Na vývoji nové evropské rakety se pracuje již mnoho let. Vše oficiálně začalo rozhodnutím, které Evropská kosmická agentura (ESA) přijala v prosinci 2014, ale již před tím se tento nápad široce diskutoval.
Cílem bylo vyvinout nosič, jehož výroba a provoz budou levnější v poměru k vynášenému nákladu a který pokryje širokou škálu misí včetně vynášení nákladů na nízkou i vyšší oběžnou dráhu a do budoucna bude schopen obsluhovat třeba i mise k Měsíci.
I přes narůstající konkurenci si chce Evropa ponechat samostatnost v možnosti vynášení nákladů do vesmíru, už jen proto, aby měla kontrolu nad vypouštěním vojenských a dalších družic, jejichž schopnosti nechce sdílet s nikým jiným.
Bylo tedy jasné, že se koncept výroby musí změnit. Podobně jako u automobilového průmyslu tak bylo výhodné využít jeden díl pro více platforem, a kde to šlo, tak zmenšit množství dílů. Náklady se tak podařilo snížit, i když raketa Ariane 6 neumí přistávat s hlavním stupněm, který by mohl být znovu použit. To zatím v běžném provozu zvládá jen SpaceX.
Jak vyplývá z výše uvedeného, klíčovými požadavky při vývoji rakety byly modularita a flexibilita. Systém proto využívá některé osvědčené postupy z jiných nosičů nebo prvky, které se využijí i jinde. Příkladem je nový motor P120C, který je využit i u nové rakety VEGA C. Ta je určena pro vynášení nákladů do 2 300 kg a poprvé se má dostat do vesmíru letos. Podobně měl být využit i restartovatelný motor VINCI, se kterým se počítalo i u horního stupně (Upper Stage) vylepšené rakety Ariane 5 ME (Mid-life Evolution). Její vývoj však byl před několika lety zastaven.
 |
Ročně má být konsorcium schopno vyrobit asi dvanáct kompletních strojů Ariane 6.
Zatím se ale čeká na první let rakety, který byl původně naplánován na letošní rok, ale bude odsunut až na ten příští. Důvodem je především koronavirová pandemie, která v podstatě zavřela evropský kosmodrom Kourou. Zpozdily se tak práce na přípravě startovací rampy a dalších částí odletového komplexu, také se musel odložit další test jednoho z motorů a celkově se zpomalily práce na vývoji a výrobě rakety. Zda na odložení mělo vliv i to, že premiérový let Ariane 6 už byl rezervovaný pro konstelaci družic satelitního internetu společnosti OneWeb, která v březnu vyhlásila bankrot, není známo.
Stav startovacího prostoru pro Ariane 6 v březnu 2020:
Univerzální raketa
Program Ariane 6 je veden Ariane Group, která při něm spolupracuje s více než 600 společnostmi ve 13 evropských zemích. Stroje mají být schopné na všechny oběžné dráhy vynést různý náklad, od velice malých družic, které vynese v sadě najednou, až po velká zařízení s hmotností mnoha tun. Firma kvůli tomu vyvíjí různé adaptéry, které budou schopny vypustit i velké množství kusů nákladu na správnou oběžnou dráhu.
Schéma rakety Ariane 64
Při výšce přes 60 metrů váží Ariane 6 při startu s plným užitečným zatížením téměř 900 tun, tedy zhruba o polovinu víc než letadlo Airbus A380.
Samotná raketa se skládá ze tří stupňů. První (hlavní) stupeň vynese za pomoci hlavního motoru Vulcan 2.1 a pomocných P120C stroj za deset minut do výšky asi 200 kilometrů. Horní stupeň s motorem Vinci je pak schopen dopravit při jednom letu náklad na různé oběžné dráhy. Poslední stupeň je v podstatě kryt, který chrání satelity před tepelnou, akustickou a aerodynamickou zátěží při letu do vesmíru. Ten je vyroben z kompozitu uhlíkových vláken a polymerů.
Dvě verze
Vývoj počítá s výrobou nosných raket Ariane 62 určených pro instituce a Ariane 64, s nimiž se primárně počítá pro komerční využití. Tyto stroje se liší jednak rozměry nejvyšší části Ariane 6 – při stejném průměru 5,4 metru mohou dosahovat výšky 20 metrů (A64 i A62), nebo jen 14 m (A62) –, názvy ale souvisí především s pomocnými motory.
Závisí totiž na tom, kolik pomocných motorů (boosterů) P120C na tuhá paliva je připojeno k hlavnímu stupni. Samotný booster je vyrobený z jednoho kusu uhlíkového kompozitu, má hmotnost 142 tun včetně pohonných látek, délku 13,5 a průměr 3,4 metru.
Ariane 62 se dvěma pomocnými raketovými motory zvládne vynést na geostacionární oběžnou dráhu asi 4–7 tun nákladu. Ariane 64 se čtyřmi boostery vynese 11–16 tun, tedy zhruba dvojnásobek. Celkové náklady na start se přitom odhadují na 75, respektive 90 milionů dolarů (cca 1,75 a 2,1 miliardy korun), což je zhruba polovina nákladů oproti Ariane 5 ECA.
