Dosavadní pilíře americké kosmonautiky, jakými jsou Atlas V či Delta IV Heavy, odcházejí do historie ve prospěch svých modernějších nástupců. Ty mají být v nové etapě kosmonautiky, kterou zatím ovládá SpaceX vizionáře Elona Muska, levnější a konkurenceschopnější. V následujícím textu se zaměříme na raketové novinky v těžkotonážní kategorii. Nejnovější přírůstek se nazývá New Glenn.
Když se 13. listopadu zvedl z rampy LC-36 na Floridě 98 m vysoký kolos, aby vynesl směrem k Marsu dvě identické sondy EscaPADE, a posléze svůj teprve druhý start završil úspěšným přistáním l. stupně na námořní plovoucí plošině Jacklyn, létaly ve společnosti Jeffa Bezose Blue Origin špunty od šampaňského také málem do vesmíru.
Ano, jde o superraketu New Glenn, nejnovější přírůstek operačních těžkotonážních nosičů, který se může pochlubit označením SHLLV (super heavy-lift launch vehicle) a nosností cca 45 t na nízkou oběžnou dráhu (LEO). Doposud se tímto „titulem“ mohly chlubit jen dvě rakety: Falcon Heavy Elona Muska a stále ještě agenturou NASA adorovaná SLS (Space Launch System) pro lunární mise Artemis.
New Glenn ovšem ještě čeká oficiální certifikace. Po získání se pak pro Blue Origin rozvine paleta možností komerčního i vojenského využití rakety. Což nejen SpaceX Elona Muska, ale i konsorcium ULA [United Launch Alliance: joint venture společností Boeing a Lockheed Martin — pozn. red.] s Vulcanem ponesou těžce.
Pravda, Elonovi patří dva supertěžké nosiče, a to zřídka užívaný Falcon Heavy (64 t na LEO) a Super Heavy booster pro Starship, ta je ovšem stále ve vývoji.
Pro Bezose je tento sice druhý, ale perfektní první „operační“ let rakety New Glenn vítanou pobídkou k tomu, aby SpaceX účinněji šlapal na paty. Soupeření obou původně internetových miliardářů má své kořeny v minulosti, leč k vyostření došlo především v tendru NASA na lunární přistávací modul HLS, který přiklepl vítězství Muskově Starship. Jak známo, teprve po soudních sporech a tvrdému lobbingu byl přizván Blue Origin se svým návrhem Blue Moon, který se dnes stal vítanou alternativou.
Bezos nezačínal rovnou se superraketou, ale sáhl zprvu po menší, jednostupňové konstrukci turistického nosiče, pojmenovaného po prvním americkém astronautu Alanu Shepardovi „New Shepard“. Ten má také opakovaně použitelný booster, ale je určen pouze pro suborbitální lety. V listopadu 2015 se stal první opakovaně použitelnou raketou, která přistála na tvrdé zemi. Zatím od 20. července 2021 vynesl, podobně jako kdysi Alana Sheparda kabina Mercury na suborbitální dráhu, na 86 kosmických turistů, některé i podruhé. Tím strčil do kapsy i dalšího svého konkurenta, britského miliardáře Richarda Bransona s jeho kosmoplány SpaceShipTwo, které toho zatím moc nenalétaly (a zdržení má i jejich nejnovější modifikace). Ovšem Bezos u turistiky zůstat nechtěl, jeho kosmické ambice sahají mnohem dál, přinejmenším k Měsíci. A New Glenn je prvním krokem k jejich naplnění.
Pocta Johnu Glennovi
New Glenn, pojmenovaná po dalším americkém astronautovi, který jako první oblétl v kabině Mercury Zemi, Johnu Glennovi, pak patří mezi největší rakety, které kdy vzlétly. Jde o dvoustupňový nosič, když podobně jako u Falconů 9 je jeho první stupeň konstruován jako vícenásobně (až 25×) použitelný. Navíc je v dohledné době prvním operačně použitelným velkým nosičem, který v prvním stupni používá směs metanu (CH4) a kapalného kyslíku (LOX). Tu sice začal mj. propagovat Elon Musk, ale jeho Merliny létají na klasickou směs kerosinu a kyslíku. Metan přišel ke slovu až v jeho Raptorech, pohánějících Super Heavy a Starship.
Už rozměry rakety New Glenn jsou vskutku impozantní. Výška na startovní rampě dosahuje 98 m a trup s průměrem 7 m přesahuje rozměry ostatních velkých raket. V průměru stejně měří také ochranný kryt nákladového prostoru, což je více než pro rozměrné náklady nabízí konkurenční Falcon Heavy. Svým způsobem to může být výhoda, i když takových rozměrných těles mířících do kosmu nebude příliš mnoho.
Jak už bylo uvedeno výše, l. stupeň byl navržen tak, aby byl opakovaně použitelný a přistával na lodi, což dnes umí pouze SpaceX a nyní i Blue Origin. Na výšku měří cca 57,5 m a je poháněn sedmi motory BE-4 (Bezos-4?) na kapalný metan (CH4) a kapalný kyslík (LOX), které během vzletu dosahují maximálního tahu 17,1 MN. Mimochodem, jde o výkonnější motory, než jakými disponoval raketoplán RS-25 (ty mimo jiné používá i SLS).
