Sondu Europa Clipper nakonec místo SLS vynese Falcon Heavy, NASA tím ušetří možná až 2 miliardy dolarů!

Nedávno jsme vydali článek o nových zakázkách, které SpaceX získalo v posledních týdnech. Úplně nejnovější přírůstek do seznamu misí kalifornské firmy jsme ale nezmínili, protože si zaslouží samostatný článek. Jde o sondu Europa Clipper, která se má v roce 2024 vydat na svou pouť k Jupiteru, největší a nejhmotnější planetě Sluneční soustavy. Bez nejmenší diskuze se přitom jedná o dosud nejvýznamnější sondu, kterou má SpaceX vynést.

Europa Clipper má své kořeny v dalekém roce 1997, kdy se mezi navrhovanými družicemi programu Discovery objevila sonda, která měla obíhat Jupiterův měsíc Europa, jeden ze čtyř tzv. Galileovských měsíců této obří plynné planety. V té době kolem této planety stále obíhala sonda Galileo, která svůj vědecký program zakončila vstupem do Jupiterovy atmosféry v září roku 2003. Tehdejší plán se však realizace ještě nedočkal. Až na základě objevů, které se sondě Galileo podařilo udělat, se měsíc Europa dostal do hledáčku vědců. Ukázalo se totiž, že se může jednat o jedno z mála míst v naší soustavě, kde by se mohl vyskytovat mimozemský život. Tím samozřejmě význam průzkumu tohoto měsíce stoupl. V té době začala Laboratoř tryskového pohonu (JPL) vypracovávat návrh různých misí, které by dále rozšířily vědomosti lidstva, pokud jde o Jupiterovu soustavu.

Umělecká představa sondy Europa Clipper na oběžné dráze Jupiterova měsíce (Zdroj: NASA)

Mezi návrhy patřily například Jupiter Icy Moons Orbiter, Jupiter-Europa Orbiter či Europa Clipper, který již tehdy neměl obíhat měsíc Europa, ale měl jej studovat z oběžné dráhy planety Jupiter při blízkých přiblíženích k němu. Mise Europa Clipperu byla doporučena k realizaci v roce 2011 jako jedna z vlajkových lodí NASA pro nejbližších deset let planetárního průzkumu. Následně začala postupně získávat financování, až byla v roce 2015 definitivně vybrána k realizaci a zařazena do programu velkých strategických vědeckých misí. Tam v minulosti patřily sondy Viking, Galileo, Cassini, či Hubblův dalekohled a jeho součástí jsou i marsovská vozítka Curiosity a Perseverance. Význam vyvíjené sondy Europa Clipper podtrhuje i její cenovka, která se v roce 2020 pohybovala okolo 4 miliard amerických dolarů.

Jak postupně začal projekt sondy nabírat tempo, byla mu v roce 2017 zákonem poprvé vybrána i nosná raketa. Tou se stal vyvíjený nosič NASA Space Launch System, známý pod zkratkou SLS. Výhody použití této silné rakety byly přitom naprosto zřejmé – 6 tun vážící sonda by mohla být k Jupiteru vyslána přímo a k cíli by dorazila za méně než tři roky. Jednalo se samozřejmě o politické rozhodnutí, nicméně NASA jako státní instituce neměla jinou možnost než se tomuto výběru podřídit.

Pohonný modul sondy Europa Clipper v prosinci 2020 (Zdroj: JPL)

před Vánoci roku 2018 se však začaly objevovat informace o tom, že se NASA rozhodnutí o použití SLS nelíbí. Daleko výraznější nesouhlas se objevil v srpnu 2019, kdy hlavní inspektor NASA zaslal dopis kongresu, ve kterém žádal flexibilitu ve výběru nosné rakety. Podobné hlasy zazněly koncem roku 2019 i z Bílého domu, kdy prezident Donald Trump z důvodu úspory finančních prostředků žádal kongres o změnu zákona. V dubnu roku 2020 se připojil i Americký vládní úřad pro odpovědnost (Goverment Accountability Office). Ten mimo jiné poukázal i na možnou nedostupnost nosné rakety v roce 2023, kdy měla původně sonda startovat. Sondu by pak bylo nutno několik let skladovat, čímž by vznikly značné náklady v řádu stovek milionů dolarů. Zmíněných důvodů bylo samozřejmě více, ale vše ukazovalo jedním směrem.

Nákladní verze SLS, která měla původně vynést Europa Clipper (Zdroj: NASA Spaceflight)

Posledním hřebíčkem do rakve SLS v kontextu mise Europa Clipper se v srpnu 2020 stala informace, kterou zveřejnila NASA. Použitím této rakety by se totiž mohly objevit určité potíže s kompatibilitou mezi nosičem a sondou. Ukázalo se totiž, že během startu SLS by na sondu působily výrazně vyšší nápory, než s kterými se původně počítalo a pro které byla navržena. Americký kongres se nakonec k problému postavil čelem a v návrhu rozpočtu pro rok 2021 uvolnil NASA ruce při použití nosiče. Od února roku 2021 pak už ani samotná NASA oficiálně nepočítá s použitím rakety SLS, kterou tak agentura bude moci využít primárně při lunárním programu Artemis.

Sonda Europa Clipper mířící k Jupiteru, v pozadí horní stupeň rakety SLS (Zdroj: NASA Spaceflight)

Od té chvíle byly pro misi Europa Clipper brány do úvahy pouze komerční nosiče. Přesto zákon nakonec NASA přeci jen malinko omezoval, měla totiž vzít do úvahy všechny možné nosiče, nikoliv jen ty, které jsou v současnosti k dispozici a které mají certifikaci pro mise agentury. Při slově komerční nosič pro Europa Clipper byl zmiňován jako příklad vždy Falcon Heavy firmy SpaceX. Sonda samotná byla navíc zařazená do kategorie 3, která požaduje po použitém nosiči, aby měl za sebou tři úspěšné starty a navíc i dva úspěšné starty po sobě.

Od té doby se sice občas spekulovalo, které další nosiče přichází do úvahy, ale až do 23. července 2021 se více oficiálních informací neobjevilo. Tento den pak NASA vydala zprávu, že sonda Europa Clipper bude ke svému cíli dopravena pomocí rakety Falcon Heavy. Za tuto službu zaplatí NASA kalifornské firmě celkem 178 milionů dolarů. Start by se měl uskutečnit v říjnu 2024 během startovního okna dlouhého 21 dnů. V oficiálním oznámení se neobjevila sebemenší informace, které další firmy se zúčastnily soutěže o vynesení družice. Bližší informace však poskytl oficiální dokument ospravedlňující výsledek výběrového řízení, o kterém informoval například server NASA Spaceflight.

Start Falconu Heavy při misi Arabsat 6A (Foto: SpaceX)

Dokument uvádí, že do konkurzu se přihlásila také firma United Launch Alliance se svou dosud neletěnou raketou Vulcan Centaur a zájem projevila ještě třetí, nejmenovaná firma (nejspíš jde o Blue Origin s chystanou raketou New Glenn). Nabídka ULA s raketou Vulcan byla podle dokumentu výrazně dražší než Falcon Heavy, avšak cena hrála ve výběrovém řízení nejmenší roli. Největším problémem rakety Vulcan bylo, že její první start má přijít teprve příští rok a navíc nemá dostatečnou nosnost pro potřeby mise Europa Clipper. Společnost ULA sice ve své nabídce navrhla blíže neurčené úpravy vylepšení rakety, které by dostaly nosnost na potřebnou úroveň, ale NASA nebyla přesvědčena, že tato nová verze rakety by mohla být certifikována včas (alespoň 12 měsíců před plánovaným startem v říjnu 2024). Kontrakt tedy nakonec získala společnost SpaceX se svou raketou Falcon Heavy. Ta má za sebou už tři úspěšné mise (a řada dalších jich proběhne v následujících pár letech) a zároveň je přínosem její velká podobnost s Falconem 9, který má dnes za sebou téměř 100 úspěšných startů v řadě. Na rozdíl od Vulcanu nebo New Glennu tedy jde o prokazatelně osvědčenou a spolehlivou raketu.

Neoficiální vizualizace rakety Vulcan mířící na oběžnou dráhu (Autor: Mack Crawford / NASA SpaceFlight)

Prohlášení NASA ohledně udělení kontraktu SpaceX neobsahovala informaci o tom, zda při startu Falconu Heavy dojde k záchraně centrálního či bočních stupňů. Kupříkladu Eric Berger ze serveru Ars Technica se však domnívá, že družice bude pro svůj start vyžadovat obětování všech stupňů. Tomu nahrává také oficiální kalkulátor NASA, který uvádí, že Falcon Heavy v režimu bez záchrany stupňů dokáže na potřebnou trajektorii dopravit 6400 kg, což je jen o trochu více než 6tunová hmotnost sondy Europa Clipper.

