ESA – 17. díl – Evropská kosmická stanice (2. část)

Úvodní obrázek

V minulém týdnu na našem blogu vyšel článek popisující především evropský laboratorní modul Columbus sloužící u Mezinárodní vesmírné stanice, ale také fantastický modul Cupola, který je na ISS nejoblíbenějším místem, které může být nazýváno skutečným oknem do vesmíru, nebo vědecký inkubátor nazvaný Microgravity Science Glovebox. V závěru článku jsem přislíbil, že výčet evropského podílu na ISS těmito dvěma moduly nekončí, a že v něm budeme pokračovat. Svůj slib tak plním a vy si dnes můžete přečíst o dalších součástech (a to nejen obytných modulech), které jsou součástí toho největšího kolosu, jaký kdy člověk na oběžné dráze vytvořil. Pohodlně se tedy usaďte a začtěte se do druhé části článku nazvaného (ne zbůhdarma) Evropská kosmická stanice.

Oficiální logo víceúčelových logistických modulů MPLM.

Oficiální logo víceúčelových logistických modulů MPLM.
Zdroj: http://upload.wikimedia.org/

Čtvrtým Evropským výtvorem na ISS, o kterém si povíme je víceúčelový logistický modul Leonardo. Jeho plný původní název Multi-Purpose Logistics Module (MPLM) však napovídá, že se nejedná o laboratoř. Ve skutečnosti ani původně nešlo o součást stanice. Italská firma Thales Alenia Space (opět) vyrobila tři kusy víceúčelových nákladních kontejnerů, které sloužili k dopravě nákladu na ISS na palubách amerických raketoplánů. Základní konstrukce byla odvozena od laboratorního modulu Spacelab, o kterém byl 4. díl tohoto seriálu. Ve skutečnosti byly od Spacelebu odvozeny i moduly Columbus, Harmony a Tranquility a dokonce i nákladní lodě ATV a Cygnus. Italská kosmická agentura ASI se chopila projetku MPLM v roce 1996 a zavázala se dodat tři celkem kusy, které byly pojmenovány po významných italských osobnostech – Leonardu da Vincim, Donatellovi a Raffaellu Santim. Jednotlivé MPLM tak nesly jména Leonardo, Donatello a Raffaello. Určitě znáte i komiks Želvy ninja, ve kterém mají stejná jména známé kreslené postavy. Na jejich počest zase bylo vyhotoveno logo zásobovacích modulů.

Ačkoliv jsou všechny MPLM produkty Italské kosmické agentury, jsou opět majetkem NASA. Ta je dostala výměnou za přístup Italů k využívání amerických experimentů na ISS. Každý MPLM měl na délku 6,4 metru a 4,6 metru v průměru. Prázdý vážil necelé 4,5 tuny a dokázal pojmout náklad o hmotnosti až devíti tun. Donatello byl mírně pokročilejší než jeho dva bratříčci. Umožňoval přepravu nákladu, který vyžadoval neustálý přísun energie. I přesto se Donatello do vesmíru nikdy nepodíval. Jako první letěl 8. března 2001 Leonardo na palubě Discovery. Po připojení raketoplánu ke stanici byl vždy MPLM zachycen robotickou paží a z nákladového prostoru Shuttlu byl přemístěn na spodní uzel modulu Unity (později Harmony). Odtud už do něj mohla posádka vstoupit a vyložit všechen náklad. Poté byl modul naplněn odpadky a materiálem, který měl být dopraven na Zemi a modul byl naložen zpět do raketoplánu.

Víceúčelový logistický modul Leonardo v nákladovém prostoru raketoplánu Discovery během jedné ze svých zásobovacích misí ke stanici.

Víceúčelový logistický modul Leonardo v nákladovém prostoru raketoplánu Discovery během jedné ze svých zásobovacích misí ke stanici.
Zdroj: http://www.spacenews.com/

Dohromady letěli Leonardo a Raffaello k ISS dvanáctkrát (Leonardo 8x a Raffaello 4x) a dovezli tam více než 113 tun nákladu! Zpátky na Zemi pak dopravili celých 87 tun. Chudák Donatello byl v roce 2010 rozebrán a některé jeho součásti byli využity k vylepšení Leonarda, ze kterého se tak stal PMM (Permanent Multipurpose Module). Úpravy především zahrnovali přidání izolačních vrstev a štítů proti mikrometeoritům. Nyní mohl být připojen k Mezinárodní vesmírné stanici nastálo jako víceúčelový skladovací modul. K ISS byl vynesen 24. února 2011 během mise STS-133 a o jeho dopravu se opět postaral stroj Discovery při své poslední cestě na oběžnou dráhu. PMM Leonardo byl připojen na spodní uzel modulu Unity, kde plní svou úlohu dodnes. Za zajímavost stojí, že během historicky posledního letu programu Space Shuttle dovezl Atlantis k ISS modul Raffaello a na stanici se tak ocitly dva italské nákladní moduly najednou. Permanentní Leonardo u Unity a dočasný Raffaello u Harmony. Tímto však evropský podíl na ISS nekončí.

