Tu noc prozářily dva ohnivé plameny. Jeden směřoval vzhůru a ten druhý o deset minut později klesal. Bude v dějinách kosmonautiky datum 22. prosince začátkem nové éry? A proč by tomu tak mohlo být? Nad tím se zamýšlí teoretický fyzik Martin Formánek.

Americká společnost SpaceX, která se zabývá dopravou nákladu na oběžnou dráhu, 22. prosince v 2:29 SEČ úspěšně odstartovala se svou raketou Falcon 9 (Sokol). Pro telekomunikační firmu Orbcomm dopravila na nízkou oběžnou dráhu 11 satelitů.

Přistání prvního stupně rakety Falcon 9 začíná v čase videa 32:25. (zdroj: SpaceX)

Tento start byl pozoruhodný hned z několika důvodů. Zaprvé to byl první start SpaceX od 28. června tohoto roku, kdy vadná vzpěra v nádrži druhého stupně způsobila selhání mise a ztrátu nákladu. Zadruhé inženýři SpaceX provedli mnoho změn v konstrukci rakety – mimo jiné prodloužili trup a zvětšili objem nádrží, změnili teplotu, na kterou chladí okysličovadlo a palivo rakety, a start se tak stal prvním testem nového systému. Posledním, ale možná nejdůležitějším faktem je, že se SpaceX pokusil přistát s prvním stupněm rakety zpět na leteckou základnu na mysu Canaveral. Stalo se tak bez nejmenšího problému a první stupeň Falconu 9 bez zjevného poškození dosedl na zem devět a půl minuty po startu. Co však tento úspěch znamená pro raketovou techniku jako takovou?

Dráha letu rakety Falcon 9 během startu a přistání prvního stupně. Obě události ze dne 22. prosince 2015 od sebe dělí cca 10 min. a 10 km. (zdroj: Space X)

Dráha letu rakety Falcon 9 během startu a přistání prvního stupně. Obě události ze dne 22. prosince 2015 od sebe dělí cca 10 min. a 10 km. (zdroj: SpaceX)

 

Zastaralý kosmický průmysl

Téměř každé technické odvětví zažilo za posledních padesát let ohromný vývoj. Zkuste porovnat počítače, telefony, zobrazovací přístroje v nemocnicích a spoustu dalších věcí, které jsme používali v šedesátých letech, s jejich současnou podobou. Černou ovcí až do nedávna zůstávala raketová technika, které se veškerý pokrok vyhýbal obloukem. Kdyby měli konstruktéři prvních raket jako pánové Koroljov a von Braun možnost vidět naše současné raketové nosiče, museli by smutně konstatovat, že jsme se za posledních 50 let od jejich původních plánů nikam nepohnuli. Stejně jako za jejich časů rakety mají dva až tři stupně, které se postupně, jak vyčerpávají palivo, oddělují a padají volným pádem k zemi. První stupeň zpravidla spadne do oceánu a jeho trosky klesnou ke dnu, vyšší stupně buď zůstanou na oběžné dráze, nebo při návratu do atmosféry shoří. Pro každý start je proto nutné vyrobit zbrusu novou raketu, což stojí spoustu času a peněz.

Kdyby letecké společnosti praktikovaly přístup kosmických agentur, cena za jednu letenku v letadle z Evropy do USA by musela být okolo 18 milionů korun.

Šef SpaceX Elon Musk často používá přirovnání k letecké dopravě. V současnosti letadlem každý den cestuje více než 8 milionů lidí a létání už nepovažujeme za něco příliš neobvyklého. Tento druh dopravy je dostupný právě proto, že letecké společnosti mohou rozložit velkou počáteční investici nákupu letadla do více než 50 000 letů, s nimiž se během doby jeho životnosti počítá. Představte si ale, jak moc by se letecká doprava prodražila, kdyby bylo nutné po každém letu letadlo sešrotovat a vyrobit úplně nové. Boeing 747 stoji přibližně 8,8 miliardy korun a pojme cca 500 pasažérů, což by znamenalo, že cena za jednu letenku by musela být okolo 18 milionů korun. Kdo by byl ochotný tolik peněz zaplatit? Pravděpodobně velice málo lidí a většina letů by byla ve skutečnosti provozována v národním zájmu nebo pro vojenské účely. A přesně v této situaci byl až do včerejška raketový průmysl. Přestože cena za dopravení kilogramu nákladu na oběžnou dráhu během desetiletí mírně klesala, pořád se drží velmi vysoko: na 130 tisících korunách pro nízkou oběžnou dráhu a 750 tisících korunách pro geostacionární oběžnou dráhu.

