Vážení čtenáři, od roku 2015 na našem webu dodržujeme tradici, že během letních prázdnin vydáváme každý pátek nový díl ze seriálu TOP5. Jedná se o články přehledové, které přináší shrnutí pěti věcí, které spojuje nosné téma. V některých je jejich pořadí jasně dané, v jiných zase záleží na preferencích autora, který rozhoduje nejen o zmíněném pořadí, ale i o tom, které věci ve výpisu zařadí – to platí zvláště v situacích, kdy je téma široké a autor má možnost vybírat z více než pěti možností. Tento formát proto vybízí ke spolupráci redakce a čtenářů. V minulých letech se stalo dobrým zvykem, že čtenáři v diskusi pod článkem téma dále rozvíjeli, nabízeli svá pořadí, případně diskutovali o tom, které další možnosti mohly být do výpisu zařazeny, pokud by nebyl formát limitován počtem pěti. Jelikož máme dnes první červencový den, je čas po deseti měsících oprášit tento seriál.

Ačkoliv se ve většině případů snažíme v tomto seriálu věnovat spíše odlehčeným tématům, dnešní téma z toho silně vybočuje. Když jsem totiž přemýšlel, jaké téma bych měl v tomto článku zpracovat, uvědomil jsem si, že vpád ruské armády na Ukrajinu, ke kterému došlo 24. února letošního roku, je tak významnou událostí, že by se měla odrazit i v našem seriálu. Pravidelní čtenáři vědí, že jsme dopady ruské invaze na kosmonautiku sledovali několik týdnů v tomto článku. Dnes si proto stručně zrekapitulujeme ty největší kosmonautické dopady, které ruská invaze přinesla. Hned na začátek je však potřeba říct, že žádný z dopadů na kosmonautiku nemůže být větší než zbytečné ztráty lidských životů, kterých v důsledku tohoto bezohledného útoku vyhaslo již mnoho.

Testovací exemplář sondy Luna-Glob (Luna-25).
Zdroj: https://www.nasaspaceflight.com/

5) Luna 25 – 27

V éře sovětské kosmonautiky patřil program Luna k těm nejúspěšnějším. V rámci tohoto programu bylo dosaženo řady prvenství – první kontakt lidského výrobku s nezemským kosmickým objektem, první nafocení odvrácené strany Měsíce, první automatické lunární vozítko, nebo první bezpilotní doprava vzorků z Měsíce na Zemi. Luna 24 z roku 1976 však byla posledním článkem tohoto programu. Když Rusové po desítkách let začali uvažovat o bezpilotním průzkumu Měsíce, rozhodli se, že chystanou sondu Luna Glob přejmenují na Luna 25, aby tím ukázali, že starý úspěšný program dál pokračuje. Ve stejném duchu pak byly pojmenovány i následující sondy.

Umělecká představa sondy Luna 25 na Měsíci.
Zdroj: https://www.nasaspaceflight.com

Do obnoveného programu Luna byla přizvána také Evropská kosmická agentura, která měla na sondy umístit své vědecké přístroje. Jenže ruská invaze způsobila, že Evropská kosmická agentura dala v tomto směru od spolupráce ruce pryč. Nejblíže ke startu má sonda Luna 25, která je oficiálně stále plánovaná na letošní rok, ale reálně se dá uvažovat o jejím skluzu na rok příští. Na této misi měla letět evropská navigační kamera PILOT-D. Agentura ESA se rozhodla vzít si přístroj zpět a zahájila jednání s agenturou NASA, která provozuje program CLPS. V jeho rámci budou komerční landery dopravovat na povrch Měsíce vědecké přístroje a technologické demonstrátory nejen pro NASA, ale i pro univerzity, či jiné firmy. ESA se proto pustila do jednání, že by PILOT-D mohl letět na komerčním landeru. Stejný plán byl i u vrtačky PROSPECT s analyzátory těkavých látek, která měla letět na  misi Luna-27. U té se již podařilo zajistit letenku k Měsíci v rámci programu CLPS.

