Týdeník věnovaný aktualitám a novinkám z fyziky a astronomie. Vydavatel: AGA (Aldebaran Group for Astrophysics) Číslo 10 – vyšlo 8. března, ročník 17 (2019) © Copyright Aldebaran Group for Astrophysics Publikování nebo šíření obsahu je zakázáno. ISSN: 1214-1674, Email: bulletin@aldebaran.cz

10/2019

SpaceX Crew Demo-1 Mission

Vladimír Přibyl

Testování kosmické lodi pro lidskou posádku

V pátek 2. března 2019 v 7:49 světového času proběhl zážeh devíti motorů prvního stupně rakety Falcon 9. Místo: rampa 39A v Kennedyho vesmírném střediskuKSC – Kennedy Space Center, Kennedyho vesmírné středisko. Americká raketová základna, která byla vybudována na východním pobřeží Floridy na mysu Canaveral (poloostrov Merritt Island). Středisko patří americké NASA a letěla z něho do vesmíru většina amerických družic, sond a pilotovaných letů. Středisko má 17 000 zaměstnanců a zabírá plochu přes 500 km². na mysu Canaveral. Cíl letu: Mezinárodní vesmírná staniceISS – International Space Station, mezinárodní vesmírná stanice. Od roku 1993 je společným projektem americké NASA, Ruska, Kanady, evropských států sdružených v kosmické agentuře ESA a Japonska. První modul byl vynesen v roce 1998, první posádka na stanici byla v roce 2000. V roce 2008 byl k ISS připojen evropský výzkumný modul Columbus. V roce 2011 byl instalován víceúčelový americký modul Leonardo a v roce 2021 zatím poslední ruský modul Nauka. V roce 2011 letěl k ISS poslední raketoplán. Od té doby zajišťují styk se stanicí lety ruských lodí Sojuz, v poslední době se přidaly lodi Crew Dragon soukromé společnosti SpaceX. Na ISS operuje stálá posádka. ve výšce zhruba 330 až 410 km. Užitečný náklad: 8,1 m vysoký, 4 m v průměru, 6 000 kg těžký modul Crew Dragon. Výrobce: americká technologická společnost Space Exploration Technologies Corporation, známá jako SpaceXSpaceX – Space Exploration Technologies Corporation, soukromá technologická společnost působící v aerokosmickém průmyslu. Byla založena Elonem Muskem v roce 2002, z peněz za prodej jeho podílu v systému PayPal. V současné době provozuje rakety Falcon 9 a Falcon Heavy. Raketa Falcon 9 se v dubnu 2020 stala raketou s nejvyšším počtem startů v aktivní službě (84 startů). Na tomto postu vystřídala raketu Atlas V (83 startů). SpaceX také provozovala kosmickou loď Dragon, která v rámci první fáze programu CRS (Commercial Resupply Services (CRS) dovážela zásoby k ISS. Celkem došlo k 20 misím, ze kterých 19 bylo úspěšných. Vylepšená verze této lodi Dragon 2 bude dopravovat nejen zásoby (druhá fáze programu CRS), ale i astronauty na ISS v rámci programu Commercial Crew Program. K prvnímu letu s lidskou posádkou by mělo dojít 27. května 2020. V rámci programu Artemis, bude zásobovací loď Dragon XL dopravovat zásoby k lunární stanici Gateway. V současné době SpaceX pracuje na svém ambiciózním projektu s názvem Starship, který, pokud bude úspěšný, se stane prvním zcela znovu použitelným raketovým nosičem, jehož upravený první stupeň (také pojmenovaný Starship) v rámci programu Human Landing System bude pravděpodobným přistávacím modulem pro program Artemis. .

Raketa Falcon 9 s modulem Crew Dragon před startem. Zdroj: SpaceX.

