Opožděný „doutník“ pro kosmickou stanici

Start první evropské automatické nákladní lodě Jules Verne se odkládá! Co bylo příčinou? Proč se technici museli znovu podívat do jejích útrob? A k čemu potřebuje kosmická stanice palivo?Start první evropské automatické nákladní lodě Jules Verne se odkládá! Co bylo příčinou? Proč se technici museli znovu podívat do jejích útrob? A k čemu potřebuje kosmická stanice palivo?

Mezinárodní kosmickou stanici (ISS) buduje na oběžné dráze kolem Země společenství řady států. Evropa je zde zastoupena Evropskou kosmickou agenturou ESA. Kromě několika modulů se ESA zavázala vyvinout a provozovat automatické zásobovací lodě, které budou zajišťovat dopravu zásob a materiálu pro posádky na stanici působící.

Na vývoj tzv. Automated Transfer Vehicle (ATV) vyčlenila ESA 600 miliónů euro. Prototyp tohoto kosmického plavidla, který slouží k testovacím účelům, byl představen v roce 2002.

Tankovat se musí! Nákladní loď má tvar velkého doutníku, tedy válce o délce 10 metrů, průměru 4,5 metru a její hmotnost přesahuje dvacet tun. Je vybavena slunečními panely. Kapacita ATV dosáhne až 7,5 tuny podle druhu nákladu, který poveze.

Ve srovnání s ruskými loděmi Progress tak bude jejich nosnost až trojnásobná a naložit se dají různé kombinace zásob podle momentální potřeby kosmické stanice a její posádky.Převážná část nákladu se vtěsná do přetlakové horní části, kterou se ATV spojí s kosmickou stanicí.

Posádka stanice tak bude mít do vnitřních prostor nákladní lodě přístup a může zde i pracovat. Teoreticky, v případě krizové situace, může ATV dokonce posádce posloužit i jako dočasné útočiště. Jednou z položek možného nákladu je i palivo pro zvýšení oběžné dráhy kosmické stanice.

Ta sice obíhá ve výškách kolem 400 km nad povrchem, ale tato výška se vlivem odporu řídké atmosféry každodenně snižuje v průměru o 200 metrů. Proto je její oběžná dráha pravidelně zvyšována ať už zážehy motorů raketoplánů či lodí Progress.

Stejný úkol budou mít i ATV. V opačném případě by kosmická stanice postupně klesala a nakonec by se propadla do atmosféry a byla tak zničena.

Kosmický popelářJednotlivé ATV se připojí k ruskému servisnímu modulu Zvezda a s kosmickou stanicí by měly být spojeny vždy půl roku. Mezitím astronautům poslouží jako sklad odpadů, aby se z oběžné dráhy postupně nestalo smetiště a nezvyšovalo se riziko srážky a poškození kosmické stanice a dalších družic.

ISS prostě funguje na principu „co bylo přivezeno, musí být i odvezeno“. ATV takto může pohltit až 6340 kg odpadu, který pak shoří společně s lodí po jejím odpojení v zemské atmosféře kdesi nad Pacifikem.

Podobným způsobem končí i lety ruských nákladních lodí Progress. Americké raketoplány naopak vozí odpad zpět na zemský povrch.

Aby se předešlo srážce…Zatímco raketoplány jsou při spojovacích manévrech s kosmickou stanicí řízeny astronauty, v případě ATV – podobně jako u lodí Progress – proběhne tato kritická fáze letu zcela automaticky.

Bezpečné spojení dvou těles je přitom klíčovou otázkou. Stačí si jen vzpomenout na srážku lodi Progress s bývalou stanicí Mir v roce 1997. Chybou kosmonautů na Miru tehdy narazila zásobovací loď do modulu Spektr, přičemž poškodila sluneční panely a porušila hermetičnost modulu, který musel být po nehodě uzavřen.

Kosmická stanice přišla o jeden z pracovních modulů a podstatnou část svých energetických zdrojů.

Kde je ta stanice?Jak tedy spojovací manévr probíhá? Po oddělení od nosné rakety se ATV automaticky zorientuje podle hvězd a nabere směr ke stanici. Na její palubě je už nyní instalován komunikační systém Proximity Communication Equipment (PCE), který bude poskytovat datové spojení mezi oběma objekty.

Na základě dat z navigačního systému GPS bude systém PCE určovat relativní polohu obou těles. V provozu bude během posledních 30 km přibližování ATV a rovněž při samotném připojení k modulu Zvezda. Ve vzdálenosti 500 metrů od stanice se ke slovu dostanou laserové dálkoměry.

Zpočátku to bude tzv. telegoniometr, který nepřetržitě vysílá optické pulsy, znovu je zaznamenává po odrazu od reflektorů umístněných na stanici a ze zpoždění signálu určuje vzdálenost a směr pohybu ATV.

Každá z lodí ATV bude vybavena dvojicí těchto přístrojů, druhý poslouží v případě potřeby jako záložní.

