Kailasavadivoo Sivan, znám spíše jako K. Sivan, vstoupil do řad Indické kosmické agentury ISRO už v roce 1982, a po téměř 36 letech se stal i jejím ředitelem. Převzal otěže po A.S. Kiran Kumarrovi 15. ledna 2018. Původně na 3 roky, ale v prosinci 2020 mu vláda prodloužila funkční období o jeden rok, do ledna 2022. Po čtyřech letech ve funkci odešel a předal své předsednictví, ve kterém ho nahradil S. Somanath. Jaké bylo uplynulé období ISRO pod vedením tohoto muže, který raketám a kosmonautice zasvětil celý svůj život? Řada věcí se povedla, a naopak došlo i na nezdary. Není od věci si udělat bilanci a ohlédnout se zpět za významnou osobností indické kosmonautiky.

Během jeho funkčního období zaznamenala společnost ISRO zrychlený růst, který se celosvětově dostal do povědomí. Sivan je velkou inspirací pro mnoho začínajících mladých lidí v Indii, protože si vybudoval svou kariéru v oblasti vesmírných technologií úplně od nuly. Z farmářského synka studujícího na tamilské střední škole se stal šéfem jedné z neprestižnějších organizací v zemi – Indické organizace pro výzkum vesmíru (ISRO). Sivan přesvědčil mladé lidi, že všech snů lze dosáhnout tvrdou prací. Což je velmi důležité v zemi, kde prosadit se, je téměř nemožné. Nelze popřít, že Sivanův přínos pro indickou kosmonautiku byl a je obrovský. Je proto těžké zmínit všechny oblasti na které měl za ta léta vliv. Přesto jsem se pokusil vyhledat, co se dalo, a vybral především ty nejzajímavější momenty.

Začněme tedy od začátku. K. Sivan se narodil 14. dubna 1957. V roce 1977 získal bakalářský titul z matematiky na Madurai University a v roce 1980 pokračoval v bakalářském studiu letecké techniky na Madras Institute of Technology v Čennaí. V roce 1982 získal titul v oboru letectví a kosmonautiky na IISc v Bangalore a vstoupil do řad ISRO. Zde také přišel na to, že velmi snadno dokáže v datech rozpoznávat vzory. Zazářil během práce na letecké simulaci, kterou vytvořil pro ISRO.

Prototyp RLV-TD během jednoho z testů. Obrázek: ISRO

Šlo o simulační zařízení světové třídy. Sivan poté přešel od softwaru k dalším aspektům nosných raket. Později vedl pro ISRO program znovupoužitelné nosné rakety (RLV-TD, Reusable Launch Vehicle-Technology Demonstrator), který funguje dodnes. Začal na částečný úvazek pracovat na doktorátu na IIT-Bombay na téma řízení misí opakovaně použitelných nosných raket. Po úspěchu s raketou GSLV se stal hlavním kontrolorem Vikram Sarabhai Space Center (VSSC) v Thiruvanathapuramu. Čtyři měsíce si pečlivě prohlížel administrativu v tomto velkém středisku, než se přesunul do nedalekého centra tekutých pohonných systémů (LPSC). Jeho pobyt v LPSC byl v kritickém období mise na Mars, kde musel zvládnout řízení nastartování motoru sondy MOM poté, co strávila 300 dní ve vesmíru. V červnu 2015 se stal ředitelem VSSC, hlavního centra ISRO. Nesl odpovědnost za vývoj nosných raket. Sivan rychle stoupal, stával se stále sebevědomějším a výmluvnějším v angličtině, která nikdy nebyla jeho silnou stránkou.

Ředitel projektu GSLV

Radhakrishnan bývalý leader Indické agentury ISRO vzpomíná na konec roku 2010 jako na jedno z nejkritičtějších období během svého působení v čele. Dva po sobě jdoucí starty rakety GSLV (Geostationary Launch Vehicle) selhaly a nosič byl uzemněn. Ani po dvou desetiletích vývoje se nepovedlo raketu udržet spolehlivou. Indie nutně potřebovala ukázat veřejnosti, že vynaložené prostředky opravdu stojí za to. Společnost začínala být značně nervózní, zda se vysoké částky investované vládou do kosmonautiky vůbec vyplatí, a zda by nebylo lepší je utrácet jinak. Radhakrishnan se tehdy obrátil na K. Sivana, který tou dobou vedl program opakovaně použitelného systému, a udělal z něj projektového ředitele GSLV. To byl fakticky nejvýznamnější milník v Sivanově kariéře, díky němuž se později ujal funkce ředitele ISRO.

Celý projekt GSLV měl bouřlivou historii. První start v roce 2001 skončil selháním. Následovaly dva úspěšné starty v letech 2003 a 2004. Jenže poté došlo na čtyři selhání rakety po sobě! Je velmi vzácné, aby raketa několikrát uspěla a poté stále jen selhávala. Jakmile se kormidla ujal Sivan, položil si tedy několik těžkých otázek. Rozuměla ISRO používanému kryogennímu motoru dostatečně dobře? Jaké byly skryté problémy rakety GSLV? Existují vážné problémy s kvalitou? Nový ředitel projektu K. Sivan rychle pochopil, že počáteční úspěchy GSLV mohly jen zakrýt vážné nedostatky tohoto nosiče.

V modelu označeném jako GSLV Mk I. Indie používala ještě ruské motory KVD-1 (upravená verze RD-56). Napříč tomu, že USA zablokovaly přenos kryogenní technologie do Indie ke konci studené války. Díky tomuto tlaku se ale ISRO rozhodlo vyvinout vlastní motor pro horní stupeň. Raketa s tímto vlastním pohonem nesla označení GSLV Mk II, a právě ta v dubnu 2010 selhala. GSLV Mk II používal původní kryogenní motor CE 7.5. Jeho vývoj byl ovšem velmi bolestivý.

