Moderní přistávací plošina A Shortfall of Gravitas dorazila na Canaveral, má být plně autonomní
Je to tady. Do přístavu Port Canaveral dorazila dlouho očekávaná přistávací plošina SpaceX – A Shortfall of Gravitas (ASOG). Jde o nejnovější plavidlo ve flotile SpaceX, které je inovativní i pro nautiku jako takovou, jelikož má být plně autonomní.
Na přistávacích plošinách SpaceX lze krásně vidět nejen technologickou evoluci, ale i to jak SpaceX v tomto odvětví sbírá cenné zkušenosti. První plošiny pro přistávání raketových stupňů byly v průběhu let neustále vylepšovány a výsledkem je právě nejnovější plošina ASOG, na které se všechny ty předešlé zkušenosti zúročily. Největší novinkou je oznámení Elona Muska, že nová plošina popluje na místo určení již zcela v autonomním režimu.
Plošina A Shortfall of Gravitas během převozu na Canaveral v červenci 2021 (Foto: John Kraus)
To je zajímavé nejen z technického hlediska, ale i z právního, protože předpisy pro tuto kategorii označenou jako MASS (Maritime Autonomous Surface Ships) stále nejsou. Ovšem i zde došlo k pokroku a začínají platit určitá pravidla v omezeném režimu. Zvýšená automatizace lodí, které by mohly nakonec dosáhnout úplné autonomie nebo by se mohly stát dálkově ovládanými bezpilotními plavidly, nejsou novým problémem námořní bezpečnosti. Ve skutečnosti Výbor pro námořní bezpečnost (IMO) diskutoval o automatizovaných lodích již v roce 1964. Je tedy celkem ostuda, že na jejich příchod není legislativa připravena. Nedávné technologické průlomy v oblasti informačních technologií, digitalizace a strojového učení, zejména podporované výzkumem financovaným EU, však otevřely možnost praktické implementace některých z těchto řešení do předpisů MASS. Některé důležité implementace proběhly v květnu 2021, ale pořád není dokončena kompletní regulace. Lze to tedy chápat tak, že tento druh plavby lze provozovat ve zkušebním režimu nebo v případech s udělenou výjimkou. Což je dobrá zpráva nejen pro SpaceX, ale i pro společnost Blue Origin, jejíž loď pro přistání raket New Glenn možná také bude autonomní. Zda si musela SpaceX vyjednat zvláštní povolení kvůli absenci posádky na palubě během plavby, mi není známo.
Přestože základ ASOG je naprosto identický s ostatními plošinami, tak ve výsledku vypadá odlišně. Identickým prvkem všech plošin jsou nákladní čluny Marmac, ze kterých jsou upraveny na nám známé stroje pro přistání. Základní pontony jsou bez pohonu a v klasifikaci bych je zařadil pod pojem „pracovní plavidlo“. Do této kategorie patří: loď, která je vhodně postavena a zařízena pro použití při práci na vodní cestě, např. výsypný člun pro meliorační práce, zásobníkový hopper, pontonový nákladní člun, ponton nebo záhozové plavidlo ke kladení kamene. Definice je důležitá k pochopení hned několika věcí. Jednak se na každou kategorii vztahuje určitý druh předpisů, a jednak určují co musí dané plavidlo splňovat. Plavidla v naší třídě totiž nepotřebují své IMO číslo podle nařízení SOLAS z roku 1994. Režim IMO se nevztahuje na:
- plavidla výlučně provádějící rybolov
- lodě bez mechanických pohonných systémů
- rekreační jachty
- lodě zapojené do zvláštních služeb (např. majákové lodě, plavidla SAR )
- výsypné čluny
- křídlové lodě, vznášedla
- plovoucí doky a struktury klasifikované podobným způsobem
- válečné lodě a vojenské lodě
- dřevěné lodě
Srovnatelný systém mají čísla ENI (Evropské identifikační číslo plavidla). Pro všechny lodě v režimu IMO (ENI) platí regulace a nařízení, kterými se musí řídit, ale i pro ostatní plavidla platí pravidla, byť ne tak obsáhlá. Myslím, že Elon Musk dal přednost lodím bez IMO z mnoha důvodů. Dají se snadněji upravovat bez velkého zásahu do registru, nedají se sledovat běžnými způsoby a tudíž nepotřebují zařízení AIS a v neposlední řadě to může být i z důvodů autonomie. Tedy samostatné plavby bez asistence. Již léta víme, že během přistávání na plošinách nikdo není a čluny se udržují na stanoveném místě pomocí vlastního pohonu. Ten byl v případě plošiny Just Read the Instructions (JRTI) v minulosti zásadně vylepšen a mobilní propulzní jednotky nahradily čtyři regulérní lodní šrouby v gondolách.