S hodinářskou přesnostíKdyž relativní vzdálenost obou těles poklesne na 250 metrů, vstoupí do akce další dálkoměr, přístroj zvaný videometr. Desetkrát za sekundu vyšle laserový paprsek o jiné vlnové délce než telegoniometr.

Na zadní stěně servisního modulu ISS je umístněno 26 odrazek, krychliček o hraně 2,5 cm, které jsou uspořádány do dvou obrazců. Každá z odrazek umí odrazit laserový paprsek přesně do stejného směru, ze kterého na ni dopadl.

Na vzdálenost 300 metrů se tak odražený paprsek neodchýlí od požadovaného směru o více než 3 mm. Každý z modulů ATV poveze dva videometry umístněné od sebe 20 cm. Během přibližování budou mít oba plné „ruce“ práce, jeden bude zálohovat činnost druhého.

Další pojistkou proti kolizi je možnost, že se řízení spojovacího manévru v kterékoliv okamžiku může chopit posádkou ISS. Testy na kolejích

Spojení dvou lodí, které se kolem Země pohybují rychlostí 28 000 km/hod., je obtížným úkolem. Proto jsou jednotlivé součásti systému pečlivě testovány už v pozemských podmínkách. Zkoušky videometru proběhly v 600 metrů dlouhé testovací hale francouzské armády, ve které se po 550 metrů dlouhých kolejnicích pohybuje 120 tun vážící plošina.

Na ní byly umístněny pasivní odražeče, zatímco videometr byl namontován na automatické rameno, umožňující simulovat úhlové pohyby ATV. Už první test ukázal schopnost systému nepřetržitě sledovat znaky na simulované stanici ze vzdálenosti 313 metrů až do okamžiku samotného spojení.

S extrémně těžkým nákladem Zásobovací lodě ATV budou startovat každých 12 až 18 měsíců, podle potřeb kosmické stanice. Na oběžnou dráhu je vynesou rakety Ariane 5 startující z kosmodromu Kourou ve Francouzské Guyaně.

Pro tuto raketu to bude poněkud odlišný úkol než pro jaké byla dosud užívána. Raketa musí být schopna vynést 20 750 kg vážící loď do výšky 300 km nad Zemí na dráhu se sklonem 51,6º k rovníku. Bude to poprvé, co tato silná raketa zamíří „jen“ na nízkou oběžnou dráhu, tentokrát ale s extrémně těžkým nákladem.

Proto byla vyvinuta varianta Ariane 5 ES-ATV, která ve srovnání se standardní verzí dostala do vínku některé novinky.Vzhledem k velké hmotnosti nákladní lodi musela být přepracována a zesílena horní část rakety, ve které je ATV během startu umístněn.

Posazení 20 tun na vrchol rakety poněkud posune, ve srovnání s předchozími starty, její těžiště. Dosud nejtěžší náklad vynesený raketou Ariane 5 byla družice Envisat o hmotnosti „pouhých“ 8 tun. S ohledem na nové podmínky musel proto být analyzován také celý průběh letu 775 tun vážící rakety.

První stupeň nosné rakety, vybavený raketovým motorem Vulcain 2, dosáhne po osmi minutách letu oběžné dráhy. Zde uvolní horní stupeň Aestus s lodí ATV. Dvojice zážehů, oddělených 45minutovou přestávkou, pak pošle ATV směrem ke kosmické stanici.

Samotný Aestus se později nasměruje zpět do atmosféry, kde shoří.

První let bude složitějšíLet lodi Jules Verne se bude poněkud lišit od standardního scénáře, se kterým se počítá pro další lodi ATV. Zatímco standardní let ATV potrvá 3 – 5 dnů, Jules Verne se s ISS spojí nejdříve 10.

den po startu. Let bude svým průběhem mnohem složitější, protože jeho cílem bude mj. demonstrovat schopnost lodi poradit si s různými situacemi, které by mohly v průběhu přibližovacího a spojovacího manévru nastat.

Mezi testované scénáře bude patřit přerušení přibližování a návrat zpět do bezpečné vzdálenosti. Tyto testy si vyžádají větší spotřebu raketového paliva, které proto bude při první letu hlavním a nejdůležitějším nákladem.

Komplikace a zpožděníPři budování tak složitého zařízení jakým ATV zcela určitě jsou, se konstruktéři nevyhnutelně setkávají s předem netušenými problémy, jejichž řešení pak způsobuje odklady a zpoždění.

Tomu se nevyhnula ani nákladní loď Jules Verne. Ta měla původně startovat už v roce 2004, pak byl termín startu posunut až na první polovinu roku 2006, ale na začátku listopadu 2005 oznámila ESA další odklad.

Během testování se totiž objevily závady na hardware. Postižené díly již však bohužel byly uloženy hluboko do útrob rozestavěné lodi a jejich výměna si tak vyžádala spoustu času při jejich demontáži.

Došlo rovněž ke změnám některých požadavků ze strany mezinárodních partnerů, s čímž jsou spojeny hlubší zásahy do softwaru. Podle posledních zpráv tak bude první ATV připraveno v březnu 2007, jeho start by se měl uskutečnit o dva měsíce později.

