Rok 2024 přináší jednu zajímavou kosmonautickou událost za druhou a tak i v dalším týdnu budeme mít v pravidelném přehledu těch nejzajímavějších událostí posledních sedmi dní o čem psát. Kosmotýdeník si jako hlavní téma tentokrát vzal stav přípravy rakety Ariane 6 na její první misi. Pro Evropu se jedná o naprosto klíčový nosič. V dalším tématu se zaměříme i na návrat komerční mise Axiom-3, která úspěšně skončila v pátek přistáním u břehů Floridy. Čeká nás také pohled na přípravu startu dalšího lunárního landeru. Přeji vám dobré čtení a pěknou neděli.

Ariane 6 – stav přípravy

Centrální stupeň rakety Ariane 6 během výroby
Zdroj: https://www.nasaspaceflight.com/

Nová evropská raketa Ariane 6 je očekávanou náhradou za již nelétající Ariane 5. Evropa nyní postrádá velkou raketu, kterou by mohla obstarávat vynášení vlastních i komerčních misí a tak všichni pečlivě sledují přípravy na první start nového nosiče. Podíváme se proto, jak jsou na tom jednotlivé části prvního exempláře Ariane 6. ESA zatím stále uvádí, že první let by měl proběhnout mezi 15. červnem a 31. červencem 2024. Nákladem bude několik CubeSatů (včetně slovenské GRBBeta), experimentální zařízení SpaceCase pro testování nových ablativních materiálů a několik nákladů pro NASA. Přesný seznam by měl být zveřejněn do konce února.

Vycházíme z článku, který připravil server NASASpaceflight (zkráceně NSF), jehož zástupci položili několik otázek vedoucím pracovníkům z ArianeGroup a to během návštěvy továrny na výrobu druhého stupně v německých Brémách. Zástupci NSF měli možnost vést rozhovory s vysokými představiteli programu Ariane i s úřadujícím ředitelem ESA pro kosmickou dopravu Tonim Tolkerem-Nielsenem.

První stupeň

První stupeň rakety Ariane 6 je dokončen a sestaven v Les Mureaux nedaleko Paříže. Prostor na jeho stavbu se nachází nedaleko budovy pro vertikální montáž Ariane 5. Na rozdíl od ní je Ariane 6 montována horizontálně. V době návštěvy se v továrně nacházel kompletně sestavený první stupeň pro první let. Motor Vulcain 2.1 byl již integrován a mimo továrnu byl připraven přepravní kontejner pro loď Canopée, která zajistí přepravu hardwaru do Jižní Ameriky. V továrně se také nacházela vodíková nádrž pro testovací let číslo tři, stejně jako díly pro let číslo čtyři a další. Aktuálně se v továrně pracuje na šesti prvních exemplářích. Cíl je přitom zajistit výrobní kapacitu, která umožní až dvanáct letů Ariane 6 za rok. Tuto kadenci sdílí i závod na výrobu druhého stupně. Zvýšení kadence je v současnosti limitováno dobou obratu lodi Canopée, která potřebuje zhruba 28 dní na celou cestu do Francouzské Guyany a zpět.

Centrální stupeň rakety Ariane 6
Zdroj: https://www.nasaspaceflight.com/

K dnešnímu dni má Ariane 6 podepsáno zhruba 30 zakázek. Většinou se jedná o projekt Kuiper společnosti Amazon, ale také družice evropského navigačního systému Galileo či teleskop PLATO pro pozorování exoplanet.

Ariane 6 je na svém prvním stupni vybavena motorem Vulcain 2.1 spalujícím kyslík a vodík, který produkuje tah 1 370 kN. Jedná se o nástupce motoru Vulcain 2.0, který létal na Ariane 5. Výhledově by mohla přijít modernizace Ariane 6, například změna na motor Prometheus, který spaluje metan a kyslík. Zde se však spíše počítá s vývojem nového nosiče označovaného jako Ariane NEXT. Prometheus je opakovaně použitelný a nákladově efektivní motor na metan a kyslík. Ten je součástí budoucího plánu vývoje motorů pro ESA. Používá se také v prototypu Themis pro vertikální vzlet a vertikální přistání, v němž ESA osahává technologie opakovaně použitelných raket. O možnosti použití už na Ariane 6 se však uvažuje. Frank Huiban, ředitel civilních programů v ArianeGroup, řekl: „Při práci na kosmických programech musíte zvažovat několik věcí souběžně. Nemůžete pracovat jen na aktuálním vývoji, ale musíte připravovat i ten následující. To je to, co děláme s Prometheem, Themis a dalšími projekty, které vedeme společně s ESA. Cílem je připravit klíčové základy pro příští generaci evropské kosmické dopravy. Prometheus je toho součástí. Dnes na Ariane 6 není, ale bude se objevovat na dalších nosičích, které vyvinou buď ArianeGroup, nebo jiní hráči. Motor nabídneme každému, kdo bude mít zájem jej ve svých systémech využít.“

