16. Kozmická Strojovňa – rakety 90. rokov – druhá časť

V tomto dieli sa budem venovať raketám deväťdesiatych rokov. O nich som začal písať už pred dvoma týždňami a teraz túto tému vyčerpám. Koncom storočia sa americká kozmonautika niesla v duchu znovuobjavenia rakiet. Mnoho ľudí si totiž mylne myslelo, že s príchodom raketoplánov  pôjdu do starého železa. Nič také sa však samozrejme nestalo. Ďalší smer ukázala havária Chellengeru v roku 1986, pri ktorej zomrelo sedem astronautov. Obrovská tragédia donútila NASA a aj armádu zmeniť plány do budúcnosti a celé smerovanie do vesmíru. Návrat ku starým dobrým raketám sa stal skutočnosťou. Štartov pribúdalo a k slovu sa dostali aj súkromné spoločnosti, ktoré už na tomto poli nepôsobili iba ako dodávatelia dielov, ale poskytovali kompletne vyrobené rakety, ktoré mohli štartovať aj pod hlavičkou iných korporácií, nie len NASA. To samozrejme odľahčilo celý ten byrokratický aparát ktorým sa po štyroch desaťročiach existencie stala a pomaly sa pred Amerikou otvorila dovtedy nemysliteľná cesta, ktorá je viac viditeľná dnes. NASA sčasti prestala vyrábať vlastné rakety, ale radšej si kúpila štart, podobne, ako to robia iné súkromné spoločnosti. V súčasnosti tento trend pokročil ešte ďalej a NASA si už kupuje štart rakety s loďou, ktorá potom na ISS dovezie zásoby. V budúcnosti sa budú dokonca americkí astronauti viezť na miesto určenia v súkromných lodiach, ktorých štarty si NASA bude kupovať. Takáto drastická zmena pri ktorej sa z vesmírnej veľmoci ktorá mala ako jedna z mála tú výsadu, že môže poslať človeka do vesmíru pomaly stala vládna korporácia závislá na súkromných firmách (minimálne v oblasti pilotovanej kozmonautiky) začala práve v deväťdesiatych rokoch minulého storočia. A ja nehovorím, že je to zlé. Práve naopak. Súkromné spoločnosti sú oveľa pružnejšie a s financiami zaobchádzajú oveľa lepšie. Takže, prečo nie.

Na druhej strane, v 90. Rokoch si svoje prvé poriadne rakety postavili tak trochu exotické štáty, ktoré sú skôr známejšie v iných odvetviach. Zaznamenal som však boom v oblasti raketovej techniky a stredne veľkých nosičov. Všetky vesmírne agentúry zmýšľali rovnako: Bez poriadnej rakety nie je vesmírny program. A to ani pilotovaný ani nepilotovaný. Po ťažkých začiatkoch sa konečne zviditeľnilo Japonsko, Čína, dokonca India a reč bude aj o Brazílii či Izraeli. Začnem však pekne poporiadku.

Raketoplány v USA dostali veľkú facku. Pred rokom 1986 sa používali prakticky na všetko. Vynášali sa nimi súkromné aj štátne družice, ľudia, niektoré experimenty sa zase ťahali späť na Zem. Po krátkom vytriezvení bolo potrebné skonštruovať raketu, ktorá by Shuttly nahradila. A načo vyvíjať niečo nové? Veď pre tento účel sa priam núkal starý dobrý Titan. Ten kedysi vynášal do vesmíru lode Geminy, neskôr bol používaný už len zriedka. Teraz sa však mal dočkať druhej renesancie. Samozrejme, bolo by prinajmenšom nedôstojné používať staré verzie. Preto vznikla štvrtá generácia, označená, samozrejme, číslom 4. Titan-4  bol vybavený všetkým čo raketoplány mať nemohli. Vylepšené boostre na tuhé palivo, ale hlavne kryogenický stupeň Centaur-G s predĺženou nádržou, relatívne nízka cena (aj keď…) a odpalisko na myse Canaveral aj vo Vandembergu, to bolo niečo, o čom mohli Shuttly len snívať. Aj keď, ak by si výrobcovia SRB lepšie robili svoju prácu, situácia by bola iná. Stupeň Centaur-G bol totiž vyrábaný práve pre americké raketoplány, z bezpečnostných dôvodov však bol zakázaný. Podobne dopadla aj štartovacia rampa na Vandembergu. Po katastrofe Chellengeru od nej dali vojaci ruky preč. Cena za štart sa tiež zvýšila hlavne kvôli, niekedy až prehnaným bezpečnostným opatreniam. Tie bohužiaľ neboli nič platné (2003).

