Copenhagen Suborbitals

„Ak chcete vyletieť do vesmíru, môžete sa stať astronautom. Ako… veľa šťastia, pravdepodobne sa to, ehm, nestane. Alebo si môžete počkať kým súkromné firmy dokončia svoje projekty, to ale potrvá dlho. No zažijete oveľa viac zábavy, ak si proste vyrobíte svoju vlastnú raketu.“ Takto sa začína jedno z videí firmy Copenhagen Suborbitals. Títo ľudia sa snažia nájsť lacné riešenia problémov, ktorými sa zaoberajú veľké vládne agentúry. Ak si myslíte že sú to iba naivní amatéri, mýlite sa. Dánski nadšenci totiž medzi sebou majú aj známeho odborníka, ktorý pracuje pre NASA.  Volá sa Kristian von Betngson a zaoberá sa hlavne kapsulou, ktorá bude prvého dánskeho kozmonauta chrániť pred agresívnym vesmírnym prostredím.

Firmu Copenhagen Suborbitals založili Kristian von Bentgson a Peter Madsen. Všetko sa to začalo vtedy, keď Kristian uvidel v televízii Petra Madsena, vtedy ešte amatérskeho výrobcu ponoriek, ktorý so svojou ponorkou Nautillus vyplával z Dánskeho prístavu na otvorené more. V reportáži sa zmienil, že by raz rád staval raketové motory. To Kristiana nakoplo a dohodol si s Petrom Madsenom stretnutie. A tak v roku 2008 založili malú firmu nekladúcu si za cieľ nič iné, než dostať človeka do vesmíru. Ak by sa im to podarilo, Dánsko by sa stalo štvrtou krajinou, ktorá dokázala dostať človeka do vesmíru vlastnými silami.

Odpaľovacia rampa:

Momentálne majú títo nadšenci celkom dobré zázemie, kde môžu vyvíjať nové technológie a vypúšťať rakety. Táto nezisková organizácia sídli pri starom prístave v Kodani. Vývoj prebieha hlavne v ich hale HAB (Horizontal Assembly Building). Pred ňou majú takzvaný stand, na ktorom robia statické zážehy motorov. Rakety vypúšťajú z malej plávajúcej plošiny s názvom Sputnik.

Železná konštrukcia Sputniku má rozmery 13,7m x 12m. V roku 2011 bola vybudovaná podobná plošina, ktorá už disponuje dieselovým motorom. V strede platformy je dvanásť metrov vysoká rampa, ktorá pridržiava rakety pred odpalom. Platforma Sputnik musí byť schopná uniesť raketu aj so všetkým prídavným vybavením, ako sú chladiace zariadenia alebo elektronika. Je tak schopná poskytnúť rovnaké služby ako napríklad odpaľovacie plošiny v Kennedyho Vesmírnom Stredisku. Súčasťou Sputniku je aj žeriav, ktorý zdvíha rakety do zvislej polohy a tiež na sa ňom vyťahovali Kapsuly Tycho Brahe, o tom však neskôr.

Plávajúca štartovacia rampa Sputnik.

Plávajúca štartovacia rampa Sputnik. Zdroj obrázku: http://t2.gstatic.com/

Aj keď je odpaľovacia plošina Sputnik jedným z limitujúcich faktorov, pre firmu Copenhagen Suborbitals je to momentálne jediná možnosť. Rampa na pevnej zemi by síce bola lepšia, no v zaľudnenom Dánsku by sa vhodný kozmodróm vybudovať nedal.

Firma prešla počas svojho pôsobenia obdobím, keď sa jej členovia plne sústredili na výrobu veľkej rakety, ktorá by čím skôr vyniesla kapsulu s človekom do vesmíru. Pritom však nebrali ohľad na bezpečnosť kozmonauta. Ich prvá raketa bola úplne nezvládnutá. Tuhé pohonné látky tiež neboli ideálnym riešením a to nehovorím o tom, že ak by sa vyskytla porucha, tak by človeku vo vnútri nič nepomohlo. V pôvodnom koncepte totiž neexistoval žiadny záchranný systém. Navyše kozmonaut mal počas celého letu stáť a pri prístátí by bol dokonca desať minút dole hlavou. V kapsule Tycho Brahe boli totiž padáky uložené na spodku. Nakoniec sa však od tohto šialeného plánu upustilo a priestor dostali oveľa zložitejšie, avšak reálnejšie riešenia.

