Klávesové zkratky na tomto webu - základní­
Přeskočit hlavičku portálu

Technet.cz

  • Čtvrtek 21. srpna 2014. Johana

Budoucnost letů do vesmíru. Co nahradí raketoplány? Exkluzivní seriál o dobývání vesmíru

V půlstoleté historii kosmonautiky jsme zažili už celou řadu předpovědí, kam bude kráčet další vývoj kosmonautiky a kdy lidstvo dosáhne dalších met. S výjimkou jediného splněného termínu, dosažení Měsíce lidmi, který postavil před USA prezident Kennedy, žádný z nich nebyl splněn ve stanovené lhůtě.

Orion nad Měsícem

Ovšem to není u prognóz, ať už jakýchkoliv, nic neobvyklého – málokdy vycházejí, obvykle se nestrefí do termínů, protože se ukáže, že věc je mnohem složitější, než se zdálo. Takže vám dnes předkládáme pouze předpoklady a přání z počátku roku 2008.

Existují sice oficiální dlouhodobé plány, ale jejich naplnění závisí na mnoha okolnostech. V prvé řadě na politické vůli, na ekonomické situaci a v neposlední řadě na možných změnách priorit.

4. října 1957 vypustil Sovětský svaz první umělou družici Země – Sputnik. Byl to začátek nové epochy v dějinách lidstva – epochy pronikání člověka do vesmíru.

Tuto historii půlstoletí kosmonautiky sledujeme v seriálu, jehož nové díly přinášíme každý týden.

1. díl  Co bylo před Sputnikem
2. díl Družice zjistily, že vesmír je radioaktivní
3. díl První byl Gagarin
4. díl Kosmonautika zmenšila zeměkouli
5. díl Světové počasí hlídáme z kosmu téměř 50 let
6.díl Chytré automaty proklestily cestu člověka na Měsíc
7. díl První ztracené životy
8. díl Rusové podcenili Američany a závod o Měsíc prohráli
9. díl Proč na Měsíci nepřistáli jako první Rusové?
10. díl K planetám sluneční soustavy
11. díl Člověk buduje první příbytky v kosmu 
12. díl První mimozemské mezinárodní setkání
13. díl Jak Američané vybudovali Nebeskou laboratoř
14. díl Češi se v kosmu neztratili.
15. díl Letadlem do vesmíru 
16. díl Kosmická stavebnice MIR
17. díl Raketoplány: dopravní prostředek budoucnosti - nebo minulosti?
18. díl Jak lidstvo otvíralo okno do vesmíru dokořán
19. díl Jak se staví mezinárodní kosmická stanice
20. díl Špioni míří do vesmíru
21. díl Havárie Columbie
22. díl Jak se tajily lety do vesmíru

Kam směřují jednotlivé státy

V USA přišel prezident George W. Bush v lednu 2004 s Novou vizí programu kosmického výzkumu (New Vision for Space Exploration Program), která v střednědobém horizontu klade NASA za cíl návrat Američanů na Měsíc a v další fázi pilotovaný výzkum Marsu.

V Rusku zpracovala v roce 2005 Federální kosmická agentura (FKA) ambiciózní plán národního výzkumu na léta 2006–2015, zahrnující nejen rozvoj pilotované kosmonautiky, ale také vědeckého výzkumu automatickými stroji. Ruská vláda plán schválila v říjnu 2005. Ruští plánovači přitom kladou velký důraz také na aplikace.

Plánování Evropy probíhá ve třech směrech. Vědecký výzkum zajišťuje a koordinuje Evropská kosmická agentura (ESA), která do konce tohoto desetiletí postupuje podle dlouhodobého plánu 2000, zpracovaného v roce 1997. Nyní na další desetiletí rozpracovává nový program pod názvem Kosmická vize (Space Vision). V oblasti komerčního využívání vesmíru – především v kosmických spojích a dálkovém průzkumu Země – přenechává podobně jako USA pole soukromým firmám. Také třetí směr – zajišťování vynášení družic a sond do vesmíru nosnými raketami – je plně v rukou firmy Arianespace. Pouze oblast kosmických navigací nezískala na svou stranu soukromé investory, protože se obávali ekonomického rizika. Proto program navigačních družic Galileo nakonec bude financován z kapes daňových poplatníků Evropské unie.

Čína je ve svých oficiálních prohlášeních podstatně opatrnější. Hodlá postupovat pomalu a opatrně, zejména v oblasti letů jejich kosmonautů (taikonautů), zatím na oběžnou dráhu kolem Země. Nevylučuje přitom ani možnost zapojení se do širší mezinárodní spolupráce. Přestože se občas vyskytují zprávy o čínských úmyslech vyslat svoje občany na Měsíc, oficiální místa to popírají. Zatím uvažují pouze o vysílání bezpilotních sond.

Japonsko má kompaktní, velmi vyvážený kosmický program. Národní agentura JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency) se postupně zbavila všech komerčních aktivit, včetně provozu nosičů, avšak nadále podporuje domácí ekonomiku financováním pokročilých technologií, zejména v oblasti telekomunikací a dálkového průzkumu Země. Přenášením získaných inovací do průmyslu tak zvyšuje konkurenceschopnost japonských firem v kosmonautice. V oblasti pilotované kosmonautiky zatím spoléhá na spolupráci v rámci projektu ISS.

