Kolonizácia vesmíru so SpaceX – 2. časť

Tento článek je součástí série SpaceX

Ostatní články v sérii:

  1. Kolonizácia vesmíru so SpaceX – 1. časť
  2. Kolonizácia vesmíru so SpaceX – 2. časť (aktuální)

Ľudské bádanie a zvedavosť sú v podstate nekonečné. Každým rokom posúvame svoje limity o kus do budúcnosti. Hlavným cieľom SpaceX a najväčším míľnikom je práve úspešne pristátie na povrchu Marsu, spolu s ľudskou posádkou. Jedná sa technologicky o najkomplexnejší vesmírny projekt, ktorý si ľudstvo stanovilo.

V prvej časti článku sme si rozobrali krátku biografiu Elona Muska, zakladateľa spoločnosti SpaceX, históriu spoločností, za ktorými Elon stál a tých, za ktorými stále stojí. Načrtnutá bola história spoločnosti SpaceX a hlavne boli podrobne rozobrané momentálne a plánované technické vesmírne konštrukcie, na ktorých spoločnosť pracuje a bude pracovať. V druhej časti si už priamo povieme niekoľko faktov o plánovanej misii na Mars, jej podmienky a budúce míľniky.

[1] Koncept pristávania vesmírnych plavidiel Red Dragon na Marse

Podmienky

V súčasnej dobe prebieha výskum najmä na raketách rodiny Falcon. Každou úspešnou misiou získavajú inžinieri z technologickej sekcie SpaceX potrebné dáta, ktoré potrebujú na vývoj pohonu, konštrukcie a letových vlastností rakiet. Samozrejme pri každom projekte, ktorý má byť s úspechom dotiahnutý do konca, treba počítať s postupom po krokoch. Prvým významným krokom, ktorý sa priamo týka misie na Mars, sú dve predsavzatia, ktoré vyslovila v marci 2014 prevádzková riaditeľka SpaceX, Gwynne Shotwell. Podľa jej slov bude odštartovaný priamy vývoj na vytvorení infraštruktúry medzi Zemou a Marsom, hneď po dokončení konštrukcie rakety Falcon Heavy a vesmírneho plavidla Dragon v2.

[2] Gwyne Shotwell vo svojej kancelárii v SpaceX
Falcon Heavy predstavuje nadstavbu rakety Falcon 9, ktorá však namiesto 9 motormi, bude disponovať až 27 motormi. Prvý let rakety môžeme očakávať v lete 2017. Bude sa jednať o testovacie lety, ktoré budú potrebné k tomu, aby bola raketa zaradená úspešne do aktívnej služby. Na tretí štvrťrok 2017 sú naplánované misie, ktoré budú zabezpečovať dodávku materiálu na vesmírnu stanicu ISS a prepravu satelitov na obežnú dráhu Zeme. Dôležitým krokom bude misia, naplánovaná na koniec roka 2018, ktorá bude predstavovať prvý komerčný let na obežnú dráhu Mesiacu. Konkrétne budú letieť dvaja zákazníci, ktorí už zaplatili časť nákladov spojených s realizáciou projektu. Zároveň táto misia bude predstavovať prvú ostrú skúšku rakety Falcon Heavy na let na dlhú vzdialenosť, ktorá je potrebná najmä kvôli dátam, ktoré neskôr inžinieri využijú pri lete na Mars.

[3] Koncept rakety Falcon Heavy vo vesmíre
Neoddeliteľnou súčasťou rakety je vesmírne plavidlo, ktoré bude niesť posádku. Pre raketu Falcon Heavy to predstavuje plavidlo Dragon v2. Bude sa jednať o vesmírnu kapsulu, ktorá bude schopná poňať 7 astronautov alebo náklad a časť posádky. Dragon v2 bude konštrukčne vychádzať zo svojho predchodcu Dragon v1 a bude to plavidlo, ktorým budú letieť prví turisti smerom k Mesiacu s podporou rakety Falcon Heavy.

[4] Verejná demonštrácia pripravovaného vesmírneho plavidla Dragon v2
Veľká vďaka patrí národnej vesmírnej agentúre NASA, ktorá aktívne podporuje technologický výskum SpaceX a úzko na výskume spolupracuje. Podľa vyjadrení SpaceX, by bol projekt nesmierne finančne a technologicky náročný bez aktívnej pomoci agentúry NASA.

