Mořské rakety

PETR TOMEK  |  Vesmír
Mořské rakety

Nemáte moc peněz a chcete dostat družici na oběžnou dráhu? Dokonce i Rusové jsou pro vás drazí? Zkuste plovoucí raketodrom nebo ponorku. Jednoduché a spolehlivé.Důvodem ke stavbě plovoucích kosmodromů je úspora peněz za vynášení družic na oběžnou dráhu. Ideální místo pro stavbu kosmodromu se totiž má nacházet co nejblíže rovníku a zároveň být co nejvíce vzdálené od jakýchkoli obydlených území, zvláště východním směrem. Proč právě u rovníku a na východ? Protože kosmické rakety využívají při startu také rychlost rotace samotné Země. Nestartují na oběžnou dráhu kolmo, jak by se zdálo, ale se sklonem k východu, a v blízkosti rovníku je pak možné využít odstředivou sílu nejlépe.Samozřejmě že se na pevnině takové místo pro kosmodrom špatně hledá. Rovníkové pásmo bývá silně osídlené a navíc často i v politicky nestabilních zemích. Totéž ale neplatí pro moře a oceány. Souvislá vodní plocha pokrývá 70,92 % povrchu naší planety. Velká část z toho leží v mezinárodních vodách. Politicky i geograficky je tedy umístění základny na moře velmi rozumné.

Mořské sny

První návrhy na starty raket z vody se objevily ve dvacátých a třicátých letech. Odpalovací rampy byly pro ně plánovány jako nádrže, ve kterých měla raketa stát buď na dně, nebo na plošině nad hladinou. Hlavní výhodou „mokrých“ raketodromů bylo podle jejich navrhovatelů to, že plameny z trysky startující rakety nevíří žhavý prach a není tedy tak velké nebezpečí požáru. Proti této koncepci ale stála jednoduchost a mobilnost prostých „suchých“ odpalovacích zařízení.Velký propagátor mořských raket kapitán Robert C. Truax se stavěl velmi kriticky k budování všech kosmodromů. Při mnoha příležitostech se nechal slyšet, že jde jen o vyhazování peněz. V jeho představách nebyly vůbec třeba.

Už na počátku šedesátých let navrhoval vypouštění až 150 metrů dlouhé rakety Sea Dragon přímo z mořské hladiny. Byla to nejen obrovská, ale hlavně poměrně bizarní raketa. V prvním stupni měla být poháněna jen jediným obrovitým motorem s průměrem trysky kolem 20 metrů! Moře mělo zjednodušit i tankování a na místo startu ji měla prostě dotáhnout loď. Před startem by se raketa Sea Dragon volně vznášela na hladině, nadnášena nádržemi paliva a vertikálně stabilizována jen zátěží odhazovanou při dosažení dostatečného tahu motoru. Stejným způsobem měla startovat také menší 30 metrů dlouhá raketa Sea Horse a desetimetrová raketa Excalibur pro vynášení družic. I když byl, zvláště při technické úrovni 60. let, Sea Dragon projektem z říše snů, samotný princip vypouštění raket přímo z mořeKapitán Robert C. Truax se stavěl velmi kriticky k budování všech kosmodromů.

scestný není. O start přímo z vody se pokoušeli s různými úspěchy už raketoví průkopníci 30. let. Využívali přitom toho, že raketu stabilizuje v nejpomalejší (a nejkritičtější) fázi startu odpor vody. Raketový motor také, po několika nutných úpravách, nemá problémy s fungováním pod vodou, protože na rozdíl od jiných motorů nespotřebovává vzdušný kyslík. Pokusy, které Robert C. Truax na počátku šedesátých let prováděl s raketou Sea Bee (tedy s upravenou raketou Aerobee), dokázaly pravdivost jeho tvrzení. V roce 1961 tuto raketu vypustil z moře, po návratu na padácích zkontroloval, vyčistil a vypustil znovu. Doufal, že se mu tak podaří upoutat pozornost na své další projekty. Ano, nepodařilo se mu to!