Indie je poslední ze zemí, které v současné době disponuje vlastními nosnými raketami. Jejich vývoj se dá snadno spojit s regionálně politickými ambicemi, především v antagonismu se svými dávnými rivaly, Pákistánem a Čínou. Třebaže množství startů z kosmodromu na ostrově Šríharikota je ve srovnání s ostatními kosmickými velmocemi poměrně malý, i Indie se začíná uplatňovat na trhu s nosnými raketami. Pákistán se, stejně jako Írán, přibližuje k okamžiku, kdy bude schopen zkonstruovat vlastní kosmický nosič.

O tuto možnost se snaží už desetiletí, ale zatím marně, také jihoamerická Brazílie. Jak se zdá, mnohem dříve z jejího kosmodromu Alcântara u ústí Amazonky do Atlantiku odstartuje nosná raketa ukrajinské výroby Ciklon-4 než jejich vlastní nosič typu VLS.

Blízký vesmír v okolí Země

Oběžné dráhy kolem Země budou i v budoucnosti hlavní zónou kosmického prostoru využívaného lidstvem. Teprve ve značně vzdálené budoucnosti, kdy se rozvine kosmický průmysl na Měsíci, planetkách či jinde ve vesmíru, se začnou družice, kosmické sondy a další plavidla stavět jinde než na Zemi. Dnes je však vyrábíme pouze tady dole na Zemi, a proto prvním a nejdůležitějším úkolem kosmonautiky je vynést tato umělá kosmická tělesa za hranice atmosféry a udělit jim přinejmenším první kosmickou rychlost.

Blíží se dočasný konec epochy kosmických raketoplánů, které mají jít do výslužby do konce září 2010. Třebaže je postihly dvě katastrofy, ve své době znamenaly špičku kosmické technologie a v řadě ohledů je jiné nosné prostředky provozované v současnosti i projektované v nejbližším období nemohou nahradit. Především se jedná o možnost dopravy rozměrných a značně těžkých nákladů zpět z vesmíru na Zemi. Naproti tomu zklamaly v ekonomice svého provozu.

Kromě amerických kosmických raketoplánů se v současné době užívá k vynášení kosmických objektů přibližně tucet základních typů jednorázově použitelných nosných raket a jejich modifikací. Jejich provoz samozřejmě prodražuje okolnost, že se v průběhu startu zničí. I když se již v minulosti uvažovalo o záchraně prvních stupňů a o jejich následné údržbě a znovupoužití, s výjimkou vzletových stupňů SRB kosmického raketoplánu k tomu nikdy nedošlo. Záchranné systémy – například padáky – něco váží, a to snižuje nosnou kapacitu raket. Přesto se konstruktéři k této problematice čas od času vracejí.

Stejně tak se jako refrén stále objevuje idea jednostupňového nosiče, obvykle označovaného anglickou zkratkou SSTO (Single Stage to Orbit). I v tomto případě se uvažuje o možnosti jeho stavby jako mnohonásobně použitelného stroje. Třebaže zatím konstruktéři musí vystačit s raketovými motory na chemické pohonné látky, jejichž výkonnost se blíží teoretickému maximu danému termodynamickými zákony, určitou naději do budoucna dává vývoj nových, vysoce pevných a přitom lehkých materiálů. Díky nim by se měla snížit hmotnost konstrukce rakety a tím by se mělo podle známé Ciolkovského rovnice dosáhnout dostatečné konečné rychlosti.

Pro nejbližších deset až dvacet let tedy musíme počítat s tím, že se bez vícestupňových raket neobejdeme.

Nosiče pro nejbližší dobu

Nové klasické nosiče budou konstruktéři stavět jako stavebnice – to bude jejich hlavní rys. Svým způsobem touto cestou kráčeli v minulosti zejména Sověti při vytváření různých modifikací nosných raket odvozených od legendární rakety R-7.

V USA mají šanci na dlouhodobé používání nosiče Delta IV a Atlas V, zejména poté, co se v jejich prvních stupních začnou montovat výtečné ruské motory.

Nosná raketa Atlas V

 
Nosná raketa Atlas V (vlevo) a start rakety Delta (vpravo)

Start rakety Delta

Avšak tyto typy raket mají velkou nosnost, a proto se příliš nehodí k vypouštění malých specializovaných družic. Řada soukromých firem proto vyvíjí a zkouší malé a lacinější rakety s nosnou kapacitou desítek až stovek kilogramů.

Na rýsovacích prknech konstruktérů se rodí tři nové rakety Ares I, Ares IV a Ares

Vlevo nosič Ares V, vpravo Ares I


Vlevo nosič Ares V, vpravo Ares I

V pro velké náklady, které však za zcela nové můžeme považovat jen těžko. První stupeň menší z nich – Aresu I – je vlastně o jeden segment zvětšený vzletový stupeň SRB kosmického raketoplánu s motorem na tuhé pohonné látky a jeho druhý stupeň bude mít hodně společného se stupněm Centaur, používaným u rakety Atlas V.

