Nová partnerství soukromých firem s NASA

Agentura NASA 15. června oznámila zájem rozvíjet spolupráci se sedmi americkými firmami za účelem dosažení pokroku v pilotované kosmonautice a v budování komerční ekonomiky na nízké oběžné dráze Země. Agentura v tiskové zprávě uvedla, že tato partnerství – realizována v rámci druhé iniciativy CCSC-2 (Collaborations for Commercial Space Capabilities-2) společně s nefinancovanými Space Act Agreements – jsou navržena tak, aby v konečném důsledku přinášely prospěch komerčním snahám, které souvisejí s vesmírem prostřednictvím zapojení NASA. To bude zahrnovat jak sdílení technických znalostí a dat, tak i hodnocení a různé technologie.

Díky dohledu NASA budou mít tyto komerční projekty větší možnost naplnit budoucí potřeby – ať už ze soukromého, či vládního sektoru. Bude tak možné vybudovat robustní a udržitelný ekosystém na nízké oběžné dráze Země. Při výběru návrhů NASA hodnotila jednak jejich význam pro dosažení cílů, které agentura má, ale i celkovou proveditelnost obchodního a technického přístupu každé společnosti. Každá firma také vloží do vybraných projektů své vlastní prostředky na vývoj. Konkrétně byly v rámci programu CCSC-2 vybrány následující firmy (abecedně): Blue Origin, Northrop Grumman, Sierra Space Corporation, SpaceX, Special Aerospace Services, ThinkOrbital Inc. a Vast Space LLC. Nyní si jejich projekty představíme konkrétně

Blue Origin

Návrh této firmy zdůraznil vývoj a rozvoj integrované komerční vesmírné dopravy. Ta by podle firmy měla zajistit finančně dostupný a přístup USA na nízkou oběžnou dráhu Země pro nákladní i pilotované mise s vysokou časovou frekvencí. Tyto plány zřejmě souvisí s využitím těžkého orbitálního nosiče New Glenn (momentálně ve výrobě a jehož premiérový start nás nečeká dříve než v roce 2024) a orbitální kosmické lodě jako je třeba Starliner od Boeingu, nebo Dream Chaser od Sierra Space. Díky zkušenostem z vývoje suborbitálního nosiče New Shepard má firma zájem postavit New Glenn tak, aby byl certifikován pro pilotované mise a mohl tak podpořit zmíněné plány. Firma navíc již dříve uvedla, že plánuje nabízet kosmické turistické mise s využitím rakety New Glenn, přičemž přednost by dostali ti, kteří již letěli na New Shepardu.

Dřívější práce na orbitálních subsystémech u Blue Origin obnášely svého času i vlastní pilotovanou kosmickou loď. Stroj Space Vehicle s tvarem dvou kuželů se ucházel o přízeň NASA v rámci iniciativy CCDev (Commercial Crew Development). Momentálně však není známo, zda firma na podobných projektech pracuje i dnes. Co se týče tempa vývoje rakety New Glenn, tak možeme konstatovat, že v minulých měsících došlo k jeho urychlení, což dokládají snímky fotografů portálu Nasaspaceflight, které zachycují viditelný pokrok na pozemcích, které na floridském Cape Canaveral vlastní právě Blue Origin.

Northrop Grumman

Spolupráce firmy Northrop Grumman Systems Corporation s NASA zahrnuje vývoj a použití konceptu označovaného jako Persistent Platform (Trvalá platforma), který můžeme považovat za nový přírůstek do seznamu technologií, kterými tato společnost disponuje. Persistent Platform má být navržena tak, aby poskytovala autonomní a robotické možnosti pro komerční vědecký výzkum a výrobu na oběžné dráze. Dosavadní hrubý koncept předpokládá využití již existující kosmické lodi Cygnus (kterou Northrop Grumman vyrábí), která by byla součástí volně letící mise (bez spojování s jinými kosmickými objekty). Zmíněné možnosti by měly souviset s instalací dodatečných fotovoltaických panelů a družicové platformy.