Také raketoví konstruktéři Sovětského svazu plánovali využít moře ke startu kosmických lodí. Projekt Albatros začal vznikat roku 1974 a kromě razítek koncernu Suchoj pod ním najdete také podpis Rostislava Jevgenjeviče Aleksejeva. Pokud marně bloudíte pamětí, připomeňme si, že jde o konstruktéra obřích ekranoplánů brázdících Kaspické moře. Tedy typů Orljonok a KM (znamená Korablmaket, ale častěji čtené jako Kaspické monstrum).

Zvláštní konstrukce Albatrosu je ale pro účast tohoto specialisty dostatečným vysvětlením. Jde totiž o dvojstupňový raketoplán startující z vodní hladiny. Ve skutečnosti má ale stupně tři, i když ten „nultý stupeň“ je skutečně zvláštní. Tvoří ho obrovský člun s ponornými křídly (hydrofoil) a nemá žádné motory. Měl v něm být naložen jen kapalný kyslík a vodík, který by spálil motor prvního stupně při rozjezdu. Po dosažení rychlosti 180 km/h se měly oddělit raketové stupně a pokračovat ještě nějakou dobu v přímém letu. Teprve po dosažení dostatečné rychlosti by se jejich dráha zvedla vzhůru. Další let už měl probíhat podobně jako u běžné rakety. Jen s tím rozdílem, že oba létající stupně by byly opatřeny křídly a schopny řízeného přistání.Samozřejmě se ani tento projekt nikdy neuskutečnil.Mezitím totiž postupoval vývoj jiným směrem. Vzhledem k praxi se suchozemskými raketami volili konstruktéři raději rakety startující z námořních kosmodromů.

San Marco

Mořské rakety

Prvním skutečným námořním kosmodromem se stal italský San Marco, celým názvem Luigi Broglio Space Centre, který byl v provozu od roku 1967 do roku 1975. Vznikl z iniciativy Centro Ricerche Aerospaziali při univerzitě La Sapienza v Římě a NASA. Skládal se ze dvou plošin ukotvených v zátoce Formosa nedaleko Keni. První z nich nazývaná San Marco sloužila jako palebné zařízení, druhá jménem Santa Rita sloužila jako řídicí středisko a ubytovna pro 80 zaměstnanců. Konstrukce obou vycházela z mobilních ropných plošin. San Marco měla obdélníkový tvar o rozměrech 100×30 metrů a na dně ve dvacetimetrové hloubce stála pomocí dvaceti pneumatických kesonů. Byly na ní umístěny zkušební stavy pro motory, dílny a vypouštěcí rampa. Santa Rita měla tvar trojúhelníku se stranami dlouhými 40 metrů. Plošina San Marco byla použita ke startům osmi raket Scout. Šlo o čtyř- až pětistupňové rakety na pevné palivo pro vynášení nejmenších satelitů. Měly nosnost do 200 kg.V devadesátých letech už byla základna zcela zdevastovaná. Italská kosmická agentura ISA přesto v současnosti uvažuje o její reaktivaci pro starty ruských nosičů Start-1.

Dědictví studené války

Sedmého července 1991 se hluboko pod hladinou Barentsova moře pohybovala jaderná ponorka třídy Delta IV. Zaujala pozici, otevřela jednu z raketových šachet a vypálila.Klidná hladina Barentsova moře se náhle prudce vzedmula a pak s řevem pukla a vybuchla.Na vzduchu se ohnivý ohon rakety oslnivě rozzářil, opřel se proudem spalin o vodu pod sebou a vyslal do okolí vysoké kruhové vlny.Raketa zbavená odporu vody zrychlila a brzy vypadala jen jako malý zářící bod na obloze. Ještě před několika desetiletími by podobný výjev znamenal strašlivou celosvětovou katastrofu. Tentokrát měl ale start třístupňové rakety Štil-1N z ponorky Novomoskovsk mnohem příjemnější důvody.

