SpaceX a NASA se usilovně připravují na únikový test Crew Dragonu a první misi s astronauty

Uběhl už více než měsíc od posledních novinek týkajících se příprav SpaceX na první pilotovanou misi lodi Crew Dragonu s astronauty Bobem Behnkenem a Dougem Hurleym. V mezidobí se nakupily další zajímavé informace, a tak jsme pro vás připravili shrnující článek, který vás s nimi seznámí. SpaceX pokračuje v testování padákového systému a připravuje loď i raketu pro chystaný únikový test, zatímco astronauté provádějí nácviky nouzových situací na rampě. Zároveň v Hawthorne proběhla tisková konference za účasti Elona Muska administrátora NASA Jima Bridenstina, kteří se nedávno vzájemně hašteřili, avšak nejspíš se od té doby usmířili a během tiskovky se podělili o několik novinek ohledně příprav Crew Dragonu.

Co všechno tedy SpaceX zbývá vyřešit, než bude moci do Crew Dragonu posadit lidi? Jednotlivé body velmi hezky ukazuje následující obrázek, který v květnu představila samotná NASA. V případě SpaceX jsou to tyto: výroba nosné rakety, kvalifikace motorů lodi Crew Dragon, dokončení testování padáků a test záchrany za letu. Pojďme si je postupně projít.

Milníky, které Boeing i SpaceX již splnily v rámci vývoje svých lodí a které ještě nutno vykonat (Zdroj: NASA)

Na rozdíl od kosmické lodi má SpaceX raketu pro první pilotovanou misi už vyrobenou a téměř připravenou. První stupeň číslo B1058.1 byl na konci července dopraven na texaskou základnu McGregor, kde koncem srpna podstoupil statický zážeh. Další testovací zážeh pak absolvuje přímo na floridské rampě LC-39A před ostrým startem s astronauty.

Stupeň B1058 během statického zážehu v McGregoru před misí DM-2 (Foto: SpaceX)

SpaceX se také nadále vypořádává s následky dubnové anomálie lodi Crew Dragon na testovacím stanovišti na Mysu Canaveral. SpaceX se však podařilo odhalit pravděpodobnou příčinu této nehody a příslušným způsobem upravit návrh tlakovacího potrubí, aby k takovéto anomálii v budoucnu nemohlo dojít. Těmito úpravami pak následně prošly obě lodi Crew Dragon, jak exemplář C205, který bude brzy použit při testu záchrany za letu, tak C206, který podle Elona Muska dorazí na Floridu v listopadu a má vynést Douga Hurleyho a Boba Behnkena na ISS v rámci mise DM-2.

Návrh Crew Dragonu byl následkem dubnové nehody upraven a původní pojistné ventily byly nahrazeny spolehlivějšími průtržnými membránami. Elon Musk během čtvrteční tiskové konference potvrdil, že tyto ventily byly pozůstatkem z doby, kdy Crew Dragon měl využívat motory SuperDraco také pro přistání, a tak SpaceX potřebovalo znovupoužitelné řešení. Z motorického přistání sice bylo nakonec upuštěno, ale znovupoužitelné ventily zůstaly. Nyní už však budou potřeba jen v případě nouzového úniku lodi, ke kterému by ideálně nemělo nikdy dojít, a tak nevadí, že průtržné membrány nebudou znovupoužitelné. Další změnou je, že systémy pro korekční motorky Draco jsou nyní podle Elona Muska lépe izolovány od systémů pro únikové motory SuperDraco. Všechny tyto úpravy je však potřeba znovu otestovat, než může proběhnout mise DM-2.

