Přinášíme vám 1. díl nového, sedmidílného seriálu, který pro 21. STOLETÍ připravuje náš přední odborník na kosmonautiku, Ing. Marcel Grün. Autor vám v seriálu představí úspěchy i neúspěchy zemí, jako jsou Francie, Japonsko, Korea, Čína či Brazílie, které na svá kosmická dobrodružství teprve čekají. V prvním díle našeho seriálu vás seznámíme se samotnými počátky výzkumu vesmíru, kde významnou roli sehrálo hitlerovské Německo…
Sny o cestách do vesmíru pronásledují lidstvo od nepaměti a ani dnes se neomezují jen na země s vysokým technickým a ekonomickým potenciálem, jakými je USA a Rusko. Ke hvězdám vzhlížejí i vědci ze zemí, jako je Alžírsko, Izrael,Indie či Itálie, o kterých bychom si mohli myslet, že mají ke kosmonautice hodně daleko. Přitom řada z těchto zemí dosáhla ve výzkumu vesmíru cenných úspěchů a mají své velkolepé plány na další mise.
Do vesmíru chtějí malí i velcí
Málo se například ví, že již v 60. letech minulého století vyvinula Indie první funkční raketu nazvanou TERLS, kterou vypustila v roce 1963. V roce 1965 už vzniklo v indické Tumbě Vesmírné vědecko-technické centrum a v roce 1975 už vypustila Indie do vesmíru svůj první satelit. Velké plány má Jižní Korea, která chce zahájit průzkum vzdálených planet v roce 2017.
Co teprve taková Čína, která nedávno odhalila své velkolepé plány na dobytí vesmíru. Tato velká země má již tři vlastní kosmodromy, ze kterých pravidelně startují výzkumné i vojenské družice. Čína chce do roku 2012 vyslat průzkumné vozítko na povrch Měsíce a v plánech na další léta má v plánu i lety k Marsu. Kapánek jiné cíle má vesmírný program Izraele. Ten se zatím soustřeďuje především na vysílání vojenských a špionážních družic a i jeho raketový program má především vojenský význam. Nicméně i Izrael už dnes plánuje ve spolupráci s americkou NASAvyslání několika družic, které budou mít vědecký charakter
Nemalou roli hraje v současnosti i Evropská kosmická agentura (ESA), v jejímž rámci se na výzkumu vesmíru podílí celá řada evropských zemí, včetně České republiky. Ve vesmíru, zejména v blízkém okolí Země začíná být už dnes poněkud těsno a bude hůř. Na lety do vesmíru se začíná pomalu tvořit fronta a náš seriál vám představí právě ony „černé koně“ kteří v ní čekají.
První pokusy na koleně
Raketové systémy byly sice známé již po staletí, (ostatně přišli s nimi Číňané už v 9. století našeho letopočtu), ale dosavadní pokusy byly založeny především na bázi střelného prachu a pevných paliv. Čas skutečných technických řešení a perspektivních kapalinových paliv však přichází až ve 20. století. Tato řešení už musela být podložena řadou experimentů – proto tak vysoko hodnotíme činnost amerického inženýra Roberta Goddarda, který se soustředil na pokusy s kapalinovými raketami a po několika letech mohl slavit úspěch. Z tisku se dozvídáme, že „26. 3. 1926 vzlétla jeho první raketa na kapalné pohonné látky. Do května 1941, kdy uskutečnil poslední pokus, úspěšně vyzkoušel 35 kapalinových raket. Utratil 200 tisíc dolarů a na víc neměl prostředky.“ Goddard pracoval ještě v izolaci – ovšem raketové pokusy se brzy už nedaly dělat „na koleně“ a vyžadovaly úzkou součinnost s průmyslovým rozvojem.
Do hry vstupuje armáda
Ukázalo se, že jedinou složkou společnosti, která byla schopná soustředit lidi i výrobní a finanční prostředky ke komplexnímu řešení tak složitých úkolů se stala armáda. Musíme si však znovu a znovu připomínat, že „vojákům vlastně o let do prostoru nebo dokonce do vesmíru vůbec nešlo. Je zajímala doprava co nejničivější bomby na co největší vzdálenost – později k tomu přibyl požadavek na přesnost.“ Tak se raketa ve 40. letech dostala na zcestí – mířila vzhůru, aby ničila lidské životy.
