KOSMONAUTICKÉ AKTUALITY - NEPILOTOVANÉ LETY
(3. čtvrtletí 1999)
Delta 4
Jedním z nejdůležitějších prvků budoucího nosiče Delta 4 společnosti Boeing
je nově vyvíjený kyslíko-vodíkový motor RS-68, který bude pohonnou jednotkou
centrálního i připojovaných urychlovacích stupňů. Dne 15. 7. byla zveřejněna
informace o poslední zkoušce tohoto typu motoru s výrobním číslem 10202 na
zkušebním stavu Výzkumné laboratoře USAF na Edwardsově letecké základně v
Kalifornii. Motor byl spuštěn na plný výkon a dosáhl tahu 3,25 MN. Jde o motor s
vyšším tahem než má SSME amerického raketoplánu, ale ve srovnání s SSME je jeho
konstrukční koncepce zjednodušená. Motor RS-68 č. 10202 zatím pracoval celkem asi
300 s. Zahájení dlouhodobých zkoušek tohoto motoru je plánováno na léto tohoto roku
ve Stennisově kosmickém středisku NASA v Mississipi. Motor RS-68 je prvním velkým
raketovým motorem na KPL vyvíjeným v USA od dokončení motoru SSME pro raketoplán.
Současně společnost Boeing provedla úspěšné tlakové zkoušky vodíkové
nádrže stupně CBC (Common Booster Core), který je společným urychlovacím stupněm
pro všechny varianty rakety Delta 4 (L+K 75 (1999) č. 9, s. 581). Kompletní
stupeň CBC rakety Delta 4 by měl být zkoušen již v březnu 2000 ve Stennisově
kosmickém středisku NASA a první start této rakety by se mohl uskutečnit v roce
2001.
Kryogenní motory RL-10
Neúspěch startu rakety Delta 3 byl pravděpodobně způsoben vznikem trhliny ve
sváru spalovací komory kryogenního motoru horního stupně rakety. To je předběžný
závěr vyšetřovací komise. Spalovací komora motoru je svařována ze čtyř částí.
Modifikace svářecí metody, kterou zavedla firma Pratt & Whitney, se však nyní
zdá být podezřelá, neboť se má zato, že ve sváru mohou vznikat vzduchové bubliny,
které svár zeslabují. Firma Pratt & Whitney tedy změnila výrobní postup a nadto
se rozhodla prověřit kvalitu svárů již vyrobených 25 exemplářů motorů RL-10, aby
bylo možné uznat je schopnými letu. Ze zmíněných 25 motorů je 17 exemplářů
určeno pro stupně Centaur raket Atlas 2AS, dva pro druhý stupeň rakety Delta 3 a šest
pro stupně Centaur raket Titan 4. Kvalita motorů RL-10 bude tentokráte prověřována
ultrazvukovou technikou místo tradiční metody, využívající rentgenového záření.
Pokud ultrazvuková inspekce ukáže, že koncentrace mikroskopických vzduchových
bublinek je menší než kritická koncentrace, vedoucí k selhání, bude motor
kvalifikován pro let. Provedením těchto dodatečných zkoušek kvality však vzniklo
určité zdržení, na které již doplatila nová raketa Atlas 3, která tak ztratila
svého prvního klienta, družici Telstar 7 společnosti Space Systems/Loral. Družice
Telstar 7 byla nakonec vypuštěna raketou Ariane 44LP dne 25. 9. Mezi prvními raketami,
které byly prověřeny pro start byla raketa Atlas 2AS (AC-155) s družicí Echostar 5,
umístěná na startovním komplexu 36A a Atlas 2AS (AC-136) s telekomunikační družicí
UHF-F10 amerického námořnictva, připravovaná ke startu na komplexu 36B. Na základně
Vandenberg se připravuje start družice Terra organizace NASA pro monitorování
životního prostředí, který by měl být také uskutečněný stejným typem rakety.
Kontrola svárů motorů, které jsou již namontovány na raketě, připravované ke
startu na startovním komplexu se ukázalo být dost časově náročné, vyšetření
obou motorů stupně Centaur trvá 12 hodin. Situace se ale zkomplikovala tím, že
v průběhu ultrazvukových zkoušek kvality svárů byla metoda ještě vylepšena,
a tak bylo rozhodnuto provést zkoušky ještě jednou. Motory RL-10 rakety AC-155
zkouškou prošly, což potvrdil i úspěšný start rakety dne 23.9., při kterém
družice Echostar-5 v pořádku dosáhla dráhy přechodové ke geostacionární. Je však
třeba říci, že tento start byl opožděn i z toho důvodu, že během příprav
dostala startovní rampa přímý zásah bleskem při velice silné bouřce. Technici pak
museli prověřit celý elektrický systém startovního komplexu.
Ovšem opakované testy na dalších dvou zmíněných raketách se technikům ještě
nezdají. V některých případech je totiž obtížné interpretovat, zda výsledek
ultrazvukové zkoušky skutečně znamená, že svár je nekvalitní. Není tedy
vyloučeno, že u těchto startů dojde k dalším odkladům.
IUS
Vyšetřování selhání stupně IUS při vypouštění družice DSP-19 dne 9. 4. (L+K
75 (1999) č. 17, s. 1112) ukázalo, že nesprávné oddělení prvního a druhého
stupně IUS způsobila zástrčka konektoru elektrického kabelu, která se neodpojila.
Mezi prvním a druhým stupněm IUS je 6 těchto konektorů, ale jen jeden selhal. Proto
první stupeň IUS zůstal kabelem spojen s druhým stupněm a zabránil i
správnému vysunutí trysky motoru druhého stupně a tím i jeho nominální funkci.
