Soukromé firmy, které mění kosmonautiku: Rocket Factory, Relativity Space a Rocket Lab

RFA: Evropská továrna na rakety

U německých sousedů najdeme celou řadu zajímavých aerokosmických firem. V posledních letech patří bezesporu k nejvýraznějším RFA neboli Rocket Factory Augsburg, jež od svého vzniku v roce 2018 jasně ukázala, že to s raketami myslí vážně. Byla založena jako odnož MT Aerospace Holding a od té doby vytvořila specializovaný tým vesmírných nadšenců a expertů na moderní kosmonautiku, kteří mají prokazatelné výsledky z předchozích projektů malých nosných raket. Proč se vyplatí společnost sledovat? Mezi důvody patří její snaha o produkci nosičů podobnou metodou, jakou se vyrábějí automobily – RFA chce mít jednoduše první fabriku na stavbu raket v Evropě.

Pokročilý motor

Společnost vychází z přenosu továrních koncepcí a strategií sériové výroby aut a strojů, což by mělo zaručit mnohanásobně nižší cenu. Navíc cílí na vysokou kadenci a představuje si start každý týden. V neposlední řadě jí pak jde o rychlý pokrok.

Od roku 2018 dokázala firma vyvinout složitý raketový motor Helix, který má již za sebou mnoho důležitých testů. K jeho zajímavostem se řadí uzavřený pracovní cyklus: Takové motory se všeobecně považují za složitější než raketové pohony s otevřeným cyklem. Jde tedy o jeden z nejpokročilejších typů motorů na světě! Na rozdíl od jeho protějšků se zmíněným otevřeným cyklem se u Helixu spaliny z předspalovací komory bohaté na kyslík přivádějí do hlavní spalovací komory poté, co projdou turbočerpadlem. Palivo se tak využije efektivněji, čímž se účinnost motoru zvyšuje o 7 % a nosnost narůstá o celých 30 %. Jako palivo Helix využívá RP-1 a coby okysličovadlo kapalný kyslík. Tah má dosahovat 100 kN a specifický impulz 325 s. Jde o vůbec první motor daného typu vyrobený v Evropě.

Jednou týdně

Plánovaná raketa RFA ONE má být až třístupňová, bude ji možné konfigurovat a zvládne vynést náklad i ve dvoustupňové variantě. Na prvním stupni se použije devět motorů Helix a na druhém jeden, optimalizovaný pro vakuum. O třetím stupni zatím moc informací nemáme, lze ovšem rovněž předpokládat uplatnění pohonu odvozeného od Helixu. RFA by s raketou ráda startovala až padesátkrát za rok, dokonce již získala první zákazníky a nadále směle pokračuje vstříc prvnímu vzletu. Na společnost, která vznikla teprve v roce 2018, se rozhodně nejedná o špatné výsledky. (foto: RFA press, CC BY 4.0)

Relativity Space: Kosmické nosiče z tiskárny

Společnost Relativity Space založili v roce 2015 dva kamarádi, Tim Ellis a Jordan Noone. Pokud vám jejich jména nic neříkají, pak vězte, že jde o odborníky v oboru kosmonautiky. Ellis coby letecký inženýr nastoupil po promoci do firmy Blue Origin. Působil tam jako inženýr vývoje pohonu, pracoval na 3D tištěných částech raket, podílel se na vývoji motoru BE-4 i nosiče New Glenn a zasadil se také o zavedení kovového 3D tisku.

Rovněž Noone má s Blue Origin zkušenost, neboť v ní byl na stáži. Později pracoval ve SpaceX jako inženýr vývoje pohonu. V Relativity Space se stal držitelem dvou patentů, v září 2020 pak odstoupil z funkce výkonného ředitele a zaujal post výkonného poradce.

Neobvyklý pohon

Cílem Relativity Space je vyrábět rakety pomocí 3D tisku: Vznikající nosič Terran 1 má obsahovat až 95 % dílů z 3D tiskárny, přičemž o nic podobného se zatím nikdo nepokusil. Na prvním stupni rakety se bude nacházet devět motorů Aeon 1, zatímco druhý stupeň využívá jeden, optimalizovaný pro vakuum. Na nízkou oběžnou dráhu by měl Terran 1 vynášet zhruba 1 200 kg nákladu a cena za start se udává ve výši 12 milionů dolarů.

