Klávesové zkratky na tomto webu - základní­
Přeskočit hlavičku portálu


Češi v kosmu: První česká družice Magion se vracela čtyřikrát denně

aktualizováno 
Představa, že družice musí mít elegantní tvar, nikdy neplatila, na rozdíl třeba od letadel a lodí. Nádherná koule Sputniku 1 se symetricky rozloženými čtyřmi pruty antén byla v historii kosmonautiky spíše výjimkou než pravidlem. Krásu nepobrala ani první česká družice Magion z roku 1978.

Magion 1 měla tvar kvádru o rozměrech 300 × 300 × 160 milimetrů a vážila 15 kilogramů | foto: Ústav fyziky atmosféry AV ČR

Většina družic má tvar válců, válečků, krabic, kufrů, osmistěnů i vícestěnů, některé jsou i velmi nepravidelné. Ve vesmíru, kde neexistuje atmosféra, je jakýkoli aerodynamický tvar zbytečný.

Geofyzikům z Prahy-Spořilova nejlépe vyhovovala podlouhlá krabice od bot o hraně 30 centimetrů. Lesklá tmavomodrá sklíčka představovala panely slunečních baterií, které družici dodávaly elektrický proud. Na pohled masivní držadlo byla cívka s mnoha tisíci závity, která fungovala jako magnetická anténa a rozvinovací pásková anténa dlouhá dva metry pro zachycování elektromagnetických vln. Dvě kratší páskové antény přijímaly povely z Panské Vsi a dvě další byly určeny k vysílání získaných údajů stanici na Zemi.

Češi v kosmu

a na Technetu - nová kniha Karla Pacnera

Křest knihy se uskuteční 10. 11. 2011 v 10 hodin v Knihkupectví Academia na Václavském náměstí.

I když se z Čechů do vesmíru dostal jenom Vladimír Remek, po hvězdách sahaly stovky českých odborníků z nejrůznějších oborů – astronomové, geofyzici, fyzici, geochemici, spojaři, letečtí lékaři, psychologové… Přispívali k poznání vesmíru okolo nás i samotné planety Země, která se v mnoha případech nejlépe zkoumá z kosmických výšin.

Osudy méně i více známých přiblíží nová kniha známého popularizátora vědy Karla Pacnera, která vyjde na začátku listopadu u nakladatelství Academie. Technet vám z knihy našeho dlouholetého spolupracovníka přinese několik ukázek.

Družici Magion vypustili z kosmodromu Pleseck na severu Ruska 24. října 1978 jako přívažek sovětského Interkosmosu 18. Tři týdny zůstala spojena s mateřským tělesem. Potom ji 14. listopadu povelem oddělili a obě družice se od sebe vzdalovaly rychlostí zhruba 60 kilometrů za den. Jejich palubní aparatury zachycovaly řadu údajů o prostředí, jímž prolétávaly. To byl unikátní experiment – geofyzikální měření ze dvou těles, jejichž vzdálenosti přesně známe a které se od sebe vzdalují na desítky a stovky kilometrů, dosud nikdo neuskutečnil.

Magion postavili podle projektu odborníků z Geofyzikálního ústavu ČSAV v Praze-Spořilově z velké části technici ve Výzkumném ústavu sdělovací techniky v Praze-Braníku. Samotnou vědeckou aparaturu vyrobili na Spořilově. Družice měla tvar kvádru o rozměrech 300 × 300 × 160 milimetrů a vážila 15 kilogramů. Zpočátku se dostala na dráhu ve výšce 406–764 kilometrů se sklonem 83 stupňů k rovníku, kde jeden oběh trval přes 96 minut. Pracovala tři roky, do 10. září 1981.

Kosmické vlivy na Zemi

Studium Slunce a vnějšího okolí Země, které bylo těžištěm československé účasti na družicových experimentech programu Interkosmos, připomíná spojitou nádobu. Zatímco astronomové zkoumali činnost naší hvězdy a její projevy v meziplanetárním prostoru, geofyzici se snažili objasnit působení Slunce na prostředí, které obklopuje naši planetu, a jeho vliv na fyzikální procesy odehrávající se v atmosféře a na povrchu planety a možná i v jejích hlubinách.