Start nosiče Ares I


Start nosiče Ares I

U Aresů IV a V by měli do prvního stupně namontovat kyslíkovodíkové motory z prvního stupně raket Delta IV a na bok připojit svazek dvou stejných motorů, jako bude mít Ares I v prvním stupni. Nosiče by měly mít nosnost 25, 80 a 130 tun na nízkou dráhu. Přitom poslední dva modely by mohly vyslat k Měsíci stroj o hmotnosti 41–65 tun.

Ares I chce NASA použít pro starty pilotovaných kosmických lodí Orion na nízké dráhy kolem Země. Někteří odborníci však poukazují na to, že u tak velkých motorů na tuhé pohonné látky dochází k silným vibracím, které by mohly kosmonautům vadit. Ekologové zase namítají, že při jejich chodu vzniká řada škodlivých látek, především chlorid hlinitý. Proto se užívání nosičů s tuhými pohonnými hmotami bude v budoucnosti omezovat

S ekologickými problémy se potýkají také Rusové, zejména při provozu kosmodromu Bajkonur, který nyní už neleží na území jejich státu, ale v Kazachstánu. Tažný kůň jejich komerční kosmonautiky – raketa Proton v různých variantách – používá ve spodních stupních asymetrický dimetylhydrazin a oxid dusičitý, který je vysoce toxický. Při jejich haváriích – naštěstí ne příliš častých – je třeba dekontaminovat okolí místa pádu jejich trosek a platit kazašským úřadům nemalé náhrady za způsobené škody. Proto Rusové počítají s tím, že jakmile bude hotová a uvedená do běžného provozu nová, ekologičtější raketová stavebnice Angara, vyřadí Proton z provozu. První stupeň Angary používá netoxický kerosin a kapalný kyslík, ve vyšších stupních se budou spalovat buď stejné látky, nebo vodík s kyslíkem, což je vůbec nejekologičtější směs. Pouze u některých vyšších stupňů by se mohly na přechodnou dobu používat i jedovatá paliva.

V provozu v Rusku zůstane ještě dlouhou dobu řada raket rodiny Sojuz-2, také odvozených od R-7. Jedna z modifikací - Sojuz-2T - by již v letošním roce měla poprvé odstartovat z evropského kosmodromu CSG (Centre Spatial Guayanais) ve Francouzské Guayaně poblíž města Kourou.

Dalšími nosnými raketami, které zřejmě zůstanou dlouho dobu v arzenálu Ruska, jsou ukrajinské Zenity různých verzí. Užívá je také nadnárodní společnost Sea Launch, která jimi vypouští stacionární družice z plovoucího kosmodromu v rovníkovém Pacifiku.

Rusové nyní zužitkovávají také nosiče vyrobené konverzí z demobilizovaných vojenských raket. Jakmile vyčerpají jejich zásoby, stáhnou je z provozu.

Evropa bude nadlouho pouze upravovat svoji těžkotonážní raketu Ariane 5, která kromě komerčních startů má zajišťovat také vysílání nákladních modulů ATV k Mezinárodní kosmické stanici ISS.

Nosná raketa Ariane 5


Nosná raketa Ariane 5

V letošním roce by měla z kosmodromu CSG odstartovat také zcela nová raketa Vega pro vynášení až půldruhé tuny vážících družic na nízkou oběžnou dráhu typu. Vega nepatří k těm nejekologičtějším, protože její tři spodní stupně jsou na tuhé pohonné látky a nadto čtvrtý stupeň – vyvíjený ve spolupráci s Ruskem a Ukrajinou – používá jedovatý dimetylhydrazin a oxid dusičitý.

Čínské nosiče různých řad CZ (Čchang-čeng, čínský přepis Chang zheng, čili Dlouhý pochod) byly odvozeny od vojenských raket druhé generace. Přitom všechny včetně modelu CZ-2F, který vynáší lodi s kosmonauty, pohánějí již zmiňované jedovaté pohonné látky.

Čínská raketa CZ-2F


Čínská raketa CZ-2F

Od počátku tohoto tisíciletí vyvíjejí čínští konstruktéři novou řadu stavebnicových raket CZ-5 využívajících kerosin a kapalný kyslík, ve vyšším stupni kapalný vodík a kyslík. Nosnost nejmohutnější rakety této série by měla dosáhnout 25 tun. Měly být v provozu na počátku příštího desetiletí. Číňané s nimi zřejmě počítají ke stavbě vlastní kosmické stanice.

Japonsko má dlouhou tradici ve využívání vysokoenergetické směsi kapaného vodíku s kyslíkem v řadě svých raket H-2 a H2A.

Japonská raketa H-2A

 
Japonská raketa H-2A (vlevo) a Indická raketa PSLV (vpravo)

Indická raketa PSLV

Naproti tomu Indové, kteří jsou zatím poslední asijskou zemí s vlastními nosiči, s touto kombinací zápasí, bez ohledu na to, že jim přes námitky USA poskytují pomoc ruští specialisté. Ti také spolupracují s Jižní Koreou, která hodlá vstoupit do klubu kosmických velmocí do konce tohoto desetiletí.

