Motory z raketoplánů se opět zažehly

Zážeh motoru RS-25

Na tu vzpomínku už pomalu začíná sedat prach – bylo 8. července roku 2011 a na startovní rampě mysu Canaveral se zažehla trojice motorů SSME. Raketoplán Atlantis stoupal k obloze vstříc nejen ISS, ale i konci třicetileté éry raketoplánů. Po jeho přistání putovaly tyto majestátní stroje do muzeí, kde si návštěvníci mohou připomínat jejich slavné mise. Ale ještě před vystavením technici z raketoplánů odstranili jejich motory. Už tehdy bylo jasné, že tenhle cenný kus techniky se jednou bude hodit.

NASA totiž určila, že nová raketa SLS bude mít na svém prvním stupni čtveřici motorů RS-25s. Na první pohled to spolu, zdá se, nesouvisí, ale je to jen zdání. Motory SSME jsou nesou technické označení RS-25. Pro raketu SLS tedy projdou drobnými úpravami a díky nim dostanou do názvu písmeno „s“.

Motor RS-25

Motor RS-25
Zdroj: http://www.nasa.gov/

Celkem má NASA k dispozici 16 kusů motorů RS-25 – ať už se jedná o hotové exempláře, nebo o součástky, které jsou pro jejich sestavení potřeba. Zatímco v případě raketoplánů se motory po přistání stroje dostaly na Zemi a mohly se použít vícenásobně, v případě SLS budou ztraceny spolu s celým prvním stupněm. To znamená, že NASA má v současné době motory pro 4 starty své nové rakety. Pak bude muset začít vyrábět nové kusy. Na druhou stranu ale není kam spěchat – první start SLS už sklouznul na rok 2018, druhý zůstává naplánovaný na rok 2021 a další mise jsou zatím zahaleny mlhou.

Upravené motory RS-25s je potřeba řádně otestovat. K takovým zkouškám slouží už desítky let Stennis Space Center ve státě Mississippi. Minulý pátek, devátého ledna, se tu na 500 sekund zapálil první testovací exemplář. Šlo o první zážeh tohoto typu motoru od na začátku zmiňované mise raketoplánu Atlantis.

Jaké jsou vlastně rozdíly mezi RS-25 a RS-25s? Motory dostaly nové systémy řízení a počítačovou avioniku, které se připravovaly pro motory J-2X. Tyto motory měly být použity na vylepšené verzi rakety SLS, která měla jít do provozu ve 20. letech. Nakonec ale místo motoru J2-X dostal přednost svazek čtyř menších motorů RL-10. Ale zpátky k technice na RS-25a. Použitý systém řízení je jakýmsi mozkem celého motoru – zpracovává informace z letového počítače a funguje jako prostředník, který tyto pokyny předává bezpočtu součástek v motoru. Udává třeba, v jaké pozici mají být ventily, nebo jak rychle se mají otevírat či zavírat. Zároveň si všímá údajů ze senzorů v motoru a podle toho upravuje další podmínky.

Působivá fotka z pátečního zážehu

Působivá fotka z pátečního zážehu
Zdroj: http://spaceflightnow.com/

Použitý řídící systém pro RS-25s vychází z toho, který se používá na kyslíkovodíkových motorech RS-68 – ty známe velmi dobře z raket Delta IV. Díky tomu bude produkce jednak levnější a navíc se použije osvědčená technologie s dobrou spolehlivostí. Nové motory také poskytnou vyšší tah – 232 tun vs. 222 tun při práci na 109% nominálního výkonu.

Upravené motory si budou muset poradit s chladnějším kapalným kyslíkem, než tomu bylo u raketoplánů. Naopak vyšší bude přívodní tlak – jednak kvůli tomu, že první stupeň je vyšší a také kvůli rychlejší akceleraci. U raketoplánů byly motory jen tři, na SLS budou čtyři, což s sebou nese jinou distribuci tepla. Zapomínat nesmíme ani na postranní urychlovací bloky a teplo z nich vycházející.

Urychlovací bloky byly i součástí raketoplánů, ale tehdy byly od motorů SSME mnohem dál, než tomu bude u SLS. V případě raketoplánů byly kyslíkovodíkové motory vystrčeny mimo osu, v případě SLS se budou motory RS-25 nacházet přímo uprostřed mezi motory na tuhá paliva. Na první pohled je jasné, že tu bude docházet k mnohem většímu tepelnému namáhání.

Páteční test ukázal, že provedené změny fungují dobře. Na motoru podle všeho nedošlo k žádným destruktivním změnám. Další testy se mají zaměřit na ladění drobných detailů – od zkoušení různých mísících poměrů až po různé úrovně tahu.

Zajímavé je, že exemplář použitý pro páteční zkušební zážeh nikdy nepoletí do kosmu. Jedná se o pozůstatek z éry raketoplánů, kdy tento motor s katalogovým číslem 0525 sloužil pro zkoušení nových technologií a vylepšení předtím, než se tyto použijí na letových kusech. Stejné využití bude mít i v případě SLS.

