Článek
Vesmírný průmysl prochází v 21. století dynamickou proměnou, kterou pohánějí nejen státní vesmírné agentury, ale stále více i soukromé společnosti. Tyto komerční subjekty přinášejí nové technologie, inovativní přístupy a zvyšují konkurenci, což vede k rychlejšímu pokroku a snižování nákladů na přístup do vesmíru. Jedním z klíčových trendů posledních let je vývoj nových typů raketových paliv a snaha o dosažení opakované použitelnosti nosných raket. V tomto globálním závodě hraje stále významnější roli také Čína, kde se rozvíjí živá scéna soukromých vesmírných společností. Jednou z předních čínských firem je LandSpace, která se zaměřuje na vývoj raket poháněných metanem a kapalným kyslíkem (tzv. methalox). Nedávný úspěšný start jejich vylepšené rakety Zhuque-2E s nákladem šesti satelitů představuje důležitý milník nejen pro samotnou společnost, ale i pro celý čínský komerční vesmírný sektor a vývoj methalox technologie obecně.
Tento konkrétní start, uskutečněný v květnu 2025 z čínského kosmodromu Jiuquan, potvrdil spolehlivost a zvýšené schopnosti nové varianty rakety Zhuque-2 a demonstroval schopnost LandSpace vynášet na oběžnou dráhu více satelitů najednou. Jde o další krok na cestě k etablovanému komerčnímu poskytovateli startů, který by v budoucnu mohl konkurovat i zavedeným globálním hráčům. Úspěch je o to významnější, že raketa Zhuque-2 byla prvním nosičem na světě poháněným methaloxem, kterému se podařilo dosáhnout oběžné dráhy, a to po předchozím neúspěšném prvním pokusu. Každý další úspěšný let, zejména s vylepšenou verzí rakety a s reálným komerčním nákladem, posiluje důvěru v tuto technologii a ve schopnosti čínského soukromého sektoru.
Vesmírný závod 21. století: Noví hráči a technologie
Po konci studené války a opadnutí původního vesmírného závodu mezi USA a Sovětským svazem dominoval kosmickým aktivitám především státní sektor. V posledních zhruba dvou desetiletích však došlo k nástupu tzv. New Space – nového vesmírného věku, který je charakterizován vstupem soukromých společností na trh s cílem komercializovat vesmírné aktivity. Společnosti jako SpaceX, Blue Origin nebo Rocket Lab na západě ukázaly, že soukromý kapitál a agilnější přístup k vývoji mohou zásadně snížit náklady na přístup do vesmíru a urychlit technologický vývoj.
Čína se v posledních letech aktivně zapojuje do tohoto trendu. Kromě svého rozsáhlého a ambiciózního státního vesmírného programu (řízeného především CNSA – China National Space Administration a dalšími státními korporacemi) podporuje také rozvoj soukromého vesmírného sektoru. Cílem je podpořit inovace, vytvořit konkurenční prostředí, které povede ke snižování nákladů, a uspokojit rostoucí domácí i mezinárodní poptávku po komerčních startech a satelitních službách. Společnosti jako LandSpace, iSpace, Galactic Energy a další se objevily s cílem vyvinout a provozovat vlastní nosné rakety a poskytovat služby vypouštění satelitů na komerční bázi. Tento vývoj je považován za strategický krok pro Čínu, který má posílit její postavení v globálním vesmírném průmyslu.
Zhuque-2: Čínský průkopník v metanovém pohonu
Společnost LandSpace byla založena v roce 2015 s ambicí vyvinout spolehlivé a cenově dostupné nosné rakety. Jejich nejvýznamnějším projektem se stala raketa Zhuque-2 (ZQ-2), dvoustupňový nosič na kapalné palivo navržený pro vynášení užitečného zatížení na nízkou oběžnou dráhu Země (LEO) a na heliosynchronní oběžnou dráhu (SSO). Klíčovou vlastností, která odlišuje ZQ-2 od většiny jiných raket, je použití methaloxu jako paliva – kombinace kapalného metanu (CH4) a kapalného kyslíku (LOX).