Pro fanouška nejen kosmonautiky, ale i nautiky je zajímavé třeba to, že SpaceX není inovativní jen ve svém oboru, ale má dopad i na další odvětví, kde taktéž balancuje na hraně technologického vývoje. Přestože bude plošina ASOG autonomní, tak spolu s ní určitě do akce budou vyjíždět doprovodná plavidla tak, jak jsme doposud zvyklí. Vplutí a vyplutí z přístavu může i nadále vyžadovat vlečení plošiny, ale na volné vodě by plošina měla být odpojena a na místo určení a zpět plout za pomoci vlastního pohonu. Ostře sledovaný příjezd 15. července ASOG na Floridu do přístavu Port Canaveral tuto tézi mimo jiné potvrdil, protože plošina byla na místo vedle své starší sestry JRTI odvlečena remorkérem.
Nová plošina ASOG a její nové místo po boku starší sestry JRTI. (Foto: Greg Scott)
Přestavby ASOG se ujala loděnice Bollinger Shipyards v Port Fourchon v Louisianě, která už předělávala v minulosti například loď GO Ms. Tree nebo GO Navigator. Po příjezdu na Floridu dostala ASOG nového robota pro zajištění stupně po přistání, kterému se říká OctaGrabber.
Robot OctaGrabber před přesunem na palubu plošiny ASOG (Foto: Jared-Base)
Už na první pohled vypadá plošina ASOG mnohem sofistikovaněji než její starší „kamarádky“ OCISLY a JRTI. Už jsme si řekli, že hlavním důvodem jsou nasbírané zkušenosti. Hlavním rozdílem je jakýsi „bunkr“ na jednom konci plošiny. Přestože vypadá neznámě, tak pod touto konstrukcí je vše, co už dobře známe z ostatních plošin. Na fotografiích jsou patrné dieselové generátory, garáž pro OctaGrabber, nádrže na dusík, požární vybavení a také třeba antény pro příjem signálu z družic Starlink. Častou otázkou je, k čemu slouží nádrže na dusík na palubě? Dusík je určený k natlakování nádrží během převozu do přístavu stupně po přistání a obdobné nádrže mají už předešlé dvě plošiny SpaceX.
Popis plošiny ASOG (Autoři: Karel Zvoník / Gavin Cornwell / Julia Bergeron)
Trochu jiný tvar má konstrukce rozšiřující palubu. Je více zaoblená a celkově dodává plošině líbivější vzhled. Nejvíce mi nový design připomíná futuristický tank nebo obrněný obojživelník. Za povšimnutí stojí konstrukce na přídi u vlečných řetězů. Ta slouží k zabránění pádu vlečných řetězů pod člun. Určitě si řada z vás vzpomene na zdržení připlutí jedné z plošin, protože se řetěz dostal pod plavidlo a hrozilo poškození. Celkový dojem nové plošiny ASOG je ovšem fantastický. Konečně vypadá jako skutečná loď pro přistávání raket a nikoli pouze jako upravený člun. Doufejme, že se jí bude v akci dařit stejně dobře jako sestrám.
Ještě před připlutím do přístavu absolvovala ASOG testovací plavbu, v rámci které se zřejmě ověřilo autonomní plutí a jiné systémy lodě. Dne 9. července pak ASOG odvlekl z Louisiany remorkér Finn Falgout a na volné vodě se od plošiny odpojil a vzdálil. Plošina pak nějakou dobu plula sama. Z této události poslal krátké video i Elon Musk a později potvrdil, že ASOG bude skutečně plně autonomní. Po splnění všech zkoušek zamířila na Floridu do přístavu Port Canaveral.
