Raketoví průkopníci

Sdílej
 
Na začátku dvacátého století byli vědci zabývající se raketami považováni za šarlatány či dokonce blázny. Často bývali terčem posměchu a jen velice zřídka se jim podařilo přesvědčit vládní instituce, aby jejich projekty financovaly. Někteří však vytrvali a právě oni se zasloužili o to, že dvacáté století můžeme nazývat stoletím kosmických letů.

S trochou nadsázky by se dalo říct, že historie raket se začala psát už před tisíci lety. Tehdy, na přelomu 10. a 11. století, byl v Číně smícháním dřevěného uhlí, síry a ledku vynalezen černý střelný prach. Ten se záhy stal palivem pro rakety. První rakety samozřejmě nesloužily k letům do vesmíru, používaly se pro zábavu při ohňostrojích nebo jako zápalné střely v boji. Byly to šípy do luku nebo samostřílu vybavené malou vrtulí a nacpané prachem. Jejich exploze vyvolávaly paniku mezi koňmi nepřátelských vojsk. Z Číny se rakety rozšířily do Japonska, na Střední východ, do Afriky a na konci 14. století se dostaly i do Evropy. Jedna z nejslavnějších historicky doložených bitev, ve které byly rakety použity, se odehrála 8. 5. 1429. Tehdy Johanka z Arku osvobodila orleánské vévodství pomocí čety lučištníků dobře vyzbrojených raketami. Turci v roce 1453 zapálili Cařihrad stejným způsobem. Střelným prachem byly rakety plněny celých devět set let. Další krok v jejich vývoji byl učiněn až na začátku 20. století.

Rakety na tekuté palivo

Původní Ciolkovského náčrty raketového motoruZa duchovního otce moderních raket můžeme považovat Američana Roberta Hutchingse Goddarda, který se narodil roku 1882. Už odmalička snil o tom, že vyšle raketu do vesmíru, a tomuto cíli zasvětil celý svůj život. Od roku 1915 konstruoval jednu raketu za druhou a na farmě v Auburnu v Massachusetts je testoval. V jeho nejúspěšnějším období odtud startovala raketa každých 19 dnů. Nejvýznamnější den pro Goddarda i pro vývoj raket vůbec byl 16. březen 1926. Tehdy se mu podařilo vypustit historicky první raketu na tekutou zápalnou směs - benzin a kyslík, která byla mnohem účinnějším pohonem než střelný prach. Raketa měřila více než 3 metry a vážila necelých 5 kg. Let trval pouhé dvě a půl vteřiny a raketa rychlostí 96 km/h vylétla do výšky 12 metrů. To byl však jen začátek. Se silou raket rychle rostla i výška letu. V roce 1929 to bylo 52 metrů a v roce 1930 již celých 600 metrů. To už byl Goddard známý i na veřejnosti a tisk mu věnoval čím dál více pozornosti. Ne vždy to ale byla pozornost, o kterou by mohl vynálezce stát. V mnohých případech musel snášet i posměšky novinářů. Například roku 1929, kdy mu jedna z testovaných raket explodovala na zemi, se v novinách objevil ironický titulek: Lunární raketa míjí svůj cíl o 384 000 km. V létě roku 1948 Goddard v Baltimore umírá, aniž by sestrojil raketu, která by dolétla až do vesmíru, jak si předsevzal. Zanechal po sobě několik vědeckých prací a 214 patentů, čímž položil základy pro vývoj raket.