Crew Dragon C205 by už tyto změny měl obsahovat a dorazil 3. října na Floridu, kde je připravován na únikový test simulující selhání rakety během letu. Test by podle Elona Muska měl proběhnout koncem listopadu nebo začátkem prosince. NASA zveřejnila fotky lodi C205 i prvního stupně Falconu 9, který ji v rámci testu vyšle na suborbitální dráhu. Dle tweetu Elona Muska bude nutno raketu i loď nakonfigurovat pro její poměrně neobvyklý test a také proveden bude i statický zážeh. Z fotky nelze vyčíst, o který stupeň jde, ale měl by to být exemplář číslo B1046, který za sebou má už tři starty. Dalším kandidátem, který v minulosti Musk zmínil, je stupeň B1048, avšak v obou případech by tak šlo o první misi, při které nějaký stupeň poletí už počtvrté.

Pokračují také samotné testy motorů SuperDraco, které budou hrát klíčovou roli právě během testu úniku Crew Dragonu za letu. Nedávno  SpaceX oznámilo, že od roku 2012, kdy únikové motory vyvinulo, proběhlo již přes 700 zkoušek. Při této příležitosti vyšlo také velice zajímavé kompilační video, které nám nabídlo řadu dosud neviděných záběrů ze zkušebních zážehů těchto motorů. SpaceX jako zajímavost uvedlo, že 8 motorů SuperDraco je schopno za 7,5 sekundy odnést loď Crew Dragon do vzdálenosti 800 metrů, přičemž dosáhne maximální rychlosti 701 km/h.

Právě během testu motorů SuperDraco došlo v dubnu k anomálii Crew Dragonu s číslem C201, což mělo i další důsledky. Tato loď měla totiž o několik měsíců později letět znovu, a to právě při testu úniku během letu. Kvůli jejímu zničení při anomálii však muselo SpaceX změnit určení všech dalších Crew Dragonů, které se v důsledku toho posunuly o jednu misi dopředu. To však mělo původně neplánovaný pozitivní dopad.

Kabina C205, která nyní uskuteční test záchrany za letu, totiž byla původně navržena pro krátkou dvoutýdenní misi DM-2, zatímco Crew Dragon C206 byl naopak plánován pro plnohodnotný dlouhodobý pobyt Michaela Hopkinse a Victora Glovera na ISS v rámci první ostré mise USCV-1. C206 však nyní bude použit už při misi DM-2, a tak se SpaceX i NASA naskýtá neplánovaná možnost, že by mohly tuto demonstrační misi prodloužit o několik měsíců. Obě organizace nyní tuto možnost zvažují. SpaceX by tímto krokem napodobilo svého rivala, firmu Boeing, která si už v dubnu 2018 podala tutéž žádost, aby se první pilotovaná mise změnila rovnou v ostrou šestiměsíční. A co by tímto krokem získala NASA? Vynecháním jedné mise by ušetřila nemalé peníze, které by musela zaplatit za další start Falconu 9 a loď Crew Dragon, nebo za přikoupení dalších míst v ruském Sojuzu.

Astronauté Doug Hurley a Bob Behnken během nácviku uvnitř lodi Crew Dragon před misí DM-2 (Foto: NASA)

SpaceX zbývá také dokončit testování padáků. Ani v tomto směru však nezůstalo ušetřeno nezdaru, když v dubnu došlo k anomálii při zkoušce simulující selhání jednoho ze čtyř padáků Crew Dragonu. I zde si NASA od SpaceX vyžádala rozsáhlou analýzu problému. O výsledcích těchto analýz se před pár týdny NASA velmi pochvalně zmínila, mění totiž způsob vývoje padáků. Díky práci inženýrů SpaceX teď NASA i SpaceX lépe rozumějí „faktoru asymetrie“. Tento faktor je nedílnou součástí kritérií hodnotících bezpečnost návrhu padáků, indikuje totiž nerovnoměrné rozložení zatížení mezi jednotlivými nosnými šňůrami připojenými k vrchlíku. V případě vytažení všech čtyř padáků a nárazu jednoho z nich do ostatních pak právě takovéto nerovnoměrné zatížení může vést i k jejich poškození či selhání.

