Klasický nákladní Dragon dokončil svou poslední misi, vzpomínáme na jeho největší úspěchy a zajímavé náklady

V úterý 7. dubna 2020 se na Zemi vrátila úplně poslední nákladní loď Dragon první generace, které jsou určeny k zásobování Mezinárodní vesmírné stanice. Tím se uzavřela jedna slavná etapa pro firmu SpaceX, která v budoucnu bude využívat už pouze Dragony nového typu.

V dnešním článku se ohlédneme za celou touto končící érou SpaceX, během které jako první soukromá společnost začala zásobovat ISS. Podíváme se na zajímavé náklady, které Dragon na stanici vynesl, dosažené milníky a další podrobnosti. Nahlédneme také do budoucnosti zásobování ISS, ke kterému bude SpaceX využívat novou loď.

Jednotlivé části nákladní lodi Dragon (Zdroj: SpaceX / ElonX)

Dragon je kosmická loď SpaceX, která má několik variant pro přepravu nákladu či astronautů. Dnes se budeme bavit o klasickém nákladním Dragonu, který SpaceX od roku 2010 používá pro zásobování Mezinárodní vesmírné stanice (ISS) pro agenturu NASA v rámci programu Commercial Resupply Services (CRS). Dragon je loď klasického kuželovitého tvaru a skládá se z návratové kabiny a tzv. trunku, na kterém jsou složeny solární panely. V trunku se také nachází dodatečný nehermetizovaný prostor, který lze využít pro přepravu nákladu, který dokáže přečkat vesmírné vakuum. Návratová kabina disponuje hermetizovaným prostorem o objemu 10 metrů krychlových a unese až 3310 kg nákladu. Loď je při startu vybavena také dalšími prvky, které zajišťují její aerodynamičnost. Špička, která kryje připojovací port, a kryty solárních panelů jsou pak po několika minutách letu odhozeny.

Na oběžné dráze je možné loď řídit pomocí 18 korekčních motorů Draco. Dragon se k ISS nedokáže připojit sám a musí být zachycen robotickým ramenem Canadarm2 ovládaného posádkou na stanici. Loď je po zachycení ramenem připojena k modulu Harmony. Před návratem na Zemi se kabina oddělí od trunku a při průletu atmosférou ji před obrovskou teplotou chrání tepelný štít. Bezpečné přistání pak zajišťují dva výtažné a tři hlavní padáky. Dragon přistává v oceánu, kde jej vyzvedne loď NRC Quest a odveze do přístavu.

Dragon zachycený robotickým ramenem na ISS během mise CRS-4 (Foto: SpaceX)

Základní parametry:

  • Výška: 6,1 m
  • Průměr: 3,7 m
  • Objem: 10 m3 (kabina), 14 m3 (trunk)
  • Hmotnost (bez paliva): 4200 kg
  • Nákladní kapacita (na ISS): až 3310 kg
  • Nákladní kapacita (z ISS): až 3310 kg

Loď Dragon začalo SpaceX vyvíjet za zavřenými dveřmi už v roce 2004, takže když NASA v lednu 2006 vyhlásila program komerční dopravy nákladu na orbitální dráhu (COTS), SpaceX nemuselo začínat na zelené louce a mohlo nabídnout tento svůj projekt. V březnu 2006 na atolu Kwajalein sice došlo k selhání nosné rakety Falcon 1, ale SpaceX výběrovým řízením procházelo úspěšně a v srpnu 2006 bylo vyhlášeno vítězem tohoto programu spolu se společností Rocketplane Kistler (ta byla později nahrazena firmou Orbital Sciences Corporation s lodí Cygnus a raketou Antares).

Přetlaková kabina lodi Dragon při výrobě v roce 2008 (Foto: Steve Jurvetson)

Den před Štedrým dnem roku 2008 pak firma podepsala s NASA kontrakt na 12 zásobovacích letu k ISS za 1,6 miliardy dolarů (později byla smlouva rozšířena na 20 startů). Na tomto místě je dobré připomenout fakt, který si řada lidí neuvědomuje. Kosmickou loď Dragon a raketu Falcon 9 nevyvinulo SpaceX samo. Svými financemi, technologiemi, patenty a materiály se na ní výrazně podílela i americká NASA. Jako příklad může posloužit materiál PICA vyvinutý NASA, který ve zlepšené verzi PICA-X používá SpaceX pro tepelné štíty svých kosmických lodí.