Prostor pro hlavice zaujaly dvě německé studentské družice Tubsat- N a Tubsat-N1. Berlínská technická univerzita tehdy za jejich vynesení na oběžnou dráhu zaplatila ruské Severomořské flotile asi 250 000 DM. Byl to počátek používání vyřazených vojenských raket k vypouštění malých satelitů přímo z jaderných ponorek.Ostatně používání vojenských raket k vypouštění satelitů bylo na pevnině běžnou praxí, a tak bylo snad jen otázkou času, kdy si této možnosti někdo všimne i u ponorkových raket.

Sea Launch

Námořní kosmodrom Sea Launch je pokračováním koncepce kosmodromu San Marco. Jeho konstrukce patří k těm nejzajímavějším. Samozřejmě především proto, že nemá své stálé místo na mapě. Celý kosmodrom je totiž tvořen dvěma plovoucími loděmi. Na rozdíl od svého předchůdce jsou ale obě jeho základny skutečně plovoucí. Odpalovací základna Odyssea i velitelské stanoviště Sea Launch Commander mají vlastní pohon a mohou se tedy podle potřeby přemísťovat. Na projektu se podílely Spojené státy, Rusko, Ukrajina a Norsko. Odyssea vznikla přestavbou plovoucí plošiny Ocean Odyssey postavené původně pro Mitsubishi Heavy Industries, která byla roku 1989 po požáru vyřazena a určena k sešrotování. Před nepěkným koncem ji zachránilo zjištění, že se ideálně hodí právě pro přestavbu na plovoucí kosmodrom. Celá byla rekonstruována a z větší části přestavěna v docích Kvaerner Rosenberg ve Stavangeru. Pro stavbu vypouštěcího zařízení pak byla

Odkud do vesmíru?

KOSMICKÉ MOCNOSTI

Mořské rakety

Spojené státy americké

Největší kosmodrom USA se běžně nazývá Cape Canaveral a leží na východním pobřeží Floridy.Oficiálně se nazývá Eastern Test Range (Východní zkušební střelnice). Slávu si získal především v době projektu Apollo. V současnosti tu startují a přistávají raketoplány. Jen o něco méně známý je kosmodrom na západním pobřeží nazývaný Western Test Range (Vandenberg).Startují z něj většinou rakety Titan.Wallops Flight Center je v provozu od roku 1945 ovšem jako vojenská raketová střelnice. Dnes odtud startují letouny L-1011 Stargazer nesoucí podvěsné kosmické rakety Pegasus.

Edwards AFB je letecká základna sloužící původně k přistávání raketoplánů. Teprve od roku 2001 je v provozu kosmodrom Kodiak Launch Complex (KLC) na Aljašsce a ostrov Kwajalein plánuje využívat americká soukromá firma SpaceX pro vypouštění komerční rakety Falcon- 1. První start v roce 2006 ale skončil havárií.

Rusko

Rusko má především slavný Bajkonur, nazývaný ovšem v současnosti spíše Tjuartam. Kupodivu jeho poloha není nijak zvláště výhodná, protože leží na 46. stupni severní šířky a navíc se po rozpadu SSSR octl na území sousedního státu – Kazachstánu.Odtud startovaly i první družice Sputnik (4. 10. 1957) a Jurij Alexejevič Gagarin (12. 4. 1961). Kromě něj provozuje Rusko ještě další čtyři kosmodromy: Jasnyj (Dombarovskij), Kapustin Jar (Stanica Volgograd), Pleseck a Svobodnyj (od roku 1997).

Francie a ESA

Francie používala jako svůj první kosmodrom Hammaguir -přestavěnou vojenskou střelnici v Alžíru. V době jeho založení roku 1951 byl Alžír totiž ještě francouzskou kolonií. První kosmická raketa odtud vzlétla roku 1965. Raketa Diamant tehdy vynesla na oběžnou dráhu první francouzskou družici Astérix-1. Další z francouzských kosmodromů byl postaven ve Francouzské Guyaně v souvislosti s likvidací kosmodromu Hammaguir v roce 1964. V současnosti ho hojně využívá Evropská kosmická agentura.K mezinárodním kosmodromům využívaným evropskými zeměmi patří také Sea Launch.