Samotná Mezinárodní vesmírná stanice by nemohla fungovat jen tak sama o sobě. Stojí za ní také práce pozemních středisek a hlavně k ní často létají různé kosmické lodě. Především těch nákladních je celá flotila. Tou největší z nich je evropský vesmírný náklaďák ATV (Automated Transfer Vehicle). Počátky evropské nákladní lodě sahají až do roku 1987, kdy ESA zvažovala spoluúčast na americké stanici Freedom. O pár let později byla podepsána smlouva nejen s USA ale dokonce i s Ruskem, které přislíbilo možnost letů ATV k plánované stanici Mir 2. Ke konečnému rozhodnutí postavit ATV došlo v roce 1994 krátce po přistoupení Ruska k projektu Alpha, což byl původní název pro ISS po připojení Ruska. V původních dohodách o stanici bylo obsaženo takzvané „mixed fleet scenario“. To dává všem partnerům projektu právo navštívit stanici svou lodí. Nezávislý přístup k Mezinárodní vesmírné stanici každým partnerem byl považován za důležitý politický i operační aspekt a také důležitý přínos k finanční stránce provozu ISS.

ATV je zcela autonomní nákladní kosmická loď o jejíž dopravu na oběžnou dráhu se stará raketa Ariane 5. K ISS však nevozí pouze experimenty pro modul Columbus, ale také zásoby paliva, vody, kyslíku a samozřejmě také jídla a potřeb pro posádku. Celková užitná hmotnost lodi je více než 6,6 tuny. K tomu lze navíc připočíst 2 a půl tuny paliva, které ATV používá pro své manévrování, přiblížení ke stanici a finální brzdící zážeh před navedením do atmosféry. Pokud by vás zajímalo, jak probíhá výroba, doprava a příprava takového kolosu, jako je kosmická nákladní loď, doporučuji toto video.

Pro každou zásobovací misi se složení nákladu liší, ale uvedeme si, co všechno lze do ATV naložit. Celkově lze náklad rozdělit do tří kategorií.

1. Mokrý náklad – ten může obsahovat: A) Palivo pro úpravy parametrů dráhy stanice pomocí ATV (až 4 tuny) – to tvoří největší podíl nákladu. Palivo se používá pro úhybné manévry před vesmírným smetím nebo pro zvyšování oběžné dráhy stanice, jelikož ta neustále vlivem tření klesá k zemskému povrchu. B) Palivo pro stanici (až 860 kg) – to se přečerpává do ruských staničních modulů. C) Voda (až 855 kg) – její účel je jasný. Posádka díky ní nejenže neumře na dehydrataci, ale také může provádět hygienickou očistu. D) Plyny (až 102 kg) – ty doplňují dýchatelnou atmosféru na stanici.

2. Suchý náklad (až 3,2 tuny) – ten obvykle obsahuje zásoby jídla, nové oblečení, náhradní díly pro stanici, nové experimenty a další předměty.

3. „Last minute“ náklad – od druhého exempláře lodi ATV lze na její palubu umístit na poslední chvíli suchý náklad, jež vyžaduje speciální péči, podmínky nebo byl prostě výjimečně přidán na seznam na poslední chvíli jako kritická položka. Tento druh nákladu lze do ATV umístit nejpozději dva týdny před startem a děje se tak již v době, kdy je loď připravena ke startu. Pracovník ESA, který náklad umisťuje do lodi tak musí být spuštěn vertikálně skrze otvor, kterým budou později do lodi vstupovat také astronauti.

ATV-1 Jules Verne během svého přiblížení ke stanici v březnu 2008.