Zatím tedy jsou rakety nezbytnou součástí kosmonautiky.

Náhrada raket?

Nedaly by se rakety něčím nahradit? Již Jules Verne ve svém románu "Do Měsíce" použil k vyslání svých hrdinů k Měsíci obří dělo. Jednoduchou úvahou dospějeme k názoru, že zrychlení při startu by nemohli přežít. Přesto ještě o sto let později uvažoval kanadský balistik Gerald V. Bull o stavbě superděla schopného vystřelovat umělé družice. Nejprve ve spolupráci s kanadskou a později i americkou vládou rozpracovával projekt HARP (High Altitude Research Program), v jehož rámci se mu podařilo vstřelit náboj do výšky 160 km. Později, když USA odmítly další pokusy financovat, obrátil se na něj v roce 1988 irácký prezident Saddám Husajn s nabídkou realizovat podobný projekt v Iráku. Dělo zde bylo vyvíjeno pod názvem Babylon. Nejdřív postavil jeho zmenšenou verzi, ale v roce 1989 z projektu vycouval a další rok ho v Bruselu zavraždili. Pachatel nikdy nebyl dopaden.

Kromě enormního přetížení při výstřelu je nutno počítat ještě s dalšími potížemi spočívajícími ve vysoké rychlosti, jakou družice vystřelená z děla má při opuštění jeho ústí. Pokud není spojena s nějakým pohonným systémem – například vyšším stupněm rakety – musela by mít na počátku letu rychlost hodně převyšující 8 kilometrů ze sekundu. Odpor atmosféry i gravitační ztráty při letu vzhůru by její rychlost snižovaly. Navíc by družice musela být chráněna proti aerodynamickému ohřevu stejně, nebo dokonce ještě více než tělesa vracející se z vesmíru.

Přesto je o tento způsob dopravy těles do extrémních výšek stále zájem. Například počátkem devadesátých let začala Lawrence Livermore National Laboratory v Kalifornii v rámci projektu SHARP (Super High Altitude Research Program) pracovat na obřím děle kalibru 4 palce (tedy přibližně 10 cm) a hlavní délky 50 metrů. Je poháněno vodíkem stlačeným na 410 megapascalů.

Na principu urychlení v blízkosti zemského povrchu elektromagnetickým dělem bylo v poslední době dosaženo rychlosti projektilu kolem 2,5 km/s, což je pro přímé vypuštění tělesa na oběžnou dráhu příliš málo. V kombinaci s dalšími urychlovacími stupni by však mohlo přinést nezanedbatelné výhody. Je to výhodnější než vypuštění raket z velkých letadel ve výškách kolem 10 km při rychlosti blížící se rychlosti zvuku, tedy pouze kolem 0,3 km/s. Jde však o to, aby se zrychlení v elektromagnetickém dělu udrželo v rozumných mezích. Pokud bychom chtěli urychlit družici s raketou na uvedených 2,5 km/s a udržet přitom přetížení pod 6G (to je maximum u klasických raket), potřebovali bychom urychlovací dráhu o délce 52 km!

Jiný diskutovaný způsob vypouštění těles na dráhu kolem Země je takzvaný kosmický výtah. Idea je jednoduchá. Ze základny na stacionární dráze, tedy ve výši přibližně 36 tisíc kilometrů nad rovníkem, začneme spouštět lano směrem dolů k Zemi. Aby celý systém zůstával v rovnováze, musíme současně vypouštět druhé lano směrem nahoru. Když lano klesne prakticky k povrchu Země, připojí se k němu zdviž, která se po laně vyšplhá do patřičné výše a tam těleso vypustí na požadovanou dráhu, nejlépe opět na stacionární.

Projekt však naráží na řadu technických obtíží. V prvé řadě je to otázka, z čeho by ono lano mělo být zhotoveno. Zatím všechny dostupné materiály by se svojí vlastní vahou přetrhly. Avšak i velmi tenké lano by při své délce představovalo značně velký terč pro zásahy mikrometeoroidy a umělým kosmickým smetím, takže by se rychle poškodilo. Další problém spočívá v gravitačním působení Měsíce a Slunce a nesymetrie zemského gravitačního pole na celý systém, který by se velmi obtížně udržoval ve stabilním stavu. Projektanti také nepočítali s neklidem atmosféry, který by spodní konec lana silně rušil. Nezanedbatelné by mohly být i problémy s rozdíly elektrostatického potenciálu v různých výškách ovzduší; lano by mohlo fungovat jako obrovský bleskosvod, zejména pokud by na něm zkondenzovala vlhkost. Přes tyto problémy se kosmickým výtahem zabývá nejen NASA, ale i jiné vládní i soukromé organizace.

V čem budou létat kosmonauti?

Zatímco raketoplány brzy skončí, ruské sojuzy budou ještě mnoho roků létat dál. Bez nich by nebyl provoz stanice ISS možný.

