Letěli nebo proletěli?

Udělejme dohodu - nezmiňujme se o nějakých skokanech na trampolíně a podobných věcech, a zkusme jen odhadnout, co se stane v nejbližší době. Jde o to, že ona, ta budoucnost, není tak vzdálená, je tak nějak za rohem. A víte, jak to s perspektivou za rohem bývá.

Takže ISS. Mezinárodní vesmírná stanice, skutečný pomník doby, kdy lidé z různých zemí (některých) mohli spolupracovat pro společnou věc. Bez politiky a jiných podlostí.

Pravda, až na výjimky mezinárodní, a právě tím se ISS liší od sovětského "Miru". Za SSSR se na sovětské stanice vozili všichni, i když jednou se to málem nepovedlo. S Francouzem Jeanem-Loupem Chretienem, který málem letěl "Saljut" unést. Ale odpustili mu a dokonce ho pustili na Mir.

Zato čínské dobyvatele vesmíru pánové z USA od ISS okamžitě odvrátili. Bezdůvodně - to víte, ukradnou technologii a postaví si něco svého na úkor všech. A Číňané to dokázali, létají sami. A brzy se může ukázat, že na oběžné dráze zůstanou jen oni.

 

ISS je problém. A to velmi velký problém. Její hmotnost dnes činí asi 450 tun. Poměrně staré tuny, ale není co říct, protože byla odvedena dobrá práce, aby se tolik dostalo na oběžnou dráhu a dalo se to pořádně dohromady. A tyto tuny obíhají a postupně padají k Zemi. Představte si, jaké by to bylo, kdyby to celé spadlo jako ve filmu Gravitace ! 

Proč ISS padá? Ze dvou důvodů. Prvním je gravitační pole Země. Působí na stanici, která narostla do takové hmotnosti, a působí docela dobře. Přitahuje se sama. Druhým důvodem je tření stanice o atmosféru. Ano, ve výšce 400 kilometrů jsou zbytky atmosféry, velmi řídké, ale je třeba vzít v úvahu faktor atmosférického brzdění. ISS se tedy čas od času na své dráze "propadne" a je třeba ji nadzvednout, čímž se dráha koriguje. Jinak se stane přesně to, o čem byla řeč výše.

Jinak platí, že ISS ve skutečnosti neopouští atmosféru, letí v jejích horních vrstvách, ale nad Karmanovou linií. Tato linie je výška nad hladinou moře, která je konvenčně přijímána jako hranice mezi zemskou atmosférou a vesmírem a je horní hranicí států. Právě proto, že se ISS nachází nad touto linií, jsou kosmonauti ve stavu beztíže, ale na stanici působí gravitace a také atmosféra, která se rozprostírá o slušný kus dál. Prostě stanice váží více než kosmonauti, takže působení sil na ni je významnější. Proto je nutné čas od času korigovat oběžnou dráhu ISS, která je mimochodem klasifikována jako "uzavřená trajektorie volného pádu".

Existují tři způsoby, jak takový případ vyřešit.
1. Motory ruského modulu "Zvězda".
2. Motory ruské dopravní lodi "Progress".
3. Motory americké dopravní lodi "Labuť" (Cygnus), ale to je velmi vzácný jev, za 11 let došlo pouze k 20 startům.

ISS má jako vše, co vytvořil člověk, svou životnost. Stanovili ji výrobci zařízení a je to rok 2030. To znamená, že po uplynutí této doby se provoz stanice stává nebezpečným a měla by být... ano, zlikvidována.

Ve skutečnosti jde o kategoricky složitou operaci: zpomalit let takové bandury, která váží 450 tun a letí rychlostí 27.300 km/h, dovést ji do hustých vrstev atmosféry a opatrně ji vysadit někde poblíž "Bodu Nemo" v Tichém oceánu, kam se běžně shazují všechna zastaralá zařízení.

Tento plán vyžaduje spoustu velmi přesných výpočtů a paliva. A motorů, s jejichž pomocí lze tuto operaci provést. Pokud někde dojde k nepřesnosti nebo něco chybí - ISS může přiletět trochu jinam, než kam by to bylo potřeba. Zde je důvod připomenout zkušenost jediné americké orbitální stanice "Skylab"; chyby ve výpočtech při jejím vynesení z oběžné dráhy vedly k tomu, že část stanice nespadla do Indického oceánu, ale její trosky zavalily v západní Austrálii okolí města Perth.

Mimochodem, byl jsem svědkem tohoto představení a mohu říct, že svět byl docela napjatý, protože stanice vážící 77 tun padající z oběžné dráhy byla novinkou. Navíc padající ne tam, kam by spadnout měla, ale kam se jí zachce.

