Zvětšit obrázek

Pred dvoma dňami 9. júla sme sa konečne dočkali. Európska kozmická agentúra predstavila finálny koncept raketového nosiča novej generácie Ariane 6, ktorý má od nového desaťročia poskytovať služby hlavne súkromným spoločnostiam a nahradiť tak dnes slúžiace Ariane 5 a Sojuz. Ak však čakáte obrovskú raketu s nosnosťou cez tridsať ton, asi budete mierne sklamaní. Napadá ma otázka, či to nie je po obrovských úspechoch s raketovými technológiami krok späť.

Rakety z rodiny Ariane mali tendenciu so zväčšujúcim sa poradovým číslom postupne zvyšovať aj svoju nosnosť. Od dvoch ton na nízku obežnú dráhu pri prvom exemplári až po dvadsaťjeden ton pri tom (zatiaľ) poslednom sme mohli sledovať zvyšujúcu sa úroveň európskeho kozmického priemyslu a potrebu vynášať stále väčší a väčší náklad. Rýchly vývoj hnala aj túžba osamostatniť sa a nebyť závislý od amerických či ruských služieb. Ďalšie európske kroky do vesmíru však očividne budú na špici menšej a slabšej Ariane 6 s nosnosťou 3 – 6,5 ton na GTO v závislosti od hmotnosti vynášaného nákladu (pre porovnanie Ariane 5 zvládne 10,5 t).

Dôvod tohto na prvý pohľad veľkého prepadu tkvie v zmene prístupu európskych inžinierov a manažérov ku konštrukcii rakety. Neklamme si, takmer všetky štarty Ariane sú komerčné a dostávajú sa pri nich na obežnú dráhu súkromné telekomunikačné družice, za ktoré spoločnosť Arianespace (akási odnož ESA) inkasuje obrovské balíky peňazí. Dnes do kozmu štartujú vždy dve satelity, každý s hmotnosťou päť ton. Náklady na štart si tak väčšinou delia dve firmy. Do budúcnosti sa však očakáva, že družice budú stále väčšie a ťažšie. Na to sa treba poriadne pripraviť. Aby sa raketa udržala v kozmickom priemysle a prípadne aj čo to na seba zarobila, musí sa prispôsobiť aktuálnej situácii na trhu. Ariane 6 je teda od začiatku vyvíjaná tak, aby spĺňala všetky požiadavky budúcich zákazníkov. V prvom rade bude veľmi lacná. Európsky cieľ je sedemdesiat miliónov eur za štart vrátane predštartovných príprav, logistiky… Po druhé, Ariane 6 poskytne dostatok priestoru a variabilitu. Zákazníci svoju družicu ukryjú do 5,4 metra širokého aerodynamického krytu. Pritom si nebudú robiť starosti s jej váhou. Raketa totiž vynesie iba jednu, narozdiel od predchádzajúcich štartov, keď bolo bežnou praxou, že štartovali naraz dva satelity. Autori konceptu hovoria, že iba takto sa zabezpečí osobný prístup a všetko sa bude môcť prispôsobiť požiadavkám kupujúceho. Parametre dráhy či nosnosť sa upravia podľa typu družice, jej poslania a plánovanej životnosti.

Ak teda niekedy v roku 2021 na rampu vyvezú prvý exemplár Ariane 6, bude sa jednať o evolúciu, nie o revolúciu. To je tak trochu škoda. Je však vidieť príliv nových síl a zaujímavých nápadov či postrehov od mladých a nadšených ľudí. Existuje aj malé nebezpečenstvo, že v prípade úspechu súkromných firiem sa zoznam zákazníkov nebezpečne stenčí. V roku 2013 je plánovaných sedem štartov Ariane 5. Päť z nich bude komerčných. To je desať veľkých telekomunikačných satelitov. Ak má rovnaký počet zvládnuť Ariane 6, bude musieť štartovať každý mesiac. To je z technického hľadiska uskutočniteľné, ale iba pod jednou podmienkou. Musí sa udržať záujem európske služby. Raketa Ariane 5 je dnes synonymom spoľahlivosti. Aj to ju drží nad vodou. Môžeme len dúfať, že raz tak budeme hovoriť aj o jej nasledovníčke.

Zvětšit obrázek

Porovnanie rakiet Ariane 5 a Ariane 6. (Zdroj: http://www.aviationnews.eu/)

Konštrukcia

Nápaditosť autorov konceptu nového nosiča z rodiny Ariane je najviac vidieť vo veľmi zaujímavom konštrukčnom riešení rakety. Prvý stupeň sa má skladať z troch motorov na tuhé palivo. Tie budú prakticky identické a zoradené budú vedľa seba. Druhý stupeň má tiež obsahovať takmer rovnaký motor, ako tom prvom. Bude však už len jeden. Zatiaľ čo tri valce naplnené 135. tonami tuhého paliva vynesú raketu nad najhustejšie vrstvy atmosféry, druhý stupeň sa trochu prispôsobí, pretože sa bude zapaľovať prakticky vo vákuu. Jeho hlavná konštrukcia a uloženie paliva sa však nezmení. Preto môžeme povedať, že cena Ariane 6 klesne hlavne vďaka sériovej výrobe prvých dvoch stupňov. Na jednu raketu pripadajú štyri identické motory na TPL. Ak sa každoročne uskutoční desať štartov, bude nutné pripraviť štyridsať motorov. Že je to dobrý ťah dokladá aj skutočnosť, že budú odvodené od prvého stupňa rakety Vega, čím sa znížia náklady ich vývoj.

