10. Kozmická Strojovňa – Rakety 80. rokov

10. Kozmická Strojovňa - Rakety 80. rokov

Každý druhý týždeň si v seriály Kozmická Strojovňa môžete prečítať o raketách z nejakého obdobia. Po dvojdiely o nosičoch 70. Rokov prichádzajú ich mladší súrodenci z rokov osemdesiatych.  Toto obdobie poznamenal napríklad štart amerického raketoplánu Space Shuttle, alebo Sovietskeho Burana. Hlavne preto tieto dve veľmoci vo vývoji konvenčných rakiet trochu zaostávali a to využili ostatné kozmické agentúry. Hlavne teda európska ESA alebo japonská JAXA.

V Európe prakticky pokračoval vývoj rakety Ariane. Vylepšovali sa motory, zväčšoval sa prvý či druhý stupeň a pridávali na Boostre na tuhé palivo. Vďaka tomu nosnosť rapídne vzrástla a to si všimli aj súkromné spoločnosti. Predávanie štartov privátnemu sektoru síce ešte nedosahovalo také rozmery ako dnes, ale aj tak to stačilo na vznik úplne prvej komerčnej spoločnosti ktorá zabezpečovala prepravu nákladu do vesmíru. Arianespace založili v roku 1980 ako voľnú súčasť ESA a jej hlavnou úlohou bolo predávať štarty rakiet Ariane. Do klubu vesmírnych veľmocí sa tak čiastočne zaradila aj Európska Vesmírna Agentúra, ktorá mohla ťažiť aj z kozmodrómu Kourou, ktorého umiestnenie je ideálne pre vynášanie družíc na geostacionárnu obežnú dráhu (GEO). Rakety však odtiaľ družice vynášajú väčšinu iba na dráhu prechodnú (GTO) a družica potom zaguľatí orbitu pomocou vlastných motorov.

Až štyri roky trval vývoj ďalšej rakety z rodiny Ariane. Bola to práve Ariane 3 (1984). Jej mladšia sestra s poradovým číslom 2 prvý krát štartovala o dva roky neskôr. Paradoxne to tak bola vývojovo tretia raketa tejto rodiny. Ariane 2 mala pri svojom prvom lete vyniesť na obežnú dráhu družica Intelsat-5A a F-14. Avšak kvôli zlyhaniu tretieho stupňa nakoniec štart nebol úspešný. Po prvotnom zaváhaní však už fungovala bezchybne a počas ďalších piatich štartov už pracovala ako hodinky. Posledný raz sa do vesmíru vydala v roku 1989. Celá raketa sa veľmi podobala na svoju predchodkyňu Ariane 1. Hlavný rozdiel medzi nimi bol v tom, že mala predĺžený prvý a tretí stupeň. Vďaka tomu jej nosnosť vzrástla na 2 175 kg na GTO. Výšku mala 49 metrov a na rampe vážila 271 ton. V tom čase zniesla porovnanie napríklad so sovietskou raketou Sojuz-U alebo s americkými Deltami.

Raketa Ariane 3 na odpaľovacej plošine.

Raketa Ariane 3 na odpaľovacej plošine.
Zdroj: http://www.arianespace.com/

Ariane 3 sa prvý krát vzniesla z odpaľovacej rampy už v roku 1984. Pre ESA to bola napätá situácia, veď mala otestovať urýchľovacie bloky na tuhé palivo a najmä ich problematické radiálne odpájanie. Pokus nakoniec dopadol úspešne a dve družice boli vynesené na GTO. Problémy ale nastali pri piatom štarte. Tretí stupeň opäť zlyhal, rovnako ako pri Ariane 2. Táto raketa sa nakoniec využila jedenásť krát s úspešnosťou takmer 91%. Aj ona bola v roku 1989 nahradená novou, lepšou, silnejšou a hlavne variabilnejšou Ariane 4. S nosnosťou 2 700 kg na GTO na ňu jednoducho nestačila.

Ariane 4 sa síce začala testovať už v osemdesiatych rokoch, ale komerčne sa začala využívať až v ďalšom desaťročí. Takže sa na ňu môžete tešiť v 13. Diely Kozmickej Strojovne.

V osemdesiatych rokoch dvadsiateho storočia Japonsko rozhodne za ostatnými krajinami nezaostávalo. So svojimi raketami ktoré nesú mená gréckej abecedy bolo schopné vynášať na orbitu čoraz väčšie náklady. Mí-3h v prvom stupni disponovala motorom s ťahom viac než 850 kN. Od predošlej verzie sa však odlišovala aj ôsmimi štartovacími stupňami s ťahom ďalších 97 kN. Nosnosť 90 kg na LEO síce nebola nič moc, ale už sa pomaly pripravovala na svoj prvý štart aj raketa z rady H.