Pro rozklíčování otázky znovupoužitelnosti stupňů během této mise nám v tomto případě nepomůže ani cenovka mise ve výši 178 milionů dolarů. Falcon Heavy totiž má u sebe uvedeno několik různých cen za svůj start. Pokud budou zachráněny boční i centrální stupně, stojí 90 milionů, když bude obětován centrální stupeň, SpaceX si přirazí 5 milionů a v případě zahození všech stupňů naroste cenovka na 150 milionů dolarů. Jedná se samozřejmě o orientační ceny, protože v některých případech nabízí SpaceX rakety pod cenou, když bude moci využít již letěné stupně. Jindy naopak požadavky armády či NASA zahrnují další náklady na integraci či předstartovní služby, jejichž hodnota může celkovou cenu za start navýšit klidně o desítky milionů dolarů. Pokud ale opravdu dojde k zahození celé rakety při startu, SpaceX nabídlo svůj nosič NASA velmi levně. V podobném duchu se vyjadřují různé komentáře světových médií, které kupříkladu uvádí, že použitím Falconu Heavy místo SLS ušetřila federální vláda a NASA něco mezi 700 miliony až 2 miliardami dolarů.

Falcon Heavy v hangáru před misí Arabsat 6A (Foto: SpaceX)

Dostupné komentáře se tedy rozplývají nad nízkou cenou, kterou NASA zaplatí za vypuštění jedné ze svých vlajkových lodí tohoto desetiletí, zároveň ale poukazují na fakt, že přechodem z SLS na Falcon Heavy dojde k prodloužení cesty družice Europa Clipper k jejímu cíli – místo necelých tří let potrvá družici cesta 5,5 roku. Nutno však dodat, že Falcon Heavy by neměl mít problém odstartovat hned v roce 2024, zatímco raketa SLS pro tuto misi by nejspíš v té době připravena nebyla. Všechny aktuálně vyráběné stupně SLS totiž jsou zamluveny pro mise Artemis a navíc by bylo potřeba vyvinout a otestovat nákladní variantu rakety. Na SLS by tedy Europa Clipper odstartoval o pár let později, což by představovalo stovky milionů dolarů navíc za dodatečné roky skladování před startem a ve výsledku by sonda k Jupiteru nejspíš dorazila zhruba ve stejnou dobu jako při použití Falconu Heavy. V případě rakety SpaceX bude sonda muset během cesty provést dva gravitační manévry, ten první se uskuteční v únoru 2025 u Marsu a k druhému dojde v prosinci 2026 u Země. Přílet k Jupiteru je očekáván v dubnu roku 2030. Pokud by se družici nepovedlo odstartovat ve zvoleném startovním okně, přichází do úvahy i dva záložní termíny v letech 2025 a 2026.

Umělecká představa sondy Europa Clipper (Zdroj: NASA/JPL)

Po svém příletu k Jupiteru bude sonda z jeho oběžné dráhy pomocí řady přístrojů detailně studovat ledový měsíc Europa. Cílem mise je zjistit, zda by se na povrchu Europy mohly vyskytovat podmínky pro život. Během celkem 44 průletů okolo Europy bude družice fotografovat povrch měsíce, zkoumat jeho složení a zjišťovat, zda na jeho povrchu neprobíhá geologická aktivita. Družice bude i měřit tloušťku ledové slupky, pátrat po podpovrchových jezerech a mořích, určovat jejich hloubku a salinitu. Primární mise by měla trvat 4 roky. Nám samotným pak nezbývá nic jiného než popřát sondě hodně štěstí a SpaceX pogratulovat.

K článku přispěl také Petr Melechin.

Jiří Hadač



Mohlo by se vám líbit...

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

Zajímavé by bylo pokud by sonda nakonec letěla na Starship. Přece jenom za 3 roky by to už mohl být spolehlivý a ověřený nosič. Otazka zdali by bylo lepší řešení k sondě doplnit další stupeň nebo SS poslat na jednosměrnou cestu.

Ricardo

Je možné, že Europa Clipper vynese raketa Jan Hus která bude startovat z kosmodromu Libavá. Protože má mnohem vyšší nosnost než Starship, tak má dostatek palivových rezerv aby Clipper vysadila přímo na oběžné dráze Europy a pak ještě Jan Hus přistál na povrchu Europy. Po nabrání vzorků z povrchu se pak vrátí zpět na Zemi. Samozřejmě kvůli případnému napadení neznámou formou života (jak se již jednou stalo viz film Europa Report) bude mít na palubě automatické rychlopalné věže ovládané umělou inteligencí 😀

PetrK

Tomu brání jedna poměrně důležitá skutečnost. Nebyla přihlášena do výběrového řízení.

Ricardo

Což je škoda kvůli pitomímu papíru, protože jsme mohli ukázat že jsme nejlepší na světě stejně jako jsme byli v 50-letech nejlepší na světě ve vývoji počítačů kdy jsme předběhli IBM, viz profesor Svoboda a jeho počítač SAPO

https://www.root.cz/clanky/prichod-hackeru-pribeh-profesora-svobody-potreti/

Mohli ukázat že jsme na špici ve vývoji raket. Takhle raketa Jan Hus bude poletí k Europě naprázdno jen jako test. A nikdo se o tom nedozví, což je škoda.

Naposledy upraveno před 1 měsícem uživatelem Ricardo
Premek

Možná bysme spíš měli procvičovat pravopis, abychom si pak v papírech neutrhli ostudu 😉

Meh

Papir snese hodne …

PetrV

Změny jsou vždy možné. Klidne ať prejmenují SS na FH…
Původně byl zamyšlen SLS. Ten bude ale zaneprazdnen drozkarenim k měsíci a hlavně je drahý až to bolí.

3,14ranha

1) Vulcan od ULA ztratil body, protože už sice fyzicky existuje letový exemplář a dokonce i většina součástek už má za sebou (v předstihu) demonstrační let na Atlasech, ale zatím ještě neletěl tři ostré mise.
…a vy už nám tady básníte o Starship což je stále teprve TECHNOLOGICKÝ DEMONSTRÁTOR. Trochu trpělivosti by neuškodilo 😀

2) Starship se bez dotankování ani neodlepí z LEO. Bez technologie dotankování na orbitě je Starship jen sedící kachna (v objemu 1000+ tun ! což je o tři řády víc než kdy kdo dokázal). Takže buď musíte počkat až se SpaceX naučí tankovat na orbitě stovky a stovky tun (to taky znamená že tankery musí startovat v intervalu jednotek dnů, nebo musíte doplnit zatím neexistující technologii na aktivní chlazení stovek tun paliva aby se vám na orbitě během čekání na tankery zase neodpařilo).

Takže opravdu by mohlo být rychlejší a tedy schůdnější vytvořit na LEO “vláček” urychlovacích stupňů (jeden by skoro určitě nestačil) a teprve jako poslední by na špici byla posazena sonda.

Problém je prostě ten, že Starship je sama o sobě dost jednoúčelová záležitost – létá na metan (a ten lze získat jen na Zemi a teoreticky na Marsu), má suchou hmotnost takovou aby s nákladem a po dotankování doletěla tak akorát k Marsu (a šlus). Bez dotankování je to jen taxík na LEO (tak jako byly raketoplány Shuttle).

Reusable není zadarmo, musíte za ni platit krvavou daň na výkonu (protože při urychlování nejvíc kinetické energie získáte vždy spálením až té poslední tuny paliva. A tu mají reusable rakety rezervované pro přistávací manévry).

Já obecně držím SpaceX palce, protože přinesla do oboru čerstvý zdravý vítr. Dokázali jako první přistát s prvním stupněm orbitálním rakety (Blue Origin je předběhl s balistickým hopsadlem – na druhou stranu Bezosova raketka létá na vodík, takže její motor je technologicky nadřazený třeba Merlinům z Falconů 9).

ALE co musím Elonovi vyčíst že udělal z většinou racionální raketové vědy populistickou bažinu a kabaretní cirkus kdy lidé opravdu věří že když budete mít “dost velkou raketu” (BigF***Rocket) tak doletí kamkoli. No nedoletí, protože ciolkovského rovnice.

Naposledy upraveno před 1 měsícem uživatelem 3,14ranha
PetrV

Kolik je nosnost Starshipu na LEO? 150 tun. Třetí stupeň i s nakladem vypluje klidně k Marsu. Těch variant je spousta a žádná raketa nedokáže vynest tak levně 1 kg na leo.
Elon dělá pro rozvoj vesmiru více, nežli to bylo za souboje o Měsíc před 50 ti lety. Potřebuje nadchnout lidi. Stejně jako jsou reklamy na elejromobily i když je to díky špatnému eroei technologická kravina.
Kecy o populistické bažině jsou smutné…

Michal

Ak by sa nerátalo so záchranou Starship, ktorá by mohla byť razantne upravená pre tento štart (bez klapiek, tepelného štítu a bez atmosférických raptorov), taktiež ak by to bolo až tak nutné tak aj bez záchrany Super Heavy, tak by to možné bolo. Pre tak významnú misiu by sa mohla urobiť výnimka. Kto vie možno už v tej dobe za 3 roky bude pre SpaceX orbitálne tankovanie rutina a toto všetko by nebolo potrebné.

3,14ranha

2 stupně jsou stále příliš málo na tak energeticky náročnou misi. Opravdu si zjistěte co je to ciolkovského rovnice a co z ní vyplývá pro kosmickou dopravu, zejména od 2. kosmické rychlosti výš.