Armádou, která k raketovému rozmachu přispěla nejvíc, byla německá. Již v druhé polovině 30. let začala shromažďovat odborníky (mezi nimi i mladého W. von Brauna) a podporovat jejich výzkum. Ovšem Hitler, opojený úspěchy vojenského letectva zpočátku neměl pro rakety pochopení. Roku 1939 ho von Braun a jeho šéf marně přesvědčovali o vojenských výhodách, výsledkem bylo snížení rozpočtu. V podstatě jen proti führerovu příkazu se podařilo pokračovat v intenzivní práci. Vybudovala se střelnice v Peenemünde a roku 1942 bylo dosaženo významného úspěchu, když po třech nezdarech se 3. října podařil první start rakety A-4. Její sériová výroba však byla ještě daleko – ostatně při výrobě muselo být ještě uskutečněno asi 60 000 změn. Podle údajů, které se podařilo shromáždit, „bylo od 1.ledna 1944 do 28. března 1945 vyrobeno 2789 použitelných raket a teprve 8. září 1944 startovala první raketa V-2 (podle Goebelse „Vergeltungswaffe“) s téměř tunou trhaviny na Londýn. Na Londýn a jižní Anglii dopadlo 1050 raket, na Antverpy 1340, desítky dalších na Lutych, Brusel, Paříž…“ Ale naštěstí už bylo pozdě na válečný zvrat a i když V-2 zničila tisíce životú a způsobila obrovské škody, nezměnila nic na totální porážce nacistického Německa.
Poválečný lov mozků
I když všechny práce v Německu probíhaly za neuvěřitelně přísného utajování, věděly vítězné mocnosti především díky britské výzvědné službě (a antifašistickému odboji v Evropě), co a kde mají hledat. Nastal lov mozků… V patách svých vojáků šli při obsazování Německa vědci a technici. Ale už ne společně, nýbrž každý na svou pěst – předeším Sověti.
Většina špičkových odborníků uprchla k Američanům, několik jich dalo své mozky do služeb Velké Británie a Francie. První demonstrační start 14. října 1945 u Cuxhavenu, kterému na pozvání britské vlády přihlíželi odborníci ze všech spojeneckých zemí (za SSSR V.P. Gluško) byl zřejmě posledním umíráčkem spolupráce vítězných mocností…
Američané začali přesun již v květnu 1945, kdy bylo v rámci operace Overcast odvezeno do USA 340 nákladních vagonů kořisti – deset tun dokumentace a přes stovku neporušených raket A-4. Brzy je následuje více než 500 předních odborníků, kteří se shromáždili pod přísnou ostrahou na základně Fort Bliss v Texasu. Praktické zkoušky se konaly v Novém Mexiku. První (a jen částečně úspěšná) 16. dubna 1946, během dalších pěti let celkem sedm desítek, později i na mysu Canaveral.
Přístroje na oběžné dráze
Úvahy o letech do vesmíru se stále častěji zabývaly vytvořením umělých družic Země, přičemž začalo být zřejmé, že před lety člověka samého musí přijít ke slovu přístroje. Ciolkovkij (1926), Oberth, Noordnung-Potočnik, ale ještě i A. Clarke roku 1945 o družicích uvažovali jako o pilotovaných kosmických lodích.
O přístrojích na družících se uvažovalo v americké Naval Research Laboratory ještě kráce před koncem války v rámci diskuzí o tom, zda by něco takového už Němci dokázali a v roce 1945 tu vznikla studie, prokazující užitečnost takového tělesa – avšak s tím, že prozatím se k výzkumu musí postačit výškové rakety a čas družic příjde až mnohem později…
Výnamným krokem ke spolupráci politicky rozděleného světa aspoň v přírodovědné oblasti bylo vyhlášení Mezinárodního geofyzikálního roku v době od 1. čerence 1957 do konce prosince 1958. Na podzim 1954 se 67 zemí zabývalo definitivní přípravou programu, v němž měla být klíčovým přínosem měření z raket. O družicích se ještě oficiálně nehovořilo, ale to se mělo brzy změnit.
