SpaceX bude pro NASA zásobovat lunární stanici Gateway pomocí doposud utajované kosmické lodi Dragon XL

Kosmonautika je v poslední době celosvětově čím dál více ochromená pandemií koronaviru a následkem toho spousta kosmických agentur omezuje svoji činnost. Přesto se i v těchto dnech objevují zajímavé informace týkající se společnosti SpaceX. Jednou z nich je aktuální zpráva, že SpaceX získalo kontrakt na zásobování budoucí vesmírné stanice Gateway u Měsíce. Plánuje přitom použít dosud utajovanou zásobovací loď Dragon XL, kterou bude vynášet raketa Falcon Heavy. Tento článek se věnuje podrobnostem o novém Dragonu, Gateway a dalším informacím o těchto zásobovacích misích.

Dlouhodobá přítomnost lidských bytostí ve vesmíru má svůj počátek na konci 60. let 20. století, kdy byli Rusové poraženi v závodech o Měsíc. Tehdy se rozhodli začít stavět, vynášet a obývat vesmírné stanice Saljut. Američané sice kontrovali v roce 1973 svou stanicí Skylab, ale když ta shořela v roce 1979 v atmosféře, kolem Země nadále kroužily ruské stanice. V roce 1986 se pak na oběžné dráze objevila první modulární stanice Mir a svou další stanici začaly plánovat i Spojené státy americké, na rozdíl od Skylabu se však mělo jednat už o stanici mezinárodní. K tomuto projektu se připojili v 90. letech i Rusové a první modul byl vynesen v listopadu 1998. Postupně budovaná Mezinárodní vesmírná stanice (ISS) je pak od listopadu 2000 trvale obydlena. Od té doby lze jednoznačně říct, že neexistuje den, kdy by nám nad hlavou nekroužili na oběžné dráze ruští, američtí, kanadští, japonští či evropští astronauti. Všechny tyto dlouhodobé pobyty mají jedno společné, uskutečnily se na nízké oběžné dráze Země.

Ruská vesmírná stanice Mir v roce 1998 (Foto: NASA)

V posledních letech se však hlavní světové kosmické agentury s výjímkou Číny a Indie začaly domlouvat, že by kosmický výzkum a lidskou přítomnost chtěly po dlouhých padesáti letech opět posunout dále. Výsledkem těchto úvah a plánů je nástupce ISS, který však nebude obíhat okolo Země, ale bude se nacházet v cislunárním prostoru. V současnosti se pro tuto stanici používá název Gateway, Lunar Gateway či Lunar Orbital Platform-Gateway. S její stavbou se prozatím plánuje začít někdy v roce 2022. Několik modulů budoucí stanice bylo už zadáno do výroby, v otázce zásobování se však doposud nepokročilo. V srpnu 2019 tak NASA vypsala výběrové řízení pro logistické služby (Gateway Logistics Services). Do října pak měly jednotlivé firmy zasílat své návrhy s tím, že oznámení o nových dodavatelích mělo zaznít do konce roku. Bez uvedení jakéhokoliv důvodu se NASA s tímto oznámením nakonec o tři měsíce opozdila.

27. března 2020 byla vydána oficiální zpráva, že NASA podepsala se SpaceX kontrakt na dvě zásobovací mise ke stanici Gateway. Menším překvapením bylo, že NASA vybrala jen jednu firmu. Nejedná se však o konečnou pro další potenciální dodavatele, jelikož tento kontrakt na zásobování je možno v budoucnu kdykoliv rozšířit a podepsat smlouvu i s dalšími firmami, což je velmi pravděpodobné. Při zásobování stanice Gateway, stejně jako u ISS, bude nutné mít i dalšího poskytovatele těchto služeb. Selhání dvou zásobovacích misí ISS po sobě v roce 2015 (Progress M-27M a CRS-7) totiž nejednoho manažera NASA straší patrně dodnes. Ukázalo to však důležitost toho, mít více firem zajišťující zásobování vesmírné stanice. Největším překvapením aktuálního oznámení NASA byl fakt, že pro zásobování Gateway nebude SpaceX používat loď Dragon ani Cargo Dragon 2, ale vyvine pro tyto účely loď novou, která se v současnosti jmenuje Dragon XL.

Ilustrační obrázek kosmické lodi Dragon XL po odpojení od druhého stupně Falconu Heavy (Zdroj: SpaceX)

Na první pohled je zřetelně vidět, že loď bude postrádat typický kuželovitý tvar klasických lodí Dragon, vzhledem tak bude spíše připomínat nákladní lodi HTV či Cygnus. Podobnost je dána tím, že tyto lodě nejsou navrženy pro návrat zpět na Zemi, a tak nepotřebují mít na rozdíl od klasických Dragonů tepelný štít a s tím související tvar. Dragon XL je tedy navržen pro maximalizaci úložného prostoru a během startu rakety bude na rozdíl od současných Dragonů dokonce uzavřen v aerodynamickém krytu. Loď samotná pak bude se současnými Dragony sdílet část systémů i subsystémů, SpaceX tím logicky ušetří nemalé peníze na vývoji zbrusu nové lodi. Klasické nákladní Dragony jsou také schopny vracet materiál zpět na Zemi, naproti tomu měsíční zásobovací loď bude čistě na jedno použití a s návratem čehokoliv zpět na Zemi se tedy nepočítá. Na tomto místě je však nutno zmínit, že NASA může do budoucna požadavky změnit a začít vyžadovat schopnost vrátit část hardwaru zpět na Zem.