Start rakety Sojuz z kosmodromu CSG ve Francouzské Guyaně.
Zdroj: https://www.arianespace.com/

4) Sojuzy v Kourou

Evropa měla v minulých letech k dispozici tři nosné rakety. Lehkou Vegu a těžkou Ariane 5 doplňoval středně těžký Sojuz. Evropa tak mohla ze svého kosmodromu ve Francouzské Guyaně obsloužit všechny mise bez ohledu na cílovou oběžnou dráhu či hmotnost nákladu. Pro rakety Sojuz vznikla na kosmodromu CSG u města Kourou zbrusu nová rampa, která si odbyla premiéru v roce 2011. Od té doby z ní odstartovalo celkem 27 raket, které byly (až na jeden částečný neúspěch) plně úspěšné. Sojuzy z Jižní Ameriky vynášely především družice evropského navigačního systému Galileo, ale i komunikační družice, případně družice sledující Zemi. Start z 10. února s várkou družic OneWeb však byl zřejmě na dlouho poslední.

Krátce po ruské invazi bylo jasné, že tato spolupráce končí. V tomto případě však přišlo vypovězení ze strany Ruska, která už pár dní po vpádu na Ukrajinu oznámilo, že z Francouzské Guyany stahuje desítky pracovníků, kteří zde zajišťovali přípravu raket na start. Jelikož se rakety Sojuz vyráběly na území Ruska a do Jižní Ameriky se pouze vozily, nedá se tato situace vyřešit žádnou záložní možností.

Vylepšená Vega-C spolu se slabší verzí rakety Ariane 6 zúží mezeru, kterou několik let vyplňovaly rakety Sojuz.
Zdroj: https://www.czechspaceportal.cz/

Starty Sojuzů z Francouzské Guyany byly pro evropskou kosmonautiku důležité, ale tak nějak se vědělo, že to není trvalé řešení. Ruský odchod z kosmodromu CSG přišel v relativně dobrém čase. Zatímco před deseti lety neměla Evropa za Sojuzy žádnou náhradu (a starty těchto raket vyplňovaly mezeru mezi Vegou a Ariane 5), dnes je situace jiná. Již pouze dny nás dělí od premiéry vylepšené verze rakety Vega, která nese označení Vega-C. Ta je oproti své předchůdkyni silnější a proto může nést i některé náklady, které by dříve připadly Sojuzu. Za několik let pak má přijít další vylepšení – Vega-E, která ještě více zvýší možnosti tohoto nosiče. Naopak raketa Ariane 5 odchází do výslužby. Nahradit ji má Ariane 6, která vznikne ve dvou verzích. Slabší Ariane 62 bude mít dva pomocné motory na tuhé pohonné látky, silnější Ariane 64 dostane tyto motory čtyři. Ačkoliv premiéra Ariane 6 sklouzla do roku 2023, dá se očekávat, že díky nižším nákladům oproti Ariane 5 bude právě její lehčí verze 62 vhodnou náhradou za chybějící Sojuzy. Dříve široká mezera mezi slabou a silnou evropskou raketou se tedy výrazně zúží.

3) OneWeb u konkurence

Družice OneWeb na adaptéru rakety Sojuz
Zdroj: https://mk0spaceflightnoa02a.kinstacdn.com/

V minulém bodě jsme zmínili start Sojuzu, který z kosmodromu CSG vynášel družice OneWeb. Tato firma, která před lety prošla bankrotem a následným znovuzrozením pod křídly britské vlády a indických finančních institucí, buduje na nízké oběžné dráze družicovou síť, která má pokrýt svět spolehlivým připojením k internetu. Dá se tedy říct, že určitým způsobem svým zaměřením konkuruje projektu Starlink od SpaceX. Firma OneWeb si k vynesení svých družic objednala rakety Sojuz. Společnosti Arianespace a Starsem měly zajistit starty Sojuzů s družicemi Oneweb ze tří různých kosmodromů – kromě jihoamerického CSG se používal i ruský Vostočnyj a kazašský Bajkonur.