Tepelný štít lodi Dragon z materiálu PICA-X (Foto: SpaceX)

Inaugurační let nové rakety Falcon 9 i přes několik drobných problémů proběhl úspěšně 4. června 2010, když na orbitální dráhu vynesl maketu kosmické lodi Dragon. Celkově se pro SpaceX jednalo o teprve třetí dosažení orbitální dráhy v historii firmy. Maketa Dragonu po dosažení orbity zůstala spojená s druhým stupňem a spolu s ním také o tři týdny později shořela v zemské atmosféře, patrně nad Sýrií a Irákem. Přesné místo není známo, protože krátce po dosažení orbitální dráhy bylo se stupněm ztraceno spojení, jelikož životnost baterií byla navržena jen pro dosažení orbity.

Vývoz první rakety Falcon 9 z hangáru s maketou Dragonu (Foto: SpaceX)

Tímto startem SpaceX odzkoušelo svou novou raketu a mohlo přikročit k testovacím letům programu COTS. První z nich se uskutečnil v prosinci 2010, kdy Falcon 9 poprvé a naposledy vynesl na oběžnou dráhu kosmickou loď Dragon (C101) bez nákladového trunku a bez solárních panelů. I z těchto důvodů šlo o velmi krátkou misi. Byly při ní provedeny testy komunikace s pozemním střediskem a schopnost řízení teploty a polohy lodi v prostoru. Po dvou plánovaných obězích planety provedl Dragon zážeh motorů Draco a úspěšně se snesl na padácích do vln Pacifiku. SpaceX tedy nejen zvládlo svůj čtvrtý úspěšný orbitální start, ale také se poprvé v historii soukromé kosmické lodi podařilo vrátit z oběžné dráhy zpět na Zemi. Tajný náklad této zkušební mise ve formě velkého bochníku sýra byl zveřejněn až po tiskové konferenci. Sýr je nyní vystaven v centrále SpaceX v Hawthorne.

Vylovení lodi Dragon po misi COTS-2 v květnu 2012 (Foto: NASA / US Navy)

Poslední testovací let lodi Dragon se uskutečnil až v roce 2012 při misi COTS-2. Původně se měly v rámci programu COTS uskutečnit starty tři, ale SpaceX požádalo NASA, zda by mohly být mise s pořadovým číslem dvě a tři spojeny do jedné. Loď Dragon tehdy poprvé vypadala tak, jak ji známe dodnes, jelikož měla trunk se solárními panely. Díky tomu mohla setrvat na orbitální dráze daleko déle. Při tomto startu se také poprvé v historii soukromá kosmická loď připojila k ISS, která s sebou navíc přivezla 520 kg nákladu. Přibližně po osmi dnech na oběžné dráze pak Dragon opět přistál do oceánu a SpaceX se mohlo naplno zapojit do programu zásobování ISS. Celou tuto slavnou misi mužete zrychleně zhlédnout na tomto videu:

Od  května 2012 do dubna 2020 pak v rámci programu CRS dopravilo SpaceX směrem na oběžnou dráhu přibližně 44 tun nákladu, z toho 30,5 tun hermetizovaného a 13,5 tun nehermetizovaného nákladu (bez CRS-7). Zpět na Zemi pak nákladní lodě přivezly necelých 32 tun nákladu. Nejtěžší náklad přitom vezla mise CRS-8, v rámci které bylo na oběžnou dráhu dopraveno 3136 kg.

Z celkem 21 letů lodi Dragonu k ISS neobsahoval trunk žádný náklad pouze ve třech případech (COTS-2, CRS-1 a CRS-6). Poprvé pak došlo k vykládání nehermetizovaného nákladu při misi CRS-2.

Mise CRS-11 byla význačná tím, že při ní byla poprvé znovupoužita loď Dragon. Hned následující mise, CRS-12 pak byla poslední, při které byla použita nová kabina. Všechny následující mise využívaly již použité Dragony. Celkem bylo pro programy COTS (2) a CRS (11) postaveno 13 lodí Dragon. Z těchto lodí letělo 7 pouze jednou, 3 letěly dvakrát a 3 dokonce třikrát. Počet misí byl na každém znovupoužitém Dragonu vyznačen pomocí symbolu ISS.

Detail symbolů ISS na Dragonu před misí CRS-18 (Foto: SpaceX)

Zatím pouze dvě z použitých kabin lodí Dragon byly někde vystaveny. Jedná se o kabiny C101 a C102, přičemž první visí v továrně SpaceX v Hawthorne a ta druhá se nachází v muzeu v Kennedyho vesmírném středisku na Floridě.

