Tajný súboj o prvú družicu

Publikované v Historická revue č. 2/2015, str. 13 - 15


7.7.2015 | Karel Pacner

Skončila sa najstrašnejšia vojna a vyhladovaná Európa sa pokúšala postaviť na vlastné nohy. V lete roku 1945, po päťročnej prestávke, sa v Londýne zišli členovia Britskej medziplanetárnej spoločnosti (British Interplanetary Society – BIS). Začali tam, kde skončili pred vojnou – debatami o projektoch letov do vesmíru.


 

Dvadsaťosemročný radarový špecialista Arthur Charles Clarke (neskorší slávny autor science fiction literatúry) mal zaujímavý nápad. Navrhoval vytvoriť celosvetovú sieť spojových družíc, ktoré by lietali vo veľkých výškach rovnakou rýchlosťou, akou sa otáča Zem. Tieto telesá by vlastne stáli nad presne určenými miestami zemského povrchu tak ako dnešné geostacionárne družice. Výbor BIS súhlasil a v októbri 1945 sa v časopise Wireless World objavil Clarkov článok na túto tému. Nebola to nová predstava. V roku 1869 písal o umelých družiciach Zeme americký spisovateľ Edward E. Hale, v roku 1879 Francúz Jules Verne a v roku 1903 túto predstavu po odbornej stránke rozobral ruský vedec Konstantin Ciolkovskij. Neskôr sa k myšlienke pripojili ďalší myslitelia.
 

Jedno-, dvoj- či trojstupňová raketa?

Druhá svetová vojna dala inžinierom nový podnet – nemeckú balistickú strelu V-2. Vo vylepšenom variante by sa dala použiť na cestu do vesmíru. Jediné krajiny, ktoré si mohli experimenty s raketami dovoliť, však boli USA a ZSSR, no tie počítali s V-2 skôr ako s bojovým prostriedkom. Rozhorievala sa však studená vojna medzi Sovietskym zväzom s jeho satelitmi na jednej strane a Spojenými štátmi spolu so západnou Európou na strane druhej – obe zoskupenia hľadali nové, účinnejšie zbrane. Napriek tomu výskum počítal s raketami aj pre mierové využitie.

V decembri 1946 R. A. Smith a H. E. Ross z Britskej medziplanetárnej spoločnosti (BIS) dokončili projekt Megaroc. Podľa neho sa v prvej etape na vrchol rakety V-2 mala inštalovať kabína pre jedného či dvoch ľudí a vedecké prístroje. Pri skoku po balistickej dráhe by posádka dosiahla výšku 33 km a asi 228 sekúnd by pobudla v bezváhovom stave. Neskôr, pomocou silnejšej rakety, by sa toto teleso dostalo do výšky vyše 300 km a začalo by krúžiť okolo Zeme. Britské úrady ale projekt odmietli.

Rakety uchvátili kapitána Roberta Havilanda z amerického Úradu námorného letectva. Začiatkom augusta 1945 odovzdal Úradu deväťstránkovú štúdiu projektu Rex. Podľa neho umelú družicu s ľuďmi mohla vyniesť do vesmíru jedine mnohostupňová nosná raketa. Námorné letectvo by tak mohlo používať takéto kozmické teleso k niekoľkým úlohám – ako vedecké laboratórium, ako stanicu pre prenos rádiových signálov a ako mapovaciu a meteorologickú základňu. Vedúci pracovníci Úradu námorného letectva súhlasili. Schladil ich však teoretický fyzik podplukovník Dr. Harvey Halle, asistent šéfa radarovej sekcie, s tvrdením, že nie je možné vypustiť družicu pomocou existujúceho vybavenia a motorov rakety V-2. Súčasne navrhol charakteristické rysy pre nový jednostupňový nosič, ktorý by to dokázal.

