(R)evoluce jménem ARCA Space Corporation

V posledních několika měsících je stále více slyšet o progresivní kosmické společnosti ARCA, která by již velmi brzy mohla začít v Novém Mexiku testovat revoluční raketový motor typu aerospike (aerodynamic spike). Tento typ motoru by mohl být v budoucnu schopen dostat raketu ze země do vesmíru bez použití přídavných stupňů a jednalo by se tak o systém SSTO neboli Single Stage to Orbit, o kterém sní snad každý raketový konstruktér. Tak daleko však společnost zatím není a kdo ví, jestli vůbec někdy bude, ale na druhou stranu již nyní nabízí mnoho zajímavého a také neokoukaného. A to jak v podobě raketových nosičů, které tu ještě nebyly, nebo ve zvoleném přístupu. Pojďme tedy společně nahlédnout „pod pokličku“ společnosti ARCA Space Corporation.

Historie společnosti ARCA se začala psát už v roce 1999 v Rumunsku, kde vznikla nejprve jako nevládní nezisková organizace. Což je ostatně také význam slova ARCA – Asociatia Romana pentru Cosmonautica si Aeronautica a v současnosti má sídlo v Novém Mexiku. Společnost založil sympatický Dumitru Popescu, který vede společnost dodnes a s ním několik dalších, především raketových nadšenců. Všichni byli tenkrát sjednocení stejnou společnou vizí navrhnout a postavit jednoduchý a levný vesmírný nosič.

První úkol byl tedy celkem jasný. Najít cestu jak něco takového vůbec uskutečnit a tak začalo množství experimentů s různými návrhy. Hledal se nejvhodnější typ materiálu pro konstrukci a také se pátralo po vhodném zástupci raketového motoru a v neposlední řadě se řešil i druh paliva. Vše s ohledem na možnosti a know-how společnosti. Po důkladném zvážení se ARCA rozhodla zkusit využít sklolaminát pro konstrukci a za palivo si netradičně zvolila peroxid vodíku.

První zkušební kosmický nosič společnosti ARCA dostal název Demonstrátor a jednalo se o 10 metrů dlouhou třístupňovou raketu. Nikdy však nikam neletěla. Společnost využila Demonstrátor především k propagaci a objížděla s ním nejrůznější exhibice v Rumunsku, aby přilákala sponzory a potenciální investory.

Druhá raketa Demonstrátor 2 už byla o něco zajímavější. Postavena byla v roce 2003 a opatřena byla skutečným motorem na peroxid vodíku, který ARCA úspěšně testovala. Z této rakety se později vyvinula ještě o něco sofistikovanější verze Demonstrátor 2B, který měřil na délku sice jen 4,5 metru a jeho průměr nebyl ani jeden metr, za to však byl letuschopný a ke svému startu využíval osmnáctimetrovou rampu postavenou taktéž společností ARCA.

Demonstrátor 2B se poprvé k obloze vydal 9. září 2004 jako součást soutěže o 10 milionů Ansari X Prize, kterou nakonec vyhrál známý aerokosmoplán SpaceShipOne. Demonstrátor 2B tehdy odstartoval z letecké základny v Rumunsku, ale vzhledem k silnému větru společnost použila pouze dvacet procent z plánovaného množství paliva kvůli bezpečnosti a raketa tak dolétla pouze do nadmořské výšky 1200 metrů. Startu se zúčastnilo poměrně velké množství novinářů z Německa, Rakouska a Rumunska.

Nicméně ARCA spolu s nosičem vyvíjela také suborbitální loď Orizont, která měla být schopná dopravit až dva pasažéry do 100 kilometrové výšky. Celý vývoj se však dostal do značného skluzu a základní konstrukce lodi Orizont byla dokončena až po soutěži v roce 2005 a poté další vývoj úplně zastaven. Navíc finanční situace dohnala společnost k rozhodnutí soustředit se prozatím na mnohem méně složité projekty. Přesto stále hledala ARCA originální způsob jak dostat člověka do vesmíru a rozjela práce na nejzvláštnějším raketovém nosiči jaký osobně znám.

Avantgardní Raketa dostala název Stabilo a byla navržena tak, aby byla schopná startovat zespodu stratosférického solárního balónu.  Součástí této rakety byla i jednoduchá kabina pro jednu osobu. Celý systém byl tedy dvoustupňový a nutno dodat, že polyethylenové solární balóny si společnost sama navrhla a jedná se o největší balóny v této kategorii na světě. V této konfiguraci nakonec proběhly pouze tři lety.

První pokus proběhl 2. Prosince 2006 z města Onești v Rumunsku a byl zároveň nejúspěšnější. Stabilo vystoupal do nadmořské výšky 14 700 m. Na palubě se nacházelo několik základních přístrojů, které sledovaly zejména průběh letu. Po oddělení od balónu se Stabilo  snesl k zemi a podařilo se ho úspěšně zachránit.