V treťom stupni nájdeme už dnes vyvíjaný motor Vinci na kryogenické pohonné látky, ktorý bude v tej dobe asi najdokonalejší na svete. Po skončení práce prvých dvoch stupňov dopraví náklad najprv na nízku obežnú dráhu a nakoniec na plánovanú orbitu. Po skončení svojej misie sa retrográdnym zážihom dostane do atmosféry Zeme a zhorí v nej. Tak sa zamedzí znečisťovaniu priestoru okolo našej planéty.

Aerodynamický kryt s šírkou 5,4 metra bude podobný, ako má dnes Ariane 5. Elektronika a navigačný systém sa podobne ako prvý a druhý stupeň odvodí od rakety Vega. Pre nový nosič sa samozrejme postaví aj nová odpaľovacia rampa. Miesto pre ňu na kozmodróme Kourou je vybrané už dnes, práce však ešte nezačali. Oddeľovanie jednotlivých stupňov a samotného nákladu bude zabezpečené pomocou pyrotechnických šróbov a malých trysiek na TPL.

Zvětšit obrázek

Skorší koncept rakety Ariane 6 s trojuholníkovým usporiadaním motorov prvého stupňa. (Zdroj: http://farm8.staticflickr.com/)

Budúcnosť ESA

To, že Ariane 6 je veľmi dobrý ťah a naďalej sa vďaka nej zabezpečí poskytovanie bezkonkurenčných služieb zákazníkom je jasné. Najväčším potencionálnym súperom by mohla byť raketa Falcon Heavy od súkromnej firmy Spacex, ktorá bude disponovať dvojnásobnou nosnosťou a adekvátnou cenou za štart. Spacex síce vyhlasuje že FH bude stáť 124 miliónov dolárov, čo je pri deväťdesiatich miliónoch za jednu Ariane 6 bezkonkurenčné, ale je potrebné si uvedomiť, že Falcon Heavy ešte nikdy neletel a na oficiálnej stránke Spacex je iba cena za raketu, nie za štart. Neprekvapilo by ma, keby nakoniec náklady na jeden odpal presiahli dvesto miliónov. V dvadsiatych rokoch bude pravdepodobne k dispozícii aj ruská Angara 5 s nosnosťou 25 ton na nízku obežnú dráhu. Tá bude vďaka sériovej výrobe boostrov a centrálneho stupňa veľmi lacná, čo znamená ďalšiu konkurenciu pre Európu. Nakoniec, aj Čína môže prekvapiť. Ich plánovaný nosič CZ-5 bude mať obdobnú nosnosť ako Angara, cenu si však neodvažujem tipovať. Aj India by mohla v najbližších rokoch výraznejšie zasiahnuť do kozmického priemyslu. Pripravuje totiž raketu GSLV mk.III, ktorá však poslúži skôr miestnym. Druhým zaujímavým plánovaným indickým nosičom je RLV-TD, teda dvojstupňový plne znovupoužiteľný stroj. Jeho nosnosť však určite nebude dostatočná.

Nakoniec to teda pre Ariane 6 nevyzerá zle. Jej najväčšia výhoda bude nepochybne v tom, že je od začiatku plánovaná ako komerčný nosič. Ja sa ale pýtam, a čo veda? Bude nízky výkon stačiť na medziplanetárne sondy, alebo sa Európa dobrovoľne vzdá svojej ťažko nadobudnutej samostatnosti? Jedným z riešení by mohlo byť ponechanie Ariane 5 v aktívnej službe, prípadne jej vylepšenie tak, aby vyhovovala požiadavkám novej doby. Koncept tejto rakety vôbec nie je zlý. Práve naopak. Prečo by sa teda ESA mala vzdávať tak úžasne premysleného stroja, ktorý by sa po menších úpravách mohol používať aspoň sporadicky? Vždy lepšie a lacnejšie, ako kupovať predražené štarty do USA alebo Ruska.

  .

.

Zdroje informácií:
Esa
BBC
Wikipedia
Zdroje obrázkov:
http://images.spaceref.com/news/2013/Ariane_6_945.jpg
http://www.aviationnews.eu/blog/wp-content/uploads/2013/01/Ariane-5ME-and-Ariane-6.jpg
http://farm8.staticflickr.com/7387/8822745132_5970329f99_z.jpg
Psáno pro Kosmonautix a Osel.cz