Dnes se jakýkoli raketový start, který je uveden ve zprávách, jeví jako známá součást života. Zájem ze strany měšťanů vzniká zpravidla pouze tehdy, když jde o velkolepé projekty na průzkum vesmíru nebo se stanou vážné nehody. Není to však tak dávno, na začátku druhé poloviny minulého století, při každém startu rakety na chvíli zamrzla celá země, všichni sledovali úspěchy i nehody. Bylo to také na počátku kosmického věku ve Spojených státech a poté ve všech zemích, kde zahájili vlastní programy letů ke hvězdám. Byly to úspěchy a neúspěchy těch let, které položily základ, na kterém vyrostla raketová věda a s ní i kosmodromy a stále pokročilejší zařízení. Jedním slovem, raketa se svou historií, konstrukčními prvky a statistikami stojí za pozornost.
Základní v kostce
Nosná raketa je variantou vícestupňové balistické střely, jejížúčelem je vynést určité náklady do vesmíru. V závislosti na poslání vypuštěného vozidla jej může raketa uvést na geocentrickou dráhu nebo poskytnout zrychlení, aby opustila zemskou gravitační zónu.
V drtivé většině případů ke startu rakety dochází z její vertikální polohy. Velmi zřídka se používá typ odpalu vzduchem, kdy je zařízení nejprve vyneseno letadlem nebo jiným podobným zařízením do určité výšky a poté vypuštěno.
Vícestupňové
Jeden způsob, jak klasifikovat nosné rakety, je podle počtu stupňů, které obsahují. Zařízení, která obsahují pouze jednu takovou úroveň a jsou schopna dopravit užitečné zatížení do vesmíru, dnes zůstávají pouze snem konstruktérů a inženýrů. Hlavní postavou na vesmírných přístavech světa je vícestupňový aparát. Ve skutečnosti se jedná o sérii propojených střel, které jsou během letu postupně zapínány a po dokončení své mise odpojeny.
Potřeba takového designu spočívá v obtížnosti překonání gravitace. Raketa musí z povrchu zvednout vlastní váhu, která zahrnuje především tuny paliva a pohonu a také hmotnost užitečného nákladu. V procentech je to pouze 1,5-2% startovací hmotnosti rakety. Odpojení vyčerpaných etap za letu usnadňuje zbývajícím a zefektivňuje let. Tato konstrukce má také nevýhodu: představujespeciální požadavky na kosmodromy. Je potřeba zóna bez lidí, kde budou klesat vyčerpané etapy.
Reusable
Je jasné, že s tímto designem nelze booster použít více než jednou. Vědci však na vytváření takových projektů neustále pracují. Plně znovupoužitelná raketa dnes neexistuje kvůli nutnosti používat špičkové technologie, které zatím nejsou lidem dostupné. Přesto existuje implementovaný program částečně znovu použitelného zařízení – jde o americký raketoplán.
Je třeba poznamenat, že jedním z důvodů, proč se vývojáři snaží vytvořit opakovaně použitelnou raketu, je touha snížit náklady na vypouštění vozidel. Raketoplán však nepřinesl očekávané výsledky v tomto smyslu.
První start rakety
Pokud se vrátíme do historie problému, pak vzniku skutečných nosných raket předcházelo vytvoření balistických raket. Jeden z nich, německý „V-2“, použili Američané k prvním pokusům „dosáhnout“do vesmíru. Ještě před koncem války, na začátku roku 1944, bylo provedeno několik vertikálních startů. Raketa dosáhla výšky 188 km.
Významnějších výsledků bylo dosaženo o pět let později. Ve Spojených státech došlo ke startu rakety na testovacím místě White Sands. Skládal se ze dvou stupňů: rakety V-2 a VAK-Kapral a byl schopen dosáhnout výšky 402 km.
První booster
Rok 1957 je však považován za začátek vesmírného věku. Poté byla vypuštěna první skutečná nosná raketa v každém smyslu, sovětský Sputnik. Start se uskutečnil na kosmodromu Bajkonur. Raketa se s úkolem úspěšně vypořádala - vynesla na oběžnou dráhu první umělou družici Země.
Start rakety Sputnik a její modifikace Sputnik-3 byl proveden celkem čtyřikrát, z toho třikrát úspěšně. Poté byla na základě tohoto zařízení vytvořena celá rodina nosných raket, která se vyznačovala zvýšenými hodnotami výkonu a některými dalšími charakteristikami.
Vypuštění rakety do vesmíru, vyrobené v roce 1957, bylo v mnoha ohledech přelomovou událostí. Znamenalo to začátek nové etapy lidského zkoumání okolního vesmíru, vlastně otevřelo vesmírný věk, poukázalo na možnosti a omezení tehdejší techniky a také dalo SSSR znatelný náskok před Amerikou ve vesmírných závodech.
Moderní scéna
Za nejvýkonnější jsou dnes považovány nosné rakety Proton-M ruské výroby, americká Delta-IV Heavy a evropská Ariane-5. Start rakety tohoto typu umožňuje vynést náklad o hmotnosti až 25 tun na nízkou oběžnou dráhu Země ve výšce 200 km. Taková zařízení jsou schopna nést přibližně 6–10 tun na geostacionární oběžnou dráhu a 3–6 tun na geostacionární oběžnou dráhu.