Stabilo

V roce 2007 ARCA získala dva státní kontrakty na rozvoj suborbitálních raket a experimentálních balónů v Rumunsku a v roce 2008 se společnost zúčastnila další soutěže o dobytí Měsíce, která trvá do dnešních dnů Google Lunar X Price. ARCA tedy zahájila práci na orbitálním nosiči Haas. Za tímto účelem vznikl mnohem menší třístupňový demonstrátor Helen, který měl otestovat všechny potřebné technologie a postupy před samotnou stavbou velkého nosiče. Ve skutečnosti byl nosič Helen pro společnost doposud tím vůbec nejdůležitějším nosičem v její historii. Prokázal totiž, že je ARCA schopná na profesionální úrovni úzce spolupracovat jak s námořnictvem a vzdušnými silami, tak například s civilním letectvem.

Raketa Helen existovala ve dvou verzích. První byla třístupňová raketa a startovala zpod solárního balónu. Druhá verze neboli Helen 2 měla kulové nádrže a startovala z balónu na helium. Obě verze obsahovaly avionické přístroje vyvíjené pro Google Lunar X Prize a testovaly jejich použitelnost.

Technická data Helen a Helen 2

Po obtížích spojených s balóny se firma rozhodla od podobných testů ustoupit a soustředit se spíše na jiné projekty. Brzy na to oficiálně odhalila design nosného raketového letounu E-111, později přejmenovaného na „IAR 111 Excelsior“ poté, co ARCA obdržela povolení od tradičního rumunského leteckého výrobce  IAR S.A. Brašov používat toto tradiční označení pro vojenská a civilní letadla. Součástí tohoto programu byla i modifikovaná verze rakety Haas a také byl vyvinut raketový motor Exekutor. Vývoj letounu probíhal do roku 2012 a poté byl program pozastaven, ale je tu stále možnost, že ho v budoucnu společnost obnoví. Začátky společnosti dobře shrnuje toto starší video.

Místo slávy se však společnost dočkala vlny kritiky a to zejména od rumunské kosmické agentury (ROSA). Dumitru Popescu neskrýval rozhořčení a napsal otevřený dopis předsedovi vlády Rumunska, aby v této věci zakročil. V dopisu mimo jiné uvedl:  „Žádáme vedení společnosti ROSA, aby zastavili útoky na naši organizaci, v tisku, online, zasíláním zpráv atd. Jsme rumunští občané a máme právo mírumilovně žít v této zemi, aniž bychom byli obtěžováni institucí státu“. Ani tento incident však společnost neodradil od svého počínání a ještě v roce 2012 ARCA představila novou raketu Haas 2C, kterou prezentovala před rumunským vládním palácem v Bukurešti a nejen to, ten samý rok ARCA vyhrála kontrakt ve výši 1,200,000 dolarů od evropské kosmické agentury ESA. Součástí tohoto kontraktu byla řada zkoušek ze stratosférického balónu, které ověřily strukturální integritu padáků EDM v programu ExoMars.

V dalších letech společnost vyvíjela speciální dálkově ovládaný dron AirStrato s délkou 7 metrů a rozpětím křídel 16 metrů, který později nabídla ke komerčnímu využití.  Velmi důležitý krok se ale udál až v roce 2014, kdy se firma rozhodla přestěhovat do Spojených států a stala se tak americkou společností. Novým „útočištěm“ se stal stát Nové Mexiko a město Las Cruces, kde ARCA sídlí do dnešních dnů. Dne 13. července 2015 pak společnost ARCA oznámila zahájení činností v Novém Mexiku, včetně výroby a testů letových kusů dronů AirStrato UAS a raket typu Haas, do těchto programů bylo investováno 1,2 milionu dolarů. Přesto se společnost v příštích letech zaměřila spíše na komerční sféru a vyrobila například zajímavou létající platformu á la Marty McFly nebo osobní board ARCA mini. Nicméně největší sen inženýrů ze společnosti ARCA byl stále vesmír.

To nicméně dokázala ARCA  v tomto roce, kdy představila doposud nejsofistikovanější nosič řady Haas pojmenovaný Haas 2CA. A právě v tomto případě by se mělo jednat o mýtický Single Stage to Orbit nosič, ve kterém společnost vidí budoucnost. Tato raketa je ale zvláštní především svým netradičním pohonem, který z ní dělá teprve skutečný unikát.  Haas 2CA bude totiž vybaven raketovým motorem, ze kterého výtokové plyny vytékají po vnějšku.  Tomuto systému se říká aerospike a testovala jej NASA v programu vícenásobně použitelného experimentálního kosmického dopravního prostředku okolo roku 2001 a jak je vidět, nejedná se o žádný zapomenutý experiment, ale o nadějný pohon nové generace.

A byla to právě ARCA, která v březnu 2017 tuto technologii vrátila zpět do širšího podvědomí veřejnosti tím, že představila raketu Orbit Haas 2CA Single Stage to Orbit, která bude vybavena lineárním raketovým motorem Executor Aerospike.

