Cygnus poprvé v historii urychlil stanici ISS

Kosmická loď Cygnus OA-9E firmy Northrop Grumman Innovation Systems provedla na ISS 10. července unikátní zkoušku. Loď určená k zásobování Mezinárodní vesmírné stanice totiž v 16:25 východoamerického času, tedy ve 22:25 středoevropského letního času, zapálila na 50 sekund své motory, čímž zajistila pro stanici takzvaný reboost. Aktuální zkouška má vyšlapat cestu k budoucím, delším zážehům, což by zbavilo ruskou stranu nutnosti zajišťovat udržování stanice na oběžné dráze svými prostředky.

Graf výšky ISS v posledních měsících.

Graf výšky ISS v posledních měsících.
Zdroj: https://www.heavens-above.com

Na první pohled se 50 sekund dlouhý zážeh motorů nemusí zdát jako nic extra důležitého, ale bylo to poprvé od roku 2011, kdy se tohoto úkolu zhostila americká loď. V červenci 2011 totiž skončil provoz raketoplánů, které měly vytahování stanice na vyšší dráhu v běžném popisu práce. ISS totiž obíhá ve výšce zhruba 400 kilometrů, což je sice hodně vysoko nad oblačností a hustými vrstvami atmosféry, přesto se i v této výšce dají zaznamenat pozůstatky našeho plynného obalu. Jedná se sice téměř o vakuum, ale těch pár molekul stačí na to, aby stanici postupně zpomalovaly. Kladou jí sice mimořádně slabý, ale přesto konstantní odpor, takže ISS postupně zpomaluje. V orbitální mechanice však hraje rychlost významnou roli – když klesá rychlost tělesa na oběžné dráze, snižuje se i samotná oběžná dráha.

Je tedy jasné, že pokud by stanice nic nedělala, dříve či později by shořela v atmosféře. Jako prostředek boje proti tomuto přirozenému klesání se používají právě urychlovací zážehy, pro které se vžilo anglické jednoslovné označení reboost. Tyto manévry, jak jsme již psali výše, běžně zajišťovaly raketoplány. Během doby, kdy byl okřídlený stroj připojený ke stanici, využil svým motorů RCS (Reaction Control System). Tyto korekce se musí provádět jednou za několik měsíců a tak přešla tato povinnost na ruské lodě Progress, které občas provedly zážeh svých motorů a vytáhly stanici o pár kilometrů výš. Kromě Progressů zajišťovaly urychlování stanice i evropské lodě ATV, které se také připojovaly na zadní uzel modulu Zvezda.

Stanice sama disponuje sadou motorů, které jsou umístěné na modulu Zvezda a které mohou posloužit k těmto manévrům. Tyto motory přichází ke slovu v době, kdy žádná zásobovací loď nemůže provést reboost. Právě proto přečerpávají Progressy část paliva do staničních nádrží.

Nathaniel Koga ukázal, jak to třeba za pár let bude na ISS vypadat - kromě připojených pilotovaných lodí Crew Dragon a Starliner je u stanice připojený i nepilotovaný Dream chaser.

Nathaniel Koga ukázal, jak to třeba za pár let bude na ISS vypadat – kromě připojených pilotovaných lodí Crew Dragon a Starliner je u stanice připojený i nepilotovaný Dream chaser.
Zdroj: https://www.nasaspaceflight.com/

Již delší dobu se hovoří o tom, že by reboosty mohly v budoucnu zajišťovat soukromé pilotované lodě, které by k tomu měly odpovídající možnosti. Nyní již z praktické zkoušky víme, že jsou toho schopny i lodě Cygnus z programu CRS (Commercial Resupply Services), které na sebe mohou převzít část této povinnosti.

S NASA jsme začali o tomto tématu jednat na podzim loňského roku,“ vzpomíná Frank DeMauro, viceprezident Northrop Grumman Innovation Systems a generální manažer tamní sekce Advanced Programs Division. Samotný zážeh byl drobný a zanedbatelný – podle klasifikace nešlo o tradiční reboost, ale zkouška byla v kategorii Detailed Test Objective. Jediným úkolem bylo zapálit na několik sekund motory lodi a ukázat možnosti provádění výraznějších reboostů v budoucnu.

Vizualizace Nathaniela Kogy ukazuje loď Cygnus během zachycení staniční paží.