Pokud se oficiální obrázek Dragonu XL aspoň trochu blíží realitě, můžeme z něj vykoukat pár základních informací. Loď bude vybavena dokovacím portem a také rozkládacími solárními panely podobným těm na nákladním Dragonu první generace (Dragon 2 má solární články umístěné přímo na trunku). Dále můžeme vidět několik sad manévrovacích motorků Draco, které budou nejspíš sloužit jako jediný pohon této kosmické lodi.

Dokování lodi Dragon XL ke stanici Gateway bude probíhat automaticky stejně jako třeba v případě Crew Dragonu. Dragon XL bude schopen k měsíční stanici dopravovat více než pět tun nákladu, přičemž původní požadavek NASA pro tyto zásobovací mise zněl „více než 3400 kg hermetizovaného a více než 1000 kg nehermetizovaného nákladu“. Zároveň by pak nákladní loď měla být schopna odvézt ze stanice minimálně stejné množství odpadu pryč. Také délka setrvání nákladní lodi u stanice má být výrazně vyšší než v případě ISS, kde zásobovací lodi bývají nadokovány zhruba jeden měsíc. Nominální doba trvání zásobovací mise by měla být půl roku, přičemž loď Dragon XL bude schopna zůstat u stanice až 12 měsíců. Během této doby může sloužit i jako dodatečný prostor pro posádku stanice.

Po ukončení mise se pak loď odpojí a bude zlikvidována. Je však otázkou, jak bude tato automatická likvidace probíhat. Napadají mě dvě možnosti. První možnost spočívá ve snížení orbitální dráhy a následném nárazu do Měsíce. V druhém případě by šlo o přesun na vyšší oběžnou dráhu, u které by nehrozila kolize se stanicí.

Představa stanice Gateway z března 2019 (Zdroj: NASA)

A co vlastně muže taková zásobovací loď ke stanici Gateway vozit? Kromě zásob a vnitřního vybavení stanice či pohonných hmot se může jednat o materiál pro výpravy na povrch Měsíce a mohla by být také využita pro transport kanadské robotické paže Canadarm 3.

Jak již bylo řečeno, SpaceX podepsalo kontrakt na minimálně dva zásobovací lety ke stanici Gateway. Nejedná se však o počet konečný, NASA si může časem objednat i další lety stejně jako v případě programů CRS a CRS2, jejichž prostřednictvím si NASA nechává zásobovat ISS. Stejné podmínky pak budou platit také pro případné budoucí poskytovatele služeb zásobování Gateway. NASA má na na celý program vyčleněno na nejbližších 15 let celkem 7 miliard dolarů. Kolik peněz obdrží SpaceX za první dvě mise, však oznámeno nebylo.

Neoficiální představa Dragonu XL na Falconu Heavy (Autor: /u/CasparStanley)

Tímto se dostáváme k raketě, která bude Dragon XL vynášet na vysokou zemskou orbitu. Tou bude Falcon Heavy, nejsilnější nosná raketa současnosti. Starty se budou uskutečňovat z rampy LC-39A, která se nachází v Kennedyho vesmírném středisku na ostrově Merritt na Floridě. Nosnost této rakety ve verzi bez záchrany centrálního i bočních stupňů je 63 800 kg na nízkou oběžnou dráhu. V tomto módu má být Falcon Heavy schopen dopravit na dráhu k Měsíci přibližně 15 460 kg. Celkovou hmotnost lodi Dragon XL včetně nákladu však v současné době neznáme, a tak lze jen obtížně odhadovat, zda při těchto letech bude SpaceX schopno zachránit alespoň boční stupně rakety. Stupeň centrální nejspíš v tomto případě nejspíš zachránit nepůjde, jelikož by to vedlo ke snížení nosnosti rakety na 7–8 tun k Měsíci. A jelikož Dragon XL má dopravovat přes 5 tun nákladu, nezbývala by skoro žádná nosnost pro Dragon samotný a jeho palivo.

První start Dragonu XL proběhne nejdříve v roce 2024, a to před startem rakety SLS s astronauty v lodi Orion v rámci mise Artemis-3, jejímž cílem je přistání na Měsíci. NASA ale v současnosti zvažuje vynechat stanici Gateway ze svých plánů na toto první měsíční přistání astronautů od Apolla 17. To by znamenalo, že Gateway bude hotová o něco později, a tím pádem by byly odloženy také zásobovací mise SpaceX s Dragonem XL. Než došlo k akceleraci programu Artemis, dokončení Gateway bylo v plánu až na rok 2028.

SpaceX se však na programu Artemis možná bude podílet i jinak než jen prostřednictvím zásobovavacích misí Dragonu XL. První dva plánované moduly této stanice – energetický a pohonný modul PPE (Power and Propulsion Element) a základní ubytovací modul HALO (Habitation and Logistics Outpost) – totiž budou podle současných plánů vyneseny na komerčních raketách. Jedním z horkých favoritů na vynesení těchto modulů je tedy SpaceX, jejíž nosič Falcon Heavy by zvládl s prodlouženým krytem vynést oba tyto moduly najednou. Zatím sice není jisté, že prodloužený kryt vůbec bude vyvinut, ale Falcon Heavy vzhledem ke své nízké ceně představuje lákavou volbu, i kdyby měl vynést třeba jen jeden ze zmíněných modulů.

Oficiální obrázek Falconu Heavy s prodlouženým krytem a obslužnou věží pro vertikální integraci nákladu (Zdroj: SpaceX)

NASA navíc se SpaceX spolupracuje na lunárním landeru pro astronauty, analýze dopadů spalin během přistání Starship na Měsíci a dále programu CLPS, jehož prostřednictvím budou různé soukromé firmy dopravovat menší náklady na povrch Měsíce.

Jiří Hadač
Latest posts by Jiří Hadač (see all)



Mohlo by se vám líbit...

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