Pseudosatelity: Mezi družicí a dronem | Ábíčko.cz

Pseudosatelity: Mezi družicí a dronem

Pseudosatelity: Mezi družicí a dronem
Sdílej
 
Kosmické satelity nám zajišťují telefonní a internetový signál, GPS či předpovědi počasí. Brzy je ale nahradí moderní drony.

 

Život bez vesmírných družic už je pro nás těžko představitelný: Díky signálu, který vysílají z oběžné dráhy, si můžeme užívat naše oblíbené moderní technologie. Vědci s nimi pro změnu odhalují tajemství vesmíru i naší planety. To ale neznamená, že družice nemají své mouchy. Jejich hlavní nevýhodou jsou vysoké náklady na stavbu a provoz. Jelikož operují ve vesmíru, je zapotřebí zkonstruovat je dostatečně odolné, aby překonaly hranici atmosféry a mohly fungovat v mrazu a vakuu. Poté je musí vynést na oběžnou dráhu raketa. Jakmile se na ni dostanou, nelze je nikam přesunout ani s nimi manipulovat.

Obratné vysílače

Vědci a inženýři se proto čím dál více zajímají o takzvané pseudosatelity. Jde o stroje, které mohou plnit funkci kosmických družic, ale nemusí se kvůli tomu složitě transportovat až na orbit. Nejvíce se mluví o dronech, které jednodušší postavit a které snadno se ovládají. Chcete je převelet na jiné místo? Stačí s nimi doletět tam, kam potřebujete. Nebo byste na ně rádi nainstalovali nové senzory? Prostě s nimi přistanete, namontujete potřebné technologie a pošlete je zpět do vzduchu.

Pseudosatelity mohou mít podobu balonu, dronu nebo klidně malé vzducholodě - vždy ale nahrazují družice na oběžné dráze • 

Přehled nad mraky

Na rozdíl od klasických družic se mají drony sloužící jako pseudosatelity pohybovat mnohem níž – ve výšce pouhých 20 km nad hladinou moře. V této výšce už nejsou mraky ani vzdušné proudy, je tedy relativně snadné udržet stálou pozici. Stejně tak zde nelétají civilní ani vojenské letouny, nehrozí tedy jejich srážka. Tato výška přitom dronu bohatě stačí k tomu, aby mohl monitorovat nebo vysílat signál v okruhu 500 km od místa, kde zrovna plachtí.

Opravdové hvězdné války: Jak naložíme s vesmírnými padouchy?

Opravdové hvězdné války: Jak naložíme s vesmírnými padouchy?

Splněný sen

Vesmírné agentury o pseudosatelitech nadšeně diskutují už více než dvacet let. Až nyní ale konečně mají k dispozici technologie, které jim umožní si tento sen splnit. Funkční pseudosatelit vyžaduje v prvé řadě spolehlivý bezpilotní stroj. Ten musí být dostatečně lehký a přitom odolný, aby unesl veškeré systémy pro komunikaci, navigaci a sledování dění okolo sebe. Dále potřebuje výkonné solární panely a ultralehké akumulátory. Současné drony s konstrukcí z moderních slitin a karbonu nemusí vážit více než pár desítek kilogramů. Stejně tak solární pohon díky zájmu o fotovoltaiku zaznamenal v posledních několika letech výrazný posun v kapacitě baterií a miniaturizaci panelů.

Evropský pseudosatelit Stratobus vyniká díky svému tvaru hlavně velkou nosností • 

Britský elektroletoun

V současnosti nejzajímavější pseudosatelit se jmenuje Zephyr a vyvíjí ho letecký gigant Airbus. Nedávno si ke spolupráci přizval ještě dílnu Williams, která staví monoposty pro Formuli 1. Konstruktéři chtějí využít jejich zkušenosti s budováním závodních aut, které jsou zároveň výkonné i extrémně lehké. Zephyr nese na křídlech solární panely, které pohání jeho motory. V noci pak energii čerpá z baterií. Díky elektřině ze slunce a karbonové konstrukci vydrží ve vzduchu řadu měsíců a nespotřebuje přitom ani kapku paliva. Tvůrci dronu odhadují, že každý Zephyr ušetří oproti modelu na letecký petrolej ročně až 2000 tun pohonných hmot.

Pseudosatelit Zephyr: Nahradíme družice dronem?

Pseudosatelit Zephyr: Nahradíme družice dronem?

Satelitní vzducholoď

Platformu pro satelitní využití vyvíjí také největší výrobce družic v Evropě, francouzsko--italská společnost Thales Alenia Space. Na rozdíl od štíhlého bezpilotního letounu s dlouhými křídly, jako je Zephyr, přišla s konstrukcí připomínající vzducholoď. Nese jméno Stratobus. Rovněž ho pohání čtveřice elektromotorů napájených ze solárních panelů, které pokrývají trup lodi. Bude lehčí než vzduch a pochlubí se i vynikající nosností – uveze až 250 kg nákladu. Letos se chystají první zkušební lety Stratobusu a v roce 2021 by měl být připraven do akce.