SpaceX – Space Exploration Technologies Corporation, soukromá technologická společnost působící v aerokosmickém průmyslu. Byla založena Elonem Muskem v roce 2002, z peněz za prodej jeho podílu v systému PayPal. V současné době provozuje rakety Falcon 9 a Falcon Heavy. Raketa Falcon 9 se v dubnu 2020 stala raketou s nejvyšším počtem startů v aktivní službě (84 startů). Na tomto postu vystřídala raketu Atlas V (83 startů). SpaceX také provozovala kosmickou loď Dragon, která v rámci první fáze programu CRS (Commercial Resupply Services (CRS) dovážela zásoby k ISS. Celkem došlo k 20 misím, ze kterých 19 bylo úspěšných. Vylepšená verze této lodi Dragon 2 bude dopravovat nejen zásoby (druhá fáze programu CRS), ale i astronauty na ISS v rámci programu Commercial Crew Program. K prvnímu letu s lidskou posádkou by mělo dojít 27. května 2020. V rámci programu Artemis, bude zásobovací loď Dragon XL dopravovat zásoby k lunární stanici Gateway. V současné době SpaceX pracuje na svém ambiciózním projektu s názvem Starship, který, pokud bude úspěšný, se stane prvním zcela znovu použitelným raketovým nosičem, jehož upravený první stupeň (také pojmenovaný Starship) v rámci programu Human Landing System bude pravděpodobným přistávacím modulem pro program Artemis. NASA – National Aeronautics and Space Administration, americký Národní úřad pro letectví a kosmonautiku, byl založen prezidentem Eisenhowerem 29. července 1958. Jde o instituci zodpovědnou za kosmický program USA a dlouhodobý civilní i vojenský výzkum vesmíru. K nejznámějším projektům patří mise Apollo, která v roce 1969 vyvrcholila přistáním člověka na Měsíci, mise Pioneer, Voyager, Mars Global Surveyor a dlouhá řada dalších. KSC – Kennedy Space Center, Kennedyho vesmírné středisko. Americká raketová základna, která byla vybudována na východním pobřeží Floridy na mysu Canaveral (poloostrov Merritt Island). Středisko patří americké NASA a letěla z něho do vesmíru většina amerických družic, sond a pilotovaných letů. Středisko má 17 000 zaměstnanců a zabírá plochu přes 500 km2. ISS – International Space Station, mezinárodní vesmírná stanice. Od roku 1993 je společným projektem americké NASA, Ruska, Kanady, evropských států sdružených v kosmické agentuře ESA a Japonska. První modul byl vynesen v roce 1998, první posádka na stanici byla v roce 2000. V roce 2008 byl k ISS připojen evropský výzkumný modul Columbus. V roce 2011 byl instalován víceúčelový americký modul Leonardo a v roce 2021 zatím poslední ruský modul Nauka. V roce 2011 letěl k ISS poslední raketoplán. Od té doby zajišťují styk se stanicí lety ruských lodí Sojuz, v poslední době se přidaly lodi Crew Dragon soukromé společnosti SpaceX. Na ISS operuje stálá posádka.

Historie

Posledním startem amerického raketoplánu Atlantis skončila dne 8. července 2011 pro NASA éra pilotovaných letů. Hlavním posláním rodiny raketoplánů bylo nejen vynášení komunikačních, vojenských a vědeckých družic, ale i doprava posádky na Mezinárodní vesmírnou staniciISS – International Space Station, mezinárodní vesmírná stanice. Od roku 1993 je společným projektem americké NASA, Ruska, Kanady, evropských států sdružených v kosmické agentuře ESA a Japonska. První modul byl vynesen v roce 1998, první posádka na stanici byla v roce 2000. V roce 2008 byl k ISS připojen evropský výzkumný modul Columbus. V roce 2011 byl instalován víceúčelový americký modul Leonardo a v roce 2021 zatím poslední ruský modul Nauka. V roce 2011 letěl k ISS poslední raketoplán. Od té doby zajišťují styk se stanicí lety ruských lodí Sojuz, v poslední době se přidaly lodi Crew Dragon soukromé společnosti SpaceX. Na ISS operuje stálá posádka.. Od té doby byla doprava zajišťována v rámci ruského programu Sojuz. Podle smlouvy mezi NASANASA – National Aeronautics and Space Administration, americký Národní úřad pro letectví a kosmonautiku, byl založen prezidentem Eisenhowerem 29. července 1958. Jde o instituci zodpovědnou za kosmický program USA a dlouhodobý civilní i vojenský výzkum vesmíru. K nejznámějším projektům patří mise Apollo, která v roce 1969 vyvrcholila přistáním člověka na Měsíci, mise Pioneer, Voyager, Mars Global Surveyor a dlouhá řada dalších. a ruskou kosmickou agenturou RoskosmosRoskosmos – ruská kosmická agentura, dříve Ruská letecká a vesmírná agentura je vládní agentura zodpovědná za ruský vesmírný program a letecký výzkum. Ruská kosmická agentura byla založena v Sovětském svazu v druhé polovině padesátých let. Vyvinula první balistickou raketu, umělou družici Země, vyslala prvního kosmonauta na oběžnou dráhu, provedla první průzkum Měsíce, Venuše a Marsu. stála přeprava jedné osoby NASA zhruba 82 milionů dolarů, což je o 11 milionů více, než umožňovaly raketoplány. Snaha zbavit se závislosti na Rusku vedla NASA ke spolupráci se soukromými společnostmi. Tak v roce 2010 vznikl Commercial Crew and Cargo Program.

Cílem tohoto programu je nabídnout soukromým subjektům účast na vývoji zásobovacích a transportních lodí na nízkou oběžnou dráhu a na lety s posádkou se základním cílem dopravy astronautů na Mezinárodní vesmírnou stanici. V současnosti má NASA v rámci programu k dispozici dva nosiče, Falcon 9 společnosti SpaceX a Atlas VAtlas V – nosná raketa NASA vyvíjena společností Boeing, od roku 2006 vyráběná společností United Launch Alliance. Celková výška Atlasu s druhým stupněm Centaur III je 60 m. Vzletová hmotnost je 333 000 kg. Připojením až pěti pomocných raketových motorů na tuhé palivo GEM 63 hmotnost vzroste až na 590 000 kg. První stupeň rakety Atlas V je poháněn jedním motorem RD-180 s tahem 3,8 MN a druhý stupeň – Centaur III je poháněn jedním motorem RL10C-1 o tahu 102 kN nebo dvěma motory RL10A-4-2 o celkovém tahu 198 kN. společnosti Boeing.

