Klávesové zkratky na tomto webu - základní­
Přeskočit hlavičku portálu


Jak dopadla zkouška čínské protidružicové zbraně. Grün exkluzivně pro Technet.cz

  0:02aktualizováno  0:02
V době, kdy administrativa amerického prezidenta má obzvláště silný zájem o dobré vztahy s Čínou mj. kvůli válce v Iráku a problémům s Íránem i Severní Koreou, nastala pro Beijing vhodná chvíle předvést něco vojensky nového.

Plán lednové zkoušky protidružicové zbraně

Například technologii ničení družic – loni neoficiálně zkoušela poškodit jejich elektroniku výkonným pozemním laserem a letos v lednu se úspěšně pokusila zničit jednu z nich raketou.

Pro odborníky to nebylo příliš velké překvapení a protesty ze strany Japonska, USA a dalších států zazněly spíše formálně – Čína totiž pokus potvrdila až téměř po dvou týdnech, 23. ledna, což se mezi dobrými sousedy nedělá. Kromě toho výsledkem “úspěchu” bylo vytvoření spousty zbytečných, pro jiné družice zákeřně nebezpečných úlomků na dráze kolem Země. Píseň o míru na Zemi i ve vesmíru, jakkoliv má hezkou notu, pak vyznívá poněkud disharmonicky.

nosič KT-1 na rampě

Nicméně všichni víme, že úspěšné starty prvních družic před půl stoletím otevřely nejen ověnčenou bránu pro výzkum kosmického prostoru, ale i více či méně maskované branky pro družice vojenské. Jen se člověk naučil družice vypouštět, začal uvažovat o tom, jak je ničit (samozřejmě nikoliv svoje, nýbrž “těch druhých”). Po více než dvou desetiletích tak Čína pouze následuje aktivitu, kterou koncem studené války vyvrcholil vývoj protidružicových zbraní ASAT (anti – satellite) v Rusku (resp. Sovětském svazu) a USA.

Co se stalo 11. ledna v Číně...

11. ledna t. r. tak byla v rámci zkoušek protidružicových zbraní v blízkosti kosmodromu Xichang (v jiné transkripci Si-čchang) vypuštěna upravená balistická raketa, jejíž typ nebyl oznámen.

Tento čínský kosmodrom (28°14' s. š. ,102°02' v. d.) byl v druhé polovině 70. let minulého století postaven v hornaté oblasti (nadmořská výška 1830 metrů) asi 260 km jihozápadně od města Chengdu v prefektuře Liangshan Yi (provincie Sichuan) a je pojmenován podle města Xichang asi 60 km vzdáleného. Provoz byl zahájen v roce 1982, první kosmický start se uskutečnil v roce 1984, od roku 1986 je využíván též zahraničními zájemci. Původně byl vybaven dvěma rampami; v srpnu 2006 byla zahájena výstavba třetí. Nedaleko kosmodromu je v provozu zkušební raketový komplex Songlin, odkud podle Američanů raketa z mobilní rampy startovala; přípravy k tomu byly výzvědnými družicemi pozorovány už v prosinci.

DF-21 s mobilní rampou

Typ použité rakety oficiálně neznáme. Američané pro ni mají kódové označení SC-19 – jenže co se pod ním přesně skrývá? Specialisté nejsou v názorech zcela jednotní, protože vývoj jednotlivých verzí raket DF (Dong Feng) je poměrně nepřehledný. Nejčastěji se uvádí, že jde o modifikovanou raketu DF-31, resp. nejnovější „kosmickou“ verzi KT-2 (Kai-Tuo-Zhe, tj. průzkumník), vyvíjenou v Space Solid Fuel Rocket Carrier Co Ltd. jako družicový nosič, jehož všechny čtyři stupně mají motory na pevné pohonné látky.

