Nedělní poledne je již tradičně ideálním časem pro rekapitulaci těch nejzajímavějších událostí, které přinesla kosmonautika v uplynulých sedmi dnech. Kosmotýdeník si tentokrát jako hlavní téma vzal výsledky vyšetřování poslední havárie rakety Electron. Jak se firma Rocket Lab vypořádala s vyšetřováním a nápravnými opatřeními? A kdy poletí příští Electron? V dalších tématech se podíváme třeba na blížící se nečekaně rychlý konec suborbitálního raketoplánu VSS Unity od společnosti Virgin Galactic, popřípadě se zaměříme na nový slovenský CubeSat Veronika. Přeji vám dobré čtení a pěknou neděli.

Příčina havárie i nápravná opatření pro Electron

Společnost Rocket Lab při 41. misi rakety Electron, která vzlétla 19. září 2023, zaznamenala havárii, která od té doby zabránila dalším letům tohoto lehkého nosiče. K anomálii došlo po dvaceti po sobě jdoucích úspěšných orbitálních misích a celkově 37 úspěšných misích Electronu, při nichž bylo na oběžnou dráhu vyneseno již 171 družic. Společnost nyní představila objevenou příčinu havárie i cestu k její nápravě. Navíc se připravuje další start Electronu, který by mohl přijít už na konci listopadu.

Při misi z 19. září raketa úspěšně zvládla start, první stupeň pracoval bezchybně a zvládl i fázi Max Q a oddělení prvního a druhého stupně rakety. Po 151 sekundách letu však došlo k anomálnímu poklesu vysokého napětí v napájecím systému druhého stupně. Během necelé sekundy nakonec vypadlo kompletní napájení druhého stupně, který tak nebyl schopen dosáhnout orbitální rychlosti a dopravit náklad na oběžnou dráhu. Stupeň i s nákladem krátce na to vstoupil do atmosféry, kde zanikl.

Po více než sedmitýdenní rozsáhlé analýze výrobních, testovacích a letových údajů dospělo vyšetřování k výsledkům. Zjištěné závěry vyšetřování v drtivé většině ukazují, že v systému napájení, který dodává vysoké napětí řídicím jednotkám motorů Rutherford, došlo k neočekávanému elektrickému zkratu – oblouku, který zkratoval akumulátory zajišťující napájení druhého stupně nosné rakety.

Vyšetřování bylo dost náročné, protože zjištění příčiny anomálie bylo v pozemských podmínkách velmi složité. Nakonec se však potvrdilo, že zkrat pravděpodobně vznikl pouze díky vzácné souhře většího množství nestandardních podmínek. Každý z těchto faktorů by sám o sobě pravděpodobně nezpůsobil selhání, ale když se vyskytly současně – navíc v prostředí sníženého tlaku v kosmickém prostoru, dosáhly společně hranice, kterou popisuje takzvaný Paschenův zákon. Byly vytvořeny podmínky, kdy se vytvořil elektrický výboj a nadělal paseku. Paschenův zákon je rovnice, která rozvádí vztah mezi napětím, tlakovým prostředím, vzdáleností mezi elektrodami a přítomností plynu, který je nezbytný pro vznik výboje. Aby bylo dosaženo prahové hodnoty pro vznik elektrického výboje podle Paschenova zákona, musely se v kosmickém prostředí vyskytnout současně tři vzácné okolnosti:

1) Superponovaný střídavý proud se stejnosměrnou vysokonapěťovou elektřinou dodávanou do napájecího systému stupně, který vzniká jako zvlněné napětí u ovladačů systému motorů.

2) Malá koncentrace helia a dusíku, které byly přítomny v mezistupni.

3) Prakticky neodhalitelná závada v izolaci vysokonapěťového svazku kabelů v rámci napájecího systému.

Kombinace těchto faktorů (elektřiny v přítomnosti helia a dusíku, prostředí sníženého tlaku, poškozená izolace rozvodů a zvlněné vysoké napětí) dosáhla stavu umožňujícího vznik a pohyb elektrického náboje v daném prostředí.

