Z moře zpět do hry. Čína právě udělala to, co mělo být nemožné

Z moře zpět do hry. Čína právě udělala to, co mělo být nemožné

Zdroj obrázku: AI generator / Depositphotos

Čína úspěšně otestovala nový typ rakety Dlouhý pochod 10 s kapslí Mengzhou pro budoucí lunární mise. Poprvé se jí podařilo vyzvednout první stupeň z moře – důležitý krok směrem k opakovaně použitelným systémům podobným SpaceX.


Čína postupuje ve vývoji opakovaně použitelné rakety rychleji, než se dosud předpokládalo. Ve středu minulý týden provedla Čínská agentura pro pilotovanou kosmonautiku (CMSA) úspěšný zkušební start rakety Dlouhý pochod 10 a test únikového systému kapsle Mengzhou. Oba prvky také provedly řízený dopad, ale nyní jsme se dozvěděli, že se Číně podařilo vyzvednout nosnou raketu, která původně přistála v moři poblíž návratové rampy.

Čínská média poté informovala, že urychlovač přistál v blízkosti bárky, která byla vybavena lanovým systémem k jeho zachycení, nikoli na ní, a to z důvodu, že raketa v této fázi přistání nerozvinula mřížové ploutve, kterými řídí směr. Global Times následně informovaly, že společnost CMSA o dva dny později vyzvedla raketu z moře. Jedná se o první námořní vyzvednutí prvního stupně čínské rakety a ukazuje, jak pokračuje kosmický program země, která plánuje přistání astronautů na Měsíci do roku 2030.

Čína již několik let vyvíjí vlastní konstrukce opakovaně použitelných raket, včetně Dlouhého pochodu 10, a jde tak ve stopách společnosti SpaceX a jejího Falconu 9, a pokud půjde vše podle plánu Elona Muska, i Starshipu. Dlouhý pochod 10 však není pouhým klonem: je součástí nové generace čínských nosných raket, které mají být od počátku částečně opakovaně použitelné a mají sloužit k udržení dlouhodobého lunárního programu.

Související článek

Myslíte si, že znáte Spinosaura z Jurského parku. Nový druh vám ukáže, jak moc jste vedle
Myslíte si, že znáte Spinosaura z Jurského parku. Nový druh vám ukáže, jak moc jste vedle

Nový objev z Nigeru přináší druhého zástupce rodu Spinosaurus – dravého dinosaura s velkým hřebenem a vodními znaky. Spinosaurus mirabilis byl zřejmě spíš tichým lovcem na březích řek než mořským monstrem z filmů.

Minulý týden proběhl test zmenšené verze rakety, která je v médiích často označována jako Dlouhý pochod 10A a která odstartovala s kosmickou lodí Mengzhou na svém vrcholu; kosmická loď pak absolvovala test přerušení letu, který spočívá v oddělení modulu od nosné rakety v případě problému s nosnou raketou.

Tento typ testu je kritický: je to obdoba zatáhnutí za nouzovou páku ve vlaku, ale ve výšce desítek kilometrů a při nadzvukové rychlosti. Kapsle musí být schopna během několika sekund odpoutat od rakety a po bezpečné trajektorii se dostat na místo dopadu a ochránit posádku před výbuchem nebo ztrátou kontroly nad nosnou raketou.

První stupeň pak pokračoval v opuštění zemské atmosféry, provedl restart motoru a vyvrcholil řízeným dopadem do Jihočínského moře. Podle deníku Global Times byl nosič vyzdvižen pomocí jeřábového systému a nyní bude zkoumán s cílem vylepšit Dlouhý pochod 10 pro budoucnost. Na záběrech čínské státní televize CCTV se zdálo, že se první stupeň po dopadu nejprve vznáší, nikoliv potápí. Zpráva čínských médií neuvádí žádné další podrobnosti o procesu vyzvednutí nosné rakety ani o době, která k tomu byla zapotřebí.

Skutečnost, že urychlovač plaval, je relevantní: znamená to, že konstruktéři vzali v úvahu vodotěsnost nádrží a konstrukce, aby ušetřili čas při vyprošťování. U raket, které nelze opakovaně použít, se první stupeň obvykle rychle rozpadne nebo potopí; zde je naopak cílem, aby přežil dostatečně dlouho na to, aby mohl být odtažen a v klidu analyzován.

Zatím není jasné, zda bude tento první stupeň opraven a znovu použit, ačkoli slaná voda má tendenci působit velmi škodlivě téměř na cokoli mechanického.

