Raketové nosiče Ares

29. prosince 2009

porovnání nosičů

Pro stavbu a dopravování posádky na ISS a pro servisní mise k HST se využívá Space Shuttle. Jeho provoz je však nesmírně nákladný, ač mělo jeho používání rozpočtovým výdajům NASA ulevit. Za znovupoužitelnost se platí velkou složitostí. A rozebrání, oprava, opětné sestavení a vydržování podpůrných zařízení pro něco tak složitého stojí daleko víc, než sestrojení jednoduššího prostředku na jedno použití. Proto se NASA opět vrací k raketám a na raketoplán, největší technický zázrak, hodlá zanevřít. Nosiče Ares mají být to nejlepší z nosičů Space Shuttle a Saturn. Rakety Ares přinesou možnost dopravit na nízkou oběžnou dráhu 130 tun oproti 24,4 tuny, které poskytuje Space Shuttle. I objem bude větší. Ares poskytne přepravní prostor o délce 16 metrů a průměru 10 metrů, Space Shuttle poskytuje délku 18 metrů a průměr 4,5 metru.

Nosiče Ares budou mít i přes svou schopnost vynášet těžší či rozměrnější náklad několik velkých nevýhod. V první řadě nebude možné vynášet velké náklady zároveň s posádkou. Zatímco nosič Ares bude ve dvou základních provedeních, Ares I (Ares 1) pro pilotované lety a Ares V (Ares 5) pro vynášení těžkých nákladů, raketoplán zvládl obě úlohy najednou a ještě mohl rozměrný náklad z oběžné dráhy dopravit zpět na Zemi (ne že by se toho někdy využilo). Nosnost rakety Ares I je 25 tun na nízkou oběžnou dráhu, která připadá na modul s posádkou.

VlastnostDelta IV HeavySaturn VSpace ShuttleAres IAres V
Počátek vývoje19571962197220052005
První použití17. 1. 200916. 8. 196912. 4. 1981
Výška77,2 m111 m56,1 m95 m110 m
Startovní hmotnost733,4 t2,725 kt2,030 kt4,400 kt16,314 kt
Zatížení na LEO25,8 t110 t24,4 t25 t130 t

Raketoplán vynesl díly Mezinárodní vesmírné stanice, Hubblův vesmírný dalekohled, sondu Galileo, sondu Magellan, rentgenovou observatoř Chandra a gamma observatoř Compton. Uskutečnil také dvě čistě vědecké mise a čtyři servisní mise k HST. Nosiče Ares umožní lunární mise a vynesení dalekohledu ATLAS.

Ares I

První stupeň rakety tvoří jeden pětisegmentový SRB, odvozený ze starší čtyřsegmenté verze ze Space Shuttle, s vylepšenou letovou elektronikou na pět použití. Během dvou a půl minuty urychlí raketu na rychlost 4,8 Machu a vynese do výšky 58 km. Druhý stupeň o průměru 5,48 metru bude urychlovat motor J-2X na kapalný vodík a kyslík. Jedná se o upravený motor J-2 z druhého stupně rakety Saturn V. Vynese loď orion do výšky 129 km. Ta se poté vlastním pohonem vynese na oběžnou dráhu ve výšce 290 km.

Ares V

První stupeň rakety o průměru 10 a výšce 110 metrů tvoří pětice motorů RS-68B na kapalný vodík a kyslík s nádrží a dvojice postraních pětisegmentových SRB. Druhý stupeň bude stejně jako Ares I urychlovat motor J-2X na kapalný vodík a kyslík.

Orion

Orion je kosmická loď vynášená raketou Ares I pro dopravu posádky k Měsíci, nebo posádky či nákladu k ISS. Loď se skládá ze čtyř hlavních částí. Navrchu je věž záchranného systému, pod ní kabina pro posádku spojená s válcovým servisním modulem, který obsahuje hlavní motory lodi na MMH a N2O4. Spojení s raketou zajišťuje přechodový adaptér. Loď bude moci parkovat u ISS po dobu 210 dní.

J-2X

Tento motor vychází ze dvou předchůdců. První z nich je motor J-2 z druhého stupně rakety Saturn V. Druhým z nich je jeho zjednodušená verze J-2S testovaná počátkem sedmdesátých let, která však nebyla nikdy využita. Na rozdíl od svých předchůdců musí pracovat v mnohem vyšších teplotách, za vyššího tlaku i rychlosti proudění. Tah motoru J-2 ve vakuu, který činí 1,033 MN, navýší J-2X na 1,108 MN. Motor je přibližně 4,7 m dlouhý a největší průměr trysky je 1,04 m. Hmotnost činí 2,477 tuny. Tryska se chladí podchlazeným palivem. Oproti předchůdci byla prodloužena, což zvýšilo účinnost motoru. Díky možnosti změny poměru kapalného kyslíku ku vodíku může motor pracovat jak v atmosféře tak mimo ní. Po vynesení užitečného zatížení (modul Orion či náklad Ares V) horním stupněm na oběžnou dráhu vstoupí opět do zemské atmosféry a dopadne do Indického oceánu. Žádná část se nebude znovu používat. Výrobcem je Pratt & Whitney Rocketdyne of Canoga Park sídlící v Kalifornii. Tato společnost stavěla již motory J-2 pro Saturn V a má tak více než půl století dlouhé zkušenosti s vesmírným programem.

RS-68B

Motory RS-68B jsou vylepšení motory RS-68 z rakety Delta IV vyvinutých v devadesátých letech pro U.S. Air Force. Vyrábí je společnost Rocketdyne v Kalifornii. Motor se vyznačuje svou jednoduchostí, nízkou cenou i spolehlivostí. Oproti motoru SSME má o 80% méně sočástek. Platí za to ovšem o 10% nižším specifickým impulsem a o 30% horším poměrem tahu ku hmotnosti. Chladící médium spalovací komory neproudí v trubičkách omotaných kolem její stěny, ale kanály vytvořenými oddělovacími pláty mězi dvěma plášti. Toto řešení uplatňované v raketách Eněrgija je sice těžší, ale výrazně jednodušší i levnější. Tryska je proti žáru chráněna odtávacím materiálem. Poměr čerpaného vodíku ku kyslíku je 1:6. Tah motoru ve vakuu je 3,312 MN. Jeho hmotnost činí 6,597 kt a tryska má průměr 2,4 m.

    0
    ?
    ?
    0