Tento velmi vzácný soubor podmínek je na Zemi velmi obtížné předvídat anebo jej testovat, a to i v komorách se sníženým tlakem. Aby bylo zajištěno, že se závada nebude opakovat, zavádí Rocket Lab dvě klíčová nápravná opatření – jedno má zlepšit testování na Zemi a druhé eliminovat možnost výskytu podobných podmínek za letu, kdyby se i skrz zlepšené testování přeci jen podobné chyby opakovaly.

Zatímco předstartovní testování napájecího systému druhého stupně již pokrývá celou škálu jeho provozních parametrů včetně různých úrovní tlaku okolního prostředí, úrovně ionizace a napětí, zdokonalený testovací postup bude nyní zohledňovat ještě náročnější podmínky, než jaké panují při letu, včetně zvýšení rezerv mezi testem a očekávanými letovými podmínkami.

Jako další redundantní prvek upravila společnost Rocket Lab rámovou sekci akumulátorů Electronu, v níž je umístěn vysokonapěťový napájecí systém, aby umožnila udržovat optimální tlak od startu až po oddělení stupně od kick stage Electronu. Zvýšení tlaku v této části výrazně snižuje možnost vzniku výboje – vzduch izoluje.

Zakladatel a generální ředitel společnosti Rocket Lab Peter Beck řekl: „Jedná se o velmi složitý, nepravděpodobný a ojedinělý problém, který tým neúnavně zkoumá, abychom na startovací rampu mohli vrátit ještě lepší a bezpečnější raketu. Jsme vděční našim zákazníkům a FAA za jejich trvalou podporu v průběhu tohoto důkladného vyšetřovacího procesu. Děkujeme vám za důvěru v náš tým. Těšíme se na návrat k letům, abychom zajistili častý a spolehlivý přístup na oběžnou dráhu, na který se průmysl po 37 úspěšných misích Electronu spolehl.“

Společnost Rocket Lab očekává, že vyšetřování anomálie formálně uzavře v nadcházejících týdnech. Rocket Lab již také obdržela povolení od Federálního úřadu pro letectví (FAA) k obnovení startů Electronu ze startovacího komplexu 1 na Novém Zélandu.

Kosmický přehled týdne:

Letů malého komerčního suborbitálního raketoplánu Unity od Virgin Galactic si už moc neužijeme. CEO společnosti Michael Colglazier prohlásil, že od začátku příštího roku začnou létat jen jednou za čtvrtletí a do konce roku pak pozastaví lety úplně. Firma se bude soustředit na vývoj novějšího raketoplánu Delta, který umožní vyšší kadenci a bude mít jednoduší modulární konstrukci. S VSS Unity přitom uskutečnila Virgin Galactic první komerční let teprve v červnu letošního roku a od té doby má za sebou pět komerčních letů. V plánu jsou nyní lety Galactic 06 v lednu a 07 v prvním čtvrtletí 2024. O uskutečnění 08 ještě jednají. Došlo také ke snížení zaměstnanců na 840 ze zhruba 1100. Dle prohlášení Colglaziera má společnost dostatečný kapitál na dokončení dvou letounů Delta tak, aby mohly odstartovat v roce 2026.

Americký vojenský nepilotovaný raketoplán X-37B bude poprvé vynesen raketou Falcon Heavy. Doposud absolvoval 6 misí, z nichž 5 obsloužila raketa Atlas V a jeden start v roce 2017 byl proveden pomocí rakety Falcon 9 Block 4. Podrobnosti mise nejsou samozřejmě známé, ale něco málo zveřejněno bylo. Raketoplán má vyzkoušet zatím nepoužité orbitální profily (doposud létal vždy na nízké oběžné dráze) – očekává se, že raketoplán bude vynesen výše, než při předchozích misích. Na palubě bude i radiační experiment Seeds2, který bude testovat vliv kosmického záření na semena různých druhů rostlin. Start pomocí Falconu Heavy by měl proběhnout 7. prosince.

