Klopýtavý návrat USA na Měsíc s pomocí SpaceX

V době vyhlášení záměru znovu přistát na Měsíci (14. ledna 2004) existovalo SpaceX teprve dva roky a absolutně nikdo s touto novou firmou nepočítal ani pro dodávky šroubků do lunárního modulu. Kombinace ustrnulosti etablovaných kosmických korporací a politické nerozhodnosti však pomohla agilnímu SpaceX dostat se z pozice těch, se kterými se nepočítá, do pozice těch, na které se spoléhá.

Často se podotýká, že Američané si vzpomněli na Měsíc až po 50 letech. To s sebou nese nevyslovenou otázku, proč až teď? Vždyť po přistání na Měsíci v červenci 1969 se i v NASA všichni opájeli představou brzkého ovládnutí blízkého kosmického prostoru. Plánovala se stavba měsíční základny, ba i lety na Mars… To ano, jenže vědci v NASA míní, politici v Kongresu mění. Rozpočet NASA se postupně snižoval a velké plány musely být odloženy na neurčito. Aby toho nebylo málo, projekt raketoplánů, který měl díky jejich částečné znovupoužitelnosti zlevnit lety na oběžnou dráhu, dopadl přesně opačně a stal se pro NASA finanční přítěží. K tomu ještě meziplanetární sondy, kosmické dalekohledy a stavba vesmírné stanice…

Mise STS-1, první start raketoplánu v dubnu 1981 (Foto: NASA)

Teprve s příchodem nového století dozrál čas posunout se dál – dostavba ISS a ukončení provozu raketoplánů znamenalo jednak to, že se NASA zbaví dvou extrémně nákladných položek svého rozpočtu, a jednak potřebu zadat NASA nové úkoly, z čehož vzešla příležitost vydat se (staro)novým směrem, tedy na Měsíc a Mars. Tehdejší prezident George W. Bush byl tomuto záměru nakloněn, a tak se v roce 2005 rozběhl program Constellation (Souhvězdí), jehož cílem bylo vyvinutí nové generace kosmických dopravních prostředků, konkrétně dvoustupňových nosných raket Ares I a Ares V (reminiscence na Saturn I a V), kosmické lodi Orion a lunárního přistávacího modulu Altair.

Umělecká představa raket Ares I a V (Zdroj: NASA / MSFC)

Rakety byly určeny primárně k vynášení lodi Orion na oběžnou dráhu nebo k Měsíci. Slabší Ares I měla mít nosnost 25 tun na nízkou oběžnou dráhu a Ares V s pomocnými motory SRB (Solid Rocket Booster) až 130 tun k Měsíci. Aby byl jejich vývoj co nejrychlejší a nejlevnější, bylo rozhodnuto je sestavit z upravených pozůstatků jiných raket – především se jednalo o pohonné jednotky z raketoplánů (urychlovací bloky SRB na tuhá paliva a kyslíko-vodíkový motor RS-25D) a kyslíko-vodíkový motor J-2X (modernizovaný J-2 z horního stupně raket Saturn).

Loď Orion měla zajišťovat pilotované lety k ISS a k Měsíci, výhledově i k Marsu. Modul Altair by byl vynášen raketou Ares V a na oběžné dráze Země by se spojil s lodí Orion, kterou by vynesla raketa Ares I. Následně by zážehem druhého stupně rakety Ares V celá sestava zamířila k Měsíci. Během letu by se druhý stupeň odpojil a Orion s modulem Altair by byl naveden na dráhu kolem Měsíce. Tam by se Altair se čtyřčlennou posádkou odpojil a přistál. Orion, řízený autopilotem, by zatím kroužil kolem Měsíce. Na práci na povrchu by astronauté měli maximálně sedm dní, pak by s nimi horní stupeň modulu Altair odstartoval zpět na orbitu, kde by přestoupili do Orionu. Poté by byl Altair odhozen a Orion by se vrátil na Zemi. Tento scénář v podstatě kopíruje dávné mise Apolla, ředitel NASA Michael Griffin tenkrát použil příměr „Apollo na steroidech“.

Kosmická loď Orion (Zdroj: NASA)

Program Constellation se od začátku potýkal s nedostatečným financováním, což ještě více prohlubovalo jeho zpožďování a prodražování. Situace se pak ještě více zkomplikovala po změně v Bílém domě. Nový prezident měl vzletná slova, ale přízemní cíle. Po svém nástupu Barack Obama nařídil zevrubnou revizi programu Constellation, na který už NASA vydala téměř 12 miliard dolarů, aniž bylo dosaženo významného pokroku. Nehodlal připustit, aby se pilotované lety do vesmíru staly černou dírou na peníze, přednost proto dostal úsporný režim – financování programu Constellation bylo zcela zastaveno, dopravu na ISS měly pro USA místo Orionu levně zajišťovat ruské Sojuzy a později soukromí dopravci, návrat na Měsíc byl zavržen.