Raketa Titan-4 na odpaľovacej rampe.

Raketa Titan-4 na odpaľovacej rampe.
Zdroj: http://upload.wikimedia.org/

Späť k Titanu-4. Ten úrvý krát štartoval štrnásteho júna 1989. S váhou takmer tisíc ton to bolo poriadne monštrum veľké ako panelák. Dva postranné boostre na TPL boli už typickou črtou tejto raketovej rodiny. Od svojho vzniku sa príliš nezmenili. Prešli samozrejme niekoľkými vylepšeniami, ale v základe to bolo stále to isté. Štvrtá generácia Titanov disponovala skutočne silnými urýchľovacími stupňami. Spolu by boli približne také silné, ako jeden SRB zo sústavy Space Shuttle. 14 234 kN, to bol skutočne úctyhodný výkon. Oba boostre horeli 140 sekúnd, než ich ťah klesol natoľko,  že by už boli príťažou. Potom sa odhadzovali a na bezpečné vzdialenie dohliadali trysky na tuhé palivo.

Centrálny stupeň obsahoval dva motory LR87 s ťahom 2 440 kN. V druhom stupni bol o niečo slabší motor LR91 s ťahom 467 kN. Tretí stupeň ukrytý v aerodynamickom štíte bol už spomínaný Centaur-G s ťahom 112 kN. Horné stupne Centaur sa veľmi často používajú dodnes práve kvôli ich vysokému špecifickému impulzu (444s). Ich korene pritom siahajú až do dôb Apolla.

Po niekoľkých rokoch štartovala posledná raketa. Tento Titan-4B bol iba bezpečnejší. Nedosahoval teda o nič lepšiu nosnosť, ako jeho predchodca. Jeho nosnosť bola mimochodom veľmi podobná, ako pri raketoplánoch. 21 680 kg na LEO, alebo 5 760 na GSO (geosynchrónna obežná dráha). Cena za jeden štart sa pohybovala okolo 432 miliónov amerických dolárov. Oproti tomu dnešné raketové nosiče sú oveľa lacnejšie. Spacex plánuje štarty svojej rakety Falcon Heavy s nosnosťou cca 51 t na LEO predávať za približne 125 miliónov. Na druhej strane, táto raketa je zatiaľ iba na papieroch. Svojej premiéry by sa mala dočkať o rok.

Ako som už písal, NASA dala v deväťdesiatych rokoch šancu aj súkromným firmám. Aby mohla využívať ich služby, vývoj rakiet im priamo financovala. Tak mohol vzniknúť napríklad aj nosič LMLV, neskôr pomenovaný Athena. Tú vyrobila firma Lockheed Martin. Štartovala z rampy SLC-6 na kozmodróme Vandemberg a existovala až v troch verziách.

Athena-I bola dvojstupňová a na nízku obežnú dráhu (LEO) dokázala vyniesť jednu tonu. Athena-II vznikla pridaním tretieho stupňa. Nosnosť sa tak zvýšila na 2 400 kg (na LEO). Athena-III používala ešte 2-6 urýchľovacích blokov, boostrov na tuhé palivo Thokiol Castor. Preto bola schopná doručiť na nízku obežnú dráhu až štvortonový balík. Posledný štart tejto rakety sa konal v roku 2012. Momentálne sa už nepoužíva, ale raz sa ešte môže vrátiť. Veľkou nevýhodou bola hlavne jej nízka spoľahlivosť. Zo siedmich štartoch Atheny-III raketa až dva krát zlyhala.

