Blíží se rok 2030, který bude s největší pravděpodobností zlomovým pro existenci Mezinárodní kosmické stanice. A jak nám stárnoucí ISS spěje do důchodu, vyvstávají obavy, zda bude komerční sektor schopen nahradit její možnosti.
Od 31. října 2000 jsou astronauti/kosmonauti na oběžné dráze Země nepřetržitě díky vybudování Mezinárodní kosmické stanice ISS. Doposud jde o největší umělou, lidmi vytvořenou kosmickou strukturu, s obytnou plochou 915,6 m3. Její zhmotnění doposud přišlo na 150 miliard USD. Stanici dnes provozuje mezinárodní partnerství pěti kosmických agentur z 15 zemí, které zastřešují zejména „otcové zakladatelé“: Roskosmos a NASA. Doba, která jejímu vzniku přála, se ale mění. Přestože vědecký svět uznává, že stanice během více než dvou desetiletí 21. století umožnila důležitý vědecký výzkum ve prospěch Země a lidstva, politické klima se od doby výstavby stanice podstatně změnilo.
A jak ubíhají léta, hardware na ISS stárne a prodlužovaná životnost modulů této stavebnice (původně se počítalo s cca 15 lety provozu) má své důsledky (např. únik atmosféry z ruského bázového modulu Hvězda).
Do ruského segmentu ISS patří šest modulů a do amerického sedm a fakticky jeden bez druhého nemohou fungovat. Roskosmos se však ještě definitivě nevyjádřil, zda hodlá využívat (a financovat) ISS i po roce 2028. Rusové totiž údajně stále uvažují o vlastní stanici. Karty navíc do hry přidává Čína, která úspěšně provozuje družicovou stanici Tchien-kung („Nebeský palác“) a hodlá ji nejen rozšiřovat, ale nabízí její prostory i pro mezinárodní spolupráci.
NASA do jisté míry přehodila budoucnost pilotovaných letů na nízkou oběžnou dráhu (LEO) na soukromé společnosti, od kterých si hodlá prostory pronajímat podobně, jako si pronajímá od SpaceX dopravní lodě Crew Dragon. Do toho zástupkyně administrátora NASA Pamela Melroyová, sama bývalá astronautka (3× letěla v raketoplánu, naposledy jako velitelka Discovery v říjnu 2007 s modulem Harmony k zárodku ISS), nedávno během Mezinárodního astronautického kongresu v Miláně zpochybnila potřebu „nepřetržité lidské přítomnosti“ na nízké oběžné dráze Země. V NASA podle ní probíhají diskuse o tom, zda je nutné mít permanentně na orbitě astronauty, nebo zda postačí mít nepřetržitou schopnost lidi na oběžnou dráhu vyslat, bude-li to potřeba.
Zamýšlená podoba stanice Ax, zavěšená u ISS ... a v autonomním letu © Axiom Space
Kosmický průmysl s obavami
Její výrok sice rozpoutal debatu kolem této představy, ale zároveň nepříznivě zatřásl komerční sférou, která v rámci programu NASA CLD (commercial LEO destinations) pracuje na vývoji komerčních orbitálních stanic, které by měly (alespoň pro americkou sféru vlivu) ISS nahradit. A to ještě není jasné, jak kosmický výzkum zamotá nová administrativa po nástupu zvoleného prezidenta Donalda Trumpa do úřadu.
Jak známo, významné americké aerokosmické společnosti i nově vzniklé firmy pracují na základě CLD na případné náhradě ISS, byť se uvažuje o prodloužení její životnosti za rok 2030. Jako nejčilejší se zdají mladé společnosti Axiom a VAST, které už zahájily výrobu prvních modulů svých plánovaných komerčních stanic, zatímco tradiční společnosti jako Blue Origin a Voyager Space zatím zůstávají u rozpracovaných návrhů.
Připomeňme, že v první fázi programu CLD byly v prosinci 2021 vybrány tři týmy. A to konsorcium vedené Bezosovou společností Blue Origin (plus Sierra Space, Boeing a Redwire), které získalo finanční podporu v hodnotě 130 milionů USD na vývoj svého konceptu poměrně velké stanice Orbital Reef („Orbitální útes“).