Poté, co se společnosti Space X nezdařily dva přistávací manévry prvního stupně rakety Falcon 9 na mořské plošině, zbudovala tuto obří přistávací plochu na Mysu Canaveral, cca 10 km od vypouštěcí rampy. (zdroj: Space X)

Poté, co se společnosti Space X nezdařily dva přistávací manévry prvního stupně rakety Falcon 9 na mořské plošině, zbudovala tuto obří přistávací plochu na Mysu Canaveral, cca 10 km od vypouštěcí rampy. (zdroj: SpaceX)

 

Zachraňte tu raketu

Vyvinutí znovu použitelných raketových nosičů je svatým grálem raketového inženýrství. S větším či menším nasazením se o něj snažily všechny státy, které disponují raketovým průmyslem. Asi nejblíže se k němu dosud přiblížily USA se svým programem vesmírných raketoplánů v letech 1981 – 2011. Raketoplány startovaly vertikálně jako každá jiná raketa, používaly dva postranní nosiče na tuhá paliva a velkou přídavnou nádrž s palivem pro hlavní motory. Postranní rakety po oddělení měkce dosedly do oceánu na padácích a raketoplán samotný po skončení mise a dramatickém zbrzdění o atmosféru dokázal přistát na zemi jako kluzák. Jedinou část, kterou bylo třeba vyrobit pokaždé znovu, byla přídavná nádrž. Bohužel se ale postupem času ukázalo, že náklady na připravení celého systému na nový start byly extrémně vysoké. Slaná mořská voda poškozovala postranní rakety, keramické destičky, chránící raketoplán proti teplu vznikajícímu třením o atmosféru při návratu, musely být po každém návratu kompletně vyměněny, hlavní motory byly vždy úplně rozebrány, vyčištěny a znovu sestaveny. V konečném důsledku se raketoplány staly jedněmi z nejdražších kosmických dopravních prostředků vůbec, s cenou 11–37 miliard korun za jeden start. Mimo jiné i díky tomu, že nebyly bezpečné pro posádku (neměly např. žádný záchranný systém v průběhu prvních dvaceti sekund startu), se s nimi můžeme setkat už jen jako s muzejními exponáty.

Raketoplán Discovery se přibližuje k mezinárodní kosmické stanici

Raketoplán Discovery se přibližuje k mezinárodní kosmické stanici (zdroj: NASA)

Archivy ukazují, že o také inženýři Sovětského svazu uvažovali o tom, jak pro další použití zachovat některé důležité části nosných raket. Tyto plány se ale realizace nikdy nedočkaly.

Nejlevnější, nejúspěšnější

Tam, kde veškeré světové mocnosti neuspěly, přichází mladá komerční firma SpaceX, která si dala vývoj znovu použitelných raket jako jeden ze svých hlavních cílů. Elon Musk si podle svých slov uvědomil, že vesmírný výzkum od měsíčního programu Apollo neupadá proto, že by lidé o něj neměli zájem, ale protože cena za dopravu čehokoliv na oběžnou dráhu je neúnosná a vysoké investice se bez rivality mezi USA a Sovětským svazem špatně obhajují. V roce 2002 proto založil SpaceX a vložil do ní 100 milionů dolarů, které vydělal prodejem své předchozí firmy PayPal. Snižování nákladů se stalo jejich hlavní zásadou. Přes veškerou kritiku a pesimismus od zaběhnutých hráčů na kosmickém hřišti se jim zatím velmi daří.

Mezinárodní soupeření z dob studené války vystřídala rivalita jiného druhu.

V roce 2008 vypustili na oběžnou dráhu svou první raketu s nákladem, v roce 2012 se stali první soukromou společností, která zakotvila u ISS. Cena za jednu raketu Falcon 9 je už při výrobě velmi nízká – 1,5 miliardy korun v porovnání s konkurencí, která si žádá 4,0 miliardy korun (Atlas V), respektive 3,4 miliardy korun (Arianne 5). Dne 22. prosince 2015 se jim konečně povedlo to nejtěžší – přistát s prvním stupněm raketového nosiče. Až čas a další testy ukážou, jestli stačí jen natankovat a poslat ho znovu do vesmíru, anebo bude třeba některé části vyměnit, případně kolik startů je jeden nosič schopný vydržet. Dnešní přistání nám dává naději, že už brzy zjistíme, nakolik je možné náklady na dopravu satelitů do vesmíru ve skutečnosti snížit, a bude velmi zajímavé sledovat další vývoj a možnosti, které nižší ceny přinesou.

Společnost SpaceX se netají tím, že hlavním motorem jejích snah o zlevnění kosmické dopravy je vybudování trvalého lidského osídlení na Marsu. (zdroj: SpaceX)

Společnost SpaceX se netají tím, že hlavním motorem jejích snah o zlevnění kosmické dopravy je vybudování trvalého lidského osídlení na Marsu. Na obrázku kosmická loď Dragon v představě výtvarníka. (zdroj: SpaceX)

Je nutné poznamenat, že podobným úspěchem se nedávno pochlubil i šéf Amazonu Jeff Bezos, který založil svou vlastní soukromou raketovou společnost Blue Origin. Ta má za cíl prodávat vyhlídkové lety na hranice vesmíru. Také první stupeň jejich rakety New Shepard je schopný přistát nepoškozený za použití raketového motoru, jak světu převedli 23. listopadu 2015. Elon Musk mu však na twitteru nezapomněl připomenout, že složitost přistání prvního stupně jeho suborbitální rakety a Falconu 9 se nedá srovnávat, čemuž se Jeff Bezos dodnes snaží oponovat.

Myslím, že žijeme v zajímavých časech, když můžeme být svědky toho, jak mezinárodní soupeření z dob studené války vystřídala rivalita jiného druhu. Dva dolaroví miliardáři se přes twitter dohadují, kdo má lepší raketu.

 

Titulní snímek: První úspěšné přistání prvního stupně rakety Falcon 9, dne 22. prosince 2015 (zdroj: Space X)

Print Friendly