Japonská raketa H-1 krátko pred štartom.

Japonská raketa H-1 krátko pred štartom.
Zdroj: http://i.ebayimg.com/

H-1 sa stala v poradí už treťou raketou organizácie NASDA. Prvý stupeň, vrátane deviatich bostrov zdedila po jej predchodkyni N-2. Zmeny sa dočkal predovšetkým druhý stupeň, ktorý dostal nový motor LE-5 na kryogénne palivá, vyvinutý firmou Mitsubishi. Ťah tohto motoru vo vákuu bol 103 kN. Tretí stupeň na tuhé pohonné látky potom urýchlil náklad na nízku obežnú dráhu (LEO). Veľkým plus bol aj nový inerciálny navádzací systém NICE. Nosnosť jej tak pekne vzrástla až na tri tony. Stále to síce nebolo nič moc, ale táto raketa sa už dala porovnať s čínskymi CZ-2 alebo CZ-3A. Navyše, jej nasledovníčka H-2 už zvládla tri krát viac.

V Amerike sa počas osemdesiatych rokov väčšina pozornosti smerovala na raketoplány, ktoré mali postupne nahradiť zastarané rakety. Raketoplán mal byť lacnejší, bezpečnejší a hlavne mal Sovietom vytrieť zrak. To tretie sa im nakoniec aj podarilo. Napriek tomu však NASA pokračovala vo vývoji nosičov starej koncepcie. Tie sa znovu-oživili hlavne po tragickej havárii Chellengeru pri ktorej zomreli siedmi astronauti. Zavinila to porucha na jednom z SRB motorov v kombinácii so zlým počasím (na rampe bolo v čase štartu niekoľko stupňov pod nulou). Viac o tejto čiernej udalosti sa môžete dočítať v dychberúcom trojdiely Kritických momentov kozmonautiky. Konkrétne v častiach 20, 2122.

Jednoznačne najzaujímavejšiu raketou tohto desaťročia vyrobila firma Orbital Sciences Corporation, ktorá mimochodom pre NASA pripravuje aj zásobovaciu loď Cygnus. Skutočne nevšedná raketa disponuje malými krídlami v tvare trojuholníka. Tie však neslúžia na kĺzavé pristátie prvého či druhého stupňa na ranveji. V skutočnosti zaisťujú stabilizáciu. Raketa je totiž vypúšťaná z podvozku lietadla vo výške viac než desať kilometrov. Na obežnú dráhu dokáže vyniesť 360 kilogramov. Na to má tri stupne na tuhé pohonné látky. Niekedy sa v prípade potreby pridával aj štvrtý. Celková hmotnosť pri oddelený od nosného lietadla bola iba osemnásť ton. Predčí teda všetky ostatné konkurentky vo svojej váhovej kategórii. Momentálne už však nelieta. Bola nahradená výkonnejšou verziou Pegasus XL s nosnosťou až 460 na LEO.

Raketa Pegasus tesne po oddelení od lietadla.

Raketa Pegasus tesne po oddelení od lietadla.
Zdroj: http://www.nustar.caltech.edu/

Koncept vypúšťania rakety z podvozku lietadla však neupadol do zabudnutia. Momentálne americké súkromné firmy pracujú na projekte Stratolaunch. A do tretice, aj Izrael by rád vypúšťal svoje nosiče z lietadla. Uvažuje však o rakete pripevnenej na streche. Hlavným dôvodom pre výrobu takéhoto systému je zlá poloha kozmodrómu, ktorá umožňuje vypúšťanie družíc nosičmi Shavít iba na retrográdne dráhy.

Sovietska kozmonautika v posledných desiatich rokoch pred rozpadom zažívala krušné chvíle. Američania boli na Mesiaci prví a po sovietskej superrakete N-1 zostali iba obhorené zvyšky a smutné prvenstvo v najsilnejšom nejadrovom výbuchu v histórii ľudstva. Navyše im zomrel hlavný konštruktér a veľká osobnosť Sergej Koroľov a kým sa našiel niekto schopný kto by Sovietsky Zväz zase raz zviditeľnil, prešlo mnoho rokov. Začiatkom nového desaťročia však už bol cieľ jasný. Ideme si postaviť raketoplán. Aspoň taký, ako majú Američania. Výsledok bol ohromujúci. Raketa Energija odkázala vyniesť na nízku obežnú dráhu až sto ton! Tento mimoriadne zložitý technický počin si však zaslúži svoj vlastný článok. Preto dnes opíšem iba jeho časť, a to raketu Zenit.

Tento, dnes už Ukrajinský nosič vyvinula a dodnes vyrába firma KB-Južnoje. Aby som však predišiel nedorozumeniam, zo Zenitu sa v Energii používal iba prvý stupeň. Celý trojstupňový kolos s váhou cca 450 ton slúžil na vynášanie družíc na LEO od apríla 1985. Zenity sú známe hlavne vďaka možnosti štartu z plávajúcej plošiny Sea Launch. Oveľa častejšie však odlietali z Bajkonuru.