Nyní si povězme něco o výčtu prostředků, kterými by toho bylo možné dosáhnout.

Podle původního plánu bylo k vynesení ISS z oběžné dráhy nutné použít tři "Progresy" a "Zvězdu". Faktem je, že hlavní motor "Progressu" má tah 300 kgs a pracuje maximálně 900 sekund. Celkový tah motorů "Zvězdy" je 315 kgs. Doba jejich práce sice není omezena, protože je zde jiná konstrukce trysek, s chlazením, ale zásoba paliva v nádržích "Zvězdy" je velmi malá: pouze 800 kg. "Progress" může na oběžnou dráhu dopravit 1100 kg paliva.

Výsledkem je velmi složitý systém dopravy a doplňování paliva, ale v tomto ohledu je ruský segment velmi efektivní. Průměrně se oběžná dráha koriguje 11 - 12x ročně a od roku 1998 proběhlo 317 korekcí oběžné dráhy stanice, včetně korekcí kvůli vyhýbání se kosmickému smetí. Z toho 168 korekcí bylo provedeno pomocí motorů Progress a 39 pomocí motorů modulu Zvezda. 65 %, ale nejde ani tak o počet korekcí, ale o brzdné impulsy, které jsou motory schopny poskytnout.

V roce 2022 však začaly sankce a politické neshody a Rusko oznámilo, že po roce 2024 spolupráci s ISS ukončí.

A tady začaly skutečné problémy. Na jedné straně Američané nyní nemají problémy s dopravou nákladu a posádek na ISS. Na druhou stranu se však pro NASA stalo velmi velkým problémem dostat ISS z oběžné dráhy. Jedna věc je totiž - křičet, a zcela jiná - řešit důsledky.

A vůbec, jak byl konec ISS naplánován právě podle tohoto plánu?

Začátek prací měl být v roce 2026. Za čtyři roky by se výška oběžné dráhy ISS snížila ze 440 na 330 kilometrů. V červnu 2030, kdy by se oběžná dráha dostala pod 330 kilometrů, by ISS opustila poslední posádka. Od července do listopadu budou k ISS startovat tři kosmické lodě Progress naložené palivem. Úkolem Progressů je co nejvíce snížit rychlost stanice a snížit oběžnou dráhu na zhruba 250 - 260 kilometrů. Řízený sestup ISS na místo pádu by provedly motory lodi "Zvězda".

Plán není bez chyb, existují nejisté proměnné z hlediska sluneční aktivity, možného zpoždění startu jednoho z "Progressů" (i když jde o takový automatický kalašnikov mezi kosmickými loděmi), ale to vše bledne před faktem, že v roce 2030 už Rusko v projektu ISS nebude, což znamená, že žádný "Progress" k ISS nepoletí.

A vezmeme-li v úvahu, že se objevily takové informace, že Rusko nejen odejde, ale vezme si s sebou i "svůj" segment - obrázek je to přímo krásný. Ano, na Zarje jsou motory, které jsou majetkem NASA a nelze je odvézt, ale není zcela jasné, nakolik jsou provozuschopné. Koneckonců Zarja je ve vesmíru už od roku 1998.

A pokud vezmeme v úvahu, že termíny potopení ISS jsou definitivně "posunuty doprava", situace se jen zhoršuje. I kdyby se konsorcium rozhodlo provozovat ISS i po roce 2030, není jisté, zda v ní Rusko bude chtít zůstat. Zvláště když existuje plán na vybudování vlastní kosmické stanice ROS, ale o tom více níže.

A dostat se z této situace bude muset NASA a pouze ona, protože všem ostatním - sorry. Nehodí se pro tak vážnou věc. Ano, s Ruskem to nebude jednoduché, proto se NASA rozhodla pro tento případ pojistit a na začátku roku 2023 dostala zelenou k vývoji speciální kosmické lodi, která by mohla ISS z oběžné dráhy bezpečně sundat.

Existovaly  však i exotičtější varianty, například ISS mohla být umístěna na vyšší stabilní oběžnou dráhu, kde by mohla létat neomezeně dlouho jako objekt pozorování pro amatérské astronomy a skutečný pomník možností spolupráce mezi lidmi různých zemí. Ale ne, když se nad tím zamysleli, rozhodli se stáhnout a utopit z oběžné dráhy všechno, co po stanici zůstane.

Kosmická loď, která bude brzdit a stahovat ISS, dostala jméno USDV (United States Deorbit Vehicle). Je to zajímavý název. Postaví ji společnost Elona Muska, tedy SpaceX, ale aparát bude patřit NASA a ta ho bude používat. Agentura uzavřela se SpaceX smlouvu na 843 milionů dolarů jen na vývoj tohoto plavidla.