Modul Crew Dragon

Modul Crew Dragon určený pro lidskou posádku. Zdroj: SpaceX.

Crew Dragon je modernizovaná verze zásobovacího modulu Cargo Dragon přepracovaná pro přepravu lidské posádky. Crew Dragon má možnost přepravit až 7 astronautů, ale během misí programu Commercial Crew ponese maximálně čtyři. Na rozdíl od svého předchůdce je vybavený automatickým kotvicím zařízením. To umožní plně automatické dokování (zakotvení a spojení). Loď je vybavena čtyřmi dvojicemi motorů SuperDraco používajícími monomethylhydrazin jako palivo a oxid dusičitý jako okysličovadlo. Mohou být opakovaně zažehnuty a mají schopnost regulace tahu. Start proběhl velmi hladce. Po více než 27 hodinách dostal při 18. oběhu Země Crew Dragon povel k přesunu do dokovací pozice modulu Harmony na ISS.

Crew Dragon v číslech
průměr	4 m
výška	8,1 m
objem	9,3 m3
startovací hmotnost	6 000 kg
přistávací hmotnost	3 000 kg

čas (2. 3. 2019)	manévr	výška (km)	rychlost (km/h)
7:49 GMT	start lodi Falcon 9	0	0
T +1:03	Mach 1 – rychlost zvuku	9,0	1 070
T +2:40	odhození prvního stupně	88,8	6 720
T +2:47	zážeh druhého stupně	97,1	6 572
T +9:08	zhasnutí motoru druhého stupně	197	27 169
T +9:57	přistání prvního stupně na robotické základně na moři
T +11:15	oddělení druhého stupně

Dokovací manévr (příprava). Jakmile modul Dragon dorazil ke stanici, demonstroval možnosti automatické kontroly letu a manévrovatelnost. Nejprve se přiblížil na vzdálenost 150 metrů. Poté dostal povel k ústupu na 180 metrů. Před vlastním spojením se přiblížil na vzdálenost pouhých 20 metrů, kde setrval několik desítek minut. Následné dokování bylo provedeno velice přesně, což bylo potvrzeno bouřlivými ovacemi z řídicího střediska a vývojového střediska SpaceX.

Dokovací manévr. Zdroj: SpaceX.

Řídicí středisko mise. Zdroj: SpaceX.

Modul Crew Dragon neodstartoval zcela prázdný. Jedno z míst obsadila Ripleyová z filmu Vetřelec. Ne, nebyla to herečka Sigourney Weaver, ale jen figurína. A nebyla to úplně neužitečná zátěž. Figurína, stejně jako celý modul, je protkána množstvím senzorů monitorujících let k Mezinárodní vesmírné stanici a návrat na Zemi. Získané údaje budou vyžity při následných letech s lidskou posádkou.

Figurina Ripleyové z filmu Vetřelec má k dispozici celou kabinu lodi.
Zdroj: SpaceX.

Plánované přistání započalo v pátek 8. března v 7:31 UT odpojením od Mezinárodní vesmírné stanice. Během 15 minut se Crew Dragon dostal na vzdálenost 700 metrů. Zhruba ve 12:53 se na 15 minut zaply brzdicí motory, které navedly loď na sestupovou dráhu. Po dalších třiceti minutách byly vypuštěny padáky a kosmická loď zakončila svou cestu ve 13:45 UT ve vlnách Atlantického oceánu.

Co nás čeká

Test krizového opuštění lodi Crew Dragon. Účelem testu bude ověřit funkčnost únikového systému lodi, který má v kritické situaci během letu umožnit posádce bezpečné přistání. Raketa Falcon 9 s lodí Crew Dragon bez posádky odstartuje z rampy 39A stejně jako v ostrém startu. Rozdíl bude pouze v trajektorii, které bude změněn azimut směrem nad oceán pro minimalizaci dopadu trosek na pevninu. Falcon 9 bude naprogramován tak, že v době maximálního dynamického namáhání při překročení rychlosti zvuku vypne motory. Tím bude simulovat ztrátu tahu. Loď Dragon by tuto skutečnost měla detekovat, vyslat povel k zastavení motorů prvního stupně (při tomto testu ale už nepoběží) a aktivovat únikový systém. Nastartují se motory SuperDraco, které odnesou loď do bezpečí, aby na padácích dopadla do moře ve vzdálenosti 15 až 60 km od simulovaného incidentu.

Pokud vše půjde podle plánu, dočkáme se někdy v červenci letu s posádkou.

Na konec uveďme ještě jednu poznámku. Právě v těchto dnech uplynulo 41 let od doby, kdy dne 2. března 1978 vynesla do vesmíru sovětská kosmická loď typu Sojuz prvního československého kosmonauta Vladimíra Remka.

Klíčové okamžky mise Dragon: Start, dokování k Mezinárodní kosmické stanici,
odpojení a přistání do Atlantiku. Zdroj: NASA.

Odkazy