Po tohtoročnom ukončení amerického programu raketoplánov STS Space Shuttle, ktoré slúžili dlhé roky ako primárny dopravný prostriedok ľudí a materiálu na Medzinárodnú vesmírnu stanicu ISS sa začali vynárať otázky ohľadom zásobovania stanice v ďalších rokoch. Momentálne najpoužívanejším spôsobom dopravy sú ruské rakety typu Progress 44 s vesmírnymi loďami Sojuz, ktoré túto úlohu plnili po boku raketoplánov v uplynulých rokoch. Pre zásobovanie ISS sú taktiež používané nákladné lode ATV – Automated Transfer Vehicle organizácie ESA a japonské HTV, prezývané Kounotori. Avšak, americká Národná agentúra pre vesmír a kozmonautiku (NASA) spolupracuje s americkou spoločnosťou Space Exploration Technologies (SpaceX) na novom vesmírnom dopravnom systéme.Firma SpaceX bola založená v roku 2002 multimiliardárom Elonom Muskom, ktorý je okrem iného zakladateľom známeho internetového platobného systému PayPal. SpaceX má momentálne v ponuke 2 dopravné raketové systémy – Falcon 1 a Falcon 9. Chystaným prírastkom je Falcon Heavy, ktorý by mal pozostávať z troch upravených rakiet Falcon 9. Na nízku zemskú orbitu (LEO) sú schopné vyniesť od 570 kg v prípade Falcon 1 až po 53 ton v prípade momentálne najsilnejšej konfigurácie plánovanej rakety Falcon Heavy.
Obr. 1: Porovnanie rakiet Falcon a rakety Saturn V.
Nový spôsob dopravy
Falcon Heavy sa tak stane najvýkonnejšiou raketou od čias americkej rakety Saturn V, ktorá bola používaná počas programu Apollo. Prvé odpálenie tejto rakety z Mysu Canaveral je predbežne naplánované na koniec roku 2013, resp. rok 2014. V budúcnosti sú tiež očakávané nové typy rakiet ako napríklad Falcon X a Falcon X Heavy, ktoré by mali výrazne výkonnostne prekonať momentálne dostupné nosiče. Pre porovnanie uvádzame, že raketoplán bol schopný dopraviť na LEO o niečo viac ako 24 ton zásob a materiálu. Ďalším zaujímavým kúskom v ponuke SpaceX je vesmírna loď Dragon, ktorá by sa mala po ukončení skúšobných letov aktívne zapojiť do zásobovania vesmírnej stanice ISS. Toto plavidlo bolo vyvíjané od roku 2008 pod dohľadom NASA a jeho testovacia prevádzka by mala byť ukončená v tomto roku. Jej poslednú fázu by mal predstavovať prvý nákladný let na stanicu ISS, ktorý je naplánovaný na 30. November 2011. O deväť dní neskôr by malo dôjsť k úspešnému spojeniu s ISS. Úspešný priebeh tejto misie by mohol znamenať novú éru letov v kozmonautike. Aktuálne podpísaný kontrakt medzi SpaceX a NASA na 1.6 miliardy dolárov zaručuje minimálne 12 letov lode Dragon k vesmírnej stanici ISS. Počet letov je možné v budúcnosti navýšiť až po maximálnu hodnotu kontraktu 3.1 miliardy dolárov. Pre vypustenie lode Dragon sa používa raketa Falcon 9, ktorej pohon tvorí 9 spolupracujúcich raketových motorov typu Merlin v prvom stupni a jeden motor typu Merlin pre druhý stupeň rakety. Tento typ motora bol vyvinutý výhradne spoločnosťou SpaceX a poskytuje veľmi spoľahlivú a výkonnú pohonnú jednotku.
Obr. 2: Detail na motory Merlin pre raketu Falcon 9.
Automatické lety a variabilita
Použitím nosiča Falcon 9 a lode Dragon je možné vyniesť do vesmíru 6 ton materiálu, prípadne 7 člennú posádku. Obe konfigurácie plavidla sú takmer totožné a zmena čisto nákladnej verzie na posádkovú je pomerne jednoduchá. Vyžaduje pridanie systémov pre podporu životných podmienok, únikový systém pre posádku a úpravu riadiacich systémov lode pre manuálne ovládanie.
Obr. 3: Znázornenie nákladnej a osobnej konfigurácie lode Dragon.
Štart prebieha zo štandardnej raketovej odpaľovacej rampy, avšak aj tu sa stretávame s jednou zvláštnosťou. Po úvodnom zážihu motorov je raketa umelo pridržaná na rampe, pokým nie je potvrdené, že všetky letové a pohonné systémy pracujú správne. V prípade anomálie, resp. poruchy dôjde k prerušeniu štartu a predíde sa možnej katastrofe. Výpadok jedného z raketových motorov počas štartu tiež nepredstavuje neriešiteľný problém, keďže ostatné motory sú schopné vykompenzovať vzniknutý výpadok a let pokračuje podľa plánu. Medzi hlavné plusy lode Dragon patrí autonómnosť, spoľahlivosť, manévrovateľnosť a všestrannosť v podobe ľahkej zmeny nákladnej konfigurácie na posádkovú a opačne. Autonómnosť plavidla v prípade letu bez posádky umožňuje automatické prebehnutie všetkých fáz letu, bez ľudského zásahu, vrátane pripojenia sa k vesmírnej stanici a návratu na Zem. V prípade ľudskej posádky môže ovládanie lode prevziať pilot, alebo všetko nechať na automatické riadiace a navigačné systémy. Všetky systémy ovládajúce avioniku plavidla sú zdvojené, čo prispieva k väčšej spoľahlivosti a bezpečnosti letov.
Obr. 4: Ilustrácia priblíženia lode Dragon k ISS.
Loď je taktiež vybavená osemnástimi tryskami pre zaručenie dobrej manévrovateľnosti vo vesmíre, na ich pohon je pripravených 1290 kg paliva. Návrat na Zem sa uskutočňuje štandardným riadeným preletom cez zemskú atmosféru, po ktorom sa v určenej výške otvoria brzdiace padáky a let je ukončený pádom do vody. V neposlednom rade treba spomenúť, že zásobovanie vesmírnej stanice pomocou týchto plavidiel by malo byť oveľa menej nákladné ako pomocou raketoplánov, ktorých prevádzka bola pridrahá. Jeden štart raketoplánu vyšiel na cca. 1.55 miliardy USD, čo sa neblaho podpísalo na ich celý program. Jeden štart rakety Falcon 9 aktuálne stojí od 54 do 59.5 milióna USD a predpokladaná cena zásobovacej misie k ISS s použitím lode Dragon je okolo 133 miliónov USD, ciže menej ako desatina jedného letu raketoplánu. SpaceX sa nechce sústrediť iba na zásobovanie ISS, propaguje aj komerčné lety, ktoré sú voľne dostupné. Na záver prinášame animáciu firmy SpaceX k ich vesmírnemu programu.
Animácia letov.
Zdroje informácií:
http://www.spacex.com/
http://www.fastcompany.com/1708229/spacexs-falcon-dragon-rocket-launches-kicks-off-the-new-commercial-space-biz
http://www.theregister.co.uk/2011/04/06/spacex_falcon_heavy/