Klávesové zkratky na tomto webu - základní­
Přeskočit hlavičku portálu


K planetám sluneční soustavy. Exkluzivní seriál o dobývání vesmíru

  9:00aktualizováno  9:00
Po úspěšných i méně zdařilých startech prvních pozemských poslů k Měsíci se cílem snažení obou kosmických velmocí staly nejbližší planety – Venuše a Mars.

Pioneer 10 u Jupiteru

Hlavní konstruktér sovětské kosmonautiky Sergej Pavlovič Koroljov toužil od svého mládí nejen vypouštět člověka do kosmického prostoru, ale také zkoumat planety sluneční soustavy chytrými automaty. Možnost k uskutečnění tohoto snu mu otevřelo rozhodnutí strany a vlády číslo 1386-618 z 10. prosince 1959. Kreml nadšený dosavadními úspěchy ustavil vědecko-technickou komisi pod předsednictvím akademika Mstislava Keldyše. Koroljov si už dřív vyhlédl Keldyše, vynikajícího matematika, který pracoval na výpočtech jak pro něho, tak pro konstruktéry atomových zbraní, jako svého nejúčinnějšího pomocníka v politických kruzích. A Keldyš tento úkol beze zbytku plnil.

Jeho komise měla do února 1960 odsouhlasit zadávací projekt automatických meziplanetárních stanic – tak se tehdy říkalo v SSSR planetárním sondám – pro průzkum nejbližších planet.

Vedoucí pracovníci NASA začali uvažovat o průzkumu nejbližších planet prakticky ve stejnou dobu – v roce 1960.

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?

Druhou kosmickou rychlostí

Není jednoduché vysílat kosmické sondy k planetám. To věděl už jeden z otců teoretické kosmonautiky, ruský učitel Eduard Konstantinovič Ciolkovskij, na přelomu 19.–20. století. Rychlost, kterou musela nosná raketa těmto poslům udělit, musela být dostatečná na to, aby překonala zemskou přitažlivost a vynesla je za hranice gravitačního vlivu Země do prostor sluneční soustavy. Obvykle ji nazýváme druhou kosmickou rychlostí, ale výstižnějším pojmenováním je přesnější odborný termín úniková rychlost.

Její velikost klesá s rostoucí vzdáleností od Země. V blízkosti jejího povrchu činí přibližně 11,180 km/s. Pokud by zde nebylo ovzduší, pak by se těleso letící takto rychle pohybovalo po parabolické dráze. Jeho rychlost by se sice pozvolna snižovala, ale nikdy by se už k naší planetě nevrátilo. Ve vzdálenosti přibližně miliónu kilometrů od zeměkoule by je uchvátila gravitační přitažlivost Slunce a těleso by se stalo jeho oběžnicí, pohybující se meziplanetárním prostorem po dráze jen nepatrně odlišné od zemského oběhu.

Únikové rychlosti už dosáhla – vlastně omylem – již Luna, které minula Měsíc a stala se tak vlastně první umělou planetkou s názvem Měčta (česky Touha).

K tomu, aby kosmická sonda mohla zamířit k planetám, musí získat ještě větší rychlost a navíc musí být správným způsobem nasměrována. Teoreticky se začal tímto problémem po večerech zabývat kolem roku 1911 německý stavební inženýr Walter Hochmann. Studoval možné dráhy, jimiž by mohlo těleso vypuštěné raketou ze Země co nejsnadněji přeletět k nejbližším planetám. Jeho práce na čas v roce 1915 přerušila první světová válka, ale po jejím skončení se k nim vrátil a výsledky shrnul v knize „O dostupnosti nebeských těles“, která spatřila světlo světa v roce 1925.

Dráhy k planetám

Podle Hohmanna je z energetického hlediska nejvýhodnější trajektorií přeletu mezi dvěma kruhovými drahami, ležícími v jedné rovině elipsa, která se svými koncovými body – zvanými apsidy – právě dotýká obou kružnic. Toto platí téměř vždy, pokud rozdíl mezi poloměry kruhových drah není příliš veliký.

Na počet svého objevitele se takové dráhy dnes běžně nazývají Hohmannovy elipsy. Jak však bylo v Sovětském svazu zvykem, hledali i tady svého autora tohoto principu a zdařilo se jim to. Ve dvacátých létech minulého století se o podobném principu pro meziplanetární přelety zmiňoval ve svých přednáškách ruský aerodynamik Vladimir Petrovič Vetčinkin, ale nikdy to v odborné ani populární literatuře nepublikoval. Proto se někdy v ruské literatuře objevuje název Hohmann–Vetčinkinovy dráhy.

Princip optimálních Hohmannových drah vyžaduje, aby Země a cílová planeta byly v okamžiku startu v určitých pozicích na svých drahách kolem Slunce. Pouze v relativně krátkém období několika týdnů by byly nosné rakety schopné udělit sondám dostatečnou rychlost pro dosažení cíle. Tomuto časovém intervalu říkáme „startovní okno“ nebo lépe „startovní období“. Směr, kterým se musí vydat sonda, samozřejmě nemíří přímo na cíl. Nejedná se jen o to, že průzkumník letící meziplanetárním prostorem se nepohybuje po přímce, ale po zakřivené eliptické dráze, a i cílová planeta s pohybuje. Do jisté míry to můžeme přirovnat střelbě kanónem jedoucího tanku na jiný obrněnec, pohybující se po jiné dráze a jinou rychlostí. Střelec musí zamířit před nepřítele, aby ho jeho granát nakonec zasáhl v bodě, kam během letu střely cíl dojede.

Podobně je tomu i v případě přeletu po Hohmannnově dráze. Sonda musí vykonat přibližně půloběh kolem Slunce a potřebuje k tomu i u nejbližších planet několik měsíců. V době, kdy odstartuje od Země je tedy cílová planeta ještě hodně daleko od místa setkání. Zdálo by se, že je to velmi komplikované, ale ve skutečnosti se jedná v principu o jednoduchou astronomickou úlohu, kterou by dokázal přibližně vyřešit už Johannes Kepler na počátku 17. století. Složitá je však navigace v okolí Země při odletu a při příletu k cíli, kde se pro výpočet přesné dráhy neobejdeme bez výkonných počítačů.

Správná postavení planet se pravidelně opakují. Pro lety k Venuši se naskýtá příležitost každých 584 dní a optimální doba letu se pohybuje kolem 145 dní. Pro expedice k Marsu se výhodná období opakují po 780 dne a také čas potřebný k cestě je delší, zhruba 260 dní.

Na počátku šedesátých let, kdy se SSSR a USA cítily dostatečně připravené na nové úkoly, se otevíralo startovní období k planetě Marsu v září 1960 a k Venuši v únoru 1961.

První marsy

Deváté oddělení Koroljovovy konstrukční kanceláře OKB-1 pod vedením Gleba Jurjeviče Maximova rozpracovávalo projekt meziplanetárních sond od počátku podzimu 1959. To bylo normální – Koroljov vždycky předbíhal oficiální rozhodnutí. U Maximova se dělaly předběžné výpočty a navrhovaly se orientačně jednotlivé služební systémy těchto sond.. Úkol vlády proto splnili, i když měli šibeniční termín. Předposlední únorový den roku 1960 Koroljov podepsal zadávací projekt.

Z výpočtu drah bylo jasné, že upravené rakety R-7 pro první měsíční sondy nebudou stačit. Na doporučení Vasilije Mišina, svého prvního náměstka, Koroljov 15. ledna 1960 nařídil zahájit projektové práce na nové variantě nosiče, tentokráte čtyřstupňového. Aby se vývoj co nejvíce urychlil, za třetí stupeň, který dostal název blok I, technici použili upravený druhý stupeň balistické rakety R-9. Pouze čtvrtý stupeň – blok L – se stavěl úplně od nuly.

Neměli moc času – museli stihnout startovní období k Marsu na podzim téhož roku. Proto Koroljov použil pro čtvrtý stupeň zcela nový motor S1.5400, který vyvinuli v jeho kanceláří. Nebyl však ještě dostatečně odzkoušen – a to později způsobilo celou řadu potíží.

