- Marek Kuřina
- Věda a vesmír
- 30. března 2020
- 15:44
Čerpací stanice v orbitu: Údržba techniky ve vesmíru se stává skutečností
Po příštích pár dekád se brány do vesmíru nadále budou otvírat jen za doslova astronomické mýtné, i když se vícenásobné používání komponentů raket či vypouštění z vysoko letících letounů stane nejběžnější praxí. A když už něco vyšlete nahoru, můžete jen doufat, že to bude sloužit spolehlivě, dokud stroji nedojde palivo a zařízení stane nepoužitelným.
Tak je tomu s telekomunikačními satelity na geostacionární oběžné dráze (GEO) 36 tisíc kilometrů nad rovníkem. Družice tam sviští stejnou úhlovou rychlostí jakou se točí Země, takže zdánlivě visí na nebi, odkud pokrývají určitý region televizním, datovým či jiným signálem.
Životnost typického GEO satelitu činí 15 let, omezená množstvím paliva, které se do stroje vleze. Družice totiž musí drtivou většinu cesty na svoje místo určení urazit sama poté, co se v jen asi 200 kilometrové výšce odpojila od posledního stupně nosné rakety. Před sebou má stále kus cesty rovnající se jedenáctině vzdálenosti ze Země na Měsíc. Starší satelity byly pro tento účel vybaveny sestavou raketových motorů na tekuté palivo, které následně využívaly k občasným korekcím kurzu a nakonec k odletu na takzvaný hřbitovní orbit za GEO.
Novější stroje jsou vybaveny iontovým pohonem, z něhož namísto ohně tryská paprsek urychlených částic, nejčastěji plynného xenonu. Tyto motory včetně paliva zaberou výrazně méně prostoru a jsou mnohem lehčí než raketové. Například družice SES-12 evropského operátora SES vypuštěná v roce 2018 by vybavena pouze raketovým pohonem vážila přes šest namísto 5,3 tun a také byla vetší. Což je jistě dobrá zpráva, současný model provozu GEO satelitů je přesto neskutečně neefektivní. I když je družice zcela funkční, po vyhoření paliva či vyčerpání zásoby plynu stejně skončí na vesmírném smetišti.
Hodilo by se proto otevřít na orbitu čerpací stanice a servisy, řekli si už před mnoha lety plánovači, vědci a inženýři.
Od přelomu tisíciletí se vážně promýšlejí koncepty stanic na doplňování paliva v nízké oběžné dráze (LEO), vyšlo i několik studií potvrzujících ekonomickou smysluplnost takového podniku. Evropská vesmírná agentura ESA tehdy společně se soukromými společnostmi pracovala na projektu ConeXpress, stroje s kruhovou základnou o průměru 2,6 metrů a výšce jednoho metru. Na GEO se měl spojovat s družicemi, kterým došlo palivo, a prodloužit jejich životnost až o deset let.
Nějakých praktických zkušeností už jsme nabili díky RRM americké NASA, modulu připomínajícího ledničku naplněnou nástroji na údržbu vesmírné techniky. Zařízení bylo mezi lety 2011 a 2013 testováno na palubě Mezinárodní vesmírné stanice (ISS) společně s Dextrem, dvourukým robotem ISS dálkově ovládaným ze Země. V současnosti je vyvíjeno hned několik vesmírných údržbářů, například kanadsko-americký projekt Space Infrastructure Servicing, jehož prvním zákazníkem je dříve zmíněný provozovatel družic SES. Rozpracovány jsou dvě varianty, tanker nesoucí 2 tuny paliva nebo servisní stroj schopný odšroubovat respektive přišroubovat celé komponenty satelitu.
Podobným konceptem je Mission Extension Vehicle od společnosti ViviSat, dnes součásti koncernu Northrop Grumman. MEV však nemá doplňovat palivo, ale svými vlastními motory dotáhnout družici na požadovaný orbit jako vesmírný remorkér. V blízké budoucnosti tedy budou autonomní sondy manévrovat mezi GEO družicemi sdruženými na takzvaných orbitálních pozicích, a doplňovat jim palivo, opravovat je či modernizovat za letu. Jiné družice a vesmírné lodě palivo naberou po cestě spojením se s čerpací stanicí na LEO. Všechny koncepty tohoto druhu dál výrazně sníží náklady na vypouštění techniky a její provoz, což prospěje i vědeckému výzkumu vesmíru.
Sdílení
1
Twitter
Komentáře
Email