Na 4. března letošního roku byl naplánován start dalšího Sojuzu s družicemi OneWeb – tentokrát z Bajkonuru. Start už byl zaplacen, družice připojeny k raketě, nosič vyrazil k rampě … ale start nepřišel. Ruská strana odmítla vydat souhlas ke startu, pokud se firma OneWeb nezaváže, že její systém nebude sloužit armádě. Jen o pár dní dříve totiž SpaceX poslala na Ukrajinu první várku uživatelských přijímačů pro připojení k síti Starlink. V dalších týdnech pak ukrajinská armáda začala tohoto prostředku využívat k cíleným útokům na ruská stanoviště. Rusové však u jediného požadavku nezůstali a přidali ještě podmínku, že z projektu OneWeb musí odstoupit Velká Británie. Následovalo přelepení vlajek na aerodynamickém krytu rakety a když zákazník odmítl na tyto podmínky přistoupit, byla raketa odvezena z rampy do montážní haly. Družice z ní byly sejmuty a uloženy do skladu. Další osud družic není veřejně znám, raketa by snad měla být časem využita k vynesení ruské meteorologické družice.

Firma OneWeb se tedy ocitla v nezáviděníhodné situaci. Na základě chování ruské strany oznámila, že přerušuje své starty z Bajkonuru a začala hledat náhradní řešení. To se jí během pár týdnů podařilo najít – pro leckoho překvapivě u své „konkurence“, tedy u SpaceX. Firma oznámila, že ještě letos obnoví vypouštění svých družic na Falconech 9. V zásadě se dá říct, že to není překvapivý krok. Ve většině případů platí, že se zakázky domlouvají často i několik let dopředu. Není výjimkou, že se raketa vyrábí na konkrétní misi, což nějaký čas zabere. Ale i v případech, kdy tomu tak není, tak firmy nemají zásobu raket čekajících, až si je někdo na poslední chvíli objedná. Pokud tedy OneWeb chtěl rychle obnovit vypouštění svých družic v rámci několika startů v relativně krátkém čase, byla SpaceX jasnou volbou.

Jak ukazuje grafika od uživatele Redditu s nickem Rykllan, SpaceX má k dispozici širokou flotilu prvních stupňů. Údaje jsou aktuální k 29. červnu 2022.
Zdroj: https://www.elonx.cz/

Díky znovupoužitelnosti prvních stupňů má firma širokou flotilu, kterou může využít. Ano, pro každý start se sice musí vyrobit nový horní stupeň, ale to je v celkovém měřítku menšina. Navíc SpaceX už má sama tak vysoké startovní tempo, že pro ni není problém zařadit do harmonogramu pár dalších misí. Lidově řečeno – když vaše raketa letí jednou za rok, tak jen těžko zvýšíte její startovní frekvenci o čtyři starty na pět startů za rok, když vás narychlo osloví zákazník. Naopak když máte 30 startů do roka, tak navýšení o čtyři na 34 zas tak velký problém nepředstavuje.

Kromě SpaceX by měly nově družice OneWeb létat i na raketách firmy NewSpace India Ltd. (komerční větev indické organizace ISRO). Velmi čerstvá je pak informace o navázání spolupráce společnosti OneWeb s firmou Relativity Space. Konkrétně se má používat znovupoužitelná raketa Terran-R vyráběná na 3D tiskárně. Tweet sice z profilu firmy Relativity Space po pár hodinách zmizel, ale níže přikládáme jeho screenshot.

