Na to, že rakety Falcon 9 od firmy SpaceX startují +/- každé dva týdny jsme si už tak trochu zvykli, byť poslední starty potkalo pár odkladů kvůli počasí nebo kvůli technickým komplikacím. Ale aby došlo ke statickému zážehu jednoho Falconu 9 ještě předtím, než odstartuje raketa předchozí, to tu ještě nebylo. Stejně tak visí ve vzduchu možnost, že by se o tomto víkendu mohl rozestup mezi dvěma starty smrsknout na pouhopouhé dva dny! Zatímco misi BulgariaSat-1 jsme se věnovali v jednom z předchozích článků, dnes se seznámíme především s misí Iridium Next 2. Při něm totiž bude pokračovat největší výměna satelitního systému v dějinách, ale čeká nás zřejmě i několik velmi zajímavých novinek.

Dvoudenní rozestup mezi dvěma starty SpaceX pochopitelně není jen tak. Z dřívějších týdnů už víme, že i když firma dělá, co jí síly stačí, připravit rampu i raketu na nový start zabere zhruba dva týdny. Aktuální nahuštění dvou startu do rozmezí 48 hodin je možné jen díky tomu, že SpaceX má k dispozici dvě aktivní rampy. Zatímco Falcon 9 s BulgariaSatem bude startovat z rampy 39A na Floridě, Falcon s deseti družicemi Iridium Next odstartuje z opačného konce USA – z kalifornské rampy 4E.

Porovnání střeleckých azimutů ramp v Kalifornii a na Floridě.
Zdroj: http://www.hobbyspace.com

Je to dáno tím, že každý kosmodrom má jiný střelecký prostor a každý náklad míří na jinou dráhu. Zatímco z Floridy se skvěle startuje na dráhu přechodovou ke geostacionární, kam míří BulgariaSat-1, z Kalifornie se létá na dráhy polární, což je cíl deseti družic iridium Next. Jelikož SpaceX disponuje dvěma samostatnými týmy, které obsluhují starty, může se každý starat o svůj projekt a díky tomu se k sobě mohou dva starty přiblížit na 48 hodin.

Ale teď už pojďme na povídání o samotné misi Iridium Next 2. Jak již můžete z názvu mise vytušit, jde o druhé kolo obměny sítě telekomunikačních družic Iridium za novou generaci s přídomkem Next. Bez přehánění se jedná o nejdražší upgrade v historii komunikačních satelitních sítí. Za téměř tři miliardy dolarů dojde k výměně všech 66 družic, které se na oběžnou dráhu dostaly na konci devadesátých let – viz podrobný článek (první a druhý díl).

Start první desítky družic iridium NEXT v lednu 2017
Zdroj: https://c1.staticflickr.com/

První desítka satelitů Iridium Next se na oběžnou dráhu dostala 14. ledna a jednalo se o návrat SpaceX do služby po havárii z 1. září loňského roku. Při tomto startu došlo k historicky prvnímu úspěšnému přistání na mořskou plošinu v Tichém oceánu a tento stupeň poletí již za pár dní z Floridy s družicí BulgariaSat-1. Deset vynášených družic se v dalších dnech podařilo aktivovat a pozemní týmy sledovaly stav jejich systémů, přičemž začaly testovat možnosti komunikace mezi družicemi navzájem i se Zemí. Osm družic pak zvýšilo svou oběžnou dráhu z původní výšky 625 kilometrů do výšky 780 kilometrů, kde při opatrném procesu nahradily původně sloužící satelity. Zbylé dvě družice zamířily z roviny 6 a do roviny 5, což si vyžádalo několik měsíců.

Dohoda mezi SpaceX a společností Iridium počítá s tím, že se pro každý start použije nový první stupeň, ale události z posledních dnů ukazují, že firma by se nebránila ani nasazení již použitých raket, pokud by jim to zajistilo dřívější starty. Plán je takový, že by sedm raket Falcon 9 vyneslo pokaždé deset družic Iridium Next a osmý start by obnášel jen pět satelitů a zbývající prostor by zaujaly vědecké družice GRACE-FO měřící zemskou gravitaci. Firma očekává, že by výměna mohla být dokončena v polovině roku 2018, přičemž v každé ze šesti orbitálních rovin by měla být minimálně jedna záložní družice, aby bylo zajištěno spolehlivé pokrytí.

Pokrytí světa systémem Iridium
Zdroj: http://spaceflight101.com

Iridium je v podstatě jediný skutečně globální poskytovatel komunikačních služeb. Jeho síť družic pokrývá signálem každé místo na Zemi po dobu 24 hodin a to včetně pólů, kde mají běžné družice na geostacionární dráze problémy. Satelity vypouštěné mezi roky 1997 a 2002 dosáhly na začátku roku 2017 konce plánované životnosti a přišel čas na jejich náhradu. Systém v té době neměl záložní kapacity a k plnému provozu navíc chyběly dva satelity.

