Autor fotografie: Marek Otevřel
Bratři Marek a Filip Otevřelovi si se svým týmem firmy OteSpace stanovili nemalý, ale o to ambicióznější cíl: sestrojit orbitální nosič nazvaný příznačně Český vrabec (Czech Sparrow), který by sloužil k vynesení různého nákladu na oběžnou dráhu Země. Jak takový projekt vlastně vzniká, s jakými riziky se musí počítat a jaký přínos bude mít pro Českou republiku samotná raketa? Nejen o tom více s rozhovoru s teoretickým fyzikem a duchovním otcem projektu Markem Otevřelem.
1. Společnost OteSpace, v jejímž čele stojíte, vyvíjí malou orbitální raketu Český vrabec. Kdy jste začal uvažovat, že se do takového projektu pustíte?
Asi nepřekvapí, že ten nápad se nezrodil přes noc. Naopak. V podstatě se rodil bez nadsázky v jistém smyslu celý můj život.
Na začátku stál pouhý zájem o vesmírné cesty následované intenzivním studiem problematiky tímto zájmem motivovaným. Během této řekněme „platonické“, fáze jsem si čistě hypoteticky myšlenkově pohrával s různými koncepty kosmických nosičů. Cílem této hry bylo vymyslet koncept, který by přispěl k zásadní redukci nákladů na kosmickou dopravu. V tomto okamžiku jsem ovšem ani nepomyslel na jakoukoliv možnost praktické realizace, a to z prostého důvodu neexistujících finančních zdrojů a všeobecně hluboce zakořeněné představy, že stát typu Česká republika je příliš malý na nezávislý nebo komerční kosmický program.
Ze zmíněných myšlenkových experimentů poměrně záhy vyplynulo, že klíčovou komponentou je pohonná jednotka i.e. raketový motor. Takže se můj zájem začal hodně soustředit tímto směrem. Po jisté době jsem se dostal do stavu, kdy jsem nalezl takový koncept, který by bylo možno vyzkoušet prakticky, a to i s nesmírně omezenými zdroji pouhého zaměstnance (byť placeného zaměstnavatelem v západní sféře). To se událo v období 2010-2013. Důvodem, proč zmiňuji rozpětí 3 let je, že mě samozřejmě chvíli trvalo, než jsem si to vše uvědomil, a než jsem přerodil svůj celý život trvající stav mysli z „platonického“ na „praktikující“ (asi jako když mladík poprvé zamilovaný do slečny obvykle dotyčnou nejprve 10x mine a teprve pak si dodá odvahy a osloví ji). Ono se není čemu divit, vždyť veškeré úvahy o kosmické dopravě byly obzvláště v „předmuskovské“ době spojovány s minimálně devíticifernými částkami v USD. Moje zdroje byly min. o 5 řádů níže.
A samozřejmě, musel jsem najít i pár lidí, které nadchnu natolik, že mi budou pomáhat tam, kam moje expertíza nesahá. To se právě stalo roku 2013, kdy jsme se poprvé v jisté hospodě u vína rozhodli, že zkusíme postavit malý kapalinový raketový motor (o zhruba 170N tj. 17kg tahu). Jeho základní specifika byla už tehdy jasně určena. Po zhruba 3 letech velmi pozvolné práce a po jednom neúspěšném pokusu jsme roku 2016 poprvé úspěšně vyzkoušeli náš první motor. Nazvali jsme ho PEPE, (PEroxide Propulsion Element, PEroxidový Pohonný Element).
Po tomto úspěchu jsem začal hledat partnera v průmyslové oblasti, který by měl zájem tuto technologii pod mojí supervizí rozvinout a posunout do komerční fáze. Nejslibnější se zdála cesta spolupráce s (CSRC) Czech Space Research Center, tehdy samostatnou firmou, dnes vesmírnou divizí společnosti BD Sensors. Intenzivně jsme hledali možnost financování, jak z českých, tak zahraničních zdrojů. Po zhruba 2 letech snažení jsme získali malý grant na studii proveditelnosti zhruba 40k Eur. Z těchto zdrojů jsme byli schopni v následujících letech vyvinout mnohem větší funkční vzorek motoru PEPEk-1, který byl navržen na nominální tah 1kN (tj. 100 kg). Tento motor, který už byl vybaven i čerpadlem pohonných hmot, jsme dvakrát vyzkoušeli v roce 2020. Během této fáze se fakticky zrodil nápad konceptu Českého vrabce.
