Dnes je 20. října 2018

7:33 17:59

Na křídlech (opět) do vesmíru - 2. díl

14. 9. 2018

Až letoun Stratolaunch v příštích týdnech skutečně odstartuje, předčí svými parametry vše, co se doposud vzneslo do vzduchu. Nicméně koncepce, se kterou přichází stejnojmenná společnost Paula Allena – tj. start na principu mid-air launch, tedy ze vzduchu, opravdu není nová.

Podobných projektů už byla ve světě rozpracována celá řada, nicméně je zajímavé, že v partě, která se „motá“ kolem komerčních okřídlených aerokosmických letounů na nám dobře známém Mojave Space Port v Kalifornii a patřícím v zásadě Virgin Galactic britského miliardáře Sira Richarda Bransona, v partě často vzájemně propojené finančně (viz společnosti Scaled Composites, XCOR Aerospace, Masten Space Systems, The Spaceship Company, Stratolaunch Systems či Firestar Technologies), vzniká tak říkajíc konkurenční projekt společnosti Virgin Orbit. Že to zní nějak nápadně?

Porovnání rozpětí Stratolauncheru a dalších gigantů
Porovnání velikosti rozpětí křídel Stratolauncheru a největších existujících letounů / Obrázek Wikipedia

Kosmické děvče

Ale ano, Virgin Orbit je spin-off firma Bransonova Galacticu, založená teprve loni v březnu za účelem vynášení malých satelitů na nízké orbity (200 kg na LEO, 300-400 kg na tzv. sun-synchronní, či jinak geosynchronní dráhu, ve výšce 500 km). Pochopitelně na principu mid-air launch! K tomu je potřeba letounu – nosiče a orbitální stupeň. V případě Virgin Orbit jde o upravený Boeing 747-400 zvaný Cosmic Girl (Kosmické děvče), tedy stroj, který přepravoval orbitery Space Suttle – a raketu, kterou je možno zavěsit pod křídlo Jumba. Tu Virgin Galactic pod názvem LauncherOne vyvíjela v jistém utajení už od roku 2007 a koncept dvoustupňové střely na kapalné palivo odhalila veřejnosti až o pět let později. Co je zajímavé – původně ji měl vynášet nosič turistického raketoplánu SpaceShipTwo, rovněž Branson/Rutanův dvoutrupý letoun zvaný WhiteKnightTwo.

Zatím ještě pouhá montáž: „Kosmické děvče“ s podvěšenou raketou LauncherOne
Zatím ještě pouhá montáž: „Kosmické děvče“ s podvěšenou raketou LauncherOne / Obrázek Virgin

Ovšem LauncherOne během vývoje poněkud ztloustnul a také problémy se soulodím WhiteKnightTwo/SpaceShipTwo přispěly k tomu, že se v roce 2015 přešlo na obdobou koncepci jako u Orbital ATK. Pouze Boeing 747-Cosmic Girl nahradil Lockheed L011 Tristar a jeho Pegasus. „Kosmické děvče“ už absolvovalo první zkušební lety i s podvěšenou raketou. Ostrý start s družicí je sice plánován na letošní podzim, ale zřejmě se jej dočkáme až příští rok. S britskou družicí. LauncherOne se mj. stává i ideálním nosičem miniaturních satelitů o rozměrech cca 10 x 10 cm a hmotnosti kolem 1 kg, zvaných Cube-sat.

Ne dosti na tom, podobných projektů se nyní v USA vyrojila celá řada. Jmenujme například projekt agentury DARPA zvaný SALVO (Small Air Launch Vehicle to Orbit), kde mateřským nosičem je stíhačka F-15. Sama raketa je určena k vynášení cubesatů určených především k elektronické rozvědce nad územím Ruska a Číny. Tato kombinace není nová, dříve se ale týkala protidružicových zbraní. Pro komerční využití se ovšem nabízí jako mateřský nosič letoun kategorie business jet – Gulfstream (Gulfstream Aerospace) a tuto kombinaci hodlá provozovat společnost Generation Orbit.

F-15 s nosičem pro cubesat SALVO
F-15 s nosičem pro cubesat SALVO / Obrázek DARPA

A do toho se ještě tlačí NASA s programem Venture Calss Launch Services (VCLS), nastartovaným v roce 2015. Ovšem její nosič by měl vypouštět 2 „cubesaty“ o hmotnosti 30 kg a při sigle startu 60 kilogramů. První starty měly být už letos a podle toho by se to na oběžných drahách malými sputniky jen hemžilo. V tomto směru tedy začíná (alespoň v USA) pěkná tlačenice.

Ideálem vzdušný start

Je třeba připomenout, že princip mid-air launch zajímal zejména vojáky. Ti jak v USA, tak někdejším SSSR financovali dnes pozapomenuté projekty, které sice mohly být využívány i k civilním účelům, nicméně jejich vývoj většinou iniciovaly vojensko-strategické záměry. Pionýrský krok v tomto směru učinila v USA už v letech 1946–51 společnost Northrop Aircraft v rámci projektu MX-775 B, tedy nadzvukové okřídlené střely SSN-A-5 Boojum, která měla být vynášena do potřebné výšky cca 10-12 km na hřbetě bombardéru Convair B-36.