Každá družice o hmotnosti 860 kilogramů pokrývá na povrchu Země kruhovou oblast o průměru zhruba 4700 kilometrů a s uživatelskými terminály se spojuje v pásmu L. Iridium Next poskytne přenos hlasu a dat s rychlostí až 1,5 Mbit/s, přičemž při použití pásma Ka a větších antén je možné se dostat až na 8 Mbit/s. Výrobu družic zajišťuje společnost Thales Alenia Space, ale o závěrečné sestavení se starají odborníci z Orbital ATK.

Družice Iridium Next na Vandenbergově základně.
Zdroj: https://pbs.twimg.com

Za zmínku stojí i to, že firma nabízí vědecké komunitě možnost sdíleného prostoru na družicích. Vědci tak mohou na satelitech vypustit senzory, které zajistí globální pokrytí světa a doba, která uplyne mezi dvěma měřeními může klesnout na pouhých 60 – 120 minut! Tyto sdílené senzory se využívají třeba pro sledování letadel, nebo lodí ale i k monitorování Země pomocí série senzorů GEOScan.

Původně byl druhý start s družicemi Iridium Next plánovaný na 29. června, ale stal se malý zázrak. Ve světě kosmonautiky jsme zvyklí na odklady na vzdálenější termíny – tento start se ale posunul na bližší termín – konkrétně na 25. června. Zbrusu nový první stupeň dorazil na Vandenbergovu základnu v polovině května a následoval jej horní stupeň a aerodynamické kryty, které dorazily přesně měsíc před plánovaným startem.

Družice Iridium Next na vypouštěcích adaptérech
Zdroj: https://pbs.twimg.com

Deset družic Iridium Next se na kosmodrom vydalo z Phoenixu po dvojicích na konci května a technici v Kalifornii mohli začít se závěrečnými kontrolami. Následovalo usazení satelitů na dvoudílný vypouštěcí adaptér – poslední kus byl připojen 6. června. O devět dní později již měly všechny satelity naplněné nádrže hydrazinem a mohly být uloženy do 13 metrů vysokého aerodynamického krytu.

Samotný Falcon 9 – jen bez aerodynamického krytu – zamířil v pondělí 19. června na startovní rampu 4E. Byl zde vztyčen do vertikální polohy a technici provedli základní kontrolu všech systémů a v úterý už začala příprava na simulovaný start. Při této sekvenci je raketa naplněná 500 tunami paliva a vše probíhá tak, jako kdyby se mělo skutečně startovat. Tento simulovaný start je zakončen statickým zážehem, při kterém se zapálí devět motorů Merlin na prvním stupni, zatímco držáky na vypouštěcím zařízení drží nosič na místě.

Zatímco již jednou použité první stupně zažívají statický zážeh o délce zhruba sedmi sekund, u nově použitých stačí jen 3,5 sekundy dlouhý zážeh. Během něj motory naběhnou na plný výkon, přičemž vše sleduje velké množství senzorů. K zážehu nakonec došlo krátce po naší půlnoci a SpaceX na Twitteru velmi rychle potvrdila, že zážeh proběhl i to, že se se startem počítá 25. června. Velmi rychlá reakce zřejmě znamená, že zážeh proběhl přesně podle plánu a rychlá kontrola údajů neodhalila žádný problém.

Static fire test of Falcon 9 at Vandenberg AFB complete—launch of 10 @IridiumComm NEXT satellites slated for Sunday, June 25.

— SpaceX (@SpaceX) June 20, 2017

Po každém zážehu totiž specialisté projdou naměřené údaje a kontrolují, zda zážeh trval tak dlouho, jak měl a zda při něm bylo dosaženo plánovaných hodnot ve všech sledovaných veličinách. Pokud je vše v pořádku – a zde tomu tak zřejmě bylo – je z rakety odčerpáno palivo, Falcon se sklopí a převeze do montážní haly. Počítačoví experti zatím provádějí hloubkovou kontrolu získaných údajů. V montážní hale se k hornímu stupni rakety připojí aerodynamický kryt s nákladem, aby se mohla celá sestava vydat na startovní rampu – tentokrát už ale na ostro.

Družice Iridium Next během ukládání do dvoudílného aerodynamického krytu.
Zdroj: https://pbs.twimg.com

Start je zatím plánován na neděli 25. června ve 22:25:14 našeho času, přičemž startovní okno je okamžité. Pokud tedy dojde k jakémukoliv odkladu, musí se start odložit na náhradní termín. Zajímavé je, že půjde o první start Falconu 9 ze západního pobřeží, který využije autonomní destrukční systém, který by zničil raketu, pokud by se chovala neočekávaně. Tento systém už letěl na několika Falconech, ale vždy jen z Floridy. Za zmínku stojí i to, že se na vývoji tohoto systému podílí i jediný Čech pracující ve SpaceX – David Pavlík.

Na redditu se navíc objevila oficiálně nepotvrzená zpráva, že při tomto startu bude na Falconu poprvé použit nový typ roštových kormidel z titanu, o kterých se mluvilo už delší dobu. Tato kormidla mají zajistit lepší manévrovatelnost, mají být odolnější a stupeň by díky nim měl být schopen odlišného profilu dráhy při vstupu do atmosféry. První stupeň by měl letět ve větším náklonu a klesat pomaleji, takže stráví v atmosféře více času, což jej více zpomalí a díky tomu se ušetří palivo.

