Superrakety – SLS, Super Heavy Starship a Saturn V

Vesmír

Mise Artemis II kolem Měsíce je prvním testem nové kosmické lodi s lidskou posádkou. K dopravě astronautů k Měsíci určila NASA kosmickou loď Orion a první testovací let proběhl již v roce 2022. Raketa SLS vynesla na autonomní let bez posádky Orion a ten oblétl Měsíc a vrátil se. Druhý let je o testování lodi s posádkou v počtu čtyř astronautů. K dopravě lodí k Měsíci byly už od počátků historie kosmonautiky potřeba tzv. superrakety. Obrovské nosiče s nosností asi 100 tun na nízkou oběžnou dráhu a desítek tun na přeletovou dráhu k Měsíci. V minulosti to zajistila obří raketa Saturn V. V současnosti se nabízí Space Launch Systém (SLS) a Super Heavy Starship. Porovnáme si je mezi sebou.

Proč nestačí běžná raketa?

Dostat kosmickou loď na oběžnou dráhu Země je jen první krok. Pokud chceme pokračovat k Měsíci, musíme jí dodat ještě další velké množství energie, aby překonala zemskou gravitaci a vydala se na přeletovou dráhu. To je zásadní rozdíl oproti běžným letům mířícím na oběžné dráze k ISS.

Právě proto vznikly superrakety. Jsou to nejsilnější nosiče, jaké lidstvo dokázalo postavit. Zatímco běžné rakety vynesou na oběžnou dráhu maximálně desítky tun, tyto obří stroje se dostávají ke stovce tun a více. Bez nich by návrat lidí na Měsíc nebyl možný.

Saturn V: stroj, který to dokázal

Raketa Saturn V byla navržena v době, kdy šlo o závod s časem. Cílem bylo dostat člověka na Měsíc dříve, než soupeř, a tomu odpovídala i její konstrukce. Šlo o extrémně výkonný, ale zároveň jednorázový systém.
Na nízkou oběžnou dráhu dokázala vynést až 127 tun nákladu, což je hodnota, kterou v současnosti dokáže překonat vlastně jen Super Heavy společnosti SpaceX. Díky tomu bylo možné vyslat k Měsíci kompletní sestavu s lunárním modulem, velitelskou lodí i zásobami pro návrat.

Program Apollo dnes působí jako neuvěřitelně rychlý technologický skok. Během několika let se lidstvo dostalo z prvních pokusů na oběžné dráze až k přistání na povrchu Měsíce. Saturn V byl přitom klíčovým nástrojem tohoto úspěchu. Důvodem, proč se to povedlo je hlavně fakt, že se hodně riskovalo a investice do kosmického programu tvořily asi pětinásobek těch současných.

SLS: návrat ke známému řešení

Současná raketa SLS navazuje na Saturn V nejen svým účelem, ale i filozofií. NASA zde vsadila na osvědčený přístup – velkou a silnou raketu, která je sice jednorázová, ale konstrukčně vychází z dobře známých technologií. Na vršku je umístěna kosmická loď a v případě obtíží s nosičem je zde záchranná věžička, která by loď odnesla pryč.

Zajímavé je, že část technologií SLS pochází z éry raketoplánů. Motory RS-25 i postranní urychlovací stupně mají svůj původ právě v programu Space Shuttle, i když byly výrazně modernizovány. Při startu navíc právě tyto boostery zajišťují většinu tahu celé rakety.

Základní verze SLS dokáže vynést na oběžnou dráhu přibližně 95 tun nákladu, budoucí varianty měly mít nosnost kolem 130 tun. To už jsou parametry, které umožňují nejen lety k Měsíci, ale i vynášení velkých meziplanetárních sond nebo budování infrastruktury na orbitě Měsíce.

SLS je však velmi drahá, a tak NASA nyní situaci přehodnotila. Nová verze s vyšší nosností nebude a horní stupeň ICPS se má jen nahradit stupněm Centaur V známým z rakety Vulcan. A je otázkou, zda se v budoucnu vůbec budou SLS používat, nebo se vynášení lodí omezí na jiný slabší nosič a vynášení nákladu převezme Starship. To ukáže až čas. Současná SLS by zatím měla obsloužit nejbližší mise Artemis.

Starship: změna pravidel

Zatímco SLS představuje pouze evoluci, systém Super Heavy Starship je revolucí v kosmonautice. Jeho hlavní myšlenkou je plná znovupoužitelnost.
Celá raketa, tedy jak první stupeň (Super Heavy), tak i kosmická loď Starship, má po letu přistát a být připravena k dalšímu použití. Pokud se tento koncept osvědčí, může výrazně snížit cenu kosmických letů a otevřít cestu k jejich častějšímu využívání.

Plánovaná nosnost systému se pohybuje až kolem 150 tun na nízkou oběžnou dráhu, což by z něj udělalo nejsilnější raketu historie. Zatím je ale celý systém stále ve vývoji a teprve prochází testováním.

Superrakety – přehledné srovnání

Raketa	Nosnost na LEO	Znovupoužitelnost	Stav
Saturn V	asi 127 tun	ne	historie
SLS	95–130 tun	ne	v provozu
Starship	asi 150 tun (plán)	ano	ve vývoji

Co to znamená pro návrat na Měsíc?

Program Artemis spojuje tyto přístupy dohromady. Raketa SLS dopraví kosmickou loď Orion s posádkou na oběžnou dráhu Měsíce, zatímco upravená verze Starship má v budoucnu zajistit samotné přistání na jeho povrchu. To znamená, že se vedle sebe setkávají dvě různé filozofie – tradiční, ověřená a spolehlivá, a nová, která se snaží celý obor posunout dál.

Jsme na začátku nové éry?

Stejně jako v době Apolla stojíme i dnes na prahu změny. Rozdíl je v tom, že tentokrát nejde jen o jednorázový závod, ale o snahu vytvořit dlouhodobou přítomnost člověka mimo Zemi.

Otázkou zůstává, která cesta se ukáže jako výhodnější. Bude to pokračování tradičních, jednorázových superraket, nebo se prosadí znovupoužitelné systémy? Odpověď přinesou právě nejbližší mise programu Artemis.

iQTIP:
Věděli jste, že rakety využívají především kapalné pohonné látky? Naopak postranní urychlovací bloky jsou na tuhé palivo. Pozoruhodné je, jak se v průběhu historie různě mění použité palivo v různých raketách. Dnes je na vzestupu kapalný metan a kyslík (například Super Heavy, New Glenn, Vulcan). Na druhé straně raketa SLS používá jako pohonnou látku centrálního stupně kapalný vodík a kyslík, což je technologie nejúčinnější, ale problematická při provozu a skladování. Saturn V nebo současný Falcon 9 spalují spolehlivou kombinaci upraveného leteckého petroleje a kapalného kyslíku.