Vývoj ZQ-2 nebyl bez obtíží. První pokus o start v prosinci 2022 sice úspěšně proběhl po většinu letu, ale druhý stupeň se nedostal na oběžnou dráhu kvůli problému s motorem. Navzdory tomuto neúspěchu se ZQ-2 zapsala do historie jako první raketa na světě poháněná methaloxem, která dosáhla kosmického prostoru, a to ještě před významnějšími projekty západních firem ve stejném segmentu. LandSpace se z neúspěchu poučil a v červenci 2023 následoval úspěšný druhý start, při kterém ZQ-2 poprvé dosáhla oběžné dráhy a úspěšně dopravila svůj náklad. Tím se stala ZQ-2 první methalox raketou na světě, která úspěšně dosáhla oběžné dráhy. Další úspěšné starty v roce 2024 potvrdily rostoucí spolehlivost nosiče. Start v květnu 2025 s vylepšenou verzí ZQ-2E je tak dalším krokem v evoluci této rakety.
Proč metan? Palivo budoucnosti pro opakovaně použitelné rakety
Volba metanu jako raketového paliva není náhodná, ale odráží globální trend a snahu o dosažení opakované použitelnosti nosných raket a podporu budoucích misí do hlubokého vesmíru, zejména na Mars. Methalox má oproti tradičnějším raketovým palivům několik klíčových výhod:
- Opakovaná použitelnost: Metan hoří mnohem čistěji než kerosin (palivo používané například v prvních stupních raket Falcon 9 nebo Atlas V). Při spalování kerosinu vznikají saze (koks), které se usazují v raketových motorech a komplikují jejich opakované použití, protože vyžadují zdlouhavé a nákladné čištění. Spalování metanu produkuje převážně oxid uhličitý a vodu, což vede k mnohem menšímu znečištění motorů a usnadňuje tak jejich rychlou kontrolu a přípravu na další let. Čistší spalování je klíčové pro ekonomickou životaschopnost opakovaně použitelných prvních (a případně i druhých) stupňů raket.
- Cena a dostupnost: Metan (hlavní složka zemního plynu) je relativně levný a snadno dostupný v porovnání s raketovým kerosinem nebo kapalným vodíkem.
- Hustota paliva: Kapalný metan má vyšší hustotu než kapalný vodík. To znamená, že pro uložení stejného množství energie je potřeba menší objem nádrží, což vede k menším a lehčím raketovým stupňům (vodíkové nádrže jsou velmi objemné). Ačkoliv vodík má vyšší specifický impuls (poskytuje větší tah na jednotku spáleného paliva), výhoda v hustotě metanu se projevuje v menších a strukturně jednodušších stupních.
- Teplota skladování: Kapalný metan se skladuje při vyšší teplotě (kolem -162 °C) než kapalný vodík (-253 °C). To zjednodušuje a zlevňuje manipulaci s palivem na Zemi a usnadňuje jeho dlouhodobé skladování ve vesmíru, což je důležité pro meziplanetární lety a mise s doplňováním paliva.
- Produkce na Marsu (ISRU): Jednou z nejvíce futuristických výhod metanu je jeho potenciál pro výrobu přímo na Marsu. Pomocí tzv. Sabatierovy reakce lze z oxidu uhličitého (kterého je v marsovské atmosféře hojně) a vodíku (který lze získat z podpovrchového ledu) vyrobit metan a vodu. Voda se pak elektrolýzou rozloží na vodík a kyslík. Takto lze vyrobit methalox palivo pro zpáteční cestu na Zemi nebo pro průzkum Marsu z jeho povrchu, čímž se dramaticky snižuje množství paliva, které je nutné dopravit ze Země. Tento potenciál pro využití místních zdrojů (ISRU – In-Situ Resource Utilization) činí methalox preferovaným palivem pro ambiciózní mise na Mars.
Nevýhody methaloxu oproti vodíku spočívají především v nižším specifickém impulsu, což znamená, že raketa s methaloxem obvykle potřebuje nést více paliva než vodíková raketa srovnatelného výkonu. Nicméně kombinace výhod (čisté spalování, skladování, cena, ISRU) činí z methaloxu velmi atraktivní volbu pro novou generaci nosičů, zejména těch opakovaně použitelných.
Motory Tiansque: Srdce rakety ZQ-2
Klíčovou součástí rakety Zhuque-2 jsou její motory vyvinuté společností LandSpace, nesoucí označení Tiansque (nebo také TQ). Raketa ZQ-2 využívá motory TQ-12 v prvním stupni a vakuovou verzi motoru TQ-11 ve druhém stupni.