SpaceX používá tato nová data k výpočtu strukturálních mezí a návrhu padáku. A tyto výsledky také umožňují přesněji predikovat spolehlivost použité konfigurace padáků. Správnost analýz týmu SpaceX podle NASA potvrdil i nejnovější padákový test, který simuloval chování Crew Dragonu po nouzovém úniku z rampy. Při tomto testu se loď převalovala ve vzduchu, než došlo k vytažení jejich padáků. Z tohoto úspěšného testu nám Spacex nabídlo i video níže. Elon Musk dokonce poděkoval na Twitteru svému týmu padákových inženýrů za práci, kterou odvedli. Padáky lodi Crew Dragon jsou podle něj totiž daleko složitější, než se může na první pohled zdát.

Přesto se SpaceX podělilo o několik detailů týkajících se jejich padákového systému. Firma se stále snaží zachovat robustnost padákového systému a přitom nezvýšit jeho hmotnost. Na řešení problému s padáky dodatečně alokovalo SpaceX řadu svých pracovníků, kteří na problému spolupracují s pracovníky firmy Airborne, dodavatelem padáků pro SpaceX. Dle slov Elona Muska, který firmu Airborne minulý víkend navštívil, se zaměřují na novou verzi padáků označovanou Mk3, která by měla astronautům v lodi Crew Dragon zajistit nejvyšší možnou bezpečnost.

Na čtvrteční konferenci pak Elon Musk poskytl několik podrobností ohledně padáků typu Mk3. Prý se jedná o nejbezpečnější padáky na světě a jsou zhruba 10krát bezpečnější než Mk2. Jednou ze změn u nové verze jsou výrazně silnější šňůry, které jsou vyrobeny ze zylonu místo nylonu. Padáky typu Mk3 je však stále potřeba řádně otestovat, což je momentálně velkou prioritou pro SpaceX. Firma doposud provedla celkem 25 testů padáků Crew Dragonu, avšak většina nejspíš byla provedena se staršími verzemi. Do konce roku by dle administrátora NASA mohlo proběhnout až 10 zkušebních shozů verze Mk3. Podle toho, jak dobře testy půjdou a jak moc podobné bude chování padáků při srovnání s Mk2, se pak uvidí, kolik testů bude potřeba celkem, než na Crew Dragonu budou moci letět astronauti. Mimochodem, firma Boeing dokončila poslední padákový test v červnu 2019.

Na misi DM-2 se nepřipravuje jen technika, ale i samotní astronauté. V případě lodi i rakety se NASA i SpaceX sice snaží snížit riziko selhání na minimum, ale astronauti pochopitelně i přesto nacvičují řadu nouzových postupů pro případ nehody či nějaké neplánované situace. Jak už naznačil požár v kabině Apolla 1, který vznikl během testu odpojení na nenatankované raketě, k selhání může dojít v každém okamžiku. Proto je rozhodně lepší být připraven na každou nepravděpodobnou variantu a umět jí čelit.

V září bylo proto provedeno formální ověření postupů nouzového opuštění Crew Dragonu. K testu došlo 18. září 2019 v Kennedyho kosmickém středisku na rampě LC-39A. Astronauti Bob Behnken a Shannon Walker při něm vyzkoušeli dva scénáře záchrany posádky.

Při tom prvním začali svůj únik z konce nástupního ramene, podle scénáře jako by právě vystoupili z lodi. Rameno má délku 25,9m a nachází se ve výšce 66,14 metrů nad úrovní terénu. Oba astronauti přeběhli nástupní rameno a sjeli výtahem do spodní části věže. Zde se jich ujal záchranný tým a odvezl je na ubikace. Pro lepší představu o možnostech tohoto způsobu záchrany, v době Apolla bylo nástupní rameno pro posádku umístěno ve výšce 100 metrů nad povrchem a rychlovýtah svezl posádku dolů za 30 vteřin.