Voyager Space, Nanoracks a Lockheed Martin dostaly 160 milionů USD na vývoj konceptu jednomodulární stanice Starlab, zatímco Northrop Grumman a Dynetics to časem vzdaly a připojily se ke koncepci Starlabu. A do party se přidal i evropský Airbus, krytý Evropskou kosmickou agenturou (ESA), čímž vzniklo konsorcium Starlab Space. Není bez zajímavosti, že její stanice má být vypuštěna při jediném startu v roce 2028, a to na nosné raketě Starship společnosti SpaceX, která z důvodu velikosti a hmotnosti připadá do úvahy jako jediná.
Je to sice až romantická představa, jako vystřižená z románu A. C. Clarka Odysea 2001, že bude kolem Země kroužit řada orbitálních stanic a na Měsíc se bude létat pravidelnými spoji. Zatím ale není jasné, kolik z citovaných projektů postoupí v roce 2026 do 2. fáze CLD a ve finále se na oběžnou dráhu Země skutečně dostane. Jako vždy vyvstává otázka: Kdo to zaplatí? Nebo zda se to investorům vyplatí.
Axiom s problémy
Společnost Axiom, známá veřejnosti především jako organizátor komerčních expedic na ISS, byla s projektem orbitální stanice vybrána už v rámci programu NASA NextSTEP (Next Space Technologies for Exploration Partnerships 2 Broad Agency Announcement), což byl předchůdce CLD. Od ostatních se odlišuje tím, že má být nejprve jakýmsi přívěskem ISS.
První modul, pojmenovaný AxH1, se má podle plánu připojit k Mezinárodní stanici koncem roku 2026 a na jeho zhotovení usilovně pracuje osvědčená francouzsko-italská společnost Thales Alenia Space, která už dodala na ISS řadu tlakových modulů pro ESA a NASA včetně vyhlídkové kupole, či uzlových modulů Harmony a Tranquility a laboratoře Columbus. Modul Axiom H1 je v zásadě hotov a brzy má být odeslán do Houstonu k dokončení a konečné integraci.
Původní ambiciózní plány ovšem počítaly s dalšími třemi moduly, které by se časem k AxH1 připojily. Jakmile by dorazil energetický modul, stala by se stanice autonomní a před zánikem ISS by se odpojila a začala by existovat jako volně létající komerční orbitální stanice.
Ovšem Axiom Space se nyní potýká s finančními problémy a s nimi spojenými otřesy ve vedení. Bývalý programový manažer NASA pro ISS Mike Suffredini, který v roce 2016 pomohl Axiom Space spolu s miliardářem Kamem Ghaffarianem založit, totiž 9. srpna rezignoval na pozici generálního ředitele. Údajně jej k tomu vedly osobní důvody, ale spíše šlo právě o zmíněné finanční problémy, pro které musela společnost propouštět.
Ghaffarian zatím působí jako dočasný generální ředitel, dokud nebude jmenován nástupce. V důsledku problémů se předpokládá, že stanice Axiom byla (prozatím?) z původně plánovaných čtyř modulů zmenšena na dva. Dojde tak i ke snížení výzkumných kapacit. Původně se počítalo s tím, že stanice umožní hladký přechod lidské přítomnosti v kosmu, a tudíž pokračování výzkumných prací po zániku ISS. Počítat víceméně s jistotou lze tedy už jen s modulem AxH2, který nabízí další obytný a laboratorní prostor. Dalšími prvky pak podle původních plánů měly být výzkumný a výrobní modul AxRMF a návazně i již zmíněný výkonový energetický modul AxPTM. Právě ten má nést solární panely a prostory pro skladování užitečného zatížení umožňující stanici provoz po odpojení od ISS.
Kdy a zda vůbec poletí modul AxH1, uvidíme. Na jeho startu je logicky závislý harmonogram letu druhého modulu, protože Axiom se potýká s problémy, jako je platba ve výši 670 milionů USD, kterou společnost dluží SpaceX za mise Axiom Crew Dragon na ISS. Vyvstává tak otázka, zda bude možné později přidat další kapacity a zda by vůbec byl reálný scénář oddělení od ISS poté, co bude stanice uvedena do provozu.