V roce 2007 byl odvolán z funkce generálního ředitele a hlavního konstruktéra firmy RKK Eněrgija Nikolaj N. Sevastjanov, který propagoval urychlené vyvinutí nové mnohonásobně použitelné kosmické lodi Kliper. Současně chtěl upravit lodi typu Sojuz tak, aby byly schopné týdenní cesty vesmírem, při které by oblétly Měsíc. Americká firma Space Adventures měla nabízet takové lety za 100 milionů dolarů zazobaným kosmickým turistům.

Jeho vize se vymykaly schválenému rámcovému plánu Ruské kosmické agentury, která je mimochodem hlavním akcionářem tohoto podniku. Výsledek byl jasný: neposlušný Sevastjanov byl odvolán a na jeho místo nastoupil jako nový šéf Vitalij A. Lopota.

Ten samozřejmě většinu ambiciózních plánů zrušil nebo odsunul. Jako prvořadý úkol určil zásadní modernizaci transportní kosmické lodi Sojuz, aby splňovala současná náročná kriteria a byla schopna provozu minimálně do roku 2016. Pak by se v souladu se státním plánem měla objevit loď nové generace.

Není vyloučeno, že by se mohla zrodit na základě současných společných ideových studií pokročilé kosmické lodi, která se rodí pod zkratkou ACTS (Advanced Crew Transportation System) a přezdívá se jí také Euro-Sojuz. Když se o ní začalo mluvit poprvé v roce 2005, vycházelo se ze Sevastjanových představ o modifikaci Sojuzu pro cirkumlunární lety. Po Lopotově převzetí žezla se zájem opět vrátil především k obsluze ISS.

Problém modernizovaného Sojuzu-TMM neřešil dopravní kapacitu. Vnější tvar a rozměry návratového modulu zůstaly nezměněny, to znamená, že ani nemohl vzrůst počet členů posádky z dosavadních tří. V říjnu 2007 se proto objevily úvahy postavit návratový modul ve tvaru nízkého kuželu, tedy připomínající velitelský modul amerických lodí Apollo, ale větší, schopný pojmout až šest osob. Na rozdíl od Apolla se však počítá s tím, že se bude skládat podobně jako Sojuzy ze tří hlavní částí: obytného, návratového a pohonného. V tomto smyslu byla vypsána i soutěž pro možné dodavatele, která by měla být vyhodnocena v dubnu 2008.

Podobnými úvahami se vydal. i NASA o několik let dříve. Po vyhlášení plánu prezidenta Bushe o návratu Američanů na Měsíc a zrušení flotily raketoplánů museli v NASA začít plánovat novou generaci kosmických lodí, určených především pro let k Měsíci, ale také pro dopravu jejich kosmonautů na stanici ISS. Protože loď měla být bezpečnější než raketoplány, sáhli po osvědčené koncepci lodí Apollo – zrodil se projekt Orion.

Kontrakt na stavbu lodi Orion podepsali zástupci NASA s firmou Lockheed Martin 31. srpna 2006. Její velitelský modul by měl mít průměr kolem 5 metrů a hmotnost přes 22 tun. Při letech ke kosmické stanici by mohl pojmout šest kosmonautů, při letech k Měsíci se počítá se čtyřčlennou posádkou. Pro jeho vynášení na oběžnou dráhu se počítá s nosnou raketou Ares I.

Části lodi Orion


Části lodi Orion

První bezpilotní start lodi Orion do vesmíru by se mohl uskutečnit v roce 2012 a první zkušební let s posádkou nejdříve v září 2014. O rok později by měla začít létat ke kosmické stanici.

Tento časový harmonogram proto znamená, že by NASA nemělo mít nejméně pět let žádný prostředek pro lety svých kosmonautů do vesmíru. Proto washingtonské ústředí zahájilo 18. ledna 2006 program COTS (Commercial Orbital Transportation Services). Jeho cílem bylo vyzvat soukromé průmyslové firmy k urychlenému vývoji kosmické lodi schopné dopravovat kosmonauty nebo náklad na ISS, přičemž NASA by na to přispělo pouze zanedbatelnou částkou kolem půl miliardy dolarů. Investorům by se vložené prostředky měly vrátit až z plateb za provoz strojů, které by měly létat nejméně do zahájení rutinního provozu lodí Orion, tedy do roku 2015 nebo 2016. Pokud by takové alternativní kosmické plavidlo Američané neměli k dispozici, museli by stejně jako po havárii Columbie nakupovat tyto služby u Ruské kosmické agentury.

Myšlenka nebyla nová. Již v 90. létech NASA v rámci programu Alt Access zadalo několik předběžných studií, jak a čím nahradit raketoplány při obsluze Mezinárodní vesmírné stanice. Tehdy se sice o vyřazení raketoplánů nejednalo, ale vedení agentury si už nákladnost jejich provozu uvědomovalo. Přesto tehdy zůstalo jen u předběžných úvah, které však možnost takového řešení připouštěly.

Do soutěže se přihlásilo 25 firem nebo jejich uskupení, které předložily své návrhy v květnu 2006. O tři měsíce později, 18. srpna, vedení NASA z nich vybralo společnosti Space-X a Rocketplane Kisler. Posledně jmenovaná však nesplnila svoje závazky v termínu, a proto ji NASA z další podpory na podzim 2007 vyloučilo.

