Aktéri — ťuknite pre kontext
Kármánova línia
Dohodnutá hranica medzi zemskou atmosférou a vesmírom vo výške sto kilometrov, pomenovaná po maďarsko-americkom aerodynamikovi Theodorovi von Kármánovi.
Prečo tu: Čiara, ktorú nosná raketa prekročí v prvých minútach letu, hoci na obežnú dráhu jej vtedy chýba väčšina rýchlosti.
Theodore von Kármán
Maďarsko-americký aerodynamik (1881 – 1963), spoluzakladateľ kalifornského Jet Propulsion Laboratory a jeden zo zakladateľov modernej aerodynamiky.
Prečo tu: Autor úvahy, z ktorej hranica vesmíru vznikla, hoci ju sám nikdy nepublikoval.
Viac info →Medzinárodná letecká federácia
Svetová organizácia, ktorá vedie oficiálne rekordy v letectve a kozmonautike a pre ne určuje, kde sa končí letectvo a začína kozmonautika.
Prečo tu: V šesťdesiatych rokoch ustálila hranicu vesmíru na okrúhlych sto kilometrov.
Viac info →
Jonathan McDowell
Dlhoročný astrofyzik Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, ktorý vedie rozsiahlu verejnú evidenciu kozmických štartov a umelých telies vo vesmíre.
Prečo tu: V práci z roku 2018 navrhol posunúť hranicu vesmíru na osemdesiat kilometrov.
Viac info →Cubesat
Miniatúrny satelit poskladaný z kociek s hranou desať centimetrov, ktoré sa dajú spájať do väčších celkov.
Prečo tu: Typický náklad malých nosných rakiet vrátane sobotňajšej Spectrum.
Sto kilometrov je dohoda, nie múr
Úvaha Theodora von Kármána bola jednoduchá. Vesmír sa má začínať tam, kde sú pre pohyb telesa dôležitejšie zákony obežnej mechaniky než aerodynamický vztlak, teda vo výške, v ktorej by lietadlo muselo na udržanie letu zrýchliť nad orbitálnu rýchlosť. Sám ju však nikdy neuverejnil, pochádza z konferenčnej diskusie a rozpracovali ju až iní. Andrew Haley ju v roku 1963 rozšíril o odpor atmosféry a hranicu umiestnil na 84 kilometrov. Acta Astronautica ↗Okrúhla stovka je teda administratívne rozhodnutie, nie výsledok výpočtu. Medzinárodná letecká federácia ju v šesťdesiatych rokoch prijala ako deliacu čiaru pre svoje rekordy, teda pod ňou letectvo, nad ňou kozmonautika. Americké inštitúcie pritom pri uznávaní astronautských letov od začiatku kozmického veku pracujú s hranicou 50 míľ, teda približne 80 kilometrov. Federálny letecký úrad k tomu ale výslovne dodáva, že sám nedefinuje, kde sa vesmír začína. FAA ↗ Space.com ↗
Fyzikálny prepočet je skôr na strane nižšieho čísla. Jonathan McDowell spočítal, kde v skutočnosti prevládne obežná mechanika nad odporom vzduchu, a vyšlo mu zhruba 80 kilometrov bez ohľadu na slnečnú aktivitu. Doložil to aj archívnymi dráhami satelitov, z ktorých niektoré prežili opakované prelety v perigeu 80 až 90 kilometrov. Pri hranici, ktorá by bola skutočným koncom atmosféry, by to nebolo možné. Zostáva to však návrh, nie prijatá medzinárodná norma. Acta Astronautica ↗
Výška je lacná, rýchlosť stojí takmer všetko
Orbitálny let je podľa NASA kombináciou dvoch vecí, výšky a vodorovnej rýchlosti. Prvú raketa získa pomerne rýchlo, druhá zhltne väčšinu paliva. Na nízkej obežnej dráhe musí satelit letieť zhruba 7,8 kilometra za sekundu, teda okolo 28-tisíc kilometrov za hodinu. Kto tú rýchlosť nemá, vystúpi a spadne späť. NASA ↗NASA to ukazuje na lietadle SpaceShipOne, ktoré sa v roku 2004 dostalo nad hranicu vesmíru, ale vodorovnú rýchlosť na obežnú dráhu nemalo, takže sa vrátilo tam, odkiaľ vzlietlo. Nosné rakety sú na tom v prvej fáze letu podobne. Sto kilometrov dosiahnu v prvých minútach, dávno predtým, než zrýchlia na orbitálnu rýchlosť. Acta Astronautica ↗
Preto raketa krátko po štarte prestane stúpať kolmo a začne sa klopiť. Nie je to manéver navyše, je to jediný spôsob, ako premeniť ťah motorov na vodorovnú rýchlosť. Horný stupeň letí v závere takmer vodorovne a motor vypína v presne vypočítanej výške a rýchlosti. Zvislý úsek na začiatku slúži hlavne na to, aby sa raketa čo najskôr dostala z hustých vrstiev atmosféry. NASA ↗
Čo z rakety cestou odpadne a prečo
Ako palivo ubúda, prázdne nádrže a konštrukcia tvoria čoraz väčší podiel hmotnosti, ktorú motory ťahajú zbytočne. Preto sa raketa cestou rozoberá. Použitý stupeň sa odhodí a to, čo letí ďalej, je zakaždým ľahšie. Práve tomuto deleniu vďačí kozmonautika za to, že sa orbitálna rýchlosť vôbec dá dosiahnuť. NASA ↗Odpadne aj kryt nákladu. Ten chráni satelity pred aerodynamickým, tepelným a akustickým namáhaním presne dovtedy, kým je atmosféra ešte dosť hustá na to, aby ich ohrozovala, teda zhruba do sto kilometrov. Európska Ariane 5 ho odhadzovala asi tri minúty po štarte a zbavila sa tým približne dvoch ton. Kryt teda odletí zhruba tam, kde leží Kármánova línia, a nie je to náhoda. Obe čísla mieria do tej istej oblasti, kde je vzduch už taký riedky, že kryt prestáva mať zmysel. ESA ↗
Čo sa vlastne vynáša
Náklad malých rakiet býva menší, než sa čaká. Cubesat je satelit poskladaný z kociek s hranou desať centimetrov, jedna kocka sa označuje ako 1U, tri na sebe ako 3U. ESA takéto nanosatelity používa na overovanie miniaturizovaných technológií, na malé misie a na študentské projekty a ich hmotnosť sa spravidla pohybuje v jednotkách až desiatkach kilogramov. ESA ↗Práve preto sa malé nosné rakety nepredávajú ako náhrada veľkých. Spectrum unesie na nízku obežnú dráhu do jednej tony, kým Ariane 6 zvládne podľa ESA v základných konfiguráciách 10,3 až 21,6 tony. Rozdiel nie je v tom, kto sa dostane vyššie, ale v tom, komu sa oplatí letieť a kedy. ESA ↗
Prečítajte si tiež: Nemecká raketa dosiahla obežnú dráhu z arktického Nórska. Prvá zo západnej Európy v dejinách
Foto: Západ Slnka nad Indickým oceánom, pohľad na zemskú atmosféru zboku z Medzinárodnej vesmírnej stanice. Nasnímané 25. mája 2010, publikované 14. júna 2010. Autor posádka ISS Expedition 23, NASA Earth Observatory, cez Wikimedia Commons, public domain. Snímka je zmenšená.