Astronauty na Haven dopraví Crew Dragon od SpaceX © VAST
Ostrá konkurence
Dalším novým hráčem v soutěži o první komerční orbitální stanici je nám už známá společnost VAST. Jak jsme už podrobně psali v minulém vydáni Technického týdeníku, jde na to pěkně zostra a start její (zatím) jednomodulární stanice Haven-1 je naplánován už na příští rok. Na rozdíl od Axiomu už má díky spolupráci se SpaceX zabukovaný Falcon 9. A připomeňme, že díky memorandu o spolupráci, kterou nedávno VAST podepsala s českým ministerstvem dopravy, se o 50 % zvýšila naděje, že se náš kosmonaut-kandidát Aleš Svoboda podívá do kosmu v dohledné době. Vzhledem k problémům Axiomu (se kterým máme podepsáno obdobné memorandum) by to mohlo být právě na Haven-1.
Pro pořádek dodejme, že pokud bude VAST vybrána v roce 2026 programem NASA CLD 02, hodlá v roce 2028 vypustit na palubě Falconu Heavy o dost větší základní modul stanice Haven-2, přičemž dokončení velké až osmimodulové stanice s centrálním spojovacím stupněm se očekává v roce 2032.
Pokud by společnosti VAST tyto plány vyšly (a dokázala by je profinancovat), stane se s perspektivou postupného sestavení Haven-2 plnohodnotnou náhradou za ISS.
Orbitální útes
Společnost Blue Origin spolu s partnery Sierra Space (součást Sierra Nevada Corporation) a Boeing předložila plány na stanici Orbital Reef už v říjnu 2021. V současné první fázi programu CLD udělila NASA konsorciu Blue Origin 130 milionů dolarů v rámci tzv. financované dohody o vesmírném zákoně (SAA).
Co čert nechtěl, ambiciózní firma Jeffa Bezose Blue Origin a Sierra Space si jaksi musely vyřešit problémy vzájemného vztahu a pravomocí. Také Boeing má starostí (např. s lodí Starliner) více než dost. Tato fakta se dostala na veřejnost v říjnu 2023 a práce na projektu takříkajíc zatuhly, včetně najímání zaměstnanců, protože jiné projekty dostaly vyšší prioritu (u Blue Origin např. lunární lander Blue Moon, u Sierra Space zřejmě raketoplán Dream Chaser). Hovořilo se dokonce o možném rozchodu společností, což by pravděpodobně znamenalo konec Orbitálního útesu. Naštěstí však Blue Origin v březnu 2024 čtyři testovací milníky týkající se Orbital Reef dokončila.
Blue Origin vkládá do projektu základní systémy pro dopravní lodě, (kovové) bázové moduly s velkým průměrem a opakovaně použitelný těžký nosič New Glenn (jeho premiérový start se nyní chystá), zatímco Sierra Space připravuje tzv. nafukovací laboratorní moduly LIFE (large integrated flexible environment), uzlové moduly a malý kosmický raketoplán Dream Chaser — zatím v nákladní verzi s výhledem úpravy pro pilotované lety.
Mimochodem, moduly dnes zvané LIFE převzala Sierra Space po za covidové pandemie zkrachovalé společnosti Bigelow Aerospace, která průkopnicky vypracovala návrhy modulárních stanic založených na výzkumu nafukovacích modulů NASA Transhab, a dokonce létala se třemi prototypy. Jeden z těchto prototypových modulů — BEAM — je stále připojen k ISS.
Současný návrh poměrně velké stanice Orbital Reef zahrnuje tři stanoviště LIFE spolu se třemi základními moduly, pěti dalšími moduly a příhradovým nosníkem se solárními panely. Tato stanice je navržena s vnitřním objemem 830 m3, což je 90 % vnitřního objemu ISS, a ve své konečné konfiguraci může mít až 10člennou posádku.
Stanici měly obsluhovat kosmická loď Starliner pro astronauty a Dream Chaser pro náklady. Ovšem problémy, kterým Starliner čelil při své testovací misi s posádkou (jež si nakonec prodloužila pobyt na ISS do února příštího roku), nejen zpozdily jeho použití jako rotačního plavidla pro posádky na ISS. Starliner je nyní vyřazen ze seznamu rotace posádek pro rok 2025 a otázkou zůstává, kdy a zda vůbec bude znovu létat.
