Cygnus (kosmická loď)
Cygnus (lat. „labuť“) je bezpilotní nákladní kosmická loď vyvinutá a vyráběná americkou společností Orbital ATK (dříve Orbital Sciences Corporation) v rámci programu komerční orbitální dopravy (Commercial Orbital Transportation Services, COTS) americké kosmické agentury NASA. V roce 2018 výrobu převzala firma Northrop Grumman.[1] Lodi Cygnus jsou určeny k dopravě nákladu na Mezinárodní vesmírnou stanici (ISS). Do vesmíru je mezi roky 2013 a 2023 vynášelo několik verzí raket Antares z kosmodromu MARS (Středoatlantský regionální kosmodrom) a ve třech případech v letech 2015 až 2017 rakety Atlas V z kosmodromu CCAFS (Cape Canaveral Air Force Station), nyní CCSFS (Cape Canaveral Space Force Station). A pro tři starty v letech 2024 a 2025 byla nebo ještě bude použita raketa Falcon 9 FT se startem z jiné rampy kosmodromu CCSFS. Historie programuVeřejné financování vývojePoté, co byl v lednu 2004 americkým prezidentem Georgem W. Bushem oznámen plán vyřazení amerických raketoplánů Space Shuttle z provozu po dokončení Mezinárodní vesmírné stanice,[2] čelila NASA hrozící závislosti na již provozovaných nebo připravovaných ruských, evropských a japonských bezpilotních zásobovacích lodích Progress, ATV a HTV. Rozhodla se proto v programu COTS podpořit vývoj a výrobu bezpilotních nákladních lodí. Program vyústil v uzavření[3] dvou kontraktů Commercial Resupply Services (CRS) na dopravu zásob na ISS mezi NASA a společnostmi SpaceX (loď Dragon vynášená raketou Falcon 9) a Orbital Sciences Corporation (loď Cygnus vynášená raketou Antares). Uzavřením smlouvy v hodnotě 1,9 miliardy USD[4] přijala společnost Orbital závazek dodat na ISS až 20 tun nákladu v osmi lodích Cygnus do roku 2016.[5] Raketa AntaresSpolečnost Orbital pro splnění kromě lodi Cygnus vytvořila nový raketový nosič střední třídy Taurus II, který byl během vývoje přejmenován na Antares[6]. Ten nejprve v dubnu 2013 úspěšně absolvoval test bez lodi Cygnus, ale se simulátorem její hmoty. Cílem mise označované A-ONE bylo prokázat, že raketa Antares je schopna dosáhnout nominálního výkonu a umístit na nízkou oběžnou dráhu Země maketu o objemu a hmotnosti lodi Cygnus.[7]  Skutečná kosmická loď ke svému ukázkovému prvnímu letu na špici rakety Antares odstartovala 18. září 2013 pod označením Orb-D1 a úspěšně se připojila k ISS. Už 9. ledna 2014 pak společnost Orbital vypustila první řádný let programu CRS. Fatální selhání rakety při startuV říjnu 2014 selhal při startu poprvé vypouštěný model rakety Antares 130 s novým typem druhého stupně Castor 30XL a s lodí Cygnus Orb-3. Sestava vybuchla 15 sekund po startu, takže navíc významně poničila také startovní infrastrukturu.[8] Zveřejněnou příčinou události byla porucha pohonu 1. stupně.[9] Společnost poté ustoupila od řady raket Antares 100 a uspíšila přípravu řady 200.[10] Atlas V jako přechodné řešeníSoučasně ve snaze co nejdříve pokračovat v plnění dodávek na ISS zakoupila postupně celkem 3 rakety Atlas V, což jí umožnilo vynášet ve vylepšené (angl. enhanced) lodi téměř dvojnásobené množství nákladu.[11] První let vylepšeného Cygnusu s raketou Atlas V odstartoval v prosinci 2015. Společnost Orbital (v té době už pod jménem Orbital ATK) se pak postupně vrátila k vlastní raketě Antares, jejíž verze 230 byla také schopna vynést vylepšený Cygnus s vyšší hmotností užitečného zatížení. Dodatečné objednávky letů k ISSSpolečnost tak i přes havárii letu CRS Orb-3 splnila svůj závazek ze smlouvy z roku 2008. Protože však nebyla dokončena jednání o navazujícím programu CRS-2, NASA doobjednala v srpnu 2015 k původním osmi letům další dva[12] a později ještě jeden. Tyto tři lety bývají v některých zdrojích označovány za číslem označovány písmenem E jako připomenutí, že jde o lety z rozšířeného (angl. extended) programu CRS. Lety lodí Cygnus, označované původně zkratkou Orb (Orb-1 atd.) a později zkratkou názvu společnosti Orbital ATK (OA-4 atd.), jsou navíc od desátého komerčního letu označovány zkratkou NG (NG-10 atd.) na znamení skutečnosti, že společnost Orbital (včetně jejích produktů Cygnus a Antares) v roce 2018 převzala společnost Northrop Grumman.