Výbor pre štúdium kozmických rakiet, zriadený 3. októbra 1945, preto dostal jedinú úlohu – postaviť jednostupňovú raketu na kvapalné palivo, ktorá bude vynášať umelé družice bez ľudí. Počas poldruha mesiaca členovia výboru, vedení Hallom, vytvorili projekt umelej družice Zeme (Earth Satellite Vehicle – ESV), určenej na vedecké pozorovanie. Do výšky asi 250 km ju mala vyniesť 26 metrov vysoká jednostupňová raketa (High Altitute Test Vehicle – HATV). Avšak H. J. Steward a Frank J. Malina z Laboratória prúdového pohonu (JPL) v Kalifornii ich upozornili, že dvojstupňová raketa by bola lepšia. Úrad námorného letectva chcel preto spojiť svoje sily s letectvom. Avšak 9. apríla 1946 leteckí generáli túto ponuku odmietli. Vraj „dva samostatné programy budú výhodnejšie“.

Medzitým v Texase, v Novom Mexiku a v Alabame zajatí nemeckí špecialisti pod vedením Wernhera von Brauna, šéfkonštruktéra V-2, vytvárali základy pre modernú raketovú techniku. Frank Malina, Karl Bossart a ďalší Američania tiež experimentovali. Bossartovi sa nakoniec podarilo vyvinúť medzikontinentálnu raketu Atlas.

Skok po balistickej dráhe

Balistická dráha telesa v atmosfére je dráha, pri ktorej sú sily vztlaku výrazne menšie, než je sila, ťah motorov a tiaž telesa. Pôsobí tu navyše iba odpor prostredia. Krivka dráhy sa odlišuje od časti elipsy (keďže tá by zodpovedala iba pohybu telesa vo vákuu). Po balistickej dráhe sa pohybujú strely i rakety.

Družice pre vedu, pre tzv. globálne spojenie a pozorovanie zemského povrchu navrhli odborníci zo špeciálneho ústavu RAND Corporation spoločnosti Douglas Aircraft Company v kalifornskej Santa Monice v januári 1946. Tomuto ústavu leteckí generáli zadali úlohu pripraviť predbežnú štúdiu družice. Tím pod vedením Jamesa Lippeho ju dokončil 12. mája. Nový projekt RAND, ktorý mal stáť 50 až 150 miliónov dolárov, predpokladal vypustenie telesa o hmotnosti asi 300 kg do výšky 500 km v lete roku 1951. Prístroje na jeho palube mali monitorovať meteorologické a astronomické javy, skúmať biologické účinky bezváhového stavu, retranslovať rádiové spojenie a študovať dôsledky amerických pokusných atómových výbuchov. V ideálnom prípade by družicu do vesmíru vyniesla trojstupňová raketa z niektorého tichomorského ostrova pri rovníku.

 

Ersedmička, Sputnik a americké oneskorenie

V apríli 1950 v konštrukčnej kancelárii NII-88 v Moskve hlavný konštruktér sovietskych diaľkových rakiet Sergej Koroľov zriadil skupinu, špecializovanú na vývoj medzikontinentálnej rakety. Začali sa tak prípravy a prvotné štúdie, ktoré smerovali k rakete R-7. Dňa 26. mája 1954 Koroľov nakoniec poslal návrh na družicu do Kremľa. Už predtým, koncom júna 1953, však Frederick C. Durant, bývalý predseda Americkej raketovej spoločnosti a prezident IAF (International Astronautical Federation), zvolal schôdzku vojakov, raketových odborníkov a vedcov. Zhodli sa. Upravená raketa Redstone od von Brauna môže vyniesť asi 2,3 kg ťažké teleso na obežnú dráhu vo výške 300 km. Dohodli sa aj generáli – armáda mala pripraviť von Braunov kozmický nosič a námorníctvo sa postarať o družicu, pozemné zariadenia a všetky výpočty. Počnúc augustom 1957 Američania chceli vypustiť štyri družice. Projekt Minimum Satellite Vehicle, ktorý v novembri zmenil názov na Orbiter, dostal vojenskú klasifikáciu „dôverné“. V Námornom výskumnom laboratóriu sa však zrodil konkurenčný projekt Vanguard. Šéfkonštruktér projektu Milton Rosen navrhoval pridať sondážnej rakete Viking ešte dva stupne. Tento nosič by tak dopravil do vesmíru družicu, ktorá by vážila až 18 kg. Hoci Američania nepoznali sovietske zákulisie, obávali sa konkurencie. Na zasadnutí v Ríme podpredseda Osobitného výboru pre Medzinárodný geofyzikálny rok (MGR) pri Medzinárodnej únii vedeckých zväzov Lloyd Viel Berkner odporučil vypustenie prvých satelitov v rámci Medzinárodného geofyzikálneho roka, ktorý sa začínal v júli 1957.

