Obsah > Aktuality > Články > O prvních družicích Země > OČIMA VĚDCŮ A TECHNIKŮ

OČIMA VĚDCŮ A TECHNIKŮ

Kand. tech. věd JIŘÍ MRÁZEK

Křídla vlasti č.12 / 1958, str.23 - 25

Prožíváme druhou třetinu největší celosvětově organisované vědecké akce všech dob, Mezinárodního geofysikálního roku. Nerad bych opakoval to, co čtenáři již dobře znají z denního tisku, přesto však bych rád připomněl, že těžištěm všech akcí MGR je hlubší poznám fysikálních vlastností Země a všeho toho, co se Zemí souvisí. Vědci všech zúčastněných států proměřují nejen nitro Země a její povrch, ale všímají si i jejího ovzduší, nejbližšího okolí a dokonce ani Slunce se nevymyká z jejich pozorování, protože jeho vliv na fysikální děje na Zemi je obrovský.

Když se celá tato akce organisovala, objevila se asi dva roky před začátkem MGR smělá myšlenka vědců SSSR a USA vypustit umělé družice Země, které by prováděly ta měření, která nelze jiným způsobem uskutečnit. Do velikých výšek nad Zemí můžeme sice vypouštět vědecké přístroje pomocí raket (a jen Sovětský svaz během MGR vypouští takových raket 125), takový způsob má však velkou nevýhodu, že přístroje proměří pouze malou část prostoru a hned zase spadnou nazpět k Zemi, takže trvání jejich měření je velmi krátké. Naproti tomu podařilo-li by se umístit přístroje na umělé družici Země, setrvají v proměřovaném prostoru velmi dlouho a obsáhnou prostor kolem celé Země.

Pak se najednou objevila první sovětská umělá družice a ukázala, že je v lidských silách, aby byla vypuštěna a obíhala kolem Země po dlouhou dobu. Úkol druhé sovětské družice byl již mnohem větší: vyzkoumat velikost nebezpečí pro život v meziplanetárním prostoru a získat vědecké podklady, jak umožnit člověku pobyt v meziplanetárních letadlech budoucnosti. A nyní přišel třetí sputnik, dvaapůlkrát těžší než předcházející, a ten má ještě pestřejší úkol: zkoumat do velikých podrobností fysikální děje probíhající na prahu meziplanetárního prostoru. Třetí sovětská umělá družice Země je celá fysikální laboratoř, bezvadně vybavená a dokonale automaticky řízená, která si všímá celé řady vlastností prostoru, jímž se družice pohybuje, a která oznamuje výsledky těchto pozorování dokonalým způsobem pozorovacím střediskům na Zemi.

Obr. 1. Schéma vědeckého zařízení třetí sovětské družice: 1. Magnetometr. 2. Fotonásobiče pro registraci korpuskulárního záření Slunce. 3. Sluneční baterie. 4. Přístroj pro registraci fotonů v kosmických paprscích. 5. Magnetický manometr a ionisační manometry. 6. Iontové lapače. 7. Elekrostatické tokoměry. 8. Trubice radiofrekvenčního hmotového spektrometru. 9. Přístroj pro registraci těžkých jader v kosmických paprscích. 10. Přístroj pro měření intensity prvotního kosmického záření. 11. Registrační přístroje zaznamenávající nárazy mikrometeorů.

Elektrické bloky vědeckého zařízení, radiometrické systémy, programové časové zařízení a elektrochemické zdroje proudu jsou umístěny uvnitř trupu družice. (foto TASS)

Porovnáme-li vybavení třetího sputnika s vybavením druhé sovětské družice nebo s vybavením malých družic amerických, nalezneme vedle přístrojů, známých již z dřívějších družic, ještě celou řadu jiných. Z těch dosavadních pracuje i na třetí sovětské družici přístroj zaznamenávající teplotu uvnitř i na povrchu družice, radiový vysilač umožňující její radiové pozorování, aparatura zaznamenávající srážky s mikrometeory a přístroj na sledování kosmického záření, které nad zemskou atmosférou vypadá zcela jinak než zde na zemském povrchu.

V třetím sputniku jsou navíc přístroje, které jsou schopny provádět rozbor struktury a složení nejvyšších částí zemského ovzduší a které sledují shluky kladných iontů a dokonce přítomnost hmotných částí slunečního původu. Nesmíme zapomenout ani na aparaturu měřící intensitu zemského magnetického a elektrostatického pole. Všechny tyto přístroje svou existencí dokazují jasně zcela mimořádný a zvláštní význam třetího sputnika. Hodnoty, které budou naměřeny těmito aparaturami, přinesou nesmírné obohacení našich vědomostí v oborech, majících vztah k celé řadě základních teorií, např. teorie elektrické struktury zemského ovzduší, teorie vysvětlující obraz geomagnetického pole apod. Dozvíme se konečně, jak vypadá elektrostatické pole v okolí Země, jakého druhu jsou korpuskule vysílané sluncem do prostoru kolem naší planety a jak vypadá ionosféra v těch oblastech, z nichž nám radiové vlny pozemského původu již nepřinášejí žádné zprávy.