DF-31 - 01 DF-31 

O první nosné čínské raketě výlučně na pevné pohonné látky (KT-1) jsme se dozvěděli na jaře 2000; vznikla přidáním nového 3. stupně k prvním dvěma stupňům balistické rakety DF-31 s cílem vynášet malé družice do 100 kg na polární dráhy ve výšce kolem 500 km. Nový stupeň firmy China Hexi Chemical & Mechanical Comp. byl úspěšně vyzkoušen v únoru 2001, má motor SpaB/100 o průměru 1 m a délce 5,4 m a po dobu asi 70 s vyvíjí tah přes 186 kN. Celková délka rakety je 18 m, maximální průměr 2 m, hmotnost 20 tun. Oficiálně byly provedeny dva zkušební starty se studentskými družicemi o hmotnosti cca 40 kg na polární oběžnou dráhu ve výšce 300 km, avšak oba skončily neúspěšně (15. září 2002; 16. září 2003). Případný 4. stupeň SpaB/65 má motor s kulovou spalovací komorou o průměru 0,6 m a tahem kolem 30 kN.

Čínský motor na pevné pohonné látky L-SpaB(100)

V téže době už byla veřejně vystavována maketa silnější KT-2 s novým, větším prvním stupněm (horní dva zůstaly z KT-1). Raketa o délce až 35 m a průměru 2,7 m má mít startovní hmotnost kolem 40 tun a vynést na polární dráhu ve výšce 500 km nejméně 400 kg.

Rodina KT - vpravo KT-1

Protidružicová zbraň se podle neoficiálních informací vyvíjí od roku 2002 a je pravděpodobné, že lednovému startu předcházely nejméně dvě (zřejmě zcela nebo zčásti neúspěšné) zkoušky. První se měla uskutečnit 7. července 2005, druhá 6. února 2006 – při ní údajně raketa cílovou družici minula.

Budoucí čínská raketa proti družicím startující z letadla

První verze rakety CSS-5 alias DF-21 (Dong Feng) startovala poprvé v květnu 1985 a nejpozději od počátku 90. let je ve výzbroji. Je dvoustupňová na pevné pohonné látky (v prvním stupni jsou vidět čtyři trysky); modifikace (DF-21A, CSS-5 Mod 2) z roku 1996 má větší dolet (při dostupu kolem 500 km) a především vyšší přesnost zásahu (lépe než 300 m) kombinací inerciálního řízení a v poslední fázi letu též radarové navigace. Ve výzbroji nese jednu hlavici o hmotnosti 0,6 t s konvenční nebo jadernou náloží. Má délku přes 10 m, průměr 1,4 m, hmotnost 14,7 tun a startuje z hliníkového válcového krytu na mobilním přepravníku, podobně jako KT-1 (což svědčí spíše o jejím vojenském poslání).

Zlepšená verze DF-21A DF-21 montáž Námořní verze DF-21

DF-31 alias CSS-9 je vyvíjena od konce 90. let – první start se uskutečnil 8. srpna 1999 a zřejmě dosud není ve výzbroji. Má tři stupně na pevné pohonné látky, celkovou hmotnost 20 tun při délce asi 11 m a max. průměru přes 2 m. Pokud nese standardní hlavici o síle 250 kt, je schopna dopravit ji na vzdálenost přes 7000 km, přičemž během letu vystoupí do výšky téměř 1000 km... Zveřejněné parametry mají blízko k nosné raketě KT-2, která však oficiálně do kosmického prostoru ještě nestartovala.

Všechny informace, uvedené v tomto odstavci, jsou přibližné odhady a dohady. Podobně jako politicko-vojenské komentáře, diskutující o tom, nakolik Spojené státy o chystaném pokusu věděly. Bylo by jistě trestuhodným selháním zpravodajské služby, kdyby čínské přípravy byly pro USA překvapením. Ostatně New York Times citoval jednoho spolupracovníka MIT (Massachusetts Institute of Technology), podle něhož byla zasažená družice po léta běžně kontrolována jednou až dvakrát denně, avšak inkriminovaného dne jí americká sledovací síť věnovala pozornost celkem šestkrát!