Stanovené ciele

SpaceX si k misii na Mars stanovilo niekoľko cieľov. Z minulosti vieme, že si svoje ciele aktívne plnia, takže nie je prekvapením presné rozplánovanie na obdobia aj do budúcnosti:

Q4 2018

Ako je už vyššie zmienené, na tento dátum je naplánovaný prvý komerčný let spoločnosti SpaceX na obežnú dráhu Mesiaca, ktorý bude krokom k ďalšiemu vývoju misie na Mars.

Jún 2020

Tento dátum bude predstavovať historický míľnik vo vesmírnom cestovaní. SpaceX plánuje prvý let smerom k Marsu a späť. Vesmírne plavidlo bude predstavovať Dragon v2, ktorý avšak na povrchu Marsu zatiaľ nepristane.

August 2022

Rok 2022 bude významným najmä z hľadiska započatia ďalšej misie, pri ktorej bude použité nové plavidlo Red Dragon, ktoré bude priamou nadstavbou Dragon v2. Red Dragon je navrhnutý, aby dokázal zostúpiť do atmosféry Marsu a pristať na jeho povrchu. Do misie nebude zapojená ľudská posádka. Odhadovaný čas, ktorý bude trvať plavidlu od vzletu k dosiahnutiu obežnej dráhy Marsu je zhruba 150–300 dní. Čas závisí od vzájomnej pozície planét a ďalších kritických aspektov. Pri misii bude po prvýkrát použitý celý ITS systém a hlavným cieľom bude doručiť na povrch Marsu zariadenie schopné vyrábať pohonné hmoty s pomocou lokálnych zdrojov. Tento aspekt misie bude bližšie rozobraný nižšie v článku.

[5] Predstava plavidla Red Dragon pri pristávaní na Marse

September 2024

Bude sa jednať o druhý let, ktorý bude mať za cieľ pristať na povrchu Marsu. Všetky detaily ohľadne misie a hlavne informácie o ľudskej posádke bude SpaceX postupne zverejňovať. Avšak je dosť možné, že tento dátum bude predstavovať let na Mars, pri ktorom na červenú planétu zostúpi prvá ľudská posádka v histórii.

Interplanetary Transport System (ITS)

Projekt, ktorý bol pôvodne pomenovaný Mars Colonial Transporter (MCT), je jedným z najambicióznejších projektov spoločnosti SpaceX. Jeho cieľom bude vybudovať stabilnú ľudskú kolóniu na Marse a prepravnú infraštruktúru medzi Zemou a Marsom. Jednou z najväčších zaujímavostí projektu je snaha pokračovať v skúmaní vesmíru ľudskou posádkou za hranice Marsu. Do budúcnosti je eventuálne plánovaná misia na mesiace Jupiteru a Saturnu. Či budú tieto misie úspešné ukáže čas a úspechy spoločnosti.

 

 

Výskumný projekt bol spustený v roku 2012, kedy spoločnosť začala pracovať na dizajne raketových motorov Raptor, ktoré by do budúcnosti poháňali všetky kľúčové vozidlá, ktoré by smerovali smerom k Marsu, prípadne by vykonávali činnosť zabezpečujúcu infraštruktúru medzi planétami.

Ambíciou spoločnosti je na Mars dopraviť zariadenie, ktoré by bolo schopné premeniť lokálne zdroje na palivo, ktoré by poháňalo ako rakety, tak aj vozidlá navrhnuté na prepravu po obežnej dráhe a povrchu Marsu.

Koncepty projektu ITS

[6] Predstava vytvorená počítačovou grafikou, ktorá zachytáva vzlet rakety ITS z Odpaľovacieho zariadenia 39A
Projekt pozostáva z niekoľkých častí, z ktorých každá hrá svoju rolu vo vytvorení stabilnej siete transportných, respektíve zásobovacích ciest medzi planétou Zem a Marsom.

Super-ťažká nosná raketa (ITS launch vehicle)

[7] Veľkostné porovnanie zľava: ITS launch vehicle, pripravovaná raketa NASA, Big Ben, Falcon Heavy a ľudská postava
Koncept ťažkej nosnej rakety spočíva vo vytvorení vozidla, ktoré bude schopné niesť 300 ton nákladu, kedy bude raketa znovu použiteľná na misie, alebo 550 ton nákladu pri jednorazovom použití. Raketa bude schopná vyniesť do vesmíru ťažké vesmírne plavidlá alebo palivo, ktoré bude dopravené do zásobovacích tankerov na obežnej dráhe Zeme, slúžiacich k doplneniu paliva vesmírnym plavidlám prebývajúcim vo voľnom priestore vesmíru.

