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.
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.
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
NASA otestuje vrh pozoruhodného katapultu SpinLaunch na suborbitální dráhu
Autor: Stanislav Mihulka (12.04.2022)
Američtí studenti vypustili první studentskou raketu, co doletěla do vesmíru
Autor: Stanislav Mihulka (23.05.2019)
Raketa Electron vynesla do vesmíru překvapení: Hvězdu lidstva
Autor: Stanislav Mihulka (26.01.2018)
Novozélandští Rocket Lab úspěšně vypustili raketu Electron
Autor: Stanislav Mihulka (21.01.2018)
Raketa, která je skutečně na baterky
Autor: Dušan Majer (16.01.2017)
Diskuze:
preco to znechutenie?
Peter Farkas,2013-07-18 21:58:20
Podľa mňa napísať, že elona muska nezaujíma nič iné ako zarábanie peňazí je nepochopenie toho čo robí. Ak niekto dostane za predaj firmy 250 mil USD a potom ich celé do posledného centu investuje do založenia firiem na výrobu elektrických áut a firmy na výrobu rakiet, tak to je jasný dôkaz, že mu ide o niečo úplne iné. Verte tomu, že ak máte 250 mil USD, ako on za predaj PayPalu, existuje veľmi veľa iných, oveľa ľahších spôsobov ako tento majetok zvýšiť v priebehu 10 rokov 2-3 x. Jeho problém je, že veľmi často hovorí, presne čo si myslí. Druhá vec je, že väčšinou má aj pravdu. Ak pred 10 rokmi povedal, že bude vyrábať rakety ako súkromná firma takmer bez podpory štátu - v porovnaní s tým čo daňoví poplatníci platia za program ariane a platili za space shuttle,tak sa mu každý smial. Ja si rozhodne nemyslím, že vyrobiť za 10 rokov od základu vlastnú raketu ktorá dopraví 3 krát tovar na ISS a za asi 20% nákladov raketoplánov je tak jednoduché. Aj keď 2 x s problémami Ak by to bolo tak jednoduché, tak tu máme už roky súkromné firmy, čo sa bijú o každú zákazku.
Tvrdiť, že Space X nie je konkurencie schopný je zjavne v rozpore s realitou. Ceny letov sú tak nízke, že zákazníci sú ochotní tolerovať aj pravidelné zdržania, ktoré Space X má. Napriek tomu sa Space X finančne veľmi darí. Verte, keby Muskovi išlo len o peniaze dá Space X teraz na burzu a má o 2-4 miliardy viac.
Ľudia im fandia preto, lebo ukázali inú cestu ako len drahé, štátom dotované programy. Keď sa vyjadrovali ľudia z Ariane programu ku Space X povedali, že model Space X je lacnejší pretože to robia všetko pod jednou strechou, ale že Ariane program to praktikovať nemôže, lebo ide o Európsky program a každá krajina má právo sa na tom podielať - to je typická ukážka politikárčenia tam, kde nemá čo robiť. A nás všetkých to stojí obrovské peniaze. Tento chorý model sa podarí ukončiť len ak niekto ukáže ako je neefektívny a to sa Space X začína dariť. Lenže kým to v Európe pochopíme môže už byť neskoro.
Spacex
Samo Slavkovský,2013-07-17 20:22:26
je síce šikovná, ale tie ich vyhlásenia treba brať s poriadnou rezervou.
Viete... Elon Musk je proste biznismen. Všetko čo vie, je zarobiť peniaze. Keď vyhlásil, že Ariane 5nie je konkurencieschopná, skoro ma vyvrátilo zo stoličky.
V prvom rade, Ariane 5 je veľmi spoľahlivá. Navyše, má eso v rukáve, ako ste to nazval vy. Chystá sa pre ňu nový vrchný stupeň s motorom Vinci. Tým výrazne stúpne nosnosť, zatiaľ čo cena sa pohne nahor iba minimálne.
Čo sa týka cien Spacex, je to jedna veľká propaganda. So súčasným stavom techniky nie je možné zraziť cenu tak nízko, a ešte na tom prípadne aj zarobiť (už vôbec nie v Amerike, kde je výrobný proces výrazne predražený).
Cena Falcon heavy sa bude pohybovať niekde na hranici 250 mil. dolárov. Prečo? Po prvé, 124 miliónov je cena z roku 2008. Po druhé, bola to iba cena za raketu. Ako som už spomínal, cena za raketu a cena za štart je rozdiel niekoľkých desiatok miliónov. Je treba pripočítať poistenie nákladu, logistiku, organizáciu, údržbu odpaľovacej rampy, montáž družice na vrch rakety, montáž aerodynamického krytu, vibračné skúšky, záverečnú inšpekciu... mám pokračovať?