... a nad Čínou

V době útoku bylo už ráno 12.1., když kolem půl sedmé místního času prolétal cíl nad územím centrální Číny, asi 45° nad horizontem Xichang, odkud byla pozice cíle sledována. Podle časopisu AWST byl azimut směru k cíli asi 346°, přičemž cíl se pohyboval k jihu a k jeho zásahu došlo téměř čelní srážkou; úlomky se rozlétly všemi směry rychlostí asi 0,4 až 0,8 km/s. Ke srážce došlo 94 minut před místním východem Slunce za jasného počasí, takže družice, která již vystoupila ze stínu, byla opticky dobře pozorovatelná jak z Xichangu, tak z dalšího kosmodromu v Jiuquan (z něhož kdysi startovala). Mimochodem, systém amerických varovných družic na geostacionárních drahách start rakety zaznamenal a radary USAF Space Commands monitorovaly cíl před srážkou i po ní.

Nosič KT-1 před startem KT-1 při startu

Výběr cíle byl velmi pečlivě promyšlený. Výška, v níž se nacházel, byla sice zřejmě na hranici dostupu rakety, ale byla vyšší než před lety při podobném testu USA. Pozice byla zvolena tak, aby cíl byl při přeletu dobře (a bez komplikovaného navádění) zasažitelný. Šlo tedy o demonstrační ukázku a k získání skutečně účinné zbraně proti libovolnému cíli povede ještě další (a delší, nejméně několikaletý) vývoj – což samozřejmě nesnižuje technický úspěch.

Družice FY-1C Jeden ze snímků z družice FY-1C

Jako cíl byla vybrána starší meteorologická družice FY-1C (Feng Yun, tj. vítr a mrak), vypuštěná 10. května 1999 na polární heliosynchronní kruhovou dráhu ve výšce přibližně 860 km; měla hmotnost 880 kg a tvar kvádru 1,4 x 1,4 x 1,8 metrů s panely slunečních baterií. V operačním provozu byla od července 1999 do podzimu 2002, ale nadále vysílala na frekvenci 1,7 GHz až do 22.28 UT, kdy byla zasažena kinetickou hlavicí...

Cena za úspěch

Cenu za vyvedené show čínské armády jsme poznali záhy (viz např. článek Technetu „Nepořádek ve vesmíru naposledy rozšířila Čína“): srážka měla za následek vytvoření spousty úlomků nejrůznějších rozměrů. Současné pozemní radarové prostředky jsou schopny detekovat tělesa o velikosti větší než zhruba golfový míček, nacházející se na oběžné dráze kolem Země do výšky několika tisíc kilometrů. Každý takový objekt je sítí USSPACECOM pečlivě registrován, očíslován a dále průběžně sledován až do svého zániku v atmosféře.

9 000 kousků trosek ve vesmíru

Mimochodem, v Číně zahájilo v březnu 2005 svou činnost středisko s vlastními radarovými systémy, jehož úkolem je pozorování a sledování kosmických objektů a jejich úlomků (pod záštitou Akademie věd Čínské lidové republiky). Je milé si dnes připomenout názor čínských vědců, citovaný tehdy tiskovými agenturami: „pokud se bude množství částic kosmického smetí v blízkosti Země zvyšovat dosavadním tempem, pak v roce 2300 nebude možno realizovat ani jeden start do vesmíru, aniž by byly vypuštěné objekty ohroženy srážkami s nimi...“

Úlomky po zničení FY-1C

Za téměř 50 let od počátku „kosmické éry“ bylo uskutečněno asi 4500 úspěšných kosmických startů. Jen několik set umělých družic je však v současné době funkčních; zbytek tvoří naše odpadky – tedy již nefungující družice, poslední stupně nosných raket a již použitých urychlovacích pohonných jednotek, drobné konstrukční díly, ale rovněž úlomky vzniklé při explozích družic a posledních stupňů a spousta dalších, vesměs malých objektů (včetně částeček odloupnutých z povrchu objektů a kuriózních, jako třeba nářadí a zařízení, které ulétlo kosmonautům). Tyto nežádoucí produkty lidské aktivity v kosmickém prostoru označujeme obvykle jako kosmické smetí. A je ho požehnaně: podle ruských odhadů snad až 300 tisíc tun...

