Cygnus (kosmická loď)

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na navigaci Skočit na vyhledávání
Cygnus
Loď Cygnus OA-5 během příletu k ISS.

Loď Cygnus OA-5 během příletu k ISS.

Základní údaje
Výrobce Orbital ATK
Northrop Grumman
Země původu USA Spojené státy americké
Provozovatel Northrop Grumman
NASA
Použití zásobování ISS
Technické specifikace
Typ automatická zásobovací kosmická loď
Životnost jeden týden až dva roky
Startovní hmotnost až 7 492 kg
Kapacita nákladu 3 513 kg
Délka 5,1 m (původní)
6,3 m (vylepšená)
Průměr 3,07 m
Objem 18,9 m3 (původní)
27 m3 (vylepšená)
Energie až 4 kW
Oblast působení LEO
Výrobní specifikace
Stav Aktivní
První start 18. září 2013
Související zařízení
Odvozeno z Multi-Purpose Logistics Modul, GEOStar, LEOStar

Cygnus (lat. „labuť“) je bezpilotní nákladní kosmická loď vyvinutá a vyráběná americkou společností Orbital ATK (dříve Orbital Sciences Corporation) v rámci programu komerční orbitální dopravy (COTS) americké kosmické agentury NASA. V roce 2018 výrobu převzala firma Northrop Grumman.[1] Cygnus je určen k dopravě nákladu na Mezinárodní vesmírnou stanici (ISS). Do vesmíru je vynášen raketou Antares z kosmodromu MARS (Středoatlantský regionální kosmodrom), případně raketou Atlas V z mysu Canaveral na východním pobřeží USA.

Historie programu[editovat | editovat zdroj]

Poté, co byl v lednu 2004 americkým prezidentem Georgem W. Bushem oznámen plán vyřazení amerických raketoplánů Space Shuttle z provozu po dokončení Mezinárodní vesmírné stanice,[2] čelila NASA hrozící závislosti na již provozovaných nebo připravovaných ruských, evropských a japonských bezpilotních zásobovacích lodích Progress, ATV a HTV. Rozhodla se proto v programu komerční orbitální dopravy (Commercial Orbital Transportation Services, COTS) podpořit vývoj a výrobu bezpilotních nákladních lodí.

Program vyústil v uzavření[3] dvou kontraktů Commercial Resupply Services (CRS) na dopravu zásob na ISS mezi NASA a společnostmi SpaceX (loď Dragon vynášená raketou Falcon 9) a Orbital Sciences Corporation (loď Cygnus vynášená raketou Antares). Uzavřením smlouvy v hodnotě 1,9 miliardy USD[4] přijala společnost Orbital závazek dodat na ISS až 20 tun nákladu v osmi lodích Cygnus do roku 2016.[5]

Společnost Orbital pro splnění kromě lodi Cygnus vytvořila nový raketový nosič střední třídy Taurus II, který byl během vývoje přejmenován na Antares[6]. Ten nejprve v dubnu 2013 úspěšně absolvoval test bez lodi Cygnus, ale se simulátorem její hmoty. Cílem mise označované A-ONE bylo prokázat, že raketa Antares je schopna dosáhnout nominálního výkonu a umístit na nízkou oběžnou dráhu Země maketu o objemu a hmotnosti lodi Cygnus.[7]

První ukázkový Cygnus (mise Orb-D1) při přiblížení k ISS v září 2013.

Skutečná kosmická loď ke svému ukázkovému prvnímu letu na špici rakety Antares odstartovala 18. září 2013 pod označením Orb-D1 a úspěšně se připojila k ISS. Už 9. ledna 2014 pak společnost Orbital vypustila první řádný let programu CRS.