Vyšetřovací komise dále došla k závěru, že primární příčinou, která
zabránila v odpojení konektoru bylo překrytí IUS tepelnou izolační fólií,
fixovanou lepící páskou. Druhou příčinou je i samotný konstrukční návrh
konektoru. Vyšetřování zjistilo, že sedm z jedenácti předchozích civilních misí,
používajících stupně IUS, mělo problémy s oddělováním konektorů, ale
z nějakých důvodů tyto problémy unikly pozornosti pozemního technického
personálu. Vyšetřovatelé došli k závěru, že chybný konstrukční návrh
konektorů mohl způsobit selhání kterékoliv z předchozích 21 misí, kdy byl IUS
použit včetně posledního vypuštění Observatoře pro gama astronomii Chandra
organizace NASA. Podle zprávy vyšetřovací komise stálo selhání stupně IUS
americké daňové poplatníky asi 690 mil. USD. Z toho cena družice DSP-19 činí
asi 250 mil. USD, cena rakety Titan 4B a IUS 437 mil. USD a náklady na práci
vyšetřovací komise 3,44 mil. USD.
Lockheed Martin
Jako důsledek letošních neúspěšných startů raket Titan 4 (L+K 75 (1999)
č. 17, s. 1112) přijala společnost Lockheed Martin na doporučení nezávislé komise
opatření pro zlepšení řízení výrobních procesů a zejména kontroly kvality v
jejich sektoru pro Kosmické a strategické rakety. Tato komise doporučila zejména
jasně definovat plán pro starty raket Titan 4 a zabezpečit účinnější koordinaci
dodávek od subdodavatelů. Právě nedostatky kontroly způsobily přehlédnutí hrubé
chyby v programu řídícího počítače rakety Titan 4B/Centaur, který způsobil
špatnou zážehovou sekvenci stupně Centaur, a tak i ztrátu vojenské družice
Milstar-2 v dubnu tr. Americkým daňovým poplatníkům tak vznikla ztráta asi 1,2
mld USD a USAF přirozeně společnosti nevyplatilo prémie za poslední polovinu roku ve
výši asi 42 mil. USD. Nadto zjištěné nedostatky v kontrole kvality asi též
přispěly k tomu, že společnost nezískala multimiliardový kontrakt na výstavbu
systému budoucích průzkumných družic FIA, který americký úřad pro průzkum NRO
(National Reconnaisance Office) udělil společnosti Boeing. O systému družic FIA
(Future Imaging Architecture), který bude realizován v období let 2005 - 2010, se
tvrdí, že bude tvořen větším množstvím průzkumných družic jak optických tak
radarových, které budou menší ve srovnání se současnými družicemi. Systém
družic má umožnit častější pozorování kritických oblastí a bude mít i další
výhody, o kterých se představitelé NRO odmítli vyjádřit. Malé družice budou
doplněny budoucí zdokonalenou družicí KH-13 pro optický průzkum (nazývanou též
Enhanced Imagery System nebo též 8X).
Vedení společnosti Lockheed Martin se rozhodlo k rozsáhlejší organizační
restrukturalizaci, neboť současné problémy jsou zřejmě ještě pozůstatkem
z doby sloučení společností Martin Marietta a Lockheed, kdy vznikl současný
konglomerát. Restrukturalizace by měla zajistit, že různé části společnosti budou
lépe spolupracovat.
Proton
Ani raketě Proton se nevyhnula smůla. Dne 5. července odstartovala raketa Proton-K
z kosmodromu Tjuratam (Bajkonur) s vojenskou telekomunikační družicí Raduga.
První stupeň pracoval normálně. V průběhu práce druhého stupně zaznamenala
telemetrie poprvé anomální data v 280 s letu s odchylkou od letového kursu. Ve 4. min
37 s letu jeden ze čtyř motorů 2. stupně kompletně selhal a stupeň explodoval.
Třetí stupeň spolu s družicí pokračoval v letu a rozpadl se po dalších 45 s
letu. Trosky dopadly nedaleko Karagandy a toxické zbytky paliva spálily či zamořily na
500 ha pastvin. V oblasti havárie bylo nalezeno na 40 větších a 100 menších
kusů nosiče. Později byly nalezeny i části stupně s toxickým palivem. Havárie
vedla kazašskou vládu nejprve k zákazu všech startů z kosmodromu Bajkonur.
Po jednáních s ruskými představiteli však nakonec Kazachstan povolil starty
raket Sojuz a Zenit, které používají jako pohonné látky netoxickou směs petroleje a
kapalného kyslíku na rozdíl od Protonu, poháněného nesymetrickým dimetylhydrazinem
a N2O4. Při jednáních se též diskutovala otázka jednak
náhrady škod a lhůty, do které Rusko zaplatí Kazachstanu poplatek 115 mil. USD za
roční pronájem kosmodromu. Kazachstan též žádal, aby měl možnost povolovat
jednotlivé starty z kosmodromu, s tím ale ruská strana nesouhlasila, ale
přislíbila, že bude kazašskou stranu o každém startu podrobněji informovat. Doposud
Ruská kosmická agentura pouze kazašské straně sdělila, že se nějaký start
uskuteční. Když 31. 8. zaplatila ruská strana 50 mil. USD jako zálohu pronájmu
kosmodromu (zbytek bude vyrovnán v naturáliích) a firma Chruničev 270 000 USD jako
náhradu vzniklých škod, kazašská vláda dala povolení k obnově startů raket
Proton.
Předběžná informace o vyšetřování havárie uvádí, že došlo k selhání
turbočerpadla motoru č. 3 na druhém stupni rakety Proton, jehož pouzdro se rozpadlo v
důsledku špatného sváru. Ruská vyšetřovací komise došla k závěru, že šlo jen
o jednorázovou výrobní chybu. Tento závěr byl zřejmě správný, neboť další
start rakety Proton-K ze dne 6. 9. byl úspěšný a dopravil na dráhu přechodovou ke
geostacionární dvě telekomunikační družice Jamal 101 a 102.