Zaplnění prostoru kolem Země

COLA na ochranu kosmonautů

Pro zajištění bezpečných pilotovaných letů (občas i čínských), zejména však raketoplánů a mezinárodní kosmické stanice ISS, je nutné hlídat zejména prostor kolem jejich dráhy a předpovědět, kdy se některý z nejméně 10 tisíc větších objektů dostane na dráhu kolizní s nimi. USSPACECOM má uloženu databázi parametrů jejich drah na speciálním počítači a stále je porovnává s drahou ISS. Jakmile zjistí, že některý objekt se dostane do prostoru o rozměrech 40 × 80 × 80 km, v jehož středu se nachází stanice, je vydán příkaz k intenzivnímu sledování tohoto objektu s cílem maximálně upřesnit jeho dráhu. Pokud je 72 hodin před maximálním přiblížením objektu předpovězeno, že se vyskytne v prostoru o rozměrech 4 × 50 × 50 km, je o tom informováno ředitelství letu v Houstonu. Jestliže geometrie blízkého průletu se nezmění během dalších upřesnění dráhy objektu a pokud pravděpodobnost kolize se stanicí je větší než 0,01 %, je vydán pokyn k uskuteční úhybného manévru stanice, zvaný COLA (collision avoidance).

První takový neplánovaný povel musel být vydán v září 1991 při letu raketoplánu STS-48. Sledovací systém Space Defense Operations Center upozornil letové středisko v Houstonu, že se Discovery mine s posledním stupněm rakety Vostok, která 20. září 1977 vynesla z kosmodromu Pleseck na oběžnou dráhu Kosmos 955 a to ve vzdálenosti pouhých 2,3 km. Rozměry bezpečnostní zóny pro raketoplán činí 2 x 2 x 5 km a dráha shora uvedeného mrtvého tělesa ji protínala s tím, že v nejbližším bodě bude raketa vzhledem k raketoplánu jen o 350 m níže, 900 m na sever a 1900 m vepředu. Bylo tedy nutno dvě hodiny před "konjunkcí" pro jistotu uhnout z cesty. Zážeh zadních motorů RCS na 7 sekund snížil perigeum dráhy raketoplánu o téměř 2 kilometry a zvýšil odstup obou kosmických těles na 16 km. Posádka raketoplánu se sice pokusila stupeň vizuálně sledovat, ale bez úspěchu.

Podobná hlášení se stávala stále častější. Například v prosinci 1998 se posádce STS-88 ozvalo řídicí středisko v Houstonu takto: „Máme pro vás důležitou informaci. Podle výpočtů by vás měla minout raketa Delta ve vzdálenosti asi 1,8 míle. To je na náš vkus moc blízko, a tak jsme se rozhodli pro jistotu provést manévr COLA. Šest sekund hoření vašich RCS postačí k tomu, aby se minimální vzdálenost od objektu 1998-066F zvýšila na 5 mil." Byl to únik do vzdálenosti asi 8 km před 2. stupněm rakety Delta 2, která vynesla 6.11.1998 z kosmodromu Vandenberg pět družic Iridium. Kosmonauti museli počítat s tím, že k závěrečnému přibližování k ISS dojde ze vzdálenosti o 30 km větší, než se původně předpokládalo.