Takový obrat se pochopitelně nesetkal s kladnou odezvou. Obama jakožto vystudovaný politolog a právník pomíjel ekonomické souvislosti; neuvědomil si, že tak rozsáhlý útlum kosmických aktivit bude mít na tento segment průmyslu drastický dopad a mnoho tisíc lidí ztratí práci – jen ukončením letů raketoplánů zaniklo přibližně 7000 pracovních míst a dalším hromadným propouštěním hrozily firmy zainteresované v programu Constellation. Zdaleka však nešlo jen o zaměstnanost, z řad odborné veřejnosti zaznívaly hlasy varující před závislostí na Rusku v přístupu do kosmu a vyjadřující nespokojenost s novou politikou. Jmenovitě Neil Armstrong vyslovil obavu, že prestižní vůdčí roli v dobývání vesmíru převezmou jiné národy. V tom se zjevně nepletl, nelze přehlédnout, že do popředí kosmického výzkumu se snaží prodrat Čína. Výsledkem tlaku bylo, že Obama zčásti ustoupil a v dubnu 2010 předložil svou vizi americké kosmonautiky, která počítala s obnovením vývoje supertěžkého nosiče a kosmické lodi. Cílem však neměl být Měsíc, nýbrž návštěva asteroidu, nebo ještě spíše záchrana pracovních míst.

Prezident Barack Obama v Kennedyho kosmickém středisku v roce 2010 (Foto: NASA)

Kritiky to ale neumlčelo. Eugene Cernan, poslední muž na Měsíci, doslova prohlásil, že Obamova iniciativa „nepředstavuje žádné výzvy, nemá žádné zaměření a je v zásadě plánem na misi do nikam“. Nejen někteří bývalí astronauté, ale i řada publicistů v čele s Robertem Zubrinem Obamu líčila téměř jako hrobaře americké kosmonautiky a rovněž z rozhovoru tehdejšího ředitele NASA Charlese Boldena pro stanici Al Džazíra to vypadá, že Obama viděl poslání NASA v něčem úplně jiném než v dobývání vesmíru, proto bude jistě fér připomenout několik důležitých souvislostí: Barack Obama vládl v období velké hospodářské krize. Spojené státy jí sice nebyly postiženy tolik jako Česká republika (−5 % HDP), ale i tak se americká vláda musela vypořádat s výrazným poklesem daňových příjmů. Za takové situace by jakýkoliv prezident obtížně sháněl na pokračování programu Constellation peníze. Další věc je, že na prezidentovi zas až tolik nezáleželo, neboť rozpočet NASA schvaluje Kongres a zde leží skutečné jádro problému – podpora drahé pilotované kosmonautiky není politicky příliš průchodná, protože voličům je velice složité vysvětlit, že průzkum vesmíru není zbytečný luxus, nota bene v době krize. V neposlední řadě je také potřeba vzít v úvahu Obamův argument, že program Constellation se zpožďoval, prodražoval a nepřinášel inovace.

Prezident Barack Obama s Elonem Muskem během prohlídky zařízení SpaceX v Kennedyho vesmírném středisku v roce 2010. Obama podporoval plán letů soukromých lodi k ISS (Foto: NASA)

Nová raketa vycházela koncepčně ze zrušené Ares V. Byly sice navrhovány i jiné alternativy, ale zákon z roku 2010 ukládal využít součásti raketoplánu, takže se pokračovalo v započatém díle, jen pod jiným jménem – Space Launch System (SLS). Nové zadání si však vynutilo změnu parametrů. SLS musí být mohutnější, aby dokázala Orion nejen vynést na orbitu, ale také ho dostat na trajektorii k cílovému tělesu (asteroidu). Proto byl první stupeň, původně konstruovaný jako externí palivová nádrž raketoplánu, prodloužen ze 47 na 61 metrů a pomocným urychlovacím blokům SRB byl přidán jeden palivový segment. Horní stupeň byl v první fázi improvizovaně převzat z rakety Delta IV a je poháněn kyslíko-vodíkovým motorem RL10B-2, pro nové exempláře SLS je vyvíjen silnější horní stupeň Exploration Upper Stage (EUS) poháněný čtveřicí kyslíko-vodíkových motorů RL10-C3. Rovněž loď Orion postihly změny: dostala druhý název – MPCV (Multi-Purpose Crew Vehicle), kapacita byla zredukována na čtyři místa a s Evropskou kosmickou agenturou bylo dohodnuto, že servisní modul Orionu bude vyrábět Airbus.