Detailní pohled na motor RS-25s při zážehu

Detailní pohled na motor RS-25s při zážehu
Zdroj: http://www.nasa.gov/

Technici umístili motor na testovací stanoviště už vloni v červnu. Zážeh měl přijít v srpnu nebo v září. Téměř půlroční zpoždění bylo způsobeno objevenými nečistotami v kyslíkovém potrubí. Nezbývalo tedy nic jiného, než potrubí rozebrat, vyčistit a zkontrolovat. Aby toho nebylo málo, tak se opozdila dodávka řídícího systému.

Na další měsíce je naplánováno celkem osm zážehů motoru s číslem 0525 s celkovou dobou hoření 3 500 sekund. Plánuje se použít další motor, který bude umístěn na stanovišti A-1 a na který bude čekat deset zkušebních zážehů. Pak už se začne se zkouškami letových exemplářů. Aktuální testy ale berme jen jako slabý odvar toho, co nás v dalších letech čeká. Můžeme se totiž těšit na zkušební zážehy celých prvních stupňů SLS se čtveřicí motorů. První stupně se tu budou testovat před odesláním na floridský kosmodrom.

Zdroje informací:
http://spaceflightnow.com/
http://www.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
http://spaceflightnow.com/wp-content/uploads/2015/01/rs25_1.png
http://www.nasa.gov/sites/default/files/rs-25_engine_test_2_1.jpg?itok=sP6Sksa7
http://www.nasa.gov/sites/default/files/15-007a.jpg

Motory z raketoplánů se opět zažehly, 2.5 out of 5 based on 15 ratings
Pin It
(Visited 2 362 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 (15 votes cast)
(Visited 2 362 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)


19 komentářů ke článku “Motory z raketoplánů se opět zažehly”

  1. Radoslav Packa napsal:

    Pekne zhrnuté, takže SLS nebude žiadny sériový podnik z mnoho štartov do roku, len trochu pri čítaní rušia preklepy a ťah 232 vs. 232 je rovnaký ?

    • Tomáš Kohout napsal:

      opraveno. podle zdroje to bylo 232 u SLS versus 222 u STS.

    • Dušan Majer napsal:

      O tom, že SLS nebdue sériová se ví už dávno. Cílem je dostat ji na jeden start ročně – v ideálním případě jednou za půl roku. Za překlepy se omlouvám – mělo tam být 232 vs 222.

  2. Kenny007 napsal:

    Tady je jasně vidět že tudy cesta nevede. Určitě bude SLS nádherný a výkonný stroj, ale…
    Výroba řádově v kusech se prodraží, připočteme-li k tomu vývoj, bude cena jednoho nosiče astronomická. Možná by se už NASA a ostatní agentury měly začít zajímat o podobnou koncepci jako předvádí SpaceX. Ukazuje se že opakovaná použitelnost, časem i všech stupňů nosiče je se současnou technikou reálná.
    To dává prostor pro použití kvalitnějších / dražších materiálů,častějších startů a finálnímu zlevnění ceny vynesení nákladu na úroveň, která umožní nebývalý rozvoj kosmických letů.

    • Tomáš Kohout napsal:

      Ano, cena startu se očekává okolo 500 mil. dolarů. Nevím, jak NASA k té ceně dospěla, protože SLS je vlastně upravená sestava z raketoplánu.

      Tato raketa je sice drahá, ale vzhledem k tomu, že celá koncepce s tím počítá, neviděl bych to jako problém. Raketa nebude nebude určena k častým startům, ale naopak k vynesení obrovského nákladu jednou za čas, který by nebylo možné nebo alespoň bylo velmi obtížné dostat do kosmu jinak.

      „To dává prostor pro použití kvalitnějších / dražších materiálů,častějších startů a finálnímu zlevnění ceny vynesení nákladu na úroveň, která umožní nebývalý rozvoj kosmických letů.“ – tady bych souhlasil, ale nesmí to dopadnout jako u raketoplánů, kde nakonec byly ty znovupoužitelné věci drahé kvůli náročnému servisu.

      • Kenny007 napsal:

        „tady bych souhlasil, ale nesmí to dopadnout jako u raketoplánů, kde nakonec byly ty znovupoužitelné věci drahé kvůli náročnému servisu.“

        Máte naprostou pravdu, nicméně například motory SRB byly plánovány na cca. deset použití, ovšem po koupeli v mořské vodě byla repase opravdu drahá. Nádrž ET byla celá na jedno použití.
        No a orbiter.. Úžasný a spolehlivý stroj, raketoplány se mi vždy moc líbily, ale na tak velkém a tvarově složitém stroji musela být náročná i údržba, nehledě na stáří strojů a počet startů. Vždyť za obě katastrofy raketoplánů mohla „nosná raketa“.. v jednom případě exploze při startu a v druhém poškození tepelného štítu, opět při startu (byť tragédia následovala až při návratu do atmosféry).
        To ten Dragon 2 mi přijde, pokud se opravdu podaří návrat všech stupňů nosiče a motorické přistání kabiny, jako ekonomicky velmi výhodný způsob dopravy.
        Ale stejně bych se rád dočkal nějakého nového okřídleného kosmického ptáka..

