Proč a jak zlevnit kosmonautiku

Obsah:

Proč zlevnit kosmonautiku?

Jak zlevnit kosmonautiku?

Programy SLI a ASTP

Proč zlevnit kosmonautiku?

• cena neodpovídá možným přínosům• cena brzdí její další rozvoj• doprava na LEO stojí cca 10000 USD/kg• družice stojí cca 100000 USD/kg• pozemská doprava kolem světa stojí cca 100 USD/kg• pozemská hi-tech zařízení stojí cca 1000 USD/kg

Optimální by bylo snížení cen v kosmonautice cca 100 krát.

Je to možné? Jak toho dosáhnout?

Jak zlevnit kosmonautiku?

• vyvinout zcela nové technologie(to je drahé, zdlouhavé a nejisté, ale přesto nejnadějnější)

• zjednodušit, zmenšit a zlehčit(plným využitím stávajících technologií a zkušeností)

• použít levnější pozemské technologie(jsou mnohonásobně ověřené a hromadně vyráběné)

• použít nové přístupy a principy(jednoduchá vylepšení, alei nějaké zcela převratné objevy)

Konkrétní možnosti zlepšení (poznámky)

• použití hromadně vyráběných přístrojů a komponent

• menší a lehčí zařízení je relativně levnější (pro dopravu)

• kompletně mnohonásobně použitelné nosiče

• lepší záchranné systémy nosičů(aby při havárii nedošlo ke ztrátě nákladu)

• konstrukčně i operačně jednodušší nosiče

• technologicky dokonalejší nosiče (výkonnější)

Vývoj nových technologií je třeba dělat efektivně(rychle, levně, správným směrem a s měřitelnými výsledky).

Programy SLI a ASTP

• SLI = Space Launch Initiativecílem je vyvinout 2. generaci mnohonásobně použitelných kosmických nosičů (RLV = Reusable Launch Vehicle) s jasně stanovenými cenovými a bezpečnostními parametry.

• ASTP = Advanced Space Transportation Programjde ještě mnohem dále a kladesi za cíl vyvinout 3. a 4. generaciRLV s ještě lepšími parametry.

1. generace RLV (STS)

• funguje od roku 1981

• nosnost je kolem 20 tun na LEO

• cena je 10000 USD/libru (cca 20000 USD/kg)

• spolehlivost je 250 misí na jednu ztrátu posádky(pravděpodobnost fatální havárieje 1/250 při startu a 1/500 při přistání)

2. generace RLV (SLI)

• 10 x levněji a 100 x bezpečněji než dnes

• 1000 USD/libru (cca 2000 USD/kg)

• 10000 misí na jednu ztrátu posádky

• do roku 2010

• komerčním cílem je získatvětší podíl na trhu nosičů

3. a 4. generace RLV (ASTP)

3. generace RLV: 100 x levněji a 10000 x bezpečněji než dnes

100 USD/libru a 1000000 misí na jednuztrátu posádky

do roku 2025

4. generace RLV: 1000 x levněji a 20000 x bezpečněji než dnes

10 USD/libru a 2000000 misí na jednuztrátu posádky

do roku 2040

Co bude možné se 4. generací RLV?

• kosmická turistika a cestování

• kosmický průmysl (orbitální průmyslové zóny)

• kosmické elektrárny

• kosmické nemocnice

• těžba a zpracování surovin z asteroidů

• celosvětová doprava do 2 hodin

• zkrácení doby meziplanetárních letů

Jak na to?

2. generace RLV: záchranný systém pro posádku

zefektivnění pozemní přípravy

technologické pokrokyv konstrukci, pohonu,řízení, navigacia monitorovánístavu nosiče

Jak na to?

3. generace RLV: pohony se spalováním vzdušného kyslíku

(hypersonické, náporové)

rekonfigurace pohonného systému za letu (proudový/náporový/raketový)

magnetická levitace(start magnetickým katapultem)

inteligentní monitorovací systémy(predikující stav systémů nosiče)

Jak na to?

4. generace RLV: jaderná fůze

antihmota

externí dodávka energie(lasery, mikrovlny)

kosmický výtah

Jak postupuje SLI

V roce 2001 byla zahájena první fáze SLI a cca 20 soukromých firem získalo kontrakty na úvodní studie.Po jednom roce první fáze skončila. Dne 30.4.2002 byly zveřejněny návrhy některých firem (Lockheed Martin, Boeing a Orbital/Northrop Grumman). Celkem bylona tiskové konferenci prezentováno asi 15 návrhů.

Do konce roku 2002 budou možné přístupy zredukoványna 3 a v roce 2003 budou do závěrečného kola soutěže vybrány dva nejlepší koncepty. NASA počítá s investicemi do SLI ve výši až 1 mld. USD ročně.

Myšlenky SLI prezentované dne 30.4.2002

Lockheed Martin: oddělená doprava posádky a nákladu (náklad automaticky,

posádka bez nákladu)

záchranný systém pro posádku

speciální náběžné hrany křídel (ke zvýšení doletu a manévrovatelnosti při přistání)

tajemství dosažení hranice1000 USD/libru spočíváv efektivnější pozemnípřípravě a údržbě

Myšlenky SLI prezentované dne 30.4.2002

Boeing/Rocketdyne: prověřili mnoho systémů a vybrali z nich 5, které splňují

požadavky armády, NASA i průmyslu

nejdůležitější komponenty jsou nádrže, křídla, automatika a motory (ty dodá Rocketdyne)

vše se ověří na X-37

Myšlenky SLI prezentované dne 30.4.2002

Orbital/Northrop Grumman: TSTO (Two Stages To Orbit)

[dvojstupňový nosič]

oddělení letů s posádkou a s nákladem

využití letounu pro posádku jako záchran-ného prostředku v průběhu startu i u ISS (CRV)

snížení hmotnosti nákladu dopravovanéhozpět na Zemi

letoun pro posádku může startovati klasickou raketou

Perspektivy

• ještě nelze spolehlivě odhadnout zda se skutečně podaří dosáhnout deklarovaných cílů SLI a ASTP

• snad se podobného vývoje podaří dosáhnout i u cen kosmických zařízení (družic)

• kolem roku 2020 mohou nastat příznivé podmínky pro rozvoj kosmonautiky, protože ceny v kosmonautice by mohly dosáhnout cenové úrovně pozemské dopravy a průmyslu

• zatím můžeme alespoň sledovat vývoj této cenové revoluce, která by nakonec mohla mít větší důsledky pro lidstvo, než začátek kosmické éry v 60. letech 20. století