Proč přišla SLS o pruhy a dostala šachovnici?

Jak bude vypadat raketa SLS? Na první pohled banální otázka, na kterou odpoví asi každý fanda kosmonautiky – dva urychlovací bloky na tuhá paliva, centrální stupeň se 4 motory RS-25 a nad ním horní stupeň s nákladem. Jenže otázka v úvodu článku je myšlena jinak – jaký grafický design bude raketa mít. Samozřejmě, můžete namítnout, že o vzhled nejde, ale tento článek se pokusí ukázat, že to až tak není pravda – správně zvolený grafický návrh totiž může raketě i pozemním týmům výrazně pomoci.

Původní návrh rakety SLS počítal s černobílými vzory.

Původní návrh rakety SLS počítal s černobílými vzory.
Zdroj: https://www.nasa.gov

Když NASA představila první plány na nový nosič, byla SLS vykreslena v černobílé barvě – kontrastní barvy byly uspořádány do obdélníků, které svým způsobem připomínaly lunární raketu Saturn V. Jenže centrální stupeň vychází konstrukčně z externí nádrže raketoplánu, po které kromě průměru podědil i tepelnou izolaci, která zabraňuje ohřívání kapalného kyslíku a vodíku v nádržích. První dva lety raketoplánů měly nádrž natřenou na bílo, ale později se ukázalo, že barva pro externí nádrž váží více než čtvrt tuny a je zcela zbytečnou mrtvou zátěží. Raketoplány tedy začaly létat se zrzavou nádrží a něco podobného se čekalo i u rakety SLS.

Návrh představený na podzim roku 2015 počítal s oranžovou nádrží a šedo-oranžovými pruhy na urychlovacích blocích.

Návrh představený na podzim roku 2015 počítal s oranžovou nádrží a šedo-oranžovými pruhy na urychlovacích blocích.
Zdroj: https://upload.wikimedia.org

NASA postupně přestávala používat černobílou kombinaci a místo ní vyrobila prezentace, na kterých je centrální stupeň zrzavý (kvůli použité tepelné izolaci) a na postranních urychlovacích blocích jsme viděli šedo-oranžovou kresbu jakýchsi zužujících se pruhů. Časem se začalo proslýchat, že NASA ve skutečnosti počítá s jiným grafickým pojetím a prezentovaná podoba je spíše pro PR, reklamu a podobné záležitosti. Před pár dny se tyto spekulace potvrdily, když NASA představila novou podobu grafického návrhu rakety SLS, který snad již bude oficiální. Upřímně řečeno nevypadá tak efektně, ale to silně vyvažuje jeho technologický přínos.

O novém hávu americké rakety jsme se dozvěděli v článku, ve kterém se NASA věnuje pokroku ve výrobě urychlovacích motorů na tuhá paliva. Společnost orbital ATK již odlila v Utahu všech deset segmentů pro první let SLS a čtyři segmenty jsou již kompletně dokončené. Po odlévání a zatuhnutí paliva podstoupily segmenty nedestruktivní kontrolní procedury obnášející např. rentgenování. Jejich úkolem bylo ověřit, že splňují požadované standardy kvality. Vnější část motorů byla následně vybavena kabeláží a natřena. A tady se dostáváme k hlavnímu bodu tématu našeho článku. Pracovníci totiž na bílou vnější stěnu segmentů nakreslili černé čtverce tvořící šachovnicové pruhy, které se označují jako fotogrammetrie.

Dokončené segmenty urychlovacích motorů budou ve finále poslány na Kennedyho středisko, kde je dělníci posadí na sebe, spojí dohromady a připojí k dalším dílům rakety SLS. Černobílé značky na motorech budou sloužit jako vizuální cíle pro kamery, které budou rozmístěné na strategických místech rakety i v jejím okolí. Při analýze záznamů tak bude díky těmto terčům možné díky fotogrammetrii určit přesné chování rakety i jejích dílů. Nesmíme zapomínat, že mise EM-1 bude v první řadě zkušebním projektem, který má ověřit správnou funkci nového stroje.

Kromě urychlovacích bloků se fotogrammetrické terče objeví i na dalších místech – pozorné oko si při prohlížení nové vizualizace všimlo jejich přítomnosti na centrálním stupni rakety, na horním stupni ICPS i na adaptéru lodi Orion. NASA zároveň uvedla, že se fotogrammetrické značky objeví i na mobilní odpalovací plošině, ze které bude raketa SLS startovat. Některé díly rakety SLS, jako je třeba adaptér LVSA mezi centrálním a horním stupněm bude mít fotogrammetrické znaky na vnitřní a nikoliv vnější straně.