Celá technológia rakety Zenit je úžasná. Nosnosť by sa dala porovnať z Falconom-9 od súkromnej spoločnosti Spacex. V prvom stupni môžete nájsť jeden štvorkomorový motor RD-171 s ťahom 8,2 MN. To je viac ako dokázali legendárne F-1 z prvého stupňa Saturnu 5! Druhý stupeň Zenitu tiež stojí za zmienku. Motor RD-120 s ťahom takmer 1 MN je zas porovnateľný s J-2, rovnako z amerického Saturnu. Transformáciou Zenitu by sa dala vytvoriť Superraketa s nosnosťou až 70 t na LEO.

Indická raketa ASLV. Na tomto obrázku je pekne vidieť radenie stupňov. Centrálny motor sa zapaľoval až po dohorení dvoch blokov zavesených po stranách nosiča.

Indická raketa ASLV. Na tomto obrázku je pekne vidieť radenie stupňov. Centrálny motor sa zapaľoval až po dohorení dvoch blokov zavesených po stranách nosiča.
Zdroj: http://www.daviddarling.info/

V Indii, rovnako ako aj iných krajinách, sa tiež začala rozvíjať raketová technika. Skúsenosti s raketou SLV (Space Launch Vehicle) Indovia využili na výrobu novej generácie Indických nosičov. Najprv však bolo potrebné otestovať radiálne odpájanie pomocných štartovacích stupňov, čo dostala za úlohu ASLV (Advanced Space Launch Vehicle). Bola to prakticky SLV s dvoma prvými stupňami navesenými po stranách. Avšak tie v skutočnosti neslúžili ako boostre. Motor centrálneho bloku sa totiž zapínal až po ich odpojení. Preto vlastne tvorili akýsi podivný prvý stupeň. Skúsenosti s touto raketou sa neskôr zúročili pri vývoji prvého silnejšieho indického nosiča PSLV, ktorý sa používa dodnes a pred pár týždňami vyniesol na nízku obežnú dráhu aj kanadský hľadač asteroidov Neossat alebo vedeckú družicu SARAL. Raketa ASLV mala nosnosť 150 kg na LEO. Od roku 1994 sa tento experimentálny nosič už nepoužíva.

Nakoniec sa prenesme do Číny. Tamojšia vláda totiž nemohla vystáť, že Japonsko má v kozmickom priemysle oveľa väčšie úspechy. Preto odštartovala radu ambicióznych projektov, medzi ktorými bola aj pilotovaná loď, ale hlavne raketa novej generácie CZ-3. Tento nosič vznikol pridaním tretieho stupňa na kryogénne palivá s motorom YF-73. Nosnosť rakety bola 5 000 kg na LEO, alebo 1 500 na GTO.

Ďalšia varianta, CZ-3A, bola ešte o niečo zaujímavejšia. Predĺžením nádrže prvého stupňa a vymenením motoru v treťom stupni modernejším kusom YF-75 sa zvýšila nosnosť na GTO o ďalšiu tonu. Všetkých dvadsaťtri štartov absolvovala úspešne, a tak sa zaradila medzi najspoľahlivejšie rakety všetkých čias. Rovnako to bol posledný čínsky nosič, ktorý nepoužíval boostre. S počiatočnou hmotnosťou 240 ton to bola zároveň aj najťažšia raketa nevybavená už spomínanými urýchľovacími stupňami.

Zdroje informácií:
http://mek.kosmo.cz/
http://en.wikipedia.org/
http://kozmos.matak.sk/

Zdroje obrázkov:
http://www.arianespace.com/news-image_library/photo_library_files/spaceport/print/2296.jpg
http://i.ebayimg.com/t/1988-PANA-Photo-Japan-NASDA-Space-Programm-H-1-Rocket-Launch-Pad-CS3-Satellite-/00/s/MTYwMFg5MDg=/$(KGrHqRHJBIE9!ztJVUDBP,MtlEIr!~~60_35.JPG
http://www.nustar.caltech.edu/uploads/images/site/pegasus.jpg
http://www.daviddarling.info/images/ASLV.jpg

10. Kozmická Strojovňa - Rakety 80. rokov, 2.5 out of 5 based on 11 ratings
Pin It
(Visited 736 times, 1 visits today)
Kontaktujte autora článku - hlášení chyb a nepřesností, rady, či připomínky

Hlášení chyb a nepřesnostíClose

VN:F [1.9.22_1171]
Rating: 2.5/5 (11 votes cast)
(Visited 736 times, 1 visits today)
Níže můžete zanechat svůj komentář.

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


Zanechte komentář