Intraplanetárna vesmírna loď

[8] Počiatočný koncept intraplanetárnej vesmírnej lodi vytvorený priamo spoločnosťou SpaceX
Prvotné návrhy inžinierov naznačujú loď, ktorá bude skonštruovaná z ultraľahkých uhlíkových vlákien a doplnená o 9 motorov typu Raptor. Loď bude dlhá 49,5 m a schopná niesť náklad o hmotnosti 450 ton aj s posádkou smerom k Marsu. Predpokladaný čas, ktorý bude loď potrebovať od vzlietnutia z povrchu Zeme k úspešnému pristátiu na Marse, je zhruba 80–150 dní prihliadajúc na podmienky na Marse. Loď je navrhnutá, aby dokázala zostúpiť do atmosféry Marsu s priemernou rýchlosťou 8,5 km/s, kde preťaženie počas pristávania bude predstavovať hodnotu okolo 4–6 g. Samozrejme konštrukcia je navrhnutá, aby dokázala zniesť 2–3 násobné preťaženie, zhruba 10–18 g.

[9] Umelecký koncept príletu vesmírnej lodi na planétu Mars
Energia potrebná na cestu smerom k červenej planéte bude vyrábaná masívnymi solárnymi panelmi umiestnenými blízko motorov Raptor generujúcich zhruba 200 kW energie, ktorá sa bude postupne znižovať odďaľovaním sa lode od Slnka.

Prvotné testy lode sú naplánované na obdobie okolo roku 2020. Podľa vyjadrení Elona Muska by sa mohla loď stať prvým ľudským obydlím na planéte Mars.

ITS Tanker

Kľúčový prvok systému bude tvoriť tanker schopný niesť veľkú zásobu pohonných hmôt. Tanker bude podobne ako vesmírne plavidlo vyslaný na obežnú dráhu Zeme s pomocou nosných rakiet. Je navrhnutý tak, aby dokázal priebežne zásobovať medziplanetárne vesmírne plavidlá.

[10] ITS tanker zásobuje vesmírne plavidlo pod ním palivom na obežnej dráhe Zeme (počítačová grafika)
Kľúčom bude, aby vesmírne plavidlá neboli nútené pravidelne zostupovať do atmosféry Zeme, tým sa zvýši samotná životnosť medziplanetárnych vlajkových lodí spoločnosti. Tanker bude schopný predať vesmírnemu plavidlu až 380 ton tekutého metánu a tekutého kyslíku, ktoré tvoria základ pohonných hmôt plavidla. Je predpokladané, že bude nutnosťou vyslať až 5 tankerov, ktoré naplnia plavidlo 1900 tonami pohonných hmôt, ktoré budú potrebné na cestu smerom k Marsu.

Tanker bude vybavený šiestimi motormi typu Raptor, ktoré budú optimalizované na let vo vákuu, a ktoré budú doplnené tromi menšími motormi taktiež typu Raptor slúžiacim na manévrovanie vo vákuu a pri pristávaní na zemskom povrchu. Podľa vyjadrení spoločnosti by mohli byť tankery použité aj na zásobovacie misie smerom k červenej planéte.

Pohonné hmoty na Marse

Ďalšou kľúčovou súčasťou projektu, rozhodujúcou hlavne v otázke financií, je vytvorenie fyzického skladu a továrne na produkciu pohonných hmôt priamo na povrchu Marsu. Pre vytvorenie stabilnej kolónie na Marse bude produkcia pohonných hmôt priamo na červenej planéte neoddeliteľnou súčasťou celého projektu.

[11] Chemické zákulisie výroby pohonných hmôt
Továreň by v budúcnosti mohla zároveň slúžiť ako zásobovacia súčasť misií smerujúcich k vonkajšej solárnej sústave. Prvé vesmírne plavidlo projektu ITS bude niesť malé zariadenie, ktoré bude nainštalované na povrchu planéty s cieľom autonómnej produkcie pohonných hmôt. Zariadenie bude využívať veľké zásoby oxidu uhličitého z atmosféry planéty a zásoby vody nachádzajúcej sa pod povrchom planéty vo forme ľadu.

Chemickým procesom, konkrétne elektrolýzou a Sabatierovou reakciou, bude možné vyrábať molekulárny kyslík (O2) a metán (CH4) a následne tieto látky skvapalniť, skladovať a používať na zásobovanie vesmírnych plavidiel.

Odpaľovacie zariadenie

Počiatočné odpaľovacie zariadenie pre štart rakiet a ich opätovné použitie bude zastrešovať Kennedyho vesmírne centrum, kde má spoločnosť prenajatú časť odpaľovacieho komplexu, konkrétne Odpaľovacie zariadenie 39A, ktoré sa nachádza na pobreží štátu Florida. Spočiatku bolo zamýšľané vytvoriť nové odpaľovacie zariadenie pre projekt ITS, avšak počiatočný koncept naznačuje, že motory typu Raptor budú vo veľkosti motorov typu Merlin, ktoré spoločnosť momentálne používa na raketách rodiny Falcon.