Zmíněná družicová platforma by mohla být založena na jiné existující technologii, kterou firma vyrábí pro platformu ESPAStar. Ta je schopna hostit různé kombinace stálých i oddělitelných nákladů na jediné platformě. Podle firmy Northrop Grumman je systém ESPAStar optimalizován především pro mise na geostacionární dráze, ale dá se adaptovat na mise na nízké oběžné dráze Země. Samotný systém již byl prověřen na několika misích – například STP-3 v prosinci 2021, USSF-44 v listopadu 2022 a USSF-67 v lednu 2023. Tehdy šlo o družice vypouštěné pod označením LDPE (Long Duration Propulsive ESPA), přičemž do budoucna se počítá s označením ROOSTER (Rapid On-Orbit Space Technology Evaluation Ring). Další detaily o konceptu Persistent Platform včetně dodatečných možností a časové osy vývoje zatím firma Northrop Grumman nezveřejnila.

Sierra Space

Společnost Sierra Space Corporation bude spolupracovat s NASA na vývoji komerční firemní architektury pro nízkou oběžnou dráhu Země, včetně dopravního systému nové generace, kosmické infrastruktury a rozšiřitelných zařízení uzpůsobených pro lidskou přítomnost. Tyto plány zahrnují firemní miniraketoplán Dream Chaser a také projekt Orbital Reef, který byl oznámený v roce 2021 jakožto komerčně vyvíjená, vlastněná i provozovaná kosmická stanice, na které společnost spolupracuje kupříkladu s firmami Blue Origin, Boeing a Redwire Space. Jedním z hlavních příspěvků firmy Sierra Space k projektu Orbital Reef má být modul LIFE (Large Integrated Flexible Environment), který připomíná nafukovací modul BEAM od firmy Bigelow, který je dnes ve vlastnictví NASA připojený k ISS. LIFE má využívat vysokopevnostní tkaninu Vectran a na oběžné dráze se nafoukne na průměr 8,2 metru, čímž by vytvořil obytný a pracovní prostor až pro 12 astronautů. Součástí modulu má být i uzavřený okruh zajištění životních podmínek a sekce Astro Garden vyčleněná k pěstování rostlin.

Kosmická loď Dream Chaser (momentálně ve vývoji) by měla zajišťovat jak pilotované, tak i nákladní mise ke stanici Orbital Reef, přičemž vylepšená varianta DC-200 bude využívána primárně pro pilotované mise. O DC-200 toho zatím mnoho nevíme, ale mělo by jít o stroj přibližně o 40 % větší než současná nákladní varianta DC-100. Půjde spíše o okřídlený kosmický letoun než o vztlakové těleso. Termín prvního letu je zatím předběžně stanoven nejdříve na rok 2026. Termínově blíže je první let Dream Chaseru k ISS, který využije stroj DC-101 Tenacity a nákladní modul Shooting Star. Letos se už tento start na raketě Vulcan nestihne, ale firma už staví druhý stroj (DC-102), který zatím nedostal jméno.

SpaceX

Návrh firmy SpaceX vybraný agenturou NASA předpokládá využití integrované architektury pro nízkou oběžnou dráhu Země, který by jakožto středobod využíval firemní nosič Super Heavy Starship. Firma kromě tohoto základu počítá i s loděmi Dragon, či družicovou sítí Starlink, ale i dalšími články pro dopravu lidí i nákladů, či pro komunikaci. To, že by měla Starship sloužit nejen jako nosič, ale i jako destinace, naznačuje, že SpaceX uvažuje o využití lodi jakožto orbitální základny. To by bylo atraktivní nejen z důvodu jejího velkého objemu, ale i budoucí schopnosti zvládat dlouhodobé mise. Detaily tohoto návrhu však zatím ještě nebyly zveřejněny. Pro Starship by v takovém případě šlo o další možnost využití. Už dnes se počítá s tím, že by mohla vynášet velké družice, či lidské výpravy, zajišťovat dopravu mezi různými místy na povrchu Země, umožnit kosmickou turistiku (viz mise dearMoon), nebo přistát na Měsíci v rámci programu Artemis a dělat mnoho dalších věcí.