Autonomous SpaceX droneship,
A Shortfall of Gravitas pic.twitter.com/hNZ5U7nxUg— Elon Musk (@elonmusk) July 9, 2021
Flotila SpaceX tak nyní může pokrýt větší kadenci startů raket Falcon 9 a Falcon Heavy z Floridy i Kalifornie. Na Floridě budou sloužit plošiny JRTI a ASOG, zatímco plošina OCISLY se nedávno přesunula do přístavu v kalifornském Long Beach, kde má SpaceX nově pronajaté molo. O stěhování OCISLY na palubě lodi Mighty Servant 1 jsme již podrobně psali. Od té doby ale došlo ještě k vyložení plošiny v cílovém přístavu. Celá operace trvala několik hodin a její kratší shrnutí si můžete vychutnat v novém videu od NASA Spaceflight. Loď Mighty Servant 1 má schopnost do svého vnitřního prostoru napumpovat velké množství vody a díky tomu převážet objemné náklady, jako je právě například přistávací plošina SpaceX. K vyložení došlo elegantním způsobem – plavidlo Mighty Servant 1 se zanořilo do vody a OCISLY pak mohla být odvlečena remorkéry do nedalekého přístavu Long Beach.
Dlouhé čekání na novou plošinu ASOG se vyplatilo. Troufnu si říct, že tu opět máme něco, co tu nikdy předtím nebylo. SpaceX jednoduše bourá zavedená pravidla a posouvá hranice nejen v kosmonautice, ale i v jiných oborech, jako je nautika. Nestačím se divit, jak rychle ve skutečnosti tyto změny a inovace probíhají. Nedokáži si to vysvětlit jinak, než tím, že pracovníci SpaceX pro svou práci mají neuvěřitelný zápal a dělají vše proto, aby Mars nebyl jen vzdálenou planetou, ale novým domovem.
Podpořte projekt ElonX
Hezký článek,díky.Jedna otázka:Když plošina pluje samostatně,je řízená z jiné doprovodné lodi,nebo je na ní nějaká posádka?
Spíše bude automatizovaná. Pluje na místo určení. Nebude řízená na dálku. Posadka na palubě nebude určitě. 👍
Z toho logicky plyne jiná otázka – co vlastně SpaceX vede k té autonomii. Je jasné, že během přistání stupně musí být plošina (a poměrně široké okolí) liduprázdná. Jak jsem pochopil, tak tam stejně bude doprovodné plavidlo, do přístavu pak stejně remorkérem, takže je tu vůbec nějaká výhoda? V první fázi jsem si říkal, že ušetří čas potřebný k připoutání za remorkér, ale takto to vypadá, že to jen udělají později. Jedině mě snad napadá, že mohou vyrazit v podstatě hned po přistání a zajištění stupně octagraberem…
Eliminace mužohodin je dlouhodobě výhodná.
Ušetří peníze za vlečení plošiny na volné moře a zpět. Remorkér se přesunul do bezpečí a čekal operace trvala třeba 3-4 dny. Další výhodou může být delší operační doba na vodě. Pokud dojde k odkladu nebude nutné se vracet. Výhod to má hodně. Je to dobrý podnět a v nějakém příštím článku se k tomu vrátím, pokud si vzpomenu. 🙂
Tak na dálku v podstatě řízená bude. Tomu autopilotu nějak musí dát vědět, kdy a kam má plout a na pramičce tam disketu se souřadnicemi vozit nebudou.
Taky bych čekal, že si nějakou nouzovou možnost přímého řízení z doprovodné lodi nechají. Stát se může všelicos.
Možnost ovládat plošinu z doprovodného plavidla bude s největší pravděpodobností možné. Ostatně i předešlé dvě jde takto na dálku ovládat. Jinak žádné diskety ani nic podobného není třeba. Autonomní řízení je možné díky GPS. To je trigonometrické. Loď, družice, pozemní stanice. Pomáhá také palubní radar a další senzory a kamery.
Myslím, že ta trigonometrie, respektive, triangulace GPS je loď (klient) a několik satelitů. Čím více satelitů, tím větší přesnost. Pozemní stanice je jen pro řízení celého systému.
Ne, ne. Všechny složky kooperují. Jsou místa, například pod mosty, kdy se Vám signál z GPS může ztratit a hned ho supluje pozemní stanice v dosahu. 🙂
Můžete nějaký link? To, co jsem našel, mi to nepotvrzuje, respektive, o navigačním signálu z pozemních stanic mlží nebo mlčí … A mně to přijde nepravděpodobné – odrazy, nutný počet stanic …
Link nemam, ale pozemni stanice se pouzivaji pro zpresneni polohy tam, kde je to potreba. Pod mostem to asi nikoho moc nezajima a v tunelech, pokud vim, taky nejsou. Treba slozky IZS tam maji jine orientacni body.
To je GPS-A. V podstatě na softwarové úrovni se spojují GSM a GPS.
