Grasshopper: Sen o skutečně levné raketě

Zařízení Grasshopper před testem.

V roce 2002 založil Elon Musk soukromou společnost, která si kladla za cíl, že vyvine nosič, s nímž dokáže na orbitu dopravovat malé satelity. A také nosič, s jehož pomocí dopraví na oběžnou dráhu vlastní kosmickou loď a bude jí zásobovat Mezinárodní kosmickou stanici. V roce 2002 to byl odvážný cíl a jistě se našlo mnoho skeptiků, kteří po právu zpochybňovali nějaký rychlý vývoj, či naději na úspěch. O deset let později bylo vše jinak. Tato společnost se jmenuje SpaceX a dokázala nám, že své závazky umí plnit a většinou přihodí ještě něco navíc.

Jednou z nečekaných novinek, do kterých se společnost pustila, bylo řešení problému s vysokou cenou raket, která je dána hlavně tím, že prakticky celá raketa, krom návratové kabiny – tedy pokud ji má – je zničena hned při prvním startu. Jistou výjimku tvořil raketoplán, který dokázal znovupoužít velkou část ze své startovní sestavy, ovšem cenou za to byla vysoká cena za jeden start a náročná údržba, která následný efekt dost znehodnotila. Technici ve SpaceX si řekli, že půjdou jinou cestou a pokusí se vytvořit raketu klasické konstrukce, vycházející z jejich modelu Falcon9 a vybaví ji tak, že bude většina z rakety znovupoužitelná. Vznikl projekt Grasshopper.

V září 2011 se tak na veřejnosti objevila první vizualizace, následovaná videem, které ukazovalo, jak by mohla vypadat raketa, u které první i druhý stupeň budou znovupoužitelné. Vyvolalo to velké ohlasy, protože by to byla v pravém slova smyslu revoluce ve startech do vesmíru. Uvažovalo se až o stonásobném zlevnění jednoho startu. Následně však přišly oprávněné pochybnosti. Nový systém totiž bude vyžadovat zcela nový postup v konstrukci raket. První stupeň sebou bude muset nést dostatek paliva na motorické přistání a samozřejmě také podvozek, na který bude dosedat. I samotný motor prvního stupně bude vyžadovat drobná vylepšení. Naproti tomu druhý stupeň bude potřebovat vylepšení ve formě tepelného štítu, který ho ochrání při průchodu nazpět vysokými vrstvami atmosféry. Bylo jasné, že to bude běh na dlouhou trať. Nehledě na to, že v té době měla SpaceX práce až nad hlavu. První let zásobovacího Dragonu byl za dveřmi a případný neúspěch by znamenal velké obtíže, všichni proto uvažovali o tom, že projekt více použitelné rakety bude zatím na okraji zájmu.

8. prosince 2011 se na orbitu poprvé vydala loď Dragon a po tříhodinovém zkušebním letu šlo konstatovat jen jediné: Vše běží výborně. Následoval sloučený let Demo 2+, při kterém se loď bez obtíží připojila ke stanici. Psal se květen roku 2012 a právě v tomto měsíci se celkem nečekaně objevila i první fotografie zařízení Grasshopper.

Grasshopper je vlastně přistávací podvozek, který umožňuje přistávajícímu prvnímu stupni rakety Falcon 9 bezpečně dosednout na zem. Spolu s ním se i vyjasnilo, jaký motor bude použit pro tuto novou generaci rakety. Do zkušebního stroje byl osazen vylepšený motor Merlin 1D.

Zážeh při prvním zkušebním skoku

Zážeh při prvním zkušebním skoku
Zdroj: http://3.bp.blogspot.com

V současnosti jsou k dispozici dva podvozky Grasshopper, které se však od skutečného letového exempláře liší. Tyto podvozky zatím slouží jen k testování vzletů a přistání v malých výškách. Ve vývoji je druhá generace Grasshopperu, který se bude lišit výrazně složitější konstrukcí, jež bude umožňovat zpětné zatažení nožiček při vzletu, a samotné nohy budou o 50% delší.

Zařízení se testuje u města McGregor v Texasu. SpaceX dostala nakonec povolení provádět podzvukové a nadzvukové testy v maximální letové hladině 200 – 3500m. Půjde o několik testovacích letů, při kterých se bude zvyšovat výška a přidávat rychlost, ze které pak zařízení bude muset bezpečně přistát. Do dneška se uskutečnily čtyři zážehy a tři zkušební lety, i když ten první by se dal nazývat spíše skokem, než letem.

První „skok“ proběhl 21. září 2012. Motor Merlin 1D se zapnul na pouhé tři sekundy a nechal celé zařízení poskočit do výšky 1.8m. Byl to spíše dvojitý test, jedná se vlastně i o test motoru Merlin 1D, který poprvé opustil zkušební rampy v laboratořích a dostal se do terénu. K zařízení je připojena nádrž, imitující první stupeň rakety Falcon 9.

