Je nedělní poledne, tedy nejvhodnější čas zasednout k tradiční porci přehledu nejzajímavějších událostí v kosmonautice, které se staly za posledních sedm dní. Týden, který byl plný kosmonautiky, jako už dlouho ne! I v Kosmotýdeníku dojde k připomenutí Apolla 11, s kterým nám pomohl Michal Václavík, ale hlavním tématem budeme hledět do budoucnosti. Podíváme se na družici, která na oběžné dráze vyzkouší 3D tisk komponent pro budoucí kosmické mise a neuniknou nám ani další významné události. Přeji vám dobré čtení a hezkou neděli.

Tisk družic v kosmickém prostoru

Až jednou vyrazíme dále od Země k Měsíci či k Marsu, budeme odkázáni pouze na techniku, kterou si s sebou povezeme. Síť servisů a dílen kolem Země je zatím poněkud nedostačující a tak je třeba buďto vyvinout neuvěřitelně spolehlivé technologie, nebo problém nějak obejít. Společnost Made in Space nabízí zajímavé řešení. Co si tisknout vhodné komponenty přímo ve vesmíru pomocí 3D technologií? Myšlenka zaujala NASA, která firmě udělí 73,7 milionu dolarů pro vyslání první experimentální družice, která na oběžné dráze rovnou vyzkouší 3D tisk struktury solárních panelů.

Družice Archinaut One však neupírá svůj výzkum jen do vzdálenější budoucnosti. Výsledky z prováděných experimentů mohou pomoci i nyní. Družice budou moct startovat pod menšími aerodynamickými kryty, levnější a jednodušší potřebné díly si dotisknou přímo na oběžné dráze. To by mohlo výrazně zlevnit a zefektivnit jejich stavbu, stejně tak i jejich vynášení. Představte si, že by třeba dalekohled Jamese Webba nemusel obsahovat komplikovaný rozkládací mechanismus, který je nutný, aby se složený vešel pod kryt rakety, ale potřebné části by si dotiskl přímo v kosmickém prostoru.

Archinaut One má startovat ne dříve než v roce 2022 z Nového Zélandu na raketě Electron společnosti RocketLab. Vizi společnosti podpořila právě NASA v rámci prohlubování partnerství agentury mezi státním a soukromým sektorem. Společnost Made in Space již v roce 2016 stavěla zkušební pozemní exemplář, který ještě v laboratoři ověřoval celou technologii. V roce 2017 pak demonstrační technologii otestovali ve vakuové komoře v Ames Research Center NASA, která simuluje teplotní a vakuové podmínky kosmického prostoru.

Až vyletí Archinaut One do vesmíru, má se pokusit o celkem uznáníhodný kousek. Jeho úkolem bude vytisknout dva nosníky, každý dlouhý deset metrů, které mají sloužit jako závěsný systém pro solární panely. Vizuálně by byly podobné těm, které znáte z Mezinárodní kosmické stanice. „Jak bude výrobní postup postupovat, každý nosník bude postupně rozvíjet dvě solární pole, která mohou generovat až pětkrát více energie, než tradiční solární panely na kosmických lodích podobné velikosti,“ uvedla NASA ve svém prohlášení.

Právě tištění velkých a výkonných fotovoltaických panelů si Made in Space vybrala záměrně. Mnoho společností a misí potřebuje hodně energie, aby mohly plnit své cíle v kosmickém prostoru. Velká solární pole jsou však náročná na výrobu i těžká na vynesení a následné rozložení. Technologie 3D tisku by nabídla jednodušší řešení, alespoň tak si to představuje Made in Space. Technologie 3D tisku však musí být spolehlivější, než zmíněné vynesení a rozložení již vyrobené technologie. Právě to má ověřit Archinaut One.

„Robotická výroba a montáž přímo ve vesmíru, je nespornou změnou dosavadních pravidel hry a základní a nutnou schopností pro budoucí průzkumné mise v kosmickém prostoru,“ řekl Jim Reuter, přidružený administrátor ředitelství kosmických technologií NASA. „Tím, že se Spojené státy povedou ve vývoji této transformační technologie, dokáží si udržet své vedoucí postavení v oblasti kosmického průzkumu a získají technologii nutnou pro pokračování letů s astronauty na Měsíci a pak na Mars.“

Na závěr dodejme, že Made in Space vyzkoušela 3D tisk již i na Mezinárodní kosmické stanici, kde se zkoušel tisk optických kabelů. Subdodavateli pro tuto společnost jsou pak Northrop Grumman a Oceaneering Space Systems, které také mají zájem na rozvoji této technologie.

