Obsah > Aktuality > Články > O prvních družicích Země > PŘED LETEM DO VESMÍRU

PŘED LETEM DO VESMÍRU

Křídla vlasti č.16 / 1957, str.496 - 498

V průběhu Mezinárodního geofysikálního roku budou v Sovětském svazu a USA vystřeleny k vědeckým účelům první umělé družice Země. Velké badatelské práce směřují k letu člověka do nadatmosférických výšek a meziplanetárních prostorů. Zatím už byly uskutečněny zkušební lety raket s pokusnými zvířaty - s opicemi, myšmi, psy a želvami.

Jako hlavní hledisko při postupném pokroku v oblasti konstruování, zhotovení a techniky vynesení umělých družic je uplatňován požadavek, aby v raketách mohl letět člověk. To se může samozřejmě stát tehdy, až se podaří zkonstruovat družici jako raketu s motorem a dostatečnou zásobou paliva. Piloti této rakety by mohli měnit tratě letu, regulovat rychlost a podle potřeby se raketou navrátit na Zem.
Prozatím se předpokládá, že bude možné sestavit z raket v meziplanetárním prostoru obrovské létající zařízení; theoreticky je to možné. Předpokládejme, že dvě rakety mají od středu Země stejnou okružní dráhu ve výši, dejme tomu, tisíc kilometrů. Jedna k druhé se těsně přiblíží, potom se budou pohybovat stejně rychle po okružní dráze a utvoří jednotný mechanický systém.

Předpokládejme i to, že jsou rakety vybavené vším potřebným pro pobyt v meziplanetárním prostoru; kabinou, uchovávající pozemské podmínky k životu člověka, pomocnými místnostmi, jimiž letci budou moci vystoupit na povrch letounu, odpovídajícími obleky, které umožní pobyt po určitou dobu v meziplanetárním prostoru. Podotýkám, že se členové posádky nemusí bát "pádu" na Zem, neboť nabudou takové rychlosti vzhledem ke středu Země, jakou bude mít raketa, a proto utvoří s ní jednolitý mechanický celek. Budou-li na raketách při těchto podmínkách stavební a montážní díly, budou moci letci provést montáž speciálního zařízení.

Velký ruský vědec K. E. Ciolkovský, který vypracoval projekt první meziplanetární stanice, upozorňoval, že stanice musí oběhnout okolo Země za stejnou dobu, během níž se Země otočí kolem své osy, to je za 24 hodin. V případě, že by dráha umělé družice probíhala pásmem kolem rovníku Země, pak by družice "visela" stále nad jedním místem Země. To má velký význam pro pozorování stanice i k jejímu spojení se Zemí.

Známý současný odborník v raketové technice Werner Braun, jeden z konstruktérů V-2, předložil projekt výpravy na Mars, při čemž by byla jejím odrazovým bodem obíhající stanice. Dráha této stanice byla by vzdálena 1730 kilometrů od zemského povrchu. Družice by měla tvar kuželu o průměru 76 metrů obytné místnosti, dílny, sklady. Na stanici by se soustředily velké kosmické rakety (10 raket, z nichž každá by vážila 3 700 tun, měla délku 40 metrů a posádku v počtu 40 lidí) pro let na Mars.

Na cestě k realisaci navrhovaných projektů vyvstává však jedna překážka: sám člověk, či lépe řečeno, problém vytvoření nezbytných podmínek pro jeho život a činnost v kosmickém prostoru. Problém tvoří řada otázek, jež musí řešit nejrůznější vědní a technologické obory.
Některé otázky mohou být řešeny celkem snadno, jako například ty, které se týkají stavby speciálních hermetických místností s zemským klimatem nebo zhotovení speciálních skafandrů. Poměrně vážnější jsou však už ty, které se zabývají fysiologickým stavem člověka v průběhu letu i pobytu v kosmu.