Druhý zkušební zážeh následoval 1. listopadu 2012 a zařízení se při něm podívalo do výšky 5,4m, celý let tehdy trval osm sekund. Ukázalo se, že vše běží dobře.

24. 12. 2012 nám SpaceX nadělila pěkný dárek. V tento den zveřejnila videa z posledního testu, který proběhl 17.  prosince. Tento test už byl skutečným letem, který zařízení vynesl zatím nejvýš a jeho motor při něm hořel nejdéle. Grasshopper totiž vystoupal do úctyhodné výšky 40 metrů a v této výšce několik vteřin setrval. Následně zařízení začalo klesat a bez sebemenších obtíží bezpečně přistálo zpět na startovací plošině. Celý let trval 29 sekund a šlo za tím o  nejkomplexnější prověření užitých technologií. Na pořad dne se tak dostává další fáze zkoušení, při které už půjde o delší a vyšší výlety. Další test, který by měl proběhnout někdy na začátku roku 2013, by měl zařízení poslat do výšky 200m a při testu následujícím, by se zařízení mělo pohybovat cca 600 metrů nad zemí. Od letového provozu dostala SpaceX povolení provádět neomezený počet testů s limitní výškou prozatím 3500m.


Jak by jednou mohl vypadat návrat všech stupňů rakety.

Nezbývá, než technikům a vědcům ve SpaceX držet palce. Vertikální přistání je složitý manévr a v případě rakety si zaslouží velký obdiv. Pokud se vše vydaří, bude to jistě znamenat poměrně velký průlom v konstrukci raket. Zdaleka by totiž nešlo jen o vysněné značné zlevnění startu, ale na pořad dne by se tak dostaly i dražší a lepší materiály, které by se u znovupoužitelné rakety daly užít. Doposud se zkrátka nevyplatí používat na raketách například uhlíkové kompozity, protože by cena jednorázové rakety neúměrně vzrostla, ale u znovupoužitelného stroje je to věc jiná. Raketa by se tak ještě odlehčila, získala by větší nosnost a se znovupoužitelností bychom se už konečně mohli bavit o poměrně levné dopravě na oběžnou dráhu. Jistě nemusím vysvětlovat, co by to přineslo.

Jednou se možná dočkáme návratu i druhého stupně a motorického přistání lodi Dragon

Jednou se možná dočkáme návratu i druhého stupně a motorického přistání lodi Dragon
Zdroj: http://www.instablogsimages.com

K tomu samozřejmě vede ještě dlouhá cesta, protože zkouškami a provozem Grasshopperu cesta k celkově znovupoužitelné raketě ještě zdaleka nekončí. Společně s ní by se mělo začít pracovat na úpravách druhého stupně a v neposlední řadě s tím souvisí i vylepšení samotné lodě Dragon o motorky SuperDraco, který umožní kabině motoricky přistávat na pevné zemi, místo na padácích do oceánu, jako doposud.

V roce 2013 nás čeká několik testů zařízení, při kterých by dle SpaceX mělo dojít i k nadzvukovým zkouškám, máme se tedy na co těšit.

Zdroje informací:
http://forum.kosmonautix.cz/
http://www.kosmonaut.cz/
http://www.osel.cz/
http://en.wikipedia.org/
http://www.space.com/

Zdroje obrázků:
http://1.bp.blogspot.com/-Ab86u71UYSo/UGXA_rxA1RI/AAAAAAAATVE/cAUac2ffgpE/s1600/20120921_Grasshopper_hop1_Q1G0955_FULL.JPG
http://3.bp.blogspot.com/-5fhFtNtWiVQ/UGyWu5-D2EI/AAAAAAAAsvY/RdGX6JMI__U/s1600/spacex-grasshopper.jpg
http://www.instablogsimages.com/1/2011/10/01/fully_reusable_rocket_by_spacex_9pxkw.jpg

Pin It
Nahlásit chybu

Hlášení chyb a nepřesnostíClose

GD Star Rating
loading...
Níže můžete zanechat svůj komentář.

Více se o tomto tématu dočtete zde »
(odkaz vede na příslušné vlákno diskuzního fóra www.kosmonautix.cz)


4 komentáře ke článku “Grasshopper: Sen o skutečně levné raketě”

  1. zdenek napsal:

    Musím pochválit, sem si vždy rád „zajdu“ počíst

  2. andy napsal:

    Len drobna chyba, motory na LAS (Launch Abort System) a raketove pristatie sa volaju SuperDraco od RCS Draco a nie RedDragon – co ma byt unifikovana platforma pre pristatie na Marse

Zanechte komentář