Čína

První čínský kosmodrom Jiuquan byl také původně od roku 1956 budován jako vojenská střelnice.Roku 1970 odtud vzlétla první čínská družice China-1 nazývaná též Mao- 1. Dne 15. října roku 2003 odtud také startoval první čínský kosmonaut Jang Li-wej v lodi Shenzhou 5. Další čínský kosmodrom Xichang slouží hlavně k vynášení družic. Nejmladším čínským kosmodromem je od roku 1988 Taiyuan. Startují z něj družice na polární dráhy.

Japonsko

Kosmodrom Kagošima Učú Sentá leží na japonském ostrově Kjúšú a slouží k vypouštění raket na tuhé pohonné hmoty. Větší japonské rakety na kapalné pohonné hmoty startují z Tanegašima Učú Sentá na ostrově Tanegašima.

Kosmičtí benjamínci

Na opačném konci řady stojí země, jejichž kosmonautika teprve začíná.Po jednom kosmodromu má Izrael a Indie. Palmachim Air Force Base byla původně izraelská vojenská střelnice v Negevské poušti. Střelecké sektory jsou odtud orientovány na západ, protože vztahy s okolními arabskými zeměmi nepřipouštějí jinou možnost. Shriharikota High Altitude Range je indický kosmodrom u Pulicatského jezera v Bengálského zálivu. Roku 1980 odtud vynesla raketa SLV-3 na oběžnou dráhu družici Rohini- 1B. Brazilská kosmická agentura AEB vybudovala svůj kosmodrom Alcantara poblíže rovníku pro vlastní kosmické rakety VLS na pevné palivo, zatím ale všechny pokusy o start skončily neúspěchem. Při posledním v roce 2003 přišlo o život 21 lidí. převezena do Vyborgu. Odtud se už mohla vydat do svého domovského přístavu v Long Beach.Odyssea je 134 metrů dlouhá a 67 metrů široká. Deseti pilíři stojí na dvou plovácích (na každé straně 5), na kterých jsou umístěny motory.Při startu se do části plováků napustí voda a celá plošina pak může klesnout až na ponor 21 metrů. Tímto způsobem zvyšuje svou stabilitu.Na palubě je speciální dopravní zařízení, kterým se z Sea Launch Commanderu přemísťují nosné rakety do krytého hangáru na palubě Odyssey. Vzhledem k délce raket bylo nutné upravit střechu hangáru tak, aby bylo možné část střechy při vztyčování rakety odkrýt. Na prodloužení hangáru je také umístěn heliport.

Další úpravou prošla samotná paluba kolem vypouštěcího zařízení. Pokud by se totiž plyny z raketového motoru opíraly při startu přímo o palubu, mohly by ji stlačit dolů a způsobit nebezpečné kývání celé lodi. Proto je přímo pod vypouštěcím zařízením vyřezáno v palubě několik otvorů a další dva velké jsou po jeho stranách. Při startu se tedy plyny z raketového motoru opírají převážně o mořskou hladinu pod Odysseou. Rozražeč plynů je upevněn k palubě zespodu.

Sea Launch Commander je druhou lodí komplexu. Je dlouhá 201 metrů, s výtlakem 34 000 tun a pohon jí obstarávají dva motory o výkonu 1000 koní. Slouží jako velitelské stanoviště a také jako sklad raket. Vyrobena byla v docích Kvaerner Govan v Glasgow, pouze podpalubí, kde mohou být kompletovány a uskladněny až tři rakety, je dílem Rusů.Po zkompletování rakety se Sea Launch Commander přiblíží k Odysseji.