Pro stanici ISS už jsou manévry COLA téměř každodenní záležitostí. Kupříkladu 26.10.1999 bylo zjištěno, že následujícího dne se k ní na vzdálenost asi 1,4 km přiblíží poslední stupeň rakety Pegas z roku 1998. Proto bylo rozhodnuto provést korekci dráhy zapojením motorové jednotky na pět sekund, což zvýšilo okamžitou rychlost o 1 m/s. Po takto upravené dráze (výška apogea se zvýšila o 4 km) došlo 27.10. k průletu v bezpečné vzdálenosti 25 km. Hned dva dny poté se stanice minula ve vzdálenosti asi 4,2 km s úlomkem družice Solwind z roku 1979. V té době se pohybovala nad Tichým oceánem (144.2° v.d., 5.1° s.š.), avšak protože její dráha vedla o 1,3 km níž než dráha úlomku, nehrozilo nebezpečí srážky. Mimochodem, úlomek byl pozůstatkem jediného amerického pokusu podobného tomu, jaký teď provedla Čína – na poněkud nižší dráze tak vzniklo roku 1985 téměř 300 kusů registrovaného smetí.

Nebezpečné výsledky rekordů

Ovšem nebezpečná mohou být i tělíska menší – prakticky cokoliv nad 1 cm může způsobit katastrofu a vážně ohrozit životy kosmonautů! Třistapadesátigramový předmět, pohybující se v prostoru rychlostí 15 km/s, dokáže zničit satelit vážící jednu tunu. Jejich počet dovedeme jen odhadnout – počátkem letošního roku se na nízkých drahách kolem Země nacházelo přibližně 140 milionů úlomků do 1 cm, asi 180000 tělísek s rozměry od jednoho do deseti centimetrů a 9700 těles nad cca 10 cm. Obvykle hustota částic kosmického smetí stoupá každoročně o 4 %; největší je ve výškách do 1500 km. Podle modelů NASA se po lednu zvýšilo množství drobného smetí o 2 miliony a kousků s rozměry 1 až 10 cm přibylo nejméně 35 tisíc. Celkový počet katalogizovaných úlomků družice FY-1C dosáhl rekordní hodnoty 2087 objektů větších než 8 až 10 centimetrů a každý z těchto „kinetických šrapnelů“ může při kolizní rychlosti 12 až 15 km/s zničit družici o hmotnosti kolem jedné tuny.... Jen dvanáct z nich zatím zaniklo vstupem do hustých vrstev atmosféry.

Poznamenejme, že za posledních 50 let bylo zaregistrováno 182 explozí na oběžných drahách, ke dvěma došlo na geostacionární dráze. Mají na svědomí zhruba 42 % všeho kosmického smetí. Až dosud držela neslavný rekord exploze stupně HASP rakety Pegasus z roku 1994 (zaviněná samovolným vznícením zbytku pohonných látek), která před tím vynesla družici STEP-2 a kde původní počet úlomků dosáhl 713. Vzhledem k poměrně nízké dráze jich už většina zanikla (viz unikátní katalog www.lib.cas.cz/SPACE.40 ).

Nyní se tedy výrazně zvětšilo množství úlomků v pásu mezi 200 až 3800 km nad Zemí; zejména je samozřejmě postižen prostor v okolí původní dráhy družice, tedy ve výšce kolem 850 km, kde došlo ke zdvojnásobení koncentrace částic nad 1 cm nejméně na příštích pět až deset let.

První agenturní informace, že úlomky z čínské exploze ohrozily Mezinárodní kosmickou stanici ISS se ukázaly jako nepravdivé, ovšem během doby se to stát může. K prvnímu (naštěstí nepříliš vekému) riziku došlo 26. června, kdy byl hlášen průlet úlomku ve vzdálenosti 4,2 km +/- 3 km kolizní rychlostí 14,4 km/s.