Athena 2
Asi pět měsíců po neúspěchu při vypouštění družice Ikonos pro dálkový
průzkum Země společnosti Space Imaging je ke startu připravovaná identická družice,
která bude vynesená opět raketou Athena 2. Jak jsme informovali, minulý neúspěch byl
způsoben neoddělením aerodynamického krytu družice. Aerodynamický kryt se odděluje
po 4,5 min letu ve dvou krocích. Nejprve se odpálí náložky, oddělující kryt od
jeho základny na těle rakety a se zpožděním 44 ms následuje odpálení pyrotechniky,
která kryt rozpůlí, takže odpadne. Při startu rakety Athena dne 27. 4. došlo ke
správnému odpálení náložek oddělujících základnu krytu, ale současně se kryt
nepatrně posunul, což ovšem stačilo k přerušení elektrického konektoru,
konstruovaného tak, že jedna jeho část byla na adapteru užitečného zatížení a
druhá na aerodynamickém krytu. K pokračování v oddělování krytu tudíž již
nedošlo.
Proto byl systém pyrotechnického oddělování aerodynamického krytu předělán
tak, aby se celý konektor nacházel na adapteru. Aerodynamický kryt bude stále
oddělován dvojím pyrotechnickým systémem, oddělujícím kryt od základny a
dělícím jej na dvě části, ale tentokráte bude zážeh obou částí současný.
Další start rakety Athena 2 se uskutečnil opět ze startovního komplexu SLC-6 na
základně Vandenberg dne 24. 9. Raketa při něm úspěšně vynesla na heliosynchronní
téměř polární dráhu náhradní exemplář družice Ikonos. Snímky zemského povrchu
s rozlišením 1 m (černobílé) a 4 m (barevné) bude komercializovat soukromá
společnost Space Imaging, vlastník družice.
Následující starty raket Athena uskuteční společnost Lockheed Martin z nového
komerčního kosmodromu na ostrově Kodiak (L+K 75 (1999) č. 6, s. 380) a
startovní komplex SLC-6 bude znovu přebudován pro starty raket Delta 4 společnosti
Boeing.
Programy X
V minulých číslech (L+K 75 (1999) č.9, s. 581 a č. 17, s. 1114 ) jsme
se zmiňovali o vývoji nových prototypů X-33, X-34 a X-37, jejichž cílem jsou
zkoušky nových technologií, které v budoucnu umožní zlevnění dopravy
užitečného zatížení na oběžnou dráhu. K těmto prototypům se řadí i
Hyper-X neboli X-43. Úkolem tohoto zkušebmího demonstrátoru jsou zkoušky zkušebního
náporového motoru se spalováním pohonné látky, kapalného vodíku, při
nadzvukových rychlostech (scramjet). Motor o průměru 76 cm byl zkonstruován
Laboratoří pro obecné vědecké aplikace GASL (General Applied Science Laboratory)
v New Yorku a bude pohánět X-43 o délce 3,65 m a rozpětí nosných ploch 1,5 m.
Tři exempláře X-43, zkonstruované společností MicroCraft z Tullahomy v
Tennessee byly v červenci dodány do Drydenova kosmického střediska a
v průběhu září budou namontovány na raketový nosič Pegasus společnosti OSC.
Při prvních letech v průběhu roku 2000 by se mělo dosáhnout rychlostí až 7 M,
později snad až 10 M. Program Hyper X je vlastně pokračováním programu
aerokosmického letounu X-30 NASP (National Aerospace Plane), který byl zrušen
v roce 1994.
Laboratoř LL (Lawrence Livermore Laboratory) studuje hypersonický letoun Hypersoar,
který by dosahoval rychlostí 10 M a výše a který by využíval aerobní motor
s kombinovaným cyklem RBCC (Rocket-Based Combined Cycle) schopným funkce ve všech
oborech letových rychlostí. Do rychlostí 2,5 M by motor pracoval jako raketový motor
s využitím atmosférického kyslíku. Při rychlostech do 5 M by motor přešel do
režimu ramjetu a do 10 M by fungoval jako scramjet. Do 20 M by motor pracoval opět jako
raketový, ovšem již s využitím kyslíku z vlastních nádrží. Aerobní
motor s kombinovaným cyklem RBCC, který spojuje zmíněné typy motorů, vyvíjí
společnost Aerojet na základě kontraktu Marshallova kosmického střediska NASA. V
průběhu počáteční fáze kontraktu zkoumala společnost Aerojet účinnost tohoto
motoru, zejména svého patentovaného kaskádového vstřikovače (injektoru) pohonných
látek do spalovací komory, v aerodynamickém tunelu ve velkém rozsahu operačních
rychlostí. Poznamenejme, že s podobným projektem scramjetu s nadzvukovým
spalováním přichází Velká Británie společně s Austrálií. Jejich program,
nazývaný HyShot, předpokládá vynesení scramjetu pomocí dvoustupňové sondážní
rakety do výše 336 km. Odtud začne scramjet padat volným pádem až do výšky asi 22
km, kdy nabude rychlosti kolem 8000 km/hod. Pak se zapne scramjet, poháněný vodíkem a
atmosférickým kyslíkem a stroj vystoupá do výšky 33 km. Po vypotřebování paliva
se scramjet zřítí na území zkušební raketové střelnice Woomera. Data, získaná
během testu, budou vysílána v reálném čase a čip s jejich záznamem bude
před zřícením stroje odhozen.
Vývoj zmíněných nových technologií však neprobíhá hladce, což se ovšem dalo
očekávat. Například již zmiňovaný program X-33 má již 16 měsíců zpoždění
oproti původním předpokladům. Toto zpoždění bylo způsobeno převážně
technologickými problémy s výrobou superlehkých palivových nádrží, raketovým
motorem a též i tepelným štítem. Teprve v týdnu od 13. 9. byly zahájeny
v Marshallově kosmickém středisku NASA tlakové a pevnostní zkoušky dvou 8,7 m
dlouhých kompozitních nádrží X-33 na kapalný vodík. Do Stennisova kosmického
střediska NASA byl zatím dodán jeden ze čtyř motorů s lineárním centrálním
tělesem (aerospike), se kterým bude uskutečněno na 14 dílčích zkoušek, které by
měly vyvrcholit zkušebním zážehem v délce 190 s za stejných podmínek,
jako při skutečném startu tělesa X-33.