Třeba pro mise k Uranu, Neptunu, nebo mise typu “voyager” se dokonce i u rakety SLS počítá až se čtyřmi a půl stupni (SRB, centrální stupeň, druhý stupeň, pokročilý hydrolox třetí stupeň (Centaur) + kick stage na TPH (Star 48)) !!

PS: velmi pochybuji že by si SpaceX nechala za totálně překopanou Starship zaplatit méně než miliardu dolarů (tedy méně než stál vývoj Falconu Heavy, což jsou jen “svařené” tři falcony dohromady). To už let na SLS potom nevypadá tak předraženě…

PetrV

Starship je předně nejlevnější tahač na LEO i kdyby měl problémy se vrátit a být znovupoužitelný.
Tam si může dovolit vypustit 200 tun raketu včetně paliva klidně k Neptunu.
V první řadě jde o cenu a tam je to na zrušení SLS.

3,14ranha

Jenže Starship nemá kapacitu 200 tun nákladu (v maximálním možném nákladu na LEO mají parametry celkem podobné se SLS).

Opravdu to není tak jednoduché (zopakuji že cena za vývoj Falconu Heavy byla jedna miliarda dolarů a to jsou jen “tři svařené trubky”).

PetrV

teď se to blíží 200 tunám (196). Ať se ti to líbí a nebo ne.
Cena jednoho B+S kompletu se odhaduje na 50 mio usd.
Cena na vývoj Big Falcon Rocket bude +- obdobná.
Největší náklady jsou na infrastrukturu Starbase, testovací stavy apod.
I kdyby Big Falcon byl jednorázový, tak je to výhra kosmonautiky.

Petr Melechin

Vývoj FH stál 500 milionů, miliardu stála znovupoužitelnost Falconu 9. Ale náklady na vývoj F9/FH a znovupoužitelnosti se musí dost překrývat, tak bůh ví, jak to počítají. Užitečnější by asi byla celková částka za vývoj F9 + FH + znovupoužitelnosti.

PetrK

Ciolkovského rovnice se používá jen do 2. kosmické rychlosti.

3,14ranha

Na tuhle koninu jste přišel jak ?

Pokud si tohle myslíte, tak jste raketovou rovnici asi ani neviděl (natož pochopil).

PetrK

Já si to nemyslím. Já to mám vysledované z toho, jakým způsobem jsou urychlovány sondy k vzdálenějším planetám nebo někdy dokonce i k Měsíci. Tam nám Ciolkovskiho nahrazuje Newton s Keplerem. Tedy gravitační prak, směr pohybu a rychlost planet.
Tedy netvrdím, že Ciolkovského rovnice není použitelná nebo že neplatí. Jen má v těch scénářích výrazně menší vliv.

3,14ranha

Ciolkovského rovnice platí vždy pro každý raketový pohon.

Další triky k nasbírání energie:
Oberthův efekt – motor zapínáte v perigeu (peri-něco podle toho okolo čeho letíte) protože čím rychleji letíte, tím víc energie získáte ze spáleného paliva.
Gravitační prak – planety se pohybují nemalou rychlostí kolem slunce a trochu té energie si během průletu půjčíte).
… se používají tehdy když to jde a příliš si tím nezkomplikujete misi, viz níže.

NASA u Europa Clipperu vyměnila drahý nosič za podstatně levnější, ale slabší. Postihem za tuto volbu je tedy dvojnásobná doba přeletu k Jupiteru, protože chybějící energii (nosné rakety) musí sonda nabrat nejméně jedním gravitačním manévrem. SLS by letěla přímo k Jupiteru.

Je to (z pohledu čistě vědeckého) celkem škoda, protože na vědeckých datech z Europa Clipperu je závislá příprava dalších misí k měsíci Europa, včetně přistání landeru na povrchu měsíce.

Zkoumání sluneční soustavy vyžaduje buď hromadu EFEKTIVNĚ spálené energie, nebo hromadu času. A zatímco vyšší specifický impuls (motorů, paliva) se do urychlení nákladu promítá lineárně, přidáním objemu paliva přidáte pouze příslušný 0,7 násobek energie.

Proto byly vynalezeny stupňované expendable rakety, protože raketu s nekonečným množstvím paliva a nulovou suchou hmotností sestrojit nedokážeme (ne, ani Elon Musk to nedokáže).

PetrK

A přitom stačilo říct “Aha, tak takhle jste to myslel …”

Invc

Popravdě … nestačilo. Protože to cos napsal byla skutečně konina…

(Zhruba jako “spalovací motor se používá jen do 90 km/h, protože pak je to z kopce”).

PetrK

Takže způsob, jakým to používají raketoví vědci a inženýři v podstatě po celém světě, je ve skutečnosti konina ? Znamenám si.

Invc

Ale vůbec ne… jen ti blíže neurčení vědci dobře vědí, že jabka jsou jabka a hrušky jsou hrušky a nesnaží se tvrdit, že jabka se od určité rychlosti nepoužívají.

Ono totiž jakékoliv použití reaktivního pohonu má někde v pozadí Ciolkovského rovnici… nezapomněls tak trochu třeba na úpravy dráhy a změny orientace? Co třeba přechody z transfer orbit a na oběžné dráhy? (motorické manévry s využitím Oberthova efektu to tu už rybka nadhodil).A tak by se dalo pokračovat dál a dál….

Jednoduše používání reaktivních motorů nemá žádnou rychlostní hranici (a už vůbec ne 2. kosmickou). Nemá cenu se pokoušet nějakou hranici vytvářet. Pokud si to “vysledoval” tak se raději podívej znovu a tentokrát pořádně… vyber si nějakou zajímavou sondu a skutečně pořádně se podivej, co dělá (a kdy)…

PetrK

No změna orientace ani kurzu nemají tendenci překonat v tom daném směru zážehu 2. kosmickou rychlost, že ? Jablka a hrušky jsi říkal ?
Oberthův efekt , tak jak ho popsal rybka zase využívá gravitaci a pohyb planet. Že by Newton a Kepler ? Nicméně musím uznat, že je pro mne novinka, že je to jen jedno z možných použití.
Navíc jsem napsal (a ty na to reagoval), že Tedy netvrdím, že Ciolkovského rovnice není použitelná nebo že neplatí. Jen má v těch scénářích výrazně menší vliv.
Brždění beru, přestože tam nedochází ke zvyšování rychlosti nad 2. kosmickou, ale reverzně je to v podstatě totéž.
Já jsem nevytvořil žádnou hranici. Tu vytvořil kolega a snažil se s ní tvrdit, že potřebujeme nutně x stupňů, protože Ciolkovskij. Jenže ono víc stupňů neznamená víc Ciolkovskij. Například princip dotankování na orbitě bude pořád Ciolkovskij, ale ne víc stupňů.
A právě Ciolkovskij vede ke gravitačním manévrům, které vedou k úspoře paliva/hmotnosti, což je to, co nás dnes limituje nejvíc. Proto se dnes používají gravitační manévry, protože je lepší si palivo ušetřit pro vědeckou práci, případně pro řešení problémů. Dost často právě díky tomu, že mají samotné sondy více paliva, tak přesluhují.

3,14ranha

Asi úplně první kdo promyslel vícestupňové rakety byl právě Ciolkovskij. A bylo to právě proto že si díky (po něm pojmenované) rovnici dokázal spočítat že: jeden (lehčí) stupeň navíc může nákladu přidat víc energie než zdvojnásobení paliva na předchozím stupni !!!

Pokud se suchá hmotnost jednoho stupně nemění, pak vám každý další kilogram paliva přidá méně a méně energie ! Protože do okamžiku spálení je to palivo zase jen další náklad navíc který vám energii napřed sebere než nějakou zpět vydá.
Angličtina to nazývá: Problem of diminishing returns – přidávání stále více paliva k jednomu a témuž stupni má “klesající výnos” (energie).

Problém s orbitálními manévry je ten, že ne vždy je můžete použít a téměř nikdy byste je nechtěl použít, pokud byste nemusel (spuštění motoru po několika letech mrazivého přeletu a hibernace je vždy obrovské riziko navíc). Sonda Juno by mohla vyprávět o zamrzlém palivovém systému (hlavního motoru).
Navíc třeba blízko Jupiteru panuje doslova vraždící radiace (aspoň centimetr tlustá kovová krabice je naprostý základ pro ochranu elektroniky blízko Jupiteru a to mluvíme o speciálních čipech které jsou proti radiaci asi 1000x odolnější než civilní verze). A přitom efektivita gravitačního manévru je přímo úměrná (pádové) rychlosti a síle gravitačního pole tělesa, smůla…

Kdyby byl Falcon Heavy (dnes nejvýkonnější raketa s ostrou misí) jen o málo slabší (nebo kdyby byla použita Ariane 5), musela by sonda Europa Clipper být projektovaná na nejméně dvojnásobnou životnost a na zvládnutí mimo jiné extrémního tepla při průletu okolo Venuše aniž by samozřejmě ztratila odolnost proti extrémnímu chladu daleko u Jupiteru.