Projekt nového nosiče verze 8K78 technici ukončili 10. května 1960 a začala výroba prvních kusů. Kreml ho jako obvykle dodatečně schválil usnesením číslo 587-238 ze dne 4. června. Současně dostal Koroljov příkaz, vyslat první sondy k Marsu již v září a k Venuši v nejbližším možném termínu. V druhém případě straničtí funkcionáři neměli potuchy, kdy se startovní okno k Jitřence otevírá, a proto naštěstí pevný termín nestanovili. Na Koroljovův popud také dali souhlas s výstavbou střediska dálkového kosmického spojení v Jevpatorii na Krymu, která už probíhala, a další sledovací stanice poblíže města Ussurijsk na Dálném Východě.

Vedle vývoje nového nosiče běžely projektové práce na sondě typu 1M pro Mars. Konstruktéři počítali s tím, že sonda bude univerzální, takže ji využijí i pro průzkum Venuše. Zpočátku se počítalo se stavbou tří kusů, z nichž dva měly sloužit k fotografování planety během blízkého průletu a třetí se měl dokonce pokusit na Rudé planetě přistát.

Ke snímkování Marsu technici upravovali aparaturu FTU, použitou již na Luně 3 k pořízení záběrů odvrácené strany Měsíce. Mnohem komplikovanější byl vývoj přistávacího modulu pro třetí exemplář. Koroljov nechal kvůli tomu upravit několik exemplářů balistické rakety R-11, které pak konstruktéři použili při zkouškách padákového systému. Problémy, na které přitom narazili, ukazovaly, že výsadek na povrch planety není zatím reálný. Proto se všichni soustředili pouze na snímkování Marsu.

První exemplář sondy pro pozemní zkoušky dokončili v továrně číslo 88 v Kaliningradu-Podlipkách na jižním okraji Moskvy teprve 21. srpna 1960. Na zdržení se nejvíce podepsal pomalý vývoj rádiové aparatury v konstrukční kanceláři SKB-567 (Specialnoje konstruktorskoje bjuro), která musela splňovat dosud nevídané požadavky – spolehlivé spojení na vzdálenost 40 milionů kilometrů.

Na důkladné prověrky nezbýval čas, protože 30. srpna odeslali z výrobního závodu oba letové exempláře sond na kosmodrom Bajkonur. Není proto divu, že v průběhu příprav se musely některé systémy na sondách vyměňovat, protože prostě nefungovaly. To konstatovala i státní komise v čele s Konstantinem N. Rudněvem. Start v září byl prostě nemožný. Raketa 8K78 také procházela ještě posledními zkouškami. Měla však jisté rezervy ve výkonu, proto se mohlo startovat až do poloviny října a tak technici dělali možné i nemožné, aby Sovětskému svazu zajistili další prvenství ve vesmíru.

Jak říká staré české přísloví: „Práce kvapná, málo platná“. To se potvrdilo plnou měrou. Při prvním startu 10. října 1960 selhal řídicí systém třetího stupně, ten se vymkl kontrole a spolu se čtvrtým stupněm i sondou shořel v hustých vrstvách atmosféry nad východní Sibiří.

Koroljov se nevzdával, to v jeho nátuře nebylo. O dva dny později vyvezli další exemplář rakety na rampu a 14. října jej vypustili. Situace se opakovala, opět selhal třetí stupeň. Tentokrát zamrzlo čerpadlo s kerosinem, protože z netěsného potrubí v jeho blízkosti unikal ledový kapalný kyslík.

První veněry

Pro Koroljova bylo otázkou cti pokusit se napravit tyto nezdary vypuštěním sond k druhé z nejbližších planet, k Venuši. Startovní období začínalo počátkem února 1961.

Přestože se v konstrukční kanceláři OKB-1 pracovalo na zvláštním typu 1V, který sice přebíral většinu služebních systémů od marsovských sond 1M, rozhodla se rada konstruktérů raději pouze drobně upravit provozní blok sond 1M. Nový model pro Venuši dostal označení 1VA. Proto mohli i ve výrobním závodě použít většinu připravených dílů a zakomponovat do ní i přistávací modul, který mezitím prošel pozemními zkouškami. Na Nový rok 1961 odletělo z Moskvy letadlo, které vezlo sondy na Bajkonur.

První pokus o start k Venuši se uskutečnil 4. února 1961. Tentokrát třetí stupeň nosiče nezklamal a dopravil čtvrtý stupeň blok L i se sondou výrobního čísla 1 na nízkou oběžnou dráhu kolem Země ve výši 212–318 km.

Když soulodí vykonalo téměř celý oběh kolem naší planety, napětí v řídicím středisku rostlo. Teď se měly rozeběhnout pomocné raketové motorky, jejichž tah usadí pohonné látky čtvrtého stupně na dno nádrží. Pak plynový generátor rozeběhne turbočerpadla a motor S.14500 urychlí sondu na únikovou dráhu proti směru letu Země kolem Slunce. Ale nic se nestalo – selhala dodávka proudu do časovacího zařízení, které mělo start z oběžné dráhy spustit. Opět chyba, kterou nikdo nečekal.

Tisková agentura TASS proto pouze oznámila, že v Sovětském svazu vypustili na oběžnou dráhu „těžký sputnik“. O Venuši nepadla ani zmínka.

Koroljov měl opět připraveny sondy dvě. Záložní exemplář vzlétl z komplexu 1 kosmodromu Bajkonur 12. února 1961. Tentokrát všechno probíhalo podle plánu. Nad rovníkovou Afrikou časovací zařízení spustilo čtvrtý stupeň, ten pracoval bezchybně a sonda se dostala na plánovanou dráhu, úspěšně se vyklopily dva panely slunečních baterií a rozevřela se deštníkovitá dvoumetrová parabolická anténa z jemné síťoviny. Na palubě nesla podle tehdejšího zvyku titanovou kouli o průměru 7 cm, představující zeměkouli, v jejím nitru se nacházela medaile na líci se státním znakem SSSR a na rubu se schématem oběhu Merkuru, Venuše, Země a Marsu kolem Slunce s nápisem "Sojuz Sovetskich Socialističeskich Respublik – 1961". Koule byla chráněna krytem sestaveným z pětiúhelníkových segmentů z oceli s vyraženým znakem SSSR a slovy "Zemlja–Venera 1961". Kromě toho nesla i vědecké přístroje, určené ke zkoumání magnetických polí v meziplanetárním prostoru a okolí Venuše, k registraci nabitých částic a nárazů mikrometeoroidů.

Let z počátku pokračoval dobře. Agentura TASS mohla hrdě oznámit. „Sovětský svaz vypustil první automatickou meziplanetární stanici k planetě Venuši“. Večer 14. února opustila sonda sféru gravitačního vlivu Země a pokračovala v letu po eliptické dráze sluneční soustavou k cíli.

Dne 22. února se uskutečnilo oboustranné spojení na vzdálenost 1,4 miliónu kilometrů. Bohužel bylo poslední. Pak už Veněra na výzvy ze Země neodpovídala, pouze 27. února zaslechli v Jevpatorii její slabý signál. To byla již asi 4 miliony kilometrů o Země. Bez spojení nemohla provést nezbytné korekce dráhy a tak jako mrtvé těleso proletěla v noci z19. na 20. května 1961 ve vzdálenosti necelých 100 tisíc kilometrů od planety Venuše.

Ani jeden z pokusů o dosažení Marsu a Venuše se tedy nepovedl. Konstruktéři se spolu s pracovníky Akademie věd SSSR pustili do zkoumání příčin nezdaru.

Ovšem hlavní důvod tušili všichni. Pospíchali, aby za každou cenu předehnali Američany. Uvědomovali si, že Národní úřad pro letectví a vesmír (NASA) chystá na další startovní období v červenci až září 1962 své sondy k Venuši. Teď už si nemohli být zcela jisti, že bez problémů vyhrají závod odstartovaný v jeden okamžik, daný zákony nebeské mechaniky.

Nezbývalo nic jiného, než se pořádně připravit a vytvořit stavebnici, z nichž by mohli podle potřeby sestavovat různé verze sond. Nový typ sond dostal označení 2MV (Mars-Veněra). Příkaz k jeho vývoji dal Koroljov v únoru 1961.

