Čína chce vlastní Falcon 9: Chystá rakety, které budou létat opakovaně a vynesou na oběžnou dráhu desetitisíce družic

Raketa Falcon 9 se rychle blíží svému 700. startu. Jen loni letěla 165krát, což představuje víc než polovinu z celosvětových 324 pokusů o dosažení oběžné dráhy. Mnohem podstatnější ovšem je, že jeho aktuální úspěšnost je vyšší než 99 % – k 10. říjnu 2026 má na svém kontě 691 úspěšný start z celkem 694 pokusů.

Jeho první stupeň je opakovaně použitelný, a to s minimální údržbou. SpaceX ukázala, že když je potřeba, může se jeden první stupeň „otočit“ za méně než deset dní. Rekordman s výrobním číslem B1067 absolvoval do letošního srpna už 37 startů (viz Klasika číslo devět). U jiných producentů či operátorů to znamená, že je potřeba vyrobit 37 úplně nových raket. SpaceX to zvládla s jedním prvním stupněm, pouze druhý se musí pro každý start vyrobit znovu, přičemž tvoří asi 30 % ceny nosiče.

Otázka a odpověď

Pravdou zůstává, že opakovaná použitelnost není vhodná pro každou raketu. Nosič se musí vybavit přistávacím systémem, palivem pro snižování rychlosti, lepší tepelnou ochranou či robustnější konstrukcí. To, co běžná raketa absolvuje jednou, musí její recyklovaný protějšek zvládat opakovaně.

A pak je tu infrastruktura nezbytná pro záchranu a předletovou přípravu, která probíhá jinak než u nového nosiče. Obecně se tedy má za to, že opakovaně použitelné rakety dávají smysl od 25 startů za rok. Čínská lidová republika však hledá takové, které jich zvládnou víc. Vyvstává přitom jednoduchá otázka: Proč si Čína přeje skokově navýšit počty svých vesmírných misí? 

Loni jich uskutečnila 92 a použila k tomu víc než 15 různých typů raket. Potřebuje ale jeden či ideálně víc nosičů, jež samy o sobě ekonomicky odlétají vyšší desítky misí ročně. A když jich budou stovky, nikdo se zlobit nebude. Odpověď zní jednoduše: megakonstelace. Obří sítě desítek tisíců komunikačních družic, které obklopí celou zeměkouli a zajistí kvalitní vysokorychlostní datové připojení s minimální latencí kdykoliv a kdekoliv, bez ohledu na hranice, rušení apod. 

Ukazuje se, že koncept Starlink, se kterým přišel Elon Musk, je geniální. Na rozdíl od běžných operátorů dovoluje s minimálními náklady pokrýt obrovská území včetně oceánů, pouští nebo polárních oblastí. Pouze na počátku vyžaduje zásadní investici v podobě vývoje a výroby družic i raket, ale poté má minimální provozní náklady.

Nezbytná flotila raket

Čína chce vybudovat několik podobných systémů pro sebe i zahraniční partnery (stejně jako si třeba Pentagon kromě služeb systému Starlink objednal také vlastní družice Starshield). A ti se pak s vlastníkem soustavy úzce ekonomicky i politicky propojují. Ostatně stačí se podívat právě na Starlink: V míře vrchovaté ho na bojišti vy­užívá Ukrajina i Rusko, a kdykoliv o něj jedna ze stran přijde, znamená to pro ni zásadní nevýhodu. Z dlouhodobého hlediska by schopnost či neschopnost využívat Starlink dokonce mohla vést ke zvratu na bojišti.

Kromě komunikačních družic však klepou na dveře i další aplikace, které si vyžádají flotilu raket. Jde například o datová centra na oběžné dráze nebo o jejich propojení s obřími orbitálními farmami umělé inteligence. To, co se před několika lety zdálo jako nereálná fantazie, najednou nabývá konkrétních rozměrů a prvních takových družic se dočkáme před koncem dekády. Stejně tak získají megakonstelace nové schopnosti, zahrnující třeba přístroje pro dálkový průzkum a pozorování.

A pak jsou tu zvažované další aplikace, kupříkladu rozměrné konstrukce kosmických solárních elektráren nebo jiné geoinženýrské stavby – jako gigantická zrcadla pro osvětlování planety, či naopak stínidla pro ochranu některých oblastí apod. Výrazná nosná kapacita zkrátka bude potřeba. A kdo ji nezíská, bude mít problém.