USDV bude využívat některé konstrukční prvky nákladní lodi Dragon XL vyvíjené pro lunární stanici Gateway (NASA), což je velmi logické: loď musí být velká, aby unesla dostatek paliva, asi 20 tun.

USDV se bude muset připojit k ISS a v průběhu jednoho roku dávat brzdné impulsy, které postupně zpomalí let stanice, a pak dá velký trvalý impuls, aby ISS "shodila" do plánované části Tichého oceánu.

Muskova společnost již uvedla, že USDV bude vyvinuta na základě Dragonu, ale zde jde právě o to "na základě", protože sestupná kapsle USDV není nutná a bude nutné přepracovat celou podstatu lodi, přičemž důraz bude kladen výhradně na počet a výkon brzdicích motorů, které budou hlavními motory a palivem pro ně.

Takže po roce 2030, ať už s Ruskem, nebo bez něj, přestane ISS na oběžné dráze existovat. I když samozřejmě myšlenka obíhání stanice ve výšce 600 - 650 kilometrů byla zajímavá. Ale nebezpečná, takovou konstrukci byste na oběžné dráze neměli nechávat, získáte tím velký zdroj problémů, protože zásah podobného meteoritu může ISS proměnit v kinetickou bombu, která poletí k Zemi...

A co Rusko? Co takhle návrat do vesmíru nikoli v roli vesmírného dopravce?

Jurij Borisov, šéf Roskosmosu, 2. července schválil harmonogram (rámcový plán) vytvoření ruského vesmírného komplexu orbitální stanice. Zní to křiklavě, ale harmonogram před Borisovem podepsalo 19 osob generálních ředitelů holdingů a podniků podílejících se na tvorbě ROS (Ruské orbitální stanice).

Obecně lze říci, že dokument je mocný, pokud bude plněn, a pokud plněn nebude, bude okamžitě zřejmé, čí hlava bude předložena k nahlášení na nejvyšší úrovni. Podle tohoto plánu vznikne stanice, nová pilotovaná kosmická loď, dopravní loď. Startovat se bude samozřejmě z Vostočného s pomocí Angary.

Rokem realizace je rok 2027. V tomto roce má být do vesmíru vypuštěn první vědecký a energetický modul, jádro budoucí stanice ROS. V letech 2028 až 2031 by k němu měly být připojeny další tři moduly: přechodová komora, univerzální uzel a základní modul. V letech 2031 a 2032 se přidají dva laboratorní cílové moduly a vznikne ROS.

Ukazuje se, že byl dán start, první krok do ruského vesmíru v roce 2027, konec programu návratu pak v roce 2032.

U nás je takový "posun doprava" zcela přirozený, stačí si vzpomenout na více než smutnou historii ruských opakovaně použitelných kosmických lodí, abychom si uvědomili, že v roce 2027 už nemusí být vůbec nic. Příkladů "úspěchů" ruské kosmonautiky je více než dost, jediné, co stále dobře a bez problémů funguje, je provoz nosných raket a kosmických lodí vytvořených před 70 lety za velkého Koroljova jeho stejně velkými kolegy.

Je před námi ještě spousta práce, protože kromě projektování a konstrukce až do slavnostního okamžiku vynesení modulů stanice na oběžnou dráhu proběhnou desítky a stovky zkoušek různých agregátů a systémů, dokončení pozemní infrastruktury kosmodromu Vostočnyj, vytvoření a testování nové kosmické lodi a mnoho dalšího.

Peníze byly vyčleněny. Není jich tolik, ale částka je docela slušná: 609 miliard rublů. Říká se (v Roskosmosu), že ROS nebude o nic méně mistrovským projektem než Mir a ISS. Stanice umožní řešit řadu problémů, vědeckých, technologických, ekonomických i bezpečnostních. Zejména bezpečnost. Je velmi snadné pracovat pro bezpečnost státu, když nemáte za zády špiony z jiných zemí.

Ruská stanice bude první orbitální stanicí na cirkumpolární dráze se sklonem 97 stupňů k rovině rovníku. A v tom se skrývá mnohé: taková oběžná dráha umožní pozorovat nejen celé území Ruska, ale také pro příští desetiletí strategicky důležitou vodní plochu Severního ledového oceánu a v zájmu ruské ekonomiky a obrany také území Antarktidy. A to bude možné provádět každou hodinu a půl, což je velmi důležité pro sledování pohybu různých objektů.

Zde je třeba poznamenat, že oběžná dráha ISS se na naléhavé žádosti našich "partnerů" nedotkla oblastí žádoucích pro Rusko. Pokud jde o využívání ROS, už můžeme zapomenout na cizí zájmy a zabývat se pouze svými vlastními.