SpaceX provedla první integrovaný letový test Starship letos 20. dubna a momentálně pracuje na vylepšeních startovní rampy na základně Starbase u texaské vesničky Boca Chica pro další starty. Firma chce na druhý let plánovaný v průběhu letošního roku vypravit sestavu tvořenou nosičem SuperHeavy B9 a lodí Starship 25. Jakmile bude Starship schopna dosáhnout oběžné dráhy, začne ji SpaceX využívat k vynášení svých komunikačních družic Starlink, ale i k různým demonstračním misím – například ukázce přečerpávání kryogenních pohonných látek na nízké oběžné dráze Země.

SpaceX ve svých plánech také zvýrazňuje využití lodí Dragon s hlavním důrazem na evoluci kosmické lodě v blízkém časovém horizontu. Aktuální verze Dragonu je adaptovatelná jak pro pilotované, tak i nákladní mise a může vyrazit k různým objektům na nízké oběžné dráze (např. ISS), nebo může létat volně (viz Inspiration4). Systém Starlink je v návrhu od SpaceX také zmiňován – zejména v souvislosti s poskytováním komunikačních možností a pozemní podpory.

Special Aerospace Services

Tahle firma se zkratkou SAS je pro leckoho neznámá. Sídlí v coloradském Boulderu a věnuje se taktickému inženýrství a pokročilé výrobě. Založena byla v roce 2007 a již více než deset let funguje jako dodavatel pro NASA i ministerstvo obrany. V rámci nejnovějšího partnerství s NASA chce SAS navrhnout robotické technologie pro servis na oběžné dráze – projekt má zatím označení AMU (Autonomous Maneuvering Unit). Toto zařízení má společně s podobným systémem, který bude asistovat astronautům, umožnit bezpečné sestavování, opravy, rozebírání a inspekci systémů na nízké oběžné dráze Země.

AMU bude využívat vlastní pohonný systém podobný zařízení Astronaut Maneuvering Unit od amerického letectva, s jehož testy se počítalo pro program Gemini, ale nakonec nebyl nikdy použit. Podobnosti se dají najít i s křeslem MMU (Manned Maneuvering Unit), které se použilo na třech misích raketoplánů v roce 1984. V moderní éře kosmonautiky NASA využívá menší prostředky pohonu v rámci systému SAFER (Simplified Aid for EVA Rescue), které však mohou být využity pouze v případě nouze. Nový systém AMU by mohl nabídnout podobné možnosti během výstupů z komerčních kosmických stanic, pokud by rovnou nebyl použit v autonomním režimu.

ThinkOrbital

Pokud jste o téhle firmě ještě nic neslyšeli, nic si z toho nedělejte. Tento startup zaměřený na kosmickou infrastrukturu byl založen teprve v roce 2021 v coloradském Lafayette s cílem vyvinout velkorozměrovou platformu pro více misí umožňující výrobu na oběžné dráze a odstraňování kosmické tříště. Jejich spolupráce s NASA se má zaměřit na vývoj produktů ThinkPlatforms a CONTESA (Construction Technologies for Space Applications). Má jít o družice vynesené v rámci jednoho startu schopné samostatného sestavení, které by mohly na nízké oběžné dráze provádět různé činnosti. Plán firmy počítá s několika variantami ThinkPlatform, které by měly disponovat kulovitým obytným modulem, který by se dal s pomocí robotické paže postavit na oběžné dráze. Pak by mohl sloužit jako součást větší kosmické stanice, případně by se mohl připojit k jinému objektu – například Starship od SpaceX, jak ukazují různé vizualizace. Tyto platformy by měly mnoho různých použití včetně servisování, doplňování / skladování pohonných látek, soukromé kosmické turistiky a komerčního vědeckého výzkumu.