Kosmický přehled týdne:

Dnes nad ránem uběhlo přesně padesát let od prvního kroku člověka na jiném kosmickém tělese, než je Země. Výročí letu a přistání Apolla 11 jsme si tento týden připomněli v mnoha článcích, novinkách a jistě jste o něm četli i na mnohých jiných stránkách. Přesto však zdaleka nebylo vyřčeno vše o tomto ambiciózním programu. Michal Václavík z České kosmické kanceláře na svém Facebooku postoval několik příspěvků, které se zaobíraly přípravou a následným letem Apolla 11. Detaily a informace v nich obsažené jsou natolik zajímavé a originální, že jsme se se svolením autora rozhodli nabídnout vám jejich plné znění. Většina z informací buďto v češtině nikde nezazněla, nebo se dá jen velmi těžko dohledat.

Zajímavost první

První den letu posádky Apolla 11 byl ve znamení korekce dráhy, aby kosmická loď doletěla ve správný čas na správné místo a potkala se tedy s Měsícem. Nosná raketa Saturn V udělala dobrou práci a Apollo 11 směřovalo po velmi dobré dráze k Měsíci. Přesto byli v čase T+22:50 astronauti informováni o nutnosti aktualizace letového plánu.

V první řadě bylo třeba vypnout/vymazat předprogramované povely a nahradit je novými, lépe reflektujícími reálný let. Ono předprogramování nebylo samoúčelné, mělo v případě problémů navést kosmickou loď na dráhu volného návratu zpátky k Zemi (něco podobného provedla cíleně posádka Apolla 13). A to i v případě neschopnosti nebo v nejhorším možném případě smrti posádky.

V následujících minutách ručně astronauti doladili orientaci kosmické lodi vůči hvězdnému pozadí a připravili celou sestavu ke korekčnímu manévru. Následně ale předali řízení zpět palubnímu počítači – na hlavní manévr byl ještě čas a posádka se mohla věnovat jiným činnostem. V čase T+25:48:21 byl zahájen druhý korekční přeletový manévr. A otázka ovšem je, kdy byl proveden ten první?

Jak už bylo zmíněno, navedení na přeletovou dráhu k Měsíci bylo natolik přesné, že bylo upuštěno od prvního korekčního manévru a ten se tedy neuskutečnil. Plán byl však dán a proto, aby se astronauti vyznali v letových manuálech, bylo pro reálně první korekční manévr ponecháno označení, jako že jde o druhý. To nejde samozřejmě udělat jen tak a proto musel zapracovat na dnešní dobu primitivní, ale tehdy stále dostačující palubní počítač. Ten hlásil aktuální hmotnost sestavy 28 603 + 15 106 kg (tedy on hlásil 63 059 + 33 302 liber) a přesnou orientaci. Orientace ale nebyla vztažena ke kosmické lodi jako takové, ale ke geometrickému středu výstupní části trysky raketového motoru AJ10-137.

V čase T+26:44:57,92, při respektování orientace vůči Zemi došlo ke změně rychlosti v ose X o +3,6 m/s, v ose Y o -0,1 m/s a v ose Z o +5,4 m/s. Stejně tak byla upravena orientace kosmické lodi – rotace o 277°, náběh o 355° a natočení o 15°, to vše (byť to vypadá děsivě) ale k referenční hodnotě vnitřního palubního sytému. Vektorově sečtená celková změna rychlosti byla 6,5 m/s a zážeh hlavního motoru trval 3 sekundy. Řídící navigační hvězdou se stala Théta Centauri (lidsky Menkent) ze souhvězdí Kentaura. Zajímavostí je, že s ohledem na živou posádku bylo navedení ošizeno o možnost ideálního automatického návratu. Posléze byla oznámena vzdálenost 198 579 km a rychlost 1 556 m/s. Manévr také změnil periselenum z 324 km na 111 km.