Dream Chaser je ovšem v současné podobě navržen pouze jako nákladní loď, a byť měl startovat už letos na špici rakety ULA (Boeing a spol.) Vulcan, očekává se, že vzlétne až v počátkem příštího roku. Pokud Starliner nebude uschopněn pro pilotované lety, vyvstává otázka, jaká loď by na Orbital Reef astronauty dopravovala. Crew Dragony od SpaceX pro řevnivost mezi Jeffem Bezosem a Elonem Muskem patrně nepřicházejí v úvahu.
Pokud budou prvky Orbital Reef kolem roku 2028 vypuštěny, mohl by se Dream Chaser (paradoxně původně zamýšlený jako pilotovaná loď) vrátit k původní verzi a dopravit posádku pomocí rakety New Glenn.
Hvězdná laboratoř
Společnosti Nanoracks, Voyager Space a Lockheed Martin navrhly v rámci CLD orbitální stanici známou jako Starlab také koncem roku 2021. Projekt od té doby pokračuje, i když společnost Airbus Defence and Space nahradila v roli hlavního partnera Lockheed Martin. Když totiž společnost Northrop Grumman odstoupila od vlastního úsilí o vývoj kosmické stanice, připojila se 2. srpna 2023 Airbus Defence and Space ke konsorciu za podpory ESA a společně s Voyager Space (která má v projektu Starlab většinu) založily Starlab Space LLC. Během Evropského kosmického summitu ve španělské Seville pak 9. listopadu 2023 oznámily podpis memoranda o porozumění (MOU) s ESA. Evropě se tak zvýšila šance na častější pobyty Evropanů ve vesmíru.
Předpokládá se také, že Evropa by mohla mimo jiné zajistit přepravu nákladu a posádky pro Starlab. ESA totiž na summitu 6. listopadu oznámila, že iniciovala program komerční nákladní dopravy, jejímž cílem je mít kosmickou loď připravenou pro mise do roku 2028, zřejmě na bázi náklaďáků ATV. Toto nákladní plavidlo by se později mohlo vyvinout v pilotovanou kosmickou loď.
Voyager se ovšem také činí. V březnu 2023 získala společnost ZIN Technologies, která je známým dodavatelem mikrogravitačního výzkumného vybavení, jež například létalo na raketoplánech, ISS a dalších platformách, podobně jako další ZIN kosmický letový hardware. To zahrnuje více než 50 % výzkumného hardwaru na stanici, včetně zařízení pro monitorování bezpečnosti a zdravotního stavu posádky.
Voyager Space posiluje své postavení v budoucím byznysu i v Asii: letos 4. dubna společnost oznámila, že japonská Mitsubishi Corp. se stala dalším strategickým partnerem a převezme kapitálový podíl ve společném podniku Starlab Space.
Oznámení nekonkretizovalo žádné role nebo odpovědnosti Mitsubishi ve Starlabu, pouze uvedlo, že společnost „významně zvýší hodnotu Starlabu“ využitím kosmického výzkumu k podpoře vývoje pozemních produktů v řadě průmyslových odvětví. To by také poskytlo japonskému průmyslu přístup k možnostem Starlabu. Zapojení japonské společnosti do Starlabu by také mohlo pomoci konsorciu získat přístup k financování od japonské vlády.
Samotná stanice se skládá ze dvou modulů, z nichž jeden je obytný a laboratorní (8 m široký, s objemem hermetického prostoru 450 m3), vybavený dokovacími porty. Druhý modul je servisní, se solárními panely a pohonnými prvky. Stanice je navržena tak, aby měla stejný objem užitečného zatížení jako ISS, ale pouze polovinu vnitřního objemu ISS (její vnitřní objem činí 900 m3).
Starlab bude zásobován nákladní kosmickou lodí Cygnus společnosti Northrop Grumman a dopravu posádek zajistí zřejmě Crew Dragony či Dream Chaser, možná i zvažovaná loď ESA.