Představa letu Convairu B-36 s okřídlenou střelou
Představa letu Convairu B-36 s okřídlenou střelou / Obrázek USAF

Po odpojení od bombardéru měla střela Boojum vystoupat dozvukovou rychlostí do výšky 21 km a pak dosáhnout rychlosti maximální М=1,8. Což, pravda, má daleko k dnešním hypersonikům a už vůbec by to nestačilo, byť jen k suborbitálnímu kosmickému letu. Nicméně uvažovaný dolet kolem 8 000 km s třítunovou jadernou hlavicí by ji zařadil mezi strategické zbraně. V roce 1951 byl projekt skrečován, ale získané poznatky byly později využity při vývoji letounové střely SM-64 Navaho.

Za to projekt Bolt Orion (index WS-199B) už byl přímo vyvíjen jako antisatelitní zbraň. Ve finále dvoustupňová raketa startovala z podvěsu křídla bombardéru Boeing B-47 Stratojet a šlo o úspěšnou sérii dvanácti startů v letech 1958-59. Při posledním startu v říjnu 1959 se střela odpojila od nosiče ve výši 11 km a úspěšně zasáhla v perigeu 251 km vlastní vysloužilou družici Explorer 6. Nicméně to byla labutí píseň projektu, protože tehdejší americký prezident, generál Dwight D. Eisenhower zřejmě choval představu o zachování demilitarizovaného vesmíru. Projekt zrušil – zřejmě nebyl považován za aktuální a možná nechtěl tehdejší Sovětský svaz se zdánlivou převahou těžkých nosných taket (viz R-7 Vostok) provokovat. Ovšem militarizaci kosmu stejně nezabránil…

Air – launch antisatelitní střela Bolt Orion v podvěsu bombardéru Boeing B-47 Stratojet
Air – launch antisatelitní střela Bolt Orion v podvěsu bombardéru Boeing B-47 Stratojet / Obrázek USAF

Podobný projekt rozpracovalo i americké námořnictvo pod názvem NOTS-EV-1 Pilot v druhé polovině padesátých let. Raketa, vzniklá kombinací raketových stupňů z Jupiteru C, Atlasu a Vanguardu měla dopravit na oběžnou dráhu hlavice o hmotnosti 1 kg. Startovala ve variantě air-launched z mateřského letounu F4D-1 Skyray. Nebyla to zdařilá kombinace. V červnu až srpnu 1958 došlo celkem ke čtyřem letovým zkouškám, kdy krátce po startu vybuchly motory rakety. Načeš tehdejší šéf Pentagonu Robert McNamara projekt zarazil a „kosmický“ program námořnictvu sebral a ponechal ho jen USAF.

Letectvo posléze dotáhlo do operačního stadia podobný antisatelitní systém teprve uprostřed osmdesátých let se střelou Vought ASM-135 ASAT, odpalovanou z mateřského nosiče F-15A Eagle v rámci programu SDI - Hvězdných válek. 13. září 1985 odpálil pilot mjr. W. Pearson ASM-135 s kinetickou hlavicí o hmotnosti 13,5 kg, která úspěšně zasáhla vysloužilou vědeckou družici Solwind P78-1 ve výšce 555 km.

Americké letectvo modifikovalo 20 strojů F-15 ze 318. stíhací sqadrony na základně McChord Air Force Base ve Washingtonu a 48. sqadrony ze základny Langley z Virginie určené k antisatelitním misím, nicméně program byl zastaven v roce 1988.

Střela ASAT odpálená z Eaglu
Střela ASAT odpálená z Eaglu / Foto USAF

Tedy v období uvolnění vztahů s Gorbačovským Sovětským svazem, kdy byla spolu s Ruskem zahájena příprava stavby Mezinárodní kosmické stanice (ISS) a Američani začali létat na ruskou družicovou stanici MIR. Jak je ovšem vidět i z předchozích řádků, princip startu rakety na oběžnou dráhu, konkrétně z F-15, nezapadnul – viz projekt SALVO.

ICBM pro letectvo

Princip mid-air launch však nebyl americkým letectvem zavržen... Na přelomu padesátých a šedesátých let vznikla v USA idea strategické rakety vynášené bombardérem. Především proto, že starty raket z pozemních ramp byly dost předvídatelné a vzhledem k citlivosti už tehdejších radarů nezaručovaly překvapivý útok.

Šlo např. o projekt spol. Douglas GAM-87 Skybolt, kdy už v roce 1961 začaly první zkušební starty raket odhazovaných z B-52. O projekt kódovaný jako WS-138A měla velký zájem i Velká Británie a se střelou uvažovala jako s výzbrojí pro své strategické bombardéry Avro Vulcan a Handley Page Victor. Už v roce 1960, kdy zrušila nevydařený projekt Blue Streak, objednala 100 kusů Skyboltu jako nosiče atomových hlavic, byť nebylo ještě jasné, zda bude projekt úspěšný.