Balony Google přenáší internetový signál • 

Balón X

Třetí zajímavý projekt vzniká pod hlavičkou Googlu či lépe řečeno jeho výzkumné laboratoře X. Ta nezkouší vyvinout bezpilotní letoun ani vzducholoď, nýbrž stratosférický balon. Projekt s názvem Loon vznikl už před pěti lety. Teprve nyní se ale testuje v praxi. První velkou zkoušku absolvoval po hurikánu Maria, který loni na podzim zpustošil Portoriko a připravil o život několik desítek lidí. Třicítka balonů pomohla zajistit internetové připojení obyvatelům v postižených oblastech, kde živelná katastrofa vyřadila z provozu běžné linky a sítě.

Google X: Na čem pracují v tajné laboratoři?

Google X: Na čem pracují v tajné laboratoři?

Gigant od Facebooku

O pokrytí neobydlených oblastí mobilní sítí soupeří s Googlem už řadu let Facebook. V současnosti testuje solární drony Aquila a věří, že jednou se mu s nimi podaří zajistit internet pro celý svět. Bohužel se po prvotním nadšení ukázalo, že to nebude tak snadné. Před pár měsíci absolvovala Aquila teprve druhý zkušební let a ve vzduchu vydržela necelé dvě hodiny. Na obranu Facebooku je třeba říci, že si vytyčil obtížný úkol: Dron Aquila váží přes 500 kg a rozpětí křídel má širší než Boeing 737. Pokud se ovšem podaří tohoto solárního obra udržet stabilně na nebi, bude to znamenat velký zlom v bezpalivovém létání.

Facebook experimetuje s drony Aquila. • 

... které spolu komunikují a šíří internet i v té největší pustině • 

Drony lze přitom snadno ovládat na dálku • 

Šiřitel internetu

Pseudosatelity mohou plnit spoustu úkolů. Jak už jsme naznačili, mezi ty nejdůležitější patří přenos telefonního nebo internetového signálu. Většina míst na světě stále nemá k dispozici vysokorychlostní internet, ať už pomocí optických kabelů, nebo 4G sítí. Družice na oběžné dráze se kvůli své poloze i tomu, že je nelze přesouvat či upgradovat, jen těžko adaptují na čím dál vyšší požadavky na kvalitu připojení. Naopak lehké drony mohou velmi snadno zajistit rychlé připojení i v oblastech bez signálu. A to i ve vysoké rychlosti. Například Airbus slibuje, že dron Zephyr pomůže rozšířit připravovaný standard 5G, který umožní mobilní přenos dat v rychlosti stovek megabitů za vteřinu. 

Evropa ve vesmíru: Také Češi mají kosmickou agenturu

Evropa ve vesmíru: Také Češi mají kosmickou agenturu

Pečlivý průzkumník

Další oblast, kde mohou pseudosatelity nahradit klasické družice, jsou průzkumné mise. Mezi ně patří například sledování moří, kde se vyskytují problémy s pirátstvím nebo ropných vrtů v oceánech. V případě, že by došlo k havárii, budou mít záchranné týmy perfektní přehled o tom, kde se ropa rozlila a kam ji mořské proudy unášejí. Pseudosatelity mohou sloužit i vojákům. Jak detailní jsou záběry z kamer na pseudosatelitech? Airbus Zephyr se chlubí tím, že z výšky 20 km nad zemí pořídí fotografie s detaily o velikosti 15 cm. Kromě toho umí i natáčet nebo snímat okolí v infračerveném spektru. Proto mají o takovéto stroje zájem armády a špionážní služby. Ovšem stejně tak o ně stojí i civilní služby. Mezi největší zájemce o pseudosatelity patří Evropská vesmírná agentura ESA. Není divu – pro pokrytí našeho malého kontinentu superrychlou sítí by stačilo jen pár desítek dronů!


Družice kolem Země

Kolem Země obíhá více než 4000 satelitů • 

Celkem – 4635 družic

Nových za rok 2017 – 357 družic

Telekomunikace – 742 družic

Pozorovací mise – 596 družic

Výzkum nových technologií – 193 družic

Navigační systémy – 108 družic

Vědecké zkoumání Země – 24 družic

Vědecké zkoumání kosmu – 67 družic

Pozorování oblohy – 9 družic


Pradědeček Sputnik 1

Sputnik 1 byl první • 

Technologie vesmírných družic rozhodně nepatří k nejmladším a volá po nahrazení. Ostatně první z nich přistála na oběžné dráze už v roce 1957. Jmenovala se Sputnik 1 a vznikla v tehdejším Sovětském svazu ve výzkumném kosmickém ústavu OKB-1. Ten se mimochodem dnes jmenuje RKK Eněrgija, vyrábí kosmické lodě Sojuz zásobující Mezinárodní vesmírnou stanici a patří k nejvýznamnějším firmám v oblasti letů do vesmíru. Přestože Sputnik 1 představoval historický milník v dobývání kosmu, uměl pouze vysílat signál na Zemi. Vědci si však na něm ověřili, že je možné komunikovat s vesmírem. Po 1440 obletech planety pak pionýrská družice spadla zpět do atmosféry a shořela.

Nebeský palác: Pád orbitální stanice

Nebeský palác: Pád orbitální stanice

Hvězdné války na Mezinárodní vesmírné stanici

Hvězdné války na Mezinárodní vesmírné stanici

GOES-16: Nejlepší fotograf Země

GOES-16: Nejlepší fotograf Země