Nová a zřejmě definitivní podoba rakety SLS pro misi EM-1

Nová a zřejmě definitivní podoba rakety SLS pro misi EM-1
Zdroj: https://www.nasa.gov

SLS by měla být doslova prošpikována kamerami – mají být na lodi Orion, centrálním stupni, ve vnitřní části adaptéru LVSA, na mobilní odpalovací plošině a pochopitelně i v okolí rampy. Kamery budou schopné velmi snadno a přitom přesně sledovat pohyb rakety v prostoru, protože se budou moci zaměřit černobílou šachovnici. Fotogrammetričtí analytici následně použijí svůj software ke zpracování natočeného materiálu, aby mohli přesně měřit vzdálenosti na snímcích. To se bude hodit třeba poté, co dojde k odhození urychlovacích motorů – NASA bude chtít vědět, jak se vzdalovaly od centrálního stupně a právě s tím může fotogrammetrie pomoci.

Barvení fotogrammetrických terčů na segment motoru na tuhé palivo.

Barvení fotogrammetrických terčů na segment motoru na tuhé palivo.
Zdroj: https://www.nasa.gov

Inženýři by zase rádi věděli, jakou prostorovou rezervu bude mít raketa od konstrukce odpalovací plošiny v prvních sekundách po startu. Samozřejmě, všechny tyto věci se důkladně simulují a prověřují, rozhodně to není tak, že by se čekalo, až jak to dopadne při startu, ale jakmile budou k dispozici skutečná data, budou se moci použít k velmi cenné kalibraci simulačních modelů. „Oddělení urychlovacích bloků je ovlivněno mnoha faktory – jejich délkou, konfigurací separačních motorů i načasováním separace,“ vysvětluje Alex Priskos, manažer zodpovědný za inženýrskou a integrační stránku SLS a dodává: „Čím déle se separace odkládá, tím větší rezerva vznikne. Ale na druhou stranu dlouhé čekání zhoršuje výkon rakety. Naším úkolem je najít optimální vyvážení těchto faktorů.“

Počítačová simulace rázové vlny po odhození urychlovacích bloků.

Počítačová simulace rázové vlny po odhození urychlovacích bloků.
Zdroj: https://blogs.nasa.gov/

Při návrhu rakety SLS použili inženýři nejpokročilejší softwarové analyzační modely, ale stále jde jen o počítačové simulace. „Jakkoliv jsou tyto modely přesné, fotogrammetrické údaje nám umožní získat v reálném čase „skutečná data“ o průběhu separačních manévrů a dalších klíčových momentů. Pro první let rakety SLS je sběr těchto dat ze skutečného světa klíčový. Informace o tom, jak si raketa vede, se pak mohou porovnat s údaji ze simulací,“ popisuje Beth St. Peter – vedoucí oddělení pro zpracování snímků z SLS.

Raketa SLS a loď Orion použijí odlišné typy šachovnicových vzorů, které poslouží různým účelům fotogrammetrických měření. „Velké čtverce se použijí k měření celkového pohybu tělesa a k měření vzdáleností od pozemního vybavení. Menší šachovnice a protáhlé tvary se použijí ke složitějším výpočtům, které už pracují s pohybem v trojrozměrném prostoru – třeba při počítání pohybu urychlovacích bloků vůči centrálnímu stupni po jejich odhození zhruba dvě minuty po startu,“ popsal David Melendrez, vedoucí oddělení pro zpracování snímků z Orionu.

Orion při oddělení od horního stupně ICPS.

Orion při oddělení od horního stupně ICPS.
Zdroj: https://www.nasaspaceflight.com

Na některých místech rakety najdeme malé kruhové terče. Ty pomohou kamerám a fotogrammetrickým programům měřit chování jednotlivých dílů při separačních událostech – třeba při oddělení lodi Orion od horního stupně ICPS. „Některé z těchto menších symbolů budou mít odrazné středy, které zlepší naše možnosti jejich sledování v tmavém prostředí, se kterým se můžeme setkat na oběžné dráze,“ doplnil Melendrez.

Šachovnice a další fotogrammetrické terče tak nahradí původně avizované šedé a oranžové pruhy. „Designování a stavba těchto systémů je evoluční proces,“ vysvětluje Alex Priskos a dodává: „Na začátku definujete misi a její základní architekturu toho, kam se chcete dostat. Na začátku mohou být detaily trochu nejasné, ale postupně, jako když zoomujete kamerou blíže a blíže, se detaily začnou objevovat. A v podobné situaci jsme i my s Orionem a SLS.“

Při startu a v průběhu celé první mise nebudou z kamer na různých místech těžit jen inženýři. „Některé kamery budou nahrávat materiál pro pozdější využití – ty se přenesou na Zemi později. Ale několik kamer bude mít za úkol živé přenášení obrazu. Lidé, kteří budou start sledovat z domova, tak tyto záběry uvidí na NASA TV.“

Zdroje informací:
https://www.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/…/sls_block1_noeas_afterburner_engmarkings_sm.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/sls_wireframe_1_dac3.jpg
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7a/Orange_tank_SLS_-_Post-CDR.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/186141-003_nonumbers.jpg
https://blogs.nasa.gov/…/251/2016/02/14_Rogers_S_SLSBoosterSep1_SC15_big.jpg
https://www.nasaspaceflight.com/wp-content/uploads/2013/01/Z103.jpg

Proč přišla SLS o pruhy a dostala šachovnici?, 5.0 out of 5 based on 26 ratings
Pin It
(Visited 3 427 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 (26 votes cast)
(Visited 3 427 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 “Proč přišla SLS o pruhy a dostala šachovnici?”