Projekt CONTESA počítá s možnostmi jako je sváření, řezání, inspekce, aditivní výrobní metody (3D tisk), což má umožnit velkoformátovou výrobu materiálů na oběžné dráze. V září 2022 firma Thinkorbital (společně s Redwire Space a the Arizona State University) získala výzkumný kontrakt za 250 000 dolarů v rámci iniciativy Orbital Prime od firmy SpaceWERX na možnosti kosmického sestavování a výroby. Nedávno navíc získala dalšího čtvrt milionu dolarů v podobě grantu od vedení státu Colorado na urychlení vývoje. Firma plánuje navrhnout, postavit, otestovat a vypustit dvě demonstrační mise zaměřené na aditivní výrobu během 14 měsíců.

Vast Space

Ještě před pár týdny by tuhle firmu znal málokdo, ale Vast Space LLC o sobě v poslední době dala vědět projektem vlastní kosmické stanice. Ostatně i její spolupráce s NASA bude zaměřena na technologie vyžadované k vývoji a provozu kosmických stanic s mikrogravitací či umělou gravitací. To se týká i stanice Haven-1 a první pilotované výpravy Vast-1, která má k této stanici vyrazit. Stanice Haven-1 byla oznámena minulý měsíc (v květnu 2023) a její start je zatím plánován na srpen 2025 na raketě Falcon 9. Ta má zprvu sloužit jako nezávislá komerční kosmická stanice s možností pojmout až čtyřčlennou posádku na 30 dní, přičemž k dispozici bude vnitřní přetlakový prostor o objemu 70 metrů krychlových.

Po startu by měla stanice Haven-1 přijmout posádku mise Vast-1, která sem přiletí v lodi Crew Dragon od SpaceX. Posádku této mise mají tvořit jak soukromé osoby, tak i astronauti související s kosmickými agenturami. Mise má podpořit dodatečný výzkum a možnosti výroby na oběžné dráze. Haven-1 má sloužit primárně jako stanoviště s mikrogravitací na nízké oběžné dráze, ale pomalým otáčením má být stanice schopna navodit umělou gravitací odpovídající povrchu Měsíce. Takových experimentů by se mohla zúčastnit už posádka mise Vast-1. Firma již uvedla, že jejím dlouhodobým cílem je vytvoření velkorozměrové vícemodulové stanice s umělou gravitací o délce 100 metrů. Tvořit ji má sedm modulů vypuštěných pomocí Starship od SpaceX, které se spojí na oběžné dráze.

Přeloženo z:
https://www.nasaspaceflight.com/

Zdroje obrázků:
https://www.nasaspaceflight.com/…/A85B8BD6-95FD-43F4-8CB8-5B2BF61E8FE8.webp
https://www.nasaspaceflight.com/…/61848D96-556E-42BB-A540-063BDD385F3B.jpeg
https://www.nasaspaceflight.com/…/B9B553BE-303F-4890-8D4A-419D782D75C7-scaled.jpeg
https://www.nasaspaceflight.com/…/C09B88CA-1828-4E6F-B375-9E4F589C835A.png
https://www.nasaspaceflight.com/…/989CDBE5-8EC3-4FB5-A825-3DC247A9DA3A.jpeg
https://pbs.twimg.com/media/FuK9jYiaAAIg1QO?format=jpg&name=4096×4096
https://www.nasaspaceflight.com/…/B5CEA830-177F-4DAE-B4C4-FA86BB6108E5-scaled.jpeg
https://www.nasaspaceflight.com/…/4269DA8C-8FE0-4C89-AE2A-2B62C2D6F918-scaled.jpeg
https://www.nasaspaceflight.com/…/4BEE9313-3C1E-4C1A-9C3C-6227D6D0D420-scaled.jpeg