CST-100 udělala další krůček

CST-100

Na severním konci Cape Canaveral Air Force Station je startovní komplex, odkud bezpilotní rakety Atlas vynášely tajné špionážní satelity. Čtyři tyčící se stožáry ochrany před bleskem obklopují rampu, kde začínaly svou pouť robotické mise sond letících k Měsíci, Marsu, Jupiteru a Plutu.

Za několik let uvidíme trochu jiný obrázek. Astronauti nastoupí do výtahu, který je vyveze na vrchol 22-ti poschoďové věže. Výstup z výtahu protíná otočné rameno. Tunelem uvnitř ramene posádka nastoupí do kosmické lodi umístěné na špici rakety Atlas V. Tou lodí bude Crew Space Transportation-100, zkráceně CST-100, kterou momentálně vyvíjí firma Boeing.

CST-100 rozložení míst pro kosmonauty zdroj:boeing.com

CST-100 rozložení míst pro kosmonauty
zdroj:boeing.com

Impuls k vývoji dala NASA na popud prezidenta Baracka Obamy v roce 2009.  Obama chtěl, aby NASA přenechala kyvadlovou dopravu k ISS soukromníkům a sama se začala věnovat odvážnějším výzvám, čekajícím za oběžnou dráhou Země. NASA tedy vytvořila program Commercial Crew Development (CCDev), v rámci kterého oslovila soukromý sektor. Kromě nováčků se přihlásili i zavedení výrobci. Mezi nimi Boeing společně s Bigelow Aerospace přišli s konceptem kosmické lodi CST-100. Robert Bigelow si od nové lodi slibuje dopravu movitých turistů na oběžnou dráhu, kde by se měly v budoucnu nacházet nafukovací obytné moduly, jakési kosmické hotely, jejichž vývojem se jeho firma zabývá.

Boeing Lightweight Ablator (BLA) - pokročilý ablativní materiál zdroj:boeing.com

Boeing Lightweight Ablator (BLA) – pokročilý ablativní materiál
zdroj:boeing.com

Loď CST-100 je navržena skutečně pro potřeby dopravy a pobytu na ISS. Do jejích útrob se vejde 7 astronautů, kteří v ní nebudou mít příliš místa. Průměr lodi je 4,56 m. K modulu pro posádku zakončeném tepelným štítem je připojen servisní modul. Ten má po obvodu radiátory na chlazení lodi v kosmu a také pohonné jednotky, o kterých se dozvíte více v další části článku. CST-100 také nemá solární panely. Celý let dlouhý maximálně 48 hodin musí absolvovat jen s využitím energie uložené v interních bateriích.

Po zadokování k ISS se loď připojí na staniční rozvody energií. Takto ukotvená má životnost až půl roku. Poté se zase odpojí a zahájí sestup do atmosféry. Před spalujícím žárem jí chrání Boeing Lightweight Ablator (BLA), což by měl být pokročilý ablativní materiál. Po konci žhavého inferna se otevřou padáky. Tento systém, který zpomalí sestup, by měl vycházet z technologie použité pro mise Apollo. Již nepotřebný štít je odhozen a finální dopad zbrzdí airbagy nafouknuté předtím po spodním obvodu lodi. S přistáním se počítá na vodní hladinu. Makety CST-100 ve velikosti 1:1 si už dopady do bazénu vyzkoušely. Možné je dosednout i na pevninu, což se testovalo v roce 2012 na dně vyschlého solného jezera Delamar v Nevadě.

Testy airbagů proběhly na souši i ve vodě zdroj:boeing.com

Testy airbagů proběhly na souši i ve vodě
zdroj:boeing.com

Určitě jste si všimli, že raketě s lodí chybí tradiční záchranná věžička známá z Mercury, Apolla či Sojuzu. Není to tím, že by se jednalo zpočátku jen o testovací lety, kde není třeba zachraňovat posádku. CST-100 nebude mít věžičku, ani když bude plně obsazena lidmi. Přesto Boeing na bezpečnost pasažérů myslí. Ovšem spíše se vydal podobnou cestou jako SpaceX, která používá pro nouzové oddělení od rakety vlastní výkonné motory lodi Dragon.