Skybolt při testech v Mojavské poušti
Skybolt při testech v Mojavské poušti / Foto USAF

Byl, i když k prvnímu zcela úspěšnému pokusu došlo až v prosinci 1962. Nicméně záhy byl projekt prezidentem Kennedym zrušen „z ekonomických důvodů“...  Do služby totiž nastupovaly preferované ponorky s raketami řady Polaris, které podle Pentagonu rovněž zaručovaly překvapivý útok. To ovšem velmi nadzvedlo britskou vládu a psalo se o tzv. „Skybolt krizi“ ve vztazích mezi oběma zeměmi, neboť Británie už do kompatibility Skyboltu s letouny Vulcan a Victor investovala miliony liber. RAF se náhle, na řadu let, ocitla bez odpovídajícího nosiče atomovek a americká „kompenzace“ v podobě technologické pomoci při vývoji raketových ponorem byla na dlouhé lokty.

Přesto americké letectvo, pod které m.j. spadaly i rakety na tuhé palivo Minuteman, srovnatelné s typem Skybolt, ale ukryté v podzemích šachtách, pokračovalo později  v obdobných experimentech. Ovšem až v říjnu 1974 provedlo shoz strategické střely Minuteman III z transportního letounu C-5 Galaxy, což byl první experiment s raketou této třídy na světě. Raketa s palivem pouze v prvním stupni o hmotnosti 31 tun byla vypuštěna ve výšce 6 km ze zadní části nákladového prostoru na padácích, aby zážeh motorů nepoškodil nosič.

Poloviční Minuteman je vytahován na padácích z C-5 Galaxy
Poloviční Minuteman je vytahován na padácích z C-5 Galaxy / Foto USAF

Tyto zkušenosti neměly být zapomenuty a v polovině devadesátých let na ně navázaly USAF pod patronací National Air Intelligence Center projektem AltAir. Opět byl použit první stupeň Minutemanu SR19 a systém „katapultáže“ padáky z nákladového prostoru tentokráte letounu C-130 Herkules. Raketa po opuštění Herkulesu řízená i pomocí GPS dosáhla s nákladem 450 kg apogea 450 km…

Pozor prosím! Neplést si AltAir s evropským projektem ALTAIR, celým názvem Air Launch space Transportation using an Automated aircraft and an Innovative Rocket, na kterém se podílí Francie, Itálie, Španělsko, a dokonce i švýcarské a norské firmy. To vše pod velením francouzského CNES.

ALTAIR air-launch system. Nepřipomíná vám nosič Eole jistý SpaceShipTwo od Virgin Galactic?
ALTAIR air-launch system. Nepřipomíná vám nosič Eole jistý SpaceShipTwo od Virgin Galactic? / Obrázek ALTAIR

Bezpilotní ALTAIR jako nosič kosmického stupně - tedy rakety - má umožnit vynášet satelity o hmotnosti 50‐150 kg na eliptické, tzv. nízké oběžné dráhy (LEO) v rozpětí 400 až 1000 km. Koncepcí dvoutrupého letounu je dost podobný Bransonovu WhiteKnightTwo, ale zdá se, že takovýchto vzdušných „katamaranů“ bude přibývat.

Pravda, ALTAIR zatím existuje pouze v maketě a první start – pokud se všech sedm dodavatelů shodne na konečné podobě – se očekává po roce 2020. Ale to už bude na trhu malých satelitů dost husto…

Samozřejmě, tak jako v USA, vznikaly už od padesátých let v tehdejším SSSR projekty s podobným zaměřením. Jistě, ne vždy šlo o projekt zrcadlový. Zajímavé ovšem je, že právě v případě vzdušného startu strategických raket Sověti poměrně dlouhou váhali. Je ale faktem, že podobné experimenty, jako dělali Američané s Minutemanem prováděli s raketou středního doletu SS-20 Pijoněr (Sabre v kódu NATO). A v rámci programu Vozdušnyj start se to podobnými projekty jen hemží.

Ale o tom zase příště.

Mohlo by vás zajímat

Stanislav Kužel

Letecký fanda, kitař a novinář, který patří k dlouholetým popularizátorům vědy, techniky a kosmonautiky v rozhlase či řadě časopisů. S řadou kosmonautů či astronautů se znal a zná osobně ze své rozhlasové éry, reportoval např. i kosmický let Sojuz-Apollo, start Vladimíra Remka či Jean-Loup Chrétiena. Jako první Čech si vyzkoušel simulátor kosmické lodi Sojuz (1975). Standa Kužel je m.j. i autorem několika knih (Kosmonautika za oponou, Kosmonauti Nula, science-fiction – viz antologii Slovník české literární fantastiky a science-fiction /Ivan Adamovič, Praha 1995/), povídek (viz Ikare či výběr „Kříšťálové sféry“) a řady populárně-vědeckých článků z různých oborů. Na letiště to má kousek a když s ním někdo odstartuje, rád se drží kniplu.


Témata

Kosmonautika


Zkušenosti a doplnění našich čtenářů

Přidat komentář