Všechna tato zpoždění pochopitelně projekt X-33 prodraží. Podle původních
odhadů měla NASA na vývoj investovat 912,4 mil. USD, ale ve skutečnosti zaplatí na
1,23 mld USD. První z patnácti zkušebních startů demonstrátoru X-33 by se měl
uskutečnit v létě 2000. Budou-li zkoušky X-33 úspěšné, hodlá společnost
Lockheed-Martin investovat do vývoje prostředku VentureStar na 5-8 mld USD.
V časopise Air et Cosmos (1999) č. 1712, s. 15, byl publikován přehled o
všech programech, označovaných jako X od roku 1946. Z přehledu vyplývá, že
v poslední době chybí informace o programech X-39, X-41 a X-42. Podle Ch. Lardiera
jsou X-39, X-41 a X-42 varianty těžkého vícenásobně použitelného jednostupňového
nosiče s různými typy horních stupňů či návratových těles. Kromě toho je
v tomto přehledu program vojenského kosmického letounu X-40 identifikován jako
vojenská varianta X-37, upravená pro průzkumné účely.
Nový hybridní raketový motor
Ve Stennisově kosmickém středisku NASA byla 13. 8. uskutečněna zkouška nového
hybridního raketového motoru. Motor byl pro organizaci NASA vyroben konsorciem
společností účastnících se programu demonstrace hybridního pohonu, mezi které
patří např. společnosti Lokheed Martin, Boeing Rocketdyne nebo Thiocol Corporation.
Motor o hmotnosti 62 500 kg, průměru 175 cm a délce 13,5 m se podobá urychlovacímu
stupni SRB raketoplánu. Při zkoušce motor pracoval 15 s a dosáhl tahu 1,25 MN.
Zkoušky s motorem tohoto typu budou pokračovat i v budoucnu. Budou se při
nich zkoušet různé typy zážehu motoru i různé metody vstřiku okysličovadla do
spalovací komory.
Zkoušky kryogenního motoru LE-7A
V průběhu letních měsíců uskutečnila japonská organizace NASDA dvě
statické zkoušky nově vyvíjeného kryogenního motoru LE-7A č. 2. Třetí a čtvrtá
zkouška v délce 344 s a 350 s byly uskutečněny v Kosmickém středisku
Tanegašima. Při zkouškách se parametry motoru pohybovaly v předpokládaných
mezích.
Možnosti využití nefunkčních součástek k pohonu kosmických lodí
Výzkumní pracovníci společností Lockheed Martin a Thiokol Propulsion studují
možnosti, jak využít již nepotřebné části kosmických prostředků ke kosmickému
pohonu. Aby tento postup byl možný, je třeba vyvinout vhodný materiál, který by
zaručoval kosmickému prostředku, například družici, dostatečnou pevnost zejména
v průběhu vypouštění. Na oběžné dráze již takové masivní konstrukce není
třeba a tak se hledají cesty, jak takové nepotřebné části konstrukce buď chemicky
upravit nebo přímo využít k dalšímu pohonu kosmického prostředku.
V případě chemické úpravy či ”recyklace” by si družice musela nést něco
na způsob ”recyklační přípravny”. Další možností je přímé spálení
konstrukce na místě, kde byla zabudována s vytvářením tahu v určitém
daném směru. Výzkum těchto nových materiálů je sponzorován Letectvem USA a
oficiálně typ a podstata těchto materiálů nebyly zveřejněny. Podle časopisu New
Scientist (14. 8. 1999, s. 7), který o tomto výzkumu informuje, však jde o
termoplastové kompozitní materiály, které nabízí jednak strukturní pevnost, ale
které mohou být později chemicky převedeny do stavu, dovolujícího jejich řízené
spalování.
Zkoušky s tuhým vodíkem
Pracovníci Glennova (dříve Lewisova) výzkumného střediska NASA zkoumají
případné využití tuhého vodíku jako paliva pro raketové motory budoucí generace.
Vlastnosti tuhého vodíku jsou zkoumány již dlouho. Např. v ročence McGraw-Hill
Yearbook of Science and Technology 1981, s. 211-212, se konstatuje, že kovová modifikace
vodíku, spalovaná v kyslíku, by měla dosáhnout asi 4x vyššího specifického
impulsu raketového motoru oproti klasické kryogenní kombinaci kapalného vodíku a
kyslíku (L+K 74 (1998) č. 9, s. 888). Pro ilustraci dodejme, že vodík při
atmosférickém tlaku se stává kapalným při 20,4° K a tuhne při 14° K. Do kovové
modifikace lze pevný vodík převést pomocí vysokého tlaku. První problém, který je
tedy třeba řešit, je uchovávání vodíku v pevné fázi. V Glennově
středisku zkoumají, jak dlouho se podaří uchovat suspenzi malých částic tuhého
vodíku v kapalném héliu, který vře při 4,2° K.
Nová varianta sluneční plachetnice
Klasický návrh sluneční plachetnice předpokládá, že kosmická loď rozevře
v kosmickém prostoru skutečnou plachtu z tenké a lehké pohliníkované
fólie a při svém dalším letu sluneční soustavou se nechá unášet tlakem
slunečního záření. Technickým problémem je však už bezchybné rozevření takové
velké konstrukce s fólií v kosmickém prostoru. Proto se dosud
s realizací pohonu pomocí sluneční plachty váhalo. Jednou z možností je
ovšem využití sluneční plachty k pohonu nanodružice, která přirozeně nebude
potřebovat tak velkou plochu plachty. Projekt takové nanodružice s hmotností asi
5 kg je připravován specialisty na Carnegie Mellon University v Pittsburgu.