Je nutno počítat se setrvačností, která bude v průběhu letu působit na člověka. Obvykle začne působit bezprostředně po startu a pak na dočasné dráze před přechodem na stacionární dráhu kolem Země nebo dráhu dalšího letu. Na těchto startovních nebo přechodných drahách musí mít reaktivní letoun velké urychlení a tehdy se projeví Corielisův dynamický zákon, jehož podstatu se pokusíme objasnit.

Předpokládejme, že máme co činit s výtahem, obsazeným lidmi, který se pohybuje vzhůru se stále se zvyšující rychlostí tak, že urychlení jeho pohybu je rovno urychlení zemské tíže. Toto urychlení se označuje g a činí 9,8 m/vt2. Tehdy bude každá osoba přitisknuta k podlaze výtahu dodatečnou silou, rovnající se váze osoby. Bude-li se výtah pohybovat nahoru s urychlením 2 g, je dodatečná sila rovna dvojnásobku váhy osoby, což znamená, že tlak na podlahu výtahu bude roven trojnásobku váhy osoby. Je nutno si uvědomit, že naprosto nezáleží na rychlosti v okamžiku, kdy nastalo urychlení.

K podobnému stavu dojde při startu rakety a při každém urychlení rakety za letu. Jestliže se dráha rakety zakřivuje, jsou poměry složitější.
Důležitou otázkou je, kolikanásobné urychlení snese organismus člověka a letecké lékařství usiluje o její vyřešení.
Kromě problémů, pramenících z přetížení ze setrvačnosti, vyvstává fysiologický problém, který rovněž souvisí s mechanikou. Jde o tak zvanou "nevažitelnost" člověka.

Na první pohled se může zdát, že stav ztráty váhy, nevažitelnost není na rozdíl od přetížení pro lidský organismus bezprostředně nebezpečným. Tak tomu však není.

Stav nevažitelnosti může zejména nastat tehdy, bude-li raketa ve velké vzdálenosti od centra přitažlivosti. K tomu může dojít při letu, kdy raketa bude mezi Zemí a Měsícem a poletí setrvačností; tehdy letci nepocítí žádnou přitažlivost - ztratí váhu. Ale podobný stav může nastat i v blízkosti centra přitažlivosti působením setrvačných sil.

Vraťme se opět k výtahu s cestujícími, který však tentokrát sjíždí dolů. Předpokládejme, že zase pojede s urychlením, rovnajícím se g. To znamená, že se pohybuje volným pádem. Cestující po celou dobu pohybu s uvedeným urychlením ztratí svoji váhu. Není těžké si představit, že kdyby výtah sjížděl s urychlením 2 g, byli by cestující přitisknuti hlavami ke stropu silou, rovnající se váze každého z nich.

Objevují se mnohé další otázky kolem ztráty váhy. Dosud není plně objasněno, jaký budou mít letci při nevažitelnosti oběh krve, trávení, výměnu látek. V každém případě je však jisté, že by bylo porušeno působení vestibulárního aparátu, jímž se člověk orientuje v prostoru i udržuje svoji rovnováhu. Vzniká otázka: může člověk nějakým způsobem přizpůsobit nebo nahradit porušenou činnost vestibulárního aparátu?

Také je třeba objasnit, jak bude působit na člověka různé záření, vysílané na příklad sluncem (ultrafialové a další), kosmické paprsky atd. Je známo, že záření, dopadající na zem, je značně zeslabeno díky schopnosti naší atmosféry pohlcovat určité druhy záření. Nad hranicemi atmosféry nebo i v jejích horních vrstvách může však být značně silné, takže je třeba dalších zkoumání jeho vlivu na živý organismus.

K objasnění námi uvedených problémů byly již před několika lety zahájeny pokusy s některými zvířaty, vysílanými do velkých výšek ve zvláštních, pro tyto cíle zkonstruovaných raketách.

Jednu z těchto raket přináší i naše schéma (obr. 5.); schránka se zvířaty a padákem je uložena v přední části rakety, jež je uzpůsobena k oddělení se od zbylého trupu rakety. Schránka přistává na zem zavěšena na padáku (obr. 6). Tímto způsobem mohou zvířata projít všemi stadii pokusů: jsou podrobena přetížení (za setrvačnosti) při letu raketou i ztráty váhy v době volného pádu před otevřením padáku. V USA vysílali ve výškových raketách myši a opice do výše 70 - 80 km.

