50 let kosmonautiky - počátky kosmických letů

Ve čtvrtek 4. října 2007 jsme si připoměli přesně 50 let od vypuštění první umělé družice světa Sputniku. Hvězdárna Vsetín připravila velké množství akcí v rámci oslav tohoto významného jubilea kosmonautiky. Jednou z iniciativ bylo uspořádání výstavy 50 let kosmonautiky v Galerii Gratis vsetínského zámku. Pro ty z vás, kteří jste neměli možnost tuto výstavu navštívit přinášíme obrázky a internetový přepis panelů. Jako první uveřejňujeme panel nazvaný Počátky kosmických letů a další bude následovat 11. října.

Obr. 1: Otec kosmonautiky – Konstantin E. Ciolkovskij (1857 – 1935), jehož teoretické práce o raketové technice a letech do vesmíru velmi ovlivnily budoucí vývoj raket a jejich použití v kosmických programech. [1]

Obr. 2: Doktor Robert H. Goddard (1882 – 1945) s první kapalinovou raketou na světě, která pro svůj pohon využívala raketový motor spalující směs kapalného kyslíku a benzínu. Při prvním letu 16. března 1926 dosáhla výšky 17 m. [1]

Obr. 3: Raketa V-2 byla používána Německem v průběhu druhé světové války zejména k bombardování Londýna a Antverp. Při jejích útocích zahynulo celkem 7 000 lidí a 20 000 jich zemřelo ve výrobních závodech této rakety. [1]

Obr. 4: Sergej P. Koroljov (1907 – 1966) byl mužem číslo jedna počátků sovětské kosmonautiky. Přezdívalo se mu „Hlavní konstruktér“ a SSSR dlouhou dobu tajil jeho totožnost před okolním světem. Na snímku je Koroljov zachycen při řízení letu Sputniku. [1]

Obr. 5: První umělá družice světa Sputnik v rozloženém stavu. Uvnitř vnějšího pláště se nacházela menší hermeticky uzavřená schránka obsahující zdroj energie a vysílače. [1]

Obr. 6: Autentický záběr na start rakety R-7 s první družicí světa. Tento historický okamžik se udál 4. října 1957. [1]

Obr. 7: Německý raketový konstruktér Wernher von Braun (1912 – 1977), autor ničivé zbraně – rakety V-2. Po skončení druhé světové války pracoval ve Spojených státech na programu kosmických letů a navrhl například rodinu raket Saturn (na snímku v pozadí). [1]

Obr. 8: Trojice slavných mužů s první americkou družicí Explorer 1. Vlevo stojí ředitel JPL William H. Pickering, dále autor vědeckého vybavení družice doktor James A. van Allen a nakonec vpravo Wernher von Braun, konstruktér nosné rakety. [1]

Obr. 9: Nosná raketa Juno 1 při startu 1. února 1958 s první americkou družicí Explorer 1. [1]

V pátek 4. října 1957 v 19:28:34 světového času odstartovala z kosmodromu Bajkonur mezikontinentální balistická raketa R-7, na jejíž palubě však nebyla ničivá nukleární hlavice, ale první družice světa – sovětský Sputnik. Započala tak kosmická éra lidstva! Sputnik byl na dnešní poměry drobeček s kulovým tělem o průměru 580 mm a hmotností 84 kg, ze kterého vystupovala čtveřice dlouhých antén. Jeden oblet kolem Země trval Sputniku 96 minut a za dobu svého života ji obkroužil celkem 1 440-krát. Z oběžné dráhy vysílal po dobu tří týdnů ono známé pípání, které mohli zachytit radioamatéři z téměř celého světa.

Odveta v podobě vypuštění první americké družice na sebe nenechala dlouho čekat. Stalo se tak 1. února 1958, kdy byl na oběžnou dráhu vynesen Explorer 1. Ten měl na rozdíl od Sputniku na své palubě již vědecké přístroje – detektory kosmického záření, detektory dopadů mikrometeoritů na povrch družice nebo teploměry měřící jak vnitřní, tak i vnější teplotu. Obě světové velmoci tak začaly závody v dobývání vesmíru, které přivedly oba rivaly k mnoha zajímavým, ale i velmi nákladným projektům. Vložené finance se však ve výsledku několikanásobně vrátily v nových technologiích a poznatcích, které pronikly do našeho každodenního života.

Za úspěchy prvních kosmických letů ale stojí desítky let teoretických prací a pokusů. Paradoxně jedním z největších impulsů byla německá raketa V-2, která byla použita nacisty v posledních dvou letech druhé světové války k bombardování Londýna.