České komponenty
A právě u těchto boosterů se zastavíme. Jejich součástí totiž budou i dva komponenty, které se vyrábí v klatovské společnosti ATC Space. Jsou to v podstatě nosníky, které jsou vyrobeny ze slitiny hliníku, zinku, hořčíku, mědi a zirkonia, která je označována jako AA7050. Oba jsou velice důležité.
Výrobky kladenské firmy ATC Space, které využívá raketa Ariane 6.
Jeden z nich se stará o to, aby pomocný motor držel u hlavního (prvního) stupně rakety a druhý pak drží elektromotor v boosteru. Tímto elektromotorem se řídí pohyb trysek. Oba komponenty jsou poměrně masivní. Zatímco díl držící pomocnou raketu váží 10,75 kg, ten pro elektromotor 15,8 kilogramu. Jejich velikost můžete porovnat na snímcích v galerii, kde jsme je vyfotografovali s desetikorunou.
Kvalita materiálu i zpracování je zásadní, samotný prvek pro připojení boosteru musí při startu vydržet zatížení asi 360 kilonewtonů.
Zakřivení jejich spodní strany dává tušit, jak velký je poloměr samotného boosteru. Podívat a sáhnout si na ně můžete na pražské výstavě Cosmos Discovery, kde jsou tyto komponenty vystaveny a kde probíhala tisková konference.
Na Ariane 6 spolupracují čtyři české firmy
Od roku 2008 je Česká republika plnoprávným členem ESA. Nyní její příspěvek dosahuje 59 milionů eur ročně (cca 1,575 miliardy korun), je tedy zhruba v polovině pomysleného žebříčku přispěvatelů. Když jsme do ESA vstoupili, tak to bylo necelých 635 tisíc eur (cca 17 milionů korun). Větší část poplatků do Evropské kosmické agentury tvoří takzvané volitelné programy a devadesát procent z těchto peněz se vrací zpět českým firmám.
„Za dvanáct let se v Česku našlo na padesát firem, které aktivně spolupracují s Evropskou kosmickou agenturou,“ připomněl na konferenci Ondřej Šváb, který je vedoucím oddělení kosmických technologií a aplikací na ministerstvu dopravy.
„Některé z nich vyrábějí různé součásti raket, lodí a především družic, jiné vyvíjejí softwarovou výbavu. Celkem se za dvanáct let zapojily do více než 350 projektů,“ doplnil.
Hned čtyři z těchto firem se podílejí na vývoji a výrobě nového nosiče ESA. Již zmíněná ATC (zkratka z AeroTech Czech) Space je z nich největším dodavatelem, který i kvůli této zakázce postavil v Klatovech novou výrobní halu.
Už jsme také psali o společnosti MCE Slaný, která dodává výbavu pozemní části čili odpalovací rampy. Konkrétně je to zařízení pro odvod horkých zplodin ze zažehnutých motorů, takzvaný deflektor.
Deflektor je podzemní soustava odrazových ploch, která při startu rozráží plyny do dvou výfukových kanálů. Zařízení o rozměrech 16 x 16 x 9 metrů umístěné přímo pod motory rakety musí po dobu několika sekund odolat extrémním podmínkám při plném výkonu startovacích motorů. V kritických místech je vystaven teplotě až 3 500 stupňů Celsia a tlak u odváděcích kanálů dosáhne až 10 barů, což je čtyřnásobek tlaku v pneumatikách automobilu. Horké plyny proudící deflektorem pak při zážehu motorů dosáhnou až trojnásobku rychlosti zvuku.
Další firma, jejíž výrobek je součástí startovacího komplexu, je UNEX z Uničova. Ta dodala sady podvozků pod obří pohyblivou integrační halu. „V ní se přímo na odpališti raketa připravuje na start a teprve těsně před startem na českém podvozku poodjede, aby ji startující raketa nepoškodila,“ vysvětlil použití Ondřej Šváb.
O část dodávky informačních technologií jak pro raketu, tak pro kosmodrom. se stará pražská IT firma Iguassu Software Systems.
„Několik dalších společností se právě nyní uchází o další zakázky na vybavení MLS adaptéru pro Ariane 6, ale protože výběrové řízení probíhá, nemohu být konkrétnější,“ uzavírá vedoucí oddělení kosmických technologií a aplikací na ministerstvu dopravy.
Součástí kosmické výroby v Česku jsou dále například rolovací solární panely pro stovky družic z kunovické firmy 5M, adaptér pro vypouštění desítek malých družic z nosné rakety Vega, optické systémy, nový systém pro řízení letového provozu nad Evropou, řídicí software družic a další. Podle analýz ministerstva dopravy je návratnost kosmických investic do ekonomiky více než osminásobná.