Za uplynulý půlrok byly však již spočítány desítky blízkých průletů některého úlomku z FY-1C kolem jiných družic – i když až dosud se rovněž odehrály bez následků. Poprvé šlo o (již dávno nefunkční) družici Meteor 1-17 z dubna 1974 na dráze se sklonem 81,23° ve výšce 855 až 877 km, k níž se úlomek z katalogovým označením 30244 přiblížil 28. února t.r. na minimální vzdálenost 0,089 km – pravděpodobnost kolize rychlostí přes 11 km/s byla spočítána na 0,0022. Jeden z nejtěsnějších byl předpovězený průlet úlomku č. 30248 kolem družice Kosmos 1066 z prosince 1978 (rovněž meteorologické družice, avšak pro závadu nefungující již od samého počátku) na podobné dráze ve výšce 819 až 891 km, kdy se 7. dubna t.r. obě tělesa s kolizní rychlostí 14,8 km/s minula ve vzdálenosti 0,058+/-0,041 km – tedy s pravděpodobností 16 % to mohlo být méně než 17 metrů.

5. července oznámila NASA, že bylo poprvé nutné provést úhybný manévr americké družice tak, aby se družice Terra vyhnula potenciální srážce s čínským úlomkem, jehož dráhu téměř týden předem analyzovala americká vojenská síť Space Surveillance Network. Poté, co specialisté došli k závěru, že existuje sedmiprocentní pravděpodobnost srážky, bylo rozhodnuto. Družice Terra je naštěstí vybavena korekčním motorem, kterým se několikrát ročně dráha upravuje tak, aby se vyrovnalo tření o atmosféru. 22. června byl mimo plán zažehnut na 1,3 sekundy a v následujících hodinách se dráha zvýšila o 1,3 km. Pro tentokrát byla srážka odvrácena – na jak dlouho?

Družice Terra o velikosti menšího autobusu byla vypuštěná 18.12.1999 pro dálkový průzkum Země, meteorologii a klimatologii na dráhu, z níž pokrývá celý povrch naší planety během 16 dnů a každý den předává na Zemi přibližně 850 Gbyte pořízených dat, které by vyplnily 100 tisíc encyklopedických svazků. I když její životnost zvolna končí, bylo by jí škoda...

Pomůže nám příroda?

Zabránit dalšímu zvyšování hustoty kosmického smetí kolem Země se nám dosud příliš nedaří a čínská demonstrační show naznačuje, že se o to ani moc důsledně nesnažíme. Vždyť pro samotný experiment by bylo stejně účinné navést střelu proti fiktivnímu bodu v prostoru... Přesto se specialisté začali snažit: z posledních stupňů nosných raket a z družic před ukončením služby vypouštíme zbytky pohonných látek, které by mohly po čase samovolně explodovat a poslední stupně navádíme po splnění úkolů na nízké dráhy tak, aby brzy shořely v hustých vrstvách atmosféry. Bohužel to dosud neděláme s družicemi na konci aktivní životnosti – s výjimkou velkých konstrukcí, kde nás k tomu ovšem vede obava, aby nám jednou tuny žhavého šrotu nespadly na hlavu. Technici přišli i s nejrůznějšími návrhy kosmických „vysavačů", které by čistily prostor na nejvíce znečištěných oběžných drahách. Dosud se žádný z nich nerealizoval – nejen, že ještě nevíme přesně, jak to udělat, ale především: kdo by to zaplatil...

Příroda se sice o vyčištění prostoru vysoko nad námi postará sama a zdarma, avšak chce svůj čas. Všichni víme, že s přibývající výškou nad Zemí klesá hustota atmosféry (exponenciálně s růstem výšky), přičemž tři čtvrtiny atmosférické hmoty se nachází ve výškách pod cca 11 km. Není však přesné tvrdit, že družice se pohybují nad atmosférou – univerzální definici, kde končí atmosféra a začíná kosmický prostor nemáme. Atmosféra totiž nemá ostře vymezenou horní hranici a přechází plynule v meziplanetární prostor. Kromě toho její hustota nezávisí jen na výšce, nýbrž také na tom, zda je nad noční nebo denní stranou Země, na zeměpisné šířce a zejména na období sluneční činnosti. V době jejího zvýšení dochází i k rozšíření atmosféry, což vede k její větší hustotě v dané výšce.