Ne, ne, A-GPS (assisted GPS) zrychluje “start” GPS jednotky. Misto aby si stahoval pozici druzic ze samotnych tech druzic, coz trva i nekolik minut, tak si to stahnes z mistni BTS.
Mobilni telefony sice umi i odhadovat polohu podle dostupnych BTS a WiFi v okoli, ale to neni ono.
Tak tohle jsem fakt nevěděl. Díky.
Vícecestné chyby jsou způsobeny odrazem satelitních signálů GPS od okolních struktur, jako jsou plavební stěny, mosty, budovy a další lodě. Tyto překážky zpožďují signály GPS a snižují přesnost i spolehlivost určení přesné polohy lodi. Dalším faktorem, který ovlivňuje určování polohy a jeho přesnost, je viditelnost družic GPS. Když je loď například v plavební komoře, stěny komory často blokují přímou viditelnost z lodi na družice GPS, což má za následek ztrátu informací pro výpočet polohy.
Řešení : Poloha s přesností na centimetr na úrovni GNSS lze dosáhnout přijímáním korekcí signálu – běžně známých jako RTK korekce – z místní základnové stanice nebo přes mobilní spojení. Další opravy, jako je SBAS nebo PPP, poskytují další alternativy, používají opravy z geostacionárních družic. Ta infrastruktura není úplně všude dostupná a dobudována. Na volném moři téměř všechny strasti odpadají. Proto bude nová plošina i v přístavech stále vlečená.
To jsou podle mne “nadstavby” nad GPS, jako např. GPS-A. Ta základnová stanice pak je tedy třetí strany, nemá nic společného s 16 pozemními stanicemi GPS. Pak už to chápu.
Ví se, jakou rychlostí je loď schopná jezdit?
Zatím bohužel ne. Řekl bych, že to bude ale minimálně stejně rychle jako s remorkérem.
Karle, díky! Je to výborný článek, možná jeden z nejlepších tady na webu. Hezky se čte a je plný zasvěcených informací 👍
Jen drobnost, tady bych doporučil upravit slovosled 😉
Dusík je určený k natlakování nádrží během převozu do přístavu stupně po přistání a obdobné nádrže mají už předešlé dvě plošiny SpaceX.
Předem moc děkuji za velmi pěkná slova. Moc si toho vážím! Na ten slovosled se podívám a upravím to.
Mohl byste do článku přidat i důvod, proč je nutné nádrže při převozu do přístavu natlakovat dusíkem? Předem díky.
Je to jak s plechovkou od piva. Když je plná (natlakovaná), tak se nedá zdeformovat tak lehce, jako prázdná … A Falcon je v podstatě “jen plechovka s motory”.
Což o to, v prázdním stavu by to až tak nevadilo, mnohem horší je, že pokud by nastal podtlak, tak o ten stupeň přijdou.
Jak po přistání nastane v nádržích podtlak ? Nechci se hádat, ale mně to nenapadá 🙂
Je to úplně banální.
Schválně si zkuste vzít úplně obyčejnou prázdnou petku, zavřete ji a dejte ji na noc ven. Až bude teplota nejnižší, podívejte se, co to s ní udělá. Jak se tam ten podtlak vzal?
A teď si vezměte, že ten stupeň je částečně černý, i když tam po přistání je ještě nějaký zbytek kapalného kyslíku a podchlazeného paliva, tak se vše rychle ohřeje… Takže je bezpečnější a mnohem spolehlivější, když ten stupeň záměrně natlakujete inertním dusíkem. Nebude vám tolik vadit rozdíl teplot, i při ochlazení tam můžete mít tlak vyšší než je tlak okolní.
A proč to tlakují právě dusíkem a nikoli obyčejným vzduchem? Slouží dusík jako inertní atmosféra, jelikož raketový nosič je prostředí, kde hrozí nebezpečí výbuchu?
Co je to obyčejný vzduch? Myslíte ten obyčejný vzduch, který obsahuje vlhkost, to asi nebude dobrá volba že? Dusík je prostě inertní plyn, je levný a tím pádem ideální.
Tlakovat vzduchem nadrz se zbytkem RP-1 neni dobry napad.
Ten důvod je snadný, aby nedošlo k poškození. Implozi atd. Ty stupně se používají znovu a je proto třeba vhodné medium, bez nečistot, kterému nevadí zbytkové palivo. Dusík byl zřejmě nejlepší řešení.
Pěkný čtení, díky.
Děkuji. Jsem rád, že se Vám článek líbí.
Jo, to ty Vaše vždycky. Jen tak dál, prosím.