V praxi dlouhodobý kontakt s mořskou vodou způsobuje korozi kovových konstrukcí, poškozuje ventily a potrubí a může znehodnotit elektronické komponenty. Například společnost SpaceX brzy opustila myšlenku opětovného použití stupňů, které přistávaly přímo v oceánu, a přešla na jejich přistávání na bárkách se zatahovacími nohami, aby se minimalizoval kontakt s vodou. Zdá se, že Čína jde střední cestou: nejprve zvládne řízený sestup a návrat, i když z moře, a později systém zdokonalí tak, aby dosáhla čistého přistání na plošině.

Dlouhý pochod 10 je středně velká raketa určená k vynesení až 168 tun na nízkou oběžnou dráhu Země nebo až 67 tun na přenosovou dráhu Měsíce. To je dostatečná kapacita pro vyslání pilotovaného modulu, jako je Mengzhou, který váží necelých 24 tun.

Pro představu: Falcon 9 společnosti SpaceX dokáže na nízkou oběžnou dráhu umístit asi 22,8 tuny ve své jednorázové verzi a asi 15,6 tuny při obnově prvního stupně. Dlouhý pochod 10 je tedy ve vyšší kategorii, blíže Falconu Heavy nebo budoucímu New Glennu společnosti Blue Origin, ale s jasným zaměřením na pilotované lunární mise s těžkým nákladem.

Pokud bude vývoj úspěšně pokračovat, bude Dlouhý pochod 10 schopen obsluhovat jak pilotované, tak nákladní lunární mise, což by mohlo pomoci při budoucím budování stálé základny na Měsíci pro čínské astronauty.

Samotná společnost CMSA nastínila několikafázový plán: nejprve krátkodobé přistávací mise na Měsíci od roku 2030, poté výstavba Mezinárodní lunární výzkumné stanice (ILRS) společně s Ruskem a dalšími partnery, s obytnými moduly, energetickými systémy a povrchovými vozidly. Nosná raketa typu Dlouhý pochod 10 je klíčovým prvkem této skládačky, protože umožňuje dopravit posádku i velké konstrukční prvky během relativně malého počtu letů.

Jak funguje přistávací a záchranný systém

Pokus o přistání na Dlouhém pochodu 10A poskytl první pohled na některé prvky, které Čína testuje z hlediska možnosti opakovaného použití:

  • Mřížové ploutve: Jedná se o kovové řídicí plochy ve tvaru mřížky, které se během sestupu rozkládají v horní části prvního stupně. Využívají proudění vzduchu k řízení rakety jako kormidla. Podle čínských médií mohlo selhání jejich nasazení způsobit nesprávné přistání nosné rakety na bárce.
  • Opětovné spuštění motorů: Po oddělení od druhého stupně provede nosná raketa jeden nebo více brzdicích manévrů opětovným spuštěním motorů. Tím se sníží rychlost pádu a upraví trajektorie směrem k přistávací zóně.
  • Bárka se systémem kabelů: Na rozdíl od společnosti SpaceX, která k vertikálnímu přistání rakety používá rozkládací nohy, Čína testuje systém kabelů natažených přes palubu bárky. Záměrem je, aby se nosná raketa při přistání „zahákla“ a stabilizovala pomocí těchto kabelů, čímž se sníží riziko převrácení.
  • Vyzvednutí jeřábem: Jakmile je booster ve vodě, je zajištěn plováky a vyzdvižen na palubu jeřábem. Tento proces je pomalejší a složitější než prosté přistání na suchu, ale umožňuje podrobně studovat strukturální chování rakety po nárazu do moře.

Celý tento soubor technologií se testuje postupně. Při dalších letech se pravděpodobně dočkáme úprav tvaru ploutví, naváděcího softwaru a samotné konstrukce bárky, aby se zvýšila přesnost přistání a snížilo strukturální poškození.

Mengzhou: Nová čínská pilotovaná kapsle

Druhým hlavním protagonistou testu byla kapsle Mengzhou, vozidlo, které, pokud vše půjde podle plánu, dopraví první čínské astronauty na Měsíc. Jedná se o kosmickou loď nové generace, která je větší a výkonnější než současná loď Šen-čou a svým designem částečně připomíná kapsli Orion od NASA.

Mezi její známé vlastnosti patří:

  • Kapacita až pro 4 astronauty na lunárních misích (a podle čínských zdrojů až pro 6 astronautů na misích na nízkou oběžnou dráhu).
  • Hmotnost přibližně 23-24 tun v plné konfiguraci, včetně servisního modulu.
  • Vylepšený tepelný štít, který odolá vyšším rychlostem při návratu z oběžné dráhy Měsíce, vyšším než při návratu z nízké oběžné dráhy.
  • Věžový únikový systém, podobný tomu, který historicky používaly moduly Apollo a Sojuz a který umožňuje rychlé oddálení modulu od rakety v případě nouze v raných fázích startu.