Čínská sázka na jistotu

Čína ovšem nespoléhá na jedinou megakonstelaci. Už dnes vypustila družice pro prvních pět soustav, které by dohromady měly zahrnout zhruba 40 tisíc zařízení. Přitom je pravděpodobné, že jich bude dokonce víc, protože operátoři obvykle v první fázi žádají o povolení vypustit menší počet satelitů a postupně ho zvyšují. Důvod tkví v tom, že společně s povolením přichází vždy podmínka, dokdy je potřeba vynést polovinu z plánovaného počtu družic a dokdy všechny. Požádat rovnou o povolení pro celou megakonstelaci by znamenalo muset během šesti let vyvinout, vyrobit a vypustit deset tisíc satelitů, což je nereálné. Proto se žádá o pár stovek nebo tisíc, a pak znovu a znovu. Pojďme si tedy budované čínské megakonstelace představit. 

Síť Čchien-fan (Qianfan), dříve G60 Starlink, provozuje napůl soukromá a napůl vládní firma Shanghai Spacecom Satellite Technology. Do konce loňského roku měla na orbitě 119 družic, vynesených při šesti startech, ale cíl představuje víc než 15 tisíc zařízení. Soustavu Kuo-wang (Guowang) provozuje formálně soukromá China Satellite Network Group, avšak vlastněná státem. Zatím má na orbitě 150 družic a cílí na 13 tisíc. Síť Geely má zajišťovat komunikaci, konektivitu i navigační služby a buduje ji společnost Geespace coby technologická divize skupiny Geely. Dosud vypustila 64 družic, čímž se blíží dokončení první fáze zahrnující 72 satelitů. Ve druhé fázi se odzkouší spojení s mobilními telefony i připojení k internetu a v rámci třetí fáze už bude operační pro celý svět. Celkově půjde o 6 012 družic. 

Soustavu Tchien-čchi (Tianqi) chystá firma Guodian Gaoke a primárně má sloužit ke spojení v rámci tzv. internetu věcí – tedy k automatické komunikaci zařízení, například autonomních vozidel. Z celkových 3 918 družic už se v kosmu nachází 41 kusů. Síť Three-Body Computing Constellation společně připravují Guoxing Aerospace a Zhejiang Lab a z plánovaných 2 800 satelitů jich kolem Země krouží dvanáct.

Z projektů, jež dosud žádné zástupce na oběžné dráze nemají, stojí za zmínku Chung-chu 3 (Honghu). Zaštiťuje ho výrobce raket LandSpace a producent družic Hongqing Technology, přičemž se počítá s vypuštěním více než 10 tisíc satelitů. Loni v prosinci Čína požádala také o povolení pro dvě konstelace s pracovním názvem CTC-1 a CTC-2. Každou z nich by mělo tvořit 96 714 družic, takže celkově jich bude skoro 200 tisíc! A i kdybychom uvedený projekt nepočítali, je jasné, že poptávka po vynášení satelitů pro čínské kosmické megaprojekty je obrovská.

Dlouhý pochod

Stávající čínské nosiče nemají šanci podobnou zátěž zvládnout technicky ani ekonomicky. Půl století ležela hlavní tíha tamní kosmonautiky na bedrech raket rodiny Čchang Čeng (Chang Zheng, CZ) neboli Dlouhý pochod, s pořadovými čísly 1 až 4. Některé se sice vyřazovaly, ale jiné prošly modernizací nebo dostaly nové horní stupně. Jednalo se o nosiče odvozené od mezikontinentální balistické rakety Tung Feng 4 (Dong Feng, DF) a premiérová CZ-1 vynesla v dubnu 1970 na oběžnou dráhu i první čínskou družici.

Ačkoliv se CZ-2 až CZ-4 stále používají, pomalu se prosazuje nová generace postavená na CZ-5. Tato aktuálně nejsilnější raketa čínského arzenálu má středový stupeň na kapalný vodík a kyslík se dvěma motory YF-77 a čtyři pomocné bloky s motory YF-100 na kapalný kyslík a kerosin. Nosič má i druhý kyslíkovodíkový stupeň s motorem YF-75D a v případě potřeby rovněž třetí, který spaluje asymetrický dimethylhydrazin a oxid dusičitý.

Nejdůležitější je ovšem motor YF-100 z pomocných bloků, který se stal základem raket CZ-6, CZ-7 i CZ-8 s různou dopravní kapacitou: Zatímco nejsilnější CZ-5 nabízí nosnost 25 tun, u nejmenší CZ-6 jde zhruba o 1 tunu na nízkou dráhu. Kromě toho zmíněné nosiče využívají stupně o shodném průměru 3,35 m, takže sdílejí technologii a infrastrukturu. 