V říjnu 2014 selhal při startu poprvé vypouštěný model rakety Antares 130 s novým typem druhého stupně a s lodí CRS Orb-3. Společnost poté ustoupila od řady raket Antares 100 a uspíšila přípravu řady 200.[8] Současně ve snaze co nejdříve pokračovat v plnění dodávek na ISS zakoupila postupně celkem 3 rakety Atlas V, což jí umožnilo vynášet ve vylepšené (angl. enhanced) lodi téměř dvojnásobené množství nákladu.[9]

První let vylepšeného Cygnusu s raketou Atlas V odstartoval v prosinci 2015. Společnost Orbital (v té době už pod jménem Orbital ATK) se pak postupně vrátila k vlastní raketě Antares, jejíž verze 230 byla také schopna vynést vylepšený Cygnus s vyšší hmotností užitečného zatížení.

Společnost tak i přes havárii letu CRS Orb-3 splnila svůj závazek ze smlouvy z roku 2008. Protože však nebyla dokončena jednání o navazujícím programu CRS-2, NASA doobjednala v srpnu 2015 k původním osmi letům další dva[10] a později ještě jeden. Tyto tři lety bývají v některých zdrojích označovány za číslem označovány písmenem E jako připomenutí, že jde o lety z rozšířeného (angl. extended) programu CRS. Lety lodí Cygnus, označované původně zkratkou Orb (Orb-1 atd.) a později zkratkou názvu společnosti Orbital ATK (OA-4 atd.), jsou navíc od desátého komerčního letu označovány zkratkou NG (NG-10 atd.) na znamení skutečnosti, že společnost Orbital (včetně jejích produktů Cygnus a Antares) v roce 2018 převzala společnost Northrop Grumman.[11]

Přípravy programu CRS-2, které NASA zahájila v září 2014, pak pokračovaly až do roku 2016, kdy společnostem Orbital ATK, Sierra Nevada Corporation a SpaceX byly zadány první zakázky – každé z nich je podle smlouvy CRS-2 garantováno nejméně 6 nákladních letů. Prvním letem CRS-2 byla v listopadu 2019 mise Cygnus NG-12 (prvním letem Space X podle nové smlouvy byla mise SpaceX CRS-21 na přelomu let 2020 a 2021, zatímco Sierra Nevada teprve připravuje ukázkový let svého raketoplánu Dream Chaser).

Northrop Grumman v listopadu 2020 oznámil, že získal v rámci smlouvy CRS-2 zakázku na další dva lety, které by se měly uskutečnit v roce 2023.[12] V březnu 2022 si NASA u společnosti objednala dalších 6 z celkem 12 nově nasmlouvaných zásobovacích misí až do roku 2026 (zbylých 6 misí získala společnost SpaceX).[13] Northrop Grumman tak ze smlouvy CRS-2 získala celkem 14 misí (SpaceX celkem 15).

Design lodi Cygnus[editovat | editovat zdroj]

Srovnání lodí Cygnus v původní (vlevo) a vylepšené verze používané od roku 2015 (vpravo)

Loď se skládá ze dvou válcových modulů. Větší z nich, hermetizovaný nákladový modul (Pressurized Cargo Module, PCM), který vyrábí italská společnost Thales Alenia Space, měl v původní verzi délku 3,66 metru, průměr 3,07 metru, suchou hmotnost (bez nákladu a paliva) 1 500 kg. Vnitřní hermetizovaný prostor o objemu 18,9 m³ mohl pojmout až 2 tuny nákladu. U vylepšené (enhanced) verze Cygnusu používané od letu OA-4 se PCM prodloužil na 4,86 metru, což umožnilo zvětšit hermetizovaný objem na 27 m3 a nosnost na nejméně 3 500 kg nákladu. Suchá hmotnost PCM se zvýšila na 1 800 kg. Na horní části (ve směru letu při startu) je umístěn kotvící mechanismus CBM (Common Berthing Mechanism) pro připojení k stanici a umožnění přístupu její posádky do hermetizovaného prostoru lodi. Z ISS může Cygnus v PCM odvést až 1200 kg odpadu, se kterým zanikne v atmosféře Země.[5]

Kruhové solární panely vylepšené verze lodi Cygnus (NG-16).