2. Jaký zájem vzbudil projekt rakety na brněnském veletrhu obranné a bezpečnostní techniky IDET 2021, kam jste přivezli i odzkoušený funkční vzorek kapalinového raketového motoru PEPEk-1?
Vzbudil celou škálu zájmů. Reakce běžných ,,laických" návštěvníků, tedy těch, co se zastavili a zajímali, byla vesměs typu: ,,Super chlapi, držíme vám palce." Reakce profesionálů byly pochopitelně opatrnější. On profesionál si totiž musí dávat pozor na reputaci a tu by mohlo spojení se šíleným projektem vážně ohrozit. Ale přesto jsme si vyměnili navštívenky s několika slibnými potenciálními partnery. No a měli jsme přirozeně i pár návštěv z řad zástupců různých velvyslanectví. Je to konečně technologie ,,dvojího užití", není-liž pravda?
3. Jaká je ve Vašem segmentu konkurence? Pracuje na podobných projektech i více start-upů, nebo je Český vrabec unikátním počinem?
Konkurence je zatím malá, ale rapidně roste. Ovšem současně stejně rapidně roste i poptávka a zatím stále převyšuje nabídku. Dle profesionálních studií a předpovědí vývoje trhu by se ve střednědobém horizontu mělo být schopno v tomto odvětví dobře ,,uživit" zhruba 50-100 subjektů. Zatím se dají spočítat na prstech jedné ruky. Ale registruje se zhruba 150 start-up firem, které jsou v různých stádiích vývoje. Od pouhého konceptu až po konečnou fázi realizace. Samozřejmě vše v celosvětovém měřítku. Takže komerčně uspět lze, ale je potřeba neztrácet čas. Jde o závod s časem.
4. Můžete popsat, jak bude samotná raketa vypadat?
Bude mít délku 12 metrů, max. průměr něco přes 2 metry, aby se vešla do standardního 20´ kontejneru. Na startu bude mít hmotnost zhruba 22 tun, z toho 20 tun pohonných hmot. Na nízkou oběžnou dráhu (nižší stovky km nad hladinou moře) by měla být schopna vynést zhruba 250kg užitečného nákladu. První stupeň bude plně znovupoužitelný a bude přistávat motoricky na mobilní platformu. Mnohem menší druhý stupeň bude i s nákladem celý schován v prvním stupni (samozřejmě jen během "hoření" 1. stupně) a bude jen na jedno použití. Celý startovací a přípravný komplex by měl mýt formát standardních kontejnerů, a tudíž bude snadno přemístitelný v rámci stávající infrastruktury.
5. V jaké fázi je nyní vývoj rakety?
Současně je naším cílem vývoj experimentálního raketového dronu R2D2. Jeho cílem je za velmi nízkých nákladů vyzkoušet všechny klíčové komponenty opakovaně použitelné rakety - tj. motory, avioniku, navigaci, přenos dat atd. Ačkoliv dron sám nemá žádnou komerční aplikaci, lze na něm výše zmíněné zkoušet v malém měřítku, mnohem levněji, dříve a rychleji, než na finální raketě. Také by se mělo během této fáze definovat složení a osvědčit kompetence jádra realizačního týmu. Kvalitní lidé jsou vždy klíčem a nutnou podmínkou k úspěchu jakéhokoliv projektu.
6. S jakými riziky musíte při jejím vývoji počítat?
Těch je hned několik druhů:
1) Rizika technického rázu. Jedná se o technicky náročný projekt. Je nutno bezpečně zacházet s velkým množstvím vysoce energetických pohonných hmot, a to jak v přípravné fázi, tak během mise samotné.
2) Rizika komerční. Sem samozřejmě patří riziko spojené s úbytkem či stagnací poptávky nebo příliš rychlým tempem růstu konkurence. Ale to jsou rizika týkající se podnikání obecně, nejen aerospace.
3) Rizika společenská a politická. K úspěšné realizaci projektu potřebujeme podporu politickou a společenský souhlas. Pokud by lidé za projektem vývoje českého orbitálního nosiče Czech Sparrow nestáli a necítili ho jako „svoji věc“ bylo by podle našeho názoru prakticky nemožné takovou věc v ČR realizovat.
7. Důležitou součástí rakety jsou samozřejmě i motory. Vy jste otestovali v únoru motor PEPEk-1. Jak dopadl výsledek a co vše test ověřoval?