Stojí za to zastavit se u nosných raket Proton. Hrál významnou roli v sovětském a ruském vesmírném průzkumu. Bylo použito proimplementace různých programů s lidskou posádkou, včetně odesílání modulů na orbitální stanici Mir. S jeho pomocí byly do vesmíru dopraveny Zarya a Zvezda, nejdůležitější bloky ISS. Navzdory skutečnosti, že ne všechny nedávné starty raket tohoto typu byly úspěšné, zůstává Proton nejoblíbenější nosnou raketou: ročně se uskuteční přibližně 10–12 jeho startů.
Zahraniční kolegové
"Ariane-5" je analogem "Proton". Tato nosná raketa má řadu odlišností od ruské, zejména její start je mnohem dražší, ale má také velkou nosnost. Ariane-5 je schopna vynést na geo-střední oběžnou dráhu dva satelity najednou. Právě start vesmírné rakety tohoto typu se stal počátkem mise slavné sondy Rosetta, která se po deseti letech letu stala satelitem komety Čurjumov-Gerasimenko.
„Delta-IV“zahájila svou „kariéru“v roce 2002. Jedna z jejích modifikací, Delta IV Heavy, měla podle roku 2012 největší užitečné zatížení mezi nosnými raketami na světě.
Složky úspěchu
Úspěšný start rakety není založen pouze na ideálních technických vlastnostech zařízení. Hodně záleží na volbě výchozího bodu. Umístění kosmodromu hraje významnou roli v úspěchu mise nosné rakety.
Energetické náklady na vynesení družice na oběžnou dráhu se sníží, pokud její úhel sklonu odpovídá zeměpisné šířce oblasti, ve které se vypuštění provádí. Nejdůležitější je vzít v úvahu tyto parametry pro vypouštění vozidel dodaných na geostacionární dráhu. Ideální místo pro začátektakových raket je rovník. Odchylka na stupeň od rovníku se promítá do potřeby zvýšení rychlosti o 100 m/s více. Podle tohoto parametru má mezi více než 20 kosmodromy na světě nejvýhodnější pozici evropský Kourou ležící na 5º zeměpisné šířce, brazilská Alcantara (2,2º) a také plovoucí kosmodrom Sea Launch. které mohou odpalovat rakety přímo z rovníku.
Na směru záleží
Další bod souvisí s rotací planety. Rakety odpalované z rovníku okamžitě nabírají poměrně působivou rychlost směrem na východ, což souvisí právě s rotací Země. V tomto ohledu jsou všechny letové dráhy zpravidla položeny východním směrem. Izrael má v tomto ohledu smůlu. Musí vyslat rakety na západ a vynaložit zvláštní úsilí na překonání rotace Země, protože na východě země jsou nepřátelské státy.
Drop field
Jak již bylo zmíněno, na Zemi dopadají vyčerpané raketové stupně, a proto by se v blízkosti kosmodromu měla nacházet vhodná zóna. Skvělá volba je oceán. Většina kosmodromů a proto se nachází na pobřeží. Dobrým příkladem je Cape Canaveral a zde umístěný americký kosmodrom.
ruská místa startu
Kosmodromy naší země byly vytvořeny během studené války, a proto nemohly být umístěny na severním Kavkaze nebo na Dálném východě. Prvním testovacím místem pro odpalování raket byl Bajkonur nacházející se v Kazachstánu. Je zde nízká seismická aktivita, dobré počasí po většinu roku. Případný pád raketových prvků na asijské země zanechává určitý otisk na práci testovacího místa. Na Bajkonuru je potřeba pečlivě vytyčit letovou dráhu, aby opotřebované stupně neskončily v obytných oblastech a rakety nespadly do čínského vzdušného prostoru.
Kosmodrom Svobodny, který se nachází na Dálném východě, má nejúspěšnější umístění pádových polí: padají na oceán. Dalším kosmodrom, kde můžete často vidět start rakety, je Plesetsk. Nachází se severně od všech ostatních podobných míst na světě a je ideálním místem pro vyslání vozidel na polární oběžnou dráhu.
Statistiky startu rakety
Obecně od počátku století aktivita na kosmodromech světa výrazně poklesla. Pokud porovnáme dvě přední země v tomto odvětví, Spojené státy americké a Rusko, pak první produkuje výrazně méně startů ročně než druhá. V období 2004 až 2010 včetně bylo z kosmodromů Ameriky vypuštěno 102 raket, které svůj úkol úspěšně splnily. Kromě toho došlo k pěti neúspěšným startům. U nás bylo úspěšně dokončeno 166 startů a osm skončilo nehodou.
Mezi neúspěšnými starty zařízení v Rusku vynikají nehody Proton-M. V letech 2010 až 2014 došlo v důsledku těchto poruch ke ztrátě nejen nosných raket, ale také několika ruských satelitů a také jednoho zahraničního zařízení. Podobná situace s jednou z nejsilnějších nosných raket nezůstala bez povšimnutí: úředníci byli vyhozeni,podílející se na výskytu těchto poruch, začaly být vyvíjeny projekty na modernizaci kosmického průmyslu naší země.
Dnes, stejně jako před 40–50 lety, se lidé stále zajímají o průzkum vesmíru. Současná etapa se vyznačuje možností plnohodnotné mezinárodní spolupráce, která je úspěšně realizována v projektu ISS. Mnoho bodů však vyžaduje zdokonalení, modernizaci nebo revizi. Rád bych věřil, že se zaváděním nových znalostí a technologií budou statistiky zahájení stále radostnější.
