Zejména zahájení amerického programu návratu na Měsíc — Artemis — probudilo novou vlnu zájmu o kosmický prostor jako o novou komerční sféru, o řekněme mimozemskou ekonomiku. Jistě, řeknete si: je 21. století! Ale využije dostatečně tohoto trendu i Česká republika?
Představy tzv. otců kosmonautiky z 60. let minulého století se podobaly sci- -fi. Nejen oni ale snili o výletech pozemšťanů na oběžnou dráhu Země, či dokonce na Měsíc, o stálých stanicích, ba třeba i o továrnách na lunárním povrchu či o těžbě nerostů z asteroidů. Prostor kolem naší planety se měl hemžit družicovými (orbitálními) stanicemi, raketoplány a laboratořemi a technologickými moduly, vyrábějícími léky či vzácné krystaly, mezi kterými by pendlovaly pilotované či robotické remorkéry. Uběhlo více než 50 let od doby, kdy člověk vstoupil na Měsíc, let, které pozemšťané tak nějak „promarnili poletováním“ po oběžné dráze kolem Země. Nicméně myšlenky se díky rozmachu nových technologií, zájmu aerokosmických společností a dravých start-upů šilhajících po vesmíru začínají postupně realizovat.
Kayserova vize byla stejně jednoduchá jako revoluční. Zahrnovala paralelní shlukování mnoha standardních palivových nádrží a modulů motoru (Bündelrakete). Nejmenší letuschopný raketový modul se skládal ze čtyř sloučených rour (nádrží) a čtyř identických motorů. (Mimochodem, nádrže byly vyrobeny z dlouhých trubek německé ocelárny Krupp.) Největší navrhovaná konfigurace na papíře měla až 600 motorů! Modulární konstrukce měla vést ke značnému snížení nákladů. Odhadovalo se, že by raketa přišla přibližně na desetinu konvenčních konstrukcí. Automatizované výrobní procesy by snížily náklady na pracovní sílu z 80 % na 20 % a odstranily by odůvodnění opětovné použitelnosti vynaložených fází. Čtyřstupňová konfigurace OTRAG 10K měla vynést na oběžnou dráhu s perigeem cca 185 km užitečné zatížení až 10 000 kg. Plánovaný tah při vzletu byl kolem 26 MN s celkovou hmotností 2 300 t! OTRAG přenesl své působiště do tehdejšího Zairu (Kongo), kde se uskutečnily první pokusy. První úspěšný start proběhl 17. května 1977, druhý 20. května 1978. Třetí test 5. června selhal, právě když start sledoval tehdejší tamní prezident. To už se ale začalo zdát, že by OTRAG skutečně mohl konkurovat „vládním nosičům“, a tak sílil politický tlak na zastavení jeho činnosti zejména ze strany Francie a Sovětského svazu. Tyto státy byly logicky proti německému vývoji dálkových raket a tlačily na zairskou vládu, aby v roce 1979 vývojové zařízení stopla. Lutz Kayser si sice postavil hlavu, ale bohužel se dopustil z politického hlediska nešťastného kroku tím, že OTRAG přestěhoval do Libye. Studená válka byla v plném proudu a OTRAG se ocitl v křížové palbě mezi Washingtonem, Moskvou a Paříží. Tehdejší Západní Německo nakonec projekt zastavilo a připojilo se ke spolufinancovanému projektu „evropské“ rakety Ariane, který učinil projekt OTRAG zbytečným. Lutz Kayser sice hledal nové zdroje financování, ale posléze zkrachoval. Rizikový kapitál, jak ho známe dnes, v 70. letech prostě neexistoval. Tímto na dlouhá léta pokus o vývoj soukromé kosmické rakety skončil. A ani Evropě sdružené v ESA se plány na vlastní orbitální stanici a raketoplán Hermes nedařilo realizovat. Výsledkem byly pouze modifikace rakety Ariane 1—5.