 Rakety:

  Mať ambíciu dostať do vesmíru človeka je síce pekné, ale bez poriadnej rakety to bohužiaľ nie je možné. Počas štyroch rokov vesmírni nadšenci z firmy Copenhagen Suborbitals vyrobili štyri rôzne rakety, pričom každá z nich testuje iné technológie. Nedávno avizovali, že sa začalo pracovať na ďalšej, ešte väčšej rakete, ktorá už bude definitívne schopná dostať človeka do vesmíru.

Najprv sa samozrejme začali testovať rôzne raketové motory. Ako prvý sa testoval HATV. Bol to vlastne motor v mierke 1/3 k plánovanému motoru HEAT-1x, ktorý mal pôvodne vynášať raketu s človekom na palube do výšky sto kilometrov. HATV bol prvý krát úspešne otestovaný v roku 2009. Vyvinul ťah 12 kN a trysku mal širokú 22 cm. Tento motor spaľoval tuhé palivo.

Trikrát väčší HEAT-1x bol postavený a otestovaný o rok neskôr. Avšak palivo v ňom nehorelo dokonale a tak bol výkon motoru o 20% nižší. Tieto problémy sa nikdy nevyriešili, pretože inžinieri sa rozhodli, že raketa na tuhé palivá je príliš riskantná. Pred tým však prebehli dva neúspešné pokusy o vypustenie prvej rakety firmy Copenhagen Suborbtals nesúcej meno HEAT.

Prvý pokus v roku 2010 skončil úplným neúspechom keď sa nepodarilo ani zapáliť motory. Zlyhal totiž prívod elektrickej energie do fénu, ktorý mal na starosti ohriatie palivovej zmesi. O rok neskôr sa síce štart podaril, avšak raketa sa odchýlila od plánovanej trajektórie,  a tak bola zneškodnená. Vyletela do výšky tri kilometre a potom spadla späť do mora.

Raketa HEAT. Vľavo pôvodný nákres a vpravo reálna fotka po štarte v lete 2011.  Raketa HEAT mala vynášať do výšky sto kilometrov kapsulu Tycho Brahe, v ktorej by „na stojáka“ cestoval človek. Koncept takejto primitívnej vesmírnej lode bol nakoniec zavrhnutý.

Raketa HEAT. Vľavo pôvodný nákres a vpravo reálna fotka po štarte v lete 2011. Raketa HEAT mala vynášať do výšky sto kilometrov kapsulu Tycho Brahe, v ktorej by „na stojáka“ cestoval človek. Koncept takejto primitívnej vesmírnej lode bol nakoniec zavrhnutý. Zdroj obrázku: http://upload.wikimedia.org/

Druhá vypustená raketa nesie meno Smaragd. Pomocou nej sa testuje hlavne oddeľovanie jednotlivých stupňov. Dvojstupňová raketa bude v budúcnosti schopná vyletieť do výšky 25 km. Jej prvý stupeň horí iba štyri sekundy, avšak je veľmi silný. Počas doby horenia urýchli raketu až na 1 400 km/h. Potom sa aktivuje druhý stupeň s omnoho slabším motorom, ktorý dostane puzdro s kamerou a testovacou elektronikou do plánovanej výšky. Následne asi po pätnástich minútach pristane na padáku do mora. Pozornosť si zaslúži hlavne oddeľovací mechanizmus.  Oba stupne sú totiž spojené lanom, ktoré po aktivácii druhého stupňa prehorí.