Podklady pro konstrukční práce na celkem čtyřech základních typech těchto sond dokončili v konstrukční kanceláři OKB-1 koncem června 1961 a počátkem roku 1962 již mohli dát do výrobního závodu výkresy všech typů. Typ 2MV-1 byl určen pro přistání na Venuši, další 2MV-2 pro měření během průletu kolem této planety, 2MV-3 měl přistávat na Marsu, zatímco poslední, 2MV-4, měl pouze kolem Rudé planety proletět a snímkovat ji zblízka.

V srpnu 1962 odeslali na kosmodrom Bajkonur první tři sondy, dvě typu 2MV-2 a jednu 2MV-1. Poslední z nich, která byla určena k přistání na Venuši, museli technici na kosmodromu před usazením na nosnou raketu sterilizovat, aby se náhodou nezanesly na povrch této planety pozemské mikroorganizmy, což by tam v budoucnosti zkomplikovalo hledání stop života. Dnes však víme, že podmínky na povrchu Venuše by žádný pozemský organizmus nepřežil.

Nosné rakety 8K78 s těmto sondami odstartovaly postupně 25. srpna, 1.září a 12. září 1962. U všech pracovaly dobře první tři stupně, ale ani v jednom případě se nepodařilo uvést do chodu motor urychlovacího stupně blok L a oběžná dráha kolem Země byla bohatší o tři těžké sputniky v té době utajovaného účelu. Ale analytici dobře věděli, že šlo o nezdařené starty sond k Venuši.

Američané poprvé bodují

Plánovači NASA začali uvažovat o prvních sondách k Venuši a Marsu v roce 1960. Dali jim pracovní názvy Mariner A a Mariner B, počítali s hmotností přibližně 570 kg. Jako nosná raketa měla sloužit kombinace upravené mezikontinentální rakety Atlas, modifikace D, s druhým stupněm Centaur, vybaveným dvěma motory RL-10, spalujícími vysoce výkonnou směs kapalného kyslíku a vodíku.

Zatímco Atlasy už létaly a byly postupně zaváděny do výzbroje amerických strategických sil, Centaur firma General Dynamics/Astronautics v kalifornském San Diegu teprve vyvíjela. Narážela při tom na velké technické potíže související s chováním vodíku v turbočerpadlech za mimořádně nízké teploty. Na kontrolním dni v druhém srpnovém týdnu roku 1961 se ukázalo, že skluz ve vývoji nového nosiče je tak velký, že rozhodně nebude k dispozici v srpnu 1962. Představitelé Laboratoře proudového pohonu (JPL) z Pasadeny v Kalifornii proto vedoucím činitelům NASA navrhli použít lehčí sondu, asi 200 kg, pro kterou by použili již vyvinuté systémy měsíční sondy řady Ranger. Jako nosič by přicházela v úvahu nosná raketa Atlas-Agena B, kterou používali vojáci pro vypouštění družic typu Midas včasné výstrahy před starty mezikontinentálních raket a které JPL hodlala používat pro vypuštění rangerů.

Po bleskurychlé analýze možností – zejména s ohledem, že odčerpání nosiče z programu měsíčního fotografického průzkumu příliš neovlivní časový harmonogram prací na projektu Apollo – vedení NASA souhlasilo. Z Washingtonu do Pasadeny putoval 28. srpna 1961 dopis, kterým se idea schvaluje a pověřuje se JPL výrobou dvou letových exemplářů a kompletního souboru náhradních dílů. Nový projekt dostal označení Mariner R. (R jako Ranger), vedoucím projektu vývoje sondy se stal J. N. James a hlavním vědeckým pracovníkem, zodpovídajícím za přípravu experimentů R. C. Wyckoff.

Původně se počítalo s tím, že sonda unese pouhých 11 kg experimentů, později v důsledku vylehčení stupně Agena se mohla váha přístrojů zvýšit na 22,5 kg . Nejvýznamnějšími vědeckými přístroji byly mikrovlnný radiometr a infračervený spektrometr, které měly zkoumat samotnou planetu. Další přístroje, jako magnetometr a řada detektorů kosmického záření a analyzátory plazmatu v meziplanetárním prostoru měly měřit po celou dobu pouti Marineru kosmickým prostorem.

Projekt Mariner A byl sice zrušen, ale JPL pokračovala ve vývoji marinerů B. Američané doufali, že jak sondy, tak nosiče Atlas Centaur budou k dispozici pro startovní období k Marsu v roce 1964.

V lednu 1962 inženýři v JPL dokončili výrobní dokumentaci a stavba sond začala. V květnu skončila výroba a předběžné zkoušky obou sond a počátkem června putovaly oba exempláře na kosmodrom na Floridě. V téže době byly přichystány i nosné rakety.

První sondu vypustili 22. července 1962. Z počátku Atlas poslouchal jak hodinky, ale závada na anténě naváděcího systému nosiče způsobila, že řízení převzal od velkých počítačů na Zemi palubní počítač rakety. Bohužel jeho program obsahoval chybu, způsobenou nepozorností při přepisování matematických vzorečků do příkazů programu. Program se snažil příliš přesně korigovat dráhu, raketa se rozkývala a začala se vymykat kontrole. Bezpečnostní důstojník střelnice ji proto dálkovým povelem vyhodil do povětří.

Na závadu se přišlo včas. Druhá raketa, která vzlétla z mysu Canaveral o měsíc později 27. srpna navedla sondu na téměř ideální únikovou dráhu bez ohledu na potíže s řídicími tryskami prvního stupně. Vyklopily se panely slunečních baterií i velká parabolická anténa do pohotovostní polohy. Se sondou navázaly spojení tři velké pozemní antény – jedna se nacházela v Goldstone v Kalifornii, druhá u města Johannesburg v Jihoafrické republice a konečně třetí na raketové střelnici Woomera v Austrálii. Tyto stanice DSIF (Deep Space Instrumentation Facility) tvořily předobraz dnešní americké sítě dálkového spojení DSN (Deep Space Network).

Let k planetě Venuši byl dramatický. Ve dnech 4. a 5. srpna proběhla úspěšně korekce dráhy. Bez ní by sonda prolétla 384 000 km od středu planety nad její noční stranou, zatímco plán počítal s přeletem ve vzdálenosti 20 000 km nad opačnou, tedy denní stranou Venuše. Krátce nato, 8. září náhle sonda ztratila orientaci na Slunce i na Zemi. Pravděpodobně ji zasáhlo malé tělísko, snad mikrometeoroid, a změnilo její polohu. Naštěstí gyroskopy měřící orientaci sondy vše vyřešily a dříve než technici mohli na Zemi začít uvažovat o tom, co se vlastně přihodilo a jak situaci řešit, sonda se sama zachránila. Situace se opakovala o tři týdny později, 29. září, podle stejného scénáře.

Avšak 31. října přestal dodávat elektrickou energii jeden ze dvou slunečních panelů. Pravděpodobně v něm došlo ke krátkému spojení. To bylo horší. Pracovníci řídicího střediska raději vypnuli všechny vědecké přístroje, aby elektrickou síť sondy nepřetížili. O osm dní později zkrat zmizel a měření vlastností meziplanetárního prostoru se mohlo obnovit. Radost netrvala dlouho: 15. listopadu se zkrat znovu objevil a už nezmizel. Naštěstí se sonda mezitím přiblížila natolik ke Slunci, že výkon zbývajícího panelu stačil uspokojovat veškeré nároky všech systémů sondy včetně vědeckých přístrojů.

Automat po celou dobu zápasil též s přehříváním, ale všechny jeho systémy útrapy cesty přežily. Mariner 2 proletěl kolem Venuše 14. prosince 1962 v 19:59:28 světového času, Minimální vzdálenost od povrchu planety činila 34 854 km.

Sonda Mariner 2 k Venuši
Sonda Mariner 2 míří k Venuši

Během 45 minut největšího přiblížení sledovaly planetu dva přístroje, jejíchž úkolem bylo zejména stanovit teplotu povrchu Venuše, která je jinak zahalena neproniknutelnými mraky. Z analýzy získaných dat vědci usoudili, že teplota na povrchu je enormní, přibližně 425 C (dnes víme, že ve skutečnosti se teplota blíží 500°C). Nepřímo z údajů vyplývalo, že tlak atmosféry oxidu uhličitého je na jejím povrchu nejméně padesátkrát vyšší než na Zemi (tj. 5 megapascalů; dnes víme, že je přibližně 9,5 MPa).