Odkaz Otragu OTRAG zmizel v zapomnění. Pokud však existuje jedna věc, kterou nás jeho sága učí, je to to, že úspěch start-upu závisí na správné vizi stejně jako na načasování. Lutz Kayser byl první, kdo si všiml potenciálu soukromých kosmických letů, ale trvalo ještě dlouho, než byl trh připraven. Šlo o správný nápad ve špatnou dobu. Vizionář Elon Musk je ale důkazem, že úspěšní podnikatelé nefungují jen na základě racionality: žádný racionální člověk neinvestuje celé své jmění, aby se postavil vesmíru a automobilovému průmyslu zároveň. Musk však dokázal situaci správně odhadnout. Načasování vzniku SpaceX se ukázalo jako nejšťastnější, protože se sešlo s rostoucími cenami startů a s omezenými možnostmi produkce nosičů ve světě. To způsobilo, že kupující, včetně NASA, byli ochotnější investovat do nevyzkoušeného komerčního systému, jenž by mohl snížit náklady na cesty do vesmíru. Na počátku roku 2000 kromě toho došlo v USA ke kulturní a institucionální transformaci vládních vesmírných programů. V roce 2006 se NASA rozhodla ustoupit od konvenčního zadávání zakázek „cost plus“, které dodavatelům zaručovalo zisk nad rámec vzniklých nákladů. Místo toho agentura začala zadávat kontrakty s pevnou cenou konkurenční skupině společností. To přesunulo riziko z NASA na soukromníky a změnilo agenturu z dozorce soukromých dodavatelů na patrona a zákazníka start-upů. Je těžké ocenit důležitost tohoto nákupního otřesu v konečném úspěchu SpaceX. Koneckonců to byl „vánoční dárek“ NASA v podobě kontraktu za 1,6 miliardy dolarů na mise pro zásobování ISS, který SpaceX v roce 2008 zachránil před bankrotem. Kontrakt byl jedním ze dvou udělených NASA a bylo to poprvé, kdy se agentura spolehla na soukromé firmy. Předala jim téměř veškerou odpovědnost, za náklady nejen na vývoj a stavbu raket, ale také za přepravu na vesmírnou stanici. Druhý kontrakt na osm letů byl udělen výrobci raket Orbital Sciences Corp, která je dnes součástí Northrop Grumman (zásobovací lodě Cygnus). To ovšem neznamená, že si Elon Musk nezaslouží uznání za to, že uspěl tam, kde kdysi Lutz Kayser selhal. Nikdo neshrnul jeho cestu výmluvněji než proslulý marsovský vizionář Robert Zubrin: „Na rozdíl od ostatních rádoby vesmírných magnátů Musk jednoduše nevložil do hry jen postradatelný kus svého jmění. Vložil do toho plnou sílu svého talentu a vášně. Když jsem se s ním v roce 2001 setkal, dobře rozuměl vědeckým principům, ale nevěděl nic o raketových motorech. Když jsem ho v roce 2005 navštívil v jeho první malé továrně v Los Angeles, věděl o raketových motorech všechno. V době mé další návštěvy o několik let později zažil dva neúspěchy své první nosné rakety Falcon 1, ale byl odhodlán pokračovat navzdory dopadům na své finance a pověst. Je to právě tato úroveň odhodlání, která způsobila velký rozdíl.“ Dnes je z malého start-upu prestižní společnost, která běžně dopravuje náklady i astronauty na Mezinárodní kosmickou stanici a své lodě Crew Dragon nabízí i k čistě soukromým komerčním kosmickým letům, třeba prostřednictvím společnosti Axiom Space či některým miliardářům k dalším projektům. I tak ostřílený aerokosmický dodavatel, jako je společnost Boeing se svým Starlinerem, Muskovi jen tak tak šlape na paty. Musk se navíc, díky tomu, že jako první začal sériově vyrábět rakety, jejichž první stupně jsou návratové, a tedy znovupoužitelné, a že začal experimentovat s motory na metan a kyslík, stále drží na špici inovací v raketovém průmyslu. Kvůli tomu zahýbal také cenami za