Menší servisní modul (Service Module, SM) vyrábí firma Orbital ATK. Obsahuje především manévrovací motor o tahu 450 newtonů, nádrže s palivem (hydrazin a oxid dusičitý), navigační, řídicí a komunikační systém lodi a mechanismus pro zachycení lodi robotickou rukou Canadarm2. Přesné manévrování dále zajišťuje 32 trysek rozmístěných po celém povrchu lodi.

Součástí servisního modulu jsou také dva solární panely. U původní verze byly klasické do strany rozevírací obdélníkové panely osazeny gallium arsenidovými články o celkovém výkonu 3,5 kilowattů (kW). U vylepšené verze je použita technologie Ultraflex,[14] v níž se panely rozevírají jako vějíř a po plném rozvinutí vytvoří kruhový panel (video). Výhodou technologie je úspora prostoru i hmotnosti na méně než čtvrtinu oproti běžným panelům o stejném výkonu.[15]

Celková hmotnost vylepšené lodi bez nákladu a paliva je cca 3750 kg.[16]

Výroba a integrace kosmické lodi Cygnus probíhá ve výrobním zařízení v městě Dulles ve Virginii. Ze stejného místa jsou řízení operace mise v koordinaci s řídicím střediskem v Houstonu v Texasu.

Přehled letů lodí Cygnus[editovat | editovat zdroj]

Lodi Cygnus jsou vynášeny nosnou raketou Antares ze Středoatlantského regionálního kosmodromu (angl. Mid-Atlantic Regional Spaceport, MARS), který se nachází v sousedství kosmodromu a střediska NASA Wallops ve státu Virginie na východním pobřeží USA.[17]. Výjimku tvořily 3 lety, u nichž byly nosičem rakety Atlas V 401 vypouštěné z vojenské základny na mysu Cape Canaveral na Floridě.

Původní verze lodi se k ISS připojovaly prostřednictvím spodního (k zemi mířícího) portu na modulu Harmony, označovaného Harmony nadir. Vylepšené verze (od mise Cygnus OA-4) se připojují přes spodní port modulu Unity, označovaný Unity nadir).

Stejně jako u dalších lodí, které se k ISS nepřipojují automaticky jako lodi Progress, Dragon 2 a ATV, ale pomocí robotické ruky Canadarm2 (kromě Cygnusů se to týkalo také japonských lodí HTV a první řady Dragonů firmy SpaceX) se za čas připojení (ukotvení – berthing) považuje okamžik fyzického spojení stykovacích uzlů (portů) obou těles a podobně za čas odpojení (odkotvení – unberthing) okamžik oddělení portů.

Kosmická loď Nosná raketa Náklad
(kg)
Start
(UTC)
Připojení k ISS
(UTC)
Port ISS Odpojení od ISS
(UTC)
Doba spojení s ISS Zánik
(UTC)
Pozn.
1 Cygnus D1
- CRS Orb-D
Antares 110 589 18. září 2013,
14:58[18]
29. září 2013,
12:44
Harmony nadir 22. října 2013,
10:04
22 dní, 21 hodin, 20 minut 23. října 2013 Ukázkový let
2 Cygnus Orb-1
- CRS Orb-1
Antares 120 1 260 9. ledna 2014,
18:07:05[19]
12. ledna 2014,
13:05
Harmony nadir 18. února 2014,
10:25
36 dní, 21 hodin, 20 minut 19. února 2014 1. let podle

