Po zavěšeném laně pomalu stoupá stříbrný robot pokrytý solárními články. Přihlížející diváci jej nadšeně povzbuzují a mohutně aplaudují dosažení horního konce lana. Členové jednoho z týmů soutěžících o tučnou prémii teď napjatě očekávají výrok rozhodčích. Vyšplhal jejich robot do požadované výšky v předepsaném časovém limitu?
Tato a podobné scény se odehrávaly koncem loňském roku na letišti v Las Cruces v americkém státě New Mexico. V rámci druhého ročníku festivalu věnovaného kosmonautice a kosmickým technologiím se zde konaly tři ze soutěží, které vypsala kosmická agentura NASA. Týmy konstruktérů, vědců i nadšenců zde předvedli nejen své roboty šplhající po zavěšeném laně, ale také „přetahovanou“, tedy soutěž o to, kdo dokáže zkonstruovat pevnější lano. To vše pochopitelně o tučné prémie.
NASA se nemůže nechat zahanbit
Už po řadu let byla americká kosmická agentura NASA vyzývána, aby se i ona ujala organizace podobných soutěží. Narozdíl od organizace DARPA ale přišli lidé v NASA „na chuť“ tomuto stylu soutěží až teprve před nedávnem. Souvisí to i s novou vizí návratu na Měsíc. Pro prvních pět let bylo na odměny v takových soutěžích vyčleněno 80 miliónů dolarů, tedy v přepočtu 1, 9 miliardy korun (částka, kterou má například stát plavební kanál, který splavní Labe z Chvaletic až do Pardubic). Nová vize v sobě zahrnuje i soutěže na velice konkrétní témata.
První dvě soutěže, každá o 50 000 dolarů, byly vypsány na počátku roku 2005. Jednalo se o „Tether Challenge“ a „Power Beam Challenge“, přičemž obě jsou inspirovány ideou kosmického výtahu, jenž by jednou mohl dopravovat náklady na oběžnou dráhu za zlomek současné ceny. Realizace této myšlenky je samozřejmě ještě hudbou vzdálené budoucnosti, pokud k tomu vůbec někdy dojde, nicméně obě vyhlášené soutěže by měly podpořit technický vývoj technologií, které by mohly své uplatnění při vývoji kosmického výtahu nalézt.
Ostatně podobným způsobem, tedy na konkrétní projekty, jsou zaměřeny i další prémie, které byly v uplynulých letech vyhlášeny. Jejich uspořádání zajišťují pro NASA nerůznější nevládní organizace a nadace.
Šplhající roboti
První kolo obou soutěží se uskutečnilo ještě v roce 2005. Úkolem robota soutěžícího v „Beam Power Challenge“ bylo, podle pravidel soutěže, vystoupat po 61 metrů dlouhém a 4 cm silném laně pokud možno co nejvýše. Robot o hmotnosti 22 až 45 kg musí být vybaven solárními panely, jejichž prostřednictvím získává energii, kterou mu pak „posílá“ reflektor stojící na zemi. Vítězem se stává ten, kdo „vyšplhá“ nejvýše, přičemž musí splňovat podmínku průměrné rychlosti 1 metr za sekundu (3,6 km/h).
V prvním klání prémie udělena nebyla, a tak se soutěž opakovala znovu po roce. Tentokrát bylo v sázce již 200 000 dolarů a podmínky soutěže se mírně změnily. Z hlediska soutěžících týmů bylo asi nejvýznamnější změnou možnost použít pro šplhajícího robota vlastní zdroj energie. Na letišti v Las Cruces tentokrát představilo své „šplhouny“ 12 týmů. A hned čtyři z jejich robotů byly schopni dosáhnout horního konce zavěšeného lana.
Asi největší rozruch způsobil robot postavený týmem z University of Saskatchewan, který potřeboval k vyšplhání do požadované výšky 57 sekund. Pokud by lano bylo dlouhé předepsaných 60 metrů, jak se původně udávalo, znamenalo by to splnění podmínky na rychlost stoupání! Po přeměření lana se ale ukázalo, že je dlouhé jen 55 metrů, robot tedy předepsaný limit překročil doslova o fous, o pouhé 2 sekundy. Nicméně, finanční odměna by v tomto případě stejně nemohla být udělena, protože robot se na vrcholu lana zasekl, čímž tak nesplnil ani další podmínku, samostatný sestup.