27. júna 1994 z podvozku lietadla prvý krát odštartovala súkromná raketa Pegasus XL. Tú vyvinula pre NASA spoločnosť OSC. Celá raketa je na tuhé palivo, má maximálnu nosnosť na LEO iba 460 kg. Slúži teda hlavne na vynášanie menších satelitov, medzi ktorými bol napríklad aj teleskop NuStar. V máji alebo v júni vynesie do vesmíru teleskop IRIS. Posledných dvadsať rokov skončili všetky jej štarty úspešne. Celkovo sa vydala do vesmíru štyridsať krát, no zo začiatku firma nemala úplne zvládnutú novú technológiu, a tak si na konto pripísala päť havárií. Uvádza sa, že jeden štart si NASA kupuje za 11 miliónov amerických dolárov. O tejto rakete som písal už v desiatom dieli Kozmickej Strojovne.

Spoločnosť Orbital Sciences Corporation (OSC) na prelome tisícročí predstavila ešte jednu raketu. Tá síce štartovala až koncom januára 2000, ale všetky práce a prípravy boli uskutočnené ešte v „starom“ desaťročí, a tak som sa ju rozhodol zaradiť sem. Vznikla prakticky napasovaním dvoch vrchných stupňov zo spomínanej rakety Pegasus XL na starú vyradenú vojenskú balistickú strelu Minuteman II. Výsledkom bol vesmírny nosič s nosnosťou cca 360 kg na LEO. Táto raketa vznikla len kvôli tomu, aby sa staré vojenské strely nevyhodili do šrotu. Preto sa výrazne znížila aj jej cena. Štartovacia hmotnosť celého stroja bola 39 ton, výška 19 metrov. Posledný krát sa odlepila od zeme v septembri 2011. Počas desiatich rokov sa vyvinulo až päť jej verzií, spoločnosť OSC momentálne pracuje na šiestej. Minotaur VI by mal mať nosnosť 2,8 ton na LEO. To sa dosiahne pridaním urýchľovacích stupňov a vymenením posledného stupňa. Pravdepodobne za nejaký s motorom na kvapalné pohonné látky.

Raketa h-2 krátko po štarte.

Raketa h-2 krátko po štarte.
zdroj: http://en.wikipedia.org/

Viac rakiet už v deväťdesiatych rokoch v USA nevzniklo. Dosť veľký boom však zažívalo Japonsko. Tam sa konečne inžinierom podarilo postaviť poriadny nosič. Stala sa ním raketa H-2. Tá dokázala na nízku obežnú dráhu vyniesť až desaťtonový náklad. Oproti starej rakete H-1 Japonci použili úplne nový prvý stupeň. Miesto zastaraných systémov sa začal používať nový motor LE-7 na kryogenické palivo, kvapalný kyslík a vodík, s ťahom viac než 1MN. Tento motor je pýchou Japonska. Rovnako sa použili nové pomocné urýchľovacie bloky, boostre s ťahom 1,5MN. Vždy sa na raketu namontovali dva. V druhom stupni ste tiež mohli nájsť kryogeniku. Jeden motor LE-5A bol schopný vyvinúť ťah až 121,5 kN. Táto raketa bola skutočne veľmi výkonná a šikovne postavená. Japonci tu použili v tej dobe novú konfiguráciu a prišli so zaujímavým prístupom k stavbe rakety. Motory na kryogenické palivo, kyslík a vodík sú veľmi zložité, a tým pádom aj relatívne slabé. Aby sa vôbec dostali do vzduchu, musí sa použiť nejaký pomocný stupeň (dva boostre). Na urýchlenie na prvú kozmickú rýchlosť potom stačí už iba jeden stupeň, rovnako kryogenický. Táto konfigurácia dovoľuje získať úžasné výsledky a perfektnú nosnosť. Problémom sú veľmi drahé systémy. Nádrže musia byť špeciálne vyrobené. Vlastne sú to obrovské termosky. Vodík totiž musí byť hlboko podchladený a treba zamedziť jeho otepleniu. Japonci touto raketou ukázali, že to s kozmonautikou myslia vážne. Tiež sa však dali do vývoja ešte lepšieho a silnejšieho nosiča. Preto bola raketa H-2 v roku 1999 poslaná do dôchodku a uvoľnila miesto ďalšej generácii (H-IIA & H-IIB).