Rozložení motorů záchraného systému zdroj:spacesafetymagazine.com

Rozložení motorů záchraného systému
zdroj:spacesafetymagazine.com

CST-100 bude mít dvoufázový záchranný systém. První část tvoří výstupky s tryskami přesahující obvod rakety označené ve schématu dole jako Thruster Doghouse, ty jednak udělí lodi prvotní rychlý impuls a jednak ji rozrotují kvůli stabilizaci. Až bude loď dál od rakety, zapnou se čtyři hlavní pohonné jednotky vespod. Tyto jednotky se označují Bantam podle programu programu levného únikového systému, který vypsala NASA. Základem jsou motory RS-88 od Pratt & Whitney Rocketdyne spalující ethanol a tekutý kyslík. Po dosažení dostatečné vzdálenosti od havarující rakety a dostatečné výšky se celá loď rozdělí a dál vše pokračuje podobně jako při normálním přistávání po vesmírné misi (padáky, airbagy – viz výše).

Do kosmu má CST-100 vynášet raketa Atlas V v konfiguraci 412 (viz. článek o značení raket). V úvahu přichází i Delta 4M+(4,2) a možná i Falcon 9 s novými motory Merlin 1D. Původní Falcon 9 by CST-100 neunesl. Její startovní hmotnost se odhaduje na nějakých 13 tun. Původně se pro vynášení měla používat rakety Liberty. Ta jakoby z oka vypadla zrušenému Aresu-I. Dolní část měl tvořit stupeň SRB s jedním blokem navíc oproti předchůdci z raketoplánu, horní pak první stupeň rakety Ariane. I když se Liberty nedostala do užšího výberu NASA, přesto údajně její vývoj stále probíhá.

Rakety, které by mohly vynášet CST-100 zdroj:americaspace.com

Rakety, které by mohly vynášet CST-100
zdroj:americaspace.com

Umístění adaptéru pro Atlas V zdroj:nasa.gov

Umístění adaptéru pro Atlas V
zdroj:nasa.gov

Vrátíme se k Atlasu V, který je zřejmě nejpravděpodobnějším nosičem lodi CST-100. Varianta 412 říká, že bude potřeba pouze 1 pomocný blok na pevné palivo. Horní stupeň Centaur bude mít dva motory, kterážto konfigurace se používá, potřebujeme-li dostat těžší náklad na nízkou oběžnou dráhu. Číslo 4 značí použití menšího ochraného krytu. Tady je ovšem háček, jelikož CST-100 klasickým krytem chráněna nebude. Vrcholek lodi, kde se nachází stykovací uzel, bude chráněn krytkou, která se nad hustými vrstvami atmosféry odhodí a obnaží tak standardní americký spojovací systém APAS.

Pro spodní uchycení k nosné raketě vyvinula firma Boeing speciální komponent Launch Vehicle Adapter (LVA). Ten se týká pouze rakety Atlas V. Ostatní rakety, na nichž se CST-100 může dostávat do vesmíru, budou muset mít díky jiným rozměrům horních stupňů odlišné parametry adaptéru.

Návrh Launch Vehicle Adapteru již přezkoumala NASA v rámci druhé fáze programu komerčních letů s posádkou nazvanou Commercial Crew Integrated Capability (CCiCap). Do této fáze kromě Boeingu postoupily ještě dvě firmy: SpaceX se svou lodí DragonRider a Sierra Nevada Corporation s miniraketoplánem Dream Chaser. Všechny firmy dostaly od NASA za úkol splnit několik základních mezníků, které jsou důležité pro úspěšné zkonstruování a otestování bezpečné kosmické lodě s lidskou posádkou.

schéma lodi CST-100 zdroj:boeing.com

schéma lodi CST-100
zdroj:boeing.com

Boeing z 19 mezníků (milestone) dokončil aktuálně 6. Kromě jiného software pro přistávání a komunikaci s pozemním střediskem a vyhledávacími týmy Engineering Release (ER). ER 2.0 byl v laboratořích Boeingu dokončen 25.ledna 2013. V posledních týdnech NASA a Boeing dolaďují požadavky na schopnosti lodi, dopravit bezpečně astronauty na oběžnou dráhu. CST-100 má být díky použití pokročilých technologií a materiálů až 10x znovupoužitelná.