Přijďte na naší přednášku

Třikrát do hlubin vesmíru. Co se nám děje nad hlavou a jak to začalo

11. 11. 2011 budova Akademie věd Národní třída - 17:00

Přednáší: Karel Pacner, Antonín Vítek, Marcel Grün

Částice ze Slunce vyvolávají v zemské ionosféře magnetické bouře – a ty mají vliv na rádiové spojení i na dálkové trasy elektřiny, na dlouhodobé výkyvy počasí a změny klimatu, patrně i na vznik zemětřesení, výbuchy sopek a vlny tsunami. V poslední době sluneční částice také reagují se zplodinami z elektráren, průmyslu, letadel, aut, raket, ledniček a sprejů, z vypalování lesů i obdělávání půdy. Bohužel většina těchto vztahů není jasná, vědci je spíše tuší, a proto se je snaží pochopit a vysvětlit.

Prvořadým úkolem nyní je objasnit podstatu samotných geofyzikálních procesů. Vazby na biosféru jsou velmi nejasné – spíše je předpovídají, než abychom pro ně měli přijatelný výklad. Při objasňování tohoto propletence vztahů jsou vědci prakticky pořád na začátku, zatím zaznamenávají určité jednotlivé jevy, které se snaží dávat do souvislostí.

Vnější prostředí Země je vlastně určeno magnetosférou, tedy oblastí, kde magnetické pole rozhodujícím způsobem ovlivňuje chování plynů – tyto plyny jsou vodivé čili ionizované a většina procesů má elektromagnetický charakter. V našich šířkách začíná magnetosféra ve výšce okolo 120 kilometrů, v polárních oblastech, kde je silnější magnetismus, okolo 100 kilometrů. Ionosféra, kde ionizované plyny převládají, má spodní hranici už okolo 60 kilometrů nad povrchem a ve výškách okolo 550 kilometrů se překrývá s magnetosférou.

První družice objevily, že Zemi obklopuje zvláštní soustava radiačních pásů, které ji podkovovitě obepínají od pólu k pólu a zadržují nebezpečné částice kosmického záření. Podle jejich amerického objevitele se jim říká Van Allenovy pásy. Samotný pobyt kosmonautů v radiačních pásech by byl velkým rizikem. Je zajímavé, že tyto pásy svým způsobem dýchají – na denní straně, blíže ke Slunci, jsou silnější, zatímco na straně odvrácené naopak zploštěné.

Simulace Van Allenových radiačních pásů z roku 1966 v laboratoři s využitím

Simulace Van Allenových radiačních pásů z roku 1966 v laboratoři s využitím plazmového zdroje

A sluneční vítr, jak se říká částicím vyvrhovaným Sluncem, ovlivňuje i magnetosféru – na noční straně vytváří jakýsi ohon magnetických siločar, který se táhne až za dráhu Měsíce, zatímco na straně denní je magnetická "dutina" tímto větrem stlačena. Uspořádání magnetosféry umožňuje slunečním částicím, aby v některých oblastech pronikaly poměrně snadno do větších hloubek atmosféry a vyvolávaly v nich různé procesy, které prostřednictvím nejrůznějších převodových mechanismů pociťujeme i na Zemi.

"Každý vědec má předmět svého zkoumání nejraději zavřený ve své laboratoři," uvažoval inženýr Pavel Tříska, vedoucí ionosférického oddělení spořilovského ústavu. "Avšak Zemi, kterou my studujeme i s jejím nejbližším okolím, do žádné laboratoře nezamknete."

V epoše předkosmické studovali vědci ionosféru nepřímo, především pomocí rádiových vln. Rádiový paprsek vyslaný kolmo vzhůru se v závislosti na kmitočtu odráží od určité ionosférické vrstvy a mateřská stanice jej opět zachycuje. Získaný signál se samozřejmě liší od signálu vyslaného – jsou v něm zašifrovány vlastnosti prostředí, kterým proletěl. Také používali balony anebo výškové rakety, ale spíše výjimečně.