O vynikajících úspěších sovětské vědy v této oblasti vyprávěl na mezinárodním kongresu pracovníků v raketové technice konaném v listopadu loňského roku (1956) v Paříži známý sovětský vědec, pracující na úseku leteckého lékařství, A. V. Pokrovský. Sovětští vědci významně zdokonalili výškové rakety, určené pro lety s pokusnými zvířaty, takže dosahují přesného a spolehlivého jejich katapultování i v různých výškách. Zvířata byla vybavena zvláštními oděvy, kyslíkovými přístroji a dalšími prostředky. V průběhu všech pokusů nebyla zvířata uspána, jak tomu bylo ve většině pokusů v USA, nýbrž byla v normálním stavu. Systém registrujících i vysílacích aparátů umožňoval neustálé pozorování fysických a biologických procesů, probíhajících v organismu zvířat.

Dva psi byli raketou vyneseni do výše 110 km; jeden byl katapultován ve výši 80 - 90 km, padáky se otevřely v určeném okamžiku, druhý ve výši 35 - 50 km, načež volně padal do výše 4 - 5 km, kdy se mu automaticky otevřel padák. Zvířata dobře překonávala přetížení, dosahující někdy až 6 g (ovšem jen 1 - 2 - 3 vt.). Při ztrátě váhy nedošlo podle zaznamenaných údajů k nijak zvláštním odchylkám od normální funkce organismu a všichni psi přistáli ve výborném stavu.

Pokusy daly astronautice velmi důležité výsledky. Přední odborníci leteckého lékařství stále více dospívají k přesvědčení, že člověk může snést značné přetížení. Také lze předpokládat, že lidský organismus se může přizpůsobit i k ztrátě váhy. Údajů o tom je však zatím málo a proto bude třeba ještě pokračovat v upřesňujících výzkumech. Nyní se pokračuje v pokusech v hermetických a isolovaných komorách; zatím bylo shledáno, že člověk v nich může pobývat po dobu 24 hodin, což je třetina nebo polovina minimální doby, nutné k letu na Měsíc.
První poznatky ze zkoumání vlivu kosmického záření na živý organismus daly také spolehlivý výsledek: u myší se jen změnila barva srsti (ze šedé v našedlou). Avšak i na tomto úseku bude třeba pokračovat v experimentálním zkoumání.

Nyní jsou už projekty člověkem pilotovaných raket; na obr.7 je jedna z těchto raket. Pilot je umístěn v její špici.

V souvislosti s potížemi pobytu člověka v meziplanetárním prostoru vznikl v astronautice další směr, založený na úspěších automatiky a telemechaniky. Představitelé tohoto směru už začali pracovat na projektech radiem řízených raket, létajících bez lidí. Jakmile by raketa dosáhla Měsíce, vysadila by automaticky pracující zařízení s přístroji pro vědecký průzkum a radiové a televisní vysílačky. Mezi mnoha předpokládanými zařízeními navrhuje kandidát technických věd J. S. Chlebcevič speciální automatisovaný tančík.

Jak budou uskutečněné meziplanetární lety, ukáže nejbližší budoucnost. Věda a technika se v současné době tak intesivně rozvíjí, že vědecké objevy někdy překonávají naše očekávání.

Obr. 1. Jedna ze sovětských výškových raket za letu
Obr. 2. Schránka na přístroje
Obr. 3. Schránka po dopadu
Obr. 4. Katapultovací vozík se psem.
Obr. 5. Schéma sovětské výškové rakety: 1 - Telemetrický systém. 2 - Padák. 3 - Kabina se zvířaty. 4 - Umístění pohonných jednotek.
Obr. 6. Schránka přistává na zem zavěšena na padáku
Obr. 7. Schéma budoucí člověkem pilotované kosmické rakety


--------------------------------------------
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.