Japonci však v deväťdesiatych rokoch minulého storočia postavili ešte jednu raketu. Bola ňou M-5. V porovnaní s nosičom H-II to však bolo niečo úplne iné. Všetky štyri stupne mala na TPL. Ruka v ruke s tým išla aj relatívne nízka nosnosť, iba 1,8 ton na LEO. Na druhej strane, bola veľmi lacná. Prvý krát štartovala 12. Februára 1997 a do vesmíru vyniesla družicu Haruka.

V deväťdesiatych rokoch svoj vesmírny nosič vyrobil aj Izrael. Raketa Shavit na tuhé pohonné látky bola vyvinutá z vojenskej balistickej strely Jericho-2. V základnej konfigurácii mala nosnosť na nízku obežnú dráhu (LEO) 200 kg, s dvoma prídavnými štartovacími motormi až 800 kg na LEO. Jej váha na rampe je 30,5 – 70 ton v závislosti od použitej verzie. Z deviatich štartov tri krát zlyhala. Štvorstupňová raketa štartuje z kozmodrómu Palmachim asi pätnásť kilometrom od Tel Aviva. Letieť môže iba na retrográdne dráhy, čím sa jej nosnosť dosť dramaticky znižuje. Preto chce Izrael vytvoriť systém, ktorý by štartoval zo strechy lietadla. Tým by sa nevýhodná pozícia kozmodrómu stala bezpredmetnou. Najväčšou tragédiou sa stal neúspešný pokus o vynesenie špionážnej družice Ofeq-6 v hodnote 100 miliónov dolárov. Odvtedy Izraelská Kozmická Agentúra radšej využíva indické rakety.

 

Nové nosiče v deväťdesiatych rokoch predstavila aj Čína. Z rodiny Cheng-Zheng 2 dokonca vyvinula hneď tri generácie rakiet.

RaketaCZ-2E

RaketaCZ-2E
Zdroj: http://www.unclemikesrocketshack.com/

Úplne prvá čínska raketa používajúca boostre bola CZ-2E. V centrálnych stupňoch používala nesymetrický dimetylhydrazín a radiálne urýchľovacie boostre boli na tuhé pohonné látky. Nosnosť mala celkom peknú. 9,5 tony na LEO. Jej posledný štart prišiel krátko po Vianociach 28. decembra 1995. Zo siedmich štartov dva krát zlyhala.

Ako druhá štartovala CZ-2D v auguste 1992. Celkovo sa veľmi podobala na svoju predchodkyňu. S nosnosťou tri a pol tony na nízku obežnú dráhu okolo Zeme síce dieru do sveta neurobila, ale Číňania si spravili veľmi dobrá základ pre ďalšie rakety. CZ-2 slúžila na vynášanie menších satelitov a experimentálnych družíc. Používa sa ako menší nosič dodnes.

Záplavu rakiet z rodiny CZ-2 ukončuje posledná, CZ-2F. Občas sa prezýva aj ako čínska pilotovaná raketa. Vynáša totiž vesmírne lode ShenZou (šenčou). Na nízku obežnú dráhu je schopná dostať osem a pol tonový balík. Podobne ako CZ-2E má dva stupne plus boostre. Počas trinástich rokov služby sa jej podarilo odštartovať desať krát, v deviatich prípadoch so spomínanou loďou ShenZou a raz s čínskou orbitálnou stanicou Tiangong (nebeský palác).