Vizualizace Nathaniela Kogy ukazuje loď Cygnus během zachycení staniční paží.
Zdroj: https://www.nasaspaceflight.com

V zadní části lodi máme velký motor, který zvládne vyvinout velký tah, (více než 32 manévrovacích trysek na lodi Cygnus) a právě tento motor chceme používat pro zvyšování oběžné dráhy,“ popisuje DeMauro a pokračuje: „Oslovili jsme NASA s nabídkou využít tento motor k urychlovacím manévrům. Na začátku letošního roku jsme se rozhodli, že k realizaci navrhneme jednu z věcí, které jsme si naplánovali – Detailed Test Objective. Chtěli jsme zjistit, zda dokážeme projít celým schvalovacím procesem a zda dostaneme povolení, o kterém musí rozhodnout bezpečnostní hodnotící panel.

Zástupci NASA projevili o nabídku velký zájem a tak mohla bezpečnostní skupina začít připravovat celý proces. Výsledkem byly nejrůznější analýzy nezbytné k tomu, aby Cygnus po připojení na spodní uzel modulu Node-1 (Unity) a zážehu svých motorů nezpůsobil nadlimitní namáhání konstrukce stanice. Se samotným provedením zážehu se čekalo na připojení zásobovací lodi Progress MS-09, která si připsala rekord pro nejrychlejší připojení lodi k ISS v historii. Pokud by ruskou loď během rekordního přeletu potkaly problémy a přešla by na dvoudenní profil, musel by se zážeh lodi Cygnus odložit.

Na vizualizaci od Nathaniela Kogy je ve spodní části lodi Cygnus vidět hlavní motor, který posloužil k reboostu.

Na vizualizaci od Nathaniela Kogy je ve spodní části lodi Cygnus vidět hlavní motor, který posloužil k reboostu.
Zdroj: https://www.nasaspaceflight.com

Progress však zvládl svůj rekordní let a 50 sekund dlouhému zážehu nestálo nic v cestě. Nyní již máme potvrzeno, že test proběhl, ale zatím nemůžeme říct, zda byl úspěšný. Odpověď na tuto otázku bychom se měli dozvědět až za několik týdnů, kdy bude dokončena podrobná analýza všech možných faktorů. Společnost Northrop Grumman Innovation Systems věří, že tato zkouška otevře dveře reboostům i u dalších lodí Cygnus – ať už ze současného programu CRS1, nebo z nadcházejícího CRS2. Firma zároveň stále počítá s možností zopakování zkoušky při misi příští lodi Cygnus, která je plánována na konec letošního roku.

Zdroje informací:
https://www.nasaspaceflight.com/

Zdroje obrázků:
https://www.nasaspaceflight.com/wp-content/uploads/2018/07/2018-07-10-152723.jpg
https://www.heavens-above.com/…Width=800&Height=600&satid=25544&cul=cs
https://www.nasaspaceflight.com/wp-content/uploads/2018/07/2018-07-10-204500.jpg
https://www.nasaspaceflight.com/…/2018/05/Screen-Shot-2018-05-23-at-12.44.47.png
https://www.nasaspaceflight.com/wp-content/uploads/2018/05/2018-05-23-193338.jpg

Cygnus poprvé v historii urychlil stanici ISS, 5.0 out of 5 based on 9 ratings
Pin It
(Visited 3 295 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: 5.0/5 (9 votes cast)
(Visited 3 295 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)


27 komentářů ke článku “Cygnus poprvé v historii urychlil stanici ISS”

  1. Vlastimil Pospíchal napsal:

    Počítá se do budoucna i s možností nasazení iontového motoru? Jeho tah je sice malý, ale mohl by alespoň kompenzovat aerodynamický odpor stanice.

    • Jiří Hošek napsal:

      Pro ISS není plánován, ale na Gateway budou solárně elektrické motory primárním pohonným systémem.

  2. casso napsal:

    da sa nejako kvantifikovat o ake zrychlenie sa pri reboostoch jedna? pocituju to nejako astronauti v iss, pripadne ma to nejaky vplyv na experimenty?

  3. Jirka Hadač napsal:

    Když se dívám na ten obrázek s CST-100, Crew Dragonem a DC a uvědomuju si, že IDA 2 už je nahoře a IDA 3 poletí s CRS-16. Že by jich mělo být víc si nevybavuji, ale samozřejme se můžu plést. Navíc by se asi nemělo nikdy stát, že se nahoře potká starliner a crew dragon. Ale i tak se tam může potkat Crew Dragon, nákladní dragon a e-cygnus. A k tomu už budou třeba tři porty.
    Dokování těch nákladních lodí v rámci CRS-2 bude probíhat přes původní CBM a bude pořád prováděno záchytem?? Nebo taktéž se budou připojovat přes IDA? Protože pokud ano, tak mi to nějak nesedí a nějaka IDA chybí.