Druhý stupeň vysoký 23,4 m je podobně jako u Muskova Falconu 9 jednorázový, byť se u Blue Origin v minulých pěti letech koketovalo s jeho opakovanou použitelností v rámci projektu Jarvis. To se přeci jen ukázalo jako poměrně složité, takže od tohoto záměru Bezosovi lidé podobně jako ve SpaceX (zatím?) upustili.
Druhý stupeň je vybaven jinými motory než první, a to se dvěma BE-3U. Ty ovšem pracují s klasickými pohonnými hmotami: s kapalným vodíkem (LH2) a kyslíkem (LOX) a produkují maximální tah 1,6 MN. Důležitým faktem je, že umožňují restart v kosmickém prostoru, což umožňuje přesnější navedení satelitů a dalších těles na vypočtenou dráhu. Pokud tedy dáme oba stupně dohromady, vznikne nám jedna z nejvýkonnějších raket na světě. New Glenn dokáže vynést 45 t na nízkou oběžnou dráhu Země, 13,6 t na dráhu přechodovou ke geostacionární a 7 t k Měsíci.
Jeho starší konkurent Falcon Heavy (1. start 6. února 2018), složený v podstatě ze tří boosterů Falcon 9, je schopný dopravit na LEO až 64 t, až 16 t na tzv. translunární dráhu a 14 t na přechodovou dráhu k Marsu, což jej dělá nejsilnější komerčně používanou raketou současnosti.
Zatímco Elon Musk šel při konstrukci svého těžkotonážního Falconu Heavy jednodušší cestou spočívající ve spojení už osvědčených boosterů, Bezosův tým volil krkolomnější řešení, nicméně ve výsledku možná efektivnější, což ukáže budoucnost. Jistě, vývoj New Glenn probíhal více než 10 let (pravděpodobně od roku 2013, byť oficiálně byl oznámen až v roce 2016). Ale jak už to bývá, jeho první start byl původně plánován už na rok 2020, jenže byl několikráte odložen, zejména pro problémy s vývojem metanových motorů BE-4.
New Glenn zatím startovala z rampy LC-36 na Floridě, kde ostatně Blue Origin vybudovala celý komplex pro testování a montáž své rakety. A není bez zajímavosti, že si společnost také pronajímá SLC-9 (Space Launch Complex 9) na Vandenbergově základně v Kalifornii. Ten totiž umožní raketám New Glenn vynášet těžký náklad i na polární oběžné dráhy, které jsou důležité především z vojenského hlediska.
Jak dále, Jeffe?
New Glenn bude — jak jsme se už zmiňovali — čekat ještě certifikace, která může ovlivnit kosmický byznys i tím, že jakmile vzroste nabídka těžkých nosičů, přijde i zlevnění misí. To, pokud Blue Origin vysoutěží více misí, a půjde tak do střetu nejen se SpaceX, ale i s ULA, která to ponese se svým Vulcanem (27 200 kg na LEO) dosti těžce. Paradoxní je, že Blue Origin má své želízko v ohni i u rakety Vulcan Centaur, která má plně nahradit léty osvědčený nosič Altas V (létající v 1. stupni s ruskými motory RD- 180). V prvním stupni rakety je totiž nahradily dva Bezosovy motory BE-4, tedy identické jako v jeho New Glenn. Ty ostatně, podobně jako u rakety New Glenn, zavinily opožděné operační nasazení Vulcanu, protože horní stupeň Centaur je stále vylepšovaný a desetiletími osvědčený kyslíkovo-vodíkový motor, historicky první svého druhu. (Původně byl koncipován na samém úsvitu kosmického věku koncem roku 1950 (!), jeho první úspěšný let na vrcholu rakety Atlas se uskutečnil 27. listopadu 1963. Od té doby Centaur letěl více než 260×!)
Připomeňme, že užitečným nákladem tak úspěšného druhého letu New Glenn byly sondy ESCAPADE (Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Explorers) od NASA. Ty byly postaveny v rámci programu SIMPLEx určeného k financování nízkonákladových samostatných misí pro planetární průzkum. Sondy měly úplně původně startovat na raketě Falcon Heavy, ale nakonec byly přeřazeny na New Glenn.
Mise měla původně odstartovat v říjnu 2024, nicméně NASA nejdříve pro jistotu odložila let na jaro 2026, aby se vyhnula zvýšení nákladů v případě, že by sondy týmu Kalifornské univerzity a společnosti Rocked Lab, která postavila dvojici sond ESCAPADE, nemohly odstartovat včas. Tak přišla ke slovu raketa New Glenn, protože Blue Origin nabídla volnou kapacitu.
Mimochodem, jde o první misi na Mars, kterou USA realizuje po více než pěti letech — od 30. července 2020, kdy společně odstartovaly rover NASA Perseverance s vrtulníčkem Ingenuity.