Zajímavost druhá:

Nepochybuji, že by někdo neviděl legendární start a odpočet Apolla 11, který se zdá ukázkovým, ale i mistr tesař se někdy utne. Hlasatel NASA Jack King, se totiž přeřekl a místo „all engines running“ prohlásil „all engine running“. Následováno již legendárním a správným: „Lift-off. We have a lift-off, 32 minutes past the hour. Lift-off on Apollo 11“.

Zajímavost třetí:

Není žádným tajemstvím, že start kosmické nosné rakety není jednoduchá záležitost a platí to dvojnásobně pro tak velké rakety, jako byl Saturn V a ještě násobně u rakety, která vynáší pilotovanou kosmickou loď. Představu o takzvaném „odpočítávání do startu“ má asi každý, ale co se opravdu děje v těch několika posledních sekundách před samotným startem?

V 95. sekundě před startem se ohlašuje celkový stav systémů GO/NO GO, v 50. sekundě přechází nosná raketa a kosmická loď na vnitřní systémy, stále je však mechanicky spojena s vypouštěcí rampou i obslužnou věží (to je zejména pro případ zrušení startu). Kde se fyzické spojení nadále používá, je nouzový komunikační systém a záloha spuštění systému LES (Záchranný únikový systém). Celá komunikace včetně hlasové a telemetrie je již primárně radiová. Tento stav právě v 50. sekundě ohlašuje velitel, v našem případě Neil Armstrong.

Odpočet běží dál, ve 40. sekundě před startem se kontroluje tlak a množství pohonných látek ve všech nádržích rakety Saturn V. V 17. sekundě přechází navigační systém do letového (vnitřního) režimu. To je v hlášení odpočtu oznámeno jako „T minus 15 seconds, guidance is internal“ a v tomto okamžiku je nosná raketa Saturn V již plně nezávislá. Co to ale přesně znamená?

Do okamžiku 17 sekund před startem je navigační systém stále orientován vůči Zemi, resp. vůči místu startu. Od 16. sekundy je orientace celé rakety Saturn V již jen vůči hvězdám s azimutem vzletu 72,058°. Dosažení tohoto stavu je také časovou značkou, od které se začnou odvíjet další kroky přípravy ke startu. Časová prodleva mezi tímto krokem a dalším kritickým krokem je způsobena časovou rezervou (v takto pokročilé fázi přípravy ke startu není běžné a ani vhodné pozastavit odpočítávání) a posledním komplexním vyhodnocením stavu celé sestavy.

Následným kritickým okamžikem je zahájení startovací sekvence pětice motorů F-1 prvního stupně S-1C v čase 8,9 sekund před startem. Ten je v oficiálním odpočítávání ohlášen jako „10, 9, ignition sequence starts“. Opět není žádným tajemstvím, že se motory F-1 v prvním stupni rakety Saturn V nezažehly všechny najednou, jak by mohlo být na první pohled jasné z videozáznamu. Obdobně jako např. u amerického raketoplánu a jeho motorů SSME jde o sekvenci postupného zážehu. U rakety Saturn V a u raketoplánu byly však jiné důvody, které vedly k tomuto řešení. První byl centrální motor č. 5, následován protilehlými motory č. 1 a 3 a následně motory č. 2 a 4. Náběhy motorů nebyly stejné a mezi skupinami byla tedy prodleva. V případě Apolla 11 cca od 350 do 500 ms. Důležité bylo, aby přibližně sekundu před startem dosáhl každý z motorů tahu 1,5 milionu liber síly (cca 6,672 MN). Jenom pro upřesnění po misi Apollo 9 byly motory F-1 upraveny a dosahovaly malinko vyššího tahu.

Ale zpět k samotnému spouštění motorů F-1 na kapalný kyslík a raketový petrolej RP-1. Čas T-8,9 sekundy je další časovou značkou zahajující startovací sekvenci motorů F-1. Začíná to iniciací čtyř pyropatron, z nichž dvě zahájí rozběh plynových generátorů pohánějících turbočerpadla a další dvě spalování, na palivo bohatých, výstupních spalin. Po dosažení dostatečného tlaku na lineární solenoidový spínač je otevřen přívod kapalného kyslíku, který v tomto okamžiku sám o sobě pomáhá roztáčet turbočerpadlo a směřuje do plynového generátoru, kde se předspálí s RP-1 a tyto plyny dále pohánějí plynový generátor pohánějící turbočerpadla. V tomto okamžiku je motor již v režimu náběhu na plný výkon.