Sonda po průletu kolem Venuše pokračovala v cestě meziplanetárním prostorem. Poslední spojení s ní navázala 3. ledna 1963 stanice u Johannesburgu, kdy se Mariner 2 nacházel ve vzdálenosti přibližně 86,7 milionů km od Země.

Rusové se znovu snaží

Pro podzimní startovní období k Marsu vyrobil závod číslo 88 opět tři exempláře sond: dva fotografické typu 2MV-4 a jeden určený pro přistání na planetě typu 2MV-3.

Při předchozích neúspěšných pokusech o lety k Venuši nezískali odborníci z OKB-1 dost informací o závadách, které způsobily selhání urychlovacího stupně blok L. Proto Mišin rozhodl, aby se na první z nosičů 8K78 přidala další čidla a další telemetrická aparatura. Tím se však zvýšila váha nosné rakety, proto museli technici ze sondy 2MV-4 výrobního čísla 3 všechny výzkumné přístroje vymontovat. Znamenalo to, že žádné vědecké výsledky tato sonda nebude moci získat.

Po vzletu z kosmodromu 24. října 1962 raketa hladce dosáhla parkovací dráhy. Při pokusu o start motoru 4. stupně se zadřel rotor jeho turbočerpadlového agregátu, který se 17 sekund po nastartování roztrhl a totálně zničil blok L i vlastní sondu. Americké radarové stanice pak objevily ve vesmíru obíhat 24 různě velkých úlomků.

Druhý exemplář 2KV-4 č. 4, vypuštěný 1. listopadu, měl podstatně lepší osud. Tentokrát raketa vynesla sondu na dráhu mířící k Marsu. Proto jí mohla tisková agentura TASS dát i odpovídající jméno – Mars 1. I když ve skutečnosti šlo o pátý sovětský pokus o dosažení Rudé planety.

Konstruktéři se však dlouho neradovali: Krátce po navedení na dráhu zjistili, že pomalu klesá tlak v nádržích se stlačeným dusíkem pro plynové trysky systému orientace a stabilizace. Než klesl úplně na nulu, podařilo se pracovníkům řídicího střediska v Jevpatorii posledními zbytky plynu rozrotovat stanici tak, aby panely slunečních baterií mířily přibližně na Slunce a byly tedy schopné dodávat elektrický proud. Rotace samozřejmě znemožňovala uskutečnit jakoukoliv smysluplnou korekci dráhy, která byla nezbytná pro dosažení blízkého průletu kolem Marsu. Také nešlo zaměřovat parabolickou anténu na Zemi, takže spojení se udržovalo jen přes všesměrové tyčové antény. Díky velké parabolické anténě na Krymu se podařilo přijímat slabé signály ze sondy až do 21. března 1963, kdy se Mars 1 nacházel ve vzdálenosti přibližně 10,6 miliónu km. Podle výpočtu parametrů dráhy sonda proletěla 19. června 1963 kolem planety, přičemž minimální vzdálenost od ní byla asi 197 000 km.

Poslední exemplář série 2KV, 2KV-3 číslo 1 vypuštěný 4. listopadu 1963 a vybavený pouzdrem, které mělo přistát na Marsu, selhal už na počátku. Během činnosti motoru druhého stupně se objevily problémy s turbočerpadlem kerosinu, které však raketa přežila. Silně při tom vibrovala, ale spolu s třetím stupněm opět dosáhl blok L oběžné dráhy. I tento čtvrtý stupeň tentokrát nastartoval a sonda začala nabírat rychlost potřebnou k vymanění se z pout zemské přitažlivosti. Chvíli po startu motoru S1.4500.A1, přesně po 33 sekundách jeho práce, se utrhl nosník s programovacím zařízením a motor se předčasně vypojil.

Také další starty sond řady 3MV-1 skončily špatně. Při vzletu 11. listopadu 1963 uvízla jako Kosmos 21 na nízké oběžné dráze kolem Země a 19. února 1964 explodoval třetí stupeň nosiče, blok I. Start 3MV-1 č. 5 k Venuši 27. března 1964 se zase nezdařil, opět nenastartoval čtvrtý stupeň a na dráze se pohyboval Kosmos 27. Teprve potom přišli technici z Mišinova oddělení na konstrukční chybu, která spočívala v uložení měřicích gyroskopů urychlovacího stupně na nevhodném místě konstrukce stupně.

Další sonda 3MV-1 číslo 4 sice díky odstranění této závady odstartovala 2. dubna 1954 k planetě Venuši úspěšně, ale z hermetického přístrojového úseku bezprostředně po vzletu unikla atmosféra zajišťující chlazení aparatury. Hned bylo jasné, že elektronika tříměsíční cestu nevydrží. Proto nedostala název Veněra, ale Zond 1. Také korekce dráhy se neuskutečnily a svůj cíl proto minula o plných 110 tisíc kilometrů.

Na základě získaných zkušeností pak technici pečlivěji prověřovali pevnost jednotlivých svárů hermetického pouzdra, ale objevovaly se stále další a další problémy. U sondy 3MV-4 č. 2, která vyrazila k Marsu 30. listopadu 1964, se úplně nevyklopily panely slunečních baterií; to se zdařilo po řadě brutálních manévrů až v polovině prosince, ale promeškaly se všechny termíny pro uskutečnění první korekce dráhy. Sonda byla pojmenována Zond 2 a do větší blízkosti plánovaného cíle se nedostala.

Koroljov, který se potřeboval soustředit na ambiciózní program letu člověka na Měsíc, rozhodl v dubnu 1965, aby vedoucí konstruktér Vadim Ivanovič Petrov předal všechny práce na meziplanetárních sondách Georgiji N. Babakinovi do Vědecko-výzkumného Lavočkinova střediska (Naučno-proizvedstvennyj centr imeni S. A. Lavočkina). Petrova tím zklamal – zdálo se mu, že všechny dětské nemoci sond 3MV již vyléčil a teď se měl jejich úspěchy pyšnit někdo jiný.

Babakin o tom nebyl tak zcela přesvědčen. Proto se rozhodl „obětovat“ jednu sondu k ověření jejích systémů při méně náročné misi. Exemplář 3MV-4 č. 3 byl 18. července 1965 vyslán jen k Měsíci, aby se prověřily nejnovější úpravy. Zond 3, jak byl pojmenován, úspěšně ofotografoval odvrácenou stranu Měsíce, kromě měření vlastností prostoru v jeho okolí, zejména radiace a magnetických polí.

Další sonda Veněra 2, 3MV-4 číslo 4, se vydala k Jitřence 12. listopadu 1965. Jak ukazuje typové označení, šlo o upravenou marsovskou sondu. Ani ta neuspěla. Po celou dobu ji zlobil povelový systém, který se přehříval a špatně rozuměl příkazům ze Země. Minula sice Venuši 27. února 1966 ve vzdálenosti pouhých 24 000 km, jak bylo plánováno, ale stroj neposlechl řídicí středisko Jevpatorii a žádné výsledky měření na Zemi neposlal.

O čtyři dny později startovala Veněra 3. Tentokráte šlo o typ 3MV-3, který nesl přistávací modul. Let probíhal dobře, pouzdro s přístroji vstoupilo podle plánu do atmosféry Venuše 1. března 1966 s odchylkou méně než 450 km od plánovaného bodu. Během závěrečného přibližování k planetě však zjistili technici na základě telemetrických údajů vzrůst teploty na palubě sondy a poslední plánované rádiové spojení se nezdařilo uskutečnit. Vědeckých výsledků bylo málo, ale SSSR si mohl připsat další prvenství: první zásah jiné planety.

Další vzlet rakety 8K78 se odehrál na Bajkonuru 23. listopadu 1965. Sonda 3MV-4 číslo 6 se dostala pouze na oběžnou dráhu kolem Země, kde létala dva týdny ukryta pod názvem Kosmos 96.