Každý projektant sondy do deep space a každý vědec čekající na vědecká data z cílového tělesa by upsal duši ďáblu aby sonda nemusela používat gravitační manévry !

PS: nechápejte to jako rýpání, jen mi občas přijde že debata o vesmírných letech trochu připomíná turisty co si na vysokohorskou tůru vyjdou v žabkách a nátělníku.

Naposledy upraveno před 1 měsícem uživatelem 3,14ranha
PetrK

Tak jo. Moje oblíbená sonda Galileo nabourala do Jupiteru rychlostí cca 47km/s. Gravitační manévry u Venuše a Země jí přidaly jen kolem 12km/s. Otázkou zůstává, jestli to byla rychlost vůči Jupiteru nebo Zemi, jakou rychlost ji udělila sama Země. Nicméně tak jako tak to znamená, že reakční motory samotné sondy ji dodaly podstatnou část rychlosti. Předchozí stupně jí daly něco nad 2. kosmickou.
Takže uznávám, že vliv reakčních motorů je větší než jsem se domníval.

3,14ranha

PPS: ono jenom odstrojení “přebytečných” částí (štít, klapky, motory) by rozhodně nestačilo. Bylo by potřeba odlehčit i samotnou konstrukci Starship, aby to mělo významný vliv na nosnost při vysoce energetických trajektoriích.

A motorů moc sebrat nemůžete, protože Superheavy končí svoji práci těsně u dolní hranice LEO. Takže potřebujete opravdu hodně okamžitého motorového výkonu pro vytrhnutí se ze Zemské gravitace.

3,14ranha

Musím vážené debatéry zklamat, fyzikální zákony opravdu nefungují podle laiků na internetových diskuzích 😀

To by byl panečku technologický pokrok, kdyby se hlasováním daly ohýbat fyzikální zákony. 😀

PetrV

Jak píši jinde, starship je nejlevnější tahač na LEO. Pak klidně vypustí 200 tun 3. stupeň i s nákladem.
Jak teď vychází Ciolkovskij? 🙂

Naposledy upraveno před 1 měsícem uživatelem PetrV
Jiří Lacina

SpaceX se pomalu začíná dostávat do pozice výhradního dopravce (do vesmíru) pro NASA.
Koho by to před pouhými patnácti lety napadlo.

Lukáš

Ta znovupoužitelnost raket k tomu směřovala

PetrV

Osobne si myslím, že je hlavně spolehlivý a cena ok.
BO za 21 let toho moc nedokázali s chvíli bude trvat, než porazí historickou kosmonautiku boeing, LM atd…

Jiří Hošek

Skvělý článek, díky za něj. Nicméně, při použití jiných zdrojů informací chápu některé skutečnosti jinak, než jak jsou popsány v článku. Zkusím se tedy o tyto postřehy podělit formou komentáře.

Těch 700 milionů až 2 miliardy dolarů nejsou přímé úspory v podobě nižších výdajů federální vlády. Peníze na nosnou raketu pro EC byly po několik let v rozpočtu NASA vyčleněny ve dvou různých položkách. V položce Europa Clipper byly vyčleněny peníze v odhadované výši ceny za komerční nosnou raketu, zbytek měl být financován z položky Space Launch System.

NASA oficiálně rozhodla o vynesení EC komerční raketou v únoru 2021. Následně byl v květnu 2021 zveřejněn návrh rozpočtu NASA na fiskální rok 2022 s ročními výhledy až do fiskálního roku 2026. A položka SLS tam oproti dosavadním projekcím není nijak nižší. V tomto časovém období totiž nemá být vyrobeno o jeden centrální stupeň SLS méně, ale jde o jeho převedení do programu Artemis. V souladu s dosavadním plánem byla loni zahájena výroba třetího a letos čtvrtého centrálního stupně SLS.

Dne 18. května 2018 bylo vydáno rozhodnutí zajistit vynesení mise EM-2 (nyní Artemis II) a vynesení sondy Europa Clipper dvěma raketami SLS ve verzi Block 1. Zde je originální text rozhodnutí:

https://cdn.vox-cdn.com/uploads/chorus_asset/file/11119789/em2.pdf

Dne 26. března 2019 viceprezident USA Mike Pence pověřil NASA, aby urychlila plán příštího pilotovaného přistání na Měsíci z roku 2028 na rok 2024. Následně bylo rozhodnuto použít první z těchto dvou raket SLS Block 1 pro Artemis II a druhou pro Artemis III. Vynesení sondy Europa Clipper bylo formálně odloženo až na čtvrtý start rakety SLS Block 1, nově předpokládaný na rok 2025. NASA ale čtvrtý exemplář horního stupně ICPS v souvislosti s podanými žádostmi Kongresu o přesun EC na komerční raketu neobjednala. Odstranění požadavku na vynesení EC raketou SLS z textu rozpočtového zákona v prosinci 2020 umožnilo uvolnit čtvrtou SLS pro Artemis IV, nyní však nikoli ve verzi Block 1, ale nově ve verzi Block 1B s horním stupněm EUS.

Jak jsem napsal výše, v květnu 2018 bylo rozhodnuto vynést EC nákladní verzí rakety SLS Block 1. Ta měla mít aerodynamický kryt o průměru 5 metrů, v současnosti používaný na raketách Delta IV Heavy. Na fotografii v článku je však nákladní verze SLS Block 1B, o níž se uvažovalo dříve. Aktualizovaný obrázek je tady:

comment image

Z článku se nelze nijak dostat na oficiální dokument o výsledku výběrového řízení. Přímý odkaz na prohlášení o výběru je tady:

https://sam.gov/api/prod/opps/v3/opportunities/resources/files/93cd61f10da241e3bf2eaff83f274920/download?api_key=null&token=

Z textu je zřejmé, že druhou společností, která se přihlásila do výběru, nebyla United Launch Alliance (ULA), ale její dceřiná společnost United Launch Services. To jen na okraj.

Letové trajektorie EC, popsané v článku, bude možné dosáhnout díky přidání urychlovacího stupně Star 48. O tom, že Star 48 bude součástí vynášeného nákladu, již bylo rozhodnuto. Bez něj by při použití rakety Falcon Heavy byly nutné gravitační manévry u Venuše. S tím by souvisely potřebné úpravy konstrukce EC kvůli blízkosti Slunce při průletech kolem Venuše a celková doba letu k Jupiteru 7,5 roku.

Petr Melechin

Díky za doplňující informace. Akorát s tím urychlovacím stupněm si nejsem jistý – z aktuálních diskuzí jsem pochopil, že mise nakonec byla navržena tak, že Star 48 není potřeba.

PetrK

Podle mne z té diskuze plyne, že kick stage je zbytečná a Jirka Hošek píše o tom, že je rozhodnuto, že bude. To nejde proti sobě.

Jiří Hošek

Díky, vycházel jsem jsem z toho, že bez Star 48 by EC musel k Venuši.
https://arstechnica.com/science/2021/07/spacex-to-launch-the-europa-clipper-mission-for-a-bargain-price/

Petr Melechin

No jo, ale mně právě přijde, že všichni předpokládají použití Star 48, ale vycházejí přitom z pár let starých informací z doby, kdy se o FH začalo mluvit jako o potenciální alternativě SLS. V aktuálním oznámení NASA ani v tom source selection dokumentu nikde nevidím potvrzení, že plán se Star 48 stále platí. Stejně tak není nikde oficiálně uvedeno, jestli se poletí k Venuši, nebo ne, ani kdy má Clipper při použití FH dorazit k Jupiteru. Zároveň v tom dokumentu jsou uvedeny C3 požadavky, z kterých podle té zmiňované diskuze vyplývá, že Star 48 není potřeba. Kde tedy bereme jistotu, že je použití kick stage stále v plánu? Přijde mi, že NASA možná zatím stále zvažuje obě varianty (s/bez kick stage), přičemž FH zvládne obě, ale zatím nepadlo finální rozhodnutí. Ale možná jsem něco přehlédl, nebo mi něco uniká.

Jiří Hošek

Trajektorie Mars-Earth-Gravity-Assist byla uvedena tady
https://sam.gov/opp/782677e5f40046ae950391c4501b408c/view

Petr Melechin

Už to asi chápu. Pokud by sondu nesla Delta IV Heavy, musela by provést několik gravitačních manévrů (včetně u Venuše, což by vyžadovalo tepelné úpravy sondy). FH je ale silnější a dokáže to jen s manévry u Země a Marsu. Verzi se Star 48 pak stačí pouze manévr u Země. Z toho oficiálního RFP tedy vyplývá, že NASA zvolila variantu Země-Mars-Jupiter, která nevyžaduje Star 48, ale kromě SLS ji zvládne pouze FH.

EDIT: Na NSF tvrdí, že Star 48 nebude.