smlouvy CRS

3 Cygnus Orb-2
- CRS Orb-2
Antares 120 1 494 13. července 2014,
16:52:14
16. července 2014,
12:53
Harmony nadir 15. srpna 2014,
09:14
29 dní, 20 hodin, 21 minut 17. srpna 2014
4 Cygnus Orb-3
- CRS Orb-3
Antares 130 28. října 2014,
22:22:38
První let s druhým stupněm Castor 30XL. Během startu došlo k fatální anomálii a v následné explozi byl Cygnus zničen.
5 Cygnus OA-4
- CRS OA-4
Atlas V 401 3 514 6. prosince 2015,
21:44:57
9. prosince 2015,
14:14
Unity nadir 19. února 2016,
12:25
71 dní, 22 hodin, 11 minut 20. února 2016 1. let pokročilé verze
6 Cygnus OA-6
- CRS OA-6
Atlas V 401 3 519 22. března 2016,
03:05:52
26. března 2016,
14:52
Unity nadir 14. června 2016,
11:43
79 dní, 20 hodin, 51 minut 22. června 2016
7 Cygnus OA-5
- CRS OA-5
Antares 230 2 342 17. října 2016,
23:45:40
23. října 2016,
11:28
Unity nadir 21. listopadu 2016,
12:35
29 dní, 1 hodina, 7 minut 28. listopadu 2016
8 Cygnus OA-7
- CRS OA-7
Atlas V 401 3 376 18. dubna 2017,
15:11
22. dubna 2017,
10:16
Unity nadir 4. června 2017,
11:05
43 dní, 0 hodin, 49 minut 3. července 2017
9 Cygnus OA-8
- CRS OA-8
Antares 230 3 338 12. listopadu 2017,
12:20:26
14. listopadu 2017
10:04
Unity nadir 6. prosince 2017,
13:11
22 dní, 3 hodiny, 7 minut 18. prosince 2017
10 Cygnus OA-9
- CRS OA-9E
Antares 230 3 350 21. května 2018,
08:44:06
24. května 2018
12:13
Unity nadir 15. července 2018
12:37
55 dní, 3 hodiny, 53 minut 30. července 2018
11 Cygnus NG-10
- CRS NG-10E
Antares 230 3 350 17. listopadu 2018,
09:01:31
19. listopadu 2018
12:31
Unity nadir 8. února 2019
16:16[20]
81 dní, 3 hodiny, 45 minut 25. února 2019[21]
12 Cygnus NG-11
- CRS NG-11E
Antares 230 3 350 17. dubna 2019
20:46:07[22]
19. dubna 2019
09:28[23]
Unity nadir 6. srpna 2019,
16:15
109 dní, 6 hodin, 47 minut 6. prosince 2019
13 Cygnus NG-12
- CRS NG-12
Antares 230+ 3 705 2. listopadu 2019,
13:59:47[24]
4. listopadu 2019,
11:21[25]
Unity nadir 31. ledna 2020, 11:15[26] 87 dní, 23 hodin, 54 minut 17. března 2020, 23:17[27] 1. let podle smlouvy CRS-2
14 Cygnus NG-13
- CRS NG-13
Antares 230+ 3 377 15. února 2020, 20:21:01 18. února 2020, 11:16[28] Unity nadir 11. května 2020, 13:00[29] 83 dní, 1 hodina, 44 minut 29. května 2020, 19:29[30]
15 Cygnus NG-14
- CRS NG-14
Antares 230+ 3 551 3. října 2020, 01:16:14 5. října 2020, 12:01 Unity nadir 6. ledna 2021, 12:25[31] 93 dní, 0 hodin, 24 minut 26. ledna 2021, 20:23[32]
16 Cygnus NG-15
- CRS NG-15
Antares 230+ 3 810 20. února 2021, 17:36:50[33] 22. února 2021, 12:16[33] Unity nadir 29. června 2021, 13:20[33] 127 dní, 1 hodina, 4 minuty 2. července 2021, 01:15[33]
17 Cygnus NG-16
- CRS NG-16
Antares 230+ 3 723 10. srpna 2021, 22:01:05[34] 12. srpna 2021, 13:42[35] Unity nadir 20. listopadu 2021, 13:40[36] 99 dní, 23 hodin, 58 minut 15. prosince 2021, 06:30-09:45[37]
18 Cygnus NG-17
- CRS NG-17
Antares 230+ 3 800 19. února 2022, 17:40:03[38] 21. února 2022, 12:02[39] Unity nadir 28. června 2022, ~07:00[40] 126 dní a ~20 hodin 29. června 2022, ~06:55[41]
Kosmická loď Nosná raketa Náklad
(kg)
Start
(UTC)
Připojení k ISS
(UTC)
Port ISS Odpojení od ISS
(UTC)
Doba spojení s ISS Zánik
(UTC)
Pozn.