ATV-1 Jules Verne během svého přiblížení ke stanici v březnu 2008.
Zdroj: http://spaceinimages.esa.int/

ATV startuje, jak již bylo napsáno, na špici evropské rakety Ariane 5 ES. Děje se tak z kosmodromu u jihoamerického Kourou ve Francouzské Guyaně. 75 minut po startu se loď oddělí od nosné rakety, rozevře své čtyři typické dlouhé solární panely a začíná její samostatná cesta k ISS. V tento okamžik se nachází teprve 260 km vysoko. Následnou sérií několika korekčních manévrů se ATV přiblíží 39 km za a 5 km pod stanici. Pokud je potřeba přílet z jakéhokoli důvodu pozdržet, loď zaparkuje 2000 km za stanicí. V oněch 39 kilometrech za ISS s ní ATV naváže spojení a přejde do přibližovací fáze, která je řízena pomocí sítě navigačních družic GPS. Ve vzdálenosti 249 metrů od ISS ATV zpomalí na relativní rychlost 7 cm/s a řízení se ujímá automatický dokovací systém videometer vyvinutý ESA. Během této fáze je nutné dostat povolení k přiblížení od ruského řídícího centra v Moskvě, jelikož ATV se připojuje k modulu Zvězda. Kromě toho je také zapotřebí i povolení od Mission Control Centre v Houstonu, jelikož ti jsou pro změnu zodpovědní za stanici jako celek. Závěrečné připojení díky pokročilým senzorům probíhá s přesností 1,5 cm. Kdyby však nastala nějaká nečekaná událost, připojovací proces může být zrušen řídícím střediskem ATV, posádkou stanice nebo lodí samotnou díky předprogramované anti-kolizní sekvenci manévrů, která je plně nezávislá na hlavním navigačním systému. Po připojení může ATV u ISS setrvat až půl roku. Po vyložení nákladu je jejích 48 m³ vnitřního prostoru využito k postupnému nakládání až 6,5 tuny odpadků, špinavého oblečení a již nepotřebných součástek či experimentů. Po odpojení loď využívá stejných postupu jako při připojení a od stanice se bezpečně vzdálí. Nakonec přichází retro-zážeh, který loď jakožto velkou popelnici zpomalí a ta beze zbytku shoří nad Tichým oceánem.

Celkem bylo vyrobeno pět lodí ATV, které nesou označení 1-5 a navíc byly pokřtěny významnými jmény evropské vědy a literatury. V březnu 2008 se vydala na cestu první loď ATV-1 Jules Verne. Dále následovali Johaness Kepler v roce 2011, Edoardo Amaldi v roce 2012, Albert Einstein vloni, a letos očekáváme start poslední ATV-5 Georges Lemaître. Jelikož do vývoje lodi bylo investováno nemalé množství peněz, ještě před prvním letem se začalo spekulovat o jejím dalším možném využití. Ačkoliv ESA neschválila žádný další vývoj, existují studie na různé další využití tohoto projektu. Patří mezi ně například CARV (Cargo Ascent and Return Vehicle) – dopravní loď umožňující také návrat nákladu z oběžné dráhy; CTV (Crew Transport Vehicle) – vlastní evropská pilotovaná loď, která byla později vyměněna za návrh ACTS (Advanced Crew Transportation System), který se měl postarat o vývoj pilotované lodi ve spolupráci s Ruskem; nebo také MSS (Mini Space Station) – velice zajímavý koncept, kdy by se k sobě spojilo více lodí ATV a mohli by tak vytvořit malou orbitální stanici. Tyto nadějné teorie však prozatím zůstaly schované ve stolech evropských konstruktérů. I přesto se ATV s největší pravděpodobností dočká svého nástupce v podobě servisního modulu pro novou americkou loď Orion. Nakonec bych ještě rád zmínil, že za výrobou ATV opět nestojí nikdo jiný než Thales Alenia Space.

Posledním evropskou částí Mezinárodní vesmírné stanice, kterou se budeme zabývat je část proporcionálně nejmenší, která navíc ještě ani neodstartovala. Tímto posledním příspěvkem je Evropská robotická paže (ERA – European Robotic Arm). Tento robotický manipulátor je obdobou toho kanadského na americké části ISS. Jeho účelem bude zjednodušení a zefektivnění práce vně ruské části stanice. ERA bude umístěna na připravovaném modulu Nauka, spolu s kterým má být vynesena pomocí rakety Proton-M snad už příští rok. Z nové přechodové komory Nauky bude moct ERA vyndat a přesunout na vnější strukturu stanice různé experimenty a přístroje o jejichž přenášení se nyní starají ruští kosmonauti. Ušetří se tím mnoho času. Kromě toho bude ERA během ruských výstupu spolupracovat s kosmonauty více. Stejně jako její větší kanadský kolega bude moci přesouvat i samotné kosmonauty, což opět ušetří nejen čas.