Dá se tedy říct, že se pomocný blok z CZ-5 velmi podobá prvním stupňům CZ-6 až CZ-8, jež se ovšem liší například počtem motorů YF-100. Navíc daný motor využívají v opakovaně použitelné verzi i rakety CZ-10 a CZ-12. Popsaný modulární systém samozřejmě zajišťuje značnou úsporu, a kdyby nebylo potřeba vynášet satelitní megakonstelace, v podstatě by neměl chybu. Jenže satelitní sítě tu zkrátka jsou…

Něco jako Falcon 9

Spíš než na vývoj státních raket pod hlavičkou CZ se lidová republika rozhodla vsadit na komerční sektor – tedy na soukromé firmy, které získají odpovídající podporu a na oplátku přinesou do čínské kosmonautiky „něco jako Falcon 9“. S čínskými klony zmíněného nosiče se tak doslova roztrhl pytel a dnes jich lze napočítat nejméně osm. Některé z nich bezpochyby navždy zůstanou na rýsovacích prknech, jiné selžou z technického hlediska. Ale tři nebo čtyři projekty dospějí do cíle a jeden či dva se Falconu 9 svými parametry alespoň přiblíží. A o to jde.

Jako první z uvedených raket odstartovala Tchien-lung (Tianlong), šlo však o start nedobrovolný: 30. června 2024 se měl odehrát půlminutový test motorů prvního stupně na zkušebním stavu, jenže nedostatečně upevněný stupeň se utrhl a motory ještě několik desítek sekund pracovaly. Po neplánovaném letu trvajícím 50 sekund se stupeň zřítil 1,5 km od rampy a 5 km od centra milionového města Kung-i.

Raketa každopádně měří 71 metr na výšku, 3,8 metru v průměru a nabídne nosnost 17 tun nákladu. Startovní hmotnost činí 590 tun a oba stupně využívají kapalný kyslík a kerosin, s tím že v tom prvním se nachází devět motorů TH-12 a ve druhém je jeden stejný, ale upravený pro práci ve vakuu. První stupeň bude použitelný opakovaně a s premiérou nosiče se počítá letos. Do tří let chce potom firma Space Pioneer, jež raketu vyvíjí a vyrábí, zvýšit počet startů na 30 ročně.

Úspěch rumělkového ptáka

První úspěšnou raketou, kterou lze považovat za klon Falconu 9, se stala Ču-čchüe 3 (Zhuque), v překladu „rumělkový pták“. V jednom důležitém parametru se však od svého amerického vzoru liší – namísto kerosinu využívá kapalný metan. Dosahuje výšky 65,9 metru, průměru 4,5 metru a sestává ze dvou stupňů: První nese devět motorů TQ-12A, druhý pak jeden TQ-15A, tedy tentýž typ upravený pro práci ve vakuu. Při startovní hmotnosti 550 t má raketa vynášet 8 tun nákladu nebo 11,8 tuny v případě, že se první stupeň nebude zachraňovat.

Zároveň už se ovšem vyvíjí výkonnější verze Ču-čchüe 3E se silnějšími motory, prodlouženými nádržemi a nosností až 21,3 tuny. Menší Ču-čchüe 2 přitom předloni v červenci jako první raketa s motory na kapalný metan dosáhla oběžné dráhy.

Premiérová „trojka“ odstartovala loni 3. prosince, oba stupně pracovaly na výbornou a povedlo se dosáhnout plánované oběžné dráhy. Nezdařilo se jen řízené přistání prvního stupně, který musel provést celkem tři zážehy – a ten poslední se mu stal osudným. V okamžiku zážehu, kilometr nad betonovou přistávací plochou, došlo v motorové sekci k výbuchu a nosič se jako ohnivý meteor zřítil na její okraj.

Úspěšná záchrana stupně se však při prvním letu očekávat nedala, a již samotné dosažení oběžné dráhy znamenalo vynikající výsledek. Druhá raketa Ču-čchüe 3 odstartovala letos v srpnu a její první stupeň se jako první v historii soukromé čínské kosmonautiky úspěšně vrátil na pevninu a přistál na výsuvných nohách.

Krátce po úspěšném startu Ču-čchüe 3 získala firma LandSpace kontrakt na vypuštění 18 družic Kuo-wang v rámci jednoho startu, načež do ní investoři nalili kapitál ve výši miliardy dolarů. Je jasné, že na podobnou raketu čínský trh čeká, a pokud bude úspěšná, může získat kontrakty na stovky startů.

Kvarteto pro letošní rok

Nemá smysl vyjmenovávat všechny čínské projekty napodobující Falcon 9, proto se zastavme jen u těch, které letos slibovaly nebo již absolvovaly první start.