A sondy si ještě chvíli polétají kolem Země. New Glenn nasměrovala dvojici Blue a Gold směrem k Lagrangeovu bodu 2 (L2) (Země-Slunce), gravitačně stabilnímu bodu asi 1,5 mil. km za naší planetou, kde se bude potulovat po dobu 12 měsíců a „studovat kosmické počasí“. Až v listopadu 2026 proletí kolem Země a získají gravitační podporu z naší planety, zamíří k Marsu, kam dorazí asi o 10 měsíců později.
V tomto případě nová superraketa splnila svůj úkol na výbornou.
Co však bylo pro společnost Blue Origin velmi důležité, to byl už druhý pokus o přistání 1. stupně. Tentokrát — na rozdíl od prvního zkušebního startu 6. ledna 2025 — proběhl přímo ukázkově a booster prakticky dosedl na střed plošiny na pontonu Jacklyn. A co je zajímavé, krátce po dosednutí vyjeli roboti, kteří provedli odčerpání pohonných látek a zajištění vráceného stupně. Což je fikaná novinka.
Pokud bude booster v pořádku, měl by být použit hned při následujícím, třetím letu. A protože Bezos nezahálí, měl by se odehrát už záhy, na přelomu ledna a února příštího roku. Nákladem bude bezpilotní lunární modul Blue Moon Mk1. Ten samozřejmě zamíří na Měsíc. Jde zatím o největší lunární modul pro Měsíc, větší, než byl slavný LM programu Apollo.
Při příští zkušební misi Pathfinder 1 (viz leden/únor 2026) ponese jen lehčí přístrojové vybavení. Jak jsme už psali v minulém čísle, ve výrobě je i druhý exemplář Blue Moon Mark 1. Ten by měl v roce 2027 dopravit do oblasti jižního pólu Měsíce robotické vozidlo VIPER, a to do míst, kde by měl dosednout pilotovaný modul mise Artemis 3. Pokud se měkké přistání v oblasti lunárního jižního pólu podaří, půjde o velmi důležitý krok nejen pro vědu, ale i pro program Artemis. Ano, jde o už popisovaný problém, ve kterém se NASA vzhledem k opožděnému vývoji HLS Starship nachází, zvaný „tchajkonauti na Měsíci před Američany“.
Blue Origin má ve vývoji pilotovaný modul Mark 2, ale ten má šanci na realizaci až kolem roku 2030. Takže vzniká otázka, zda by nešel pro Artemis III modifikovat onen menší Mark 1, který by mohl v případě selhání Starship umožnit alespoň zopakování výpravy à la Apollo ještě před Číňany...
Blue Moon Mark 1 je robotický modul poháněný jedním motorem BE-7, navržený tak, aby mohl dopravovat náklady o tonáži 3 t na povrch Měsíce. Jde o modul vysoký 8,05 m s průměrem 3,08 m. Startovní hmotnost dosahuje 21 350 kg. Bezos se nabízené šance znovuotevřeného tendru chytil a Blue Origin už údajně zahájila předběžné práce na upravené verzi dopravníku Mark 1 s využitím poznatků z vývoje pilotovaného modulu Mark 2.
Dva astronauti by se tam zřejmě vešli, ale tento způsob návratu na Měsíc by si vyžádal více pomocných hnacích motorů nebo mohutnější raketu, než je nejen New Glenn, ale i Falcon Heavy.
Odpověď Blue Origin zní: New Glenn 9×4. Což je supertonážní raketa, vybavená na prvním stupni devíti motory BE-4 a na druhém čtyřmi motory BE-3U. Plus zvětšený aerodynamický kryt o průměru 8,7 m. Vylepšení pro 9×4 budou postupně začleněna do nadcházejících misí na New Glenn, počínaje letem NG-3.
V první a relativně brzké fází se zvýší tah sedmi motorů BE-4 prvního stupně, které zvýší tah ze 17 219 kN na 19 928 kN. Polepší si také motory druhého stupně BE-3U, a to z 1 423 kN na tah až 1 776 kN.
New Glenn 2. generace rozšíří počet motorů o další kusy, a právě podle toho dostane označení New Glenn 9×4. To už bude megaraketou ohrožují vedení Falconu Heavy. Na LEO vynese přes 70 t, přes 14 t přímo na geosynchronní dráhu a přes 20 t na dráhu translunární. Aby bylo dosaženo tohoto vyššího výkonu, bude vylepšená raketa New Glenn větší a vyšší, dosáhne výšky přes 120 m, bude tedy větší i než raketa Saturn V, která v 60. a 70. letech dostala astronauty na Měsíc. Další vylepšení pak zahrnují opakovaně použitelný obrovský 8,7m kryt, aktualizovaný, levnější design nádrže a výkonnější, opakovaně použitelný tepelný ochranný systém pro výšení šancí na bezpečný návrat boosteru.
Tato vylepšení okamžitě umožní zájemcům, aby mohli létat nejen na LEO, ale i na Měsíc a dále k planetám.
Glenn 9×4 tak vyrazí z rukou argumenty zastáncům „sbastlené“ lunární rakety SLS (jejíž start vyjde až na 4,4 mld. USD), protože nabízí podstatně levnější a jednodušší variantu pro lety k Měsíci (až za desetinu ceny!). A pokud jde o Starship? Nechme se překvapit.