Později smazaný tweet, ve kterém firma Relativity space oznamuje, že její Terran-R získal zakázku na vynášení družic OneWeb.
Zdroj: https://discord.com/

2) Raketové motory

Ruský motor RD-180 spalující směs speciálního petroleje a kapalného kyslíku.
Zdroj: https://engineering.purdue.edu

Kolem ruských raketových motorů na amerických raketách koluje mezi lidmi celá řada nepravdivých a zavádějících informací. Nezřídka se člověk setká s lidmi, kteří si myslí, že všechny americké rakety používají ruské raketové motory. Realita je však jiná. I přesto se raketové motory po ruské invazi na Ukrajinu staly jedním z hojně zmiňovaných témat. Rusko totiž oznámilo, že ukončuje své dodávky raketových motorů do USA. Na první pohled významná zpráva, která může v některých lidech vyvolat dojem, že je teď americká kosmonautika nahraná. Jaká je však realita? Ruské raketové motory létají všeho všudy pouze na dvou amerických raketách. Motory RD-180 pohání centrální stupně Atlasů V od United Launch Alliance a motory RD-181 najdeme na prvních stupních raket Antares. V obou případech se jedná o raketové motory na kapalný kyslík a speciálně upravený letecký petrolej RP-1.

V případě Atlasu je potřeba dodat, že tyto nosiče nezadržitelně míří do výslužby a mají být nahrazeny novými raketami Vulcan, které mají všechny díly vyrobené v USA. Všechny raketové motory RD-180 pro zbývající starty Atlasů V jsou již na území USA a avizované zastavení dodávek se jich tedy nedotkne. Problém by mohl nastat jedině při technických závadách, nebo výměně náhradních dílů, protože i tyto možnosti padly. U raketových motorů RD-181 je situace složitější, protože rakety Antares měly létat i v dalších letech – jejich konec zatím (na rozdíl od Atlasů) nebyl v blízké době plánován. Ovšem rakety Antares nestartují tak často – průměrně dvakrát do roka, takže současná zásoba raketových motorů vydrží klidně na dva roky, což je dost času na hledání řešení.

Ruský motor RD-181.
Zdroj: http://www.russianspaceweb.com/

Rakety Antares navíc vynáší jediný typ nákladu – kosmické lodě Cygnus. Historie nám však již ukázala, že tyto lodě mohou létat i na jiných raketách. Když totiž v roce 2014 havarovala raketa Antares, rozhodla se firma Orbital Sciences Corporation (dnes součást Northrop Grumman) k chytrému řešení. Aby dostála závazkům vůči NASA ohledně zásobování stanice ISS nákladem, objednala si u společnosti United Launch Alliance vynesení lodí Cygnus pomocí raket Atlas V. Ano, ty jsou dnes již na konci provozu a hovořili jsme o nich v souvislosti se zastavením dodávek ruských motorů, ale když mohl Cygnus letět na Atlasu, nebude zřejmě moc velký problém jej posadit na nějakou jinou raketu. V tomto provizorním období zatím může Northrop Grumman hledat finální řešení v podobě zajištění jiných motorů pro rakety Antares.

První stupeň Atlasu V s motorem RD-180.
Zdroj: https://upload.wikimedia.org/

Jak se tedy ukazuje, zastavení dodávek ruských motorů do USA nemá až takový význam, jaký tomuto kroku přikládají především ruští představitelé kosmonautické agentury. Podobně jako u startů raket Sojuz z Jižní Ameriky, i zde platí, že rozhodující je načasování. Pokud by Rusko sáhlo k zastavení dodávek svých motorů do USA před deseti lety, napáchalo by to mnohem větší škody než dnes. Před deseti lety byla hlavním americkým tahounem raketa Atlas V – třeba v roce 2011 měl 5 startů, v roce 2012 měl 6 startů a v roce 2013 jich bylo 8 a v roce 2014 dokonce 9. V posledních letech je však hlavním americkým nosičem Falcon 9 a Atlas letěl předloni pětkrát, vloni čtyřikrát a letos zatím třikrát. Naopak Falcony si připisují více než 20 startů ročně.