  1. Vítek napsal:

    Uvědomte prosím konstruktéry v NASA, že já hlasuji pro tu verzi s otazníky na centrálním stupni 🙂 Konečně pro vědecké mise to bude příznačné.

  2. Milos napsal:

    Ja sa priklanam k ciernobielym vzorom. Saturn V bol proste Saturn V. Aspon jeden start v tejto kombinacii ako vzdanie ucty tejto legende.

  3. Tomáš napsal:

    Nemohl jsem si v této souvislosti návrhů nevzpomenout na Pepsi Concorde. Sice se to nestane, ale celkem mě pobavila myšlenka, že by NASA prodala centrální blok jako reklamní banner, například Bezosovi, který by v prime time mohl dělat reklamu Amazonu. A nebo třeba Coca-Cole. 🙂
    Ale legrace stranou, velmi zajímavý článek.

  4. David napsal:

    Omlouvám se za informaci, a zároveň otázku, která se netýká článku, ale předpokládám, že se zde, v čerstvém článku, dočkám odpovědi dřív, než kdekoli jinde.

    Sleduji už asi hodinu toto:
    https://www.youtube.com/watch?v=RtU_mdL2vBM
    Vypadá to jako živý full HD přenos z ISS – to mne až tak nepřekvapuje jako to, co se na tom videu děje. Je tam totiž evidentně kosmonaut ve skafandru, je venku a maká. V záběru se občas mihne ruka v rukavici a vzácněji kamera udělá záběr na obličej, či spíše hledí skafandru.

    Snažil jsem se někde najít info, o co by mohlo jít, ale marně. Přitom to video opravdu vypadá jako živý přenos. Předem děkuji za vysvětlení, a ještě jednou se omlouvám za “off topic” vstup.

  5. Kamil napsal:

    K fotogrammetrii: těm terčům se odborně říká identické nebo vlicovací body. Fotogrammetrie obecně pak pracuje s dvojicí snímků pořízených ze dvou různých míst, které vytvářejí stereoskopický efekt. Když známe souřadnice míst fotografování, můžeme měřením na fotografiích určit souřadnice fotografovaného místa. Vlicovací body pak slouží ke spojení obou snímků.

    • MartinH napsal:

      To není zcela přesné, vůbec nepotřebujete za všech okolností mít stereoskopický efekt a dvojici snímků. Můžete použít třeba průsekovou metodu (kde můžete počítat i s více jak 2 snímky), použitelná je i jednosnímková metoda, protože znáte přesné rozměry těch čtverců. Navíc ty značky bych nazýval spíše fotogrammetrické body, než body vlícovací. Nemyslím si že je budou používat jako vlícováky, nebo rozhodně ne všechny. Spíš je budou mít z hlediska fotogrammetrie jako body podrobné (jako jasně a přesně identifikovatelné podrobné body).

  6. MIKA napsal:

    Měl bych jednu off-topic otázku, která mně napadla při čtení pasáže článku týkající se odhození SRB. Nedávno jsem sledoval záznam startu jedné z Čínských pilotovaných misí a všiml jsem si, že Číňané nechávají postranní bloky poměrně dlouho po dohoření “viset” na raketě a odhazují je v podstatě ve stejném okamžiku, jako první stupeň. To je ale proti vší logice. Jak je psáno v tomto článku, každá vteřina, kterou raketa s sebou “táhne” prázdné bloky, se projeví na výkonu rakety. Pokud je důvodem obava o bezpečnost při odhozu bloků, pak je ale zbytečné montovat na raketu odhazovací, mechanizmus který určitě má nezanedbatelnou hmotnost, a lpší je přeci prostě bloky “přidělat” k prvnímu stupni napevno. Tomu nerozumím.

    PS co se týče zbarvení SLS, je mi úplně jedno jestli bude mí na boku třeba fotku Justina Biebera, hlavně, když bude raketa pracovat bezchybně a dokončí ji ještě v tomto století.

  7. peter napsal:

    tak, ako na autách, keď robia crash test, že
    akurát včera kdesi na youtube vysvetľovala jedna žena, že tá čierno-biela kombinácia má pôvod ešte v Nemecku, keď vonBraun lietal s V2 a tak podobne. Tiež tam bola pikoška, že tá čierna farba spôsobovala problémy s prehrievaním niektorých miest na nádržiach, preto tieto plochy neskôr výrazne zmenšili

Napište komentář k MartinH

You must be logged in to post a comment.