Aeon 1 představuje zajímavý kus techniky. Jako palivo se společnost rozhodla využít kapalný zemní plyn (LNG), což není běžné; coby okysličovadlo poslouží kapalný kyslík (LOX). Motor se vyrábí z patentované slitiny, tištěné 3D technologií – konkrétně tzv. metodou selektivního laserového sintrování. Celá jednotka sestává z méně než sto dílů a je navržena tak, aby produkovala sílu 100 kN na hladině moře a 113 kN ve vakuu.

Jednou a dost

Na počátku loňského roku firma dokončila přes 500 zkušebních zážehů Aeonu 1 na testovacím zařízení E-3 ve Stennisově vesmírném středisku. První a zároveň jediný start Terranu 1 se uskutečnil 23. března 2023, kdy raketa nedosáhla oběžné dráhy kvůli selhání druhého stupně. Po tomto demonstračním pokusu společnost ukončila vývoj Terranu 1 a plně se soustředí na vývoj větší a opakovaně použitelné verze Terran R. Start tohoto nosiče by se mohl uskutečnit v roce 2024 a jeho cílem má být Mars, kam má dopravit družici a lander společnosti Impulse. Šanci kontrakt naplnit má Relativity Space do roku 2029.

Za zmínku stojí, že Relativity Space vytvořila systém nazvaný Stargate neboli „hvězdná brána“, jenž prý představuje největší 3D tiskárnu kovů na světě. (foto: Relativity Space press, CC BY 4.0)

Rocket Lab: S raketou na baterky

Společnost Rocket Lab založil Peter Beck na Novém Zélandu v roce 2006 a výsledky přišly už po třech letech, kdy firma úspěšně odstartovala se svou šestimetrovou sondážní raketou Atea-1. Stala se tak první soukromou společností startující z jižní polokoule, jež dokázala letět do kosmu.

Beckovi na začátku hodně pomohl raketový inženýr Nikhil Raghu, který ve společnosti vydržel do roku 2010. Jako hlavní inženýr plánoval, koordinoval a prováděl výzkum i vývoj prototypů, montáž, testování, kvalifikaci a operace suborbitálního nosiče. Tehdy měla Rocket Lab pouze deset zaměstnanců a vizi nejen levných letů do vesmíru, ale také zkoušení nových technologií.

Malý, ale úspěšný

Svět však začal firmu vnímat až díky Electronu, někdy také označovanému jako raketa na baterky. Jde o jediný nosič poháněný motory s elektrickými čerpadly, přičemž zdroj energie představují baterie, takže uvedená přezdívka není nadsázkou.

Malá raketa si od května 2017 připsala již řadu úspěšných startů a celkově tři nezdary. Na Zélandu vyrostla další rampa a společnost expandovala i do USA, kde nyní sídlí. V roce 2018 si pronajala prostor na kosmodromu MARS alias Mid-Atlantic Regional Spaceport na ostrově Wallops. Rampu se podařilo dokončit v následujícím roce a nese název Launch Complex 2.

Po Electronu Neutron

Loni v březnu jsme se dočkali představení nově vyvíjeného nosiče Neutron, od nějž si firma hodně slibuje. Návrh dvoustupňové rakety je unikátní: Znovupoužitelný první stupeň obsahuje rozevíratelný kryt s prostorem pro náklad s připojeným horním stupněm. Zužující se tvar od základny ke špičce pak zajistí eliminaci rázových vln při návratu.

Raketa má měřit 40 m na výšku, 7 m v průměru ve spodní části a kryt bude mít průměr 5 m. Sedm motorů Archimedes na prvním stupni má spalovat kapalný kyslík s metanem a budou rovněž znovupoužitelné, s otevřeným pracovním režimem. Nosič o hmotnosti 480 tun vynese na nízkou oběžnou dráhu jednorázově 15 tun, při znovupoužitelnosti 8 tun. (foto: Rocket Lab press, CC BY 4.0)

Dokončení: Soukromé firmy, které mění kosmonautiku: Blue Origin a SpaceX (vychází v neděli 3. září)