Druhý ověřovaný scénář byl komplexnější. Byly při něm aktivovány všechny alarmy a protipožární kropiče. Oba astronauti dostali při tomto testu do rukou nouzové dýchací přístroje a mohli začít svůj simulovaný únik opět z nástupního ramene. Tentokrát měli zamířit k zachranným košům, které by je v případě problémů svezly lanovkou do bezpečí. V případě tohoto testu však pouze zkoušeli nasedání do nich. Prázdné koše se zátěží poté sklouzly lanovkou do vzdálenosti 366 metrů od rampy LC-39A. Jízda v koši trvá přibližně 20 sekund. V době raketoplánů dosahoval záchranný koš maximální rychlosti 89 km/h. Pro zájemce jsou ke zhlédnutí záběry z roku 2012, kdy NASA provedla poslední skluz košů na rampě LC-39A před jejím předání do rukou SpaceX.

Je tu i video ze seriálu Ze Země na Měsíc, kde je dramaticky ukázáno, jak mohla vypadat celá záchranná sekvence, tedy opuštění kabiny Apolla, běh rampou a skluz lanovkou. V hlavní roli je seriálová posádka lodi Apollo 7.

Pokaždé, když jsem se dnes díval dolů z nástupního ramene, nemohl jsem si pomoci a přemýšlel jsem nad tím, jaké to bude sedět připoutaný v lodi Crew Dragon v den startu. Je vzrušující mít za sebou tento test a moci pokračovat v cestě k misi DM-2. – Bob Behnken

Crew Dragon č. C206 a jeho trunk pro misi DM-2 během výroby v říjnu 2019 (Foto: Everyday Astronaut)

Na závěr jsme si nechali tu nejdůležitější zprávu ze všech. Elon Musk na Twitteru aktuálně oznámil, že veškerý hardware pro pilotovanou misi DM-2 by podle nejnovějšího plánu měl být připraven během následujících deseti týdnů. A to včetně všech zkoušek, tedy jak zkoušky upraveného pohonného systému Crew Dragonu, kvalifikace padáků i testu záchrany lodi za letu. To by znamenalo, že loď by byla technicky připravena zhruba koncem roku. Následně je však potřeba dokončit spoustu vyhodnocení dat z testů a finální kontroly.

Lidé tento proces někdy považují za zbytečnou byrokracii NASA, avšak Elon Musk během čtvrteční konference vysvětlil, že je to nezbytná a důležitá součást celého procesu. Administrátor NASA Jim Bridenstine pak potvrdil, že pokud půjde vše podle plánu, Crew Dragon by mohl dopravit první astronauty k ISS v prvním čtvrtletí příštího roku. Varoval však, že v následujících měsících se během finálních testů a vyhodnocení může objevit něco neočekávaného, co vše zdrží. Musk i Bridenstine zdůraznili, že hlavní prioritou je bezpečnost astronautů, a tak prý SpaceX ani NASA nehodlá věci uspěchat, pokud by to bylo na úkor bezpečnosti. Elon Musk zároveň doufá, že ostré mise, které budou pravidelně dopravovat astronauty na ISS, by mohly začít do konce roku 2020.

Pár dalších zajímavostí z tiskové konference:

  • Po provedení demonstračních misí SpaceX plánuje vyrábět jeden Crew Dragon každé 3–4 měsíce.
  • Elon Musk dal svolení NASA k tomu, aby použila veškeré technologie a poznatky, které SpaceX získalo během vývoje Crew Dragonu. NASA prý může vše sdílet s dalšími partnery, pokud to bude užitečné.
  • SpaceX utratilo za vývoj Crew Dragonu o stovky milionů dolarů více, než původně plánovalo. (Kontrakt s NASA je však víceméně fixní, a tak tyto náklady nejspíš jdou z kapsy SpaceX.)
  • Oznámení nového šéfa NASA pro pilotované mise podle Bridenstina proběhne za několik týdnů, avšak neočekává, že by případné odklady měly negativní vliv na harmonogram misí SpaceX a Boeingu.
Jiří Hadač



Mohlo by se vám líbit...

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