První se zřejmě pokusil definovat horní hranici atmosféry Theodor von Kármán jako oblast, kde přestává fungovat aerodynamika. Je to současně oblast, v níž se zastavuje pokles teploty atmosféry. Nachází se ve výšce zhruba 100 km a definici převzala i mezinárodní letecká federace FAI (Fédération Aéronautique Internationale). Pod Kármánovou hranicí se nachází 99,99997 % atmosférické hmoty. Pro technické úkoly kosmonautiky je obdobně definována tzv. dynamická hranice atmosféry, což je plocha, pod níž je aerodynamický odpor atmosféry působící na kosmický objekt prakticky měřitelný. Pro tzv. vstup raketoplánu do atmosféry se rozumí přechod z jednoho podprogramu v hlavních počítačích raketoplánu na jiný, k němuž dochází ve výšce 122 km (přesně 400 tisíc stop). Podobně Rusové sestup počítají od průletu výškou 100 km, protože Sojuz začíná pociťovat brzdění o atmosféru o něco později než raketoplán.

Američtí letci, kteří vyletěli do výšky nad 50 mil (80,5 km), jsou již považováni za astronauty, i když nikdy neobletěli ani jednou zeměkouli a nedosáhli žádné kosmické rychlosti (ostatně Gagarin také přísně vzato nevykonal celý oběh kolem Země – což nijak nesnižuje to, že provždy bude prvním kosmonautem). Tzn. že mezi astronauty řadí v USA i několik pilotů raketového letadla X-15 (rekordní výška, dosažená roku 1963 byla 108 km).

Kosmické rychlosti v atmosféře

Aby se přesně vyrovnalo gravitační působení Země s odstředivou silou, musí se družice pohybovat v určité výšce nejméně kruhovou rychlostí. Hodnota této kruhové rychlosti závisí na vzdálenosti od středu (přesněji těžiště) naší planety. Populární tzv. 1. kosmická rychlost (7,91 km/s) se vztahuje k povrchu Země. Kruhová rychlost na dráze ve výšce 200 km nad povrchem Země je 7,78 km/s, ve výšce 850 km (meteorologické družice) již 7,43 km/s, na geostacionární dráze jen 2,86 km/s a ve vzdálenosti Měsíce zhruba 1 km/s.

Na shora definované hranici atmosféra/kosmický prostor je ovšem hustota atmosféry ještě tak velká, že klade pohybu rychle se pohybujících těles příliš velký odpor. Má-li družice setrvat v kosmickém prostoru alespoň několik dní, musí se pohybovat ve výšce kolem 200 km – drahám ve výškách do cca 2000 kilometrů říkáme dnes nízké oběžné dráhy. Účinky řídké atmosféry se uplatňují i nad tisíc kilometrů a dál, byť je tam prakticky vakuum, kterému mohou pozemské vývěvy závidět. Třením o částice atmosféry se všechna tělesa postupně zbržďují a tím se jejich geocentrická výška snižuje, na nižší dráze mají větší rychlost a působí na ně hustší atmosféra – tření je větší a následuje rychlejší brzdění, které způsobuje opět o něco rychlejší pokles... atd. Na kruhové dráze těleso ztrácí rychlost rovnoměrně po celém oběhu a dráha se tedy spirálovitě snižuje; na eliptické dráze dochází k největšímu brždění kolem perigea, kde je atmosféra nejhustší a rychlost největší. Výška apogea klesá rychleji, zmenšuje se tak i hodnota excentricity.