To vše dává smysl, ale pozornému čtenáři vyvstane otázka, jak že to je na tom počátku a jak se dostane do plynového generátoru palivo v podobě RP-1. A odpověď je možná překvapivá, ale jednoduchá: Pro rozběh je palivo do F-1 dopravováno pod tlakem z pozemního zásobníku a ne z nádrží rakety Saturn V. To vše se děje nezávisle v každém z pěti motorů F-1. A ještě pro zajímavost: Vstřikovací hlava každého z motoru F-1 obsahuje v ideálním stavu 2 816 vstřikovacích otvorů. Poté už následuje start, v čase T 0 sekund, v případě Apolla 11 v 13:32:00,724 UT.

Čínská jednomodulová stanice Tiangong 2 v sobotu nad ránem úspěšně a plánovaně zanikla v zemské atmosféře. Ze zániku bylo staženo i video, které ukazuje poslední záběry stanice před tím, než přišla o spojení se Zemí. Rozhodně stojí za vidění.

Sluneční plachetnice LightSail 2, kterou vynesl při posledním letu Falcon Heavy poslala na Zemi tyto krásné snímky Země. Tým plachetnice nicméně řešil problém s navigačním softwarem, který se choval na oběžné dráze nepředvídatelně. Nyní probíhá upgrade navigačního softwaru a rozevření samotné plachty bude následovat po nezbytných testech.

V sobotu v 18:26 SELČ úspěšně odstartovala z kosmodromu Bajkonur ruská raketa Sojuz s komickou lodí Sojuz MS-13. Na palubě byli tři kosmonauti: Rus Alexander Skvorcov, Američan Andrew Morgan a Evropan, Ital Luca Parmitano. Start byl ukázkový bez odkladu a již v neděli v 00:48 SELČ se loď úspěšně připojila k Mezinárodní kosmické stanici. Aktuální stav připojených lodí si můžete prohlédnout zde.

Přehled z Kosmonautixu:

Na tomto místě již tradičně naleznete seznam všech článků, které jsme za poslední týden na Kosmonautixu vydali. Vydáváme minimálně dva články o kosmonautice denně, nicméně tentokrát – díky oslavám padesáti let od přistání na Měsíci – se přeci jen články namnožily. Pojďme se na tu porci podívat. Týden jsme načali přípravou na Živě a česky komentovaný přenos indického startu k Měsíci, nicméně start byl nakonec kvůli závadě na třetím stupni rakety odložen. Na Zemi se také vymýšlí způsob, jak udržet sondy Voyager funkční delší dobu, než se doposud předpokládalo. U Marsu se zase sondě MRO podařil pěkný snímek roveru Curiosity. Ani toto úterý jste nepřišli o další díl seriálu Svět nad planetou. Specialitou tohoto týdne byl pětidílný seriál o cestě Apolla 11 k jeho fenomenálnímu úspěchu. První díl se zabýval tím, že cesta na Měsíc nemusela začít z Floridy. Tento týden byla také zveřejněna předběžná zpráva o tom, co stálo za výbuchem lodi Crew Dragon na zkušebním standu. Výsledky jsou opravdu překvapivé. Nabídli jsme vám také osobní zážitky jednoho z členů naší redakce, který byl u startu poslední mise rakety Falcon Heavy. V druhém díle speciálního seriálu Týden s Jedenáctkou jsme se podívali na to, že mohlo dojít k potkání sovětské Luny 15 a Apolla 11 u Měsíce a také na to, jak se na let k Měsíci připravovali Sověti. Odklad, kterým jsme započali tento týden, se ukázal jako závažný. Indická sonda Chandrayaan 2 se ocitla ve velmi nepěkné situaci. O Měsíci toho bylo tentokrát trochu více. K jeho jižnímu pólu se totiž nyní upírá mnoho vědeckých misí. Ve třetím pokračování Týdne s Jedenáctkou jsme se podívali na vznik posádky Apolla 11, aneb kterak Neil Armstrong připravil Jamese Lovella o procházku po Měsíci. A samozřejmě jsme vám také zprostředkovali odkaz na to, jak sledovat misi Apolla 11 „živě“. V seriálu TOP5 jsme vám nabídli pohled na to, jak popsali přistání na Měsíci samotní astronauti. Ve čtvrtém pokračování Týdne s Jedenáctkou jste si mohli přečíst, jak se vybíral „ten první“ a jak pomohly při výběru panty na průlezu lunárního modulu. Pozitivní zpráva dorazila i do Čech, na raketě Vega bude česká vlaječka. Podívali jsme se také na to, jak se evropská sonda Gaia se připravovala na výraznou změnu své dráhy. Páté pokračování seriálu Týden s Jedenáctkou mělo téma: Columbia a Eagle aneb jak se taky mohly jmenovat lodě mise Apollo 11. Pokud se přesuneme zpět o padesát let dopředu, do současnosti, mohli jsme i včera sledovat úspěšný start ruské rakety Sojuz s pilotovanou lodí Sojuz MS-13. Ačkoli místo dalšího dílu Týdne s Jedenáctkou zaujal Kosmotýdeník, nepřišli jste o něj. Vyšel už ráno a zabýval se příběhem americké vlajky na Měsíci.