ISS má totiž jeden "trik". Stanice létá na oběžné dráze pod radiačními pásy, a to posádku velmi dobře chrání před kosmickým zářením a sluneční radiací. Oběžná dráha ROS je plánována tak, aby je protínala a v některých místech dokonce radiační pásy přesahovala. Jedná se o velmi riskantní experiment, který však umožní propracovat problematiku neutralizace kosmického záření a tím se skutečně přiblížit dálkovým letům lidí k nebeským tělesům.

Ostatně už dlouho se mluví o letu na Mars, Venuši... To lze považovat za první fázi přípravy, protože při takovém meziplanetárním letu bude otázka ochrany posádky velmi akutní.

Kromě toho se plánuje provoz systému ROS v automatickém režimu. Přinejmenším po dobu prvních 15 let provozu, dokud je stanice, jak se říká, v záruce. Takto ISS nyní prakticky fungovat nemůže, potřebuje neustálou přítomnost posádky. To je také pochopitelné, stanice je už v podstatě stará. Kosmonauti budou létat na ROS v rámci krátkých expedic, aby dodali a instalovali nové vybavení, prováděli preventivní údržbu a opravy palubních systémů, odebírali z přístrojů a následně dopravovali na Zemi výsledky experimentů. To je levnější než stálá přítomnost posádky a kosmonauti tak nedostanou značné dávky radiace. Mimochodem, čínští kolegové pracují na přibližně stejném principu.

Ale u ISS to takto fungovat nebude. Ta se staví už poměrně dlouho a první cihly její stavby jsou už, mírně řečeno, zchátralé. Především mluvíme o modulu "Zarja", z něhož stanice v roce 1998 startovala. Zdroj "Zarja" byl již dávno vyčerpán, dnes je jednotka čistě skladištěm, její pracovní funkce byly dávno převedeny na jiné moduly. Vyměnit "Zarju" za něco novějšího však dnes není možné, kolem modulu se toho za dobu existence ISS udělalo příliš mnoho. Jak uvádí Roskosmos, každý porouchaný modul ROS lze velmi rychle nahradit. Počítá s tím jak konfigurace, tak není potřeba žádné povolení od sousedů.

Celkově vzato, nebýt naší schopnosti bravurně a pateticky slibovat a pak skromně mlčet o skutečných úspěších, bylo by radost to všechno číst. Ale tady je problém: v první polovině roku 2024 se ve světě uskutečnilo 129 startů raket: 124 startů kosmických raket a 5 suborbitálních startů. Na prvním místě ve startech jsou Spojené státy. Proběhlo 78 startů, 3 starty uskutečnila NASA, 67 startů SpaceX a 8 startů Rocket Lab. To znamená, že 96 % všech amerických kosmických startů mají na svědomí soukromé společnosti.

Na druhém místě je Čína. Na 30 startů bylo 9 raket vypuštěno soukromými společnostmi, což představuje 30 % z celkového počtu. Celkově připadá na USA a Čínu 87 % kosmických startů.

Na třetím místě je Rusko. Celkem 8 startů. Zde není co komentovat. Následují Japonsko (3 starty), Indie (2 starty), Írán (2 starty), KLDR (1 neúspěšný start).....

Takové plány Roskosmosu za těchto okolností nevypadají příliš dobře. Ne, samozřejmě bychom chtěli mít vlastní konstelaci družic na oběžných drahách, ne horší než čínské (přinejmenším), vlastní stanice, vlastní meziplanetární stanice, které budou schopny nejen přistát na Měsíci, ale také na něm pracovat a opět vzlétnout. To bych si velmi přál.

Předchozí ředitel uměl velmi dobře vyprávět pohádky o letech na Mars a Venuši, o blízké vesmírné stanici, o městě na Měsíci... Vymyslel si spoustu věcí, ale všechno se ukázalo jako pohádky s velmi špatným koncem. Je třeba doufat, že nový ředitel bude schopen dát zemi šanci vrátit se do vesmíru. Rok 2027 však není tak vzdálenou budoucností. Stačí pouhé tři roky a buď s pocitem hlubokého zadostiučinění vypustíme z nového kosmodromu novou Angaru, která vynese na oběžnou dráhu první část nové ruské vesmírné stanice, nebo.....

Nebo se jako vždy dozvíme o potížích sankčního období, o problémech a o tom, že všechno se zvládne. Ale - později. Za dalších deset let to bude sedmá generace a na Marsu. No, nejsme na to zvyklí. Přežili jsme osm startů proti osmdesáti, stejně jako mnoho dalších věcí, a přežijeme i tohle.

Ale já bych ještě ROS opravdu moc rád viděl.

autor: Roman Skomorochov
zdroj