Koroljovova konstrukční kancelář sice zahájila počátkem roku 1965 přípravné práce na projektech sond další generace 5MV a 6MV, ale dříve, než se pořádně rozeběhly, rozhodl se hlavní konstruktér předat je Lavočkinově konstrukční kanceláři.

Američané bodují podruhé

Ani američtí vědci a technici kolem JPL neměli při pokusech o dosažení Marsu na růžích ustláno. Nekladli si sice tak ambiciózní cíle jako Rusové – nepomýšleli na počátku šedesátých let o přistání na Rudé planetě –, ale spokojili by se s měřením v její blízkosti během průletu.

V listopadu 1962 schválilo vedení NASA plán na stavbu dvou sond určených především k pořízení snímků Marsu. Jako obvykle byl projekt svěřen dr. Pickeringovi do Pasadeny v Kalifornii. Celý projekt vedl Glenn A. Reiff z washingtonského ústředí NASA. Na vývojové práce dohlížel v JPL Jack N. James, který si získal ostruhy při přípravě předchozích Marinerů vyslaných k Venuši. Vědecké experimenty koordinoval další pracovník v Pasadeně, dr. Richard K. Sloan.

Protože se využily zkušenosti i většina systémů, které technici vyvinuli pro projekty Ranger a Mariner R, pokračovala stavba obou sond velmi rychle. Vzhledem k tomu, že sondy měly letět dále od Slunce, kde je sluneční záření slabší, nesly čtyři panely slunečních baterií místo dvou, jimiž byly vybaveny předchozí sondy k Měsíci a k Venuši. Konstruktéři měli k dispozici silnější variantu nosné rakety Atlas Agena D, proto mohla sonda vážit více než její předchůdkyně, plných 260 kg. Díky tomu byla na palubě také větší arzenál vědeckých přístrojů. Největšímu zájmu se samozřejmě těšila televizní kamera. Laická veřejnost a sdělovací prostředky se těšily, že na vlastní oči uvidí proslulé marsovské kanály, které údajně pozoroval na konci 19. století italský astronom Giovanni Virginio Schiaparelli.

První sonda vzlétla z mysu Canaveral 5. listopadu 1964. Let Marineru 3 probíhal dobře až do okamžiku, kdy se měl oddělit aerodynamický kryt chránící drahocenný náklad během průletu hustými vrstvami atmosféry. Nestalo se tak. Raketa sice uvedla sondu na meziplanetární dráhu, ale její sluneční panely se nemohly rozevřít a palubní akumulátory se brzy vybily.

Její dvojník Mariner 4 odstartoval 28. listopadu 1964. Tentokrát všechno klaplo, sonda mířila k Marsu a její systémy pracovaly dobře. Korekční manévr 5. prosince zajistil, že prolétne dostatečně blízko od Rudé planety, aby snímkování mohlo přinést zajímavé výsledky.

Po sedmiapůlměsíční cestě nastaly rozhodující okamžiky. Krátce po půlnoci světového času 15. července 1965, přesně v 00:18:36 UT, začala kamera na otočné plošině pořizovat záběry povrchu Marsu a zaznamenávat je na palubní magnetofon. Po ukončení snímkování se sonda prosmýkla v 01:00:57 UT kolem svého cíle v minimální vzdálenosti 9846 km a krátce nato zmizela za okrajem kotoučku Marsu. Tento rádiový zákryt vědci využili k prvnímu zkoumání marsovské ionosféry a atmosféry.

Když se o necelou hodinu opět vynořila a anténa radioteleskopu v Goldstone opět zachytila signály Marineru 4, všichni v řídicím středisku v Pasadeně si oddychli. O osm hodin později začal přenos všech 21 snímků i 21 řádek z nedokončeného dvaadvacátého obrázku na Zemi. Protože vědci si chtěli být jisti, snímky se vyslaly celkem dvakrát.

Jejich analýza na první pohled přinesla obrovské překvapení: Schiaparelliho kanály neexistovaly. Zato byl povrch rozrytý množstvím kráterů nejrůznějších velikosti, takže spíše připomínal náš pustý Měsíc, než utěšenou krajinu, kterou většina lidí očekávala.

První snímek kráterů na marsu pořízený sondou Mariner 4
První snímek kráterů na marsu pořízený sondou Mariner 4

Z rádiového zákrytu a spektroskopických pozorování vyplynulo, že tlak při povrchu Marsu je v rozmezí 4 až 7 hektopascalů, tedy méně než setina tlaku pozemského.

Sonda pokračovala v letu a neustále měřila vlastnosti meziplanetárního prostoru. Její vysílač sledovalo řídicí středisko až do 1. října 1965, kdy se dostala do vzdálenosti 309 miliónů km, a signál příliš zeslábl.

Tím však její historie neskončila. Podle výpočtu balistiků se měla v druhé polovině roku 1967 opět přiblížit k Zemi a řídicí středisko se s ní pokusilo opět navázat kontakt. Zdařilo se to a sondu opět technici periodicky sledovali, aby zjistili, jak její systémy přežily dlouhou dobu v dálavách kosmického prostoru. Dne 15. září 1967 náhle sonda zaregistrovala nečekanou spršku nárazů mikrometeoroidů, během půl hodiny jich zaznamenala 17. Přitom se mírně poškodil její tepelný kryt. Astronom Paul Wiegert z Ontarijské univerzity později přišel s teorií, že se mohlo jednat o prachové částice ze zaniklé komety D/Swift, jejíž dráhu míjela sonda o pouhých 20 miliónů km.

Pomalu se však tenčily zásoby stlačeného dusíku pro trysky orientačního systému, až konečně 7. prosince zcela došly. Sonda sice setrvačností udržovala svoji orientaci na Slunce a Zemi, ale ve dnech 10. a 11. prosince znovu proletěla oblakem kosmického prachu. Celkem 83 nárazů částic způsobilo, že se její orientace začala pomalu měnit a 21. prosince 1967 ji proto lidé zaslechli definitivně naposledy.

Zapsala se však do historie prvním úspěšným měřením u planety Mars.

A teď přistání!

Babakin nakonec převzaté ideové projekty sond 5MV a 6MV dále nerozpracovával. Pokračoval ve vylepšování sond 3MV a dosáhl tady nemalých úspěchů.

První sondou, kterou jeho kancelář připravovala, byla Veněra 4 typu 4V-1 – vydala se k Venuši 12. června 1967. Nesla přistávací pouzdro. Jeho konstruktéři neuvěřili měřením Marineru 2, a to se jim vymstilo. Sonda dorazila v pořádku k planetě 18. října 1967. Do atmosféry vstoupil rychlostí 10,7 km/s celý stroj. Teprve potom se od služební části oddělil přistávací modul, jehož rychlost během čtvrt minuty klesla na přibližně 300 m/s. Přetížení přitom dosáhlo téměř 300 G. Potom se otevřel padák, rychlost klesla na 10 m/s, vyklopila se anténa radarového výškoměru a začaly pracovat vědecké přístroje. Nedostatečně pevnou konstrukci pouzdra však rozmačkal ve výši kolem 28 km příliš velký tlak okolní atmosféry. Poslední naměřené hodnoty odeslané na Zemi ukazovaly okolní teplotu 270 C a tlak 1,8 MPa.

Stejná sonda vypuštěná o pět dní později opět uvízla na oběžné dráze kolem Země jako Kosmos 167.

Konstruktéři byli zatvrzelí. Zesílili sice poněkud konstrukci pouzdra, ale Veněra 5, která se vydala k Jitřence 5. ledna 1969, vydržela jen o něco málo více. Modul selhal 16. května 1969 ve výši kolem 25 km. Poslední měření udávala teplotu 320 °C a tlak 2,7 MPa. Její dvojník Veněra 6 selhal za podobných podmínek ve výši mezi 10 až 12 kilometry.

Teprve Veněra 7, která startovala 17. června 1970, měla přistávací modul dostatečně pevný. Po sestupu atmosférou 15. prosince 1970 přistála úspěšně na planině Guinevre Planitia v oblasti Alpha Regio, byť volným pádem rychlostí asi 17 m/s.