V roce 2007 vypsalo vedení agentury novou soutěž na vývoj soukromé kosmické lodi, jejíž výsledky mají být zveřejněny v těchto dnech.

Číňané se svými loděmi Šen-čou (čínský přepis Shenzhou, což znamená Božská loď) postupují opatrnými krůčky kupředu. Počítají s tím, že v příštím desetiletí by mohly obsluhovat jejich vlastní kosmickou stanici, srovnatelnou s ruskými saljuty, tedy o hmotnosti kolem 20 tun.

Nejbližší svět – Měsíc

Jedním z hlavních cílů Bushovy kosmické iniciativy má být návrat Američanů na Měsíc. Třebaže se v původním návrhu nemluvilo o žádných konkrétních termínech, počítá se s tím, že by tento úkol měl být splněn do roku 2020.

Jako transportní loď pro dopravu čtyřčlenných posádek ze Země na oběžnou dráhu kolem Měsíce má posloužit kosmická loď Orion. Pro vlastní přistání na povrchu Měsíce má sloužit (podobně jako u Apolla) výsadkový člun LL (Lunar Lander), který je nyní pouze ve stádiu prvních ideových studií. Přesto již dostal své jméno – Altair – podle nejjasnější hvězdy souhvězdí Orla. Má to být reminiscence na měsíční modul Eagle (Orel) expedice Apollo 11, který dopravil na lunární povrch první pozemšťany. Uvažovalo se sice také o názvu Artemis podle bohyně z řeckého Olympu, která byla sestrou Apollona, ale tento návrh nakonec neprošel.

Orion a Altair při startu k Měsíci


Orion a Altair při startu k Měsíci

Podobně jako původní LEM z projektu Apollo i LL bude dvoustupňový stroj. Přistávací stupeň ponese nejen pohonné látky potřebné k zajištění měkkého přistání, ale také většinu zásob, kterou budou kosmonauti potřebovat pro svůj pobyt na Měsíci. Na rozdíl od LEMu měl by nový stroj používat k pohonu kapalný kyslík a vodík, směs, která je podstatně výkonnější než pohonné látky používané v projektu Apollo. NASA uvažuje o tom, že by v přistávacím stupni LL instalovalo čtyři a ve vzletovém stupni jeden motor typu RL-10, který se osvědčil po mnoho desítek let ve druhém stupni rakety Atlas Centaur. První zkušební lety LL doufá NASA uskutečnit v letech 2018 až 2019.

Velký rozdíl proti Apollo spočívá také v tom, že tentokrát na povrchu Měsíce přistanou všichni čtyři kosmonauti. Po dobu jejich pobytu na povrchu Měsíce bude jejich mateřská loď Orion obíhat po oběžné dráze nad nimi bez posádky. Díky vyšší spolehlivosti současných řídicích systémů to inženýři NASA považují za přijatelné riziko.

Kromě pilotované verze LL uvažuje NASA i o nákladním měsíčním modulu. Ten by mohl být vysílán na Měsíc přímým letem, samozřejmě bez doprovodu pilotované lodi Orion. Mohl by proto být značně těžší a mohl by na Měsíc dopravit například obytné moduly první dlouhodobé základny.

Pro ni už Američané předběžně vybrali místo. Má jim být val kráteru Shackleton v oblasti jižního měsíčního pólu nebo některé ze dvou míst nacházejících se v jeho blízkosti. I když je oblast lunárních pólů obtížněji dostupná – pro navedení na polární dráhu kolem Měsíce je potřeba více pohonných látek – má nesporné výhody v tom, že tady netrvá měsíční noc čtrnáct pozemských dní jako v lépe dostupných rovníkových oblastech. Slunce na těchto vybraných místech je nad obzorem 60 až 80 % celkové doby, což umožňuje zásobovat základnu elektřinou po většinu času ze slunečních baterií. Druhou výhodou je to, že Slunce je tam stále relativně nízko nad obzorem, takže teploty v měsíční poledne tam nejsou extrémně vysoké. Někteří vědci také doufají, že v nitru některých blízkých kráterů, jejichž dna jsou ve věčném stínu, by se v horninách mohla nalézt i voda, což by znamenalo nezanedbatelný bonus pro zásobování stanice z místních zdrojů.

Koncem roku 2007 se objevily snahy některých představitelů vedení agentury NASA urychlit pilotované lety Američanů k Měsíci. Právě proto se objevil projekt nosiče Ares IV, který by byl schopen dopravit loď Orion na oběžnou dráhu kolem Měsíce a zopakovat tak misi Apollo 8 již v roce 2017 nebo 2018.

Naproti tomu Rusové stále preferují vyslat své kosmonauty do rovníkových oblastí Měsíce. I když jejich schválený plán do roku 2015 s expedicí lidí přímo nepočítá – hovoří se zde jen o využití stanice ISS ke sbírání zkušeností pro let lidí k Marsu – stále počítají s tím, že by nově proponovaná loď ACTS mohla sloužit k podobným účelům jako americký Orion. V tomto smyslu tlačí i na evropskou organizaci ESA, která však ke spolupráci na pilotovaném lunárním programu nezaujala definitivní stanovisko. Počítá se však, že konečné rozhodnutí padne do konce roku 2008.