Extrémně lehké lano
Kosmický výtah však není jenom robot či jiné zařízení stoupající na oběžnou dráhu. Jeho konstrukce bude především záviset na nosném laně. Pokud se někomu podaří vyrobit taková vlákna, která budou extrémně pevná a zároveň nesmírně lehká, je tu šance, že se tato myšlenka dočká konečné realizace. A to je také jeden z důvodů, proč byla vypsána další ze soutěží, „Tether Challenge“.
Podobně jako v předchozím případě i v této soutěži se už uskutečnila dvě klání a ani jedno zatím nemělo svého vítěze. Úkolem soutěžících je totiž vyrobit smyčku z lana dlouhého minimálně 2 metry, které ovšem nesmí vážit více než 2 gramy. Ve vzájemném přetahování lan soupeřících týmů pak musí vítěz nejen dokázat, že jeho lano je pevnější než lano konkurenční, ale že rovněž vydrží o 50% větší zatížení než lano porovnávací.
Soutěže v „přetahování“ se pokaždé zúčastnily 4 týmy. Jejich lana byla vyrobena z komerčně dostupných materiálů, ale zatím žádné z nich v pevnosti nepředčilo srovnávací lano. Navíc někteří účastníci byli diskvalifikováni, protože nedodrželi požadované parametry smyček.
Příliš tvrdé podmínky?
Diváci v Las Cruces mohli rovněž sledovat snažení týmu Armadillo Aerospace, který se se svým robotem Pixel ucházel o další z vypsaných prémii, „Lunar Lander Challenge“. Cílem této soutěže je povzbudit konstruktéry k vývoji rakety, která dokáže vertikálně přistát na Měsíci a opětovně z jeho povrchu odstartovat. Soutěž je rozdělena do dvou úrovní obtížnosti, které se liší podmínkami.
V prvním „kole“ se soutěží o 350 000 dolarů a soutěžící týmy musí dokázat svou raketu připravit ke startu během 2,5 hodiny. Raketa by měla vystoupat do výšky 50 metrů, zde setrvat po dobu 90 sekund a posléze se přesunout o 100 metrů dále a tam přistát. Poté by měla celý manévr zopakovat a vrátit se na místo původního startu.
Druhá úroveň má poněkud těžší podmínky. Let musí trvat 180 sekund a přistání se odehrává na simulovaném měsíčním terénu. Tvrdším podmínkám proto odpovídá i vyšší odměna 1 miliónu dolarů.
Ačkoliv se do prvního ročníku soutěže přihlásily čtyři týmy, tři z nich nestihly své rakety připravit tak, aby mohly být předvedeny na veřejnosti. Zůstal tedy jenom Pixel.
Nezdařené přistání jediného soutěžícího
Létající robot Pixel to jsou na první pohled především čtyři velké nádrže na palivo a okysličovadlo, každá o průměru jednoho metru. Zbytek rakety je na nich „posazen“. Vývoj tohoto zařízení stál podle údajů, které se 21. STOLETÍ podařilo zjistit, 50 000 dolarů, přičemž z této částky většinu peněz spolykal řídící počítač.
Během dvou dnů uskutečnil Pixel celkem tři pokusy ale ani jeden z nich nebyl úspěšný. Při jednom z letů přistál dokonce podstatně tvrději než bylo plánováno, takže přišel o podvozek. Přesto byl učiněn druhý pokus, který však skončil únikem paliva a spálením části elektroinstalace. Konstruktéři se ovšem nevzdali, pracovali celou noc a s využitím součástí identické rakety Texel, připravené rovněž do soutěže, Pixela stačili opravit.
Ten se druhý den pokusil o splnění podmínek druhé úrovně soutěže a tentokrát vše vypadalo velice nadějně. Při přistání se ovšem jedna z opravených nožek opět poškodila a ani rychlá oprava nepomohla. Robot se při startu mírně naklonil a po dvou sekundách letu se odchýlil z kursu. Automatické vypnutí motorů pak vedlo k pádu na zem. Menší požár poté dokonal dílo zkázy. Podle vyjádření konstruktérů už se Pixel zřejmě nepodaří opravit.