[13] Přípravy programu CRS-2, které NASA zahájila v září 2014, pak pokračovaly až do roku 2016, kdy společnostem Orbital ATK, Sierra Nevada Corporation a SpaceX byly zadány první zakázky – každé z nich je podle smlouvy CRS-2 garantováno nejméně 6 nákladních letů. Prvním letem CRS-2 byla v listopadu 2019 mise Cygnus NG-12 (prvním letem Space X podle nové smlouvy byla mise SpaceX CRS-21 na přelomu let 2020 a 2021, zatímco Sierra Nevada teprve připravuje ukázkový let svého raketoplánu Dream Chaser). Northrop Grumman v listopadu 2020 oznámil, že získal v rámci smlouvy CRS-2 zakázku na další dvě mise, které by se měly uskutečnit v letech 2022 a 2023 pod označením NG-18 a NG-19.[14] A v březnu 2022 si NASA u společnosti objednala dalších 6 (NG-20 až NG-25) z celkem 12 nově nasmlouvaných zásobovacích misí až do roku 2026 (zbylých 6 misí získala společnost SpaceX).[15] Northrop Grumman tak ze smlouvy CRS-2 získala celkem 14 misí (SpaceX celkem 15). Následky sankcí po ruské invazi na UkrajinuV roce 2022 společnost také oznámila změnu nosiče pro mise Cygnus v reakci na vývoj ekonomických sankcí uvalených na Rusko po únorové invazi na Ukrajinu. Ta ohrozila dodavatelské řetězce pro první stupně rakety Antares 230, které se vyráběly na Ukrajině a používaly ruské motory RD-181 – jejich dodávky však Rusko zastavilo v reakci na uvalené západní sankce ve chvíli, kdy měl Northrop Grumman pokryté potřeby pouze pro mise NG-18 a NG-19.[16] Řešením situace byla urychlená dohoda se společností Firefly Aerospace na společném projektu nové verze rakety Antares, nástupce řady 230. Antares 330 bude létat se sedmi motory Miranda společnosti Firefly a využije její kompozitní technologii pro konstrukci prvního stupně a nádrže. Northrop Grumman do nosiče vloží svou avioniku a software a dále konstrukci druhého stupně včetně motoru Castor 30XL. Nová verze navíc významně zvýší kapacitu dopravy na oběžnou dráhu.[17] Podle pozdějších oznámení bude novou verzí rakety Antares jako první vynesena mise Cygnus NG-23, a to nejdříve na podzim 2024.[18] Na překlenutí tří startů mezi NG-19 (na raketě Antares 230+) a NG-23 (na raketě Antares 330) se Northrop Grumman dohoda se společnosti SpaceX. Mise NG-20 až NG-22 tak budou na oběžnou dráhu dopraveny raketami Falcon 9 FT.[19] Zrušení mise NG-22Termín mise původně plánovaný na počátek roku 2025 NASA a společnost Northrop Grumman postupně odložily – kvůli změnám programu letů na ISS i kvůli neupřesněnému problém s avionikou – až na červen 2025.[20] NASA pak počátkem března 2025 NASA informovala, že během přepravy na kosmodrom došlo při dopravní nehodě k poškození kontejneru s hermetizovaným modulem lodi Cygnus pro misi NG-22, takže je nezbytné posoudit, zda nebyl poškozen i samotný modul,[21] a 26. března kvůli výsledkům tohoto posouzení plánovaný let zrušila. Dodala však, že s výrobcem a provozovatelem, společností Northrop Grumman, ještě posoudí možnost pozdějšího využití poškozeného modulu, k ISS ale vyšle až následující kosmickou loď Cygnus NG-23, a to nejdříve na podzim 2025.[22][23] Design lodi Cygnus Loď se skládá ze dvou válcových modulů. Větší z nich, hermetizovaný nákladový modul (Pressurized Cargo Module, PCM), který vyrábí italská společnost Thales Alenia Space, měl v původní verzi délku 3,66 metru, průměr 3,07 metru, suchou hmotnost (bez nákladu a paliva) 1 500 kg. Vnitřní hermetizovaný prostor o objemu 18,9 m³ mohl pojmout až 2 tuny nákladu. U vylepšené (enhanced) verze Cygnusu používané od letu OA-4 se PCM prodloužil na 4,86 metru, což umožnilo zvětšit hermetizovaný objem na 27 m³ a nosnost na nejméně 3 500 kg nákladu. Suchá hmotnost PCM se zvýšila na 1 800 kg. Na horní části (ve směru letu při startu) je umístěn kotvící mechanismus CBM (Common Berthing Mechanism) pro připojení k stanici a umožnění přístupu její posádky do hermetizovaného prostoru lodi. Z ISS může Cygnus v PCM odvést až 1200 kg odpadu, se kterým zanikne v atmosféře Země.