Geofyzici se snažili získané informace rozluštit, pokoušeli se z nich odvodit vlastnosti ionizovaného plynu a objasnit procesy, které v něm probíhají. Bohužel vždycky mohli dostávat údaje jenom o prostoru bezprostředně nad observatoří. Širší obraz o atmosféře, která obklopuje Zemi, si vytvářeli jedině pracným srovnáváním výsledků z celé řady stanic za léta a desetiletí.

Prvním krokem vlastní vysílač

"Umělé družice nám umožnily bezprostřední průnik do prostředí, které nás zajímá," pokračoval Tříska. "Největší zisk z toho měli kolegové z obou kosmických velmocí. My ostatní jsme jenom sekundovali, i když nepopírám, že zpočátku to bylo výhodné. Ale později jsme začali pociťovat, že pokud máme zůstat mezi světovou špičkou, tak bychom se potřebovali podílet i na tvorbě kosmických experimentů."

První kontakty se svými sovětskými kolegy navazovali geofyzici ze Spořilova v průběhu Mezinárodního geofyzikálního roku. Do kosmických experimentů se zapojili zpočátku jenom kradmo. Na ionosférické observatoři v Panské Vsi, dokončené v roce 1962, postavili aparaturu na příjem z družic.

Zachycovali vysílání z amerických vědeckých družic Solrad, zaměřených na výzkum slunečního záření, přičemž sledovali vliv ionosféry na kvalitu jejich rádiových signálů.

Až po založení programu Interkosmos se zapojili do zpracování údajů ze sovětských těles. "Vznik programu Interkosmos jsme uvítali," řekl Tříska. "Bez sovětské kosmické techniky bychom nemohli geofyzikální výzkum na světové úrovni dělat. Zůstali bychom u měření z pozemních observatoří, sledovali bychom zahraniční literaturu a věnovali se spíš takovému aplikovanému výzkumu.

Vzpomínky na dobu papírovou... Poštovní známka z roku 1980 za 10 Kčs s motivem

Vzpomínky na dobu papírovou... Poštovní známka z roku 1980 za 10 Kčs s motivem programu Interkosmos

Na to, abychom se zúčastnili studia základních geofyzikálních procesů, bychom neměli. A možná, že bychom časem i ztráceli schopnost správně ohodnotit kvalitu zahraničních informací získávaných kosmickými metodami, protože by nám chyběly vlastní zkušenosti s jejich přímým zpracováním. Teprve když víme, jaké potíže je třeba překonávat, a jaké chyby mohou vznikat, můžeme dobře ohodnotit výsledek publikovaný zahraničními kolegy."

"Pokud pomineme ideologický charakter programu Interkosmos," prohlásil v roce 2007 inženýr František Hruška, "byl jeho přínos velmi pozitivní."

Originální nápad – subdružice

Brzy dostaneme těžší typ družice, do níž budou moci instalovat dvojnásobné množství přístrojů – zmínili se sovětští odborníci českým kolegům, když spolu připravovali v prosinci 1971 na kosmodromu Kapustin Jar vypuštění Interkosmosu 5.

"A co kdybychom kromě velké družice vynesli nahoru ještě menší přívažek?" napadlo inženýra Třísku. "Malou schránku s přístroji, která by se od hlavního tělesa oddělila, a potom by obě dvě registrovaly určité charakteristiky magnetosféry. Přitom bychom neustále přesně sledovali vzdálenosti a dráhy obou těles. Tímto způsobem bychom zjišťovali prostorovou strukturu určitých procesů."

"To ještě nikdo neudělal," uvědomili si Sověti. "Šlo by to, určitě by to šlo. Ale nebylo by to jednoduché."

Sovětům se tento nápad zalíbil. Už na příští poradě skupiny kosmické fyziky hovořil profesor Vjačeslav Kovtuněnko o možnosti přidávat k družicím řady AUOS subdružici.