Motor TQ-12 je raketový motor na kapalné palivo poháněný methaloxem, využívající pokročilý cyklus se stupňovým spalováním bohatým na kyslík (oxidizer-rich staged combustion - ORSC). Cyklus stupňového spalování je technicky náročnější na vývoj a výrobu než jednodušší cyklus s plynovým generátorem (gas generator cycle), ale poskytuje vyšší výkon a účinnost. V ORSC cyklu se malé množství paliva spaluje s velkým množstvím okysličovadla (LOX) v předkomoře, čímž vzniká horký plyn bohatý na kyslík, který pohání turbopumpy (čerpadla dodávající hlavní palivo a okysličovadlo do hlavní spalovací komory). Tím se dosahuje vyššího tlaku ve spalovací komoře a lepší účinnosti. Vývoj a úspěšný provoz motoru TQ-12 s tímto pokročilým cyklem představuje významný technický úspěch pro LandSpace a čínský soukromý sektor. První stupeň ZQ-2 používá více motorů TQ-12, které společně poskytují potřebný tah pro odlepení od země.
Druhý stupeň ZQ-2 je poháněn motorem TQ-11 (vakuová verze), který je optimalizován pro provoz ve vakuu, kde není atmosférický tlak, a poskytuje tak vyšší specifický impuls.
Zhuque-2E: Evoluce nosiče pro vyšší výkon
Start v květnu 2025 využil vylepšenou verzi rakety, označovanou jako Zhuque-2E (ZQ-2E). Přesné technické detaily rozdílů mezi standardní ZQ-2 a ZQ-2E nemusí být vždy plně zveřejněny, ale označení „E“ typicky naznačuje evoluci nebo vylepšení. V kontextu nosných raket to obvykle znamená zvýšení nosnosti, zlepšení spolehlivosti, optimalizaci pro konkrétní typy misí nebo případně zavedení prvků pro budoucí opakovanou použitelnost.
Vylepšení ZQ-2E by mohla zahrnovat:
- Vyšší tah motorů: Optimalizace motorů TQ-12 pro poskytování většího tahu.
- Strukturální optimalizace: Změny v konstrukci raketových stupňů (např. použití lehčích materiálů, jiné uspořádání nádrží) pro snížení hmotnosti rakety a zvýšení nosnosti.
- Zvětšení nádrží: Větší objem nádrží pro palivo a okysličovadlo, umožňující delší zážeh motorů nebo vyšší dodávku paliva.
- Vylepšení avioniky a řídicích systémů: Modernizace elektroniky a softwaru pro lepší navigaci, řízení letu a spolehlivost.
- Optimalizace pro vynesení více nákladů: Zlepšení mechanismu pro umístění a vypuštění více satelitů.
Úspěšný start ZQ-2E s šesti satelity jasně demonstroval, že tato vylepšená verze je schopna vynést těžší náklad nebo dopravit náklad na přesnější oběžnou dráhu ve srovnání se standardní ZQ-2. Schopnost vynést najednou šest satelitů je pro komerčního poskytovatele startů velmi důležitá, protože umožňuje nabízet služby vynesení více nákladů (tzv. rideshare mise), což je pro menší satelity a společnosti budující satelitní konstelace cenově atraktivní.
Mise šestice satelitů: Kdo a co letělo na oběžnou dráhu?
Konkrétní náklad rakety Zhuque-2E v květnu 2025 tvořila šestice satelitů. Bohužel, informace o komerčních satelitech vynášených čínskými soukromými raketami nejsou vždy tak detailně zveřejňovány jako u západních startů. Nicméně, s vysokou pravděpodobností šlo o kombinaci:
- Technologických demonstračních satelitů: Určené k testování nových technologií na oběžné dráze.
- Satelitů pro dálkový průzkum Země: Pro pořizování snímků zemského povrchu pro různé účely (monitorování životního prostředí, zemědělství, mapování, bezpečnost).
- Komunikačních satelitů: Pro poskytování telekomunikačních služeb nebo testování nových komunikačních technologií.
- Satelitů pro internet věcí (IoT): Součást rodících se konstelací pro komunikaci s malými senzory a zařízeními po celém světě.
Vynesení šesti satelitů najednou vyžaduje speciální adaptér pro užitečné zatížení (payload adapter) a mechanismus pro jejich postupné a bezpečné vypuštění na správnou oběžnou dráhu. To ukazuje na vyspělost LandSpace nejen v oblasti vývoje samotné rakety, ale i v oblasti integračních služeb pro různé typy satelitů. Úspěšné dosažení plánované oběžné dráhy a správné rozmístění všech šesti satelitů je klíčovým kritériem úspěchu celé mise.