Pomocí sklopné rampy a zvedacího zařízení na Odysseji je pak raketa vyzdvižena do hangáru na odpalovací plošině. Po kontrolách je vztyčena do palebného postavení a natankována. Už při předstartovních operacích se celá posádka Odyssey přesunuje na Sea Launch Commander, který s nimi odplouvá do bezpečné vzdálenosti.V době startu bývá pravidelně přes pět kilometrů od Odyssey. Start probíhá pomocí dálkového řízení. Ultrarychlá kamera zaznamenává celý průběh startu pro jeho další vyhodnocení.Raketa zůstává v dohledu sledovacích zařízení Odyssey celých šest minut po startu. Poté přebírá sledování letu ruská loď Selenia.

Družice ze Sea Launch

Mořské rakety

První úspěšný start se konal 28. března 1999. Raketa Zenit 3 SLB nesla pouze maketu skutečné telekomunikační družice nazvanou DemoSat. První start se skutečnou družicí DIRECTV-1R proběhl 10. října stejného roku. Oba starty dávaly veřejnosti na vědomí, že projekt Sea Launch je určen především k vynášení komerčních družic na geostacionární dráhu. Provoz plovoucího kosmodromu se měl zaplatit především ze služeb pro telekomunikační a televizní společnosti. Do havárie v loňském roce startovalo ze Sea Launch celkem 24 raket a pouze tři starty neproběhly zcela správně. První problémy se objevily 12. března 2000 při startu satelitu ICO F-1 a druhé v roce 2004 při vynášení satelitu Telstar 18. Samozřejmě že při vypouštění raket je podnikatelské riziko mnohem vyšší než v jiném oboru. Ale jen ty nejčernější vize počítaly s možností poškození samotného kosmodromu.

Havárie a návrat

Mořské rakety

Na začátku loňského roku 30. ledna 2007 zasáhla Sea Launch katastrofa. Raketa Zenit měla ten den vynést na geostacionární dráhu téměř šest tun těžkou telekomunikační družici NSS8 nizozemské společnosti SES New Skies. Namísto toho ale vybuchla přímo na odpalovacím zařízení. To představuje kolem 400 tun paliva a okysličovadla.Naštěstí v tu dobu na palubě Odyssey nikdo nebyl, a tak nedošlo k žádnému zranění. I když se všechno odehrálo podle nejhoršího scénáře, nakonec se ukázalo, že plošina není ani zdaleka tak poškozená, jak se dalo čekat. Odyssea byla i nadále schopná plavby a dokonce ani zařízení na horních palubách nebylo zcela zničené. Po těchto zjištěních se obě lodě vydaly do svého domovského přístavu v Long Beach. Oprava Odyssey zabrala téměř celý rok 2007. Teprve letos 15. ledna znovu odstartovala ze Sea Launch družice Thuraya3 na geostacionární dráhu, 19. března následovala televizní družice DirectTV-11.Na vzduchu se ohnivý ohon rakety oslnivě rozzářil, opřel se proudem spalin o vodu pod sebou a vyslal do okolí vysoké kruhové vlny.

RAKETY PRO MOŘE

Mořské rakety

Raketa Start-1 je vlastně civilní název pro jadernou raketu RT-2PT Topol. Podobně jako vysloužilé ponorkové rakety, i tato zbraň studené války slouží k vynášení družic. Do budoucnosti se o ní uvažuje jako o vhodné raketě použitelné na italském námořním raketodromu San Marco. Má čtyři stupně na pevné palivo podobně jako původně používané rakety Scout, ale její nosnost na nízkou oběžnou dráhu je 532 kg. V současnosti startuje zpravidla z kosmodromu Svobodnyj a kosmodromu Pleseck. Rakety používané na kosmodromu Sea Launch jsou ukrajinské nosiče Zenit 3SLB z továrny Južnoje. Tato verze je ale kromě původních dvou stupňů opatřená ještě třetím stupněm DM-SL z továrny Eněrgija a aerodynamickým krytem pro družici od Boeingu. Celá raketa má délku 59,6 metru a hmotnost 462 tun. Dokáže vynést až 6 tun na přechodovou dráhu ke geostacionární dráze. Všechny tři stupně přitom spalují směs kyslíku a kerosinu. Protože jsou ukrajinské nosné rakety výsledkem práce sovětských vojenských vědců, je část technologie ještě stále vojenským tajemstvím.

