První prodlužovač života družic

Společnost Orbital ATK zažívá v těchto dnech úspěšné období. Ještě předtím, než se jejich raketa Antares vrátila do služby se jim podařilo uzavřít důležitý kontakt. Ten se týká prvního exempláře zařízení, které zatím nemá v historii kosmonautiky obdoby. Jde o robotický servisní tahač, který by měl pomáhat především družicím na geostacionární dráze. Aktuální kontrakt byl uzavřen se společností International Launch Services, která zajišťuje zakázky zahraničních partnerů pro ruské nosiče. Premiérový zástupce nové technologie bude v roce 2018 sdílet místo na raketě Proton s komunikační družicí Eutelsat.

Raketa Proton společně s horním stupněm Briz-M dopraví zařízení MEV (Mission Extension Vehicle) vstříc geostacionární dráze. Tato dráha ve výšce 36 000 kilometrů je charakteristická tím, že doba oběhu zde odpovídá době otočení Země kolem své osy. Při pohledu ze Země tak družice visí na jednom místě, což je vhodné pro komunikační družice, na které se snadno namíří anténa.

Zařízení MEV by mělo na této dráze navštívit několik stárnoucích družic systému Intelsat, kterým pomalu dochází palivo. MEV sice jejich nádrže nedotankuje, ale měl by se postarat o to, aby satelity mířily správným směrem (a šetřily přitom vlastní palivo), případně je může odtáhnout na jiné místo, aby družice fungovala nad jinou lokalitou.

MEV po připojení k jiné družici

MEV po připojení k jiné družici
Zdroj: https://www.orbitalatk.com

Ke startu prvního exempláře Mission Extension Vehicle, který dostane označení MEV-1 by mělo dojít v poslední čtvrtině roku 2018 na již zmíněné raketě Proton, která odstartuje z kosmodromu Bajkonur. Nad zařzením MEV-1 bude uložen komunikační satelit Eutelsat 5 West B, jehož výrobu zajišťuje také Orbital ATK. Mělo by jít o první plně komerční duální start, který obslouží raketa Proton pro společnost ILS. Eutelsat 5 West B je ideálním kandidátem – jak svými rozměry, tak i hmotností, která bude v době startu okolo tří tun.

Jiná vizualizace pomocného satelitu po připojení k cílové družici

Jiná vizualizace pomocného satelitu po připojení k cílové družici
Zdroj: http://www.space.com/

Po sérii zážehů dopraví horní stupeň Briz-M oba náklady na dočasnou dráhu – takzvanou dráhu přechodovou ke geostacionární. Jak MEV, tak Eutelsat potom použije svůj vlastní pohonný systém, aby původní eliptickou dráhu zakulatil a vytvořil tak geostacionární dráhu. Eutelsat zde aktivuje své palubní vybavení od firmy Airbus Defense and Space a začne šířit videosignál v Evropě a Severní Americe, když nahradí dosluhující Eutelsat 5 West A vypuštěný v roce 2002.

MEV-1 by měl vážit něco kolem dvou tun, přičemž téměř polovinu jeho hmotnosti bude tvořit palivo. Podle zatím dostupných informací by měl disponovat jak tradičním chemickým pohonem, tak i pohonem elektrickým, tedy nějakou formou iontového motoru. Společnost Intelsat souhlasila s tím, že se MEV-1 bude moci po dobu pěti let připojit k jejich různým družicím.

Spojování obou těles

Spojování obou těles
Zdroj: http://www.spacedaily.com/

Samotná myšlenka Mission Extension Vehicle vzešla z hlav zaměstnanců firmy ATK, kteří založili společně s lidmi z U.S. Space LLC v roce 2010 společný projekt ViviSat. Firma ATK si vzala na starost pozemní testování celého konceptu, ale ViviSat nikdy neodstartoval a společnost byla na začátku letošního roku uzavřena. Zástupci Orbital ATK se totiž rozhodli, že zkusí prosadit myšlenku MEV na vlastní pěst.

Firma má v tomto směru výhodu, že má z čeho vycházet. MEV používá dokovací systémy, které společnost již vyvinula pro raketoplány, které se potřebovaly spojit s Hubbleovým teleskopem. První MEV bude financovaný čistě ze soukromých peněz a jeho úkolem je demonstrovat schopnosti celého systému. Pokud tato ukázka zaujme provozovatele družic, budou si moci zakoupit služby jeho nástupců. Firma navíc spekuluje o tom, že příští MEVy by nemusely fungovat jen jako tahače, ale mohly by i měnit palubní přístroje, nebo rovnou vyměňovat solární panely.