Přistávací modul sondy Veněra 7
Přistávací modul sondy Veněra 7

Padák se totiž v přílišné teplotě a působením kapiček žíravé kyseliny sírové rozpadl. Přesto dopad přístroje přežily a sonda vysílala odtud plných 23 minut, než se její vysílač v důsledku přehřátí odmlčel. Stačila odvysílat i údaje o teplotě okolí, která kolísala mezi 457 až 474 C. Bylo to první měření uskutečněné na povrchu jiné planety.

Následující sonda opět uvízla na oběžné dráze kolem Země jako Kosmos 359.

V roce 1971 se USA chystaly vypustit k Marsu sondu, která se měla stát jeho umělou družicí. Proto Kreml na Babakina tlačil, aby Američany předběhl. Uchýlil se tedy k improvizaci – nechal upravit Koroljovovy automaty 3MV. První z nich vzlétl na nosné raketě Proton-K/DM 10. května 1971, ale opětovný zážeh motoru urychlovacího stupně se pro chybu v programu řídicího počítače nezdařil. Sonda typu 3MS (Mars-Sputnik) zůstala na dráze kolem Země jako Kosmos 419.

Po opravě programového vybavení další sonda Mars 2 odstartovala 19. května 1971 úspěšně a 27. listopadu téhož roku dosáhla oblasti cílové planety.


Sonda Mars 2
Sonda Mars 2

Asi čtyři a půl hodiny před dosažením Marsu se pouzdro oddělilo od mateřského orbitálního modulu, ale spojení s ním se nepodařilo navázat. Bylo však prvním lidmi vyrobeným objektem, který dopadl na povrch Marsu. Družicovou část pak technici z řídicího střediska úspěšně navedli na oběžnou dráhu kolem planety. Pracovala tady až do srpna 1972.

Mars 3 vzlétl z Bajkonuru 28. srpna 1971 a měl stejné úkoly. Jeho přistávací modul dosedl úspěšně na marsovský povrch poblíže kráteru Ptolemaus 2. prosince rychlostí 20,7 m/s na povrch. Průlet atmosférou trval přibližně 3 minuty. Krátce poté se rozevřely na přistávacím pouzdru stabilizační lopatky a sonda začala vysílat, ale to skončilo již po 20 sekundách.V jeho průběhu předala sonda jeden neúplný panoramatický snímek, který však nezachycoval žádné detaily. Pouzdro se však stalo prvním umělým tělesem, které měkce přistálo na povrchu Marsu – SSSR si mohl připsat další prvenství. Avšak z povrchu nezískali žádné hodnověrné údaje, takže mnozí dodnes tento úspěch zpochybňují.

Americký Mariner 9 vynesla z Mysu Canaveral nosná raketa Atlas Centaur až 30. května 1971. Letěla však po rychlejší dráze a stala se umělou družicí Marsu 11. listopadu, více než dva týdny před sovětským Marsem 2. Američané tak v závodu o první družici Rudé planety o prsa SSSR předběhli.

První družice Marsu Mariner 9
První družice Marsu Mariner 9

Sonda Mars 4 typu 3MS, vypuštěná 21. července 1973, se měla stát další umělou družicí Marsu, ale 10. února 1974 se nepodařilo její motor zapálit. Jeho selhání způsobila konstrukční chyba v palubním počítači. Těleso minulo planetu ve vzdálenosti 1844 km a jediným vědeckým ziskem tak bylo pouhých 12 snímků planetárního povrchu.

Mars 5 téhož typu, který startoval o čtyři dny později, byl úspěšnější a 12. února 1974 se stal první umělou družicí Rudé planety. Krátce po nevedení na oběžnou dráhu kolem Marsu však řídicí středisko zjistili, že z hermetického přístrojového úseky pomalu uniká atmosféra. Výpočet ukázal, že do tří týdnů ztratí všechen vzduch a že potom nechlazená elektronika brzy selže. Proto se vědci rozhodli pozorování urychlit. Sonda však pořídila a odvysílala pouze 108 záběrů marsovského povrchu (zásoby fotomateriálu by bývaly stačily téměř na tisícovku), protože havárie sondy přišla mnohem dříve, již 28. února.

Další aparát Mars 6 jiného typu 3MP (Mars proletnyj) odstartoval 5. srpna 1973 a do blízkosti planety přiletěl 12. března 1974. Ve vzdálenosti 48 000 km od Marsu se oddělil přistávací modul, který byl vlastním motorem naveden na sestupnou dráhu. Po autonomním letu trvajícím asi tři a půl hodiny vstoupilo pouzdro do atmosféry rychlostí 5,6 km/s a zahájilo aerodynamické brždění. Po snížení rychlost s sestupu na 600 m/s se otevřel padák a přístroje návratového pouzdra zahájily vědecká měření vlastností atmosféry. Po 148 sekundách letu na padáku, pravděpodobně při zážehu brzdících raket nebo při nárazu na povrch rychlostí asi 61 m/s pozemní středisko ztratilo se sondou spojení. Sonda dostihla povrchu Marsu v oblasti nazývané Margaritifer Sinus. Bohužel značná část předaných vědeckých údajů byla nečitelná vzhledem k tomu, že technologickou chybou při výrobě součástek došlo během meziplanetárního letu k poškození elektroniky. Spojení s přistávacím pouzdrem se uskutečnilo retranslací přes služební část prolétající kolem Marsu, protože původně plánovaný přenos přes družici Mars 5 nebyl možný. Družice již v té době byla mimo provoz.

Na první pořádná měření na povrchu Marsu si museli vědci počkat až na rok 1976, kdy na Marsu přistály sondy Viking 1 a 2.

Dnes je Rudé planeta a její bezprostřední okolí rejdištěm řady kosmický sond. Na jejím povrchu už třetí rok neúnavně popojíždějí vozítka Spirit a Opportunity a řada dalších expedic se plánuje. Mars je také výhledovým cílem dalších pilotovaných expedic, byť ještě ve vzdálené budoucnosti – nejdřív po roce 2030.

Na řadě je Merkur

Základní úkoly u nejbližších dvou planet – Venuše a Marsu – byly splněny a žádné trofeje už tam nikdo sbírat nemohl. Proto Američané upřeli svůj zrak na planetu Merkur, kroužící blízko Slunce. Dosáhnout ji však nebylo jednoduché; energetické nároky na přímý let k Merkuru po Hohmannově elipse o více než jeden kilometr za sekundu převyšovaly rychlost potřebnou k dosažení dvou nejbližších planet.

Naštěstí existovala i jiná možnost. Přišel na ni pětadvacetiletý student matematiky a fyziky z Kalifornské univerzity v Los Angeles Michael Arthur Minovitch. V létě roku 1963 pobýval na odborné praxi v JPL. Během praxe v Pasadeně měl napsat program, umožňující výpočet parametrů drah sond meziplanetárním prostorem. To zvládl velice snadno a ve volném čase se zabýval složitějšími problémy, zejména změnami trajektorie umělých kosmických těles, když se přiblíží k planetám. Potvrdil si přitom astronomům už téměř dvě století známou věc, že přitom dochází k předávání kinetické energie mezi oběma tělesy. Astronomové znali totiž časté případy, že po blízkém průletu kolem Jupiteru komety přicházející ze vzdálených oblastí Sluneční soustavy se zabrzdí a Jupiter je tak uvězní v blízkosti Slunce.

To je nápad, pomyslel. Vždyť by se to dalo použít i v kosmonautice. Manévrovat od planety k planetě, aniž na to budete potřebovat motor a velké zásoby pohonných látek. Myšlenku rozpracoval a na pravidelném týdenním semináři ji starým kozákům z JPL se zápalem přednesl. Svoji metodu pokřtil „gravitační asistence“, ale laici ji později nazvali dramatičtěji „gravitační prak“.

Staří zkušení vědci jen kroutili hlavou a měli spoustu námitek. Ale matematické důkazy byly jasné a ty Michael bravurně ovládal. Výsledkem byla interní technická zpráva JPL „The Determination and Characteristics of Ballistic Interplanetary Trajectiories Under the Influence of MultiplePlanetary Attractions“, která vyšla v říjnu tiskem nákladem pár desítek exemplářů. Útlá publikace, jež stála později za celou řadou úspěšných expedic planetárních sond.