Nanodružice by měla být poháněna sluneční plachtou se čtyřmi lopatkami o délce
20 m a šířce 1m (tzv. heliogyro), pokrytými tenkou kapronovou pohliníkovanou fólií.
Ve sbalené formě, ve které by startovala, by nanodružice měla tvar válce o průměru
0,5 m a délce 1 m. Program nanodružice, poháněné heliogyrem, bude stát celkem asi 2
mil. USD. Projekt je financován jak z armádních zdrojů (DARPA, USAF) tak
Goddardovým kosmickým střediskem NASA, Institutem pro kosmická studia na
Princetownské universitě či Nadací pro mezinárodní nevládní spolupráci
v kosmu (Foundation for the International Nongovernmental Development of Space -
FINDS).
Na druhé straně R. Winglee z University of Washington v Seattle přichází
s nápadem, jak nahradit mechanickou konstrukci sluneční plachty. Prostě
předpokládá vytvoření magnetického pole v okolí kosmické lodi. Elektricky
nabité částice slunečního větru, které při svém pohybu vytváří vlastní magnetické
pole, se budou odrážet od magnetického pole kosmické lodi a tím vznikne síla,
která bude kosmickou loď urychlovat. Idea je na první pohled sice jednoduchá,
ale i zde je problém - i velice silný magnet vytváří magnetické pole, které
dosahuje jen do centimetrových vzdáleností od kosmické lodi. Proto R. Winglee
navrhuje pumpovat do magnetického pole kolem kosmické lodi horkou plasmu ionizovaného
plynu, např. He, Ar nebo Xe. Ionizovaný plyn roztáhne i slabé magnetické pole
do větších vzdáleností od kosmické lodi. Podle optimistických výpočtů R. Wingleeho
by se mohlo např. magnetické pole o intensitě 150 gauss interakcí s ionizovaným
polem rozepnout do vzdáleností 15 - 20 km a tak efektivně působit jako sluneční
plachta. Během 3 měsíců by bylo možné urychlit kosmickou loď o hmotnosti 100
kg až na 80 km/s. Na roční pohon by mělo stačit na 40 kg ionizovaného plynu.
Jak poznamenává článek v New Scientist ze 4. 9. 1999, který o této myšlence
informuje, první experimenty s rozepínáním oblaku plazmy do průměru 1 m byly
prováděny ve vakuové komoře, ale zatím není zcela jasné, zda se magnetické pole
rozepíná tak, jak Winglee předpokládá. Ve větší komoře by bylo možné dosáhnout
rozepnutí oblaku plazmy do 10 m, ale rozhodující experiment o funkčnosti tohoto
nápadu bude možné učinit až v kosmickém prostoru. Další podrobnosti o této nové
koncepci magnetosférického plasmového pohonu lze nalézt ve výzkumné zprávě R.
Wingleeho, zveřejněné na internetové adrese http://www.niac.usra.edu/studies/9801/9801Final/WingleeFinal.pdf.
Poznamenejme, že rychlost nabitých částic tvořících sluneční vítr, dosahuje
podle posledních měření pomocí družic v okolí Země hodnot mezi 250 - 500 km/s.
Vysvětlení tak vysoké hodnoty rychlosti částic bylo dlouho nejasné.
V současné době se vědci přiklánějí k názoru, že nabité částice,
vznikající ionizací ve sluneční koróně ohřáté na 1 - 2 mil.° C, jsou
urychlovány magnetohydrodynamicky pomocí elektromagnetických vln na povrchu Slunce (viz
též L+K 75 (1999) č. 9, s. 584).
Cena CATS
Pro uskutečnění levné dopravy užitečného zatížení do kosmického prostoru
byla v roce 1997 vypsána americkou Nadací pro mezinárodní nevládní spolupráci
v kosmu FINDS cena CATS (Cheap Access to Space) ve výši 250 000 USD. Je určena pro
konstruktéry malých raket, vyrobených bez vládní subvence, schopných vynést
užitečné zatížení kolem 2 kg do výšky 200 km. V současné době je již několik
uchazečů, kteří se již v letošním roce pokusí cenu získat. Je naděje, že
vítěz bude mít možnost založit novou společnost zajišťující levný nosič pro
realizaci experimentů v mikrogravitaci. V současné době možnost uskutečnění
krátkodobých materiálových experimentů v mikrogravitaci nabízí organizace NASA
na palubě svých sondážních raket. Sondážní rakety, dosahující výšek 100 - 200
km, jsou u NASA k dispozici za 200 000 - 250 000 USD. Větší sondážní rakety
dosahující výšek kolem 1500 km však již stojí 1 mil. USD.
Roton
Společnost Rotary Rocket uskutečnila první zkoušku atmosférického demonstrátoru
Roton ATV (Atmospheric Test Vehicle) dne 23. 6. Asi 20 m vysoké těleso kuželovitého
tvaru o průměru 7 m při základně, řízené dvoučlennou posádkou, se vzneslo pomocí
svého čtyřlistého vrtulového rotoru zatím jen do výšky asi 2 m. Vrtule byla
poháněna reaktivními motorky na koncích vrtulových listů. Videozáznam z první
zkoušky Rotonu ATV je k dispozici na internetové adrese http://www.rotaryrocket.com.
Druhá zkouška se uskutečnila 16. 9. a demonstrátor vystoupil do výšky asi 6 m nad
přistávací dráhu v Mojave. Při zkoušce byla zkoušena stabilita tělesa a úpravy
řízení tahu motorků na koncích čtyř listů rotoru, navržené po první zkoušce.
Celá zkouška trvala 4,5 min.
Roton ATV má za úkol zkoušet atmosférické přistání budoucí rakety Roton za
různých operačních podmínek. Předpokládá se, že při příštích letech
vystoupí Roton ATV do výšky až 1 km. Přestože má společnost Rotary Rocket Co.
velké plány a chtěla by zahájit operační lety v průběhu roku 2001, má
v současné době značné finanční starosti. Nepodaří-li se jí do konce tohoto
roku sehnat dalších 120 mil. USD, asi bude muset skončit svou činnost.