        • VaclavC napsal:

          On se chystá i okřídlený pták:

          http://www.reactionengines.co.uk/space_skylon.html
          http://en.wikipedia.org/wiki/Skylon_%28spacecraft%29

          Musk se k tomu ale vyjádřil ve stylu, že kdo chce do kosmu, nechť použije klasickou raketu, že i von Braun i Koroljov o letadlech také věděli, ale použili rakety a že to byli hodně chytří lidé. Mně osobně to trochu nesedí, chytří a schopní určitě byli velmi, ale také měli k dipozici trochu jinou technologickou základnu (třeba materiály) než je k dispozici teď. Ale asi Musk ví, o čem mluví.

          A motorickým přistáváním na pevninu nebo loď se Musk krásně vyhne právě kontaktu se slanou vodou. Nehledě na to, že je představa, že si první stupeň zpátky na kosmodrom z přistávací plošiny po natankování doletí sám je prostě „sexy“ ;-).

        • Kenny007 napsal:

          Ano, Skylon znám, jestli se jim povede ostrý provoz těch motorů SABRE, tak to bude revoluce v létání.

        • Tomáš Kohout napsal:

          VaclavC: bez kosmických závodů se SSSR, které přinutily USA změnit taktiku směrem ke kosmickým lodím, by se podíval první Američan do kosmu pravděpodobně na palubě nějakého nástupce letounu X-15. Takže by Američané von Brauna potřebovali možná až pro dobývání Měsíce a kdo ví, zda by ho vůbec využili, když by je netlačil čas. Muskův výrok bych tedy bral spíše jako marketingový výkřik směrem k SNC (Dreamchaser) v boji o komerční dopravu posádek na ISS

        • Michal napsal:

          Někde jsem četl že znovupoužitelnosti druhého stupně nevěří ani Musk, protože by se na něj musel aplikovat tepelný štít, což by velmi výrazně snižovalo hmotnost užitečného nákladu.

        • Dušan Majer napsal:

          Znovupoužitelnost druhého stupně ale SpaceX úplně nezavrhuje. Možná ji použije v případě tajemstvími opředené rakety MCT/BFR, o které bychom se snad už letos na podzim mohli dozvědět bližší informace.

      • geal napsal:

        „Ano, cena startu se očekává okolo 500 mil. dolarů. Nevím, jak NASA k té ceně dospěla, protože SLS je vlastně upravená sestava z raketoplánu.“

        Já to pochopil tak, že $500M je marginální cena za výrobu nosiče a jeden start. (Je ovšem otázka, s jakým horním stupněm…) K tomu je samozřejmě zapotřebí přičíst fixní náklady na infrastrukturu, které při nízké frekvenci budou docela otřesné. Cenou za kilogram na LEO tak sice SLS bude o dost levnější než STS nebo Saturn V, ale určitě ne tak levná, jak by bylo dnes technicky možné.

    • Dušan Majer napsal:

      NASA momentálně o znovupoužitelnost příliš nestojí. Maximálně snad v případě motorů na tuhá paliva.

  3. Vlastimil Svoboda napsal:

    „Naopak vyšší bude přívodní tlak – jednak kvůli tomu, že první stupeň je vyšší a také kvůli rychlejší akceleraci.“

    Tato informace mě hodně překvapila. Já si myslel, že palivo se do spalovací komory přivádí turbočerpadly, ale článek mi tvrdí, že to tam snad teče samospádem? To je opravdu fakt nebo nějaká chyba?

    Může mi to, prosím, někdo vysvětlit? Díky.

    • Dušan Majer napsal:

      Turbočerpadla jsou součástí motorů, takže vyšší přívodní tlak půjde do nich. Omlouvám se, pokud to z článku vyznělo jinak.

      • martin k. napsal:

        Já bych řekl že se jedná o problém na vstupu nízkotlakých čerpadel které RS25 má. Ta vysokotlaká jsou za nimi samozřejmě ..

        • Dušan Majer napsal:

          Ano, jedná se prostě o tlak, který je za nádrží na vstupu do motoru – první součástka, která přijde do styku s tímto materiálem musí čelit většímu tlaku.

  4. Jirka napsal:

    Test samozřejmě probíhal ve Stennis Space Center, které skutečně je ve státě Mississippi. Michoud Assembly Facility slouží k sestavování raket (např. Saturn V) a leží ve státě Lousiana. Občas se člověk nestačí divit, co se dočte 🙂

Zanechte komentář