V roku 1955 Rada národnej bezpečnosti, poradný orgán amerického prezidenta, dostala od CIA správu, že v Sovietskom zväze prebieha intenzívna príprava na vypustenie družice. Dňa 28. júla 1955 Biely dom oznámil plán „na vypustenie malej automatickej umelej družice“ ako súčasti amerického príspevku k MGR. Druhý deň tlačová agentúra TASS oznámila, že ZSSR taktiež pripravuje vypustenie družíc.

Stavba pôvodnej družice, ktorá mala vážiť až jednu tonu, sa oneskorila. Koroľov preto na návrh svojho starého radcu Michaila Tichonravova rozhodol, že skonštruuje menšie teleso. Na začiatku roka sa pustil do vývoja PS-1 a PS-2 (PS – Prostejšij sputnik čiže Jednoduchšia družica). Guľa s priemerom 58 cm mala mať dve vysielačky, dva páry prútových antén a hmotnosť 83,6 kg. Od 15. mája 1957 Sovieti skúšali odštartovať raketu R-7. Až na štvrtýkrát, 21. augusta, letela úspešne. Na tretí pokus, 4. októbra 1957, vyniesla aj Sputnik. Noviny na celom svete písali na prvých stranách o obrovskom úspechu. Družica však nič nemerala, jej vysielačka len vysielala signál.

Hoci sovietsky vodca Nikita Chruščov tvrdil, že „Naše rakety poháňa socializmus!“, bol to veľkolepý nezmysel. Sovieti, ešte skôr ako Američania, začali stavať medzikontinentálne rakety, a to s cieľom ohroziť jadrovými hlavicami USA. Preto vyvinuli nosič, ktorý poslúžil aj pre družice a kozmonautov. To bol skutočný dôvod predstihu. Koroľovov námestník Boris Čertok neskôr upozornil na veľkosť tohto triumfu – veď spoľahlivosť rakety R-7 bola iba 20 – 30 %. „Tento úspech našej vedy, priemyslu a povojnovej mobilizácie hospodárstva bol najdôležitejším politickým víťazstvom za desať rokov studenej vojny.

Američanov, ktorí chceli byť prví, Sputnik zaskočil. Teraz potrebovali, aby sa do histórie zapísalo aspoň to, že ich družica odštartovala v rovnakom roku ako sovietska. Dňa 6. decembra 1957 však ich raketa Vanguard 1 explodovala len dve sekundy po zapálení motorov. Bol to krach v priamom televíznom prenose! Až potom povolali von Brauna, poškvrneného nacistickou minulosťou, no teraz už nového amerického občana. V noci z 31. januára na 1. februára 1958 jeho raketa Jupiter-C s pridaným štvrtým stupňom, premenovaná na Juno 1, vyniesla prvú americkú družicu Explorer 1. Na rozdiel od Sputnika niesla vedecké prístroje, mohla teda zaregistrovať radiačné pásy okolo Zeme (dnes sa im hovorí Van Allenove). Zrodila sa nová súčasť studenej vojny – preteky o družice, medziplanetárne sondy a o prvého človeka vo vesmíre.


družicestudená vojnasputnikexplorervon braun



Predplaťte si Historickú Revue na jeden rok už za 34,80




Autor

Karel Pacner

Ing. Karel Pacner, dlhoročný redaktor novín Mladá fronta - MF Dnes (1951 - 2001), kde sa venoval popularizácii vedy. Napísal 45 kníh , venovaných predovšetkým kozmonautike a vesmíru. Dostal celý rad cien Akadémie vied a ďalších inštitúcií za popularizáciu vedy.

Pozrite si tiež


Úrazy a choroby Karola IV.

29.11.2018 | Zdeněk Žalud

Na základe antropologického výskumu kostrových pozostatkov dnes tušíme, že Karol IV., narodený 14. mája 1316, bol urastený muž robustnej postavy, vysoký asi 173 cm. Od mladosti sa nevyhýbal turnajom, v ktorých niekedy vystupoval...

  • 1100
  • 15