Ilustrace robotického manipulátoru ERA připojeného k ruskému modulu Nauka. Na konci paže můžeme vidět kosmonauta, který pomocí speciálního rozhraní celou paži ovládá.

Ilustrace robotického manipulátoru ERA připojeného k ruskému modulu Nauka. Na konci paže můžeme vidět kosmonauta, který pomocí speciálního rozhraní celou paži ovládá.
Zdroj: http://spaceinimages.esa.int/

Robotická paže se skládá ze dvou shodných koncovek, které mohou sloužit buďto jako základna připojená ke stanici, nebo pracující konec paže. To jí umožní přesun na libovolné místo ruské části ISS, které je vybaveno potřebným portem. Na koncovky navazují „zápěstí“ tedy klouby, které je spojují s nejdelšími součástmi – dvěma pažemi. Ty jsou pak spojeny „loketním“ kloubem. Celková délka činí přibližně 11 metrů a nosnost je 8 tun. Součástí ERA jsou také infrakamery, kterou mohou sloužit k přesné navigaci nebo inspekci vnější části ISS. ERA je mnohem menší a slabější než Canadarm2, ale i to má svůj důvod. Ruské lodi Sojuz a Progress i evropská ATV, které kotví u ruských dokovacích uzlů zvládnou připojení i odpojení samy, kdežto například soukromé nákladní lodě Dragon a Cygnus musejí být nejdříve zachyceny a poté je Canadarm2 teprve připojí k modulu Harmony. Už v roce 2010 na palubě Atlantis odstartovala první součást evropského manipulátoru. Je to náhradní středová část (tedy loketní kloub a dvě paže), která je připevněna na vnější části modulu Rassvět. Robotickou paži bude možné obsluhovat jak zevnitř pomocí laptopu tak zvnějšku stanice během EVA a to pomocí ovládacího panelu EMMI. ERA byla dokončena v roce 2005, ale na svou misi teprve netrpělivě čeká. Na vině jsou neustálé odklady startu modulu Nauka, které už Evropskou kosmickou agenturu, upřímně řečeno, poněkud štvou.

Na úplný závěr tohoto dvoudílného článku mi dovolte jeden poznatek. Ruská část ISS byla postavena v Rusku za (většinou) ruské peníze. Pravdou však zůstává, že velkou část financí poskytly Spojené státy. Naproti tomu v USA byly vyrobeny nosníky a vše co k nim patří, kdežto z obyvatelných modulů to byly jen Unity a Destiny. Všechny ostatní byly vyrobeny v již několikrát zmíněné francouzsko-italské firmě Thales Alenia Space (Alenia Spazio), která má sídlo v Turíně. A americkou stranou byly zaplaceny jen moduly Tranquility a Harmony. Všechny ostatní, tedy Columbus, Cupola a Leonardo jsou čistě evropské, i když dva z nich formálně ESA nepatří. Dále zde máme lodě, které zajišťují dopravu nejen nákladu, ale i osob. Hlavními tahouny jsou ruské Sojuzy, které jsou v současnosti jediné pilotované lodě sloužící na ISS. A mezi nákladní lodě patří evropská ATV, japonská HTV, ruský Progress a americký Dragon a Cygnus, které však patří soukromým firmám. Kde je tedy famózní většinový podíl NASA na ISS? Ano, poskytují největší část financí na provoz a bez jejich raketoplánu by ISS nejspíš ani neexistovala, ale vidíte tu ironickou situaci dnes? NASA nemá nic čím by na ISS doletěla a valná  většina americké části stanice byla postavena i zaplacena v Evropě. Přiznejme si, že evropská zásluha na Mezinárodní kosmické stanici je větší, než se obecně traduje. Není Mezinárodní vesmírná stanice trochu více evropská, než jsme si mysleli? Není to přeci jen maličký Columbus.

Zdroje informací:
http://www.esa.int/
http://sci.esa.int/

Zdroje obrázků:
http://upload.wikimedia.org/
http://upload.wikimedia.org/
http://www.spacenews.com/
http://spaceinimages.esa.int/
http://upload.wikimedia.org/
http://upload.wikimedia.org/
http://upload.wikimedia.org/
http://spaceinimages.esa.int/

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)


7 komentářů ke článku “ESA – 17. díl – Evropská kosmická stanice (2. část)”

  1. PeterK napsal:

    opäť skvelý článok, veľká vďaka.