Máte pravdu, motor je doslova klíčovou komponentou. My nyní dokončujeme vývoj motoru již zmíněného "stokilového" PEPEk-1. Přestože nám motor během posledního testu ,,explodoval", pokládáme výsledek zkoušek za úspěch. Od posledních testů v r.2020 jsme totiž změnili či upravili prakticky vše klíčové. Ovládání, design čerpadla, komory (která byla poprvé aktivně chlazená), hlavní ventil (náš vlastní design) atd. Testovali jsme tedy naráz velmi mnoho nového. Takže by to vlastně byl malý zázrak, kdyby vše klaplo na poprvé a na jedničku. Takové věci se prostě ve vývojové fázi obvykle nedějí, a každý z oboru vám to potvrdí. Navíc selhal pouze jeden díl, a to způsobem, který jsme dopředu předpověděli jako možný ,,failure-mode", a který jsme chtěli z dobrého důvodu ověřit. Nevyšlo to, takže jsme design změnili a příští test by už snad mohl vyjít na tu jedničku ... uvidíme.
8. K jakému účelu má raketa sloužit, poté, co bude dopravena na oběžnou dráhu?
Raketa obecně slouží k účelu dopravovat užitečný náklad na oběžnou dráhu. Tím její úkol končí. Český vrabec v tomhle ohledu nebude výjimkou. Náklad dopravíme, fakturu vystavíme, kancelář zamkneme a jde se na flám. Co bude s vlastním nákladem na oběžné dráze, je už věcí zákazníka.
9. Jaké benefity toho bude mít Česká republika?
Potenciální benefity vidíme trojí.
1) Další úspěšná ryze česká společnost, v Česku platící daně a zaměstnávající (převážně) české lidi.
2) Zvýšení prestiže průmyslu ČR a ČR obecně a to doma i venku.
3) Zřejmé vojensko-strategické benefity vyplývající ze schopnosti nezávislé kosmické dopravy vlastní provenience.
10. Je Váš projekt spíše finančně úspornější, nebo počítáte se zvýšenými náklady? Žádali jste například o dotaci ze strany státu?
Náš koncept od počátku klade důraz na nízké náklady, dosažené skrze jednoduchost a z ní vyplývající maximální spolehlivost. Snažíme se zkrátka řešit problémy tím, že se jim, pokud to půjde, vyhneme, i za cenu technicky suboptimálního řešení. Zkrátka ,,Kalašnikov Design". A pokud využíváme ,,state-of-the-art" postupy, nebo některé inovujeme, tak obvykle ne proto, abychom zvyšovali účinnost, ale proto, abychom zvýšili rezervy, a tím především spolehlivost. To vše přirozeně snižuje finanční i časové nároky na vývoj a spolu s principem opakované použitelnosti většiny systému by se mělo promítnout do nízkých nákladů za misi.
Na rozdíl od nemalé části našich konkurentů, kteří své úsilí upínají k maximální výkonnosti vyvíjených motorů, my připouštíme výkonnostní penaltu, když tak dosáhneme vyšší bezpečnosti systému a možnosti jednotlivé části rakety znovu použít. Je všeobecně známo, že pohonné hmoty tvoří jen zanedbatelnou část nákladů za misi. Zákazníka proto nezajímá, jak je raketa těžká na rampě. Zajímá ho především, kolik musí za misi zaplatit. A proto to zajímá i nás.
Vzhledem ke konkurenci jsme pro investory relativně levní. Nicméně nelze zapomenout, že se stále bavíme o desítkách milionů EUR, což je částka na české poměry relativně vysoká. Jelikož se nikomu z nás na účtu „neválí“ zbytečných řekněme 30 milionů eur, je hledání způsobů financování zásadní prioritou. Takže ano, neustále podáváme žádosti o granty a snažíme se ve spolupráci s partnery účastnit výběrových řízení ESA. Zatím vyšel pouze ten výše zmíněný malý grant u TAČR na studii proveditelnosti (a to díky velmi prospěšné spolupráci s JIC, kterým za to patří velký dík). Ale máme další želízka v ohni. Takže držte palce.
Co se týče soukromých investorů, tak ty samozřejmě vítáme, ale jejich čas dle našeho odhadu přijde později, řekněme až naučíme náš malý raketový dron létat. Pak už, jak věříme, bude celý projekt vypadat v jejich očích mnohem realističtěji a budou ochotni ,,jít do rizika" a financovat jeho dokončení. A nám tato situace samozřejmě poskytne silnější pozici při vyjednávání.