Zatímco realizace částečně znovupoužitelné rakety z Evropy je zatím v nedohlednu, tak v podstatě bez většího zpoždění se podařilo postavit moderní nákladní loď Canopée (Baldachýn) určenou nejen pro přepravu dílů pro rakety Ariane 6 na kosmodrom v Kourou. Z toho lze usoudit, že v lodním stavitelství „kosmonautické konstanty“ neplatí. Lépe řečeno stavby lodí lze realizovat bez větších odkladů, a není to vždy jen otázkou složitosti. No, nerad bych zacházel do zbytečných detailů. Podstatné je, že Canopée je připravena na transport částí první rakety Ariane 6 a dalších nákladů z Evropy. Právě tam totiž začíná jejich cesta končící ve vesmíru. Nová loď rozhodně nevznikla jako rozmar Evropské kosmické agentury. Měla by zaručit snížení nákladů a věřte, že i v této oblasti je stále prostor pro inovace.

O nové lodi ArianeGroup jsme informovali již v minulosti. Celkově jsme jí představili v tomto článku zde. Od té doby ale přibylo novinek a informací, které si shrneme v tomto článku. Jen ve zkratce připomenu, že orbitální rakety pod záštitou Evropské kosmické agentury vznikají v Evropě na mnoha místech, ale z tamních zeměpisných šířek z mnoha důvodů nestartují. Kosmodrom ESA leží v Jižní Americe v Kourou ve Francouzské Guyaně, a tak je logické, že rakety je nutné na toto místo dovážet. Logisticky náročný úkol se nejlépe hodí pro lodě. Ať kvůli přepravní kapacitě, namáhání dílů během přepravy, nebo flexibilitě. Tento způsob přepravy již desítky let bezchybně funguje a tak je logické, že pokračuje dodnes.

Loď Eastern Rock v Kourou s částmi rakety Ariane 6 v lednu 2022. Zdroj: Alizés

V žádném případě není lodní přeprava zastaralým způsobem dopravy, jak se často nepravdivě udává, naopak význam nadále stoupá, a to úměrně s množstvím přepravovaného zboží. A ať už si to připouštíme, či ne, až 90 % veškerého zboží jde dnes po vodě! Společnost Ariane měla pro přepravu raket vyhrazeny vždy dvě lodě. O nich se můžete více dozvědět například v jednom z dílu seriálu Top 5. Dočasně pak byla jedna z nich nahrazena lodí Eastern Rock. Devadesát tři metrů dlouhé plavidlo s otevřeným nákladovým prostorem o délce 64 m zakončeným rampou, bylo pronajato společností Alizés jménem společnosti Arianegroup, jako dočasná náhrada, než bude k dispozici Canopée. Eastern Rock na Kourou dopravila části testovacího exempláře rakety Ariane 6. V tomto roce se však již počítá s nasazením lodě Canopée. Už tyto informace nám napovídají, že současný plán na první start na konci roku 2023 Ariane 6 bude těsný.

Loď Canopée byla vyrobena v loděnici v polském Štětíně. Kontrakt na stavbu získala holandská společnost Neptune Maritime Projects. Konstrukce lodě a zejména nákladový prostor, byl speciálně navržen pro přepravu částí nosných raket Ariane 6. Plavidlo bude přepravovat části z Evropy do Francouzské Guyany. Tato vodní cesta má však svá úskalí a není vhodná pro každé plavidlo. Lodě musejí mít speciální rozměry. K tomu je třeba mít vhodný nákladový prostor, kam se vejdou požadované díly. Což je ostatně další důvod, proč si společnost ArianeGroup nechala postavit loď zcela novou. Najít totiž přesně odpovídající plavidlo není tak snadné, jak se možná zdá. Důležitý je i maximální povolený ponor a uzpůsobení pro plavbu v ústí řeky Kourou do přístavu Pariacabo. Konstrukce kýlů a obšívek se u námořních a říčních lodí liší. V okolí ústí řeky Kourou jsou mělčiny a často před vplutím lodí musí být zanášené koryto prohloubeno. Asi 16 km od pobřeží pak najdeme známý Ďábelský ostrov, skalnatý, úzký výchoz vulkanického původu, kde byla francouzská trestnice, o které pojednává například známá kniha Motýlek. Dobrou představu lze získat z obrázku. Po vplutí do koryta řeky loď proplouvá vytyčenou trasou značenou plavebními znaky. Přímo na vodě to jsou bóje. Před vyvázáním u přístavního mola se loď musí být schopna, kousek od mostu, otočit o 180 stupňů.