    Je tu pekne vidieť, že Európska kozmonautika urobila vďaka ESA veľký krok od jej vzniku a je obrovská škoda, že Slovensko nie je jej členom :/

  2. Honza napsal:

    Díky za zajímavé informace.

    Jen mě po nedávné poruše ventilu na chladícím okruhu trochu děsí, že se ISS pomalu dostává z fáze výstavby a užívání do fáze údržby.

    No snad ještě chvíli vydrží.

    • Radim napsal:

      Když postavíš barák, tak ho pak prostě udržuješ. Občas natřeš okapy, vymaluješ, když ti bouchne kotel tak jej vyměníš. A barák přitom naplno využíváš. Normální stav, nic děsného.
      ISS samozřejmě vydží a nejen chvíli.

  3. Radim napsal:

    Pěkně na jednom místě zkompletované info. Dobrá práce.

    Jen si to trochu zhodil tím tendenčním závěrem, ten emoční výlev byl zbytečný…
    O tom že jsi se nechal unést svědčí už to, že se Ti ve Tvé snaze o upozadění NASA někam vypařil Airlock Quest vyrobený Boenigem.

    Naproti tomu ve prospěch Evropy hodně argumentuješ společností Thales Alenia Space. Ta je ovšem součástí nadnárodní skupiny Thales, soukromé firmy. A „pouze“ (schválně dávám do úvozovek) na zakázku vyrobila něco pro NASA podle jejího zadáni. Stejně tak to mohla NASA zadat Boeingu (ten stojí za vývojem modulů), ale ctila mezinárodnost projektu (což ji mnohdy, zejména v případě ruského partnerství, stálo usílí a peníze navíc…).
    Tady trochu zaspekuluju, ale Thales má pobočky i v USA a v nich samozřejmě americké zaměstance. Tak třeba byla část zakázky vyrobena Američany v americké Thales za americké peníze… 😉 Byla by taková součástka pro autora dostatečně „americká“?

    A ten vývod, že někomu něco zadám, zaplatím, ale přitom to není moje (Cupola, Leonardo) je tak trochu zpozdilý.

    Proto aby ISS mohla vzniknout a fungovat nestačí jenom vyrobit HW. Je to obrovský projekt, který je především třeba řídit. To je „alfa“, a za tu plně odpovídá NASA. Pak nastupuje vývoj – tu klíčovou a rozhodující čast opět zajistila NASA. A tak by mohl pokračovat.

    Není třeba se před Amerikou „předposrat“, ale taky není zdravé nafukovat „náš“ „evropský“ podíl na její úkor (a propos co to je evropský podíl?).

    • Michael Voplatka napsal:

      Tušil jsem, že se ten závěrečný odstavec někoho dotkne. Není to ale žádný emotivní výlev mající za snahu shodit NASA nebo USA. Spíše jsem chtěl poukázat na to, že Evropa, respektive jmenovaná firma, je na ISS podepsána větším písmem, než je všeobecně známo. To je ostatně cílem celého tohoto seriálu. Přiznávám, že jsem zapomněl na airlock, nebylo to ale způsobeno mou zaujatostí. Člověk se prostě občas splete nebo na něco zapomene. V źadném případě ale nesnižuji důležitost nebo velikost amerického podílu na ISS, což jsem také v článku několikrát zmínil.

      • Radim napsal:

        Dotkne ani ne. Ale pro názornost co jsem měl na mysli a abych jen nekritizoval.
        Co třeba poslední odstavec v tomhle duchu (koneckonců píšeš o evropské účasti, tak si můžeš dovolit protentokrát NASA, ROSKOSMOS, JAXA, etc. vynechat 😉 )

        „ESA plně zodpovídá za dodávku a provoz modulu Columbus včetně jeho vnějších prvků. Evropské firmy pro ISS přímo vyrobily výrazné prvky stanice (Cupola, Leonardo) a na (desítkách?) dalších se spolupodílely (…).
        V současnosti evropské dopravní lodě ATV nesou na svých bedrech významnou část zasobování stanice.
        Astronauté ESA jsou nedílnou součástí většiny posádek a řada z nich, naposled Luca Parmitano, se do historie ISS zapsala velmi výrazným písmem.
        ESA, potažmo Evropa, je významným partnerem tohoto mezinárodního projektu. Její značku mnohdy objevíme na místech, kde si ji na první pohled ani neuvědomíme…“

  4. kopapaka napsal:

    Pekné počtení a ještě lepší hromádka informací.

Zanechte komentář