Iridium
Společnost Iridium sice zahájila provoz prvního družicového systému telefonního
spojení s přenosnými (mobilními) telefony po celém světě, zejména
v odlehlých místech bez pokrytí z uzlových (celulárních) stanic, ale
v současné době má finanční problémy. V neděli 15. 8. nebyla společnost
schopná zaplatit úrok ve výši 90 mil. USD a tak na doporučení svých akcionářů
vyhlásila úpadek podle Kapitoly 11 amerického zákona o úpadku. To znamená, že
společnost Iridium bude finančně i organizačně restrukturalizována soudní cestou.
Nepředpokládá se však, že by společnost byla úplně likvidována, neboť tak by
investoři přišli o značné finanční částky. V průběhu soudní reorganizace
společnosti Iridium bude společnost Motorola, která je největším investorem Iridia a
která řídí systém 66 družic Iridium, dále zajišťovat provoz družicového
systému a spolupracovat se současnými a případnými budoucími klienty.
Důvody finančních problémů společnosti Iridium jsou jednak technické: asi 14
družic na oběžné dráze selhalo a bylo nutné je nahradit; dále firma Motorola nebyla
schopná s dostatečným předstihem zajistit výrobu mobilních telefonů, takže
v okamžiku zahájení zkušebního provozu jich nebyl dostatek. Též vadila jejich
počáteční cena, 3000 USD, která byla též příčinou menšího počtu zájemců. I
když se cena snížila na polovinu, společnost Iridium zatím získala jen asi 20 000
abonentů z původně odhadovaných 500 000. Dalším důvodem je skutečnost, že
konkurence, společnost Globalstar, by měla zahájit provoz vlastní družicové sítě
v příštích měsících.
Podobné finanční problémy má i jeden z dalších konkurentů společnosti
Iridium, společnost ICO Global Communications Ltd., nabízející též družicové
telefonní služby. Pro tuto společnost vyrábí firma Hughes 12 družic, odvozených
z modelu HS-601. Jejich vypuštění měla zajišťovat mezinárodní společnost ILS
pomocí raket Proton a Atlas. Pokud ICO také vyhlásí úpadek, mohou ztráty firmy
Hughes, která je nadto hlavním akcionářem ICO, dosáhnout až 500 mil. USD.
Finanční kruhy v New Yorku proto pečlivě sledují, jak si v současnosti
stojí společnost Globalstar. V současném okamžiku není úplně jasné, zda
finanční problémy zmíněných dvou společností jsou způsobené chybami
v jejich obchodních strategiích nebo malou konkurenční schopností kosmických
mobilních telefonů oproti pozemním. Společnost Globalstar zatím předpokládá
komercializaci svých telefonních služeb ve spolupráci se zkušenými distributory
standardních mobilních telefonů od poloviny října. Mobilní telefonní aparát (o
hmotnosti 336 g) pro spojení v družicové síti Globalstar vyrábí společnost
Ericsson a jeho prodejní cena se odhaduje na 1000 až 1500 USD. Poplatek za hovory
dosáhne výše 1-2 USD/min.
Cape Canaveral Air Station
USAF předpokládá, že v následujících 10 letech dojde ke značnému
nárůstu počtu startů jak civilních tak vojenských, při kterých bude vypuštěno
podle odhadů na 1800 družic. Aby bylo možné všechny tyto starty zabezpečit, je
nezbytné přikročit k podstatné modernizaci infrastruktury na Cape Canaveral Air
Station (Eastern Range). Jde jak o zdokonalení telekomunikační sítě, což zefektivní
například zpracování telemetrických dat v reálném čase, tak přípravu
nosičů a užitečného zatížení ke startu. Jak se vyjádřil generál D.P. Petit,
který převzal od 20. 8. velení 45. kosmické perutě, zabezpečující provoz
základny, je zde na 25 000 zastaralých komponent, vyžadujících výměnu. Některá
zařízení, kterých bylo použito při prvním startu J. Glenna do kosmického prostoru,
sloužila i při jeho druhém startu.
S modernizací základny již bylo započato a bude stát stovky milionů USD.
Dokončení programu modernizace, který bude uskutečněn za provozu, by mělo být
skončeno v roce 2006.
O použití startovního komplexu LC 15, ze kterého kdysi startovaly rakety Titan 1 a
2, uvažuje i soukromá společnost Beal Aerospace Technologies, konstruující
třístupňovou asi 62 m vysokou raketu BA-2 pro komerční využití , která má nosnost
srovnatelnou s nosností rakety Titan 4B.
Provoz na Cape Canaveral Air Station byl zahájen dne 24. 7. 1950, kdy odtud
odstartoval sedmý exemplář rakety Bumper k výškovému letu, při kterém raketa
vystoupala do výšky 302 km. Bumper byla dvoustupňová raketa, jejíž první stupeň
tvořila německá balistická raketa V-2 a druhý stupeň americká WAC Corporal. Jejích
prvních 6 startů se uskutečnilo ze základny White Sands v Novém Mexiku. Po celý
rok až do 24. 7. 2000 budou probíhat na kosmodromu na Floridě různé akce,
připomínající tuto událost.
Měsíční základna
Ve dnech 15. - 16.7. uspořádala Nadace Space Frontier v League City
v Texasu symposium věnované vývoji lunární základny. Na symposiu bylo
konstatováno, že před letem na Mars je nutný návrat na Měsíc jednak pro zkoušky
technologií, potřebných k letu na Mars, a dále vytvoření infrastruktur pro
budoucí komerční využití Měsíce. Astronaut John Young připomněl, že
z vědeckého hlediska by umístění teleskopů na Měsíci bylo pro astronomy
ideální. Z Měsíce by bylo možné stále sledovat polární oblasti Země a tak
zjišťovat vliv globálních vlivů. Sledování asteroidů či komet, potenciálně
ohrožujících Zemi by bylo též výhodné z povrchu Měsíce. Na symposiu
prezentovala své plány na komerční využití Měsíce i soukromá společnost Applied
Space Resources z New Yorku, která chce pomocí automatických kosmických
prostředků dopravit v roce 2002 z Měsíce na Zemi měsíční materiál,
který by rozprodávala laboratořím či školám pro vědecké a výukové účely.