Obr. 2. Schéma oddělení družice od nosné rakety: 1. Družíce, 2. Nosná raketa, 3. Oddělitelné části ochranného krytu, 4. Zvláštní destičky, které se oddělí od družice. (Foto TASS)

Možná, že se nalezne čtenář, který v tomto místě poznamená, že úkoly třetího sputnika jsou značně teoretické a že snad nemají žádný bezprostřední praktický význam. To druhá družice - poznamená - řešila řadu praktických otázek, spojených s přípravou cesty člověka do vesmíru. Tomuto čtenáři bych rád odpověděl, že mnohdy není nejdůležitější jen to, co lze okamžitě prakticky aplikovat. Někdy je cesta k praxi poznamenána mnoha trny, kterými se musili napřed prokousat teoretičtí pracovníci; bylo třeba dlouhé řady prací v matematice, než mohly být zkonstruovány stroje a stavby, jejichž význam se přenáší do praxe našeho denního života. A tak je tomu i s obory, jimž je věnována třetí sovětská umělá družice Země. Nám, obyčejným smrtelníkům, se zdají mnohdy její výzkumy vzdálené od praxe, avšak ve skutečnosti by nebylo možno představit si další rozvoj vědy a techniky i v blízké budoucnosti bez těchto průkopnických prací.

Všechny velkolepé výsledky měření by však byly bezcenné, kdyby se nedostaly spolehlivě zpět na Zemi. Protože se nepočítá s návratem této družice na zemský povrch, musí být doprava výsledků měření obstarána radiově. K tomu slouží vícekanálová telemetrická souprava s velkou rozlišovací schopností, což je vlastně radiové zařízení, které dovede přečíst údaje jednotlivých přístrojů, zaznamenat si je do paměti a v případě, že k tomu dostane pokyn z pozorovací stanice, vyslat obsah své paměti rychle na Zemi. Telemetrická stanice je tedy malý technický zázrak, umožňující rozhovor mezi družicí a pozemským pozorovatelem. Protože je vícekanálová, umožňuje více takových rozhovorů současně, oznamuje na Zemi současně výsledky pozorování několika různých aparatur. Protože pak všechny tyto aparatury musí mít svá pozorování časově srovnatelné, je zabudována do družice celá časová centrála, která opatřuje jednotlivé měření časovými kontrolními značkami a která navíc pomáhá šetřit elektrickou energii družice tím, že podle předem nastaveného programu zapíná i vypíná jednotlivé přístroje na družici. Kromě toho nechybí ani zařízení, které oznamuje současně přes-nou polohu družice v prostoru.

Aby všechny aparatury řádně a pravidelně pracovaly, musí být postaráno o stále stejnou teplotu uvnitř družice. Musíme si totiž uvědomit, že se družice pohybuje jak prostorem ozářeným slunečními paprsky, které družici zahřívají, tak i prostorem ve stínu Země, kde je mráz blízký teplotě -273° C. Toto střídavé zahřívání a ochlazování by znemožnilo přesnou práci přístrojů. Proto je družice na povrchu upravena tak, aby dovedla využít nastřádaného slunečního tepla, při pohybu ve stínu Země. Příslušné zařízení je elektricky ovládáno z nitra družice přístrojem, který zaznamenává vnitřní teplotu a hlídá, aby se nezměnila. Kromě toho je družice naplněna dusíkem, jehož cirkulace pomáhá vyrovnávat teploty mezi ozářenou a neozářenou stranou družice.

Elektrické zdroje jsou na této družici již nejen chemické, ale jsou zde umístěny i sluneční baterie, které mění sluneční energii na elektrickou. Z toho vyplývá, že část přístrojů bude pracovat dále i tehdy, až se energie chemických zdrojů vyčerpá.

Při každém oběhu Země se spustí telemetrická stanice družice na neviditelný pokyn se Země a družice předá pozorovatelům výsledky svých četných měření. Přitom je kontrolována její dráha a pozemská pozorování družice se shromáždí z jednotlivých stanic pomocí zvláštních telekomunikačních vedení v sovětském středisku, kde elektronický mozek provede rychlý výpočet dráhy, na základě jejíhož rozboru se dovídáme další zajímavosti: nejen jak rychle družici brzdí zbytky ovzduší a jak veliká je tedy hustota ovzduší ve velikých výškách nad Zemí, ale i např. rozložení hmot uvnitř Země a jiné, pro vědu nesmírně cenné údaje. Její radiové signály procházejí pozemskou ionosférou, která jim vtiskuje určitý charakter, pomocí něhož nám zachycené signály vyprávějí, co se s nimi stalo a jak to v té ionosféře vlastně vypadá. A tak každý přelet třetího sputnika znamená nesmírné mnoho nových informací pro vědu, každý jeho oběh činí člověka bohatším o nová poznání, která se nakonec odrazí v dalším zvyšování kulturní i hmotné úrovně lidstva.


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