Firma Northrop Grumman však musí řešit více problémů, než „jen“ absenci raketových motorů RD-181. Celé první stupně raket Antares se totiž vyráběly na Ukrajině v závodech Južmaš a Južnoje ve městě Dnipro. Ty však byly jakožto strategické cíle vytipovány k útokům už v první vlně invaze. Ověřené informace o jejich stavu zatím chybí, ale nedá se očekávat, že by byly schopné za současné situace bezpečně a spolehlivě vyrábět požadované první stupně. Poškození těchto závodů se však dotýká i evropské kosmonautiky, konkrétně rakety Vega. Ta je prakticky celá tvořena stupni na tuhé pohonné látky – výjimku tvoří stupeň čtvrtý, AVUM, který je na kapalné pohonné látky. O jeho pohon se stará raketový motor RD-843 spalující nesymetrický dimetylhydrazin a oxid dusičitý. Tento raketový motor je produktem již zmíněného ukrajinského podniku Južmaš. Ve výsledku se tedy dá říct, že absence ukrajinské techniky napáchá víc škod, než absence té ruské.

Horní stupeň AVUM s raketovým motorem RD-843 vyráběným na Ukrajině.
Zdroj: http://www.esa.int

1) ExoMars

Vozítko Rosalind Franklin před testy
Zdroj: https://scontent.fprg1-1.fna.fbcdn.net/

Měl to být jeden z vrcholů roku 2022. Po mnoha letech odkladů z technických důvodů byla konečně druhá fáze programu ExoMars připravena ke startu. A že se bylo na co těšit! Zatímco v první fázi (ExoMars 2016) letěla k Marsu „jen“ sonda TGO a technologický demonstrátor EDM (Schiaparelli), mise ExoMars 2022 (dříve ExoMars 2018, pak ExoMars 2020) byla výrazně komplexnější. Přistání na Marsu měla obstarat ruská plošina Kozáček, ze které by pak na rudou planetu sjelo evropské vozítko Rosalind Franklin. Přistávací platforma vybavená vědeckými přístroji by fungovala jako stacionární lander, zatímco šestikolové vozítko by pátralo po stopách dávného života. Od ostatních průzkumníků Marsu odlišuje Rosalind Franklin především skládací vrták tvořený půlmetrovými segmenty schopný proniknout do celkové hloubky dva metry. To je oproti jednotkám centimetrů, které zvládnou ostatní mise, výrazný rozdíl. Mars je spalován kosmickým zářením a podle výpočtů je k odstínění jeho ničivých vlivů zapotřebí vrstva regolitu silná metr a půl. V hloubce dvou metrů tak může vrták narazit na stopy dávného života, které nebyly ovlivněny (nebo dokonce úplně zničeny) kosmickým zářením.

Ve švýcarském Zurichu se v roce 2019 testoval sjezd plnorozměrového modelu roveru Rosalind Franklin z modelu plošiny Kozáček.
Zdroj: http://www.esa.int

Technické kontroly hardwaru nevykazovaly žádný velký problém, vše spělo k dokončení certifikačních zkoušek, po kterých mělo přijít odeslání dokončeného hardwaru na kosmodrom Bajkonur. Tady mělo dojít k usazení nákladu na nosnou raketu Proton-M, která by cenný náklad vystřelila vstříc k Marsu. Po ruské invazi se Evropská kosmická agentura rozhodla pozastavit spolupráci s ruskou kosmickou agenturou na několika projektech včetně mise ExoMars. Bylo tak jasné, že k dlouhé roky odkládanému startu nedojde ani letos. Evropská kosmická agentura proto zformovala tým expertů, kteří mají urychleně vypracovat možné scénáře dalšího postupu. Tyto možnosti pak zhodnotí a navzájem porovná studie, která se zaměří třeba na ceny, náročnost / realizovatelnost, nebo termíny. Tato studie poslouží jako základ pro vytvoření dokumentu, který doporučí nejvhodnější metody dalšího vývoje. O definitivním osudu mise ExoMars rozhodnou ministři členských států na pravidelném setkání, které proběhne na konci letošního roku.