Raketa Pallas 1 od Galactic Energy by se s trochou nadsázky dala označit za „Falcon 9 Light“. Měří přibližně 50 metrů, její tělo má průměr 3,35 metru a startovní hmotnost dosahuje asi 283 tun. Dvoustupňový nosič využívá kapalný kyslík a kerosin. První stupeň pohání sedm motorů CQ-50, zatímco druhý má jeden motor upravený pro práci ve vakuu. Na nízkou oběžnou dráhu má dopravit až sedm tun nákladu.

Počítá se také s variantou Pallas 1B, která bude mít tři spřažené první stupně po vzoru Falconu Heavy a nosnost až 17,5 tuny. Základní Pallas 1 absolvovala premiérový orbitální let 1. září 2026 a úspěšně dosáhla plánované oběžné dráhy. Při tomto letu se však ještě neověřovala záchrana prvního stupně; výrobce ji chce zavádět postupně při dalších misích.

Firma CAS Space, spojená s Čínskou akademií věd, vyvinula nosič Kinetica 2 neboli Li-ťien 2 (Lijian). Dvoustupňová raketa využívá kapalný kyslík a kerosin, měří 53 metrů, její jádro má průměr 3,35 metru a startovní hmotnost činí přibližně 625 tun. První stupeň tvoří tři spřažené bloky s celkem devíti motory YF-102, zatímco druhý pohání jeden motor stejné rodiny upravený pro práci ve vakuu. Kinetica 2 dokáže dopravit až 12 tun nákladu na nízkou oběžnou dráhu, případně osm tun na slunečně synchronní dráhu ve výšce 500 kilometrů.

Premiéru absolvovala 30. března 2026. Na oběžnou dráhu úspěšně dopravila tři objekty včetně prototypu nákladní kosmické lodi Čching-čou, která sama vážila 4,2 tuny. CAS Space připravuje také výkonnější varianty Kinetica 2H a Kinetica 3. Do budoucna chce zavést i záchranu a opakované použití bloků prvního stupně.

Raketa Nebula 1 od společnosti Deep Blue Aerospace využívá stejně jako Falcon 9 kapalný kyslík a kerosin. Měří přibližně 35 metrů, její tělo má průměr 3,35 metru a startovní hmotnost dosahuje asi 150 tun. První stupeň má pohánět devět motorů Thunder-R, druhý pak jeden motor Thunder-RV upravený pro práci ve vakuu. Nosnost na nízkou oběžnou dráhu se odhaduje na dvě tuny. Projekt má především položit základy pro výkonnější Nebulu 2, jejíž plánovaná nosnost má dosahovat až 25 tun.

Při zkoušce z 22. září 2024 se prototyp Nebuly 1 pokusil o řízené přistání, v závěrečné fázi však havaroval. Přesto splnil deset z jedenácti stanovených úkolů a přinesl cenné poznatky pro vývoj znovupoužitelného nosiče. Na první start rakety Nebula 1, která má dopravovat náklad na oběžnou dráhu, se ale stále čeká.

Další očekávanou premiérou má být Hyperbola 3 od společnosti i-Space. Jde o dvoustupňový, částečně znovupoužitelný nosič, který podle aktuálních údajů výrobce měří 77,8 metru a má průměr 4,2 metru. V prvním stupni ponese devět motorů JD-2, ve druhém jeden motor stejné rodiny upravený pro práci ve vakuu. Oba stupně budou spalovat kapalný metan a kapalný kyslík, nikoli kerosin. Nosnost má dosahovat 8,5 tuny při záchraně prvního stupně, respektive 14 tun při jeho jednorázovém použití.

Chystá se také těžší varianta Hyperbola 3H se třemi spřaženými prvními stupni. Premiéra základní Hyperboly 3 zůstává plánovaná na rok 2026. První let má ověřit schopnosti nosiče při cestě na oběžnou dráhu a také technologii návratu prvního stupně s přistáním na mořské plošině.

Jak vidno, raket třídy Falcon 9 stojí v čínské „nelicenci“ v kosmické frontě opravdu hodně. Ne všechny se však dočkají úspěšné premiéry a ještě méně jich dokáže naplnit příslib levných a častých startů s opakovaně použitelnými stupni. Právě to bude rozhodovat o jejich budoucnosti: Čína totiž nepotřebuje jen nové rakety, ale především spolehlivou flotilu nosičů, která dokáže vynášet tisíce družic a držet krok s rychle rostoucími ambicemi země ve vesmíru.