Ani misím CRS se však nevyhnuly ztráty. K prvnímu úplnému selhání rakety Falcon 9 došlo totiž při misi CRS-7 a na více než půl roku tím byly zastaveny všechny starty firmy SpaceX. Stalo se tak po sérii 18 úspěšných startů. Zajímavostí je, že Dragon přežil selhání rakety a kdyby otevřel padáky, nejspíš by v pořádku přistál v moři. Jenže jeho software nebyl na takovou situaci připraven, a tak padáky zůstaly sbalené a Dragon se roztříštil po dopadu na hladinu oceánu.

Mise CRS také pomohly prvnímu stupni Falconu 9 naučit se přistávat. Než se to Falconu 9 poprvé podařilo v roce 2015 při misi Orbcomm-2, došlo celkem k sedmi pokusům, čtyři z nich při zásobovacích misích k ISS. Při misi CRS-3 byl také Falcon 9 poprvé vybaven přistávacími nohami a při misi CRS-5 měl první stupeň poprvé roštová kormidla. Zlatým písmem se pak do dějin firmy zapsala mise CRS-8, při které se prvnímu stupni poprvé podařilo přistát na autonomní mořské plošině Of Course I Still Love You v dubnu 2016. Pro SpaceX se tím definitivně otevřela možnost zachraňovat první stupně i při energeticky náročnějších letech na vyšší oběžné dráhy, které tvoří nemalou část všech startů.

Jaké zajímavé náklady Dragon v průběhu let na ISS vynesl? Mezi ně rozhodně patří oba dokovací adaptéry IDA-2 a IDA-3, které budou sloužit pro připojování nákladních lodí Dream Chaser a Cargo Dragon 2 a také obou amerických pilotovaných lodí Crew Dragon a Starliner. SpaceX je zatím jediná společnosti, která tento adaptér otestovala v praxi (během první mise Crew Dragonu v březnu 2019). První vyrobený adaptér IDA-1 byl ztracen při nehodě CRS-7.

Dokovací adaptér IDA-3 je umisťován do trunku Dragonu před misí CRS-18 (Foto: NASA)

Nejtěžším nákladem, který kdy SpaceX vyneslo v nehermetizovaném trunku, byl „nafukovací“ modul BEAM vyrobený firmou Bigelow Aerospace. Ten měl původně na oběžné dráze podstoupit dvouleté testování a poté měl být odpojen a shořet v atmosféře. Už ke konci roku 2017 se ale ukázalo, že modul poměrně dobře odolává radiaci, kosmickým úlomkům a mikroorganismům, a tak se NASA rozhodla prodloužit jeho činnost o několik dalších let. Prostor na ISS se tím zároveň rozšířil o 16 metrů krychlových. BEAM byl vynesen na ISS v rámci mise CRS-8 v květnu 2016.

Nafukování modulu BEAM na ISS v květnu 2016 (Zdroj: NASA)

Dalším velice zajímavým nákladem, který dopravil Dragon na ISS, je nehermetizovaný náklad mise CRS-20, tedy plošina Bartolomeo. Jedna o komerční výzkumnou platformu, která bude zvenku připojena k evropskému komerčnímu modulu Columbus. Platforma samotná pak bude napojena na energetické a datové zdroje stanice a bude na ni možné umístit až 12 různých zařízení. Dá se o ní říct, že bude takovou komerční obdobou venkovní plošiny japonského modulu Kibo.

Umělecká představa modulu Columbus s instalovanou platformou Bartolomeo (Zdroj: ESA)

Při misi CRS-4 letěla na ISS také první 3D tiskárna. Nákladní lodi Dragon dopravily k ISS i řadu vědeckých přístrojů, které byly následně připojeny k venkovní plošině modulu KIBO. Patřil mezi ně přístroj GEDI, který studuje vrstevnatou strukturu lesů a uhlíkový cyklus na Zemi, NICER určený ke studiu nitra neutronových hvězd, CATS pro studium aerosolů a oblaků v atmosféře, přístroj ECOSTRESS sledující reakce rostlin na zvyšování teploty, či OCO-3 určený ke globálnímu sledování oxidu uhličitého.

Přestože ISS zásobuje několik různých lodí, Dragon je momentálně jediný schopný dopravit z ISS velké množství nákladu zpět na Zemi. Platilo to po celou dobu provozu lodí Dragon a bude to platit až do premiéry zásobovacího raketoplánu Dream Chaser, která se má uskutečnit nejdříve na podzim roku 2021.