Start z pouště: Kosmodrom Jiuquan
Start rakety Zhuque-2E se uskutečnil z kosmodromu Jiuquan (JSLC – Jiuquan Satellite Launch Center), který se nachází v poušti Gobi v čínské provincii Kan-su. Jiuquan je jedním z hlavních čínských vesmírných přístavů a má dlouhou historii sahající až do počátků čínského kosmického programu. Byl prvním čínským kosmodromem a dodnes slouží k vypouštění řady čínských satelitů a lodí s posádkou (mise Shenzhou).
V posledních letech se Jiuquan stává klíčovým centrem také pro čínské soukromé vesmírné společnosti. Jeho poloha v poušti poskytuje rozsáhlý a řídce osídlený prostor pro bezpečnostní zóny pro případ selhání při startu, což je pro testování a provoz nových raket nezbytné. LandSpace a další čínské soukromé raketové společnosti využívají infrastrukturu kosmodromu Jiuquan k provádění svých startovních operací. Start z Jiuquanu je obvykle vhodný pro mise na polární a heliosynchronní oběžné dráhy, které jsou běžné pro satelity dálkového průzkumu Země a vědecké satelity – typický náklad pro rakety jako ZQ-2.
Detaily úspěšného letu
Start rakety Zhuque-2E proběhl podle standardního scénáře dvoustupňové rakety na kapalné palivo. Po zážehu motorů TQ-12 v prvním stupni se raketa odlepila od země a začala stoupat atmosférou. Po vyhoření paliva a dosažení určité výšky a rychlosti došlo k oddělení prvního stupně. Poté se zažehl motor TQ-11 druhého stupně, který pokračoval v letu směrem k cílové oběžné dráze. Během stoupání atmosférou došlo také k odhození aerodynamického krytu (fairingu), který chránil satelity před dynamickým tlakem a zahříváním. Po dosažení cílové oběžné dráhy následovala kritická fáze vypuštění šesti satelitů, kdy byly postupně uvolněny z adaptéru na oběžnou dráhu. Potvrzení úspěšného oddělení všech satelitů a jejich správné fungování na oběžné dráze potvrdilo úplný úspěch mise.
Úspěch tohoto startu ZQ-2E je dalším důkazem spolehlivosti methalox motorů Tiansque a celého systému rakety po předchozích úspěšných letech standardní ZQ-2. Ukazuje to, že LandSpace postupně zraje jako spolehlivý poskytovatel startovacích služeb.
LandSpace a čínský komerční vesmír
LandSpace je jedním z nejvýznamnějších hráčů na rychle se rozvíjející scéně čínských soukromých vesmírných společností. Konkuruje dalším firmám, jako je iSpace (známá svou raketou Hyperbola) a Galactic Energy (provozující raketu Ceres-1). Zatímco některé z těchto společností se zpočátku soustředily na rakety na tuhá paliva (které jsou technologicky jednodušší a rychleji se vyvíjejí, ale mají omezení v nosnosti a nelze je snadno zopakovatelně použít), LandSpace se od počátku zaměřil na složitější rakety na kapalné palivo, konkrétně methalox, s dlouhodobým cílem dosáhnout opakované použitelnosti.
Rozvoj těchto soukromých společností je do značné míry podporován čínskou vládou, která si uvědomuje strategický význam vesmírného průmyslu a potřebuje doplnit kapacity svého státního programu a zároveň stimulovat inovace. Soukromé firmy mají ambici pokrýt rostoucí poptávku po vynesení menších satelitů a satelitních konstelací, a v budoucnu konkurovat i na mezinárodním trhu. Úspěchy firem jako LandSpace v oblasti pokročilých technologií, jako je methalox, ukazují, že čínský soukromý sektor má potenciál stát se významným globálním hráčem.
Srovnání na globální scéně: ZQ-2 vs. Starship a New Glenn
V kontextu raket na methalox je Zhuque-2 často srovnávána s mnohem známějšími projekty západních společností:
- SpaceX Starship: Nejambicióznější projekt na methalox, vyvíjený společností SpaceX Elona Muska. Starship je navržena jako supertěžká nosná raketa s plnou a rychlou opakovanou použitelností obou stupňů. Je výrazně větší a výkonnější než ZQ-2, s cílem dopravovat desítky až stovky tun na oběžnou dráhu a v budoucnu podporovat mise na Měsíc a Mars. Ačkoliv Starship vzbudila obrovskou pozornost a provádí průkopnické testy, ZQ-2 byla první methalox raketou, která úspěšně dosáhla oběžné dráhy.
