Obsah > Aktuality > Články > O prvních družicích Země > O UMĚLÝCH OBĚŽNICÍCH

O UMĚLÝCH OBĚŽNICÍCH

Křídla vlasti č.26 / 1956, str.818

V prvních měsících Mezinárodního geofysikálního roku (který potrvá od poloviny r. 1957 do konce r. 1958) mají být konečně vypuštěny první umělé oběžnice Země; do výšky přibližně 300 km je vynesou třístupňové rakety. O americkém i sovětském projektu byly uveřejněny všeobecné informace, týkající se hlavně pohonu raket.

Raketový motor prvního, nejmohutnějšího stupně má být účinnější a tedy také výkonnější než motory současných výzkumných raket. Má vyvozovat tah 12 200 kg (v nulové nadmořské výšce) po dobu 131 vteřin. Motor se skládá z regenerativně chlazené spalovací komory (výkyvné zavěšené), palivových trysek, turbinového čerpadla a vysokotlakého potrubí. Palivem má být tekutý kyslík a směs ethylalkoholu, benzinu a siliconového oleje; do spalovací komory bude dopravováno čerpadly, poháněnými turbinou (lopatky turbiny bude roztáčet pára: v parním generátoru bude přeměňován tekutý kysličník vodičitý na horkou páru, která bude působit na lopatky turbiny).

Tato raketa (první stupeň) se podobá raketě "Viking", je však na ní uplatněno dvojí zásadní zlepšení. Prvním je, jak již bylo uvedeno, účinnější motor. Druhým hlavním zlepšením proti vývojové fázi výzkumných raket "Viking" je možnost odhodit ocasní plochy, čímž se vytvoří raketa, stabilisovaná pouze tahem motoru. To je umožněno tím, že je motor uchycen ve výkyvném závěsu, který dovoluje řídit tah do jakéhokoli směru. Výkyvné uložení (použité na prvním stupni rakety) je navrženo tak, že dovolí úhlový odklon vektoru tahu motoru o ± 5° od osy rakety. Odkláněni je řízeno předem nastaveným gyroskopem.

Podle zkušeností s raketami ,,Viking" se všeobecně soudí, že tento způsob řízení je vhodný i pro větší rakety. Výkyvný závěs byl uplatněn již u první rakety "Viking", a u všech dalších versí, i když všechny typy měly současné ocasní plochy pro zabezpečení požadované stability. Bezocasá raketa byla studována během posledních pěti let a bylo již také vypáleno několik malých experimentálních bezocasých raket. Použitelnost bezocasé rakety byla prokázána i teoreticky, což umožnilo i vývoj velké bezocasé rakety pro umělý satelit.

Již v roce 1946 bylo známo, že ocasní plochy, které vlastně měly sloužit k podélné stabilisaci rakety, vyvolávají naopak nežádoucí momenty kolem podélné osy a přidávají raketě na váze. Kromě toho ocasní plochy nijak nepřispívají k pevnosti konstrukce ani nepomáhají udržet raketu (v okamžiku vypuštění, kdy je dopředná rychlost malá) v požadovaném směru. První stupeň se oddělí ve výšce asi 50 km.

Další, 2. stupeň rakety bude také bezocasý s válcovým trupem a skořepinovou konstrukcí. Motor bude také sestávat z regenerativně chlazené spalovací komory a bude také uchycen výkyvné. Okysličovadlem bude kyselina dusičná a palivem dimethyl - hydrazin s nesymetrickou vazbou. Palivová směs bude vháněna do spalovací komory tlakem helia (jímž budou naplněny nádrže paliva), což značně sníží váhu - proti prvému stupni, opatřenému parní turbinou. Druhý stupeň se odpoutá ve výšce okolo 200 km.

Třetí stupeň rakety, který vynese oběžnici do příslušné výšky a vymrští ji na její dráhu, bude poháněn motorem na tuhé palivo a bude se skládat z motoru, z konstrukce k uchycení na druhý stupeň a ze zařízení pro odpoutání obou stupňů od sebe po vyhoření paliva (motoru 2. stupně). Vlastní kulový satelit (o průměru asi 50 cm) bude vypuštěn po dosaženi žádané výšky a bude mu udělena potřebná rychlost (aby se udržel na své dráze, musí mít rychlost asi 8.000 m/sec); ponese měřicí přístroje a spojovací zařízení. Váha samotné oběžnice bude nepatrná - pouhých několik desítek kilogramů; celá třístupňová raketa bude však vážit přes 40 tun (největším zatížením bude pochopitelně palivo), i když se podařilo její váhu značně snížit tím, že bude využito i rychlosti otáčení Země (raketa bude vypuštěna z oblasti kolem rovníku a ve směru otáčení Země - t. j. východním směrem; rychlost otáčení naší planety je na rovníku 463 m/sec).

Doba oběhu satelitu bude - pří zmíněné rychlosti 8.000 m/sec - asi 90 minut. Na své dráze se oběžnice udrží několik měsíců: při předpokládané rychlosti se budou odstředivé síly satelitu rovnat síle zemské přitažlivosti a mimoto je brzdicí vliv prostředí ve výšce 300 km mizivě malý. Po čase však oběžnice přece jen - tak jak se bude její rychlost snižovat - začne klesat do nižších vrstev atmosféry, kde konečně shoří jako meteor.

Registrační přístroje, umístěné v satelitu, zaznamenají řadu neobyčejné cenných údajů, které budou ihned automaticky vysílány; vysilač bude zásobován proudem z polovodičové baterie fotočlánků, využívajících rozdílů teplot zastíněné a osvětlené strany oběžnice (uvažuje se ovšem také o křemíkových foto-článcích, měnících přímo sluneční energii v elektrický proud).

Také pozemní pozorování pohybu oběžnice (optickými i radiovými přístroji) přinese řadu zajímavých poznatků: podle změn rychlosti bude možno zjišťovat hustotu prostředí; případné deformace předpokládané dráhy umožní ověřit si přesné rozměry a tvar Země a podobně.
Konečně bude také možno vyřešit nejdůležitější otázky, souvisící s přípravou meziplanetárních letů.

--------------------------------------------
Přepis článku: M.Filip
30.9.2007


Aktualizováno: 04.10.2007

[ Obsah | Články | O prvních družicích Země | Program Sputnik ]

Pokud není uvedeno jinak, jsou použité fotografie z NASA (viz. Using NASA Imagery) a dalších volně přístupných zdrojů.