Dragon na palubě lodi NRC Quest po návratu z mise CRS-19 (Foto: SpaceX)

Po návratu Dragonu z mise CRS-20 v dubnu 2020 se tak uzavřela jedna důležitá kapitola Dragonu, ale zároveň začíná etapa nová. SpaceX totiž s lety na ISS rozhodně nekončí a i když úspěšným dokončením mise CRS-20 došlo ke splnění původního zásobovacího kontraktu, NASA a SpaceX na něj plynule navážou další fází programu CRS. Už letos na podzim tedy k ISS poletí první exemplář nové zásobovací lodi Dragon 2. Ta je velmi podobná Crew Dragonu pro astronauty, ale v některých ohledech se liší. Stejně tak se najde řada rozdílů mezi novou lodí a klasickým Dragonem první generace, s kterým se v tomto článku loučíme. SpaceX se během první fáze programu CRS hodně naučilo a tyto poznatky pak využilo u nového Dragonu 2.

Jednotlivé části kosmické lodi Crew Dragon (Zdroj: Everyday Astronaut)

  • Loď Dragon 2 nabízí podobný nákladový prostor a stejnou celkovou nosnost jako jeho starší sourozenec, ale kvůli novým požadavkům NASA bude možné v kabině během misí CRS vozit maximálně 2500 kg, tedy o 800 kg méně než u klasického Dragonu.
  • Nákladní Dragon 2 nebude na rozdíl od Crew Dragonu vybaven únikovými motory SuperDraco.
  • Klasický Dragon musel být připojen k ISS manuálně pomocí Canadarm2. Oproti tomu Dragon 2 bude dokovat automaticky a vůbec nebude mít možnost připojení pomocí robotického ramene. To ušetří drahocenný čas astronautům na ISS, ale nevýhodou je, že dokovací port nabízí menší otvor. To omezí maximální velikost jednotlivých položek nákladu, který může Dragon 2 dopravit na ISS.
  • Aerodynamická špička lodi je na Dragonu 2 odklápěcí a je tak znovupoužitelná. U klasického Dragonu se zahazuje.
  • Dragon 2 nemá velké rozkládací solární panely jako klasický Dragon. Solární články jsou místo toho umístěny přímo na trunku.
  • Crew Dragon i nákladní Dragon 2 budou přistávat v Atlantiku, nikoli v Pacifiku jako starý Dragon. Záložní přistávací oblast je v Mexickém zálivu.
  • Crew Dragon a nákladní Dragon 2 sice budou hodně podobné lodě, ale nebude docházet k jejich překonfigurování z jedné verze na druhou. Jakmile tedy bude nějaký Dragon 2 vyroben, už navždy bude určen buď pouze pro mise s posádkou (v případě Crew Dragonu), nebo pouze pro nákladní mise (v případě nákladního Dragonu 2). Použité Crew Dragony tedy nebudou používány znovu na nákladních misích. Možná ale najdou uplatnění na chystaných turistických misích společností Axiom a Space Adventures.

Crew Dragon před testem únikového systému (Foto: Nathan Barker)

Dragon 2 byl navíc od začátku navrhován s ohledem na snadnou znovupoužitelnost. Loď má například jinak řešené těsnění a o dost lépe se vypořádává s ponořením do vody během přistání. Dále se dá snáze dostat do míst, která je potřeba zkontrolovat nebo repasovat mezi starty. Zároveň tyto modernější Dragony nebudou mezi misemi cestovat po celých Spojených státech, jelikož budou přistávat v Atlantiku a celý proces repasování a předstartovních příprav bude probíhat na Floridě. To ušetří spoustu času, a tak bude možné tyto Dragony použít znovu výrazně rychleji, než jak je tomu u starého Dragonu, u kterého tento proces zabral zhruba 600 dnů. Nákladní Dragony 2 budou už od začátku kvalifikovány pro až pět misí. Klasický Dragon mohl letět maximálně třikrát.

Která mise klasického Dragonu vám v paměti utkvěla nejvíce, přišla vám nejzajímavější, nebo na ni vzpomínáte nejraději? Dejte nám vědět  v komentářích!

Jiří Hadač



Mohlo by se vám líbit...

Odebírat komentáře
Nastavit upozorňování na
guest
15 Komentáře
nejstarší
nejnovější nejlepší
Inline Feedbacks
Zobrazit všechny komentáře