Diit.cz - Novinky a informace o hardware, software a internetu

Kosmická turistika včera, dnes a zítra

Už v počátcích kosmonautiky předvídaly popularizační časopisy, jak v 21. století budeme létat na dovolenou na Měsíc a kosmické lety se stanou něčím zcela obvyklým...
Douglas Adams

Kapitoly článků

1.  Suborbitální lety: Tam a rychle zpět

Namísto toho letělo do dnešních dnů do kosmu jen něco málo přes pět set osob, z čehož jen sedm z nich bylo kosmickými turisty a nikoliv „astronauty-profesionály“. V blízké budoucnosti bychom se však už soukromých kosmických letů měli dočkat, i když to budou jen suborbitální skoky.

První byl Alan Shepard

K uskutečnění kosmického suborbitálního kosmického letu vám stačí podstatně slabší raketa, než k letu na oběžnou dráhu. Kabina nebo raketoplán po udělení určité rychlosti jen stoupá setrvačností, mnohdy do výšky nad 100 km. Jakmile dosáhne vrcholu své dráhy, začne klesat.

Kabina s posádkou se udrží často nad pomyslnou hranicí kosmu jen po dobu několik desítek sekund až minut. Během ní ale stačí posádka zakusit beztíži a vidí modře zaoblený zemský horizont přecházející do temnoty vesmíru. Každý kdo zakusí takový zážitek, je připsán na listinu astronautů. Sice neletěl na oběžné dráze, ale dostal se nad hranici kosmického prostoru. A o to tu přeci jde.

První balistickou raketou schopnou překonat onu sta kilometrovou hranici byla německá V-2, kterou po válce ukořistily Spojené státy americké i Sovětský svaz. Rusové už počátkem padesátých let pomocí o něco silnějších raket vystřelovali na suborbitální dráhu kabiny se psíky.

Michal Polák - Kosmická turistika včera, dnes a zítra_001
Raketa V-2 Bumber postavená na základě své vojenské předlohy sloužila ve Spojených státech pro výškové lety. Zdroj: Wikipedia, U. S. Army

Prvním člověkem, který se podíval nad hranici kosmického prostoru, byl Jurij Alexejevič Gagarin v roce 1961. Letěl rovnou na oběžnou dráhu, takže se nekonal žádný mezikrok v podobě suborbitálního letu. Oproti tomu první americký astronaut Alan Shepard letěl právě a pouze po suborbitální dráze. Raketa Redstone, jíž měli Američané k dispozici, stačila (a to plánovaně, nikoliv chybou) udělit rychlost pouze 2,4 km/s, což prostě na navedení na orbitu nestačilo. Hranici kosmického prostoru při tomto letu překonal, a proto je v historických tabulkách zapsán jako druhý astronaut hned po Gagarinovi.

Michal Polák - Kosmická turistika včera, dnes a zítra_002
Raketa Redstone vynáší kosmickou loď Mercury s Alanem Shepardem na palubě na suborbitální kosmický let. Zdroj: Wikipedia, NASA

Následující období patřilo krom několika letů na Měsíc, letům na oběžnou dráhu. Zatímco Sověti budovali stále větší orbitální stanice, Američané létali krom krátkého období stanice Skylab samostatně s raketoplány na kratší vědecké mise. Za všemi kosmickými lety však stály výhradně státy, respektive jejich kosmické agentury.

Vyhlášení programu X Prize

Až v roce 1996 vyhlásila organizace X Prize Foundation soutěž X Prize (později došlo k přejmenování na Ansari X Prize po vstupu stejnojmenného sponzora) o to, kdo první pokoří s ryze soukromým prostředkem hranici sta kilometrů. Inspiraci našli autoři v Orteigově ceně z roku 1927, jejímž cílem bylo podnítit první non-stop let přes Atlantik, z New Yorku do Paříže. O osm let později jí získal legendární Charles Lindberg, jenž se tím nesmazatelně zapsal do dějin letectví.

Zadání soutěže X Prize bylo na rozdíl od realizace zcela jasné. Prostředek musel být vyvinut ryze ze soukromých prostředků a soukromníkem. Nemohla se jí proto účastnit žádná státní instituce nebo jakákoliv organizace financovaná za tímto nebo pro tento úkol ze státních prostředků.

Michal Polák - Kosmická turistika včera, dnes a zítra_003
Slavnostní předání ceny Ansari X Prize hlavnímu konstruktérovi raketoplánu SpaceShipOne Burtu Ruranovi. Zdroj: Wikipedia

Dalším požadavkem byla nosnost kromě pilota pro alespoň dva pasažéry. Ty prakticky při letech zastupovala závaží umístěná do sedaček, ve kterých by jinak mohli být klidně lidé.

Předposledním a poslední požadavkem byla schopnost zopakovat úspěšný let během dvou týdnů od prvního a dosáhnout přitom 90 % vícenásobné použitelnosti (z celkové hmotnosti konstrukce smělo být vyměněno tedy jen 10 %). První z požadavků měl zajistit, aby použili týmy reálně použitelný prostředek, který může létat pravidelně a nikoliv několik let stavěný prototyp. A vícenásobná použitelnost souvisela s předpokládanou ekonomikou provozu, které by jednorázově použitelná raketa výhledově jen těžko dosáhla.

