Ares I

Ares I

Ilustrácia budúcej rakety Ares I počas štartu
Základné údaje
Funkcia	EELV/stredná nosná raketa
Výrobca	NASA – vývoj Alliant Techsystems – prvý stupeň Boeing – druhý stupeň
Krajina pôvodu	USA
Výška	99 metrov
Priemer	5,5 metrov – druhý stupeň ~4 metre – prvý stupeň
Hmotnosť	~900 000 kg
Počet stupňov	2
História letov
Stav	zrušený
Štartovacia rampa	Kennedyho vesmírne stredisko
Počet štartov	0
Úspešné štarty	0
Prvý stupeň – odvodený z Space Shuttle SRB
Motory	päťsegmentový SRB
Ťah	15 480 kN
Špecifický impulz	265 sekúnd
Doba funkcie	~120 sekúnd
Palivo	pevné
Druhý stupeň – Ares
Motory	J-2X
Ťah	~1 300 kN
Špecifický impulz	465 sekúnd
Doba funkcie	448 – 640 sekúnd[1]
Palivo	LOX/LH2
Kozmonautický portál

Ares I je raketa vyvíjaná NASA pre lety s ľudskou posádkou programu Constellation a je členom vyvíjanej rodiny rakiet Ares. Je navrhnutá pre dopravu kozmickej lode Orion, ako náhrada za raketoplány Space Shuttle, ktoré budú vyradené v roku 2010. Konštrukčne ide o dvojstupňovú raketu, ktorej prvý stupeň je odvodený od pomocných SRB raketoplánu Space Shuttle. Druhý stupeň je postavený úplne nový a používa motor J-2X, odvodený od motorov J-2, používaných na raketách Saturn v programe Apollo. 28. októbra 2009 prebehol štart suborbitálneho testovacieho modelu vyvíjané nosnej rakety Ares I pod názvom Ares I-X z kozmodrómu KSC (39B).

Prvý stupeň je vysoký približne 50 metrov, spaľuje tuhé pohonné látky a skladá sa z piatich segmentov. Oproti Space Shuttle SRB, z ktorého je odvodený, má väčší ťah a dlhšiu dobu činnosti. Rovnako ako Space Shuttle SRB, je prvý stupeň Area I vybavený padákom a je tak znovu použiteľný, aj palivo používa rovnaké: PBAN (Polybutadiene Acrylonitrile). Plášť je vyrobený z oceľových plátov a medzi segmentmi je využitý nový druh tesnenia. Dýza je vybavená systémom vektorovania ťahu, vyrobená je z podobných materiálov ako dýza Space Shuttle SRB a má väčší priemer, aby poskytla dostatočný prietok plynov, vnútorný tlak tak ostáva na rozumnej úrovni a je možné použiť existujúce oceľové opláštenie. Elektronické vybavenie je umiestnené v prednej časti a zabezpečuje dôležité funkcie, ako sú: predletová príprava, zážih motora, komunikácia s riadiacim strediskom, oddeľovanie druhého stupňa, riadenie letu a systém pre nájdenie a vylovenie na nové použitie. Zdrojom elektrickej energie sú batérie v prednej časti a záložné batérie v zadnej časti. Systém vektorovania je hydraulický a ovládaný palubným počítačom, ktorý bude sledovať teplotu, tlak a prietok tlakovej kvapaliny. V prípade nehody alebo zlyhania je stupeň vybavený rovnakým systémom pre prerušenie letu ako Space Shuttle SRB, systém autodeštrukcie bude však aktivovaný až po núdzovom oddelení kozmickej lode Orion. Prvý stupeň bude v činnosti približne 125 sekúnd, potom sa vo výške asi 60 km oddelí druhý stupeň. Návrat bude riadiť sústava troch padákov s priemerom 45 metrov, ktoré sa otvoria postupne a zabrzdia pád.^[2]

Druhý stupeň je poháňaný jedným motorom J-2X, odvodeným od motorov J-2 používaných na raketách Saturn IB a Saturn V. Celý stupeň je kompletne nový a je na ňom využité množstvo nových technológií a postupov. Celý druhý stupeň vrátane motora bude zaberať asi jednu tretinu celkovej výšky rakety a jeho nosnosť bude približne 25 ton na nízku obežnú dráhu alebo na ISS. Ako palivo sa bude používať kvapalný kyslík a vodík. Druhý stupeň nie je navrhnutý pre opätovné použitie a po ukončení misie klesne do atmosféry a jeho zvyšky dopadnú do Indického oceánu.^[3]