Poprvé se tahle metoda využila právě při přípravě Marineru 10, který vzlétl na raketě Atlas Centaur z mysu Canaveral 3. listopadu 1973.

První sonda k Merkuru Mariner 10
První sonda k Merkuru Mariner 10

Půltunová sonda typu M-73J zamířila nejprve k planetě Venuši. Její gravitační přitažlivost poněkud zbrzdila rychlost sondy – podobně jako Jupiter mění dlouhoperiodické komety na krátkoperiodické – a Mariner začal „padat“ blíže ke Slunci. Směrování průletu sondy kolem Jitřenky 5. února 1974 muselo být velice přesné; chyba v zacílení o pouhý kilometr by se promítla v desítkách tisíc kilometrů u Merkuru.

Přiblížení k Venuši na 4200 km vědci použili i ke snímkování této planety. Celkem získali přibližně čtyři tisíce záběrů oblaky zahalené planety.

První setkání s Merkurem na vzdálenost pouhých 704 km proběhlo 29. března 1974. Dráhu automatu kolem této planety zvolil odborníci tak, aby se Mariner znovu přiblížil k Merkuru a to dokonce dvakrát: 21. září 1974 a naposledy 16. března 1975. Celkem sonda pořídila asi tři tisíce snímků, které opět odhalily krátery posetý povrch nehostinné planety.

Ke vzdáleným světům

Američané začali brzy uvažovat i o výzkumu vzdálenějších planet a dalších těles sluneční soustavy. V roce 1965 ustavila Komise pro kosmické vědy (Space Sciences Board) americké Národní akademie věd (National Academy of Sciences) zvláštní pracovní skupinu tvořenou 33 vědci. Tři z nich, G. B. Field z Kalifornské univerzity v Berkeley, Raymon Hode za Massachussettského technologického institutu a J. C. Jamieson z Chicagské univerzity, se zaměřili na výzkum Jupiteru a jeho systému měsíců.

Pracovní skupina, která se sešla v létě 1965 ve Woods Hole ve státě Massachussetts, konstatovala, že zkoumání planet je „nejvýznamnějším vědeckým cílem pro období 1970–1985“. Doporučila, aby se nejprve uskutečnila koordinovaná pozorování z pozemských astronomických observatoří, balonů a sondážních raket a později se k jednotlivým tělesům vyslaly sondy, které by zkoumaly tato světy zblízka. V přední linii by se k planetám měly vydat jednoduché průletové sondy, které by provedly úvodní rekognoskaci, na jejímž základě by se stanovily prioritní cíle pro umělé družice planet, atmosférické sondy a později i pro výsadkové moduly.

V téže době opět pracoval Minovitch na letní brigádě v JPL. Byl tam také jeho mladší kolega Gary Flandro, který studoval kosmickou techniku na Kalifornské vysoké škole technické (Caltech). Flandro se jeho myšlenkami nadchl natolik, že s ním začal spolupracovat. Hledal různé možnosti, jak vyžít různých konfigurací planet sluneční soustavy ke komplikovanějším misím, při kterých by bylo možno navštívit více než dvě planety najednou. Zjistil při tom, že v druhé polovině sedmdesátých let, zejména v létech 1976 a 1977 bude postavení Země, Jupiteru, Saturnu a Neptunu takové, že jediná sonda vypuštěná ze Země bude moci navštívit postupně všechny velké planety. Tuto možnou expedici nazval „Velká cesta“, anglicky „Grand Tour“.

Michael Minkovitch jeho předběžné analýzy podpořil podrobnými výpočty. Idea vzbudila zájem veřejnosti a z počátku tomu byli nakloněni i politici. Nadšení těch druhých však rychle vyprchalo, když si pomysleli, že projekt míří daleko za jejich volební období. Vedení NASA sice opakovaně dávalo do návrhů rozpočtu peníze na takový projekt, ale nikdy nedostali na něj peněz dost. Eskalovala válka ve Vietnamu a prezident Johnson, byť velký příznivec kosmonautiky, raději dával velké sumy peněz z federálního rozpočtu na sociální projekty. NASA se proto musela spokojit se skromnějšími cíli.

Počátkem sedmdesátých let, 3. března 1972, se vydala k největší planetě sluneční soustavy, k Jupiteru, první pozemská sonda Pioneer 10. Velká vzdálenost od Slunce si vyžádala přidání třetího stupně Burner 2 na raketu Atlas Centaur, aby mohla dosáhnout požadované rychlosti. Ke svému cíli dorazila 4. prosince 1973 a pořídila řadu snímků nejen samotné planety, ale i jejích čtyř největší měsíců. Vědci se obávali, že díky mimořádně silnému magnetickému poli Jupiteru, budou i radiační pásy velmi intenzivní a že by tedy pronikavé ionizující záření mohlo poškodit nebo dokonce zničit elektroniku sondy. Proto ji zamířili tak, aby proletěla kolem planety v bezpečné vzdálenosti přibližně 200 000 kilometrů.

Obavy se nenaplnily. Proto dráhu další sondy, Pioneeru 11, která odstartovala o rok později, 5. dubna 1973, změnili během cesty tak, že proletěla blíže k Jupiteru. Tím se její let urychlil a sonda pokračovala k další planetě, k Saturnu, který dosáhla jako první pozemské těleso 1. září 1979. Byl to je první krůček k uskutečnění Velké cesty.

Pioneer 11 u Saturnu
Pioneer 11 u Saturnu

Krátce po sobě koncem léta 1977 se 20. srpna a 5. září vydaly na cestu sondy Voyager 2 a Voyager 1. Jejich hlavním cílem měla být planeta Saturn, kolem níž měly postupně proletět a zkoumat ji samotnou, její systém prstenců i některé z měsíců, především záhadný mraky zahalený Titan. Během přeletu obě sondy využily k urychlení gravitační prak u Jupiteru.

Voyager 1 dorazil k Saturnu 12. listopadu 1980 a v bezvadném stavu přežil i průlet kolem této planety – vědci se obávali zejména částeček prachu ze Saturnových prstenců. Během cesty pořídil 18 tisíc snímků Jupiteru a jeho měsíců a dalších 16 tisíc fotografií Saturnu a těles v jeho okolí.

Ukázalo se, že hrozba srážky s částicemi prstenců není tak velká, a tak proletěl Voyager 2 hlavní mezerou v prstencích 5. srpna 1981. Taková dráha mu umožnila pokračovat k dalším dvěma planetám. Uran minula sonda 24. ledna 1986 a Neptun 25. srpna 1989. Pořídila celkem 18 tisíc snímků u Jupiteru, 16 tisíc u Saturnu, 8 tisíc u Uranu a 10 tisíc u Neptunu.

Sonda typu Voyager
Sonda typu Voyager

Nyní oba dva průzkumníci pokračují v letu různými směry ven ze sluneční soustavy. Odborníci předpokládají, že jejich radioizotopové zdroje proudu vydrží přibližně do roku 2025.

Za novými tajemstvími

Sluneční soustavou křižuje řada dalších sond, Navštívily již některé komety, planetky a další se k nim chystají. Počátkem minulého roku odstartovala z mysu Canaveral sonda New Horizons 1, která míří k trpasličí planetě Plutu, kam by měla dorazit v roce 2015. Pak má pokračovat do prostoru Kuiperova pásu, oblasti zmrzlých ledový světů, pozůstatků původního materiálu, ze kterého se rodily planety včetně naší Země.

Nedávno startovala sonda Dawn, která má navštíví dvě z větší těles v pásu asteroidů, planetku Vesta a trpasličí planetu Ceres, které představují jiný druh zbytků po vzniku sluneční soustavy.

Nové vědecké poznatky, které by měl průzkum těchto těles přinést, by nám mohly nejen odhalit některá tajemství z minulosti naší rodné planety, ale také napovědět možný další vývoj našeho koutku vesmíru.