Dobre, tak teda pokračujem. Spacex je úžasná firma, s veľmi šikovným a flexibilným prístupom. Bohužiaľ, tými svojimi kecami o tom, že im nebude môcť nikto konkurovať a že sa im všetko darí prišli o dosť veľa fanúšikov. Áno, na skúšajú nové veci. Napríklad Grasshopper, ktorý je stručne povedané jedno veľké PR. Tým samozrejme nehovorím, že sa možno v budúcnosti nedočká uplatnenia, ale v čase keď dokázali vyletieť pár metrov do vzduchu a pristáť na tom istom mieste je priskoro hovoriť o reálnom nasadení v praxi. Zvládli akurát základnú technológiu. Ešte im zostávajú lety vo väčších výšok, vypnutie motoru, hypersonické lety, manévrovanie vo vzduchu, pristátie na inom mieste a v neposlednom rade aj zaťahovacie nohy.
ďalšia vec ktorú si treba uvedomiť je, že ak bude prvý stupeň znovupoužiteľný, klesne nosnosť rakety. Musí v ňom predsa zostať trochu paliva na pristátie. Cena za štart sa určite nezrazí nejako výrazne dolu. Fixné náklady totiž bohužiaľ zostanú (to čo som písal vyššie! poistka, testy...). Ďalej, ak má prvý stupeň vydržať dajme tomu päť letov, bude oveľa drahší. Musia sa použiť drahšie materiály, nový motor, ktorý vydrží to namáhanie... Samozrejme pribudnú ďalšie takzvané fixné náklady, spojené s údržbou pristávacej plochy pre prvé stupne, ich prevoz späť na kozmodróm, kontrola celého stupňa, to bude možno vyžadovať jeho kompletné rozobratie... koniec koncov, cena za štart sa nakoniec ani nemusí znížiť, prípadne sa zníži iba minimálne.
Ešt jedna vec. Nechápem, prečo každý tak fandí Spacex a verí všetkému, čo Elon Musk povie. Čo tá firma dokázala? Tri krát si zaleteli na ISS, pritom dva krát mali problémy, kvôli ktorým sa skoro celá misia zrušila. Pár krát odpálili raketu Falcon 9, ktorá síc vždy nejak doletela na obežnú dráhu, ale o bezproblémových letoch sa hovoriť nemôže. Ani raz sa nedodržal pôvodný letový plán. Vždy prišiel odklad najmenej o mesiac. Spacex nemá žiadnu vyspelú technológiu. S trochou nadsázky by sa dalo povedať, že všetko čo majú si vybrali z archívu NASA, zložili to dokopy a nejak im to funguje. Síce aj to je obrovský úspech a majú za sebou kusisko práce, ale v porovnaní s NASA, Roskosmosom, ESA, alebo aj Boeingom sú úplné nuly. Takže netuším, ako si môžu dovoliť povedať o Ariane 5, že za chvíľu nebude konkurencieschopná. Jediný kto v dnešnej dobe nie je konkurencieschopný je firma Spacex. ;)
A nakoniec niečo o svalnatých rečiach Spacex. Do roku 2020 chcú dostať ľudí na Mars. Perký plán. Až na to, že im chýbajú skúsenosti, peniaze, technika, odborníci a zdravý rozum.
Momentálne je to proste tak, že všetky reči od Spacex je treba brať s rezervou, tie ceny Falconov minimálne zdvojnásobiť a hlavne poriadne porozmýšľať nad vštkými súvislosťami. Ja osobne si myslím, že ESA, ktorá je tu už desiaty rokov a úspešne konkuruje Rusom, Amíkom a Číňanom toho vie oveľa viac, ako nejaká súkromná spoločnosť. Uvidíte. O pár rokov, keď príde vylepšená verzia Ariane 5 (dúfam že príde) bude mať Spacex veľmi veľké problémy. ;)
Takže toľko odo mňa ku Spacex, ESA a vlastne ku vášmu dotazu.
Prajem príjemný zvyšok dňa.
