Diit.cz - Novinky a informace o hardware, software a internetu

Americké vládní a vojenské družice budou vynášeny raketami od ULA a SpaceX

Začátkem srpna oznámil Pentagon, že k vynášení družic budou i v následujících letech zajišťovat nadále konsorcium ULA se svým stále ještě vyvíjeným nosičem Vulcan a společnost SpaceX, která má k dispozici Falcon 9 a jeho těžší variantu Falcon Heavy.
Čtěte náš seriál o raketoplánech: 
Raketoplány #1: První raketové kluzáky, známé i neznámé prototypyRaketoplány #2: Sovětské raketové stíhačky
Raketoplány #3: Německé a japonské raketové letouny za 2. světové války – 1. částRaketoplány #4: Německé a japonské raketové letouny za 2. světové války – 2. část
Raketoplány #5: Rychleji a výše  – 1. částRaketoplány #6: Rychleji a výše – 2. část
Raketoplány #7: Překonávání bariérRaketoplány #8: Na hranici kosmického prostoru
Raketoplány #9: Hvězdné války na obzoruRaketoplány #10: Vztlaková tělesa možností návratu z kosmu

Soutěž o to, kdo bude vynášet družice probíhala od roku 2018. V rámci druhé fáze programu NSSL (National Security Space Launch Phase 2) má být v letech 2022 až 2027 uskutečněno 30 – 34 kosmických startů, i když počet se ještě může v případě potřeby změnit. Největší podíl 60% připadá na společnost ULA (United Launch Alliance), zbylých 40% pak na SpaceX.

První tři vypuštění jsou naplánována už na rok 2022. Dvě mise USSF-51 a USSF-106 za celkem 337 milionů připadají na ULA. Druhá mise USSF-67 v hodnotě 316 milionů dolarů bude mít na starost SpaceX. Dosud přitom nebylo potvrzeno, zda při ní bude využita raketa Falcon 9 nebo silnější Falcon Heavy. Neobvykle vysoká částka za jediný start pochopitelně vyvolala spekulace, proč tomu tak je. Podle nepotvrzených informací v ní zřejmě bude obsažen příspěvek na stavbu nové obslužné věže pro vertikální integraci nákladu na komplexu 39A na Kennedyho vesmírném středisku na Floridě a anebo také na vývoj většího aerodynamického krytu podle požadavků letectva.

New Glenn sice nebyl vybrán, ale jeho raketové motory Be-4 budou použity na 1. stupni rakety Vulcan (ULA)

Do soutěže se hlásila také společnost Blue Origin miliardáře Jeffa Bezose se svou chystanou raketou New Glenn, ale vybrána nebyla. Vzhledem k nemalému vlastnímu kapitálu to její další vývoj neohrozí. To však nelze říci o druhé neúspěšné raketě OmegA. V souvislosti s tím totiž letectvo oznámilo ukončení dobíhající finanční podpory z předchozí fáze a 9. září pak Northrop Grumman oznámil zrušení celého projektu.

Boj proti monopolu

Připomeňme, že ULA vznikla v roce 2006 jako společný podnik gigantů Boeing a Lockheed Martin s cílem sjednotit vývojové a výrobní náklady a tím snížit nemalé náklady. Zároveň tím prakticky okamžitě získala na dlouhá léta dopředu monopol na vynášení amerických vojenských a jiných vládních družic. A zdálo se, že si jej udrží po delší dobu, než tomu nakonec bylo.

Avšak v říjnu 2011 se Národní průzkumný úřad (NRO), NASA a americké letectvo dohodly dát šanci pro vynášení svých družic do budoucna i dalším společnostem. A už v prosinci následujícího roku obdržela společnost SpaceX první kontrakt v rámci programu EELV (Evolved Expendable Launch Vehicle) pro svou teprve nedávno vyzkoušenou raketu Falcon 9 a také pro v té době vyvíjenou těžší raketu Falcon 9 Heavy (později přejmenovanou jen na Falcon Heavy).