Aby sa raketa neodchýlila od plánovanej trajektórie, je vybavená krídelkami, ktoré ju roztáčajú. Tým sa zabezpečuje gyroskopická stabilizácia. Avšak v puzdre s užitočným nákladom sú okrem iného aj kamery, ktoré by pri rotácii celej rakety veľmi pekné zábery nezachytili. Preto technici vymysleli servo, ktoré má kapsulou otáčať a negovať tak rotáciu rakety.
Prvý úspešný test rakety Smaragd sa uskutočnil v júli 2012. Preverovala sa hlavne aktivácia motora druhého stupňa. Ten potom horel iba dve sekundy. Pri ďalších testoch v lete 2013 už však bude plne natankovaný a bude fungovať oveľa dlhšie. Počas prvého testu pravdepodobne kvôli preťaženiu až 20g zlyhalo servo, ktoré otáčalo kapsulu s nákladom.

Druhá, veľmi zaujímavá raketa sa volá Sapphire. Tá sa zatiaľ svojho testovacieho letu nedočkala. Za úlohu má otestovať aktívne riadenie letu. Je to veľmi dôležitá a pri lete do vesmíru prakticky nevyhnutná technológia. Bez riadenia trajektórie by sa totiž mohlo stať, že by sa raketa odchýlila od pôvodného smeru a to by mohlo byť nebezpečné. Let sa bude riadiť vďaka nakláňaniu trysky motoru.

Štvrtá raketa je vlastne záchranná vežička LES pre vesmírnu loď Tycho Deep Space. Tá bude v prípade havárie nosnej rakety zabezpečovať únik kapsule aj s človekom do bezpečia. To zvládne vďaka štyrom motorom na tuhé palivo. V auguste 2012 sa uskutočnil prvý ostrý test tohto systému. Záchranná veža vtedy z odpaľovacej plošiny Sputnik vyniesla do vzduchu kapsulu Tacho Deep Space I. Počas testu sa bohužiaľ vyskytli problémy so stabilizáciou a stále aktívna zostava Kapsula-Veža sa dva krát otočila pričom na chvíľu plamene z motorov smerovali kolmo dole. Po dohorení sa tak nestihli otvoriť padáky lode a tá sa následným pádom poškodila.

Kapsula Tycho Deep Space I pri teste záchrannej vežičky LES (Launch Escape Tower).

Kapsula Tycho Deep Space I pri teste záchrannej vežičky LES (Launch Escape Tower). Zdroj obrázku: http://t3.gstatic.com/

Spomenúť treba aj motor TM-65 na kvapalné palivo. Počas vývoja sa začalo najprv so zvyšovaním efektivity spaľovania (špecifického momentu). To sa docielilo hlavne vytvorením špeciálnej zmesi paliva s ideálnym množstvom okysličovadla. Takto sa podarilo špecifický moment motoru zvýšiť až na 170s. Pre porovnanie, motory klasických rakiet majú šp. moment 260-300s. V tomto prípade viac znamená lepšie, čiže technici z Copenhagen Suborbitals ešte majú čo robiť. Tento motor bude po ďalších vylepšeniach použitý v plánovanej rakete, ktorá snáď raz vynesie prvého Dána do kozmu. Motor TM-65 už za sebou má tri statické testy. Posledný decembrový skončil neúspechom. Motor pri tom horel až dvadsať sekúnd.

Vesmírne lode

Vesmírna kapsula Tycho Brahe, bola pomenovaná podľa dánskeho astronóma.  Prvá vesmírna loď z dielne Copenhagen Suborbitals mala tvar valca vysokého asi tri a pol metra s šírkou iba 64 cm. V ňom mal človek počas celého letu stáť v špeciálnom vaku. Navrhnutá a vylepšovaná bola Kristianom von Bengtsonom v rokoch 2008-2010. Jej najväčšou výhodou bola nízka váha (iba 300kg) a samozrejme aj malý priemer, ktorý dovoľoval použiť užšiu a menšiu nosnú raketu. Na suborbitálnu dráhu ju mala vynášať raketa HEAT. V roku 2010 sa vývoj Tycho Brahe aj HEAT-u zastavil a priestor dostali zložitejšie, ale bezpečnejšie riešenia.

Kapsula Tycho Brahe s figurínou vovnútri.