MEV-1 se blíží k cílové družici

MEV-1 se blíží k cílové družici
Zdroj: https://www.alternative-learning.org

Celý systém prošel letos v červnu prvním schvalováním designového návrhu a po zvážení všech technologických ukazatelů se zdá, že ke startu by mělo dojít ve čtvrtém čtvrtletí roku 2018, přičemž do služby by mohl MEV vstoupit na začátku roku 2019. O výrobu prvního letového exempláře se postarají odborníci z Orbital ATK v jejich výrobní hale, kterou najdeme ve městě Dulles, stát Virginia. Klíčem k návrhu je využívání existujících technologií. Pokud se má systém dostat brzy do provoz, je potřeba nezdržovat se vývojem technologií, které zatím nemáme, ale k provozu jsou nutné.

Podle plánů firmy by se v dalších letech mohlo na oběžnou dráhu vydat dalších pět exemplářů MEV – vletech 2019, 2020 a 2021. Tahače MEV by měly být vynášeny ve dvojicích na raketách Proton i Falcon 9. Stejně tak by stále existovala možnost vynášet MEVy společně s jedním komunikačním satelitem, jako tomu bude v případě prvního exempláře. Firma Orbital ATK zatím vede jednání i s dalšími provozovateli telekomunikačních družic, kteří by se mohli stát zákazníky nového servisního systému.

Ale pojďme ještě zpátky k MEV-1. Ten se po dosažení geostacionární dráhy vydá ke starému, ale stále funkčnímu satelitu Intelsat, který je na tzv. hřbitovní oběžné dráze několik set kilometrů nad geostacionární drahou. MEV se k této družici přiblíží, s pomocí optických a laserových systémů ji zmapuje a v automatickém režimu se k ní připojí.

Projekt MEV se liší od jiných plánů tím, že zatím počítá jen s tím, že by klientům poskytl služby jako je otáčení družicí, nebo přemístění na jiné místo, což se může hodit, pokud satelitu dochází palivo. Nepočítá se s dotankováním, ale i tak to bude zajímavá mise, protože družice Intelsat nikdy nebyly stavěné na to, aby se s nimi něco spojovalo.

Systém připojení MEV k cílové družici - na vizualizaci je dobře vidět lano vedoucí k žihadlu, které se zatne do hlavního motoru družice.

Systém připojení MEV k cílové družici – na vizualizaci je dobře vidět lano vedoucí k žihadlu, které se zatne do hlavního motoru družice.
Zdroj: http://spaceflightnow.com/

MEV by se měl k družici připojit v místě jejího hlavního motoru. Tento motor slouží družici v prvních týdnech jejího pobytu na oběžné dráze k dosažení finální oběžné dráhy a pak už není potřebný. O další jemné úpravy se už starají malé korekční trysky. O spojení by se mělo nejprve postarat jakési žihadlo (zřejmě něco na způsob harpuny), které bude vystřeleno do výše popsaného motoru družice ze vzdálenosti cca. jednoho metru. Následně se aktivují mechanické prsty, které přitáhnou cílový objekt blíže k MEV.

Mission Extension Vehicle bude mít dva výklopné pohonné systémy s výkonnými iontovými motory. Ty sice generují jen minimální tah, ale jsou schopné fungovat po dobu hodin, ba dokonce dní. Kromě toho bude na palubě i malá nádrž s hydrazinem pro větší a hlavně náhlé změny rychlosti, především při dokování s cílovým tělesem. Po spojení obou objektů převezme MEV zodpovědnost za všechny pohyby klientské družice. S trochou fantazie je to podobné jako kdybychom si nasadili tryskový batoh.

MEV by tak mohl změnit třeba sklon vůči rovníku. Pokud tedy družice obíhá na dráze skloněné třeba o pět stupňů vůči rovníku, bylo by možné tento sklon eliminovat až na nulu. Stejně tak je možné celou družici přenést na jiné místo – Satelit pokrývající například Evropu by nově mohl obsloužit třeba Asii. Podle uzavřené smlouvy se zdá, že MEV-1 by měl po dobu pěti let vyzkoušet spojovací a oddělovací praktiky na různých družicích firmy Intelsat, přičemž každý MEV by měl dostatek paliva na to, aby fungoval po dobu 15 – 20 let. Intelsat prý už vytipoval družice, které by byly k tomuto účelu vhodné, ale zatím prý nebude oznamovat jejich konkrétní jména.