Plánované varianty rakety SLS (Zdroj: NASA)

První start SLS měl proběhnout už v roce 2016, ale navzdory úmyslu uspořit peníze a čas použitím součástí z raketoplánů se práce na SLS komplikovaly a vlekly. Proč? Nevynalézat znovu kolo a sestavit nový produkt z již hotových komponentů není vůbec špatný nápad a funguje to i v kosmonautice. Takto vznikly například stanice Saljut – po přistání Apolla 11 na Měsíci se Rusové rozhodli zkusit Američany překonat alespoň ve stavbě vesmírných stanic. Jak to však udělat? Naštěstí nebylo nutné začínat od nuly. Konstrukční kancelář CKBM, kterou vedl Vladimir Čeloměj, už pracovala na projektu vojenských orbitálních pozorovacích stanic Almaz. Problém byl ovšem v tom, že tým v Chruničevu se nedostal dál než k výrobě trupů těchto stanic. Chybějící přístrojové vybavení se proto vzalo z lodi Sojuz. Takto vzniklý komplet pak startoval do vesmíru na raketě Proton-K 19. dubna 1971 pod názvem Saljut 1. A nebyla to jen tak ledajaká kosmická plechovka – zhruba tisícovku přístrojů propojovala elektroinstalace o celkové délce 350 km, součástí byla vědecká aparatura o váze půl druhé tuny. Od rozhodnutí do vypuštění uplynulo pouhých 16 měsíců! Rychlost, s jakou bylo toto obdivuhodné dílo vytvořeno, byla možná právě díky tomu, že konstruktéři použili v maximální míře součásti, které byly vyráběné pro jiné projekty.

Stanice Saljut 4 se zadokovanou lodí Sojuz 7K-T (Zdroj: NASA)

Tempo kompletace SLS je o poznání méně svižné, a to z několika příčin. Tou první je už obligátní nedostatečné financování. Ta druhá je zajímavá tím, že slouží jako politický argument; práce na SLS probíhají ve všech 50 státech USA (viz obrázek níže), to je pravý opak tzv. vertikální integrace, kterou uplatňuje SpaceX. Třetí příčinou je nutnost přepracování součástí převzatých z raketoplánů a čtvrtou komplikovaná kombinace techniky ze 70. let a té současné. Pozornost budí také částky, které si kontraktoři účtují. NASA například objednala u firmy Aerojet Rocketdyne 24 nových motorů RS-25E za celkem 3,5 miliardy dolarů (v tom je započtena i miliardová dotace na obnovení výroby), to vychází na 146 milionů dolarů za jeden motor, což je přibližně stejně jako celá raketa Falcon Heavy ve variantě bez záchrany stupňů. A pro SLS jsou potřeba čtyři takové motory. EUS má zase prý stát 800 milionů dolarů. Při takových částkách se pak nelze divit, že cena za celou raketu šplhá nad 2 miliardy dolarů. O cenovce za Orion ani nemluvě.

SLS a Orion zaměstnávají pracovníky ve všech státech USA (Zdroj: Mike Pence)

V průběhu dalších let NASA zformovala koncepci Asteroid Redirect Mission (ARM). Při této misi by se kosmická loď setkala s prolétávajícím asteroidem a pomocí robotických ramen by z něj vyrvala balvan o průměru 4 až 6 metrů, a ten by následně dopravila na lunární oběžnou dráhu, kde by mohl být zkoumán v rámci pilotovaných výprav lodi Orion. Tyto plány však zůstávaly jen na papíře, nebylo jak a čím je uskutečnit. Věci se začaly dávat do pohybu až v roce 2017, ale opět trochu jiným směrem. Jednou z těch věcí bylo oznámení SpaceX o finalizaci vývoje těžkého nosiče Falconu Heavy, schopného vynést na oběžnou dráhu až 64 tun nákladu (k Měsíci asi 20 tun), které spustilo lavinu spekulací, v čem všem by nový silný nosič mohl nahradit drahou SLS. Tyto spekulace i přes trvale odmítavý postoj NASA neutuchají. Nakonec i NASA zvažovala možnost, že by pro některé mise (EM-1, Europa Clipper) použila Falcon Heavy místo SLS. K rozhodnutí přesunout sondu Europa Clipper na Falcon Heavy opravdu později došlo, a NASA díky tomu ušetří přibližně 2 miliardy dolarů, ovšem cesta k Jupiteru kvůli tomu bude trvat skoro dvakrát déle.

Umělecká představa kosmického plavidla se zachyceným balvanem z asteroidu v rámci mise ARM (Zdroj: NASA)

Ledy se hnuly i v případě dlouho diskutované kosmické stanice u Měsíce: V listopadu 2017 zadala NASA vypracování studií vývoje energetického a pohonného modulu PPE a zároveň přizvala ke spolupráci i mezinárodní partnery. Ovšem úplně nejdůležitější zpráva toho roku přišla v prosinci – nový prezident Donald Trump vydal nařízení, kterým vrátil kurz kosmické politiky zase zpět. Mise ARM byla zrušena a cílem se stal znovu Měsíc. Zachován ale zůstal projekt stanice Deep Space Gateway, aby se stal pod jménem Lunar Gateway součástí programu Artemis. Pokračoval i vývoj rakety SLS a lodi Orion, jež mají astronauty k Měsíci dopravit.