vynesení satelitů na oběžnou dráhu směrem dolů. A co víc, SpaceX je zatím jedničkou i v závodech o Měsíc. Její Starship, která byla původně predikována jako meziplanetární plavidlo pro kolonizaci Marsu, vyhrála v modifikaci přistávacího modulu i tendr na tzv. HLS (human landing system), tedy prostředku, který má už na přelomu let 2025/26 dopravit po dlouhých desetiletích opět astronauty na Měsíc (viz Artemis 3 a 4). S napětím je proto očekáván druhý pokusný start tohoto plavidla v letové konfiguraci Falcon Super Heavy / Starship o výšce 120 m. Přitom 33 motorů Raptor poháněných směsí metan/kyslík nominálně generuje tah více než 71 MN, což ze Starship činí nejsilnější raketu všech dob. Pravda, zde SpaceX šlape na paty konkurenční společnost rovněž internetového miliardáře Jeffa Bezose (Amazon), zvaná Blue Origin. Ta má pro NASA dodat alternativní lunární modul Blue Moon, plánovaný pro lety Artemis 5 a 6 na sklonku desetiletí. Blue Origin také pracuje na konkurenčním středně těžkém nosiči zvaném New Glenn, pojmenovaném po prvním Američanovi, který oblétl zeměkouli, Johnu Glennovi. Vynášet by měl tělesa o hmotnosti až 40 t a Bezos doufá, že mezi ně bude patřit nejen Blue Moon, ale i orbitální kosmická loď. Ostatně kabinu pro výletníky na tzv. suborbitální dráhu s opakovaně použitelným boosterem New Shepard už má odzkoušenou. Výše uvedené úspěšné společnosti internetových miliardářů jsou ale jen špičkou ledovce úspěšného podnikání v kosmonautice. Není bez zajímavosti, že ve světě neustále roste poptávka po nosičích, zejména pak v segmentu lehkých raket s nosností do jedné tuny, byť by jich podle výše uvedené studie měly být desítky. Odborníci ovšem předpokládají, že se na trhu uplatní maximálně deset společností, i když se zejména v USA rodí raketové start-upy jako houby po dešti.
ESA se více otevírá V tomto smyslu nějak zaostává Evropa, byť se v poslední době objevují první vlaštovky. Například německá společnost RFA (Rocket Factory Augsburg) chce vstoupit na trh s malými nosiči a má i mnohem ambicióznější plány do budoucna. V současnosti vyvíjí raketu RFA One s nosností na nízkou oběžnou dráhu (LEO) do 1 300 kg. S tím je spojen i vývoj raketového motoru s uzavřeným cyklem Helix s tahem 100 kN, s klasickou koncepcí na kerosin a kapalný kyslík. Dalším projektem společnosti je jakýsi kosmický remorkér, tzv. transportní stupeň (OTV) Redshift pro operace na oběžné dráze, jakými jsou doplňování paliva, přístup do cislunárního prostoru, dodávky energie, řízení a navádění družic a další. Poháněn bude motorem Fenix na nitrometan (CH3NO2). Zdá se, že v ESA se začíná postupně projevovat vůle k větší otevřenosti k soukromým subjektům a snaha o komercializaci sektoru podobně jako v NASA, protože RFA by mohla ke startům využívat nejen britskou základnu SaxaVord Spaceport na Shetlandách pro vynášení nákladů s vysokou kadencí na polární a sluneční synchronní oběžné dráhy, ale i služby tradičního kosmodromu ESA Kourou Space Center (CSG) ve Francouzské Guyaně.
O uplatnění se hlásí i Český vrabec Se svou troškou do mlýna by ale mohla přispět i brněnská společnost OteSpace, která vyvíjí vlastní nosič zvaný Český vrabec. Bude mít délku 12 m a max. průměr něco přes 2 m. Startovní hmotnost zhruba 22 t, z toho 20 t pohonných hmot. Na nízkou oběžnou dráhu by měla vynášet cca 250 kg užitečného nákladu. A co je důležité, 1. stupeň bude plně znovupoužitelný a bude přistávat motoricky na mobilní platformu. [Bližší informace pro vás chystáme — pozn. red.]