Druhý stupeň

Druhý stupeň rakety Ariane 6 během výroby
Zdroj: https://www.nasaspaceflight.com/

Pro výrobu druhého stupně Ariane 6 se využívá zařízení v německých Brémách. V této továrně se také vyrábí více stupňů a letový první stupeň má již integrovaný motor Vinci. Novinkou pro Ariane 6 je oproti Ariane 5 možnost opětovného zapálení motoru pro lety do hlubokého vesmíru. „Zkušenosti jsme již měli z kryogenního horního stupně Ariane 5, ale ten byl pouze jednorázovým horním stupněm. Zapálíte ho, vyprázdníte nádrže, skončí hoření a to je vše. U Ariane 6 jsme chtěli zvládnout toto opětovné zapálení, což je docela výzva, kterou jsme museli vyřešit,“ uvedla ArianeGroup pro NSF. Znovuzapálení stupně se neprovádí pomocí chemikálií, ale pomocí elektrické jiskry. Kromě přidání opětovného zažehnutí změnila společnost Arianespace také materiál prodloužené části trysky na uhlíkovou keramiku.

Další významnou změnou na horním stupni je přidání pomocné energetické jednotky (APU). Jejím hlavním úkolem je udržovat tlak v nádržích během letu a prodloužit životnost stupně na oběžné dráze. Zařízení bude také sloužit k deorbitalizaci nebo pasivizaci druhého stupně po ukončení jeho primární mise. Systém byl testován na pracovišti DLR v německém Lampoldshausenu. „Společně s ESA bereme velmi vážně směrnice pro deorbit našich stupňů, a proto Ariane 6 tyto požadavky splňuje, zatímco jiné státy tyto předpisy ignorují,“

Pokud jde o výrobu druhého stupně Ariane 6, ArianeGroup uvedla: „Pro letošní rok pravděpodobně počítáme s dalšími dvěma stupni, protože právě zahajujeme jejich výrobu. Celý logistický řetězec se teprve rozbíhá. Samotný tým by byl připraven na další, ale jsme limitováni výrobou dílů. Pokud bude v budoucnu potřeba více startů, naše výroba má dostatečné kapacity pro navýšení.“

Druhý stupeň s motorem Vinci
Zdroj: https://www.nasaspaceflight.com/

Postranní urychlovací motory

Motory P120 vyrábí italská společnost Avio. Používají se nejen pro Ariane 6, ale také pro rakety VEGA-C/E. Ariane 6 může použít buď dva, nebo čtyři boostery P120. Při prvním letu budou použity dva, což je označeno číslicí „2“ ve verzi „Ariane 62“. V budoucnu se plánuje modernizace motorů na P120C+. Tím, že se prodlouží jejich délka, budou obsahovat o 14 tun pohonných látek více. Mise projektu Amazon Kuiper plánují využít modernizovaný booster po druhém letu.

Doprava a cesta ke startu

Po dokončení montáže a testování obou stupňů bude dalším krokem jejich přeprava na palubu Canopée. K přepravě rakety byla vyvinuta hybridní loď poháněná větrem i palivem. Podrobně jsme o ní psali zde. Tento přístup byl zvolen s cílem snížit produkci emisí uhlíku v rámci projektu Ariane 6. Loď poveze při jedné plavbě jak první a druhý stupeň, tak i boostery. Jakmile dorazí do Guyanského kosmického střediska v Kourou, budou první a druhý stupeň rakety sestaveny v horizontální poloze a poté bude nosič přesunut na startovací rampu.

Po integraci nebude Ariane 6 provádět žádné další zkoušky, jakým je třeba statický zážeh na startovací rampě, protože kvalifikační zkouška z certifikačního pathfinderu je považována za dostatečnou. Pokud jde o předletové zkoušky, Tolker-Nielsen řekl: „V loňském roce jsme kombinovanými zkouškami v Kourou eliminovali obrovské množství rizik tím, že jsme provedli zkoušky tankování a několik odpočtů do startu. Ty dopadly dobře. Provedli jsme také důležité testy horního stupně v Lampoldshausenu, kde jsme provedli úplné simulace letu. Nyní jsme si velmi jisti, že letový hardware je připraven k uskutečnění startu.“

V případě prvního letu bude start řídit ESA jako hlavní dodavatel. U pozdějších letů převezme provoz rakety společnost Arianespace. Tolker-Nielsen k tomu uvedl: „Vždycky jsme s tím tak počítali. Je to let v kompetenci ESA, koupili jsme ho v rámci našeho vývojového programu, takže za tento první let jsme zodpovědní my.“