Představa lunární orbitální stanice Gateway (Zdroj: ESA)

Ne úplně drobným zádrhelem na novém zadání je lunární modul. Zatímco SLS s Orionem mohou letět už na začátku příštího roku a staví se už také první moduly Gateway, na lunární přistávací modul bylo nutné teprve vypsat výběrové řízení. Přihlásilo se pět zájemců, z nichž NASA loni vybrala trojici finalistů: Blue Origin, Dynetics a SpaceX. Že uspěl i návrh SpaceX bylo do jisté míry překvapením. SpaceX pro tento účel totiž nabídla modifikovanou variantu lodi Starship, což mělo trochu přídech absurdity. Asi jako byste poptávali dodávku a prodejce vám nabídl kamion. Navíc neexistovala raketa, která by Starship vynesla, tu bylo potřeba vyvinout společně se Starship. Důvěru nevzbuzoval ani štíhlý tvar Starship. Co když přistane na nerovném nebo nestabilním povrchu a převrátí se? (Zde je ale nezbytné vzít v úvahu, že díky váze motorů a paliva je těžiště dole, což napomáhá stabilitě.) A nutnost tankování na oběžné dráze jen ještě zvýraznila komplikovanost celého návrhu. Starship se zkrátka vymyká představě typického landeru, možná právě proto NASA ohodnotila návrh od SpaceX jenom jako „přijatelný“.

Finalisté výběrového řízení NASA na vývoj lunárního přistávacího systému pro lidskou posádku (Zdroj: NASA)

Rok po prvním kole výběrového řízení už v Oválné pracovně seděl další prezident a nebylo zprvu jasné, jestli po vzoru svých předchůdců také něco nezruší. Tyto obavy se naštěstí nenaplnily, Joe Biden dokonce v návrhu rozpočtu na rok 2022 přidal NASA oproti letošnímu roku 1,5 miliardy dolarů. Bohužel ale toto navýšení jde na vrub stoupající inflaci, reálně si NASA příliš nepolepší. Podpora přímo programu Artemis je navzdory oficiálním proklamacím vlažná, což se zřetelně projevilo při výběru dodavatele lunárního modulu. NASA původně zamýšlela financovat dva nejlepší návrhy, aby zachovala soutěžní prostředí a zvýšila šanci, že alespoň jedno řešení bude hotové včas. Z požadovaných 3,3 miliard dolarů pro tento účel však obdržela pouze 850 milionů. A tak se jediným vítězem stal nejlevnější lander – Starship. Dlužno dodat, že nejen kvůli ceně, ale také díky technickým kvalitám a jistě též díky působivě rychlému vývoji. Suma, kterou má NASA za vývoj Starship a dvě mise (jednu zkušební, nepilotovanou) zaplatit SpaceX, je překvapivě nízká – 2,94 miliardy dolarů (Blue Origin požadoval 6 miliard a Dynetics 9 miliard). SpaceX to odůvodňuje tím, že si Starship vlastně vyvíjí pro své komerční aktivity, z nichž bude mít také zisk. Ostatně není to zdaleka poprvé, kdy SpaceX nabízí ceny naprosto nesrovnatelné s konkurencí, a rozhodně je sympatické, že se nesnaží vypočítavě soutěžit o druhé místo.

Koncept lunární Starship pro NASA (Zdroj: SpaceX)

Na téhle historii je nejvíce zarážející to, jak snadno se velké technologické společnosti se zázemím, know-how a znamenitou pověstí nechaly během necelých 20 roků odsunout do pozadí nováčkem. Boeing, Lockheed Martin, Aerojet Rocketdyne, Northrop Grumman dlouhá léta pohodlně žily ze státních zakázek a nic je nenutilo zvyšovat jejich efektivitu. Stěží tedy mohly tyto firmy být připraveny na příchod tak dravé konkurence. Situaci jim ještě navíc zkomplikovala přetahovaná o zaměstnance s firmou Blue Origin. Mezitím SpaceX sbíralo zkušenosti, získávalo know-how, rozšiřovalo své kapacity a bylo postupně schopno řešit velké technologické výzvy. Věřme, že se mu podaří zvládnout i tu nejtěžší a my budeme mít možnost sledovat přistání lidí na Měsíci i jinak než pouze z archivních záznamů pořízených před 50 lety.




Mohlo by se vám líbit...

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