Vraťme se ale ještě o pár století zpátky – do starobylé Číny. Zde, jak je známo, bylo objeveno tajemství černého střelného prachu, který se již tehdy používal k výrobě primitivních raket. V polovině 13. století nasadili Číňané proti Mongolům šípy a oštěpy, ke kterým byly přivázané malé raketové motorky. Tato zbraň měla zejména demoralizující efekt, kdy nepřítele děsily plameny, dým a hluk produkovaný raketovým motorem. Postupně se rakety dostaly do Evropy, kde byly použity například v bitvě Angličanů a Francouzů u Orleans. Poté nastala doba útlumu. Až do konce 18. století se rakety využívaly téměř výhradně k ohňostrojům a jiným zábavným atrakcím. Dalšího zlepšení se rakety dočkaly na území Velké Británie. V roce 1804 rozhodl Sir William Congreve o výrobě raket pro britské vojsko a jako první sestrojil rakety s výbušnou hlavicí. V polovině 19. století pak přišla na řadu další velká vylepšení. William Hale zavedl techniku stabilizace rakety rotací, čímž se zvýšila přesnost letu. O pár let později byla vyslovena myšlenka vícestupňových raket, které byly schopny doletět do větší vzdálenosti.

V carském Rusku se na konci 19. století raketovou technikou zabýval Konstantin E. Ciolkovskij, kterého dnes považujeme za otce kosmonautiky. Je to zejména pro jeho teoretické práce zabývající se lety do vesmíru za pomoci vícestupňových raket, kdy upozornil na mnoho do té doby neznámých aspektů kosmického letu. Ve Spojených státech amerických nezávisle na Ciolkovském dokončil matematickou teorii raketového pohonu Robert H. Goddard. Ten 16. března 1926 vypustil první raketu na kapalné pohonné látky, která měla hmotnost 4,5 kg a vylétla do výšky 17 m. I když parametry rakety dnes vzbuzují úsměv, jednalo se o velmi důležitý počin, jenž ovlivnil budoucí směr stavby raketových motorů. Sám Goddard považoval rakety vybavené motory na kapalné pohonné látky za jedinou možnost k uskutečnění kosmického letu. Vědecké práce Ciolkovského a Goddarda motivovaly mnoho dalších lidí k experimentování a přispěly tak velkou měrou k rozvoji oboru. V českých zemích se raketami prakticky zabýval konstruktér a vynálezce Ludvík Očenášek, který vypouštěl od roku 1930 malé rakety s dostupem až dva kilometry. Pro nedostatek financí však musel pokusy zastavit.

Ve 30. letech minulého století byla v tehdejším Sovětském svazu založena skupina GIRD pro studium reaktivního pohybu, ve které pracovalo mnoho budoucích velikánů sovětské kosmonautiky. Podobný výzkumný tým byl vytvořen i v Německu, kde byly na začátku druhé světové války zahájeny práce na raketě Aggregat 4 (A-4) známější pod označením V-2. Tato raketa se stala první moderní raketou schopnou zasáhnout cíl až 300 km vzdálený a hmotnost trhaviny uložené v hlavici dosahovala téměř jedné tuny. V průběhu druhé světové války bylo vypuštěno více než 3 000 raket V-2. Projektantem rakety byl nadaný německý konstruktér Wernher von Braun, který se po skončení války stal předním odborníkem v americkém vesmírném programu. Mimo jiné navrhl první americké kosmické rakety nebo rodinu raket Saturn pro měsíční projekt Apollo.

I Rusové, stejně jako Američané, využili po skončení druhé světové války zkušenosti získané studiem německé rakety V-2. V hlavní konstrukční kanceláři OKB-1 vznikaly pro potřeby armády čím dál silnější a modernější rakety. Hlavním konstruktérem byl Sergej P. Koroljov, který se zabýval raketovou technikou již před vypuknutím druhé světové války a podílel se, podobně jako Wernher von Braun ve Spojených státech, na úspěších Sovětského svazu v počátcích kosmonautiky. Roku 1954 bylo rozhodnuto o postavení balistické mezikontinentální rakety R-7 schopné dopravit do vzdálenosti 8 800 km hlavici o hmotnosti tří tun. A právě pomocí této rakety byla 4. října 1957 vypuštěna první družice světa, již na začátku zmiňovaný Sputnik. Stalo se tak v rámci Mezinárodního geofyzikálního roku, kdy Sovětský svaz přislíbil vypuštění první umělé družice do vesmíru. Hrozilo však nebezpečí, že jako první vypustí svoji družici Američané a bylo nutné postavit první sovětskou družici v co nejkratším čase. Proto je také Sputnik v porovnání s první americkou družicí Explorer 1 jednodušší a ochuzen o jakékoliv vědecké vybavení. Jak Spojené státy americké, tak i tehdejší Sovětský svaz začaly rozvíjet své kosmické aktivity, které se staly prestižní záležitostí obou mocností. Do vesmíru se tak podíval první živý tvor – sibiřský psík Lajka, poté americký šimpanz Ham a později i první člověk.

Vlastní kosmický program už dávno není doménou pouze Spojených států amerických a Ruska, ale mezi státy schopné vypustit družici pomocí vlastní nosné rakety se řadí Francie (1965), Japonsko (1970), Čína (1970), Velká Británie (1971), Indie (1980) a Izrael (1981). O vstup do této elitní osmičky se snaží Brazílie, Severní Korea a Pákistán, avšak reálnou naději má zatím pouze prvně jmenovaná země.