Odkazy[editovat | editovat zdroj]

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. MAJER, Dušan. ŽIVĚ A ČESKY: Cygnus pod křídly Northrop Grumman [online]. 2018-11-14 [cit. 2019-02-10]. Dostupné online. 
  2. The Vision For Space Exploration. S. 6. web.archive.org [online]. NASA, únor 2004 [cit. 2021-08-17]. S. 6. Dostupné online. 
  3. NASA Awards Space Station Commercial Resupply Services Contracts. www.nasa.gov [online]. [cit. 2021-08-17]. Dostupné online. (anglicky) 
  4. STRAKA, Vít. Novou soukromou kosmickou loď čeká premiéra u Mezinárodní kosmické stanice [online]. Česká astronomická společnost, 2013-9-18 [cit. 2013-09-23]. Dostupné online. 
  5. a b ISS: Cygnus - Satellite Missions - eoPortal Directory. earth.esa.int [online]. [cit. 2021-08-23]. Dostupné online. 
  6. MALIK, Tariq. Meet Antares: Private Rocket Project Gets New Name. Space.com [online]. 2011-12-12 [cit. 2021-08-17]. Dostupné online. (anglicky) 
  7. GRAHAM, William. Antares conducts a flawless maiden launch [online]. 2013-04-21 [cit. 2021-08-17]. Dostupné online. (anglicky) 
  8. GEBHARDT, Chris. Orbital ATK make progress toward Return To Flight of Antares rocket [online]. 2015-08-14 [cit. 2021-08-17]. Dostupné online. (anglicky) 
  9. GEBHARDT, Chris. Enhanced Cygnus to help Orbital ATK meet CRS contract by 2017 [online]. 2015-08-31 [cit. 2021-08-17]. Dostupné online. (anglicky) 
  10. NASA Orders Two More ISS Cargo Missions From Orbital ATK. SpaceNews [online]. 2015-08-17 [cit. 2021-08-17]. Dostupné online. (anglicky) 
  11. Acquisition of Orbital ATK approved, company renamed Northrop Grumman Innovation Systems. SpaceNews [online]. 2018-06-06 [cit. 2021-08-17]. Dostupné online. (anglicky) [nedostupný zdroj]
  12. Northrop Grumman Awarded Additional Cargo Resupply Missions to the International Space Station. Northrop Grumman Newsroom [online]. [cit. 2021-08-17]. Dostupné online. (anglicky) 
  13. POTTER, Sean. NASA Orders Additional Cargo Flights to Space Station. NASA [online]. 2022-03-25 [cit. 2022-03-26]. Dostupné online. 
  14. ultraflex solar array: Topics by Science.gov. www.science.gov [online]. [cit. 2021-08-23]. Dostupné online. 
  15. UltraFlex Solar Array [online]. ABLE Engineering Company, Inc. [cit. 2021-08-23]. Dostupné online. 
  16. HOLUB, Aleš. MEK. malá encyklopedie kosmonautiky [online]. Rev. 2013-9-19 [cit. 2013-09-23]. Kapitola Cygnus. Dostupné online. 
  17. VSE, MARCEL GRÜN. Technet.cz, 2014-09-09 [cit. 2014-01-10]. Dostupné online. 
  18. STRAKA, Vít. Záznam online přenosu startu lodi Cygnus [online]. Česká astronomická společnost, 2013-9-18 [cit. 2013-09-21]. Dostupné online. 
  19. ČTK. Vesmírný kamion Cygnus poprvé soukromě odletěl k ISS. Aktuálně-centrum.cz [online]. 2014-01-09 [cit. 2014-01-09]. Dostupné online. 
  20. RICHARDSON, Derek. NG-10 Cygnus departs ISS to perform secondary mission [online]. spaceflightinsider.com, 2019-2-8 [cit. 2019-02-10]. Dostupné online. (anglicky) 