Astronautika

Průřez vícestupňovou raketou: proudnicový kryt, užitečný náklad, letová elektronika, motor druhého stupně, pouzdro na padák, roznětka, nádrž na kapalný vodík, nádrž na kapalný kyslík, válec s tuhým palivem, přídavný motor na tuhé palivo, raketový motDalším průkopníkem v raketové technice byl francouzský pilot Robert Esnault Pelterie. Byl to velice zámožný muž, který veškeré své peníze investoval do pokusů s letadly a raketami. Pelterie byl jednou z největších postav aviatiky. Byl to právě on, kdo vynalezl hvězdicový motor a směrovou páku letadla. K výzkumu raket přešel v roce 1930. Krátce poté vydal dvojdílnou knihu Astronautika (bylo to mimochodem první použití tohoto slova), v níž vysvětluje fungování navigačního systému. Jedná se o systém na bázi gyroskopu, který hlídá sklon rakety a akcelerometru, jenž měří zrychlení rakety. V podstatě jde o počítač, který kontroluje dráhu rakety. K uskutečnění Pelterieových myšlenek došlo až po druhé světové válce, kdy se začaly rozvíjet elektronické počítače. V Rusku se raketám věnoval jiný nadšenec - učitel zapálený pro fyziku a kosmos Konstan-tin Ciolkovskij. Na rozdíl od předchozích dvou vědců byl Ciolkovskij čistý teoretik. Za celý svůj život nevypustil jedinou raketu. To však nijak nesnižuje jeho výsledky. Byl to právě on, kdo vynalezl vícestupňovou raketu. Aby raketa dosáhla potřebné výšky, postupně se zbavuje vyhořelých stupňů, které pro ni znamenají jen zbytečnou zátěž. Dnes téměř všechny rakety fungují na tomto principu. Již v roce 1898 Ciolkovskij popsal pomocí rovnic zákon pohybu raket. Jako první pochopil, že konečná rychlost rakety závisí na rychlosti vyražení spalovaných plynů. V roce 1903 tento geniální vědec doporučoval pro dosažení maximální rychlosti vyražení plynů a tím i co nejsilnějšího tahu použití směsi tekutého vodíku a tekutého kyslíku. Více než 40 let poté Američané uvedli do provozu první motor na tomto principu.

Zneužitá věda

Werner von Braun v době, kdy již pracoval pro vládu USA. Jako hlavní konstruktér stál za vývojem téměř všech amerických raket v padesátých a šedesátých letech. Na vedlejším obrázku je jeho obávaná raketa V 2Obávaná raketa V 2Nezávisle na Ciolkovském a Goddar-dovi přišel v Německu profesor Herman Oberth s vlastními teoriemi letů do vesmíru. V roce 1923 tento matematik a fyzik výškových letů vydal první skutečně vědecké dílo zabývající se otázkou letů do vesmíru pod názvem Raketou do meziplanetárních prostorů. Oberth v něm do nejmenších podrobností popsal jednotlivé díly rakety. První stupeň měl mít motor na alkohol, druhý na vodík a tekutý kyslík. Oberth po sobě zanechal přes sto objevů a technických řešení. Ty posloužily jinému německému inženýrovi - Wernheru von Braunovi - k vytvoření obávaných vojenských raket V 2. Na počátku 30. let pracoval von Braun s osmdesátičlenným týmem pro německou vládu. V roce 1934, kdy mu bylo teprve 22 let, se mu podařilo vypustit raketu o hmotnosti 150 kg, vybavenou gyroskopickým systémem řízení a motorem na tekuté palivo, která dosáhla výšky větší než 2500 metrů. To byl ale teprve začátek jeho kariéry. Koncem roku 1942 startovala ze základny na břehu Baltu první raketa V 2 (Vergeltungswaffe 2 = odvetná zbraň 2) o hmotnosti 13 tun a výšce 14 metrů. Doletěla 190 km daleko. O dva roky později už německá armáda bombardovala svými V 2 Anglii, Belgii a Francii. Mimo dosah protivzdušné obrany tyto střely překonávaly rychlost mach 4 a dokázaly doletět do vzdálenosti více než 350 km. Kdyby válka včas neskončila a němečtí vědci měli dostatek času na dokončení své práce (připravovali raketu V 10, která měla doletět až do Ameriky), možná by Hitler válku vyhrál. Samotný von Braun byl z válečného využití raket nešťastný. Po skončení války se USA a SSSR o německé vědce a jejich zkušenosti s V 2 podělily. Většina členů von Braunovy skupiny včetně jeho samotného se vzdala USA. Později stáli u zrodu rakety Juno 1, která nesla první americkou družici Explorer 1 do vesmíru. Von Braun byl také hlavním konstruktérem rakety Saturn V, která dopravila americké kosmonauty na Měsíc.

