Blíží se první vyhrazená sdílená mise SpaceX, při které budou vyneseny desítky menších družic

Pozor: Článek obsahuje chybu. SHERPA-FX ve skutečnosti nemá pohon, takže bude sloužit jen jako vypouštěč, nikoli tahač. Roli tahače budou plnit až budoucí verze SHERPA, které poletí na dalších chystaných misích Transporter.

Blížící se mise Transporter-1 bude první vyhrazený start SpaceX v rámci programu Small Satellite Rideshare, který nabízí malým zákazníkům možnost dopravy družic na oběžnou dráhu levněji než kdy dříve.

SpaceX se v minulosti zaměřovalo především na velké zákazníky, kteří potřebovali na oběžnou dráhu vynést několikatunové družice. Pokud ale někdo měl malou družici, u SpaceX by si pro její vynesení musel zaplatit celou raketu, což by se vzhledem k nosnosti a ceně Falconu 9 pochopitelně nevyplatilo. Když se však více zákazníků spojí v úsilí dostat své družice na oběžnou dráhu v rámci jednoho startu, mohou se tito zákazníci podělit i o cenu rakety. Čím více zákazníků, tím nižší cena. SpaceX ale v minulosti nic takového nenabízelo, a tak tito menší zákazníci obvykle museli využít služeb prostředníka. Ten objednal raketu a zorganizoval vynesení mnoha nákladů najednou pro vícero zákazníků. Někdy byly pro tyto účely využity i rakety SpaceX – například v rámci mise SSO-A bylo vyneseno 64 družic najednou. Firma Elona Muska však tehdy dodala jen raketu, zatímco organizaci zákazníků, integraci nákladů a zajištění vypuštění družic zajišťovala společnost Spaceflight.

SpaceX stále hledá nové zákazníky a jelikož trh s vynáškami velkých satelitů na geostacionární dráhu v posledních letech stagnuje, tudy cesta nevede. Nabízel se tedy rychle rostoucí trh s vynášením malých družic, který doposud Muskova firma opomíjela. V srpnu 2019 tedy SpaceX představilo službu Small Satellite Rideshare. Zákazníci si přes jednoduchý eshop objednají vynesení svých malých družic v určitém termínu za fixní cenu a SpaceX následně zajistí všechny věci okolo. V daném termínu pak odstartuje Falcon 9 s družicemi mnoha zákazníků. Výhodou je kromě nízké ceny také to, že raketa na nikoho nečeká, a pokud nějaký zákazník nestihne svou družici dodat včas (což se v tomto oboru stává velice často), SpaceX prostě poletí bez něj a družice bude vynesena na některé z příštích misí. Nedochází tedy k neustálým odkladům startu kvůli několika opozdilcům.

SpaceX nabízí několik typů misí, na kterých si zákazník může nechat vynést vlastní družice. První možností je umístění nákladu zákazníka na jednu z mnoha prováděných misí s družicemi Starlink. Z hlediska mapovacích družic, které většinou létají na polární dráze, je to zatím poměrně nevhodné, přesto této nabídky už několik firem využilo. Již třikrát se stalo, že SpaceX nedopravilo na cílovou dráhu obvyklých 60 družic Starlink, ale pár jich odebralo a místo nich se na cestu do vesmíru vydaly satelity jiných zákazníků.

Druhý způsob je ten, že se malé družice přiřadí ke startu družice větší. Hezkým příkladem tohoto uspořádání byla kupříkladu mise Nusantara Satu, kterou SpaceX uskutečnilo v únoru 2019. V rámci ní vyneslo do vesmíru nejen telekomunikační satelit Nusantara Satu, ale zároveň také izraelský lunární lander Beresheet a vojenský mikrosatelit S5. Letos je také v plánu start německé vojenské družice SARah 1, ke které bude přidán sekundární náklad ve formě několika malých družic z programu Small Satellite Rideshare.

Třetí typ mise přichází poprvé na řadu právě teď. Při lednové misi Transporter-1 bude v podstatě celá nosná kapacita rakety Falcon 9 vyhrazena pro náklady mnoha menších zákazníků. O tyto vyhrazené mise je velký zájem a SpaceX je plánuje provádět jednou za 6 měsíců.

Jak je ale technicky řešeno uchycení a vypuštění tolika družic? Když SpaceX vynášelo najednou deset družic Iridium či jedenáct družic Orbcomm, používalo k tomu prstencový adaptér ESPA (EELV Secondary Payload Adapter), na kterém byly po obvodu upevněny vynášené družice. Podobný přístup byl použit i při misi SSO-A v roce 2018. Tehdy byly družice umístěny na prstencový adaptér SHERPA (odvozený od adaptéru ESPA), který byl po vynesení na cílovou oběžnou dráhu uvolněn od horního stupně a během řady následujících hodin docházelo během volného letu k vypouštění družic. Prstenec SHERPA však tehdy nebyl vybaven žádným pohonem.