Získat certifikaci k vynášení vojenských nákladů nebylo jen tak. Společnost SpaceX dokonce v dubnu 2014 podala protest, v němž napadla smlouvu uzavřenou v prosinci předchozího roku mezi letectvem a ULA. Cílem nebylo ani tak zvrátit již přidělené starty konkurenci, ale právo takové kontrakty soutěžit. V žalobě bylo krom jiného uvedeno, že SpaceX musí už jen pro samotné získání certifikace prokázat spolehlivost svého nosiče na rozdíl od raket Delta IV a Atlas V, které získaly kontrakty ještě před tím, než vůbec poprvé vzlétly. Což se nyní zopakovalo i v případě rakety Vulcan.

Dále byla napadnuta podstatně vyšší cena startů a skutečnost, že konkurenční rakety Atlas V využívaly ruské raketové motory navzdory sankcím vůči Rusku. Celá nepříjemná záležitost skončila v lednu 2015 dohodou. SpaceX se vzdalo žaloby a letectvo slíbilo, že umožní soutěžit více kontraktů. Už koncem května pak došlo k oznámení o certifikaci Falconu 9 pro vynášení vojenských družic.

Ruské motory kamenem úrazu

Dlouhodobá kritika používání ruských motorů je nicméně výhradně politického rázu. Raketový motor RD-180 má stále výborné parametry a na raketě Atlas V nikdy neselhal. Konstrukčně vychází ještě z raketových motorů RD-170/RD-171 vyvinutých pro sovětskou superraketu Eněrgija, s níž se paradoxně krom jiného počítalo jako s nosičem pro vojenské orbitální zbraňové systémy, a posléze využívaných také v ukrajinské raketě Zenit.

Rakety Atlas V s pohledem na raketové motory RD-180 v 1. stupni

Raketa Atlas V vznikala v 90. létech, kdy byla zcela rozdílná situace ve světě. Koncem roku 2013 ovšem vypukl konflikt mezi Ukrajinou a Ruskem, přičemž Spojené státy se politicky postavily na ukrajinskou stranu. Už v následujícím roce byla v americkém kongresu započata debata o možném zákazu používání ruských raketových motorů na amerických kosmických raketách. Výsledkem je zákon z roku 2016 zakazující v konečném důsledku využívání motorů RD-180 na raketách Atlas V, kvůli čemuž už po roce 2022 nebude možné objednávat další starty. Současný kontrakt má ale ještě na první dvě mise obsahovat dovětek, že ULA může nebude-li dokončen nosič Vulcan, použít rakety Atlas V.

Delta IV Heavy startuje s družicí NROL-65

Oproti tomu raketa Delta IV využívá od začátku americké raketové motory RS-68 odvozené od motorů SSME vyvinuté pro raketoplán Space Shuttle. Kvůli sjednocení vývoje a výroby, vnitrofiremní politice a vysoké ceně jí nemá žádný smysl ponechávat ve službě po boku novějšího nosiče. Snad poslední start ve variantě Delta IV Medium proběhl už v létě minulého roku a v současnou dobu už je plánováno jen pět posledních startů v těžké variantě Delta IV Heavy. 

Může Vulcan konkurovat Falconu?

Vyvíjená Vulcan bývá kritizována za to, že není vícenásobně použitelná a ani se o něco takového minimálně z počátku ani nesnaží. Nejhlasitějším kritikem je nepřekvapivě Elon Musk ze SpaceX, podle něhož jde v případě nedávného kontraktu o plýtvání prostředky daňových poplatníků. ULA avšak plánuje alespoň vícenásobnou použitelnost motorové sekce s motory BE-4, která má s nimi čistě z hlediska výrobních nákladů představovat 2/3 ceny celého 1. stupně. Samotný způsob záchrany má vypadat následovně: po vyhoření a odpojení stupně dojde k řízené separaci sekce s raketovým motorem. Následně dojde k nafouknutí tepelného štítu. Až po zpomalení má následovat vystřelení malého a lehkého padáku a úplně nakonec zachycení upraveným vrtulníkem.