Cíl - vesmír

Ruský raketoplán Buran se svým obřím nosičem EnergiaPři poválečném dělení o zajaté německé vědce se Sověti museli spokojit s inženýry druhého řádu. Svět stál na počátku studené války a obě velmoci věnovaly mnoho sil a peněz do vojenského výzkumu. I první ruská vesmírná raketa byla původně konstruována pro vojenské účely. Byla však tak silná, že mohla vynést na nízkou oběžnou dráhu (do výšky 200 - 400 km) náklad o hmotnosti 1800 kg. V lednu 1956 Moskevská akademie věd rozhodla vyslat do vesmíru pro začátek nevelký náklad - satelit Sputnik 1 o hmotnosti 83,6 kg, na jehož palubě byl jednoduchý rádiový vysílač. 4. října 1957 byla raketa na tajné základně Bajkonur zcela připravena. Amerika byla potupena. Její Juno 1 startovala až v únoru následujícího roku. Další rána přišla pár let poté - první člověk ve vesmíru byl opět Rus. 12. dubna 1961 startoval Gagarin v raketě o hmotnosti pěti tun. To byla pro Ameriku ostuda. V květnu 1961 prezident Kennedy při svém projevu prohlásil: Abychom vymazali ruskou potupu, musíme dobýt Měsíc. Termín - nejpozději do půlnoci 31. 12. 1969. Následovalo osm let příprav a testů, které stály miliardy dolarů. Výsledkem byla raketa Saturn V vysoká 110 metrů, vážící 2900 tun a vybavená pěti motory na vodík. Její tah při startu byl 3400 tun. 21. 7. 1969 slyšela miliarda televizních diváků památná slova kosmonauta Armstronga, který jako první člověk vystoupil na Měsíc: Malý krůček pro člověka, ale obrovský krok pro lidstvo. Svět byl ohromen. V závodech o Měsíc se objevil i sovětský ekvivalent rakety Saturn V - raketa N 1. Její výška byla 112 metrů, váha 2000 tun, tah 4600 tun při startu. Neměla však motor na vodík, a snad právě proto byla neúspěšná. Čtyři pokusy skončily explozí na zemi nebo za letu. V roce 1972 Sověti pokusů o přistání na Měsíci definitivně zanechali.

Cestou úspory

V USA se již několik let pracuje na vývoji vesmírných nosičů, které by měly po všech stránkách nahradit stávající raketoplány. Tento vesmírný letoun má označení X-33Na začátku 80. let přišli Američané s novým, revolučním dopravním prostředkem. Bylo jím kosmické letadlo s možností opakovaného použití. Raketoplán (STS) mohl nést satelity i posádku, a když splnil svůj úkol, vrátil se zpátky na Zem. 12. 4. 1981 obletěl raketoplán Columbia zeměkouli. Ruský raketoplán Buran a jeho robustní nosič Energija měly sedmileté zpoždění. Ale ani raketoplány nejsou nenahraditelné. Již několik let se pracuje na nových, levnějších prostředcích pro lety do vesmíru, tzv. vícenásobně použitelných nosičích (RLV). Nejznámější z nich je asi Delta Clipper, jednostupňová raketa s kolmým startem a s přistáním jako běžný letoun. Dalšími RLV jsou X-33 a X-34. Tyto raketoplány jsou vynášeny letadlem do výšky asi 80 km a odtamtud teprve startují. Jejich provoz by měl být až desetkrát levnější než provoz STS.

PRVNÍ KOSMONAUTI

První kosmonautiLajka byla prvním živým tvorem vyslaným na oběžnou dráhu. Stalo se tak 3. 11. 1957 na palubě Sputniku 2. Po pěti dnech ve vesmíru Lajka zemřela pro nedostatek kyslíku. Další dva psi vyslaní do kosmu - Bělka a Strelka - se v srpnu 1960 vrátili živi a zdrávi na Zem. Strelka (na obrázku) po nějaké době dokonce porodila a jedno ze štěňat věnoval tehdejší nejvyšší sovětský státní představitel Chruščov prezidentu USA Kennedymu.

RYCHLÝ VÝVOJ V 50. LETECH

V letech 1948 - 53 bylo v sovětských laboratořích vyvinuto pět typů strategických balistických střel. Poslední ze série, raketa R 5, měla dolet větší než 1200 km. Hlavní konstruktér Koroljov měl však smělejší plány (mimochodem právě on už koncem 30. let plánoval zkonstruování raketoplánu). V roce 1956 zvýšil na dosavadních raketách počet motorů. Vznikla první vesmírná raketa - váha 270 tun, výška 33 m, tah 470 tun, dolet 7000 km.

RYCHLOST 25 MACHŮ

Mach (podle německého fyzika Macha) vyjadřuje rychlost stroje vzhledem k rychlosti zvuku. Jeden mach je v průměru 340 m/s, což je asi 1200 km/hod. Linkové letadlo létá přibližně rychlostí 0,8 machu, Concorde dosahuje rychlosti 2 machy. Nosná raketa v okamžiku uvedení satelitu na oběžnou dráhu má rychlost 25 machů.

 

Hry