Snímek z družice Sentinel-2 ukazuje okolí kosmodromu. Obrázek: ESA. Popis: Karel Zvoník

Plavba, zejména při vplouvání do ústí řeky, není snadná a vyžaduje zkušenosti.  Navíc se finance za přepravu rakety na místo startu samozřejmě promítají i do konečné ceny, proto jsou i zde namístě inovace. Loď Canopée je ale vlastně prototypem. Její největší inovací budou moderní křídlové plachty Oceanwings, které by měly snížit spotřebu pohonných hmot až o 35 %. Což znamená úsporu 3,5 t paliva každý den plavby a cca 150 t paliva při každé plavbě. Tato nová technologie spolu s hybridním pohonem, je nyní směr kam se ubírají inovace v oblasti nákladní námořní přepravy. V tomto ohledu drží tedy Ariane krok, kéž by podobná situace byla i u raket v oblasti opětovně použitelných technologií.

Canopée ve výrobě v polské loděnce poblíž města Štětín. Obrázek: ArianeGroup

Trup lodě je z oceli a na délku měří 121 m, na šířku má 22 m a ponor 5 m. Do ústí řeky nesmí být však větší než 3,5 m. Maximální rychlost bude okolo 17,5 uzlů. Průměrná 16,5 uzlů. Výtlak je 10640 t. Každá plachta bude mít plochu asi 363 m² a každý stěžeň bude měřit 30 m. Stejné plachty již několik plavidel úspěšně používá. Například katamarán a plovoucí laboratoř Energy Observer. Ovšem Canopée bude první lodí svého druhu, která bude mít tento druh asistenčního pohonu. Zda se tedy v praxi v tomto segmentu osvědčí a začnou používat, je stále otázkou času. Stejně jako to, zda se skutečně podaří dosáhnout papírové úspory. Nákladový prostor je z velké části otevřený a jeho plocha činí 1590 m². Na jeho konci je velká rampa o rozměrech 13 x 14 m a nosnosti 200 tun. Umožňující snadnou nakládku i vykládku. Canopée má k dispozici také pracovní jeřáb, který dokáže zvedat až 60 t. Výrobu elektrické energie pak zajišťují generátory Scania DI-13 (300 kW).

Na přídi se nacházejí dva dokormidlovací motory Wartsila FT 150 H, každý o výkonu 450 kW. Loď je vybavena dvěma diesel/LNG hlavními motory kvůli nízkým emisím o celkovém výkonu 3840 kW každý. Konkrétně jde o 2 Wartsila 6L32. Motory tak umí pracovat jak na plynná, tak na kapalná paliva. Při provozu na plyn pracuje motor podle Ottova cyklu, kdy je chudá směs vzduchu a paliva přiváděna do válců během sacího zdvihu.

Detail na lodní šrouby s natáčecími listy a kormidla na zádi Canopée. Zdroj: Victor Gibon

Běžně byla zaznamenávána účinnost přesahující 47 %. Při provozu v dieselovém režimu motor pracuje jako klasický vznětový motor, kdy je nafta přiváděna do válců na konci kompresního zdvihu. Motory jsou optimalizovány hlavně pro provoz využívající LNG a jako záložní palivo se používá motorová nafta. Zajímavostí je pak režim, kdy půjde během plavby za dobrých povětrnostních podmínek jeden z hlavních motorů zcela vypnout a za určitých podmínek dokonce půjdou vypnout oba. K tomu je uzpůsoben i lodní šroub. Lopatky jsou natáčecí.

Jak vlastně moderní křídlové plachty Canopée fungují? Na každém stěžni jsou senzory snímající rychlost a směr větru. Počítač poté tato data analyzuje a podle výsledku se plachty pomocí elektromotorků natočí, aby byly efektivní. Tento systém je plně automatický, včetně natažení a srolování plachet respektive křídel. Dokončená loď byla poprvé spuštěna na vodu 28. června 2022 na jezeře Dąbie poblíž Štětína, kde se nalézá loděnice Partner Stocznia. Poté byla loď přepravena do Nizozemí, kam dorazila koncem října, kde dostala nautické vybavení a svůj dieselový pohon.