Jinak na tom, že letectvo bude využívat raketu Vulcan není vůbec nic překvapivého. I navzdory jednorázovému využívání stupňů, a nejen z toho plynoucích vyšších cen nešlo očekávat, že by „zařízlo“ nosič jen rok před plánovaným premiérovým startem. Zvláště, když tento nosič vzniká jako náhrada za stávající rakety konsorcia ULA, které vynášejí vojenské družice od 90. let stejně jako jejich předchůdci. Nehledě na to, že Spojené státy si prostě nemohou dovolit být závislé na jednom jediném kosmickém nosiči, respektive provozovateli. Přitom jedinou další americkou společností pracující na kompletně vícenásobných raketách je Blue Origin, jenž prozatím nepodnikla žádný kosmický start nepočítáme-li suborbitální skoky.

Pro vynášení vojenských nákladů je stále nejdůležitější spolehlivost nosiče. Cena jediné družice se podle různých odhadů pohybuje v řádu stovek milionů a některé svou cenou překonávají i jednu miliardu dolarů! Jestli tedy jeho vypuštění vyjde na řádově nějakých 70 milionů nebo klidně dvojnásobek je vzhledem k celkovým nákladů v mnoha případech docela zanedbatelné. Zvláště pak existuje-li družice v jediném exempláři a její ztráta může mít vliv na klíčovou kosmickou infrastrukturu. Otázku, zda tedy může Vulcan konkurovat Falconu 9 lze vznést jen řečnicky.

Vizualizace jednotlivých součástí rakety Vulcan od ULA

Kosmická raketa Vulcan je stejně jako její předchůdci dvoustupňové konstrukce. První stupeň bude poháněn dvojicí raketových motorů BE-4, které vyvíjí společnost Blue Origin. Spalují kombinaci kapalného kyslíku a metanolu a mají tzv. uzavřený cyklus, tudíž žádné pohonné látky nepřijdou na zmar. Využití a případně počet postranních urychlovacích raketových motorů GEM-63XL bude konfigurován v párech až do maximálního počtu šesti kusů, a to podle požadavků na nosnost při každém jednotlivém startu.

Druhý stupeň nazývaný Centaur V, vychází z podobného stupně Centraur III využívaném už na raketě Atlas V. Opět bude poháněn dvojicí raketových motorů RL10, použitých stejně tak na 2. stupni rakety Delta IV. Kvůli požadavkům programu NSSL v plánech figuruje i varianta nosiče označovaný jako Vulcan Centraur Heavy s prodlouženými tryskami motorů 2. stupně, jenž mají umožnit navýšit nosnost o 700 kg přímo na geostacionární dráhu. O něco později má být k dispozici i vyvíjený 2. stupeň ACES (Advanced Cryogenic Evolved Stage) s nádržemi opět na kapalný kyslík a vodík. Přímo na geostacionární dráhu dopravit má plánovanou nosnost 6 600 kg. Na oběžné dráze má být schopen provádět manévry po dobu týdnů po startu, a nikoliv jen hodin, jak bývá obvyklé.

I s ohledem na nosnosti (poznámka autora: jejich porovnání není uváděno, protože by vzhledem k mnoha proměnným vydalo na samostatný článek) bude Vulcan dobrým nosičem splňujícím nám mnohdy ani neznámé specifické požadavky. První start je plánovaný už na červenec příštího roku, kdy má vynést měsíční lander Peregrine. Oba starty v rámci NSSL jsou plánovány už na následující rok 2022. Jestli k tomu dojde bude jistě zajímavé sledovat další počínání Muska, který se na Twitteru nechal slyšet, že dojde-li k vynesení družice pro Pentagon před rokem 2023, sní klobouk s hořčicí.

Diskuse ke článku Americké vládní a vojenské družice budou vynášeny raketami od ULA a SpaceX

Žádné komentáře.