Cílem je stálá základna na Měsíci
V uplynulých letech byly postupně vypsány i další soutěže. V jejich rámci by měly být například vyvinuty nové rukavice pro astronauty, které budou flexibilnější a umožní svým uživatelům být obratnější než rukavice používané v současnosti.
Další soutěž souvisí s plánovaným návratem na Měsíc a případným zřízením stálé základny. Jde v ní o to, vymyslet způsob, jak z měsíčního regolitu (nesoudržná kamenná vrstva rozdrcených hornin a prachu) vydobýt kyslík.
Cílem jiné soutěže je vyvinout metodu samotné „těžby“ regolitu. Počítá se rovněž se suborbitálními lety s vědeckými přístroji a dalšími létajícími prostředky.
Další možné prémie jsou ve fázi diskusí a budou vyhlašovány postupně. Zdánlivý neúspěch prvních kol některých soutěží přitom jejich organizátory neodrazuje. Jak ostatně prohlásil mluvčí NASA, bylo by naopak překvapující, kdyby už v této fázi vývoje byla některá z cen udělena. Soutěžení bude pokračovat a finanční odměny v dalších kolech se budou zvyšovat. Poroste ovšem i jejich náročnost.
Užitečné soutěže
Podíváme-li se jenom do dějin létání, nalezneme zde hlavně na počátku minulého století velké množství vypsaných prémií, které směřovaly k překonání řady technických překážek a ustavení nových rekordů. Namátkou připomeňme let Charlese Lindbergha, který s letounem Spirit of St. Louis v roce 1919 jako první překonal bez zastávky vzdálenost mezi Paříží a New Yorkem a získal tak prémii 25 000 dolarů.
Ani pro další z řady příkladů nemusíme chodit příliš daleko do historie. Uplynuly teprve necelé tři roky od okamžiku, kdy byla udělena tzv. Ansari X-Prize (americká cena na podporu rozvoje kosmické turistiky), tedy prémie 10 miliónů dolarů. Tu získali konstruktéři lodi SpaceShipOne, jež jako první loď financovaná ze soukromých zdrojů opakovaně pokořila hranici kosmického prostoru.
Soutěžení se ovšem neomezuje jenom na soukromý sektor. Výzkumná organizace americké armády DARPA (Defense Advanced Research Project Agency) organizovala závody autonomně řízených (bez řidiče) vozidel. Již v druhé ročníku se hned několika týmům podařilo pokořit předepsanou trať a jeden z nich si odnesl prémii ve výši dvou miliónů dolarů.
Kosmický výtah
Koncepce kosmického výtahu (ve 21. STOLETÍ č.9/2006 jsme o něm psali podrobně), který dopraví náklad případně i lidi na oběžnou dráhu za extrémně nízkou cenu, vznikla už v 60. letech minulého století. Proslavil ji například spisovatel A. C. Clarke v románu „Rajské fontány“. Dlouho se jednalo pouze o vizi, ale s příchodem nových materiálů jako jsou uhlíkatá nanovlákna se objevují i první nesmělé krůčky k realizaci tohoto nápadu.
Výtah by spojoval orbitální stanici umístněnou na geostacionární dráze se stanici na zemském rovníku. Ještě ve větší vzdálenosti od Země by se nacházela protiváha. Nosné lano by dosahovalo délky 100 000 km.
Od počítačových her do vesmíru
Za společností Armadillo Aerospace, která se s raketou Pixel ucházela o prémii „Lunar Lander Challenge“, stojí americký počítačový mág John Carmack. Jeho jméno je spojeno s počítačovou firmou id Software, která vytvořila slavné hry jako Wolfenstein 3D, Doom či Quake.
John Carmack sestavil takový herní program, který byl schopný využít předností hardware počítačů lépe než kterýkoliv jiný systém. S využitím licencí tohoto nástroje pak byly vytvořeny i další akční hry.
John Carmack nyní investuje vlastní prostředky, vydělané v oboru informačních technologiích, do vývoje kosmických raket. Jeho tým se s raketou Black Armadillo také ucházel o cenu X-Prize.
John Carmack k tomu říká: „…neefektivní kosmický průmysl potřebuje pořádný restart…“.
