ABL Space Systems krok od prvního startu

Do nedávna naprosto neznámá společnost ABL Space Systems o sobě dává vědět, že je připravena na svůj první pokus o start rakety RS-1 z aljašského kosmodromu Pacific Spaceport Complex na ostrově Kodiak po té, co pracovníci dokončili řadu zatěžkávajících zkoušek včetně testu tankování paliva. Zpráva byla pro svět překvapením, protože společnost o sobě moc často vědět nedává. Zřejmě razí moto: Místo slibů, činy. ABL Space Systems je americká soukromá společnost se sídlem v El Segundo v Kalifornii, která se zabývá vývojem technologie nosných raket a nosných systémů pomocí CNC a 3D tisku. Zakladatelé společnosti jsou generální ředitel a bývalý zaměstnanec SpaceX Harry O’Hanley (vedl vývoj roštových kormidel pro Falcon 9) a Dan Piemont, který má na starosti finance. Zkušenosti získal v působení u firmy Morgan Stanley.

Raketa z kontejneru

Je známo, že trh s malými nosiči je v současnosti velmi nepřehledný a plný aspirantů, ale ABL celkově vyčnívá, protože jsou vidět skutečné výsledky. Společnost je další alternativa v segmentu mezi SpaceX a RocketLab. Nabízí dvoustupňovou raketu RS-1 schopnou dostat na nízkou oběžnou dráhu až 1 350 kg nákladu (875 kg na SSO). Tak si o ní tedy pojďme něco říci.

Schéma mobilního odpalovacího systému ABL. Zdroj ABL

Schéma mobilního odpalovacího systému ABL. Zdroj ABL

Na obou stupních RS-1 budou použity stejné raketové motory E2 na kapalný kyslík (LOX) a kerosin (RP-1). První stupeň jich má celkem 9 a na druhém se nachází již jen jeden v úpravě pro vakuum. Zajímavostí této rakety je fakt, že bude schopna startovat prakticky odkudkoli. Nepotřebuje totiž složitou rampu a není dělaná konkrétnímu místu na míru. RS-1 má k dispozici kontejnerový odpalovací systém (GSO), který je mobilní. Raketa tak může startovat z vhodného, rovinatého místa. Přičemž hlavním požadavkem je přístup pro nákladní automobily schopné převážet až šestnáctimetrové ISO kontejnery (pro první stupeň RS-1) a plochá betonová podložka s minimálními rozměry 46 m × 15 m pro raketu.

Vnitřní část aerodynamického krytu rakety RS-1. Zdroj: ABL

Vnitřní část aerodynamického krytu rakety RS-1. Zdroj: ABL

Nosič je celkem 27 m vysoký o průměru něco málo přes 1,8 metru. Cena za start je odhadována na 12 milionů dolarů. Aerodynamický kryt je vyroben z hliníku. Uvnitř je vybaven akustickou ochranou. K oddělení krytu se používají nepyrotechnická zařízení, což omezuje rázové zatížení. Podobně je tomu u raket Falcon společnosti SpaceX. ABL bude nabízet dvě velikostí krytů. Menší o průměru přesahující o málo 2 metry. Větší pak má průměr 2,74 m a nese označení XL. RS-1 vznikala za pouhých 5 let, a jejím cílem byla co největší hospodárnost ve všech ohledech. Díky tomu je společnost schopna nabízet nízké ceny. Snížení nákladů je také možné díky velké flexibilitě pozemních podpůrných systémů, které jsou pro start zredukovány na několik kontejnerů. Můžeme to vidět z úvodní fotografie. Což je jeden z mála obrázků zveřejněných společností ABL, kde lze vidět raketu vcelku na místě startu. Mobilní odpalovací systém GSO umožní startovat bez složité trvalé infrastruktury a tedy z mnoha startovacích míst na světě, jako je například Velká Británie. To je již v plánu.  ABL podepsala lukrativní smlouvu se společností Lockheed Martin na až 58 startů uskutečněných z Velké Británie.