Síla, která působí proti pohybu družice (samozřejmě i úlomku), je přímoúměrná hustotě atmosféry v okolí, čelní ploše družice a čtverci (tj. dvojmoci) rychlosti pohybu. Zpomalování, které způsobuje, je pak nepřímoúměrné hmotnosti tělesa. Na stejné dráze vydrží mnohem déle těleso s velkou hmotností proti tělesu stejné velikosti, ale lehkému. Čím je družice větší, tím má větší plochu, kterou nastavuje částicím řídké atmosféry, tím je více brzděna, takže výsledkem je kratší životnost.

První americká družice Explorer 1 měla hmotnost 14 kg. Když v únoru 1958 začala pracovat, ležela její dráha ve výšce 356 až 2548 km, která během 10 let poklesla na 335 až 1254 km. Další rok poté (v únoru 1969) však už měla výšku 325 – 981 km, počátkem ledna 1970 výšku 301 – 595 km, počátkem února 1970 291 – 542 km, počátkem března 276 – 483 km a několik hodin před zánikem 31. března 1970 pouze 183 – 215 km. Druhá americká družice Vanguard 1 ( koule o průměru 15 cm a hmotnosti 1,5 kg) měla počáteční dráhu ve výšce 650 – 3968 km, loni se pohybovala ve výšce 653 – 3841 km, takže životnost je odhadována ještě na nejméně 300 roků.... Družice na geostacionární dráze mají prakticky neomezenou životnost.

Model NASA, vyplývající z dlouhodobého sledování reálných změn drah mnoha družic umožnil odhadnout, jak dlouho po přesném čínském zásahu zůstanou úlomky v prostoru kolem Země. Výsledek je v grafu a ukazuje, že i když nám zvýšená sluneční aktivita pomůže, z částic o velikosti nad 1 cm jich zhruba polovina zůstane hrozbou i po dvou desetiletích!

ing. Marcel GrünO autorovi:

Ing. Marcel Grün

Narodil se 20. listopadu 1946 v Chebu. Vystudoval fakultu strojní ČVUT a pokračoval pedagogikou.
Astronomií a kosmonautikou se zabývá téměř celý život; od 15 let byl demonstrátorem Štefánikovy hvězdárny. Od roku 1967 pracuje v Planetáriu Praha, nyní je ředitelem Hvězdárny a planetária hl. m. Prahy.

Věnuje se zejm. výuce a popularizaci astronomie, kosmonautiky a kosmického výzkumu. Na svém kontě má několik knih a byl oceněn i jako popularizátor vědy; od r. 1999 nese jeho jméno planetka č. 10443. Desítky let působil v různých funkcích v České astronomické společnosti, nyní je mj. členem Rady pro kosmické aktivity při MŠMT, předsedou Sdružení hvězdáren a planetárií a  předsedou dozorčí rady České kosmické kanceláře, u jejíhož zrodu stál.

Autor:




Hlavní zprávy

Další z rubriky

Start iránské rakety, která měla na palubě opici. (2013)
Írán úspěšně otestoval raketu, kterou chce vynést do vesmíru satelit

Írán dnes úspěšně otestoval nosnou raketu Simorgh (označovaná také jako Safir 2), s jejíž pomocí může do vesmíru vyslat satelit. S odvoláním na íránskou státní...  celý článek

Přímý přenos zvuků přírody z jižních Čech do vašich sluchátek. V reálném čase,...
V noci horor, přes den ptačí ráj. Co se děje v lese, když tam nejste

Téměř dvě stě druhů ptáků, hmyz, ježci, žáby, lesní zvěř. Na přímém přenosu SlowRadio pro vás nezištně pracují tisíce zvířátek. Ornitolog Zdeněk Vermouzek...  celý článek

Částečné zatmění Měsíce 7. srpna 2017 viděné z pražského Žižkova.
Česko sledovalo malou nebeskou podívanou. Země ukousla kus Měsíce

V pondělí večer byl Měsíc v úplňku, především na začátku své noční pouti nebyl vidět úplně celý.  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.