- Blue Origin New Glenn: Těžká nosná raketa vyvíjená společností Blue Origin Jeffa Bezose, poháněná methalox motory BE-4 (které jsou také použity v americké raketě Vulcan Centaur). New Glenn je navržena jako částečně opakovaně použitelná (první stupeň) a cílí na trh těžkých nákladů. Je ve vývoji déle než ZQ-2 a zatím neabsolvovala svůj první start.
Zatímco Starship a New Glenn míří do segmentu supertěžkých a těžkých nákladů, ZQ-2 a ZQ-2E se řadí spíše mezi střední až těžší střední nosiče (s nosností v řádu tun na LEO/SSO). Úspěch LandSpace s ZQ-2 ukazuje, že methalox technologie je životaschopná pro různé velikosti raket a že čínské společnosti jsou schopny ji úspěšně vyvíjet a nasazovat. I když LandSpace ještě nedemonstroval opakovanou použitelnost prvního stupně ZQ-2, je pravděpodobné, že budoucí verze nebo nová raketa společnosti bude na těchto zkušenostech stavět s cílem dosažení tohoto cíle, podobně jako SpaceX se svými raketami Falcon.
Výzvy a budoucnost: Na cestě k opakované použitelnosti?
Navzdory úspěšnému startu ZQ-2E čelí LandSpace a celý čínský soukromý vesmírný sektor řadě výzev. Klíčovou technologickou výzvou pro LandSpace zůstává dosažení a komerční provoz opakované použitelnosti prvního stupně rakety ZQ-2 nebo jejího následovníka. To vyžaduje nejen technickou schopnost bezpečně přistát s prvním stupněm, ale také schopnost rychle a ekonomicky efektivně připravit stupeň na další let.
Další výzvy zahrnují:
- Zvyšování kadence startů: Pro udržení konkurenceschopnosti na trhu je nutné provádět starty často a pravidelně.
- Snižování nákladů: Klíč k úspěchu na komerčním trhu spočívá ve schopnosti nabízet startovací služby za atraktivní ceny.
- Konkurence: Jak na domácím čínském trhu, tak i na mezinárodní scéně.
- Regulatorní prostředí: Pohyb v rámci čínských vesmírných regulací.
Budoucnost LandSpace a rodiny raket Zhuque-2 pravděpodobně zahrnuje pokračování v provozu a dalším vylepšování ZQ-2/ZQ-2E pro zvýšení nosnosti a spolehlivosti. Lze očekávat, že společnost bude pracovat na demonstraci technologie přistání prvního stupně a na vývoji plně nebo částečně opakovaně použitelné verze své rakety, což je nezbytné pro dlouhodobou konkurenceschopnost v segmentu komerčních startů. LandSpace také možná vyvíjí těžší nosiče nebo rakety pro specifické typy misí. Jejich průkopnická role v oblasti methaloxu v Číně jim dává dobrou výchozí pozici pro budoucí rozvoj.
Závěr: Čínský komerční vesmír nabírá na síle
Úspěšný start vylepšené rakety Zhuque-2E společnosti LandSpace s šesticí satelitů v květnu 2025 je dalším jasným důkazem rostoucí síly a vyspělosti čínského soukromého vesmírného sektoru. Ukazuje, že čínské firmy jsou schopny vyvíjet pokročilé nosné rakety na kapalné palivo, včetně těch využívajících moderní pohonné látky jako methalox, a úspěšně je provozovat pro komerční mise s více satelity.
LandSpace si upevňuje pozici jako průkopník methalox raket v Číně a jako důležitý hráč na trhu s vypouštěním satelitů. Ačkoliv cesta k plné opakované použitelnosti a globální konkurenceschopnosti je ještě dlouhá a plná výzev, každý úspěšný start, jako byl tento let ZQ-2E, posiluje důvěru v technologii a ve schopnosti společnosti.
Vývoj raket na methalox v Číně ze strany soukromých firem, jako je LandSpace, je klíčový pro snížení nákladů na přístup do vesmíru, podporu růstu čínského satelitního průmyslu (včetně budování konstelací) a pro posílení celkové pozice Číny v globálním vesmírném závodě 21. století. Tento start není jen technickým úspěchem, ale také signálem, že čínský komerční vesmírný průmysl nabírá na síle a stává se vážným hráčem na světové scéně, který bude v nadcházejících letech formovat budoucnost přístupu do vesmíru. Sledovat další kroky LandSpace a jejich konkurentů v Číně bude nesmírně zajímavé.