Motor E2 pro první stupeň rakety RS-1. Zdroj: ablspacesystems.com

Motor E2 pro první stupeň rakety RS-1. Zdroj: ablspacesystems.com

Záměrně nudný

Téměř vše si společnost dokáže vyrobit sama. Kořeny ve SpaceX nejdou upřít. Hned při pohledu na raketový motor je to patrné. Připomíná totiž první Merliny pro Falcon 1. Raketový motor ABL nese označení E2 a je na LOX/RP. Jde o pohon s otevřeným cyklem a turbočerpadlem – osvědčené volby, které umožňují jednoduchou konstrukci a spolehlivost. Společnost ABL záměrně vybírá vyspělé a známé architektury, aby minimalizovala čas a rozsah vývoje, což umožňuje plně se soustředit na návrh, výrobu a provoz.

Podle ABL je jejich motor záměrně nudný. Kombinujeme tradiční a aditivní výrobu pro účelový přístup. U součástí, které vyžadují složité vnitřní průchody kapalin – včetně náporové komory a turbočerpadel se tiskne 3D tiskem. U dílů, které to nevyžadují se používají osvědčené metody kování a obrábění, aby se optimalizovaly náklady, doba realizace a spolehlivost. Výsledkem této jednoduchosti je motor, který lze rychle vyrobit a sestavit podle potřeb zákazníků.

ABL zamýšlela debutovat s RS-1 již na začátku roku 2022. Plány byly ovšem odloženy kvůli explozi druhého stupně během testu v lednu. Při incidentu byl zničen nejen horní stupeň RS-1, ale také zkušební stojan spodní konstrukce a odklad byl tedy nevyhnutelný. Společnost nedávno ovšem potvrdila, že její první start  se uskuteční v září. Poté, co byly dokončeny poslední testy plnění paliva 13. září 2022.

Interiér nádrže prvního stupně rakety RS-1. Zdroj: ABL Space Systems

Interiér nádrže prvního stupně rakety RS-1. Zdroj: ABL Space Systems

Dostupné zprávy hovoří o tom, že už se čeká jen na rozhodnutí úřadu FAA. Nákladem mají být dvě malé družice VariSat 1A a VariSat 1B texaské společnosti OmniTeq o celkové váze 22 kg. Vyrazí na polární oběžnou dráhu s parametry 350 × 200 km se sklonem 87,3°. Jejich „bratr“ VariSat 1C už odstartoval na palubě rakety SpaceX Falcon 9 25. května tohoto roku v rámci mise Transporter-5. Všeobecný profil letu je následující. Po zážehu bude hořet 9 motorů E2 celkem 160 sekund. Poté ve výšce 75 km dojde k oddělení prvního stupně při rychlosti 2,6 km/s. Ve 163. sekundě letu dojde k zážehu druhého stupně ve výšce 80 km. Ve dvousté sekundě letu se oddělí aerodynamický kryt nákladu ve výšce 125 km a rychlosti 2,65 km/s. K vyhoření druhého stupně dojde v 508. sekundě letu a následuje oddělení nákladu v 518. sekundě ve výšce 200 km a rychlosti 7,8 km/s. Vše je vidět také na následujícím obrázku.

Základní profil letu rakety RS-1. Zdroj: ABL

Základní profil letu rakety RS-1. Zdroj: ABL

„Nosič, který přijede za klientem“

Zatímco RS-1 je navržena jako raketa na jedno použití (expendable), tak O’Hanley i Piemont tvrdí, že ABL nevyloučila v budoucnu práci na modernizaci rakety, aby byla v budoucnu částečně znovupoužitelná. Ekonomicky jim zatím ale prý postačuje současná verze a opětovně použitelná raketa by byla motivována spíše logistikou a dobou potřebnou na výrobu, než celkovými náklady. V ABL pracuje také celá řada bývalých zaměstnanců SpaceX, jako například členové týmu, který se podílel na prvním znovupoužití nosiče Falcon 9. ABL má nyní okolo 105 zaměstnanců a k dispozici několik budov v El Segundo. Testovací zařízení je na Edwardsově letecké základně a také na Spaceport America v Novém Mexiku. Celkově má ABL prozatím v plánu startovat z těchto kosmodromů:

  • Pacific Spaceport Complex – Kosmodrom na Aljašce na ostrově Kodiak. RS-1 využije pozici Pad 3C. 
  • Cape Canaveral – Kosmodrom na Floridě společnost využije pro start z družicemi Kuiper. RS-1 bude startovat z rampy LC-48
  • SaxaVord Spaceport – Je vznikající kosmodrom na poloostrově Lamba Ness, nejsevernějším ze Shetlandských ostrovů. Navrhované místo je blízko radarové stanice RAF Saxa Vord a osady Skaw. Společnost má v plánu odsud uskutečnit demonstrační misi platformy LM-400 a misi známou jako UK Pathfinder. V rámci které by měla být odzkoušena platforma (Orbital Maneuvering Vehicle, OMV) zvané Moog, na které má být uchyceno celkem 6 CubeSatů. 
  • Spaceport Camden – Je kosmodrom ve státe Georgia, kde si ABL v roce 2018 dojednala smlouvu o využití  letiště St. Marys, pro své starty, které je součástí zmíněného kosmodromu. Bývalé letiště se nachází asi 7 km od východního pobřeží na ostrově Cumberland ve státě Georgia.
  • Vandenberg Space Force Base – Společnost měla v plánu právě zde uskutečnit svůj první start, ale nedostala povolení od úřadu FAA. Údajně kvůli problémům s likvidací druhého stupně.  ABL zde bude využívat rampu SLC-576E, která sloužila pro testy rakety Atlas F a starty nosičů  Minotaur-C a Taurus. 

V současné době je tedy společnost prý schopna startovat ze všech pěti míst v USA, která mají licenci FAA. Všechno potřebné ke startu je společnost schopna převážet v kontejnerech a není problém je na místo startu dopravit jakýmkoli způsobem. Tedy letecky, po železnici, po vodě i po silnici.

Pohled na spodní část prvního stupně RS-1 s devíti motory na rampě. Zdroj: ABL

Pohled na spodní část prvního stupně RS-1 s devíti motory na rampě. Zdroj: ABL

Zákazník, kam se podíváš

Zájem o raketu RS-1 je veliký. Firma obdržela smlouvy v hodnotě 44,5 milionů dolarů od letectva Spojených států a také získala 49 milionů dolarů od investorů jako Venrock, New Science Ventures, Lynett Capital a Lockheed Martin Ventures. Podle Dana Piemonta zahrnují smlouvy s letectvem jednoletou smlouvu s technologickým inkubátorem AFWERX na demonstraci technologie, a dohodu na 3 startech pro Space Systems Command. Letectvo zajímá prý i onen mobilní systém společnosti. Dalším zákazníkem je například Amazon, který má v úmyslu vypustit dvě první testovací družice konstelace Kuiper. Zajímavostí je, že podle společnosti stál vývoj RS-1 doposud jen něco okolo 25 milionů dolarů. Což prý znamená, že bude schopna dokončit svůj první start výrazně pod částkou 100 milionů dolarů. Což jsou zhruba náklady, za které uskutečnily první orbitální start firmy SpaceX i Rocket Lab a dokonce i společnost Astra měla podobné výdaje. Nesmíme zapomenout ani na velký kontrakt od Lockheed Martin na až 58 startů uskutečnitelných do roku 2029.

