvězdu, jejíž světlo se odrazilo od 18 nezarovnaných šestiúhelníkových segmentů.
Zdroj: https://blogs.nasa.gov/

Video týdne:

Během Muskovy prezentace v Boca Chica bylo ukázáno také video z testu motoru Raptor 2 s číslem 10. Tento zásadně přestavěný metanový motor má pohánět rakety Super Heavy a lodě Starship.

Zdroje informací:
https://spaceflightnow.com/
https://mars.nasa.gov/
https://www.space.com/

Zdroje obrázků:
https://pbs.twimg.com/media/FLNWfNpVkAUL65K?format=jpg&name=large
https://pbs.twimg.com/media/FLaqfNsXsAUIJJH?format=jpg&name=large
https://pbs.twimg.com/media/FLWpCYwXIAA-aDp?format=jpg&name=large
https://pbs.twimg.com/media/FLU6fJEXwAUvOCu?format=jpg&name=medium
https://pbs.twimg.com/media/FLSEcldX0AoKJ7Q?format=jpg&name=large
https://pbs.twimg.com/media/FLSEbQqX0AIPqQz?format=jpg&name=large
https://twitter.com/NASAJPL/status/1491117225335738370