Řada odborníků – zejména těch, kteří touží po pilotované expedici na Mars – však zrazuje od návratu na Měsíc i od budování trvalé základny na něm. Pokládá to za mrhání prostředků, které by mohlo realizaci marsovské expedice zdržet. Místo toho navrhují, aby "nácvik" letu na Rudou planetu představovaly jiné mise. V první řadě by to mohly být lety do libračních center L1 a L2 systému Země - Slunce. V těchto bodech, v nichž se vyrovnávají gravitační síly těchto dvou nebeských těles, se již nyní umísťují některé kosmické sondy a v budoucnosti jich bude ještě více. Letů lidí k nim by se dalo využít k jejich údržbě, případně modernizaci, podobně jako tomu bylo u Hubbleova kosmického dalekohledu.

V bodu L1, který leží půl druhého milionu kilometrů od Země směrem ke Slunci, se například nachází sonda SOHO (Solar and Heliospheric Observatory). Tato jakási meteorologická bóje kosmického počasí sleduje sluneční činnost v širokém pásmu spektra a registruje změny slunečního větru. Jeho prudký závan může porušit zemskou magnetosféru a vyvolat magnetické bouře, které pak ovlivní nejen rádiové spojení, ale jak se již stalo, může způsobit i kolaps elektrických rozvodných sítí. Detekce slunečního větru v takové vzdálenosti dává pozemským službám nejméně hodinu času se na situaci připravit.

V bodě L2 na opačné straně zeměkoule se má usadit na počátku příštího desetiletí nový velký kosmický dalekohled JWST (James Webb Space Telescope). I když se dosud s jeho pravidelným údržbami kosmonauty nepočítá, astronomové by je vítali.

Dalším alternativním cílem pro pilotované lety by mohly být návštěvy blízkozemních planetek. Jejich průzkum je ve svrchovaném zájmu lidstva. Řada těchto planetek, obvykle označovaných zkratkou NEO (Near Earth Objects), může být pro zeměkouli a život lidstva na ní nebezpečná. Jejich srážka se Zemí by mohla v horším případě způsobit zánik celé civilizace. Abychom se takovýmto nebezpečným projektilům mohli bránit, musíme co nejlépe poznat jejich fyzikální podstatu. To by právě mohlo být i jedním z cílů výprav nejen bezpilotních sond, ale také kosmonautů.

Vynořily se úvahy o tom, že nového "závodu o Měsíc" by se mohli zúčastnit i Číňané. Jejich představitelé to dementovali. Oficiálně má Čína tříetapový plán výzkumu Měsíce bezpilotními prostředky. Prvním krokem je průzkum Měsíce z oběžné dráhy, což zahájila již sonda Čchang-e (čínský přepis Chang’e) v roce 2007. Za ní mají následovat další satelity. Na rok 2011 plánují čínští konstruktéři měkké přistání sondy s vozítkem a na rok 2017 automatickou dopravu vzorků měsíčních hornin, které by odebralo dálkově řízené vozítko v širokém okruhu kolem místa přistání.

Bezpilotní průzkum Měsíce také zahájila japonská kosmická agentura JAXA již před desetiletími a na duben 2007 chystá indická organizace pro výzkum vesmíru ISRO (Indian Space Research Organization) start svojí první družice Měsíce s názvem Chandrayaan 1.

Rudá planeta láká i hrozí

Nejbližším dalším výhledovým plánem pro expedice lidí je u Ruska i USA planeta Mars. Bližší a snáze dostupná Venuše je ze známých důvodů pro přistání člověka na jejím povrchu zcela nevhodná. Naproti tomu teploty panující v rovníkových oblastech Rudé planety se dají srovnat s podmínkami v arktických oblastech zeměkoule. Omezení pro pobyt lidí však klade velmi řídká nedýchatelná atmosféra složená převážně z oxidu uhličitého a dusíku. Lidé se budou muset na povrchu Marsu také lépe chránit před ultrafialovým slunečním zářením, protože na této planetě neexistuje ozónová vrstva, která by jej odfiltrovala.

Při prvních krocích člověka na Marsu se bude muset proti těmto nehostinným podmínkám chránit, ať již skafandry nebo hermeticky uzavřenými obydlími či terénními vozy – maringotkami. Astroinženýři však již dnes plánují postupy, jak Mars přeměnit na místo vhodné pro kolonizaci. Hovoří o takzvaném terraformingu, můžeme říci zpozemštění.

V současné době se v okolí Marsu a na jeho povrchu pohybují pouze pozemští roboti. Pro nejbližší období se plánuje řada dalších automatických průzkumníků, z nichž některé mají hledat na Marsu stopy současného či vyhynulého života. V polovině příštího desetiletí by mohly sondy dopravit vzorky půdy z této planety na Zemi k podrobné analýze.