Sověti se však do postavení takového tělesa nehrnuli. "A co kdybyste tuhle subdružici vyvinuli sami?" navrhovali. "Je to váš nápad, tak ho realizujte!"

Čeští odborníci o tom začali uvažovat. "Nejtěžší bylo přesvědčit ostatní, že to je reálný námět, nikoli fantazie, a že jsme schopni to zvládnout," vzpomínal Tříska. "Samozřejmě žádné zkušenosti s nehermetickou aparaturou, která by pracovala ve vakuu a která by byla poháněná vlastním zdrojem energie, jsme neměli."

Předseda ČSAV akademik Jaroslav Kožešník napsal dopis na sovětskou Akademii věd se žádostí, aby spořilovským inženýrům poradili příslušní specialisté. Když odjeli naši odborníci koncem roku 1973 do Moskvy, měli možnost se setkat s konstruktéry AUOS. Inženýr Tříska a inženýr Jaroslav Vojta tehdy načrtli první představu družice či – jak se říkalo – bloku C, což bylo první písmeno slova subdružice v azbuce.

Do práce na projektu se postupně zapojila většina lidí z ionosférického oddělení Geofyzikálního ústavu. Nicméně největší odpovědnost ležela na obou vývojářích, na inženýru Vojtovi a Alexandru Czapkovi, kteří měli bohaté zkušenosti se stavbou přístrojů pro Interkosmos 3, 5, 8, 10, 13, 14 a 18. První výkres technické dokumentace nese datum 5. dubna 1974.

Ionosférická observatoř v Panské Vsi

Ionosférická observatoř v Panské Vsi

Mezitím v Panské Vsi stavěli druhou budovu speciálně vybavenou pro příjem a zpracování dat z družic. Dokončili ji v roce 1975.

Samozřejmě úzkou spolupráci navázali spořilovští s vývojovou skupinou VÚST, zvláště pak s inženýry Václavem Grimem, Ludvíkem Majerem a Josefem Plzákem, kteří se zabývali družicovou telemetrií. Dr. Petr Lála z Ondřejova zase vypočítal vzájemné rychlosti obou družic při oddělení, aby byly dodrženy požadované podmínky vzdalování. Dr. Stanislav Fischer zase konzultoval otázky vlivu radiace a možnosti některých měření družice.

Samotné řídicí práce bylo tolik, že šéf musel část přesunout na kolegu. Tříska oficiálně vedl veškeré práce, zabýval se vědeckou náplní, zpracováním výsledků, vedl diplomatická jednání a hovořil s novináři, zatímco od Vojty chtěl, aby se staral o technické otázky vývoje, výroby a zkoušek.

S vyřešením dvou problémů pomohli sovětští odborníci. Nejprve poslali návrh teplotního režimu. V kosmu se střídá velký žár od Slunce s hlubokým podchlazením ve stínu, zatímco uvnitř družice musí zůstat určitá teplota, aby se nenarušil provoz. A potom seznámili české kolegy s novou technologií výroby malých slunečních panelů.

Karel Pacner

se narodil v roce 1936. Byl redaktorem 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. V roce 2008 vydal se spoluautorem Antonínem Vítkem knihu Půlstoletí kosmonautiky, která vznikla na základě seriálu pro Technet.cz.

Další knihy: Atomoví vyzvědači (2007), Kolumbové vesmíru, 1. díl Souboj o Měsíc (2006), 2. díl Souboj o stanice (2007).

V branickém Výzkumném ústavu sdělovací techniky postupně vznikly čtyři varianty konstrukce družice. První byla prostorová maketa ve tvaru větší krabice na boty s vysunutými detektory přístrojů a anténami. Všichni projektanti si tedy mohli představit, jak bude těleso vypadat a co kam přijde.