 Životy hlavních postav

Walter HOHMANN (* 18. 3. 1880, Hardheim, spolková země Badensko-Württembersko, † 11. 3. 1945, Essen)

Narodil se v rodině lékaře. Část svého mládí prožil v Jižní Africe. Vystudoval stavební inženýrství na Vysoké škole technické v Mnichově a po získání titulu inženýra pracoval od roku 1904 jako statik ve stavebních firmách ve Vídni, Berlíně, Hannoveru a ve Vratislavi (polsky Wrocław), která v té době patřila k Německu. V roce 1912 získal místo stavebního rady na stavebním úřadu v Essenu, kde vedl statické oddělení. V létech 1911–1915 se zabýval úvahami o optimálním způsobu letu raket k planetám. Mezitím v roce 1916 dokončil práci na disertační práci pro získání titulu doktora v oboru stavebního inženýrství na Rýnsko-westfálské vysoké škole technické v Cáchách. Vzhledem k probíhající válce však promoval až v roce 1920. Výsledky svých úvah, v nichž došel až k formulaci optimálních meziplanetárních drah, které byly později pojmenovány po něm, publikoval v roce 1925 v knize „Die Erreichbarkeit der Himmelskörper“. Na koncem dvacátých let se teoretickými pracemi podílel na práci spolku Verein für Raumschiffahrt. Po nástupu nacistů k moci se však od raketového výzkumu zcela distancoval, protože se právem obával jeho zneužití pro válečné účely. Zemřel na následky celkového vyčerpání a šoku, způsobeného intenzivním bombardováním Essenu spojenci. Jeho jméno nese kráter na Měsíci.


Technické údaje

Mariner 2 - 1962-041A (αρ1)

Planetární sonda určená k výzkumu Venuše. Tvoří ji základní těleso tvaru šestibokého hranolu o průměru 1,04 m a výšce 0,36 m, kde je umístěna elektronika vědeckých experimentů, telekomunikační a navigační přístroje, řízení napájení, akumulátory a rovněž řídící systém raketových motorů a nádrže s tlakovým plynem. Shora je k základně připevněn příhradový stožár ve tvaru štíhlého jehlanu, na kterém jsou upevněny vědecké přístroje. Výška sondy včetně stožáru je 3,66 m. Na protilehlých stranách základny jsou dva panely slunečních baterií s rozpětím 5 m. Ke komunikaci se užívá otočná parabolická anténa. Pro korekce dráhy slouží raketový motor na hydrazin o tahu 225 N. Orientaci udržují trysky na stlačený dusík. Sonda nese následující vědecké přístroje: magnetometr, detektory nabitých částic a kosmického záření, detektory mikrometeoroidů, mikrovlnný radiometr a infračervený radiometr.

Mariner 9 - 1971-051A

Planetární sonda určená k výzkumu Marsu. Je tvořena základním tělesem tvaru osmibokého hranolu o průměru 1,384 m a výšce 0,457 m. Na horní podstavě je stožár s parabolickou anténu a raketový motor pro korekce dráhy a navedení na oběžnou dráhu kolem Marsu o tahu 1340 N na monometylhydrazin a oxid dusičitý. Z boku připevněny čtyři panely slunečních baterií o rozměrech 2.15×0.90 m. Pod základním tělesem se nachází orientovaná plošina nesoucí vědecké přístroje: krátkofokální a dlouhofokální a kamera, infračervený interferometr a spektrometr, infračervený radiometr a ultrafialový spektrometr. se 2 detektory (spektrální rozsah 110 až 170 a 170 až 340 nm).

Mariner 10 - 1973-085A

Planetární sonda k výzkumu Venuše a Merkuru. Je tvořena základním tělesem tvaru osmibokého hranolu 1,39 m a výšce 0,457 m. Nad ním je připevněna parabolická anténa. K základnímu tělesu jsou uchyceny dva panely slunečních baterií o rozměrech 2,7×0,97 m. Pro korekce dráhy se používá raketový motor na KPL a dvě sady orientačních trysek.. Sonda provádí následující vědecká měření: snímkování cílového tělesa pomocí televizní kamery, měření magnetického pole, měření sluneční plasmy, infračervená radiometrii a ultrafialovou spektrometrii. Ze sledování dráhy sondy se zjišťovaly parametry gravitačního pole Venuše a Merkuru.

Mars 3 - 1971-049A

Planetární sonda určená k výzkumu Marsu a meziplanetárního prostoru sestává z orbitálního úseku a přistávacího modulu. Celé spojené těleso o hmotnosti 4650 kg (včetně paliva při startu) má výšku 4,1 m, rozpětí přes panely slunečních baterií 5,9 m a průměr základny 2 m. Motorový úsek je umístěn na spodní části tělesa sondy. Na horní části umístěn přistávací modul. K centrálnímu válcovému tělesu jsou připojeny dva panely slunečních baterií, parabolická anténa o průměru 2,5 m a radiátory systému tepelné regulace. Nese následující vědecké přístroje: fototelevizní systém se dvěma kamerami, infračervený radiometr, infračervený fotometr, infračervený a ultrafialový fotometr, detektor záření Lyman-alfa. fotometr v oblasti viditelného záření, radiometr měřící odrazivost povrchu ve viditelné a rádiové oblasti, infračervený spektrometr, plazmové detektory, magnetometr, detektory kosmického záření. Přistávací modul tvaru koule o průměru 1,2 m je vybaven kuželovitým tepelným štítem o průměru 2,9 m, padákovým systémem a sestavou brzdících raket. Celková hmotnost modulu včetně paliva je 1210 kg, přičemž vlastní kulovité pouzdro váží 358 kg. Nese následují vědecké přístroj: 2 televizní kamery, hmotový spektrometr, meteorologickou stanici a zařízení pro měření mechanických a chemických vlastností povrchu včetně organických materiálů a známek života.

Venera 4 - 1967-058A

Planetární sonda typu určená pro přistání na povrchu Venuše sestává z válcového orbitálního úseku a přistávacího modulu. K bokům orbitálního úseku jsou připojeny dva panely slunečních baterií o rozpětí 4,4 m, parabolická rozkládací anténa o průměru 2,3 m a výklopná tyč s magnetometrem. K hornímu konci je připojen modul korekčního motoru KDU na kapalné pohonné látky. Ke spodnímu konci orbitálního úseku je připojen přistávací modul přibližně kulového tvaru o hmotnosti 383 kg a o průměru 1,0 m, pokrytý tepelným štítem. Orbitální úsek nese následující experimenty: tříosý magnetometr, detektory kosmického záření, ultrafialový fotometr a iontové pasti pro studium plazmatu v okolí planety..Přistávací modul byl vybaven dvěma hermetickými úseky, z nichž jeden obsahoval padákový systém a přístrojový, který obsahoval telemetrický systém, rádiový výškoměr a vědecké přístroje pro studium teploty, tlaku a chemického složení atmosféry.


 Prameny

- Mariner-Venus 1962 Final Project Report. Washington, 1965.
- M. Grün: Roboti na Marsu.Valašské Meziříčí, 1997.

Autoři seriálu

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 kosmonautika. Spoluautor Malé encyklopedie kosmonautiky (1982). Autor internetové encyklopedie SPACE-40.

Ing. 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).






Hlavní zprávy

Další z rubriky

Sojuz T-13 na oběžné dráze Země letí vstříc nevyzpytatelné stanici Saljut-7....
Zabít je mohl každý krok. Měli se spojit s „mrtvou“ stanicí Saljut 7

Nikdo před nimi nic takového ve vesmíru nevyzkoušel. Dva ruští kosmonauti se musí spojit s neovladatelnou mlčící stanicí Saljut 7. Nikdo přesně neví, co se...  celý článek

Stanice ISS „míjí“ Měsíc. (2. 8. 2015)
Pod povrchem Měsíce je obří tunel. Objevila ho japonská sonda

Japonská vesmírná agentura JAXA odhalila na Měsíci obrovskou jeskyni, která by podle expertů mohla v budoucnu sloužit jako základna astronautů. Poskytla by jim...  celý článek

Sputnik 1 byl první člověkem vytvořený objekt ve vesmíru. Družici tvořila koule...
První sovětská družice musela na poslední chvíli radikálně „zhubnout“

Sovětští raketoví konstruktéři museli ani ne rok před startem Sputniku zásadně změnit plány na jeho podobu. Družice nakonec musela být podstatně menší a...  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.