Nastupují mezinárodní organizace
Mladý americký geofyzik S. Fred Singer z civilní Applied Physics Laboratory od počátku 50. let neopomněl družice propagovat při všech příležitostech a v srpnu 1953 na 4. Mezinárodním astronautickém kongresu v Zurichu vzbudila pozornost jeho studie MOUSE (Minimum Orbital Unmanned Satellite Experiment) – vědecké družice o hmotnosti 45 kg, o níž tvrdil, „že vypuštění je v silách USA.“ Podobně působil při všech příležitostech i von Braun. Jeho výklad byl jasný a srozumitelný (i když hovořil trochu tvrdou angličtinou a byl svázán vojenskými předpisy) a věděl přesně, čeho je jeho raketový tým schopen. Měl jediný problém: byl Němec a veřejnost mu příliš nedůvěřovala..
Singerovy návrhy přišly v pravou chvíli. V průběhu září 1954 ho podpořila generální zasedání dvou významných mezinárodních organizací: International Scientific Radio Union v Haagu a International Union of geodesy and Geophysics v Římě. Na jeho straně byl i druhý muž v čele příprav IGY a tak 4. října 1954 bylo rozhodnuto: Mezi cíle IGY bude patiřt i vypuštění malých vědeckých umělých družic. Ale kdo je vypustí? Samozřejmě, kdo jiný, než Spojené státy, domnívala se většina odborníků. Sovětští představitelé se příprav IGY zúčastnili, ale mlčeli, jako by se jich tento bod agendy netýkal…
Přednost měly zbraňové systémy
„Měření za hranicemi atmosféry prostřednictvím družic by nesporně představovala ohromný přínos“, zdůrazňovali američtí zástupci ve výboru MGR, když se v březnu 1955 obrátili na D. Eisenhowera, aby vypuštění americké družice schválil. Ten však dlouho váhal – až 29. července 1955 jeho tiskový mluvčí oznámil, že USA jako svůj příspěvek k MGR vypustí i malou družici. V Kodani tehdy právě probíhal 6. Mezinárodní astronautický kongres – a šéf sovětské delegace akademik L. I. Sedov dva dny poté oznámil, že start družice lze brzy očekávat i v SSSR. Našlo se jen málo odborníků, kteří to nepovažovali za pouhou komunistickou propagandu…
O amerických záměrech se totiž veřejně hovořilo už delší dobu, ale stále šlo jen o plány. Skutečnost byla poněkud jiná a historie opakovala podobné chyby. Politikům i vojákům šlo především o zbraně a jako jejich nosiče se zdála být perspektivnější letecká technika. Rakety s dlouhým doletem byly v hierarchii priorit až na posledním místě. Nadto byly projekty roztříštěny mezi pozemní armádu, letectvo a vojenské námořnictvo.
Pro družice horoval především von Braun – jenže mnozí mu nedůvěřovali ani poté, co jeho tým vyvinul pro Američany modernizovanou verzi A-4 (Redstone s doletem 325 km), ani poté, co získal americké občanství.
Družice skončila ve křoví
Při vývoji ještě větší rakety středního doletu navrhl v červnu 1954, aby pro testy tepelného namahání při návratu bojové hlavice do atmosféry byl Redstone doplněn přidáním horních stupnů. Takto modifikovaná raketa Jupiter–C by byla již schopna dopravit na oběžnou dráhu malou družici – a 15. srpna 1954 navrhl von Braun ve Washingtonu projekt Orbiter, v rámci kterého by za pouhých 100 tisíc tehdejších dolarů bylo možné vypustit „minimální“ družici.