Na obsluhu plavidla přitom postačí 10 až 15 námořníků. Konkrétně k dodělání došlo v loděnici Neptun v Hardinxveld-Giessendam. Finálová příprava Canopée byla už mnohem kratší a zabrala několik měsíců. V Holandsku byla loď vnitřně kompletně vybavena. Včetně kajut, kterých má loď 17 plus dvě dvojkajuty. Zajímavostí je malá nemocnice nebo učebna. Pro stabilizaci loď využívá balastové nádrže, které se automaticky plní i vyprazdňují a také se využívá pasivní balast a prvky na trupu plavidla. Jak takový pasivní balast funguje ukazuje přiložený obrázek. V podstatě do určité míry dokáže redukovat naklánění plavidla protiváhou.

Ukázka využití pasivního balastu ke stabilizaci plavidla. Zdroj: Basic Ship Theory, BST

Po dokončení prací v Holandsku loď vyrazila na svou první zkušební plavbu do přístavu Pariacabo, kam dorazila 13. ledna 2023 poté, co 27. prosince 2022 opustila Rotterdam v Nizozemsku na své první plavbě do Francouzské Guyany. Tato první transatlantická plavba znamenala zároveň konec všech námořních zkoušek Canopée, které byly úspěšné. Plavba proběhla zatím bez plachet, které dostane loď až někdy v průběhu následujících měsíců. „Úspěch námořních zkoušek znamená, že kvalifikační testy mohou nyní začít v přístavech, kde bude Canopée kotvit. Canopée bude od letošního léta přepravovat inaugurační nosnou raketu Ariane 6 a poté následující nosné rakety, které jsou již integrovány na pracovištích ArianeGroup ve Francii a Německu.“ Říká Karl-Heinz Servos z ArianeGroup. Společnost si od lodě slibuje značné ušetření nákladů za přepravu a to až o polovinu, oproti minulosti. Za rok by Canopée mohla absolvovat až osm plaveb. Celkově netrvala stavba této lodě ani dva roky. Námořní zkoušky začaly v Rotterdamu a probíhaly několik dní, aby se ověřilo, zda všechny elektrické, pohonné a bezpečnostní systémy fungují správně. Osvědčení Canopée o způsobilosti k plavbě bylo přijato 23. prosince 2022. Společnost ArianeGroup zahájila provoz Canopée na konci prosince 2022, což lodi umožnilo uskutečnit první plavbu přes oceán do Francouzské Guyany a dokončit námořní zkoušky. Loď ovšem nebyla při první plavbě zcela prázdná. Pravda, raketa Ariane-6 na palubě zatím sice nebyla, ale vojenská komunikační družice Syracuse-4B pro závěrečný let Ariane 5 VA 281 ano. Což odhalila až následná činnost v přístavu a snímky. Jako například následující, který vydá za víc než tisíc slov. V nákladovém prostoru je nejen vidět družice Syracuse-4B v kontejneru, ale i palubní jeřáb nad ním. Dále jsou na pravoboku i levoboku viditelná místa, kde budou křídlové plachty. První dvojice se nachází za oranžovými záchrannými čluny. Dobře patrný je i způsob vyvázaní v přístavu. V nákladovém prostoru jsou také pracovníci a kamion s návěsem. Lze tak získat slušnou představu o velikosti Canopée.

Jeden snímek z nadhledu, ze kterého lze vyčíst mnohé. Jednak lze vidět náklad. Kontejner s družicí. Také je patrný jeřáb nad nákladovým prostorem a třeba také způsob vyvázání v tamním přístavu. Obrázek: ESA/ArianeGroup

Zpáteční cesta Canopée do Evropy poskytne klíčová data pro budoucí plavby. Loď bude podle dostupných informací do léta vybavena čtyřmi křídlovými plachtami a plně se zapojí do transportních operací.

Po úplném dokončení plavidla bude mít ArianeGroup fakticky k dispozici jednu z nejmodernějších nákladních lodí současnosti, která když časem prokáže efektivitu moderního plachtového pohonu, by mohla znamenat  začátek nové éry mořeplavectví, které na plachtách získalo svůj věhlas, aby se o stovky let později k obdobnému pohonu opět vrátilo.

Zdroje informací:
https://kosmonautix.cz
https://swzmaritime.nl
https://lemarin.ouest-france.fr
https://www.meretmarine.com
http://www.energyglobalnews.com
https://jifmar.b-cdn.net/.pdf

Zdroje obrázků:
http://www.capcomespace.net/dos.jpg
https://www.esa.int/Applications/Observ
https://twitter.com/ArianeGroup/jpg
Archív autora