Jiří Hošek

Teď to chápu takhle: Podle odkazu Jiřího Hadače z roku 2018 na straně 3 dole potřebovaly všechny komerční rakety včetně Falconu Heavy před odletem do vnější části Sluneční soustavy gravitační pomoc od Venuše (plánovaná trajektorie Země-Venuše-Země-Země-Jupiter). Pokud by na Falcon Heavy byl přidán stupeň Star 48, stačil by jediný průlet kolem Země (tedy trajektorie Země-Země-Jupiter)

Podle toho RFP (viz můj příspěvek v 15:00) NASA zvolila variantu s přidáním gravitační asistence Marsu (tedy trajektorie Země-Mars-Země-Jupiter). Současně však NASA nedala Star 48 jako podmínku (což jsem se mylně domníval), ale ponechala rozhodnutí o kick-stage na dodavatelích startovní služby. To je uvedeno na straně 101 v PDF souboru Europa Clipper RFP Rev 1.pdf, který je volně přístupný úplně dole na adrese
https://govtribe.com/opportunity/federal-contract-opportunity/europa-clipper-launch-services-80ksc021r0018

“The Contractor shall define (in Table D1-C) the Vehicle Configuration, Booster Stage, Solid Rocket Motors (SRMs) (if applicable), Upper Stage, Kick-Stage (if applicable), Booster Engine, Upper Stage Engine, Avionics Architecture/Generation, and Fairing configuration for the Europa Clipper Mission.”

Petr Melechin

Dobrý nález, ale tohle mi přijde jen jako nějaká standardní smluvní klauzule, která prostě jen říká, že konfiguraci rakety a jejích částí si určí dodavatel v rámci smluvní nabídky, s kterou se bude ucházet o kontrakt. V tomhle kontextu se ta zmíněná kick stage podle mě týká jen toho, když je běžnou nebo volitelnou součástí rakety (jako je to třeba možné přiobjednat u Electronu). V případě EC by ale Star 48 asi byla brána spíš jako součást nákladu, nikoli jako součást rakety, a o jejím (ne)použití by tedy rozhodovala NASA, ne dodavatel. Takže tenhle odstavec bych si asi nutně nevykládal tak, že si SpaceX určuje, jestli chce kick stage, nebo ne. Ale bůh ví.

lukas

FH uz nejde viacej odlahcit.?mozno do roku 2024 este pridaju 1 az 2 tony k nosnosti.

3,14ranha

Já jsem laik (skutečně přesnou odpověď byste musel žádat od raketového inženýra, nejlépe od zaměstnance SpaceX), ale přidání nosnosti o jednotky tun (na LEO) u tohoto typu mise nic neznamená.

SLS block1 má nosnost (na LEO) skoro přesně o 50% vyšší (než FH) a ještě má navíc druhý stupeň efektivnější (hydrolox) pro dráhy s vysokou energií/rychlostí (C3). A ani tak by tam nezůstala velká rezerva.

Zkoumání sluneční soustavy vyžaduje hromadu efektivně spálené energie… (nebo hromadu času a poměrně dražší sondu – aby přežila x letou cestu s plně funkčním vědeckým nákladem).

3,14ranha

OK, pro mínusáře polopatě:
SLS používá v centrálním (i druhém) stupni vodík. A využívá vysoce efektivní motory RS-25D (respektive RL-10) = větší specifický impuls už z chemických pohonů v podstatě nejde vymáčknout.

SLS block1 má hrubý výkon (na LEO) o 50% vyšší než FH. A přesto dokáže SLS dopravit (přímou – balistickou trajektorií) k Jupiteru právě jen lehce přes 6 tun (což je i váhový limit Europa Clipper).

Ve skutečnosti Falcon Heavy má nosnost k Jupiteru NIŽŠÍ než Delta Heavy (která ale odchází do důchodu) a plus minus podobnou nosnost jako nejsilnější Atlas V.

Proč ? Protože na specifickém impulsu záleží tím víc, čím energetičtější dráhu letíte. (nosnost nákladu s rostoucí energií/rychlostí klesá exponenciálně, a záleží na efektivitě rakety jak moc plochá ta exponenciála bude). Můžete mít základní nosnost na LEO třeba i tisíc tun ale k celkem blízkému Jupiteru třeba ani nedoletíte (respektive k dráze Jupiteru budete mít zápornou nosnost).

Naposledy upraveno před 1 měsícem uživatelem 3,14ranha
Adam Ř

Pokud se dobře pamatuji, tak F9H bez přistání má vyšší nosnost než ∆IVH na úplně všechny dráhy.

lukas

dakujem

PetrK

Jinými slovy – projekt EC ušetří, ale NASA ne. NASA si celkově připlatí za FH+S48. Podle tohoto časového období …

Ivo

Ano čisté byrokraticky je to jak píšete, ale pro normální lidi je jasné, že se uvedená částka ušetří.

PetrK

🙂 . Čistě byrokraticky … spíš čistě napřímo řečeno bez PR pro lidi. Že projekt EC ušetři je pozitivní. Že se ta výkonná, ale drahá raketa stejně koupí, už tolik pozitivní není. Nutno dodat, jen z pohledu peněz. Otázkou zůstává, jaké jsou podmínky. Mohla NASA vůbec zrušit výrobu jednoho exempláře? Jaký by to mělo dopad ne cenu těch zbývajících?
Mně to spíš připomíná “normální” situaci ve státní správě typu vlk se nažral a koza zůstala celá. “Hele, my na tohle použijeme jiného dodavatele, ale nemusíš se bát, o svoje nepřijdeš. Něco najdeme, protože už se něco rýsuje”.

PetrK

“Něco najdeme, protože už se něco rýsuje”? 😀
Já to všechno beru. I to, že NASA nejde řídit jako firma :-). Rozumím i tomu, že na 4 roky dopředu budou chtít mít další nosič pro Orion.
Nicméně, další pohled říká, že v roce 2025 by mohlo dojít už i na SX a BO … Takže beru i to, že lepší vrabec v hrsti, než holub na střeše.
Celkově to vypadá tak, že plní politické zadání (urychlit Artemis) za cenu FH pro EC. Otázkou je, jak daleko byla AIV před změnou a jak daleko je po změně. A jaká byla šance, že pro AIV by to nemusela být zrovna SLS. Změnou se tedy velmi pravděpodobně dodrží počet minimálně odebraných SLS.
Tedy NASA v horizontu 5 let možná ušetří a možná ne. Ten finální počet odebraných SLS byl pro mne vždycky takový zamlžený. Takže pokud z FH=EC plyne SLS -1, tak ušetří. Pokud se pro každou dříve plánovanou SLS najde užití, tak ne.

Jiří Hošek

To se nedá odvodit z SLS pro Artemis IV. Před vyvedením sondy EC z SLS byl čtvrtý centrální stupeň SLS objednán a pro pátý byl zahájen proces objednávek položek dlouhodobé povahy. Ve 4. čtvrtletí 2021 by ovšem měla být mezi NASA a Boeingem dokončena smlouva Stages Production Evolution Contract, která má zastřešovat objednávky dalších centrálních stupňů.

PetrV

To nezní dobře pro realitaci dalších částí artemis, když orion sežere vetsinu peněz a je vlastně jen drožka pro lidi.

PetrV

Kadence výroby SLS není dostatečná. Složité transporty křížem krážem usa z ní dělají predrazeny produkt,který zatěžuje rozpočet NASA. Chybí potřeba efektivity, protože pašalík.
Starship do SLS udělá stejný zásek jako F9 ve svém segmentu. Je to konec staré kosmonautiky jak píší amíci na diskusích.

Marek Buchar

Ta orbitální mechanika mi nedává moc smysl …. letím ze Země k Jupiteru okolo Marsu (to se dá jěště pochopit) a Země (ehm?)

PetrK

No prostě zrychlení, které dodají gravitační manévry, bohatě vyváží nepřímou cestu. Když si s sebou vezmu víc paliva, mohu letět více přímočaře. S méně palivem mi nezbývá, než si pomoci jinak. Tedy je to o nosnosti na únikovou dráhu a delta rychlosti, kterou potřebuji udělit k dosažení konkrétní trajektorie.
Jinak mrkněte třeba na Galileo (sonda) – Wikipedie (wikipedia.org). Sonda Galileo se na cestě k Jupiteru k Zemi vracela dokonce dvakrát. A vyrážela na úplně druhou stranu k Venuši …

Naposledy upraveno před 1 měsícem uživatelem PetrK
Radek

Nesmíš to brát tak schematicky Merkur Venuše země Mars protože při tom manévru můžou být budoucí zamýšlený body v křivce Mars země Venuše

Invc

1) Zamysli se hlouběji nad tímhle: po většinu času, je nejbližší planetou k Zemi planeta Merkur. Pomůže ti to se změnou myšlení – zejména si uvědomit co a jak se ve Sluneční soustavě hýbe. (Dokud mi to budeš chtít vyvracet “ale ale Venuše” tak se na “to” nekoukáš správně).

2) Až tohle zvládneš… pak by ti už nemělo dělat potíž vnitřně si upravit myšlenku “sonda letí odněkud někam” na myšlenku “sonda obíhá kolem Slunce a planety, které cestou potkává, postupně mění tu oběžnou dráhu sondy tak, že nakonec se potká s Jupiterem”

3) a pak koukni třeba sem … pomáhá to “představivosti” a můžeš se podívat na rozestavení planet v různé době ( jen si povypínej komety… překáží).

https://theskylive.com/3dsolarsystem

LZ.