Gigant v raketovém průmysl ale zatím neupřesnil, jaké konkrétní družice plánuje vyslat raketami ABL do kosmu. Lockheed Martin ovšem ještě předtím v únoru oznámil, že si vybral ABL i pro mise ze Skotska. Nákladem bude technologický demonstrátor LM 400 střední velikosti. Půjde o demonstraci pohonné platformy využitelné v rozmanitých oblastech zahrnujících pozorování Země (EO), komunikaci a monitorování klimatu. LM 400 je konfigurovatelná platforma o velikosti chladničky a v řadě LM 400 existuje 10 variant. Jedná se o novou část firemní řady flexibilních platforem včetně LM 50 pro nanosatelity a LM 2100 pro větší mise. Vyhovuje architektuře Modular Open Systems Architecture (MOSA) a softwarově definované satelitní platformě SmartSat společnosti Lockheed Martin. LM 400 poskytuje bezkonkurenční flexibilitu pro přesun družic z nízké oběžné dráhy (LEO) na geostacionární dráhu (GEO). Je navržena speciálně pro družicové konstelace. Na tomto základě by měla vzniknout například nová konstelace Lockheed Martin a firmy Omnispace pro globální pokrytí sítě 5G z vesmíru. Lze soudit, že oněch 58 startů by mohlo být právě v rámci této konstelace, ale to je jen má spekulace.

Vizualizace demonstrátoru pro přečerpání kapalného vodíku v kosmu a další experimenty.

Vizualizace demonstrátoru pro přečerpání kapalného vodíku v kosmu a další experimenty. Zdroj: lockheedmartin.com

V neposlední řadě je zákazníkem také NASA, která má v plánu vyzkoušet chování kryogenních látek v kosmu. Tato velmi zajímavá mise je nazvaná Cryogenic Demonstration Mission. Během ní bude vynesen speciální demonstrátor, který provede více než tucet experimentů s kapalním vodíkem, což je asi nejzáludnější pohonná látka, ale velmi účinná. Ostatně odklad startu obří rakety SLS to jen dokazuje. Mise byla vybrána v říjnu 2020 v rámci programu NASA Tipping Point. Stavbu demonstrátoru má na svědomí Lockheed Martin. Firma bude provádět operace ve spolupráci s Marshallovým vesmírným letovým střediskem (Marshall Space Flight Center) a Glennovým výzkumným střediskem (Glenn Research Center). Mise je v plánu na rok 2023 a souvisí s programem Artemis, ve kterém bude právě zmíněné palivo využíváno. Celkově má mít společnost ABL již 10 smluv od komerčních a institucionálních klientů. To je celkem slušné na společnost, o které jste pravděpodobně do teď ani nevěděli, co myslíte?

Pokud bude start přenášen, uvedeme ho v rámci pořadu Živě a Česky, takže je na co se těšit. Doporučuji také navštívit galerii společnosti na Flickeru. ABL je důkazem, že sektor s malými nosiči žije, a je lukrativní i pro zákazníky. Pokud se povede RS-1 uvést úspěšně do provozu, tak tu budeme mít s trochou nadsázky první komerční nosnou raketu „schopnou přijet“ za zákazníkem.

Pohled na devět motorů prvního stupně rakety RS-1. Zdroj: ABL

Pohled na devět motorů prvního stupně rakety RS-1. Zdroj: ABL

Zdroje informací: 
https://ablspacesystems.com/wp-content.pdf
https://www.satellitetoday.com/innovation/2021
https://www.cnbc.com/2021/03/23/lockheed
https://www.astrospace.it/2022/09/06/il-mese
https://www.prnewswire.com/news-releases/abl
https://www.space.com/abl-space-systems-deb
https://en.wikipedia.org/wiki/ABL_Space_Systems
https://ablspacesystems.com

Zdroje obrázků:
https://www.astrospace.it/wp-content/upload.jpg
https://image.cnbcfm.com/api/v1/image/106820
https://live.staticflickr.com/65535/52210369.jpg
https://up.picr.de/43736610io.jpg
https://ablspacesystems.com/wp-content/upl.jpg
https://ablspacesystems.com/wp-content/upl.pdf
https://live.staticflickr.com/65535/522103472.jpg
https://www.lockheedmartin.com/content/dam/
https://ablspacesystems.com/wp-content/uploa

Print Friendly, PDF & Email

Kontaktujte autora: hlášení chyb, nepřesností, připomínky
Prosím čekejte...
Níže můžete zanechat svůj komentář.