Sověti požadovali družici nehermetickou, vystavenou působení kosmického vakua. Konstruktéři tedy museli najít elektroniku, která takovou zátěž zvládla, to byla neobyčejně cenná zkušenost. A protože nemuseli dělat pro toto těleso plášť, přišlo levněji. Přitom se museli vejít do 14,5 kilogramu, víc družice vážit nemohla.

Druhá varianta už byla prototypem. Aparatura na měření magnetických polí, energetický systém, telemetrický vysílač, povelový přijímač, pomocné palubní systémy, kabely – to všechno bylo na svých místech. Na tomto souboru se zkoušely vlastnosti jednotlivých součástí a jejich vzájemná součinnost. Další komplet absolvoval všechny nezvyklé mechanické prověrky, především na otřesy a přetížení.

Technologická varianta prošla předepsanými teplotními, mechanickými a vakuovými zkouškami, nejdřív v Praze a potom v Ústavu kosmických výzkumů v Moskvě. Sověti měli komoru, která imitovala podmínky kosmického prostoru – vakuum, stěny chlazené kapalným dusíkem a vedle i umělé slunce. Tam se kontrolovaly podmínky teploty družice, protože na oběžné dráze by měla mít minus 10 stupňů.

Ovšem to nemohli konstruktéři dopustit, nejcitlivější byly akumulátory. Proto vnější hliníkové části dodatečně pokryli kovovými plátky, které byly pozlaceny. Nové zkoušky v komoře už vyhovovaly, plus 10 stupňů. Dále se upravovaly jenom drobnosti, například přeložení některých kabelů, dodatečné odstínění některých elektrických uzlů. Poslední variantu – letovou – postavili ve dvou exemplářích, tedy hlavní a záložní.

Mezitím se čeští odborníci shodli na názvu tělesa – nazveme ho Magion, což je odvodili od výzkumu prostředí, který mělo zkoumat (MAGnetosféra a IONosféra).

Magion 1 přelétával spolu s Interkosmosem 18 nad Evropou čtyřikrát denně, jejich signály zachycovala observatoř v Panské Vsi. Souběžná měření obou těles umožnila získat nové poznatky o prostorovém rozložení plazmových vln v ionosféře. Na základě toho si odborníci odvodili některé odchylky šíření rádiových paprsků vysílačů systému Omega, které slouží nejen pro navigaci ponorek, ale i letadel. Tříska o tom dokonce jednou přednášel českým leteckým navigátorům.

Následovník. Pozemní testovací model přesně odpovídající družicím Magion 2 až 5

Následovník. Pozemní testovací model přesně odpovídající družicím Magion 2 až 5

Družice pracovala bezchybně takřka tři roky, dokud nezanikla patrně na 16 033. oběhu v noci na 11. září 1981 v horních vrstvách atmosféry. To svědčilo o její vysoké kvalitě.

Autor:




Hlavní zprávy

Další z rubriky

Příprava startovací rampy v březnu 1930 v Praze na pláni u Bílé Hory. Ludvík...
Měsíční kosmodrom měl být v Praze. O životě a díle Ludvíka Očenáška

Letos uplyne 145 let od narození Ludvíka Očenáška, jednoho ze dvou Čechů, kteří jsou zapsáni ve Spojených státech amerických v síni slávy průkopníků kosmických...  celý článek

Start ruské rakety Proton-M s americkou telekomunikační družicí EchoStar 21.
Po půlročních odkladech odletěla ruská raketa Proton-M

Je letos vůbec poprvé, co se do vesmíru dostala raketa Proton-M. Několikanásobný odklad způsobily v prosinci odhalené problémy s motorem rakety.  celý článek

Americký prezident Donald Trump na návštěvě letadlové lodě USS Gerald R. Ford.
Trump: Letadlové lodě zůstanou u „zatracené“ páry!

Loď USS Gerald R. Ford (CVN 78) vyplula v dubnu na otevřené moře kvůli testování lodních systémů. Její nové technologie však nejsou bezproblémové a negativně...  celý článek

Najdete na iDNES.cz



mobilní verze
© 1999–2017 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 členem koncernu AGROFERT.