Jasně by to šlo vidět na mapě Solarniho systemu. Haček je, že v nějbližších dekádach asi žádna nebude, protože je plně 5D a my máme problém vůbec s 3D mapou.

Tom

To SLS je hrozná díra na peníze…

PetrK

Spíš taková Hladová zeď …

Jan Tichavský

Hlavně je škoda těch určitě šikovných lidí co tam dělají. Místo aby vymýšleli novou, moderní koncepci raket tak dávají dohromady staré a nové součásti z desetiletí starého konceptu a k prvnímu zkušebnímu letu se dostanou po 10 letech práce. A to mají možná neodstranitelné potíže s vibracemi, ale jednou bylo rozhodnuto, tak musí na tom návrhu pracovat ať je dobrý a efektivní nebo ne.

PetrV

Nestraste vibracemi. To by byl pak let orionem ruská ruleta.

LZ.

“Hlavně je škoda těch určitě šikovných lidí co tam dělají.” Myslíte, že by měli dělat raději udržbaře jak to dělají dneska ti šikovní Češi? V ULA dělají na 20 let zastaralé raketě, my mlátime do stroje, aby dál fungoval a vyraběl auta. Případně jim nějaký člověk podává vozíkem baterky (viz video havarie ve skladu baterii pro škodovku).
Nejsme schopni schrastit ani peníze na propojeni řek (podobný projekt zvládli asi v Belgii tušim v 17 století s lopatama)
Zaměstnanců na to máme dost, ale nechceme makat za minimální plat, zatímco majitele firem nás prodávají za stamiliony.

Adam Ř

Ne.
Měli by radši dělat moderní raketu

3,14ranha

V ULA dělají na raketě která sice nebude cool přistávat na mořské plošině, ale zase má třeba právě k Jupiteru vyšší nosnost než Falcon Heavy (expendable). Hodnota rakety se vždy posuzuje podle schopnosti spolehlivě a přesně splnit misi. Vše ostatní jsou podružnosti, zejména u sond které jsou 10 x dražší než jejich raketový nosič.

Dunaj-odra-labe není o penězích které tam vložíte, ale právě naopak o penězích které získáte zpět (minus ekologické škody způsobené takovým nesmyslným projektem). Nemá smysl páchat ekologickou katastrofu která ještě navíc bude i finančně prodělečná !

PS: přesně tohle (podávání strojům) lidé dělají i v hypermoderní továrně na výrobu Tesel. Elon už taky zjistil že na něco jsou lepší stroje a na něco jsou lepší (levnější) mexikánci/ukrajinci.

PetrV

Rybko,s kanálem d-o-l se krutě mýlíš. Ostravsko znám velmi dobře a překvapuje mne kolik neználků bez přečtení základní dokumentace vynáší soudy vynáší soudy. Asi jsi nečetl ekologickou studii. Tam jsou popsány klady a zápory projektu. Do Ostravy kanál je nutnost, protože tam chybí voda a ta je pekelně drahá. Navíc energeticky je to přečerpávací elektrárna, což pochopí jen energetik přenosové soustavy co je to zdroj M5+ a M5-. Ochrana před povodněmi je bez debat. I kdyby tam neplula jediná loď, tak tím je to výdělek.
Ekologická katastrofa se děje jen v pomatených hlavách. Naopak přibude díky vodě život. Pamatuji ještě mrtvá ramena Odry u Petřkovic. Dnes je tam zvlněná dálnice – zásyp (skládka) a dálnice dílo posledních 30ti let.
Kanál je z půlky hotový, aniž to tušíš. Chyběl úsek v Polsku a ten bude dokončen.

Je to mimo téma.

LZ.

Všem děkuji za odpověď.
Po hlubším zamyšleni jsem dospěl k názoru, že ULA je opravdu hladová zeď jako ESA.
V podstatě si tam vládci udržují raketové inženýry, aby nešli raději makat do supermárketu. Co kdyby vypukla válka a někdo potřeboval experta na nejmodernější zbraně, který nemusí napřed pět let číst manuály.

Pokud chce raketový inženýr něco vyrobit/vymyslet, pracuje ve SpaceX, pokud chce vydělat na nájem (případně i na teslu), pujde pracovat do ULA, nebo NASA. Nezhroutí se přepracováním a za stejnou práci dostane 3 až 10x víc $$.

Jen je škoda, že my nic jako SpaceX nemáme. Není kde něco vyrobit/vymyslet.
Nebo máte nějaké tipy?

3,14ranha

Neuražte se, ale nechcete si o problematice zjistit trochu víc, než to začnete glosovat?

ESA je kosmická agentura která vyrábí sondy a služby raketových nosičů si kupuje od třetích stran. Volně sdružuje evropské státy (nezávisle na EU).

Evropskou firmou která se zabývá výrobou raket a i samotné starty zajišťuje je Ariannespace což je vůbec první komerční firma na vynášení nákladů na orbitu na světě. Celé roky dominovala komerčním letům a ještě i dnes je to dvojka po SpaceX. Je klidně možné že rakety Arianne vynesly na GEO dráhu dobrou polovinu telekomunikačních družic které tam teď celé lidstvo má. Evropané se nemají za co stydět.

ULA je firma která nikdy nesoutěžila o úplně nejnižší cenu (ani SpaceX není levnější než třeba rusové, nebo indové). ULA si vždy zakládala na 100% spolehlivosti a 100% splnění mise (a to i těch nejsložitějších jako sondy k marsu, plutu, nebo teď k povrchu slunce). Tomu i přizpůsobili nabízené rakety, které mají výkonné horní stupně, aby ten náklad vůbec někam do hlubin, nebo za okraj sluneční soustavy doletěl.
Proto ULA stále má (a ještě dlouho bude mít) dobré jméno u vědeckých a vojenských sond (které jsou zpravidla unikátní, nejsou sériové a jejich hodnota je 10-100x vyšší než cena nosiče na startu).

Zakládat si na tom že nutně musíme mít firmu jako SpaceX je pošetilost. SpaceX – to jsou pořád chemické rakety a ty nikdy nebudou levnější o víc než jeden až dva řády proti konkurenci (bez SpaceX se dá docela dobře obejít). Navíc konkurence je nikoli snad ostrá, ale je hodně početná a je problém takovou raketovou firmu uživit (jak už ví Ariannespace a jak už zjistil i Elon Musk když vyčistil playlist a noví zákazníci se nijak nehrnou – prostě není poptávka, poptávka po startech raket má nízkou tzv. elasticitu).
Daleko důležitější je buď objevit přelomový typ pohonu, nebo sestrojit kosmický výtah. Tam věřím že k tomu evropané budou mít co říct i v budoucnosti, protože evropa je stále na špici v základním výzkumu.

PS: jinak potřebu mít a zaměstnávat naše vlastní (evropské, eventuálně i české) raketové inženýry bych zahrnul mezi top 10 klíčových otázek národní (stejně jako evropské) bezpečnosti. Jak správně píšete kosmické rakety jsou defacto rekvalifikace nosičů ZHN a samotné použité technologie stále mají svůj přesah do technologií vojenských.
“Kdo překová meče v pluhy, bude otročit těm kdo si nechali meče.”

Naposledy upraveno před 1 měsícem uživatelem 3,14ranha
PetrV

Kosmický výtah je blbost s atmosferou, nový typ pohonu je problém. Ve vakuu snad ne, ale v atmosféře to chce umět pracovat se zakladnimi silami. Úmyslně nemluvím o gravitaci, coz je patrně souhrn jiných sil.
Takže SpaceX je technologicky vrchol současnosti.

Naposledy upraveno před 1 měsícem uživatelem PetrV
3,14ranha

PPS: Jedna z klíčových kosmických firem pro celý svět, byť jen jako dodavatel je RUAG International, švýcarský výrobce aerodynamických krytů a jiných velkorozměrových struktur z uhlíkových kompozitů.

A mimochodem vojenské inženýry potřebujete i v době míru. Tehdy dokonce nejvíc. Aby ten mír trval co nejdéle potřebujete dát potenciálním agresorům na vědomí že se nevzdáte bez boje – že útok na vás je bude hodně bolet a na to potřebujete mít moderní zbraně. Sivis pacem, para bellum.

Naposledy upraveno před 1 měsícem uživatelem 3,14ranha
PetrV

Krytem nepritele neutlučete. Trochu jako bitva u hrkr 1866. RU armáda s bambitkami a prušáci s rychlopalnými zbraněmi. Je to ale mimo téma.