Pro další potenciální vývoj plánů výstavby měsíční základny je velice
důležité potvrzení předpokladu, že na měsíčních pólech jsou skutečně zásoby
vody (L+K 75 (1999) č. 18, s. 1168). První pokus získat přímý důkaz o
existenci vody na Měsíci byl uskutečněn pomocí sondy Lunar Prospector. Dne 31. 7.
byla sonda Lunar Prospector po ukončení své mise na dráze kolem Měsíce navedena do
oblasti jeho jižního pólu, kde dopadla do vybraného kráteru, o kterém se
předpokládalo, že by se v něm mohla nacházet voda ve formě ledové tříště
smíchané s měsíční horninou. Oblast dopadu byla pozorována pozemskými
observatořemi i HST, ale žádná viditelná známka dopadu sondy na měsíční povrch,
např. ve formě oblaku obsahujícího vodní páru, nebyla zaregistrována. Sonda možná
dopadla na úbočí kráteru, kde žádná voda není. Na přímý důkaz existence vody
na Měsíci si tedy ještě počkáme. Další otázkou je, v jaké formě je
případná voda v měsíční hornině přítomná. Mohla by být např. obsažená
v měsíčních minerálech podobně, jako voda mimozemského původu, objevená
nedávno v mikroskopických pórech NaCl, kterou obsahovaly meteority asi 4,5 mld let
staré.
Observatoř pro rentgenovou a gama astronomii Chandra
První zkoušky observatoře pro rentgenovou a gama astronomii Chandra, vypuštěné
při letu STS-93 v červenci tr., byly zahájeny 20. 8. Nejprve bylo provedeno
kalibrační pozorování bodového rentgenového zdroje LMC X-1 ve Velkém Magellanově
oblaku, který je ve vzdálenosti asi 180 000 světelných let od Země. Po testování
ostrosti záběru byl zkusmo pozorován zbytek supernovy N132D v téže oblasti. Tyto
snímky ověřovaly funkci rentgenového teleskopu na oběžné dráze. Teleskop je
tvořen odrazovými plochami, pokovenými vrstvou iridia. Plochy odráží gama záření
pod malými úhly do ohniskové roviny, kde je registrováno čidly. Vzhledem k tomu, že
teleskop má velkou sběrnou plochu a může registrovat i gama záření
s vyššími energiemi, lze pozorovat i velmi slabé rentgenové zdroje.
Dále byl zveřejněn snímek zachycující zbytek po supernově Cassiopeia A, která
vzplála před 320 lety. Při explozi masivní hvězdy byl vyvržen materiál rychlostí
asi 10 mil. km/hod, který při nárazu na plynná oblaka v okolí supernovy vytvořil
bublinu plynu o teplotě na 50 mil. stupňů, zářící ve vlnové oblasti gama
záření. Z energetického profilu gama záření lze pak zjistit zastoupení
jednotlivých těžkých prvků v oblaku. V centru pozorovaného oblaku se nachází
objekt, který by mohl být neutronovou hvězdou. V průběhu září pak NASA
zveřejňovala každý týden nové snímky, získané touto observatoří. Zhodnocení
získávaných výsledků pozorování bude jistě vítaným námětem pro specializované
astronomické časopisy. Za zmínku zde snad ještě stojí objev prstence kolem pulsaru
(neutronové hvězdy) v Krabí mlhovině, který září v gama oblasti spektra.
To znamená, že neutronová hvězda, rotující 30x za vteřinu, urychluje okolní
částice téměř na rychlost světla. Pozorování HST naznačily možnost prstencové
struktury, která tak byla definitivně potvrzena až observatoří Chandra.
Technici v řídícím středisku jsou však poněkud znepokojeni skutečností,
že některé z fotocitlivých CCD elementů, registrujících dopadající gama
záření, z nějakých důvodů ztrácí svou citlivost. Důvody této degradace se
studují. Observatoř Chandra se pohybuje nad zemskými radiačními pásy, aby
neovlivňovaly registraci gama záření přicházejícího z vesmíru. Nevýhodou
takto vysoké dráhy je však to, že je mimo dosah raketoplánu s případným
opravářským týmem.
Sonda Cassini
Sonda Cassini, vypuštěná v roce 1997, zvyšovala postupně svou rychlost
průlety kolem Venuše a Země. Dne 18. 8. v 03.28 UT prolétla sonda v nejmenší
vzdálenosti 1171 km od Země; průlet se uskutečnil nad jihovýchodním Tichým oceánem
nad místem o souřadnicích 23,5° j.š. a 128,5° z.d. Při průletu získala sonda
přírůstek rychlosti D V= 5,5 km/s, a tak byla navedena na dráhu, která ji 30. 12.
2000 přivede k planetě Jupiter a 1. 7. 2004 až k planetě Saturn. Po
příletu k Saturnu uvolní sonda do atmosféry měsíce Titan pouzdro Huygens a
potom po dobu čtyř let bude z oběžné dráhy kolem Saturna studovat planetu,
její prstence a některé z jejích 18 měsíců. Úspěšný průlet sondy kolem Země
po přesně určené dráze vyvrátil obavy ekologických aktivistů o jejím pádu do
zemské atmosféry a rozptýlení nebezpečného plutonia, obsaženého
v termoelektrických článcích sondy.