[12] Odpaľovacie zariadenie 39A, ktoré je prenajaté spoločnosťou SpaceX vpredu a odpaľovacie zariadenie 39B využívané prevažne agentúrou NASA vzadu
Motory Raptor budú síce rovnakej veľkosti, avšak budú poskytovať 3 násobný ťah oproti motorom Merlin. Falcon Heavy bude štartovať zo zariadenia s 27 motormi typu Merlin a pre porovnanie vesmírne plavidlo projektu ITS so 42 motormi typu Raptor. Elon Musk naznačuje, že do budúcnosti sa bude diskutovať o vytvorení ďalších odpaľovacích zariadení pre potreby projektu, pravdepodobne niekde v južnej časti štátu Texas.

Koncept projektu ITS je viac než ambiciózny. Na rozdiel od sci-fi poviedok a predstáv nespočetne ľudí zamýšľajúcich sa nad kolonizáciou vesmíru má projekt reálne základy, návrhy a na počiatočných plánoch sa už začalo pracovať. Ako bolo spomenuté vyššie, misia v roku 2024 bude predstavovať zároveň prvú misiu projektu ITS, aspoň tak je to naplánované a na výsledok si musíme ešte zopár rokov počkať.

 

 

Určite existuje veľa pochybností o relevantnosti týchto plánov. Jedná sa o veľmi náročný projekt, ktorý bude stáť veľké množstvo financií, ľudských a technologických zdrojov a veľké množstvo materiálu. Samozrejme úspešnosť kolonizácie Marsu nie je istá a týmto pochybnostiam sa nebráni ani samotný Elon Musk a SpaceX. Pre mňa je avšak minimálne motivujúce, sledovať postupné plnenie si čiastočných cieľov, ktoré si spoločnosť nastavila a fakt, že sa jedná o prevrat v tom, ako sa na vesmír a to, čo nám môže ponúknuť, pozeráme.

[13] Elon Musk rozpráva na konferencii SpaceX o svojej predstave kolonizácie Marsu
Elon Musk a celé SpaceX nám ukazujú kam by sme sa mali ako ľudia vlastne pozerať. Pozerať sa smerom do budúcnosti a neostať v minulosti, ktorá sa koniec koncov už nevráti. Možno je to aj ten pravý príklad toho, aké je zbytočné, sa ako ľudstvo deliť, vytvárať medzi sebou konflikty a podnecovať vo svete vznik násilia. To sú veci, ktoré nás brzdia, oslepujú a dávajú nám pásku cez oči. SpaceX zatiaľ možno nevytvorilo globálny prevrat, avšak snažia sa dosiahnuť míľniky, ktoré budú prospešné pre celé ľudstvo, a ktoré by nás ako ľudí mohli konečne zjednotiť, a tak vytvoriť stabilné prostredie nielen na Marse, ale aj tu doma, na Zemi.

 

Foto:

[1] inverse.com
[2] successstory.com
[3] kollected.com
[4] nasa.gov
[5] reddit.com
[6] en.wikipedia.org
[7] commons.wikimedia.org
[8] en.wikipedia.org
[9] en.wikipedia.org
[10] en.wikipedia.org
[11] spacex.com
[12] upload.wikimedia.org
[13] anthillonline.com

SdíletShare on Facebook8Share on Google+0Tweet about this on TwitterEmail this to someone

Tomáš Patro

Na FIT som nastúpil rokom 2016, takže je to pre mňa premiérový rok. Do redakcie som priniesol multikultúrne prostredie z ďalekého Slovenska.
Myslím si, že angažovanie sa vo verejných veciach a istá aktivita sú podstatné vlastnosti pokiaľ sa chce človek rozvíjať v rôznych aspektoch života.
Osobne tento rozvoj rád posúvam každým dňom na vyšší stupeň v oblasti športu, technológií, filozofie, práce s ľuďmi a samozrejme po novom aj v redakcii časopisu.
Vo svojom voľnom čase rád športujem, čítam a obohacujem sa o nové poznatky. Aktívne už asi rok prevádzkujem e-shop, kde s pár priateľmi predávame nami ručne vyrábané produkty z dreva, teda hlavne ide o módne doplnky. V minulosti som sa profesionálne venoval natáčaniu video-tutoriálov na tvorbu webu v angličtine …

Kontaktovat mě můžete na tomas.patro@gmail.com.