  4. pbpitko napsal:

    Ten Dream Chaser na obrázku je pripojený k dokovačke zadnou časťou, čo sa mi akosi nezdá, že by astronauti sa z prednej časti Dreamu prebojovávali do zadu okolo motorov a až potom prestúpili do samtnej ISS ?
    Logickejšie by bolo keby sa Dream pripojoval prednou časťou a astronauti by to mali omnoho pohodlnejšie a kratšie. Ešte menej sa mi pozdáva že by podobne presúvali náklad sem a tam.
    Neviem si dosť dobre predstaviť ani to, že že by Dream k ISS nacúval. vyzeralo by to prapodivne a nepraktické, astronauti v Dreame by približovací manéver nemohli vôbec sledovať.

    pb 🙂

  5. Karel napsal:

    Orbitalni mechanika jde v tomto pripade totalne proti zdravemu rozumu. Atmosfera ISS sice brzdi, ale ISS tim padem zrychluje. Nezpomaluje.

    • Dušan Majer napsal:

      Tím, že ISS tře o atmosféru, tak zpomaluje a klesá. Aby neshořela, tak musí zrychlit a vystoupat na vyšší dráhu. Nevím, co je na tom proti zdravému rozumu.

      • Karel napsal:

        To, ze zrychluje. Telesa s nizsi drahou maji vyssi rychlost. Az nedavno jsem teno pomaly proces pochopil pomoci skoro kruhove drahy v Kerbal Space Programu ve vysce 69km nad Kerbinem. Ta lod mela apogeum za sebou a perigeum pred sebou. De facto porad ve stejne vzdalenosti vuci lodi. Takze ta lod vlastne neustale padala k perigeu a zaroven ho tlacila pred sebou. Proto zrychlovala

      • Jarda napsal:

        To je samozrejme blbost. Snizeni drahy lze docilit vyhradne zpomalenim. Kdyby zrychlovala, vystoupa na vyssi drahu. Staci se podivat na vektory stanice, odporu atmosfery, pripadne reboostu.
        Zrychlovat brzdenim o atmosferu zavani perpetuem mobile 🙂
        Zase hratky se semantikou…

        • Karel napsal:

          Dušan: Já jsem prostě hnidopich. Věta „Kladou jí sice mimořádně slabý, ale přesto konstantní odpor, takže ISS postupně zpomaluje“ není fakticky správně. Ten odpor tam je, „brzdí“ ji, stanice klesá, ale nezpomaluje. Naopak. Její dráha je „spirálovitá“ a postupně zrychluje.
          Jarda: Já se bavím o atmosféře, ne o Cygnus. A i když stanici zrychlím pomocí Cygnus, docílím toho, že ji zvýším apogeum, ve kterém je zase ISS pomalejší. Tam zase stanici zrychlím, abych zakulatil dráhu, ale ve finále tato nová dráha bude „pomalejší“, než ta původní.

        • Dušan Majer napsal:

          Pozor, mícháte dvě věci dohromady. Tím, že je stanici kladen odpor, tak zpomaluje oproti situaci, kdyby letěla v naprostém vakuu. Tím, že zpomaluje, se sníží její oběžná dráha a na nižší dráze má stanice rychlost vyšší než na té vyšší dráze. Ale nemůžeme říct, že tření stanici zrychluje. Vy dohromady mícháte dva efekty – to co je teď, tedy třeme = zpomalujeme a to, co bude klesneme na nižší dráhu = zrychlíme.

        • Vojta napsal:

          Řešení tohoto zauzleného problému je v tom, že třením o atmosféru stanice opravdu zpomalí v daném bodě, ale na opačné straně dráhy se její rychlost zvýší, protože v tom místě klesne její dráha. Pokud je dráha kruhová, tak to sice vypadá, jako kdyby stanice brzděním zrychlovala, ale na eliptické, kde k brzdění dochází prakticky jen v periapsidě, je krásně vidět, co se tam děje – Průlety periapsidou jsou stále pomalejší a pomalejší, průměrná rychlost však kvůli ztrátě výšky roste.

  6. Alois napsal:

    Zase jsou údajně na pořadu dne odklady realizace pilovaných lodí, u SpaceX jsou skluzy běžné, ale u Boeingu mne to překvapuje.

Zanechte komentář