Přehled z Kosmonautixu:

Na tomto místě naleznete přehled všech témat, kterým jsme se v průběhu týdne věnovali formou článků. Vydáváme minimálně dva články o kosmonautice denně, pojďme se na ně nyní podívat. Začali jsme zprávou o aktuálních přípravách nového horního stupně EUS, který je určen pro budoucí exempláře rakety SLS a který výrazně rozšíří možnosti tohoto již nyní nejsilnějšího nosiče současnosti. Evropa v rámci projektu Phoebus testuje novou generaci nádrží na podchlazené kapalné pohonné látky. A hned další zpráva byla opět z Evropy. Tentokrát jsme vám představili to, jak ESA zkouší tisknout na míru připravené cívky. To americká vládní agentura NASA zase úspěšně pokročila ve vývoji inovativní trysky, která vznikla 3D tiskem z hliníkové slitiny. Přinesli jsme vám také zprávu o blížící se odstávce našeho e-shopu. Prvním Živě a česky komentovaným startem tohoto týdne byl start rakety Falcon 9, která vynášela další várku družic konstelace Starlink. Software GIANT umožnil sondě OSIRIS-REx přílet k planetce Bennu a nyní se pracuje na jeho vylepšení! Společnost ABL Space Systems dostala od úřadu FAA potvrzení, že vyšetřování anomálie, která vedla 10. ledna letošního roku k nehodě prvního letu rakety RS1, bylo uzavřeno. Již dvacátý první díl seriálu, který mapuje velmi zajímavý projekt X-Planes, se tentokrát věnoval projektu M2-F2. Živě a česky jsme pro vás také komentovali start rakety Falcon 9, která tentokrát vynášela nákladní loď Dragon 2 na misi CRS-29, při které dopravila skoro 3 tuny nákladu k Mezinárodní kosmické stanici. Po startu jsme Živě a česky komentovali také úspěšné připojení této nákladní lodě k ISS. Nejdůležitější událostí týdne však bylo představení prvních snímků z mise evropského dalekohledu Euclid. A rozhodně se bylo nač koukat. V sobotu jsme pro vás připravili článek, který se věnoval srážce trojice galaxií z pohledu Hubbleova kosmického dalekohledu. Na sobotní večer pak byl připraven komentovaný přenos ze startu Rakety Falcon 9, která tentokrát vynášela hned 113 malých nákladů v rámci sdílené mise Transporter-9. Na závěr týdne vyšel další díl seriálu Vesmírná technika, který se tentokrát věnoval špatně vybroušenému primárnímu zrcadlu Hubbleova kosmického dalekohledu.

Snímek týdne:

V sobotu v 19:49 SEČ úspěšně odstartovala raketa Falcon 9 z Vandenbegrovy základny v Kalifornii a vynesla 113 malých družic a CubeSatů. Mezi nimi byla i třetí slovenská družice Veronika, která vznikla na objednávku slovenského podnikatele Borise Procika, který ji pojmenoval po své dceři. Družice je vybavena kamerou pro focení Země a bude sloužit popularizačním a vzdělávacím účelům. O této misi, ale i dalších mluvil v našem Živě a česky komentovaném přenosu Jakub Kapuš, CEO Slovensko-české společnosti Spacemaniac. Později bylo oznámeno, že se družice ozvala a pracuje.

Video týdne:

Podívejte se na sestřih záběrů z úspěšného příletu a připojení nákladní lodi Dragon 2, která se ke stanici připojila v sobotu dopoledne. Loď přivezla 2951 kilogramů nákladu.

Zdroje informací:
https://www.businesswire.com/
https://spaceflightnow.com/

Zdroje obrázků:
https://media.wired.com/photos/5a2847555a2d9a4a532ba991/16:9/w_2400,h_1350,c_limit/rocket-fa.jpg
https://images.labusinessjournal.com/…/PG04_ROCKETLAB_0228_Rocket-Lab-LC-1-Pad-B-1.jpg
https://upload.wikimedia.org/…Vandenberg_AFB%2C_3_December_2010.jpg
https://kozmonautika.sk/wp-content/uploads/2023/11/DSC_0013-1-1024×683.jpeg