Kapsula Tycho Brahe s figurínou vovnútri. Zdroj obrázku: http://t3.gstatic.com/

V hornej časti Tycho Brahe mal stáť astronaut. Dolná časť potom obsahovala prístroje, nádrže so vzduchom a okrem iného aj padáky. Kapsula mala byť natlakovaná na jednu atmosféru. Padáky boli štyri, z toho tri hlavné mali zbrzdiť rýchlosť kapsule na minimum. Počas návratu do atmosféry z výšky 100 km sa mala otočiť vrchom hore, teda človek vo vnútri by stál. Pri preťažení až 11g (také bolo pri prvých dvoch suborbitálnych letoch Mercury) by teda prípadný pasažier pravdepodobne stratil vedomie. Je síce pravda, že niektorí trénovaní kozmonauti prežili bez straty vedomia preťaženie až 24g, boli však pri tom polo-sede – polo-ľahu. Pri takejto polohe je človek schopný odolávať oveľa vyššiemu preťaženiu.  Úprimne, stáť je najhoršia možnosť. Aj preto bol nakoniec koncept vesmírnej kapsule Tycho Brahe zrušený.

Tycho Deep Space je druhá generácia vesmírnych lodí od firmy Copenhagen Suborbitals. Prvá verzia Beautifull Betty s šírkou dva metre bola určená na testovanie. Vážne sa poškodila pri svojom prvom lete vzduchom, keď sa testovala záchranná vežička LES.

Nákres vesmírnej kapsule Tycho Deep Space

Nákres vesmírnej kapsule Tycho Deep Space. Zdroj obrázku: http://t1.gstatic.com/

Táto „Apollo style“ vesmírna kapsula je oveľa lepšie riešená ako predchádzajúca vesmírna loď Tycho Brahe. Klasický kónický tvar je určite omnoho variabilnejší a človek pritom môže vo vnútri ležať. Finálna verzia bude mať hmotnosť iba 600kg aj s človekom. S priemerom 160cm bude trochu menšia než Beautifull Betty a prvý dánsky astronaut tak nebude mať veľa miesta. Na tú pol hodinku sa to však určite bude dať vydržať.

Brzdiť bude, podobne ako Tycho Brahe, troma hlavnými padákmi. Po páde do mora sa nafúknu vzduchové vankúše, ktoré kapsulu stabilitujú a zabránia potopeniu. Kapsula je riešená tak, aby sa pri lete vzduchom z akejkoľvek polohy vždy otočila dnom smerom dole. To sa podarilo vhodným umiestnením ťažiska.

Momentálne na vesmírnej kapsuli Tycho Deep Space pracuje hlavne spoluzakladateľ firmy Kristian von Bentgson. Ostáva len dúfať, že raz svoju prácu dokončí a Tycho Deep Space poletí na krátky suborbitálny let a neskôr možno aj na plnohodnotný let na zemskú orbitu.

Zdroje informácií:
http://www.copenhagensuborbitals.com/
http://forum.kosmonautix.cz/
http://en.wikipedia.org/
http://www.wired.com/

Zdroje obrázkov:
http://t3.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQOSzRxVPlvffThZl_ieZ7Aul-HybqjQ88ope10v3pQheva729t5w
http://t2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcRG8p9QJWUNpKx_GzF3–4O9xkfcSsZ7LVvBhUGJxb3qSIr8H669g
http://t3.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcTfCkMgDSom9ZBbYebEaPTXhHkLjz1j4GiM7Q9IckqUQJI7qeqo
http://t3.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcSH0LDMqItW6TQsQxSrLj-nEtLl4nhXwtC5ydd34K-PXpKUscYb
http://t1.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQ8vz2muSXkHz9VfdF4vS61r3fJqTPbEI-i3Il_3upLzmcwzESaQA
http://www.q3.cz/images/65Bez_n_zvu.png
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e1/Rocket_tacking02.jpg
http://t3.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcShizpZgoV_Df02K2HDeOvPvDXIOlClnPAZBemslwlwGYH63dMu1g
http://www.wired.com/images_blogs/wiredscience/2013/02/CopenhagenSuborbitals_1600_booster_01.jpg
http://25.media.tumblr.com/tumblr_m8mzvuHgZn1r7n7vio1_500.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)


Zanechte komentář