BOB TRUAX A EVEL KNIEVEL

Bob Truax

Kapitán Robert C. Truax, který navrhl gigantickou raketu Sea Dragon, není jen náhodný „vynálezce“, o jakých čteme v populárních časopisech téměř stále. Jeho jméno patří na stejný seznam jako jména Wernher von Braun nebo Karel Jan Bossart. Pracoval na několika úspěšných raketách, jako byly Thor, Viking, Polaris a Aerojet. Zkrátka jde o raketovou legendu. Na rozdíl od těchto spořádaných vynálezců a konstruktérů ale patřil k těm „neposlušným“. Pravidelně kritizoval finanční náročnost projektů NASA, vyráběl raketové dragstery i „létající motorku“ Skycycle pro kaskadéra Evela Knievela a dokonce se pokusil v osmdesátých letech minulého století postavit i první raketu pro soukromého astronauta. Jeho Arriba X-3 sice do vesmíru nedoletěla, ale stala se inspirací pro soutěž X- prize. San Marco stála na dně ve dvacetimetrové hloubce pomocí dvaceti pneumatických kesonů. Při startu se plyny z raketového motoru opírají převážně o mořskou hladinu pod Odysseou.

NECHTE RADAR PLAVAT

Mořské rakety

Plovoucí vrtné plošiny obyčejně nemají mnoho dalšího využití. Přesto kromě přestavby jedné z nich na plovoucí kosmodrom lze ale najít ještě jedno zajímavé řešení, tím je plovoucí radar protiraketové obrany USA. Sea-Based X-Band Radar není příliš poetický název, a tak je častěji uváděn prostou zkratkou SBX-1. Využít vrtnou plošinu jako základnu plovoucího radaru napadlo Missile Defense Agency (MDA), tedy protiraketovou obranu USA. V současnosti patří SBX-1 do komplexu pozemní protiraketové obrany GMD (Ground-Based Midcourse Defense) a operuje převážně v mezinárodních vodách Pacifiku. Základem pro plovoucí radar se stala plošina Moss CS50 vyrobená v ruském Vyborgu a zakoupená pro tento účel v Norsku. Ta má sama o sobě úctyhodné rozměry. Stojí na dvou pontonech dlouhých 118,6 metru a 14,5 metru širokých. Šest pilířů drží její horní část tvořenou obdélníkem o stranách 83,2×70,2 metru ve výšce 40,7 metru. Celková výška plošiny od kýlových částí pontonů až po horní palubu je 70,2 metru (ještě bez radaru). Přestavbou byl v roce 2002 pověřen koncern Boeing, ale přebudovat vrtnou plošinu v podstatě na plovoucí vojenskou základnu se ukázalo jako poměrně náročné.

Teprve o tři roky později byla konečně po nutných úpravách instalována na plošinu koule mikrovlnného radaru. Výška celého zařízení se tím zvětšila na 85 metrů a celková cena stoupla na 900 milionů dolarů. Zkoušky radaru začaly roku 2005 zaměřováním prolétajících družic, ale samotný SBX-1 byl tehdy ještě převážen na lodi Blue Marlin. Následující rok v březnu vnikla do strojovny motorů jednoho z pontonů voda. Po nutných úpravách, při kterých bylo provedeno na 47 modifikací, byl ještě ve stejném roce znovu uveden do provozu. Další provedené testy dopadly více než uspokojivě. Vloni 20. března SBX-1 úspěšně vysledoval cvičné bojové hlavice vypálené z letecké základny Vandenberg v Kalifornii na atol Kwajalein a 11. února letošního roku se podílel na experimentálním zaměření a sestřelení družice USA 193.

Nejčtenější