Pocta spisovateliNákladní lodi ATV budou nejsofistikovanějšími automatickými loděmi na světě. První z nich proto bude jméno slavného spisovatele 19. století náležet zcela po právu. Sám spisovatel, jeden z těch, kteří snili o kosmických letech v dobách ještě dávno před jejich rozvojem, by jistě byl takovým projektem potěšen.

„Jméno Julese Verna bylo zvoleno kvůli jeho fantastickým příběhům. Daly nám něco, o čem můžeme snít – budoucnost,“ řekl Robert Laine, manažer projektu ATV

Maximální kapacita jednotlivých druhů nákladu840 kg pitné vody100 kg vzduchu860 kg paliva pro pohonný systém kosmické stanice4700 kg paliva pro zvýšení oběžné dráhy stanice5500 kg dalších zásob jako jsou například čerstvé potraviny, přístroje, oděvy a podobně

7667 kg celková kapacita

Technické parametry ATVDélka 9.8 mMaximální průměr 4.5 mRozpětí solárních panelů 22.3 mGenerovaná energie 3800 W (po šesti měsících na oběžné dráze)Hmotnost samotné lodi 10.47 tHmotnost plné při startu 20.

75 tPohonný systém 4 hlavní motory s tahem 490 N28 motorů s tahem 220 N

Autor: Pavel Koten
Rubriky:  Vesmír
Publikováno:
Další články autora
Právě v prodeji
Tip redakce
reklama

Související články

Vesmírné zahradničení: Vědci z NASA...

Američtí vědci z Floridy slaví úspěch! V půdě odebrané z Měsíce totiž...

Cestování do vesmíru má stopku:...

Národní úřad pro letectví a vesmír byl s ohledem nevyhovující stav skafandrů...

Trable na Marsu: Tamnímu...

NASA hlásí jisté potíže s marsovským vrtulníkem Ingenuity. Kvůli...

Už se to blíží! SpaceX se chystá...

Je to sotva několik dnů, co prezidentka a hlavní provozní ředitelka...

Opavští fyzikové měří „obezitu“...

Opavští fyzikové se kromě černých a červích děr (viz PANORAMA 21.STOLETÍ 1/2022)...

Astronomové objevili nový druh...

Tým astronomů pozoroval pomocí dalekohledu VLT Evropské jižní observatoře...

Astronomové zaznamenali překvapivé...

Mezinárodní tým astronomů využíval uplynulých 17 let řadu pozemních...

Společnost SpaceX zažila vydařenou...

Loď společnosti SpaceX Crew Dragon se čtyřčlennou posádkou vedenou bývalým kosmonautem...

Astronomové u Proximy Centauri...

Tým astronomů využívající dalekohled VLT na Evropské jižní observatoři (ESO) v...

Zázraky pod taktovkou startupu?...

Tak tohle tady ještě nebylo! Startup Rocket Lab chce zachytit svou raketu...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Ve starověkém městě Ur se trestalo podle biblického hesla oko za oko

Ve starověkém městě Ur se...

Právo urputně hájí starověký král Šulgi. „Mezopotámští králové brali svůj úkol...
Obr z Cardiffu: Vtípek, který oklamal Ameriku

Obr z Cardiffu: Vtípek, který...

„Zemi v dávných dobách obývali obři!“ hlásají novinové titulky...
Camp David: Místo, kde se píšou dějiny, obdivuje Churchill či Břežněv

Camp David: Místo, kde se píšou...

Dvojice mužů jedoucích na koních procválá kolem nevelké chatky. Zčistajasna se...
V Uherském Hradišti stála škola už v 9. století

V Uherském Hradišti stála škola...

Procesí lidí s knězem v čele stoupá na vyvýšeninu nad řekou Moravou. Svatý muž se zastaví a...
Stalo se Pohansko u Břeclavi šperkařským srdcem Velké Moravy?

Stalo se Pohansko u Břeclavi...

Muž si otře zpocené čelo. Už celý den se ve své šperkařské dílně věnuje výrobě...
Život je pes! Proč psy spojujeme se špatnými věcmi?

Život je pes! Proč psy spojujeme se...

Cítím se pod psa. Venku je počasí, že by psa nehnal. Prostě zima, jako v...
Obchodovali první Slované na našem území s Avary?

Obchodovali první Slované na našem...

Ve slovanském hradisku na místě dnešní obce Chotěbuz-Podobora to v 9. století...
Nouzové přistání: Jaké jsou šance na přežití?

Nouzové přistání: Jaké jsou šance...

Cesta letadlem je jedním z nejbezpečnějších způsobů dopravy....
Prezidentův sportovní koníček: Edvard Beneš nastupoval za Slavii inkognito

Prezidentův sportovní koníček:...

Slavie poráží Spartu 6:1. Píše se 1. listopadu 1901. Derby dvou pražských...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

V našem profesionálně sestaveném testu ihned zjistíte přesné výsledky a obdržíte certifikát.