Za zmínku stojí, že Intelsat už má s opravami na oběžné dráze zkušenosti. Když se v roce 1992 do provozu dostával raketoplán Endeavour, jeho první misí byla výměna raketového motoru družice Intelsat 603. Ta totiž vlivem poruchy uvízla na nízké oběžné dráze a po opravě se dostala na geostacionární dráhu, ze které šířila televizní vysílání a telefonní služby až do roku 2015, kdy byla vyřazena z provozu.

Zdroje informací:
http://spaceflightnow.com/
https://en.wikipedia.org/
https://www.orbitalatk.com/
http://www.vivisat.com/

Zdroje obrázků:
http://spaceflightnow.com/wp-content/uploads/2016/10/mev1_art1.jpg
https://www.orbitalatk.com/…/mission-extension-services/images/banner_vivisat.jpg
http://www.space.com/…interpolation=lanczos-none&downsize=*:1000
http://www.spacedaily.com/images-lg/vivisat-mission-extension-vehicle-mev-lg.jpg
https://www.alternative-learning.org/…/04/OrbitalATK_ViviSat_3_high.jpg
http://spaceflightnow.com/wp-content/uploads/2016/10/docking_mev.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)


8 komentářů ke článku “První prodlužovač života družic”

  1. kolemjdoucí napsal:

    Má to jednu zásadní podmínku – schopnost na manipulované družici deaktivovat interní stabilizační systém (obvykle tvořen setrvačníky a korekčními motory), což je v běžném provozu zcela nežádoucí věc.

    • Vojta napsal:

      To nemusí být nezbytné, jen musí tahač se setrvačníky nákladu počítat. Proto také řízení převezme Orbital. Navíc tahač má setrvačníky také, takže by mělo být možné jejich momenty přelévat mezi oběma stroji a případně si pomoci korekčními motorky. Družice bude samozřejmě po dobu opravy mimo provoz.

      Zajímavé by mohlo být i dotankování, ale to by musela vzniknout norma pro dokovací port umožňující tankování různých paliv od hydrazinu po xenon.

    • gg napsal:

      Asi se předpokládá, že družice není na příkazovém kanálu mrtvá a že se tedy dá ovládat?

  2. Jarda napsal:

    Zajimavejsi by bylo dotankovani samotneho tahace, predevsim tedy hydrazinem, to by se jeho operacni moznosti zmnohonasobily…
    Existujici satelity nikdo na tankovani neupravi, ale tahac(e) by to uz mit mohly. Jeden tanker nekde pobliz GEO…

  3. Lukas napsal:

    Je to zajimava myslenka a myslim ze by bylo vhodne vytvorit neco na podobnem principu, jen plne autonomni na sesbirani toho vseho bordelu na obezne draze. Kdyz by to melo iontove motory tak tam teoreticky muze brazdit roky bez problemu…

    • maro napsal:

      Problém je právě v tom „sesbírání“. Představuje to mnoho energie. Každý ten letící objekt musí být přibržděn, aby sestoupil do atmosféry. A té energie, potřebné na přibrždění nebude málo.

    • Jarda napsal:

      Osobne si myslim, ze mnohem efektivnejsi zpusob je nastrelit (= jakkoliv rozumne na nespolupracujici a zrejme nestabilizovanou mrtvou druzici pripevnit) velkou plachtu na lane. Stopy atmosfery na relativne nizkem orbitu se postaraji o urychleny sestup.
      Samozrejme to nejde aplikovat moc vysoko, max. tak nekde kolem 500-700km?

      • Vojta napsal:

        Na drobný šrot by byl nejefektivnější silný laser podobný těm, jaké armády vyvíjejí k sestřelování dělostřeleckých granátů a raket. Ani by nebylo potřeba srovnávat rychlost, rozdíl kolem 1 km/s není velký problém. Jen by se muselo dávat pozor na družice, které jsou sice mrtvé, ale ještě mohou mít nějaký hydrazin nebo tlakovací médium.
        Takový čistič by však musel mít velmi silný zdroj energie a asi by jej na orbitě nerady viděly konkurenční mocnosti, protože je to v praxi účinná protidružicová zbraň.

Zanechte komentář