11 komentářů ke článku “ABL Space Systems krok od prvního startu”

  1. Ivono napsal:

    Zdravím, nejsem žádný odborník, pouze fanda kosmonautiky od šedesátých let. Ale velkou výhodou SpaceX je kromě ceny hlavně spolehlivost Falcon9. Ne všichni uživatelé si mohou dovolit skluz zprovoznění družice, bez ohledu na to, že pojišťovny jim ztrátu nahradí…

  2. Ivo napsal:

    Určitě zajímavý počin, jen se tak nějak obecně bojím toho, jak na to bude reagovat SpaceX. Aktuálně sice spíše nestíhají, ale jakmile zprovozní SHS, tak mohou nabídnou tak nízké ceny, že konkurence nebude mít šanci. Bohužel ta velká, která má finance, tak dělá jako by se nechumelilo a vypadá to, že jí vůbec nevadí, že ji ujíždí vlak.

    • Vojta napsal:

      1) Pochybuji, že SpaceX bude chtít nastavit ceny takové, aby zlikvidovala konkurenci. Naopak se bude snažit vydělávat, takže ceny budou s konkurencí srovnatelné. Likvidace konkurence se může vyplatit jen v případě, že chcete ovládnout trh a pak nasadit vysoké ceny. Chce to SpaceX?
      2) SHS má i nevýhody. Hlavní je, že je velká. Tedy všechny satelity budou muset být na podobných drahách. Samozřejmě bude mít palivo na nějaký rozvoz na více drah, ale to není neomezené. Tedy možnost připlatit si za vynesení na konkrétní dráhu bez nutnosti čekat, až se naplní kapacita SHS, která tam poletí, může být žádaná.

    • Karel Zvoník napsal:

      Proč by na to měla SpaceX nějak reagovat? Aktuálně nestíhají ani v ABL, dokonce kvůli zájmu celou řadu věcí urychlili tak, aby dokázali pokrýt poptávku. SHS bude naprosto nevhodný nosič na gramové, či nízko kilogramové družice. Neexistuje ideální nosič a to už jsem ti Ivo říkal mockrát. SHS se nehodí na všechny náklady. Raketa je určená pro těžké a velkoobjemové náklady. Netvrdím, že v rámci sdílené mise nesveze i menší kusy, ale myslím, že pro ně bude stále výhodnější F9. Ještě bych poprosil zdroj ze kterého vycházíš, když tvrdíš, že a cituji „…jakmile zprovozní SHS, tak mohou nabídnou tak nízké ceny, že konkurence nebude mít šanci“. Kde bereš tu jistotu, že ty ceny budou tak nízké?

  3. Krakra napsal:

    Fascinuje mě kolik se poslední dobou vyrojilo malých raket (společností).
    A tady ta má údajně podepsáno mnoho kontraktů na vynášení nákladů.
    A já se ptám, to je toho tolik k vynášení?
    Pár vědeckých věcí a hlavně konkurence Starlinku – copak celá zeměkoule přejde na satelitní internet ?

  4. tonda napsal:

    Moc pěkný článek,díky za něj.Další lidé,co odešli ze SpaceX zakládají svoji společnost!Takže Elon vlastně založil takovou školku nebo školu raketových konstruktérů.Jen si myslím,že časem se začnou tyhle malé firmy se stejnými raketami(co do nosnosti)spojovat do velkých celků.Ale uvidíme,držím palce!

Zanechte komentář

Chcete-li přidat komentář, musíte se přihlásit.