S pozdravom autor článku
Samuel Slavkovský :)
Dovolil bych si jen něco podotknout
Lvy Janáček,2013-07-18 11:12:55
Tak jednak výrobní náklady v US jsou podstatně nižší než v nesmyslné sociálně daňově škrcené Evropě, kde na vše potřebujete dvakrát tolik lidí a třikrát tolik peněz. Je to smutné, ale je to skutečně tak. No a pak bych ještě dodal, že zatím jim to funguje a co jsem mluvil osobně s lidmi ze SpaceX, tak jsou na tom docela dobře i finančně a to jsou zcela na začátku. A pokud se jim povede dostat ty první a pak možná i druhé stupně dolů, tak si myslím, že i kdyby je rozebrali a použili z nich jen některé části, tak pořád ten zbytek dají do "šrotu" a co si budeme říkat, tyhle materiály jsou velmi drahé. No a k tomu snížení nosnosti? Ono to není tak horké, paliva je vždy více pro případ výpadku motoru a to se pak má použít na sestup dolů a navíc pokud dokážu sundat stupeň dolů, tak ho klidně o něco prodloužím, protože mě to moc stát nebude a hlavně samotné palivo je v ceně startu ta absolutně nejnižší položka. Takže asi tak. Já nejsem v tomto ani na jedné straně, jsem realista a už hodně dlouho jsem čekal na to, kdo s tím přijde jako první...
Ariane vs Spacex
Jan Kotas,2013-07-17 18:19:50
Ariane 6 za odhadovanych 90 Mil. USD je vazne pokusem komercne soutezit se Spacex. Pred vic jak rokem se sef Spacex Elon Musk vyjadril, ze Ariane 5 (jejiz start stoji kolem 240 mil. USD) nema v tvrde konkurenci zadnou sanci na preziti. Na webu ma Spacex uvedeno, ze start Falcon Heavy s nosnosti pod 6,4 tuny na GTO (podobne jako Ariane 6) bude stat 82 mil.USD. Teprve pro vyssi tonaz - az 12 tun na GTO bude cena startu Falcon Heavy 128 mil. USD.
Prvni let Falcon Heavy maji naplanovany v roce 2014, prvni komercni let pro Intelsat predbezne nasmlouvany na rok 2015. Pochybuju, ze Ariane do te doby stihne vyzkouset Ariane 6. Krom toho Ariane nema zadne eso v rukave - Spacex pomalu kazdym rokem vyviji vykonnejsi a hospodarnejsi verze motoru. Navic vysledky pokusu s raketou Grasshopper naznacuji, ze pomerne brzy (v radu let) bude moci Spacex znovu vyuzivat prvni stupne raket. Prvni stupen rakety tvori 3/4 ceny u rakety jako Falcon 9. Takze jeho znovupouzitelnost dale srazi uz tak nizke (a pro Ariane az likvidacni) ceny za rakety Spacex.
Sam Elon Musk tvrdi, ze jedina opravdova konkurence pro Spacex jsou Cinane. Rusove jsou s raketovou technologii za zenitem a jejich progres je zalostny.
Cena
Samo Slavkovský,2013-07-16 19:41:07
rakiet v Rusku je neuveriteľne nízka. V porovnaní s ostatnými štátmi prakticky pár šupov. Cena za štart je však niečo iné. O Sojuzoch samozrejme nehovorím. Ide o rakety Proton, čiže tie, ktoré bude ESA (možno) po odchode Ariane 5 do dôchodku potrebovať.
Protony sú síce veľmi lacné, (lacnejšie než Ariane 5) ale problém je v ich malej spoľahlivosti (viď. nedávnu udalosť). Väčšinou zlyhá stupeň Briz-M.
ESA si určite svoju družicu/sondu poistí, pre prípad havárie. Taká poistka nie je vôbec lacný špás. Vzhľadom na mizernú spoľahlivosť Protonov to platí dvojnásobne.
Túto myšlienku som mal, keď som písal o predražených štartoch z Ruska. Bohužiaľ to neviem doložiť konkrétnymi cenami, ale má to svoju logiku. Preto si nemyslím, že ESA po odchode Ariane 5 do dôchodku nájde niečo lacnejšie.
_______________________
Možno by som ešte spomenul raketu Angara 5. Tá má štartovať niekedy na budúci rok (možno až v roku 2015) a Rusi o nej hovoria ako o nosiči novej generácie, ktorý nahradí zastarané Protony. Problém je však v tom, že táto raketa ešte nikdy neletela a teda ani nevieme, aká bude jej cena a spoľahlivosť. Preto argumentácia typu: "Ale veď vtedy už bude dávno lietať lacná a spoľahlivá Angara 5," jednoducho neobstojí. ;)
Toľko k predraženým ruským štartov. Ono to vlastne môže vyjsť aj celkom lacno, ale s veľkým rizikom, ktoré ESA určite nebude ochotná podstúpiť.
S pozdravom autor článku
Samuel Slavkovský
Prajem príjemný zvyšok dňa.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