Rover Rosalind Franklin během usazení na lander Kozáček.
Zdroj: https://pbs.twimg.com/

Řešit se v tomto případě musí celá řada aspektů, které měla zajišťovat ruská strana. Dva z nich jsou však velmi výrazné – jde o nosnou raketu a přistávací plošinu. Najít vhodný alternativní nosič není jen tak. V reálném světě to nefunguje tak, že by se daly náklady libovolně přesouvat z rakety na raketu jako kostičky LEGO. Stále však jde o jednodušší úkol, než v případě hledání náhrady za přistávací plošinu Kozáček. Návrh, stavba a testy takového hardwaru zaberou roky.

V současné době stále připadají v úvahu všechny možnosti včetně extrémního zrušení projektu, ale i čistě evropské mise, nebo spolupráce s jinou agenturou. Jelikož se Země a Mars dostanou do vhodné pozice jednou za 26 měsíců, znamená to, že k němu nemůžeme letět, když se nám zamane. Ve hře jsou proto scénáře, které počítají se starty mezi roky 2024 a 2030 – definitivní termín bude záležet na konkrétním scénáři, jeho ceně a rozsahu prací, které se musí udělat. Zpoždění takto významné vědecké mise je určitě nemilé, ale na druhou stranu může tato událost zafungovat jako spouštěč větší evropské samostatnosti v kosmonautice. Mise ExoMars stále žije. Sonda TGO na oběžné dráze Marsu funguje dobře a ani nad druhou fází se ještě nezavřela voda. Věřme tedy, že mise přežije a třeba bude nakonec ještě lepší, než měla původně být. Variant dalšího vývoje je hodně a pokud jsou některé horší, měly by být některé i lepší. Nezbývá než věřit, že se dočkáme právě některé z těch lepších.

Projekt ExoMars – vozítko Rosalind Franklin
Zdroj: https://www.esa.int/

Zájemcům o informace kolem programu ExoMars mohu doporučit tento článek s rozhovorem s Michalem Václavíkem z České kosmické kanceláře, který je přímým účastníkem jednání tohoto programu. Rozhovor sice vyšel 19. května a mnoho věcí se od té doby mohlo změnit, ovšem základní informace platí.

Zdroje informací:
https://twitter.com/
https://en.wikipedia.org/
https://arstechnica.com/
https://oneweb.net/
http://www.russianspaceweb.com/
https://www.theverge.com/
https://www.reuters.com/
https://www.esa.int/

Zdroje obrázků:
https://images.wsj.net/im-509016?width=1920&height=1080
https://www.nasaspaceflight.com/wp-content/uploads/2018/06/2018-06-25-185404.jpg
https://www.nasaspaceflight.com/wp-content/uploads/2018/06/2018-06-25-184833.jpg
https://www.arianespace.com/wp-content/uploads/2019/04/4-4-2019-VS22-liftoff-hr1.jpg
https://www.czechspaceportal.cz/wp-content/uploads/2020/11/308_nosice.jpg
https://mk0spaceflightnoa02a.kinstacdn.com/wp-content/uploads/2021/07/onewebsats.jpg
https://engineering.purdue.edu/~propulsi/propulsion/images/rockets/liquids/rd180.jpg
http://www.russianspaceweb.com/images/rockets/engines/rd181/rd181_silo_1.jpg
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/95/Atlas_V_first_stage_engines.jpg
http://www.esa.int/…/9261315-5-eng-GB/Vega_s_upper_stage.jpg
https://scontent.fprg1-1.fna.fbcdn.net/…0802830cece3d009ac844c50f99f78b8&oe=5E81DBA7
http://www.esa.int/…/19294668-1-eng-GB/ExoMars_locomotion_tests.jpg
https://pbs.twimg.com/media/Equyy9yXEAEaQFU?format=jpg&name=medium
https://www.esa.int/…/exomars_rover2/16873212-3-eng-GB/ExoMars_rover.jpg