Na Měsíc a ještě dál... Rozrůstající se raketový byznys je ovšem jen jednou ze součástí rostoucího komerčního sektoru ve vesmíru. Pomineme- li nejstarší větev soukromého vesmíru, tedy telekomunikační družice Telstar 1 z roku 1962 a satelitní komunikace všeobecně, je vývoj a výroba satelitů druhým nejvýnosnějším byznysem. Pozornost aerokosmických firem, mezi které můžeme počítat i Bezosův Blue Origin, je pak upřena na plánování a vývoj soukromých orbitálních stanic, na které ovšem spoléhá i NASA. Životnost Mezinárodní kosmické stanice je z původních 15 let prodlužována až do let 2028—30, pak ale bude muset skončit. Proto se rodí nová kosmická pracoviště, z nichž nejblíže realizaci je texaská společnost Axiom Space, známá už vysíláním soukromých kosmonautů na ISS. Ta počítá s postupným budováním jakéhosi apendixu ISS minimálně ze tří modulů, který by se před zánikem mezinárodní stanice odpojil k samostatné existenci. První moduly se už vyrábějí v italské společnosti Thales Alenia Space. Svou stanici pod názvem Orbital Reef chystá právě i Blue Origin. Má být mj. sestavena z tzv. nafukovacích modulů. Právě na takovýchto stanicích, na které NASA vypsala soutěž v rámci iniciativy CCSC-2 (Collaborations for Commercial Space Capabilities-2) budou pobíhat vědecké a technologické experimenty, zadávané nejen vládní agenturou, ale i dalšími soukromými subjekty. Zatím však není jasné, zda právě „soukromníci“ dokážou využít všech možností, které kosmické laboratoře nabídnou. Protože vybudování orbitální stanice, byť s podporou NASA či zahraničních agentur (ESA, JAXA apod.), a udržení pilotovaného provozu jsou stále velmi nákladnou záležitostí. Z tohoto hlediska bude neméně náročné i vytvoření podmínek pro trvalý pobyt lidí na Měsíci, což předpokládá program Artemis. Už jen úspěšné přistání indické robotické sondy Čandrájan kousek od lunárního jižního pólu a neúspěšný ruský pokus o přistání s Lunou-25 totiž vyvolal debaty o možném využití lunárních zdrojů, např. zmrzlé vody apod., pro potřeby budoucích stálých habitatů s astronauty. V některých ohledech je zájem o Měsíc poháněn podobnými cíli jako při prvním lunárním závodě v roce 1960: demonstrovat technologické schopnosti a inspirovat mladé lidi a širokou veřejnost (viz např. Čína). Tentokrát to však nejsou jen dvě supervelmoci, které soutěží v závodě. Nyní je zde zájemců či účastníků celá řada, a i když stále funguje jistý konkurenční prvek, vzniká zde příležitost pro spolupráci a vytváření nových mezinárodních partnerství za účelem zkoumání a využití blízkého vesmíru. To by mohlo zahrnovat budování měsíčních základen, rozvoj způsobů využívání lunárních zdrojů a případné zapojení do ekonomických činností na Měsíci založených na přírodních zdrojích nebo cestovním ruchu. Existují naděje, že průzkum Měsíce může poskytnout ekonomické výhody. V blízké budoucnosti by to mohlo zahrnovat vznik začínajících společností pracujících na vesmírných technologiích a přispívajících k těmto misím. Nakonec může Měsíc poskytnout ekonomické výhody založené na přírodních zdrojích, které se zde nacházejí, jako je voda, helium-3 a prvky vzácných zemin. Podobně začíná být zájem také o nerostné bohatství asteroidů. O jeho těžbě na „balvanech“ poletujících ve Sluneční soustavě se už napsalo hodně sci-fi příběhů. A společnosti plánující těžbu vzácných kovů vznikaly už v minulém desetiletí, ale zbankrotovaly. Současná konstelace podnikání ve vesmíru je ovšem jiná a odvážné plány lze postupně realizovat. Minerály či těkavé látky by mohly být