Roštová kormidla nejsou žádní drobečkové – tento snímek pochází ze vztyčování prvního zachráněného stupně před sídlem firmy SpaceX v Hawthorne – proto jsou vidět trny proti ptákům.
Zdroj: http://spaceflightnow.com/

Falcon bude při tomto startu mířit do oběžné roviny označené číslem 3 a raketa bude fungovat zhruba sedmdesát minut. První stupeň během dvě a půl minuty dlouhého zážehu dosáhne suborbitální dráhy a po něm převezme službu stupeň horní, na který bude čekat šest a půl minuty dlouhý zážeh, kterým sestava dosáhne 1. kosmické rychlosti a tím i oběžné dráhy. Následovat bude přeletová fáze s vypnutým motorem téměř na druhou stranu Zeměkoule. Tady se horní stupeň zapálí znovu – na pouhé tři sekundy a vytáhne nejnižší bod do výšky 625 kilometrů.

Vizualizace šesti oběžných rovin družic Iridium.
Zdroj: http://ccar.colorado.edu

Družice se pak postupně uvolní z vypouštěcího adaptéru a začne několikadenní proces jejich oživování a kontrol. Pět satelitů z této várky se přesune do operační výšky (780 km) roviny 3, zatímco zbylých pět se rozdělí mezi roviny 2 a 4. A jak to bude s dalšími starty pro Iridium Next? Třetí start by měl přijít zhruba za dva měsíce (předběžně 24. srpna) a cílem bude rovina 2. Čtvrtý start je plánován někdy na říjen a poletí se na rovinu 4.

Za zmínku určitě stojí, že při tomto startu bude použit horní stupeň, který patří do generace označované jako Block 4, který by se měl používat i při dalších startech. Ten umožňuje rychlejší tankování paliva, které se tak stihne méně ohřát. V minulosti už byl tento horní stupeň použit u misí Inmarast 5-F4 a NROL-76. Počínaje tímto startem už by se měl používat bez přerušení. Detailněji je celá anabáze popsána v tomto článku na webu elonx.cz.

První stupeň, který vynesl první desítku nových družic Iridium přistál v lednu na plošině v Pacifiku.
Zdroj: https://c2.staticflickr.com

První stupeň by se měl po oddělení od stupně horního pokusit o přistání na mořské plošině, která na něm bude čekat v Tichém oceánu jižně od startovní rampy. Letí se sice jen na nízkou oběžnou dráhu, ale náklad je těžký. Každá družice váží 860 kilogramů a k tomu je potřeba připočíst tunu vážící vypouštěcí zařízení, takže se dostáváme k deseti tunám. První stupeň tak nebude mít dost paliva pro návrat na pevninu a pokusí se přistát na mořské plošině – k tomu by mělo dojít zhruba osm minut po startu.

Na závěr článku ještě pár informací o tom, proč se odkládal BulgariaSat-1. Jeho start byl nejprve odložen kvůli špatnému počasí a mělo k němu dojít v pondělí 19. června. O den dříve ale technici odhalili problém na pneumatickém ventilu aerodynamického krytu. Elon Musk uvedl, že systém je zálohovaný, ale firma nechce nic riskovat. Výměna ventilu zabere nějaký čas a start se proto přesunul na 23. června se záložním termínem o den později. V pondělí se raketa vydala na startovní rampu znovu, ale nešlo o žádné opakování statického zážehu – ten proběhl v pořádku. SpaceX jen chtěla využít nečekaně vzniklého časového okna k tomu, aby vyzkoušela hydraulické systémy rampy, které se musely po minulých startech opravit. Nyní je již Falcon připraven, aby v pátek večer našeho času odstartoval k obloze a o pouhé dva dny později se naše pozornost soustředí na kalifornský kosmodrom. Nudit se určitě nebudeme.

Zdroje informací:
http://spaceflight101.com/
http://www.elonx.cz/
https://spaceflightnow.com/
https://www.reddit.com/

Zdroje obrázků:
https://assets.cdn.spaceflightnow.com/…/2017/06/21022415/DCy17otVoAEjJxq.jpg
http://www.hobbyspace.com/AAdmin/Images/SpacePorts/launch_sites_8-mod.jpg
https://c1.staticflickr.com/1/435/32312417695_8e1cefb5da_k.jpg
http://spaceflight101.com/…/uploads/sites/165/2017/06/C8V_hizXYAA1zPJ.jpg
https://pbs.twimg.com/media/DBkxwThUIAAu1eP?format=jpg
https://pbs.twimg.com/media/DB6A9yoUIAApo25.jpg:large
https://pbs.twimg.com/media/DCySwHOV0AEd1zW?format=jpg&name=large
https://spaceflightnow.com/wp-content/uploads/2016/08/SPACEX-F9-LIFT5.jpg
http://ccar.colorado.edu/asen5050/projects/projects_2007/jayne_proj/image001.jpg
https://c2.staticflickr.com/6/5518/31579784413_c9ba7bf1b7_k.jpg