Společnost míří hlavně na trh s mikro družicemi, kde se v příštích letech očekává nárůst jejich počtů a je zde vysoký tržní potenciál. Průzkum společností  SpaceWork a Eurostat dokonce naznačuje, že by mezi lety  2016-2022 mělo až 3000 nových mini družic hledat svého dopravce a celková tržní hodnota se v tomto odvětví v příštím desetiletí odhaduje na 5,3 miliardy dolarů. A právě pro tento trh se Haas 2CA prý perfektně hodí. Nosič by měl být schopen dostat na nízkou oběžnou dráhu okolo 100 kg nákladu a jeden start by měl vyjít na jeden milion dolarů a měl by tak přispět i lepším ekonomickým řešením startů do kosmu.

Že se do kosmu musí po krůčkách, společnost už moc dobře ví. Právě proto v těchto dnech ARCA pracuje na suborbitální raketě Demonstrátor 3, která má potvrdit účinnost motoru aerospike při skutečném letu a ověřit proveditelnost celého projektu.  Brzy tak budeme vědět, jestli se naplní sny generací leteckých inženýrů o snaze vytvořit nejúčinnější raketový motor na světě. ARCA k tomu dodává: „Doufáme, že potvrdíme, že raketové motory, které jsou výrazně úspornější než současné motory, jsou proveditelné. Pokud tomu tak bude, mohou motory aerospike otevřít cestu k vytvoření raket typu Single Stage to Orbit, které jsou nákladově efektivnější “.

Demonstrátor 3

Právě v těchto dnech probíhá integrita motoru Executor aerospike pro Demostrátor 3 do testovací konstrukce a již brzy bychom se měli dočkat testů jedinečného motoru, který by měl později vynést Demonstrátor 3 asi do 120 kilometrové výšky. Postup v programu medializuje ARCA pomocí video seriálu, který už má 13 epizod a stále nekončí.

Pojďme se také podívat na větší plánovanou verzi rakety Haas, která by měla být již orbitální a její úspěch záleží na právě prováděných testech. Raketa nese jméno Rakousko-Rumunského inovátora Konráda Haase (1509-1579) a jedná se o jednostupňový lehký nosič na peroxid vodíku a letecký petrolej. Že to ARCA tentokrát myslí opravdu vážně dokazuje například i start procesu získávání licencí pro tento nosič od FAA (federální úřad pro letectví). Raketa má mimořádný poměr hmotnosti vůči tahu, a pokud se jí skutečně jednou podaří dostat na oběžnou dráhu, bude se jednat o první raketu SSTO na světě. Přitom již nyní motor aerospike slibuje prakticky ve všech fázích letu lepší účinnost, než klasické raketové motory současnosti. To by nakonec mohlo „otevřít dveře“ novým možnostem ve využívání kosmického prostoru. A kdo ví, třeba právě toto je cesta, jak efektivně dopravovat náklad na oběžnou dráhu.

Haas 2CA

ARCA zvolila velmi sympatický přístup, když se prakticky o všem novém v programu snaží podělit s veřejností. Spolumajitelem společnosti se dokonce může stát v podstatě kdokoli. Stačí společnost kontaktovat na této e-mailové adrese: [email protected] , kde se případný zájemce dozví více informací. Již prakticky od začátku bedlivě sleduji počínání a dění okolo rakety Haas 2CA a přenáším nová sdělení na fórum kosmonautix.cz, kde můžete najít další doplňující informace. Kvůli sepsání tohoto článku jsem společnost také kontaktoval a dostal oficiální svolení k použití obrazových a jiných materiálů. Za to bych chtěl touto cestou společnosti ARCA Space Corporation poděkovat a pro čtenáře (nejen) našeho portálu mám od společnosti krátký vzkaz. „Rádi bychom poděkovali všem majitelům našich akcií a Všem kteří nás sledují na sociálních médiích. Těšíme se na článek. S pozdravem ARCA Space Corporation“.

Zdroje informací:
http://www.arcaspace.com
https://www.facebook.com/arcaspace/
https://en.wikipedia.org/wiki/AirStrato
https://en.wikipedia.org/wiki/ARCA_Space_Corporation
http://www.arcaspace.com/docs/ARCA_AirStrato_Press_Release.pdf
http://forum.kosmonautix.cz/forum/viewtopic.php?f=41&t=2200

Zdroje obrázků:
http://arcaspace.com/images/Haas_2CA_large/.jpg
http://arcaspace.com/images/Demonstrator_2B_1.jpg
http://arcaspace.com/images/Stabilo_rollout.jpg
http://arcaspace.com/images/Multimedia_D3_big_8.jpg
https://www.facebook.com/arcaspace/photos/type=3&theater
http://www.arcaspace.com/images/Haas_2CA_large/.jpg