těženy a poté použity přímo ve vesmíru (např. stavební materiály pro habitaty či pohonné látky) nebo dopraveny na Zemi. Patří mezi ně zlato, iridium, stříbro, platina a další vzácné kovy, ale i železo, nikl, hliník a titan důležité pro průmysl a také voda i kyslík nezbytné k udržení životního prostředí pro astronauty. Proto je nyní velký zájem i o robotické sondy vysílané k asteroidům. Příkladem je nedávná úspěšná mise sondy OSIRIS-REx (Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification and Security- -Regolith Explorer), která v neděli 24. září dopravila na Zemi, do uzavřené oblasti Utah Test and Training Range nedaleko Salt Lake City, návratové pouzdro s 250 g kamínků a prachu. Ty zmíněná sonda odebrala v roce 2020 na planetce Bennu, o které si astronomové mysleli, že by mohla časem dopadnout na Zemi. Materiál by mohl pomoci odpovědět na některé z nejpalčivějších otázek vědců o původu života na Zemi a raných dnech naší Sluneční soustavy. Bennu se však ukázal být shlukem prachu a kamenů. O to zajímavější, nejen pro vědu, bude mise NASA Psyche, která bude zkoumat 225 km široký kovový asteroid stejného jména. Jeho hmota je převážně kovová a obsahuje až 95 % niklu a železa, což je složení podobné složení zemského jádra. Astronomy bylo identifikováno několik typů asteroidů, ale tři hlavní typy jsou typu C, typu S a typu M: Asteroidy typu C mají dostatek vody, která se v současné době nepoužívá pro těžbu, ale mohla by být použita při průzkumu mimo asteroid a pro astronauty. Typ C má ovšem také vysoké množství organického uhlíku, fosforu a dalších klíčových složek pro hnojiva, která by mohla být použita k pěstování plodin. Asteroidy typu S nesou málo vody, ale jsou atraktivní pro obsah mnoha kovů, včetně niklu, kobaltu i kovů cennějších, jako je zlato, platina a rhodium. Malý, 10m asteroid typu S obsahuje asi 650 000 kg kovu s 50 kg ve formě vzácných kovů, jako je platina a zlato. Asteroidy typu M jsou vzácné, ale obsahují až 10× více kovů než typy S. Psyche má hmotnost 20—25 triliónů kilogramů (2,0—2,5 × 1019 kg) a jde o 11. nejhmotnější známý asteroid ve Sluneční soustavě. Právě takové asteroidy by měly lákat budoucí těžaře. /Stanislav Kužel/Raketový byznys Podle studie Malá odpalovací zařízení: průzkum průmyslu a analýza trhu v roce 2021, přednesené estonským výzkumníkem Erikem Kulu na 72. mezinárodním astronautickém kongresu (IAC) v říjnu 2021 existovalo ve světě na 198 firem zabývajících se vývojem a výrobou malých (lehkých) raketových nosičů. Pravda, některé už dnes neexistují, nicméně i nabídka stovky komerčních kosmických raket s nosností do 1,5 t na nízkou oběžnou dráhu (LEO) by byla šokující. Ne každá společnost podnikající v tomto směru má ale na růžích ustláno. Ne každý může být dalším Muskem. Stačí se trochu podívat pár desítek let zpět do doby, kdy kosmonautika, až na výjimku telekomunikačních satelitů, byla plně v rukách vládních organizací (NASA, ESA či Roskomos...). Jde o příběh německé společnosti OTRAG (Orbital Transport-und Raketen-Aktiengesellschaft), dnes bychom řekli start-upu založeného (nejprve se státní podporou) 17. října 1974 ve Stuttgartu německým leteckým inženýrem Lutzem Kayserem. Společnost si tehdy dala za cíl vyvinout, vyrobit a provozovat nízkonákladovou nosnou raketu. V letech 1974—87 byla první, a tedy jedinou soukromou společností, která se vlastní kosmickou raketu pokusila vypustit. Měla být levnou alternativou k tehdy vyvíjeným nosičům: k evropské (no, spíše francouzské) raketě Ariane a k raketoplánu NASA.