První kosmický let CST-100 s posádkou měl proběhnout v roce 2015, nakonec byl odsunut na rok 2016. NASA počítá s prvními komerčními pilotovanými loděmi nejpozději do roku 2017. Tento termín ale může ohrozit váznoucí příděl peněz ze státního rozpočtu.

Animaci celého průběhu mise CST-100 si můžete prohlédnout na následujícím videu:

 

Zdroje informací:
http://www.nasa.gov
http://en.wikipedia.org
http://www.scoop.it
http://cs.wikipedia.org
http://space.skyrocket.de
http://www.boeing.com
http://www.floridatoday.com
http://forum.kosmonautix.cz
http://www.thespacereview.com

Zdroje obrázků:
http://boeing.mediaroom.com/file.php/86087/MTF12-0017-004_CST-100.jpg
http://www.spacesafetymagazine.com/wp-content/uploads/2012/05/CST100-capsule.jpg
http://www.boeing.com/defense-space/space/ccts/docs/CCDev2%20Boeing%20CST-100%20Overview.pdf
http://interspacenews.com/Portals/3/Articles/images/20120313_DSC_0542.JPG
http://americaspace.com/wp-content/uploads/2012/06/cstl-500×375.jpg

CST-100 udělala další krůček, 2.5 out of 5 based on 9 ratings
Pin It
(Visited 513 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 (9 votes cast)
(Visited 513 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)


6 komentářů ke článku “CST-100 udělala další krůček”

  1. Wopat napsal:

    Největší fešák by byla CST-100 v kombinaci s Falconem! 🙂
    Díky za pěkný článek.

  2. Raven napsal:

    Jen připomenu, že na tom obrázku sedí CST-100 na 4 roky staré maketě Falconu 9v1.0. Falcon9v1.1 je o cca čtvrtinu delší. Tam bude teprve fešák 😉

    Dovolím si ale jinou poznámku. Dokovací uzel APAS není standartní americký , nýbrž ryze ruský a v současné době se pokud vím pro použití na komerčních pilotovaných lodích neplánuje.
    Pro ně se naopak počítá s daleko lehčím americkým NDS, kterým by podle posledních informací měl být systém SIMAC, jenž je vyvíjen a prosazován právě firmou Boeing vyvíjející tuto loď.

    Jinak samozřejmě pěkný článek.

    • Tomáš Kohout napsal:

      Dobrá připomínka. APAS je opravdu původem ruský i když se pak shodou historických okolností používal na některých STS.

      V presskitu od Boeingu byl uveden APAS. Ještě jsem na základě tvé připomínky našel, že důvodem uvedení APASu na CST-100 je skutečnost, že ho měl Bigelow na svých modulech.

      Pro ISS by měl opravdu být použit nakonec NDS pro všechny nové lodě Orion i komerční dopravce. Ve finále i Bigelow má mít NDS.

  3. Karel napsal:

    Kdyz to srovnam s raketoplanem…

    • Tomáš Kohout napsal:

      To víte… Po těch je nám tady smutno všem. Byl to stroj, který předběhl svou dobu a to mu ve finále zlomilo vaz.

      Uvidíme, co všechno nabídnou nové stroje. Ona ta vnější slupka trochu mate, že se vracíme o krok zpět, ale ve skutečnosti jsou pro nové lodě použity pokročilé technologie, vybavení a materiály. On už dokonce ani ten ruský Sojuz není uvnitř, co býval. Například řídící systémy jsou dnes plně digitální.

Zanechte komentář