Odměna byla stanovena na deset milionů dolarů, což je podstatně méně než kolik stojí reálně vývoj, stavba a realizace letů. Předpokládalo se a zatím správně, že další náklady promítnou společnosti do samotného provozu, až začnou sami provozovat kosmickou turistiku. K tomu má prozatím nejblíž nástupce vítězného prostředku SpaceShipTwo vyvíjený pro později založenou společnost Virgin Galactic známého miliardáře Richarda Bransona. Ostatně tomuto prostředku je věnována celá další podkapitola.

Spousta nedotažených nápadů

Do soutěže Ansari X Prize se zapsalo dohromady dvacet šest týmů, z nich byl doposud úspěšný jen jeden. Některé z nich plánovali využít stávající technologie, jiné zase přicházely s řadou inovací a dobrých, byť nakonec nedotažených nápadů. Hlavním problémem byly, jak už to bývá peníze. Vývoj prostředku schopného překonat byť jen na krátkou chvíli sta kilometrovou hranici není levný. Některé týmy doplatily na svou nezkušenost nebo přehnaná technická řešení, které si hned od začátku kladly.

Kupodivu přes to zvítězil jeden z koncepčně docela náročných projektů. Raketoplán SpaceShipOne totiž nestartoval ze země, ale vynášel jej nosný letoun představující první stupeň prostředku. Nejednalo se však o žádný upravený dopravní letoun, jak tomu často u podobných návrhů bývá, ale prostředek navržený speciálně pro vynášení raketoplánu v rámci soutěže Ansari X Prize.

Klasická raketa může být vícenásobně použitelná

Asi nejméně technicky zajímavým, ale o to jednodušším řešením dopravy nad sto kilometrů se zdá být klasická raketa. V dolní části umístěný raketový motor spaluje pohonné látky z nádrží umístěných nad sebou, zatímco posádka sedí v kabině na špici a užívá si doslova raketovou jízdu.

Michal Polák - Kosmická turistika včera, dnes a zítra_004
Grasshopper sice nesoutěží v Ansari X Prize, ale je ideálním příkladem toho, že i konvenční raketa může být vícenásobně použitelná. Zdroj: Wikipedia

I klasická raketa může být vícenásobně použitelná. K přistání jí může pomoci padák anebo raketový motor. Druhé řešení dokonce zkouší společnost SpaceX na experimentální raketě Grasshopper a v blízké době jej má zkusit i při kosmickém startu.

Se zpomalením rychlosti padákem počítal už v rámci soutěže Ansari X Price kanadský tým s raketou Canadian Arrow. Konstruktéři se inspirovali německou V-2, takže jí je i nová raketa na první pohled velmi podobná. K brzdění měl být použit nadzvukový padák a následně trojice podzvukových padáků k přistání na mořskou hladinu – to proto, že dochází při nižší rychlosti přeci jen k šetrnějšímu dopadu, než na tvrdý zemský povrch.

Michal Polák - Kosmická turistika včera, dnes a zítra_005
Vizualizace rakety Canadian Arrow. Zdroj: Wikipedia, Arrow Rocketman

Ideální se zdá být letadlo s raketovým pohonem

Cesta k ekonomičnosti provozu vede přes raketoplány, tedy letouny s raketovým pohonem. Scaled Composites navrhl SpaceShipOne jako dvou stupňový prostředek, což se nakonec osvědčilo. Bylo ale třeba vyvinout, postavit a udržovat nosný letoun vedle samotného raketoplánu.

XCOR Aerospace oproti tomu pracuje na raketovém letounu, jež ke svému startu nepotřebuje žádný nosný letoun, ale startoval by sám z docela obyčejného letiště. Krátce po nabrání výšky by zvýšil tah svého raketového motoru na maximum a zvýšil prudce úhel svého náběhu.

Jiní zase přišli s tím, že je neefektivní využívat raketový motor při celém letu a navrhli hybridní raketovo-proudové letouny. O pohon by se staraly během vzletu a stoupání klasické proudové motory. Až poté by mělo dojít ke spuštění raketového motoru a strmému stoupání přes hranici kosmického prostoru. Po klesnutí do běžné letové hladiny mohlo následovat opětovné spuštění proudových motorů. Jejich nespornou výhodou je možnost dolétnout menší vzdálenost na letiště. Naopak nevýhodou je logicky zvýšená hmotnost takového letounu, který by měl na místo jediného raketového motoru ještě dva proudové.

Michal Polák - Kosmická turistika včera, dnes a zítra_006
Vizualizace motorového letu raketoplánu LYNX od společnosti XCOR Aerospace. Zdroj: Wikipedia, XCOX
Kapitoly článků
1.  Suborbitální lety: Tam a rychle zpět

Diskuse ke článku Kosmická turistika včera, dnes a zítra

Neděle, 28 Červenec 2013 - 14:34 | JVc | "Z takových to nafukovaných modelů by mohla...
Sobota, 27 Červenec 2013 - 16:38 | corwin78 | Moc pěkný článek, jen škoda těch překlepů....
Pátek, 26 Červenec 2013 - 23:44 | ptipi | Opravdu škoda, že první let američanů nebyl taky...
Pátek, 26 Červenec 2013 - 20:47 | kat | První lety spíše připomínaly plavbu Kryštofa...

Zobrazit diskusi