Snímek týdne:

V sobotu k výročí padesáti let od přistání prvního člověka na Měsíci, představila NASA logo programu Artemis, který má opět dopravit lidi na povrch našeho nejbližšího kosmického průvodce. Pokud by vás zajímalo, co za význam se v logu skrývá, tak zde je vysvětlení:

1. Modrá Země, šedý Měsíc a červená stopa rakety – barvy jsou navzájem kontrastní a logo je tedy výrazné.
2. Písmeno A je jednak prvním písmenem názvu Artemis, ale také symbolizuje špičku šípu z Artemidina toulce – můžeme jej také považovat za symbol startu.
3. Špička písmene A nemíří na Měsíc, ale vedle něj. To značí, že Měsíc není cílem, ale spíše přípravou na cesty dál.
4. Srpek Země ve spodní části ukazuje mise programu Artemis z pohledu lidstva – vyrážíme ze Země a na Zemi vracíme všechny získané poznatky. Srpek můžeme považovat i za Artemidin luk – zdroj, ze kterého vychází veškerá energie a snažení.
5. Trajektorie rakety míří zleva doprava a vytvoří vodorovnou příčku v písmenu A – míří tedy přesně opačným směrem, než tomu bylo v oficiální grafice programu Apollo. Tento rozdíl má symbolizovat odlišný přístup k návratu na Měsíc. Dráha je vyvedena v červené barvě, která odkazuje na Mars.
6. Měsíc je naším nejbližším cílem a přípravou na Mars. Je v ohnisku všech snah.

Video týdne:

Tentokrát bude video týdne od netradičního zdroje o celkem očekávané věci. Jedná se o video, které připravil Google pro svůj doodle. Tentokrát jde o animované připomenutí letu Apolla 11, ke kterému přidal pěkný komentář Michael Collins, astronaut z posádky Apolla 11. K dispozici jsou i české titulky, stačí si je zapnout v přehrávači na Youtube.

Zdroje informací:
Michal Václavík
http://www.planetary.org/
https://spaceflightnow.com/

Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/artemis_identity_moon_mars.jpg
https://planetary.s3.amazonaws.com/assets/images/3-earth/2019/20190717_ls-2-mexico.jpg
https://media.techeblog.com/images/nasa-3d-print-spacecraft-orbit.jpg
https://solarsystem.nasa.gov/system/news_items/main_images/337_s69-39961.jpg
https://planetary.s3.amazonaws.com/assets/images/3-earth/2019/20190717_ls-2-earth-caribbean-sea.jpg
https://mk0spaceflightnoa02a.kinstacdn.com/wp-content/uploads/2019/07/solararrayRush-2.jpg
https://specials-images.forbesimg.com/imageserve/5d2b427534a5c400084b4b0c/960×0.jpg?fit=scale
https://i.ytimg.com/vi/DKtVpvzUF1Y/maxresdefault.jpg
http://www.collectspace.com/images/news-071919f-lg.jpg
https://omegaforums.net/data/attachments/709/709809-37c78746e6cded7049fda8e3ea820203.jpg