Na těchto prstencích budou umístěny vynášené družice také při misi Transporter-1. Celý tento postup sebou však přináší jednu podstatnou nevýhodu – při sdílených misích je veškerý náklad podřízen cílové orbitě rakety. Řadě zákazníků tento způsob dozajista vyhovuje, ale určitě se najdou i tací, kteří si budou chtít nechat svůj náklad na orbitu jinou. Jakým způsobem to však zařídit?

Jako řešení se zde nabízí tzv. kosmický tahač (space tug). Jedná se o zařízení, které je schopno přemístit svůj náklad z jedné oběžné dráhy na dráhu jinou, s rozdílnou energetickou charakteristikou. Cílovou orbitou může být například geostacionární přechodová dráha, lunární orbita či úniková trajektorie. Jako velmi hezký příklad zde mohou sloužit americké raketoplány. Zvlášť v 80. letech se totiž stávalo, že vynášely na oběžnou dráhu telekomunikační družice či meziplanetární sondy Galileo nebo Magellan. Ty byly uvolněny na nízké oběžné dráze a na svou pouť sluneční soustavou byly vybaveny dodatečným urychlovacím stupněm, který jim udělil příslušnou rychlost. Tyto kosmické tahače se v různých podobách používají do dnešních dnů. Do kategorie vesmírných tahačů se počítá i Mission Extension Vehicle (MEV-1), který byl v roce 2019 vypuštěn na oběžnou dráhu, spojil se s dosluhující družicí Intelsat 901, vrátil ji do aktivní služby a umožní jí ještě řadu let provozovat telekomunikační služby. Právě služeb takového tahače využije také řada zákazníků na misi Transporter-1.

Původně měly být součástí této mise tahače dvou různých firem, ale Vigoride, který měla dodat firma Momentus, byl nakonec přesunut na pozdější misi Transporter. Důvod byl prostý, firma Momentus nestihla včas získat povolení FAA a nemůže tedy startovat při tomto letu. Kvůli této komplikaci se tak prozatím nedočkáme prvního startu české družice na raketě Falcon 9, kterou měl být VZLUSAT-2. Satelit bude stejně jako ostatní náklady, které měly letět na tahači Vigoride, vynesen na některé z budoucích misí.

Naštěstí alespoň druhý plánovaný tahač bude na palubě. Nazývá se SHERPA-FX a dodá jej firma Spaceflight. Tento tahač byl vyvinut z designu již zmíněného prstence ESPA a má tvar dutého válce o průměru 1575 mm. Po jeho vnějším obvodu bude připojeno více než 16 družic, které posléze rozveze na jejich dráhy, a vnitřní část prstence, která byla při misích STP-2 a SSO-A prázdná, bude nyní tvořena Hallovým motorem. Díky němu bude moci tahač poskytnout družicím zákazníků celkové delta-v až 6 km/s. Při své první misi poveze tento tahač 385 kg nákladu a zůstane na nízké oběžné dráze Země. Do budoucna však firma vyvíjí i další orbitální tahače a zároveň počítá s tím, že by mohly vynášet družice na geostacionární dráhu, k Měsíci, či dokonce k Venuši.

Pokud však zákazníkovi vyhovuje cílová dráha rakety, může se v rámci této mise rozhodnout pro umístění nákladu na jeden z vypouštěčů, které pro misi Transporter-1 dodají firmy Exolaunch (Německo) či Nanoracks (USA). Obě mají již bohaté zkušenosti s poskytováním takovýchto služeb. Kupříkladu firma Exolaunch zajišťovala připojení 3 družic SkySat při startu mise Starlink v1-8 a v rámci mise Transporter-1 zajistí vypuštění celkem 30 družic. Firma Nanoracks se zase spolu s dalšími partnery podílela na výrobě Bishop Airlock Modulu, který při posledním startu dovezla na ISS mise CRS-21 a který bude sloužit pro vypouštění komerčních cubesatů z její paluby. Vypouštěcí adaptér firmy Exolaunch bude mít velmi podobný tvar jako transportér firmy Spaceflight, nebude ovšem vybaven vlastním pohonem. Podobně tomu bude i s adaptérem firmy Nanoracks.

Tímto končí první část článku o misi Transporter-1, která se zabývala spíše obecnou problematikou sdílených misí SpaceX. V druhém dílu se podíváme na misi Transporter-1 podrobněji a zároveň si představíme některé z mnoha družic, které při ní budou vyneseny na oběžnou dráhu. Půjde o více než 90 družic spousty různých zákazníků. Seznam dosud oznámených nákladů najdete v našem průběžně aktualizovaném seznamu.

[starbox id=2,7]