Najväčšou časťou druhého stupňa budú nádrže na palivo a oxidačné činidlo, tie budú izolované rovnakou penovou izoláciou, ktorá je používaná na externých nádržiach raketoplánu Space Shuttle a ktorá je neslávne známa ako vinník havárie raketoplánu Columbia. V tomto prípade však nič také nehrozí, pretože uvoľnená izolácia nemá v podstate čo poškodiť. Nádrže budú oddelené špeciálnou prepážkou, ktorá okrem fyzického oddelenia bude aj udržiavať rozdiel tlakov medzi nádržami. Materiál nádrží je zliatina hliníka a lítia a pre spojenie sa využíva technológia frikčného zvárania^[4] (zváranie bez tavenia materiálu, dosahuje vynikajúce výsledky pevnosti zvaru). Nádrž na kvapalný vodík má dĺžku viac ako 15 metrov a je schopná pojať 330 m³ pri teplote −252 °C, nádrž na kvapalný kyslík je dlhá 2,5 metra a pojme 108 m³ pri teplote −182 °C.

Druhý stupeň bude vybavený avionikou potrebnou pre dokončenie druhej fázy letu, ovládacím systémom vektorovania ťahu motora, navádzacím systémom a systémom rotácie okolo pozdĺžnej osi. Avionika druhého stupňa bude zohrávať dôležitú úlohu vo všetkých fázach letu a jej súčasťou bude hlavný navigačný počítač a softvér. Väčšina elektronických systémov bude umiestnená v prednej časti, v blízkosti spojovacieho uzla rakety Ares I s loďou Orion.

Podľa pôvodných plánov mal byť použitý motor SSME raketoplánu Space Shuttle, ale jeho cena bola príliš vysoká, až 60 miliónov dolárov, preto bol prijatý plán na prestavbu motora J-2, ktorého cena je prijateľnejších 20 miliónov. Vylepšená verzia J-2X by mala dosahovať ťah až 1 300 kN a pracovať by mala po dobu 448 sekúnd.^[5]

Kritici vývoja rakety Ares I poukazujú na to, že už existujú dva systémy s nosnosťou 25 ton: Atlas V Heavy a Delta IV Heavy. Hlavne Delta IV sa zdá najlepšia, ide o preverenú a úspešnú raketu a jej prispôsobenie by nevyžadovalo toľko investícií. NASA naopak tvrdí, že prispôsobenie Delty by bolo nákladnejšie a že Ares je dvojnásobne bezpečnejší ako Atlas V alebo Delta IV.

Terčom kritiky sa stal aj vývoj nového päťsegmentového motora, ktorý si vyžiadal investíciu troch miliárd dolárov a ďalšiu kritiku zožala NASA za rozhodnutie modernizovať motor J-2, čo stálo ďalších 1,2 miliardy. Podľa kritikov tieto náklady prevyšujú očakávané výhody Shuttle-Derived Launch Vehicles (nosný systém odvodený z raketoplánu Space Shuttle) a niektorí spochybňujú aj zaradenie Area do tejto skupiny, pretože nepoužíva rovnaký motor ani štvorsegmentový prvý stupeň a je preto úplne odlišný.

Predmetom kritiky sú taktiež viaceré meškania a prekročenie rozpočtu, a to hlavne z dôvodu zväčšovania medzery medzi uvedením Area I v roku 2015 a koncom Space Shuttle v roku 2010. Táto medzera už teraz zaberá celých päť rokov, počas ktorých nebudú mať Spojené štáty systém schopný dopraviť ich astronautov do vesmíru.

Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článku Ares I na českej Wikipédii (číslo revízie nebolo určené).

1. ↑ http://www.astronautix.com/lvs/ares.htm
2. ↑ http://www.nasa.gov/pdf/230922main_1stStage_FS.pdf
3. ↑ Archivovaná kópia [online]. [Cit. 2009-12-03]. Dostupné online. Archivované 2018-01-21 z originálu.
4. ↑ Archivovaná kópia [online]. [Cit. 2009-12-03]. Dostupné online. Archivované 2009-10-28 z originálu.
5. ↑ http://www.nasa.gov/pdf/187393main_j2x_fs_nov08.pdf

Kozmonautický portál

• Ares (nosná raketa)
• Program Constellation
• Orion (kozmická loď)

• Commons ponúka multimediálne súbory na tému Ares I

• Encyclopedia Astronautica(po anglicky)
• NASA – Ares I Crew Launch Vehicle(po anglicky)