Jiří Lacina

Omlouvám se , ale s tím , že je nejdůležitější spolehlivost rakety rozhodně nemáte pravdu.
Rozhodující je celkové ekonomické hledisko z hlediska společenských nákladů.
Připusťme že máme dva různě spolehlivé nosiče (se stejnou nosností).
Nosič A vykazuje spolehlivost 1:100 při ceně 150 milionů dolarů za start
Nosič B vykazuje spolehlivost 1:50 při ceně 50 milionů dolarů za start
Pro lepší názornost udejme potřebu vynešení 100 sond , každou o ceně 10 krát větší než je cena nosiče A – tedy 1,5 miliardy dolarů.
Nosič A k vynešení 100 sond potřebuje 101 startů (když v jednom případě došlo k selhání) a 101 sond. Celkové náklady v případě nosiče A (na zdařilé vynešení 100 sond) tedy činí 101 startů po 150 milionech dolarů – tedy 15,15 miliardy dolarů , plus hodnota 101 sond po 1,5 miliardě dolarů – tedy151,5 miliardy dolarů. Celkové náklady společnosti (civilizace) na kosmický program s provozem 100 sond činí tedy v případě využití nosiče A 166,65 miliardy dolarů. Nebo pokud to vezmeme z hlediska soukromé společnosti ,která si nechá sondy vynést nosičem A pak je to 15,15 miliardy za starty nosičů a 1,5 miliardy na výrobu jedné sondy navíc – celkově tedy 16,65 miliardy dolarů.
Nosič B k vynešení 100 sond potřebuje 102 startů (když ve dvou případech došlo k selhání) a 102 sond. Celkové náklady v případě nosiče B (na zdařilé vynešení 100 sond) tedy činí 102 startů po 50 milionech dolarů – tedy 5,1 miliardy dolarů , plus hodnota 102 sond po 1,5 miliardě dolarů – tedy 153 miliard dolarů. Celkové náklady společnost (civilizace) na kosmický program s provozem 100 sond , činí tedy 158,1 miliardy dolarů. Pokud to vezmeme z hlediska soukromé společnosti , která si nechá sondy vynést nosičem B , pak je to 5,1 miliardy za starty nosičů a 3 miliardy za výrobu dvou sond navíc – celkově tedy 8,1 miliardy dolarů.

Jiří Lacina

Dokonce i v případě , ve kterém by měl nosič A absolutní spolehlivost , zatímco nosič B by každý 20 start selhal (95% spolehlivost) by v případě potřeby vynešení 20 ti sond , činily pro nosič A náklady 3 miliardy dolarů , zatímco v případě nosiče B by náklady činily 2,55 miliardy dolarů.
Je tedy evidentní , že výběr nosiče nezáleží pouze na míře jeho spolehlivosti , nýbrž , že záleží na více faktorech (a vzájemných poměrech hodnot těchto faktorů). To že si v ULA neuvědomují tato základní fakta (a že tím pádem míru spolehlivosti nosiče považují za majoritní faktor) neznamená nic jiného než to , že je tato společnost směřována k naprosté nekonkurenceschopnosti a tedy i z toho plynoucímu zániku.

Jiří

SpaceX je firma, která má nejspolehlivější raketu současnosti, takže ani není třeba počítat co je výhodnější.
Falcon Heavy sice neletěl tolikrát, ale při spolehlivosti F9 a faktu, že když selže jeden nebo dva ze 27 motorů, tak bude mise stále 100% úspěšná, je výběr dost jasný.

Jiří Lacina

To samozřejmě máte pravdu. Ale já jsem demonstroval ten fakt , že i v případě nízké spolehlivosti (95%) , by bylo výhodnější používat i takto málo spolehlivý nosič. Jde o to že vedení ULA se zřejmě domnívá , že klíčem je maximálně možná spolehlivost a já jsem demonstroval fakt , že tomu tak není. Jinak je evidentní, že SpaceX má podstatně vyšší spolehlivost , než jakou jsem uváděl a že v případě ULA je rozhodně nižší než mnou uváděná absolutně 100% spolehlivost.

3,14ranha

To je ovšem nepravda (řekl bych spíše úmyslně šířená lež PR oddělení SpaceX, protože skutečnou pravdu lze najít i na blbé wiki).

Nejspolehlivější americká raketa současnosti je Atlas V který za necelých 20 let existence částečně selhal jen jednou při desátém startu v roce 2007 (nosič nedosáhl žádané orbity, ale náklad nebyl ztracen).
Od té doby (2007) má Atlas V dosud 77 úspěšných misí v řadě. Skoro dvě dekády úspěšných misí, často na úplně exotické dráhy po sluneční soustavě není náhoda.

Jiří Lacina

Já se ale nebavím o době provozu bez nehody, nýbrž o počtu startů bez nehody. A v tomto směru má Falcon9 (nebudu počítat spolehlivost startů FH z pouhých tří startů)posledních – tuším 96 či 95 úspěšných startů v řadě .Kdybych chtěl být mírně nepoctivý,, pak bych řekl že verze F9v1.2B5 má všech svých 72 startů bez jediného selhání. Jde o to že Falcon 9 měl sice selhání , ale tehdy to byly značně odlišné nosiče a navíc žádný nebyl stejný – , na každém byly změny. Od té doby, co se stabilizoval nosič F9 , neměl sebemenší problém.
Každý to můžeme počítat odlišně – ale pojišťovny mají racionální přístup a ty počítají , že posledních téměř sto startů je bez nehody. Je to jako v případě sportovce , pokud vyhraje posledních 96 závodů ve kterých startoval – pak to je berná mince – a nikoho nezajímá že v dorosteneckém věku utrpěl prohry. Sázkové kanceláře budou v případě výpočtu kursu na pravděpodobnost vítězství takovéhoto sportovce brát v potaz jen a jen těch 96 vítězství v řadě a ty dorostenecké prohry budou zcela ignorovat – prostě proto že jsou vzhledem k výpočtům pravděpodobnosti vítěžství (pravděpodobnosti selhání) v příštím závodě naprosto irelevantní.

3,14ranha

Ani “drobná nepoctivost” by vám zatím nepomohla, protože 72 (Falcon bl5) je méně než 77 (AtlasV). To se samozřejmě asi do příštího roku změní v oprávněné prvenství Falconu9 (ale záleží zda si obě firmy udrží čistý štít).

A celkově je 1 katastrofální selhání (+1 katastrofální ztráta na zemi a poškození rampy) horší než žádná katastrofa.

Ono u “raketové vědy” opravdu záleží i na tom časovém faktoru – když je nějaký systém spolehlivý 14 let, respektive 19 let (polovinu pracovní kariéry inženýrů, dělníků i manažerů) tak se dá slušně předpokládat že je celkem blbuvzdorný a stabilizovaný. Bylo by zajímavé vědět kolik se za tu dobu změnilo/zaniklo dodavatelů.

Zatímco 5 let (a série cca 95 letů) bez nehody je výborné skóre, ale nejde to brát za bernou minci. To může být jen nahodilý shluk kdy se zkombinují supermotivovaní, nevyhoření dělníci, špičkové obráběcí stroje seřízenované pravidelně ještě v záručním servisu s dobře vybranými dodavateli součástek* a fungujícím managementem. Za dalších 5 let uvidíme.

*potom co špatně vybraní dodavatelé a přílišná sebedůvěra vedení SpaceX měli lví podíl na ztrátě nákladu Amos6 (včetně těžkého poškození rampy).

3,14ranha

Jenže vy dopředu nevíte která raketa selže. Jestli jedna várka starlinků (škoda finanční i časová je takřka zanedbatelná), nebo let s posádkou, případně drahou meziplanetární sondou s RTG zdrojem. Některé vědecké sondy mají tak složitou a časově náročnou výrobu a zkoušení že jsou defacto nenahraditelné a případná ztráta nevyčíslitelná (při selhání sondy projekt buď končí, nebo se tým vrací úplně na začátek k rýsovacímu prknu).

Je také rozumné udržet v oboru alespoň dvě řady raket (nejlépe od dvou firem) aby byla náhrada pro případ uzemnění z důvodu právě havárie, nebo bankrotu (či jiné katastrofy) jednoho z konkurentů. Těch vašich jakože uspořených 10% rozpočtu je úplně normální provozní rezerva se kterou se počítá a která nikoho nezvedne ze židle a naopak se ani nikdo nebude střílet když bude vyčerpána. Finanční hledisko je v tomto oboru skutečnou prioritou až když je cenový rozdíl nejméně řádový (a na to si počkáme nejméně 10, ale spíš 20 let, až jestli bude Starship prověřená, nasbírá certifikace a pokud řádově nezdraží zemní plyn).

Z druhé strany komerční firma typu SpaceX třeba zatím nevidí jako prioritu projít časově, personálně a finančně vyčerpávající certifikací pro vynášení RTG zdrojů. Takže zatím takové citlivé mise ani soutěžit nemůže. Stejně jako mají zatím jen omezenou nabídku AD krytů. Přitom poptávka po větších existuje i mezi komerčními výrobci telekomunikačních sond (jak je vidět z playlistu který už stihl vytvořit Bezos pro raketu New Glenn).

Jiří Lacina

Máte pravdu v tom , že pokud někdo přijde o sondu , na které se pracovalo déle jak deset roků , pak finanční hledisko není jediné , které rozhoduje. Daná sonda nemůže být nahrazena okamžitě a tento faktor i když jsem o něm věděl , mnou zahrnut do výše uvedené modelace nebyl. Nebyl zahrnut proto , protože je velice nesnadné kvantifikovat tuto okolnost , která vstupuje do hry. I proto – jak uvádíte , že se to případ od případu liší. Jen tak na okraj , genialitu prvotních vedení NASA dokazuje i ta okolnost, že s tímto počítali a proto vždy produkovali dvě identické sondy. Možná někdo podotkne , že tehdy byly nosiče výrazně méně spolehlivé než dnes – leč sestrojení druhé identické sondy, obvykle nenavýšilo rozpočet o více jak 10% , protože hlavní náklady z rozpočtu šly na vývoj. A to je potenciálně možné řešení problému – pokud se rozhodneme využívat méně spolehlivý leč výrazně levnější nosič. V případě že jeho využitím ušetříme více , než kolik stojí výroba identické záložní sondy , pak padá i argument ohledně toho , že projekt končí , či že se tým vrací na začátek.