[5]  Menší servisní modul (Service Module, SM) vyrábí firma Orbital ATK (od roku 2018 Northrop Grumman). Obsahuje především manévrovací motor o tahu 450 newtonů, nádrže s palivem (hydrazin a oxid dusičitý), navigační, řídicí a komunikační systém lodi a mechanismus pro zachycení lodi robotickou rukou Canadarm2. Přesné manévrování dále zajišťuje 32 trysek rozmístěných po celém povrchu lodi. Součástí servisního modulu jsou také dva solární panely. U původní verze byly klasické do strany rozevírací obdélníkové panely osazeny gallium arsenidovými články o celkovém výkonu 3,5 kilowattů (kW). U vylepšené verze je použita technologie Ultraflex,[24] v níž se panely rozevírají jako vějíř a po plném rozvinutí vytvoří kruhový panel (video). Výhodou technologie je úspora prostoru i hmotnosti na méně než čtvrtinu oproti běžným panelům o stejném výkonu.[25] Od mise NG-17 disponují Cygnusy rozšířenými funkcemi pro úpravu dráhy ISS.[26] Celková hmotnost vylepšené lodi bez nákladu a paliva je cca 3750 kg.[27] Výroba a integrace kosmické lodi Cygnus probíhá ve výrobním zařízení v městě Dulles ve Virginii. Ze stejného místa jsou řízení operace mise v koordinaci s řídicím střediskem v Houstonu v Texasu. Modernizace lodi pro lety ke komerčním stanicímSpolečnost Northrop Grumman počátkem srpna 2023 oznámila, že plánuje modernizace své lodi Cygnus, aby byla schopna poskytovat služby zákazníkům za 10 i 20 let. Předně se počítá s prodloužením přetlakového modulu pro užitečné zatížení o 1,5 metru a zvýšením vnitřního prostoru z 26 na 36 m2,[28] což umožní pojmout o třetinu více nákladu – hmotnost dopravovaného materiálu by se tak z 3 750 kg zvýšila na 5 000 kg. Další zvažovanou změnou je změna způsobu připojování. Dosavadní kotvení k ISS pomocí robotického ramene stanice by bylo nahrazeno schopností aktivního připojení lodi, podobně jako se k ISS připojují nákladní i osobní Dragony 2 společnosti SpaceX. Důvodem této změny je obava, že některé budoucí komerční stanice by vhodné robotické rameno alespoň ve svých počátečních konfiguracích nemusely mít, což by Cygnusy vyřadilo z jejich zásobování. Zdokonalit by se měla také schopnost lodi zajišťovat zvyšování oběžné dráhy stanice (reboosty) častěji, než při dosavadních testech jednou za misi lodi Cygnus. K tomu je nutné umožnit čerpání paliva potřebného pro takové manévry. Nová verze označovaná „Mission B“ má uskutečnit svůj první let při nákladní misi NG-23, jejíž start na zcela novém nosiči Antares 330 je předběžně plánován na polovinu roku 2025.[29] V dubnu 2024 výrobce a provozovatel lodi oznámil, že dokončil primární strukturu nové verze a na podzim 2024 plánuje první tlakovou zkoušku, aby se potvrdila strukturální integrita lodi.[28] Subdodavatel, společnost Thales Alenia Space, pak zveřejnil fotografii konstrukce, která se skutečně oproti dvěma a třem segmentům, tvořícím původní a vylepšeno verzí Cygnusu, skládá ze čtyř segmentů.[30] Přehled letů lodí CygnusLodi Cygnus jsou vynášeny nosnou raketou Antares ze Středoatlantského regionálního kosmodromu (angl. Mid-Atlantic Regional Spaceport, MARS), který se nachází v sousedství kosmodromu a střediska NASA Wallops ve státu Virginie na východním pobřeží USA.[31]. Výjimky tvořily 3 lety, u nichž byly nosičem rakety Atlas V 401 vypouštěné z vojenské základny na mysu Canaveral na Floridě (angl. Cape Canaveral Air Force Station, CCAFS), a 3 lety na nosiči Falcon 9 ze stejného kosmodromu, ale s novým označením (angl. Cape Canaveral Space Force Station, CCSFS). Původní verze lodi se k ISS připojovaly prostřednictvím spodního (k zemi mířícího) portu na modulu Harmony, označovaného Harmony nadir. Vylepšené verze (od mise Cygnus OA-4) se připojují přes spodní port modulu Unity, označovaný Unity nadir). Stejně jako u dalších lodí, které se k ISS nepřipojují automaticky jako lodi Progress, Dragon 2 a ATV, ale pomocí robotické ruky Canadarm2 (kromě Cygnusů se to týkalo také japonských lodí HTV a první řady Dragonů firmy SpaceX) se za čas připojení (ukotvení – berthing) považuje okamžik fyzického spojení stykovacích uzlů (portů) obou těles a podobně za čas odpojení (odkotvení – unberthing) okamžik oddělení portů. Uskutečněné mise
Připravované mise
OdkazyReference
Související články
Externí odkazy
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Portal di Ensiklopedia Dunia