Zkouška přerušení letu prováděná s raketou Dlouhý pochod 10A je jednou z nejnáročnějších zkoušek tohoto únikového systému. Věž musí během několika sekund spustit motory, oddělit kapsli, správně ji zorientovat a nasadit padáky nebo brzdicí systémy, aby zajistila bezpečné dopadnutí. NASA například provedla podobné testy s kapslí Orion, než schválila pilotované lety v programu Artemis.

Dlouhý pochod 10 v kontextu čínského vesmírného programu

Dlouhý pochod 10 je součástí větší rodiny nosných raket nové generace, které Čína vyvíjí, aby postupně nahradila Dlouhý pochod 2, 3 a 4, které jsou založeny na starších technologiích a v některých případech na vysoce toxických palivech, jako je hydrazin. Mezi obecnými charakteristikami rakety Dlouhý pochod 10, které jsou známy z oficiálních dokumentů a prezentací na kosmických kongresech, vynikají následující:

  • Pohon prvního stupně na parafín a kapalný kyslík (LOX/RP-1), což je podobná kombinace jako u Falconu 9, která nabízí dobrý kompromis mezi výkonem a náklady.
  • Možné použití kapalného vodíku a kapalného kyslíku v horních stupních pro maximalizaci specifického tahu na trajektoriích k Měsíci.
  • Modulární konfigurace s lehčími verzemi (např. 10A) pro testování a mise na nízkou oběžnou dráhu a těžkými verzemi s bočními boostery pro lunární mise.
  • Částečná možnost opětovného použití se zaměřením na první stupeň, který je nejdražší částí rakety. V této fázi neexistují žádné jasné náznaky, že by Čína v krátkodobém horizontu plánovala opakované použití i horních stupňů.

Deklarovaným cílem této nové generace raket je snížit náklady na kilogram vypuštěný do vesmíru a zvýšit počet startů. Jinými slovy, cílem je učinit lety do vesmíru méně výjimečnými a více rutinními, což je nezbytné pro udržení trvalé přítomnosti člověka na oběžné dráze Země a v budoucnu i na povrchu Měsíce.

Konkurence a spolupráce: Zrcadlo SpaceX a Artemis

Srovnání se společností SpaceX je nevyhnutelné. Společnost Elona Muska ukázala, že systematické opakované použití prvních stupňů může zcela změnit ekonomiku přístupu do vesmíru. Čína, která dlouhá léta spoléhala na jednorázové rakety, změnila kurz a nyní prosazuje podobný model, i když s vlastními technickými řešeními a ve státním rámci.

Mezitím NASA a její mezinárodní partneři pokračují v programu Artemis, jehož cílem je rovněž návrat astronautů na Měsíc a vybudování malé stanice na oběžné dráze Měsíce, Gateway. Koexistence těchto dvou hlavních programů – čínského a programu vedeného USA – otevírá dveře scénáři, v němž by poprvé od vesmírných závodů v 60. letech 20. století mohly na Měsíci existovat dvě nezávislé lidské přítomnosti.

Přímá spolupráce mezi Čínou a NASA je prozatím omezena právními omezeními ve Spojených státech, ale na technické úrovni se oba programy vzájemně pozorují. Každý pokrok v oblasti opakovaného použití, bezpečnosti letu nebo architektury mise jednoho z aktérů slouží jako reference – a tlak – pro druhého.

Co lze očekávat v nadcházejících letech

Obnovení tohoto prvního stupně Dlouhého pochodu 10A neznamená, že Čína již má plně opakovaně použitelný systém, ale představuje důležitý mezník. Odtud vedou další předvídatelné kroky:

  • Další zkušební lety demonstrační verze, doladění řízení při sestupu a testování různých konfigurací ploutví, motorů a naváděcího softwaru.
  • Pokusy o přistání přímo na bárce s plně funkčním kabelovým systémem, aby se zabránilo kontaktu s mořskou vodou a usnadnila se kontrola a případné opětovné použití.
  • Strukturální testy se zachyceným prvním stupněm, aby se posoudily deformace, trhliny a únava materiálu po dopadu a opětovném spuštění motoru.
  • Integrace se skutečnými pilotovanými misemi, jakmile únikový systém Mengzhou a nosná raketa projdou všemi bezpilotními testy.

Pokud budou tyto milníky splněny podle plánu, mohla by být kombinace Dlouhý pochod 10 + Mengzhou připravena pro pilotované lunární mise kolem roku 2030, což je v souladu s oficiálními cíli oznámenými agenturou CMSA.

V každém případě je zpráva vyslaná tímto testem jasná: opakované použití raket již není raritou vyhrazenou soukromé americké společnosti, ale strategickou technologií, kterou hlavní kosmické mocnosti považují za nezbytnou pro své dlouhodobé plány. A Čína tímto prvním získaným stupněm získaným z moře právě učinila další krok k tomu, aby nezůstala pozadu.

#