Jiří Lacina

Ty hodnoty , které jsem udával , byly záměrně zkresleny v neprospěch levnějšího nosiče , za účelem prokázání faktu , že i hrozivě nespolehlivý nosič může být efektivnější, než nosič absolutně spolehlivý.
Ve skutečnosti (vzhledem k téměř 100 startům nosičů SpaceX v ředě bez selhání) nemůže dnes nikdo říci zda má nosiče spolehlivější ULA , či SpaceX. Ale i v tom případě , že by hranice spolehlivosti byla 99% a v případě ULA by byla 100% se v žádném případě nejedná o úsporu 10%.
Při ceně Sondy 1,5 miliardy dolarů , by při těch 100 sondách s ULA byly náklady 15 miliard zatímco v případě SpaceX 6,55 miliardy – úspory by tedy činily zhruba 57%.
Nesdílím Vaše přesvědčení , že úspory musí být o řád větší. Vezmeme-li v potaz( při 99% spolehlivosti) , že pouze jeden projekt ze 100 selže (pokud nebudeme využívat zálohování sond) a že úspora za nosiče činí 57% , pak se já osobně domnívám , že to je výhodná – protože racionální – volba

Jiří Lacina

Argument , že je nezbytné mít alespoň dvě společnosti na dopravu do Kosmu zní sice rozumně – nicméně rozhodně nemůže být vznášen kýmkoliv z vedení ULA . Je tomu tak proto , že samotný vznik ULA tento argument popřel – jejím vytvořením zanikla konkurence dvou společností (Lokheed Martin versus Boeing) a od tohoto okamžiku existovala pouze jediná firma sloužící tomuto účelu. Jistě , stále měli dva různé typy nosičů – ale to bude mít (dejme tomu během tří let – pokud to vyjde) i SpaceX . Kdyby se tedy poté ze strany armády USA a NASA udělovaly kontrakty výhradně SpaceX , nelišila by se tato situace ničím od situace v jaké svého času byla ULA.
A co se týče spolehlivosti vynášení v případě astronautů – selhání nosiče neznamená automaticky jejich smrt – pro případ selhání je tam záchranný systém.
Ohledně toho , že Bezos má již k dispozici větší kryt než SpaceX – inu já se domnívám , že je lepší mít provozuschopný nosič s menším krytem , oproti situaci , kdy má někdo větší kryt , ale nemá žádný nosič. Předpokládám že vyrobit větší kryt je podstatně jednodušší (a tudíž i rychlejší a levnější) nežli vyvinout a vyrobit nosič.

Jiří Lacina

Byl bych velice nerad , aby závěr mého posledního příspěvku byl Vámi vnímán jako pokus o zesměšnění jednoho z Vašich argumentů. Ač stojíme někdy názorově proti sobě (a jindy – třeba v případě globálního oteplování, naopak sdílím Vaše názory) vůbec mi to nebrání v tom , abych si nesmírně vážil Vaší poctivé věcné argumentace, za kterou Vám tímto děkuji.

PetrV

Mluví se o globální změně klimatu. Je to takové výchovné sebemrskačství. Asi vyrovnání úrovně lidstva. Bez energie není život.

Jiří Lacina

Máte naprosto pravdu Petře. Globální změny klimatu tu byly a budou vždy. Kupříkladu před 55 miliony let bylo o tolik tepleji než dnes , že i na polech byl deštný prales. A ejhle , život perfektně prosperoval.
A lidé jsou také stále stejní – dnešní stav není ničím nový. Po vzestupu vždy přichází dekadence za kterou mohou chytří , kteří se nechali vytlačit hlupáky. To je však pouze přechodný stav. Na Marsu bude nová příležitost.

PetrV

Věřím, že nás počínající ochlazení předpovězené geofyziky vrátí k rozumu. Ti své závěry shrnuli zde:
http://www.pattern-recogn-phys.net/special_issue2.html
Je to velmi hutné čtení a výzkum posledních 40ti let, kdy v roce 1980 upozorňovali, že se bude oteplovat a po roce 2020 ochlazovat. Vše se řídí silami ve sluneční soustavě. Bohužel se utrácí za bublinkový výzkum a na modely elmag polí ve sluneční soustavě nejsou peníze. Jen se domníváme, co se děje uvnitř Slunce a obdobně netušíme, jak to je s jádrem Země a přesunem pólů. Chybí lidi, co by tomu rozuměli a nikdo jim nenaslouchá.

Země není marná (Mars je náročnější), rusové s číňany si greendealové výpalné nenechali vnutit, což je hlavní důvod oteplovacího šílenství. Peníze, které mohou politici pod pseudodůvody rozkrádat.

Ale i OZE mají své výhody. Bez přenosové soustavy jsou výhodnější. Proč tahat drahé dráty na obrovské vzdálenosti, které vítr, námraza potrhá, navíc sluneční bouře, když můžeš mít větrník a panel s baterií, jen to není tak stabilní.
Vždy je to o místních podmínkách.
Varování byla tuto zimu:
https://en.wikipedia.org/wiki/2021_Texas_p.ower_crisis.
A rozpojení přenosových soustav v Evropě 8.1.2021.

Petr Melechin

To, že brzy opět přijde ochlazení, se předpovídá už 20 let, a stále to nějak nepřichází… Tady máte pěkný přehled těchhle mylných předpovědí od fundovaných lidí: https://arstechnica.com/science/2021/08/a-look-back-at-very-bad-predictions-of-global-cooling/

Každopádně to je mimo téma, takže se prosím vraťte ke Clipperu a Falconu Heavy.

Jozef

Aj “oteplovací” vedci sa neraz netrafili v predpovediach. Napríklad predpovede roztopenia morského ľadu na severnom póle nevychádzajú už asi 10-15 rokov. Napr.: podľa vedca z článku v Guardian z r.2013 sa mal severný pól roztopiť aspoň v lete v roku 2015: https://www.theguardian.com/environment/earth-insight/2013/jul/24/arctic-ice-free-methane-economy-catastrophe.
Reálny stav morského ľadu na póloch podľa satelitných meraní tu: https://nsidc.org/arcticseaicenews/charctic-interactive-sea-ice-graph/

Petr Melechin

Ano, v obou táborech se najdou jednotlivci, kteří se mýlili, ale rozdíl je v tom, že celkový konsenzus je jednoznačně ve prospěch “oteplovačů” a jejich závěry podporují dlouhodobá data.

Ale opravdu bych to už ukončil. Už mě fakt unavuje, že snad každá diskuze se dříve nebo později stočí ke koronaviru, ekologii, politice nebo změnám klimatu.

PetrV

Zajímavý článek, chybí tam paní Ivanka Charvátová z GFÚ (už na důchodě) https://www.researchgate.net/profile/Ivanka-Charvatova
Ta v roce 1980 přišla na souvislost pohybu Slunce okolo barycentra SS s vývojem klimatu zpětně. Vyšly ji všechny minima a protože se tyto grafy dají vykreslit směrem dopředu, tak tehdy napsala, že se bude oteplovat do cca 2020 a pak dojde k ochlazení.
Vědci té doby, co varovali před dobou ledovou sklapli. Globální oteplení vymysleli až o 10 let později profiklimapodvodníci.
Po roce 2020 se má ochlazovat dle jejich předpovědí a to především zesílenou sopečnou činností, což se děje. Tělesa SS mají obrovský vliv na skořápku jménem Země a dělají s ní psí kusy.
Na Zemi působí všechny vlivy, bohužel o elmag poli SS toho víme pomálu.
Geofyzikové nabízejí alternativu k hokejkovému grafu, bohužel se to moc nehodí politikům. Proto jsou ostrakizováni. Ta historie sporů je dlouhá a je mou povinností na to upozorňovat mladší generaci, která ty spory nezažila.
Lépe je opravdu když je teplo. Zima je hlad, energetický nedostatek + války o zdroje, potraviny.
Nastudovat si vše od geofyziků a pochopit, to je pro laika velký problém. Hokejkový graf a co2 je jednodušší- zvlášť když se jedná o skryté daně z kterých žijí vědci hájící oteplení.

Naposledy upraveno před 1 měsícem uživatelem PetrV
Petr Melechin

Tímto bych to ukončil a další reakce budu mazat.

A do budoucna vás varuju, že pokud budete do jiných diskuzí opět tahat tahle neustále omílaná témata, budu vám to taky rovnou mazat. Nepatří to sem.

Rozenkranc

Aneb

“Zlé časy vytváří silné lidi. Ti přináší dobré časy, které plodí slabé lidi. A ti tvoří zlé časy”