Avšak někteří odborníci se proti tomuto plánu bouří. Poukazují na možnost, že by se tím zanesly zárodky marsovského života do pozemské biosféry. Pokud by tyto zárodky v našem prostředí přežily – to je sice málo pravděpodobné, ale nikoli nemožné – mohly by být důsledky nedozírné. Proto je nutno k tomuto problému přistupovat s velkou zodpovědností. Nejlepším východiskem by bylo uskutečnit první chemické a biochemické analýzy ve speciální orbitální laboratoři, která by současně představovala jistou karanténní stanici.

Případný objev života na Marsu automatickými sondami nebo při analýze dovezených vzorků ovlivní také plány na uvažovanou pilotovanou expedici a případně i kolonizaci Marsu. Nejde jen o to, zda tamější život nebude lidem nebezpečný, ale také o etickou otázku, do jaké míry smíme tento cizí život ovlivnit, nebo dokonce vyhubit.

Podobné otázky si na počátku novověku rozhodně nekladli dobyvatelé Nového světa, kteří tam zanesli z Evropy nemoci, jimž nemalý počet místních obyvatel podlehl. Ale i obráceným směrem proudilo biologické nebezpečí. Dnes bychom měli být schopni taková rizika vnímat a podle toho se chovat.

Naštěstí na uvažování o těchto problémech máme dostatek času. První pilotované expedice se k Rudé planetě nevydají dříve než na konci dvacátých let, spíše ještě později, nyní se mluví o roce 1931.

* * *

Všechny tyto stroje a expedice jsou zatím v dohledu, většinu už inženýři a vědci rozpracovávají. Je pochybné, že v příštím desetiletí začnou někteří odborníci vážně uvažovat o dalších cílech – o pilotované výpravě k Venuši a k Jupiteru, o využívání lunárních materiálů k pohonu kosmických strojů, případně i ke stavbě velkých konstrukcí ve vesmíru, o vysílání automatických sond mimo naši sluneční soustavu… Není vyloučeno, že do konce 21. století se lidé naučí cestovat mezi všemi nebeskými tělesy našeho systému – ale pozor, i tato představa vychází z dnešních snů a může narazit na složité vědecké a technické problémy.


Milí čtenáři!
Tímto 23. dílem končí náš seriál věnovaný 50. výročí vypuštění první družice. Omlouváme se za chyby a překlepy, na které jste si stěžovali – všechny články vznikaly ve velkém chvatu, jak to v novinách bývá. Děkujeme vám za trpělivost a přízeň. Děkujeme i za připomínky. Všechny je využijeme v knižní podobě tohoto seriálu – kniha pod pravděpodobným názvem PŮLSTOLETÍ KOSMONAUTIKY vyjde, pokud se nic nestane, na podzim v nakladatelství Epocha. Na stránkách Technet.cz se však s námi ještě setkáte.

 Prameny

 - www.kosmo.cz - Český kosmonautický portál
 - www.lib.cas.cz/space.40 - Velká encyklopedie družic a sond SPACE-40
 - www.astronautix.com - Encyclopedia Astronautica
 - G. Bush: A Renewed Spirit of Discovery. Washington, 2004. (přístupné na Internetu zde).
  - Federalnaja kosmičeskaja programma Rossii, Moskva, 2005. (přístupné na Internetu zde.
 - ESA's 'Cosmic Vision'. Paris, 2007. (přístupné na Internetu zde).

Autoři seriálu

Karel Pacner (*1936): redaktor Mladé fronty a MF Dnes pro vědu, v listopadu a prosinci 1989 jeden ze tří volených zástupců šéfredaktora MF. Napsal přes 25 knih věnovaných kosmonautice, nejnověji moderní historii a špionáži. Poslední knihy: Atomoví vyzvědači (2007), Kolumbové vesmíru, 1. díl Souboj o Měsíc (2006), 2. díl Souboj o stanice (2007).

Mgr. Antonín Vítek, CSc. (*1940): do roku 1985 vědecký pracovník Ústavu organické chemie a biochemie ČSAV, poté v Základní knihovně ČSAV (nyní Knihovna AV ČR). Účastnil se vývoje krystalizátoru ČSK-1 pro družicové stanice Saljut a Mir. Autor článků o kosmonautice v časopisech Vesmír a Letectví a kosmonautika. Spoluautor Malé encyklopedie kosmonautiky (1982). Autor internetové encyklopedie SPACE-40. Držitel Náprstkovy medaile za popularizaci vědy - nejvyššího ocenění Akademie věd za tuto práci






mobilní verze
© Copyright 1999–2014 MAFRA, a. s., a dodavatelé Profimedia, Reuters, ČTK, AP. Jakékoliv užití obsahu včetně převzetí, šíření či dalšího zpřístupňování článků a fotografií je bez souhlasu MAFRA, a. s., zakázáno. Provozovatelem serveru iDNES.cz je MAFRA, a. s., se sídlem
Karla Engliše 519/11, 150 00 Praha 5, IČ: 45313351, zapsaná v obchodním rejstříku vedeném Městským soudem v Praze, oddíl B, vložka 1328. Vydavatelství MAFRA, a. s., je součástí koncernu AGROFERT ovládaného Ing. Andrejem Babišem.