A co náklad? Pokud jde o skutečnost, že první start se vyznačuje možným rizikem neúspěchu, tak o tom probíhala v ESA a Arianespace dlouhá debata: „Při zahajovacím letu poletí Ariane 6 s více než 10 experimenty. Bylo to rozhodnutí, které jsme učinili společně s ESA. Vyzvali jsme všechny inovátory, aby navrhli užitečné zatížení pro Ariane 6. Od samého počátku začínáme tímto společným letem. V budoucnu budeme mít možnost seskupit velké množství malých misí a využít tak možnosti naložit Ariane 6 velkým množstvím malých misí.“ Jedná se tak o zkoušku budoucích sdílených misí, jaké třeba provádí SpaceX v rámci programu Transporter.

Budoucnost

Testovací zážeh motoru Prometheus, který bude na další generaci evropských nosičů
Zdroj: https://www.nasaspaceflight.com/

NSF se zeptala Tolkera Nielsena, jak podle něj vypadá optimální evropský trh s nosiči v budoucnu. „Už „zítra“ budeme mít Ariane 6 a Vegu-C. To zajistí nezávislý přístup do kosmického prostoru z Evropy. Současně vidíme řadu projektů malých nosných raket vyvíjených po celé Evropě – ve Francii, v Německu, ve Španělsku, ve Velké Británii. Rádi bychom je podpořili v růstu a přivedli do Evropy větší konkurenci. Jsme přesvědčeni, že je to nezbytné pro budoucí konkurenceschopnost tohoto odvětví.“

K tématu opakovaného použití uvedl: „Pokud jde o nosné rakety, které přijdou po Ariane 6 a Vega-C, tak rozhodně budou opakovaně použitelné. Je to ze dvou důvodů: Věřím, že trh, jak institucionální, tak komerční, poroste, což znamená, že potřebujeme zvýšenou kadenci. A s tím se opakované použití stane ekonomicky výhodným. Druhým důvodem je udržitelnost. Nemůžeme v budoucnu zahazovat celé stupně raket. Z těchto dvou důvodů jsem přesvědčen, že příští generace budou opakovaně použitelné nosné rakety.“

Kosmický přehled týdne:

V pátek 9. února se ve 14:30 SEČ úspěšně vrátila pilotovaná loď Dragon 2 Freedom s čtyřčlennou posádkou mise Axiom-3 – třetí komerční výpravy pořádané společností Axiom Space, která potřetí využila loď Dragon 2 a potřetí směřovala k Mezinárodní kosmické stanici. Mise se nakonec trochu protáhla, jelikož nevhodné počasí kolem Floridy bránilo návratu lodi na Zemi. Celková délka trvání tak nakonec byla 21 dní, 15 hodin a 41 minut. Zajímavostí této mise byla účast čtyř lidí s evropským občanstvím. Velitelem mise byl Američan a zároveň Španěl Michael López-Alegría, pilotem byl Ital Walter Villadei a specialisty Turek Alper Gezeravcı a Švéd Marcus Wandt, který se také zároveň stal prvním z oddílu záložních astronautů ESA, kteří letěli do kosmického prostoru. „Úspěšný návrat našich astronautů mise Ax-3 znamená víc než jen dokončení kosmické pilotované výpravy; je to klíčový okamžik v komerčním výzkumu na oběžné dráze a významný milník pro evropské aktivity v kosmu,“ řekl generální ředitel společnosti Axiom Space Michael Suffredini. „První tři komerční mise společnosti Axiom Space k ISS jsou důkazem mezinárodního pokroku v kosmu, neboť se na nich podílely různorodé posádky zastupující osm zemí a poprvé také Evropská kosmická agentura. Úspěch těchto misí je důležitým krokem na naší cestě ke stanici Axiom a podtrhuje naše trvalé úsilí o rozšíření přístupu na nízkou oběžnou dráhu Země.“ Posádka mise během pobytu provedla více než 30 různých experimentů a více než 50 osvětových či popularizačních akcí. Údaje z výzkumu shromážděné na Zemi před misí a po ní, stejně jako během letu, zlepší porozumění fyziologii člověka na Zemi a v mikrogravitaci. Další výprava realizovaná společností Axiom by měla proběhnout nejdříve v říjnu 2024.

Přistání lodi Dragon 2 s posádkou mise Axiom-3
Zdroj: https://pbs.twimg.com/

Vylovení lodi Dragon 2 po přistání
Zdroj: https://pbs.twimg.com/

Marcus Wandt se širokým úsměvem po úspěšném přistání mise Axiom-3
Zdroj: https://pbs.twimg.com/

Čínská kosmická agentura CNSA zveřejnila zajímavé video z paluby stanice Tiangong, kde pobývá tříčlenná posádka, která oslavila čínský nový rok. Krom úvodního projevu, který zajímavý není, následují záběry ze společného jídla, práce na palubě či výhled z okna stanice. Všimněte si také hluku, který na palubě stanice vytvářejí všechny systémy a stroje. Podobný hluk je i na ISS.