  21. MAJER, Dušan. Cygnus zanikl [online]. kosmonautix.cz, 2019-2-25 [cit. 2019-03-05]. Dostupné online. 
  22. CAMPBELL, Lloyd. Science and supplies soar to ISS on NG-11 Cygnus mission [online]. spaceflightinsider.com, rev. 2019-4-17 [cit. 2019-04-18]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2019-04-18. (anglicky) 
  23. RICHARDSON, Derek. NG-11 Cygnus begins 3-month ISS stay [online]. orbital-velocity.com, rev. 2019-4-19 [cit. 2019-04-22]. Dostupné online. (anglicky) 
  24. GEBHARDT, Chris. Cygnus NG-12 arrives at ISS with increased science capability [online]. 2019-11-04 [cit. 2021-10-20]. Dostupné online. (anglicky) 
  25. Cygnus Resupply Ship Attached to Unity for Cargo Operations – Space Station. blogs.nasa.gov [online]. [cit. 2021-10-20]. Dostupné online. (anglicky) 
  26. MCDOWELL, Jonathan. Jonathan's Space Report [online]. 775. vyd. 17. února 2020 [cit. 2021-10-20]. Dostupné online. (anglicky) 
  27. MCDOWELL, Jonathan. Jonathan's Space Report [online]. 777. vyd. 17. dubna 2020 [cit. 2021-10-20]. Dostupné online. (anglicky) 
  28. MCDOVELL, Jonathan. Jonathan's Space Report - No. 776 [online]. 10. března 2020 [cit. 2021-09-01]. Dostupné online. (anglicky) 
  29. MCDOWELL, Jonathan. Jonathan's Space Report - No. 778 [online]. 26. května 2020 [cit. 2021-09-01]. Dostupné online. (anglicky) 
  30. NASA Commercial Resupply Mission Update – NG-13 [online]. [cit. 2021-09-01]. Dostupné online. (anglicky) 
  31. MCDONELL, Jonathan. Jonathan's Space Report No. 788 [online]. 25. ledna 2021 [cit. 2021-08-24]. Dostupné online. (anglicky) 
  32. Cygnus NG-14 Mission Page [online]. [cit. 2021-08-24]. Dostupné online. (anglicky) 
  33. a b c d Northrop Grumman [online]. [cit. 2021-07-04]. Dostupné online. (anglicky) 
  34. POTTER, Sean. NASA Science, Cargo Launches on Northrop Grumman Resupply Mission. NASA [online]. 2021-08-10 [cit. 2021-08-12]. Dostupné online. 
  35. GARCIA, Author Mark. Cygnus Installed on Unity Module for Cargo Transfers. blogs.nasa.gov [online]. [cit. 2021-08-12]. Dostupné online. (anglicky) 
  36. Jonathan's Space Report. planet4589.org [online]. [cit. 2021-11-21]. Dostupné online. 
  37. https://twitter.com/planet4589/status/1471195726160052231. Twitter [online]. [cit. 2021-12-21]. Dostupné online. 
  38. CLARK, Stephen. Antares rocket launch kicks off space station resupply mission – Spaceflight Now [online]. [cit. 2022-02-20]. Dostupné online. (anglicky) 
  39. https://twitter.com/space_station/status/1495732431013527552. Twitter [online]. [cit. 2022-02-21]. Dostupné online. 
  40. GARCIA, Author Mark. Cygnus Completes Station Mission After Four Months. blogs.nasa.gov [online]. [cit. 2022-06-29]. Dostupné online. (anglicky) 
  41. 2022 - Satellite & Spacecraft Launches and Detailed Orbits. zarya.info [online]. [cit. 2022-06-30]. Dostupné online. 

Související články[editovat | editovat zdroj]

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]