Jak sehnat kapitál
Zatímco komerční kosmický sektor je zaneprázdněn prací na různých konceptech, které by nahradily ISS s plynulým navázáním činností, tedy bez přerušení přítomnosti lidí v kosmu do spuštění nové, komerční stanice, vyvstaly otázky ohledně životaschopnosti trhu s pilotovanými kosmickými stanicemi na nízké oběžné dráze Země.
Současní partneři na ISS přemýšlejí o tom, jak budou pokračovat ve svých současných aktivitách na některé kosmické stanici, až bude na konci desetiletí vyřazena z provozu, přičemž dávají přednost zachování investic ve svých zemích před přímými platbami americkému komerčnímu provozovateli kosmické stanice.
Od roku 2000 sice přitekly do startupů v kosmickém sektoru investice ve výši přibližně 60 miliard USD, přičemž rizikový kapitál poskytoval asi 70 % a soukromý kapitál přispěl dalšími 5 %, některé evropské společnosti jsou však často nuceny hledat financování ve Spojených státech. Probíhají sice snahy o vytvoření větších fondů, ale evropští investoři mají tendenci mít „averzi“ k rizikům kombinujícím nejistoty technologického vývoje, poptávky trhu a dlouhých investičních lhůt.
Proto např. Evropská komise spojila své síly s ESA a Evropskou investiční bankou (EIB), aby pomohla s financováním více evropským kosmickým společnostem, např. z převážně nevyužitého mnohamiliardového fondu pro strategické investice. Trojstranná dohoda, podepsaná 24. ledna letošního roku mezi Evropskou komisí, ESA a EIB, má za cíl zefektivnit přístup k různým finančním zdrojům, které region nabízí pro rozvoj svého vesmírného ekosystému.
Jak 14. října na Mezinárodním astronautickém kongresu v Mnichově řekl Mike French, zakladatel Space Policy Group a bývalý viceprezident pro kosmické systémy v Asociaci leteckého průmyslu: „Mnoho institucionálních investorů a soukromých kapitálových společností nemá zájem investovat do kosmického sektoru. Chcete-li přilákat finanční prostředky, může pomoci přestat mluvit o vesmíru a vysvětlit projekty tak, aby to investoři chápali. Například: Nejsme kosmická komunikace, jsme komunikace. Nejsme kosmická doprava, jsme doprava.“
Soukromé kapitálové společnosti „nevědí, jak kategorizovat kosmickou stanici jako podnikání“, doplnil v Miláně Jay Kim, generální ředitel a předseda společnosti jihokorejské společnosti Boryung, který hovořil se soukromými kapitálovými společnostmi o komerčních kosmických stanicích. Boryung, korejská farmaceutická společnost, investovala v roce 2022 50 milionů USD do Axiom Space. Začátkem tohoto roku pak založily společnosti Boryung a Axiom společný podnik v Koreji. „Musíme změnit perspektivu lidí při pohledu na tato aktiva,“ zdůraznil Kim.
A tak manažeři Boryungu pomáhají investorům tím, když vysvětlují, že Axiom buduje velkou výzkumnou a vývojovou laboratoř, „která bude hostit většinu kosmických agentur po celém světě jako hlavní nájemce“.
Ovšem, kdo dnes dá ruku do ohně za to, že například Axiom nebo VAST či Starlab budou saturovány poptávkou po experimentech, výrobě polovodičů či farmak v mikrogravitaci a tak podobně? Ostatně VAST i Axiom a další spoléhají na státní kosmické agentury jako na hlavní zákazníky, kteří pomohou s financováním. A čeká se, co řekne na vesmír nová administrativa Donalda Trumpa.
Pravda, historie Trumpovy administrativy z jejího prvního funkčního období vytvořila pro podporu komerčních vesmírných podniků precedens, další posun směrem ke komerčnímu modelu by však mohl narazit na odpor, protože Kongres má poslední slovo ohledně výdajů a často upřednostňuje zavedené programy vázané na místní pracovní místa.
Bohužel, pravdu asi bude mít dočasný generální ředitel společnosti Axiom Space Kam Ghaffarian v tom, že sehnat kapitál pro komerční kosmický sektor je dnes těžší, než tomu bylo v době nízkých úrokových sazeb před pandemií. A vyjádřil své přesvědčení, že trh není dostatečně velký pro více než jednu komerční stanici.