Na štarty väčších družíc Číňania používajú rakety z rodiny CZ-3. Konkrétne CZ-3A, CZ-3B a najnovšia CZ-3C. Počas deväťdesiatych rokov však svetlo sveta uzreli iba prvé dve menované. CZ-3A nemá urýchľovacie boostre avšak disponuje kryogenickým tretím stupňom, čo z nej dodnes robí veľmi hodnotný nosič. Na GTO dostane až 2,6 tony. Používa sa hlavne na vynášanie geostacionárnych družíc. Jej prvý štart prišiel vo februári 1994.

Takmer presne o dva roky neskôr prvý krát štartovala aj CZ-3B. Prakticky identická raketa však už disponovala dlhšou nádržou prvého stupňa a urýchľovacími stupňami, ktoré po dvoch minútach práce odhadzovali. V prvom stupni by ste našli štyri silné čínske motory YF-20C so spoločným ťahom takmer 3MN, ktoré používali neekologické palivo. Druhý stupeň disponoval tromi motormi, hlavný mal ťah 774 kN. Tretí, kryogenický stupeň disponoval dvomi motormi YF-75 s ťahom 2×78,5 kn. Vo svojej dobe to bola najsilnejšia čínska raketa, ktorá bola schopná na LEO vyniesť 12 000 kg. Dnes sa už táto raketa nepoužíva, ale na jej miesto prišli ďalšie dva nosiče CZ-3B/E a CZ-3B(A) (zatiaľ sa ešte len vyvíja).

Na koniec by som chcel ešte spomenúť brazílsku raketu VLS. Tá síce nikdy neuspela, ale svoje miesto v tomto seriály si určite zaslúži. Prvý štart prišiel v novembri 1997. Relatívne veľká raketa na TPL s plánovanou nosnosťou 800 kg na LEO samozrejme po niekoľkých sekundách explodovala. To však Brazílčanov neodradilo a začali sa pripravovať na druhý pokus. Ten prišiel v decembri 1999, opäť však bol neúspešný. Raketu muselo riadiace stredisko na diaľku odpáliť, pretože sa objavila chyba v jednom z urýchľovacích blokov. Očividne poslednú bodku za brazílskymi snahami o dobytie vesmíru urobila havária tretieho exempláru rakety VLS priamo na odpaľovacej rampe. Pravdepodobne kvôli neodbornej manipulácii vybuchol jeden z urýchľovacích blokov. Pri nešťastí zomrelo 21 technikov. Celá katastrofa sa udiala 22. 08. 2003, teda v roku, keď havaroval aj raketoplán Columbia.

Zdroje informácií:
http://en.wikipedia.org/
http://mek.kosmo.cz/
 
Zdroje obrázkov:
http://forum.kosmonautix.cz/viewtopic.php?f=33&t=813&sid=bd19b7e2ff7eb8bd23c578d04ace1195&start=100
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/07/Last_Titan_4B_on_SLC-4E.jpg
http://en.wikipedia.org/wiki/FilH-ii_adeos.gif
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/be/CZ-2E.svg
http://www.unclemikesrocketshack.com/Sky/CZ-2E.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)


2 komentáře ke článku “16. Kozmická Strojovňa – rakety 90. rokov – druhá časť”

  1. Martin Adámať napsal:

    Po odbornej stránke bez výhrad.
    Ale tá gramatika!

    … v tomto dieli …
    Návrat ku starým dobrým raketám sa stalo skutočnosťou. (ten návrat sa stal skutočnosťou, nie stalo)
    … reč bude aj o Brazílii či Izraeli.
    … celý ten byrokratický aparát …
    písal už v desiatom dieli Kozmickej Strojovne.

    atď.

    • Samuel Slavkovský napsal:

      Za preklepy sa ospravedlňujem. Niekedy je ťažké všimnúť si všetko. Opravené…

Zanechte komentář