Deep Space 1
Sonda Deep Space 1, řízená svým autonomním navigačním systémem AutoNav,
prolétla dne 26. 7. kolem asteroidu 1992 KD (nedávno pojmenovaném Braille podle
vynálezce slepeckého písma) v nejmenší vzdálenosti asi 26 km s relativní
rychlostí 56 000 km/hod. I když v okamžiku průletu nebyla kamera sondy správně
orientována a nemohla tak získat detailní záběry, asi 15 min. po průletu se sonda
zorientovala a její infračervený spektrometr přinesl informace o složení
povrchových hornin asteroidu. Ukazuje se, že povrch je skalnatý a zřejmě někdy
v minulosti natavený a pak zchlazený. Má značnou odrazivost. Svými vlastnostmi a
složením se asteroid Braille podobá planetce Vesta, známé již od roku 1807. Před
astronomy tedy vyvstává zajímavá otázka, zda Braille je úlomkem planetky Vesta.
Snímky z HST objevily na povrchu Vesty velký impaktní kráter. Na rozdíl od Vesty o
průměru asi 500 km je asteroid Braille protáhlé těleso ve tvaru burského oříšku
jen asi 2,2 km dlouhé a o průměru 1 km v nejužším místě. Není však zatím
jasné, proč jsou Vesta a Braille od sebe tak vzdálené. Braille se nachází na dráze
mezi Zemí a Marsem, zatímco Vesta se pohybuje mezi Marsem a Jupiterem. Průlet sondy
v blízkosti asteroidu dovolil upřesnit parametry jeho dráhy, ze kterých
vyplývá, že se v průběhu čtyř tisíc let asteroid Braille přiblíží
k Zemi a zkříží její dráhu.
Průlet se pokládá za úspěšnou zkoušku autonomního navigačního systému AutoNav,
který využívá programového vybavení s názvem Remote Agent. Toto programové vybavení
je prý velkým skokem v oblasti umělé inteligence. Je schopné detekovat,
analyzovat a řešit problémy tak, aby sonda mohla samostatně plnit plánované
úkoly. Programové vybavení tohoto typu bude tedy v budoucnosti možné použít
k řízení autonomních průzkumných inteligentních robotů, vysazených na jiné
planety. Průběžné informace o letu sondy Deep Space 1 lze sledovat na internetové
adrese http://www.jpl.nasa.gov/ds1news.
Mars Climate Orbiter
Dne 23. 9. dorazila sonda Mars Climate Orbiter k planetě Marsu. Podle letového
plánu zahájila sonda brzdící manévr ve 9.01 UT. Motor měl pracovat 16 min. Při
manévru prolétávala sonda za planetou a tak měla navázat rádiový kontakt před 9.30
UT. Tím by řídící středisko mělo potvrzeno, že manévr byl úspěšný. Sonda se
však již neozvala. Po 24 hodinách pokusů navázat se sondou spojení prohlásila NASA
oficiálně sondu v hodnotě 150 mil. USD za ztracenou. Pro vyšetření důvodů
ztráty sondy byla v JPL ustanovena komise. Zatím neoficiálně se předpokládá,
že při posledním manévru dne 15. 9., kdy řídící středisko chtělo doladit dráhu
sondy pro průlet kolem Marsu ve výšce asi 150 km, došlo v důsledku navigační
chyby k tomu, že sonda vstoupila do atmosféry planety ve výšce pouhých 60 km a
byla tak vystavena vlivu značného přehřátí v důsledku tření o atmosféru.
Podle překvapující zprávy NASA News 99-113, která neunikla pozornosti ani našeho
denního tisku, došlo k navigační chybě prý tím, že při komunikaci mezi
týmem společnosti Lockheed Martin v Denveru (Colorado) a navigačním týmem
v JPL v Kalifornii došlo při přenosu informací k záměně metrických jednotek a
anglosaských jednotek, neboť NASA a JPL užívá metrických jednotek a výrobce sondy
ještě anglosaských. Tato na první pohled elementární chyba nějak unikla
pracovníkům řídícího střediska. Vyšetřením všech okolností ztráty sondy byla
pověřena speciální komise, do jejíhož čela jmenoval administrátor NASA D.S. Goldin
ředitele Marshallova kosmického letového střediska G. Stephensona. Komise by též
měla navrhnout opatření, která by zabezpečila, že systém řízení kosmických sond
bude odolnější i proti případným lidským chybám. Jinak podle telemetrie byla sonda
celou dobu letu v dobrém technickém stavu. Sonda nesla přesnou kopii přístroje,
který byl umístěn na sondě Mars Observer, ztracené v roce 1993. Se sondou Mars
Climate Orbiter se také počítalo jako s retranslační stanicí pro sondu Mars
Polar Lander, která dorazí k Marsu za dva měsíce. Sonda Lander bude muset
komunikovat se Zemí přímo pomocí své vlastní antény, případně za pomoci sondy
Mars Global Surveyor na oběžné dráze kolem planety.
(ek)
Použité materiály:
Air et Cosmos č. 1709 -1715;
Space News 10 (1999), č. 30 - 36.
Internetové materiály:
- NASA News 99-84, 99-87, 99-88, 99-98, 99-117.
- Florida Today Space Online 070799, 070999, 071499, 071599, 071699, 072999, 080399,
080499, 080599, 081199, 081599, 081799, 081999, 082399, 082599, 082799, 090799, 090899,
091499, 092299, 092499, 092999.
- Jonathan's Space Report č. 406 - 408.
Vyšlo v časopise Letectví a kosmonautika 75
(1999) č. 22, s. 1460 - 1462; č. 23, s. 1528 - 1531.
Na MEK byl tento článek publikován se svolením autora.
Aktualizováno: 26.10.2002
[ Obsah | Novinky v
kosmonautice | Články | Obsahy
L+K | Kosmonautické zajímavosti ]
Pokud není uvedeno jinak, jsou použité fotografie z NASA (viz. Using NASA Imagery) a dalších volně přístupných zdrojů.
(originál je na https://mek.kosmo.cz/novinky/kznl/199903.htm)