Horní stupeň rakety GSLV Mk-1 s motorem CE-7.5. K řízení sloužily dva Vernierovy motory která, jsou na obrázku v horní a spodní části části stupně uprostřed. Obrázek: ISRO

Trvání na kryogenních motorech v kosmonautice je dáno dilematem v oblasti pohonné techniky. Kapalná paliva jsou méně hustá než tuhé pohonné látky. Lépe proudí než plynná paliva a mnohá z nich mají dostatečnou energii, aby mohla být považována za žádoucí. Například druhý stupeň rakety PSLV s motorem Vikas je poháněný nesymetrickým dimethylhydrazinem (UDMH), který má obrovskou výhodu v tom, že není citlivý na otřesy, a lze jej dlouhodobě skladovat. Je ovšem silně toxický. Nejvyšší rychlost výfukových plynů, kterou dokáže poskytnout jakékoli palivo má ale plynný vodík. Při hoření UDMH v přítomnosti tetroxidu dusíku (okysličovadlo) je rychlost výfukových plynů asi 3,42 km/s. Při hoření vodíku v přítomnosti kyslíku (okysličovadlo) je to 4,55 km/s. Problém spočívá v tom, že vodík jako plyn se do motoru čerpá mnohem obtížněji než UDMH. Inženýři tento problém tedy řeší přeměnou vodíku na kapalinu, a jeho následným použitím. Složitost takového motoru je ovšem enormní. Vodík zkapalňuje při 20 kelvinech (-253 °C), a kyslík při 89 kelvinech (-184 °C), což znamená, že se látky musí skladovat a přepravovat ve speciálních nádržích, a do motorů přivádět pomocí speciálního potrubí a odolných turbočerpadel. Součástky motoru musí být vyrobeny z vysoce kvalitních slitin, protože při kryogenně nízkých teplotách se běžné kovy stávají křehkými. Jsou tu tedy hned dva extrémy. Velmi vysoké teploty, ale i extrémně nízké a motor musí zvládnout oboje! Na rozdíl od jiných běžných raketových paliv má vodík extrémně nízkou hustotu, a velmi snadno uniká. Existuje celá řada dalších problémů. V podstatě všechny kryogenní motory dohromady vyžadují náročnější péči, než na jakou byl tehdy indický průmysl kosmických letů zvyklý. Výhoda vodíku však stála za to, se o to alespoň pokusit.

Dvojice natáčecích motorů horního stupně CE-7.5. Každý o tahu 0,2 t. Zdroj: @roshan_rocketry

Motor CE 7.5 byl nejpokročilejším kusem techniky, jakým se do té doby indická agentura musela vypořádat, pokud se chtěla posunout dále. CE 7.5 využívá uzavřený cyklus (Staged combustion cycle). V ISRO vycházeli během konstrukce z ruských (Sovětských) technologií. Dvě dopravní čerpadla motoru dodávají kryogenní vodík a kyslík do turbočerpadla, které pak zásobuje spalovací komoru. Turbodmychadlo je poháněno turbínou, která je zase poháněna spalováním malého množství paliva v předspalovací komoře. Název cyklu je odvozen od toho, že se palivo spaluje ve dvou krocích. To vede ke zvýšení účinnosti paliva. Poměr směsi je řízen regulátorem. První zkušební let motoru CE 7.5 se uskutečnil 15. dubna 2010 na palubě rakety GSLV Mk II. Nosič selhal 295 sekund po startu, když raketa vybočila z dráhy letu. Vědci ISRO se původně domnívali, že selhaly Vernierovy motory pro řízení vektoru. Ty se staraly o natáčení stupně během letu. Podrobná zpráva předložená v červenci 2010, ale označila za příčinu poruchy čerpadlo, které dodávalo kryogenní vodík do turbíny. Čerpadlo se spustilo 294,06 sekundy po startu a normálně fungovalo 0,9 sekundy. Během následujících 0,6 sekundy se však z neznámých důvodů  vypnulo, čímž došlo k zastavení dodávky pohonné směsi motoru. Tato nehoda donutila ISRO použít pro následující start GSLV opět ruské motory.

Sivan po selhání potřeboval motivovat demoralizované členy týmu GSLV, které v té době považoval zbytek ISRO za podřízené. Znal nosnou raketu GSLV velmi dobře, a mezi svými kolegy byl znám jako workoholik, který si nikdy neodpočinul, dokud nedokončil rozjetý projekt. K. Sivan se důkladně podíval na data všech předchozích letů, a předělal většinu práce vykonané během předchozích 15 let. 5. ledna 2014 proběhl bezchybný let upravené GSLV. „Zkrotili jsme toho neposlušného chlapíka,“ poznamenal tehdy Sivan. Ke svým již tak hlubokým technickým znalostem přidal i manažerské dovednosti. GSLV poté až do roku 2021 nezaznamenala jediné selhání. Úspěch tak otevřel cestu k doposud nejsilnější verzi této rakety označené jako GSLV Mk III, a rozvoji kryogenních raketových motorů v Indii…(Pokračování příště).

Zdroje obrázků:
https://cdn.geekwire.com/wp-content/uploads/201rlvtd.jpghttps://commons.wikimedia.org/wiki/File:The_Chairman,_.jpghttps://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/10/I.jpghttps://twitter.com/roshan_rocketry/status/1404097593349

Zdroje informací budou uvedeny na konci série.