Přehled z Kosmonautixu:

Na tomto místě naleznete přehled všech článků a tedy i témat, kterým jsme se věnovali již ve formě článků. Vydáváme minimálně dva články o kosmonautice denně, pojďme si je připomenout. Na začátek týdne jsme se věnovali přepisování kosmonautických rekordů! Rekordmanem se stal ruský kosmonaut Oleg Kononěnko. Na Měsíc se chystá další komerční lander. Americký lander Nova-C bude při klesání k povrchu sledovat interakci spalin z motoru s regolitem. Psali jsme také o tom, že tento lander otestuje i novou měrku paliva. Tento důležitý výzkum má připravit nové znalosti pro mise Artemis. NASA se soustředí na projekt, v rámci nějž vzniknou nové štěpné zdroje pro kosmické mise. Nejen firma Axiom a nejen skafandry pro expediční mise programu Artemis. Na území Spojených států probíhá vývoj nových skafandrů od firmy Collins Aerospace, které budou nejprve sloužit na Mezinárodní kosmické stanici. Živě a česky jsme mohli sledovat start rakety Falcon 9, která vynášela vědeckou družici určenou pro pozorování Země. V dalším dílu seriálu X-Planes jsme se věnovali projektu X-40/37. Evropská kosmická agentura ve Španělsku připravila nové vylepšení evropské komunikační sítě. Jelikož se start landeru Nova-C nezadržitelně blíží, věnovali jsme se mu tento týden potřetí. Tentokrát byla tématem laserová navigační technologie. Po více jak dvaceti letech jsme se dočkali podrobných fotek měsíce Io. Sonda Juno kolem tohoto žhavého tělesa opět prolétla. V sobotu jsme otevřeli velmi zajímavé téma – Jaderné zbraně a kosmický výzkum. V pořadu Vesmírná technika se rozjela nová minisérie věnovaná záchranným systémům.

Snímek týdne:

Lunární lander Nova-C (se jménem Odysseus) je na fotografii zachycen těsně před uzavřením do aerodynamického krytu rakety Falcon 9. Lander od společnosti Intuitive Machines je připraven na jejich první misi IM-1, která je (stejně jako u landeru Peregrine z počátku letošního roku) součástí programu CLPS NASA. Demonstrační mise směřuje k jižním polárním oblastem Měsíce a po přistání by lander měl fungovat zhruba 14 dní – po dobu jednoho měsíčního dne. Náklad je tvořen pěti přístroji od NASA a několika dalšími experimenty, či upomínkovými předměty od dalších zákazníků. Během přistání bude zhruba 30 metrů nad povrchem vyhozena kamera EagleCam, která se pokusí zachytit přistání modulu na snímcích. Start je aktuálně naplánován na 14. února.

Lander Nova-C před uzavřením do aerodynamického krytu rakety Falcon 9
Zdroj: https://scontent.fprg1-1.fna.fbcdn.net/

Video týdne:

Zopakujte si esteticky zajímavé momenty ze startu rakety Falcon 9, která vynášela vědeckou družici PACE zaměřenou na sledování aerosolů, oceánů a globální biochemii. Živě a česky jsme tento start komentovali zde.

Zdroje informací:
https://www.nasaspaceflight.com/
https://space.skyrocket.de/
https://en.wikipedia.org/wiki/
https://en.wikipedia.org/wiki/

Zdroje obrázků:
https://www.nasaspaceflight.com/wp-content/uploads/2024/02/Bild_2024-02-06_194129225.png
https://www.nasaspaceflight.com/wp-content/uploads/2024/02/Bild_2024-02-06_195357338.png
https://www.nasaspaceflight.com/wp-content/uploads/2024/02/Bild_2024-02-06_194341885.png
https://www.nasaspaceflight.com/wp-content/uploads/2024/02/AG_0092512_LR.jpg
https://www.nasaspaceflight.com/…ArianeGroup_test_centre_Vernon_France_22_June_2023.jpg
https://pbs.twimg.com/media/GF6GgJQbEAAxaau?format=jpg&name=4096×4096
https://pbs.twimg.com/media/GF6Gq56bQAAlmxA?format=jpg&name=4096×4096
https://pbs.twimg.com/media/GF6Gs9na8AASzTT?format=jpg&name=4096×4096
https://pbs.twimg.com/media/GF6VIjTWYAA7XJO?format=jpg&name=4096×4096
https://scontent.fprg1-1.fna.fbcdn.net/…R3JsjNeOAT4f0LZ1XId8qIbJQ&oe=65CC6BE0