Přestože von Braunův tým měl již v té době za sebou úspěšné zkoušky třístupňové verze rakety, rozhodla komise ze zástupců všech složek armády a představitelů průmyslu i vědeckých ústavů 23. srpna 1954, že „přednost dostane projekt Vanguard, údajně jako civilní (i když vývoj probíhal rovněž v rámci vojenského námožnictva). Trvalo pak ještě déle než rok, než byl 9. 9. 1955 Vanguard oficiálně schválen a mohlo se s ním začít.“
8. prosince 1956 byl vyzkoušen upravený první stupeň (již hotová sondážní raketa Viking) a 1. května 1957 Viking s novým třetím stupněm. Přípravy třetího zkušebního prototypu (Viking s maketami horních stupňů) probíhaly se značnými obtížemi, hmotnost družice byla z 10 kg snížena na 1,5 kg a teprve na třetí pokus se 23. října podařil. Urychleně byl připravován první kompletní prototyp TV-3, aby po dvoudenním odkladu 6. prosince 1957 se raketa po dvou sekundách zhroutila v explozi ohně a dýmu. Rampa byla těžce poškozená, ale pípající družici našli pošramocenou v blízkém křoví… Netěsný spoj potrubí paliva v prvním stupni tak před zraky celého světa dokonal americkou blamáž… První úspěšný start „grapefruitové družice“, jak ji překřtili novináři, se podařil až 17. března 1958 a celkově se z 11 pokusů podařily jen tři…
Americkou reputaci zachránili imigranti
S německým týmem z Huntsville se vůbec nepočítalo. Přesto (jistěže se skřípáním zubů) pilně pracoval. Třístupňová verze rakety Jupiter-C s hmotnostní maketou 4. stupně 20. září 1956 úspěšně dosáhla tehdy rekordní výšky 1100 km (při doletu přes 5 tisíc km) a rovněž další technické testy byly úspěšné, takže tři exempláře zůstaly nepoužity. Díky nim mohl po startu prvního sovětského Sputniku prohlásit von Braun, že do dvou měsíců po udělení souhlasu je připraven americkou družici vypustit – ale posvěcení z nejvyšších míst na sebe dalo čekat. Až 8. listopadu 1957 požehnal tehdejší ministr obrany USA startu, který se měl uskutečnit v březnu 1958. Vždyť Němci ještě nemají ani družici…
Avšak von Braun se spojil s ředitelem JPL v Pasadeně W. Pickeringem, aby ji urychleně postavil. Vědecké vybavení slíbil dodat James Van Allen se svými studenty – a podařilo se neuvěřitelné: 31. ledna večer místního času se raketa, překřtěná na civilně znějící Juno 1 vznesla z rampy na mysu Canaveral a hladce dopravila první americkou družici na oběžnou dráhu. Tři naturalizovaní Američani (Pickering se narodil na Novém Zélandu a van Allen v Nizozemí) zachraňovali americkou reputaci.
Družice předpověděl Čech
Mezi průkopníky výzkumu vesmíru pomocí umělých družic i pilotovaných posádek patřil zřejmě pražský rodák dr. Vilém Santholzer (1903-72), který už roku 1928 zveřejnil první českou knihu věnovanou kosmickým letům – Raketové lety do vesmíru. Pozoruhodně správně odhadl budoucí kroky na cestě do vesmíru: zkoušky se sondážními výškovými raketami, vyslání raket (dnes bychom řekli umělých družic) bez posádky na oběžnou dráhu kolem Země, zásah Měsíce, oblet Měsíce a návrat na Zemi, fotografování odvrácené strany Měsíce, starty s lidmi na oběžnou dráhu kolem Země….
Kepler vzhlíží ke hvězdám
Kepler nejen formuloval zákony pohybu planet kolem Slunce (dva z nich v Praze), ale ve svých úvahách byl jen krůček od poznání gravitačního zákona. Platí nejen pro planety, nýbrž pro pohyb jakýchkiliv kosmických těles – a bez základů kosmické mechaniky se pozdější kosmonautika neobejde. Astronom a matematik Kepler tak sice položil základy pro výpočty cest do vesmíru, ale víc se těmito myšlenkami nezabýval. Čas hvězd a mandragory se však chýlil ke konci…
Zákon padajícího jablka
Tím, kým se pro astronomii stal zákonodárce planet, byl pro lety do vzdáleného prostoru Isaac Newton. Završil objevy Keplera a dalších předchůdců a dal jim souhrnný matematický tvar. Výsledky dvou desetiletí práce shrnul roku 1687 ve stěžejním díle Philosophiae naturalis principia mathematica – Matematické základy přírodovědy. Třemi pohybovými rovnicemi a odvozením zákona závislosti gravitační síly na vzdálenosti od tělesa položil základy klasické fyziky, které v téměř nezměněné formě vydržely dodnes. Newtonovy zákony odolaly času, neboť naprosto přesně odpovídaly všem známým mechanickým projevům hmotných těles v celé naší sluneční soustavě. V plném souladu s nimi i dnes padají jablka vždy k Zemi, rakety startují do kosmického prostoru a vynášejí tam družice, létající přesně po oběžných drahách.
