Proceeding pro poster Perspektivy pilotovaných letů do hlubokého vesmíru

 

 

Přestože je problematika meziplanetárního cestování neobyčejně složitá a její pochopení v celé šíři vyžaduje obsáhlé znalosti z mnoha oborů, pokouším se v této práci shrnout základní problémy a nastínit způsoby jejich řešení.

Zpracovány jsou tyto náměty:

Pohyb umělých těles po Sluneční soustavě

Raketové motory

Vliv dynamiky letu na člověka

Konstrukce planetoletů

Posádka

A co dál

Pohyby těles ve Sluneční soustavě jsou řízeny především zákony klasické mechaniky.

Aby těleso opustilo sféru gravitačního vlivu Země, musí vyvinout rychlost minimálně 11,2 km/s, přitom může částečně využít rychlosti, s níž se Země pohybuje kolem Slunce. Vhodné je startovat v určitých časových obdobích, která jsou nazývána startovacími okny, kdy jsou nároky na počáteční rychlost sondy minimální. To platí zvláště v současné době, kdy chemické motory nedovolují udělit raketám větší rychlost. Jsou však vyvíjeny tzv. motory fyzikální, jež by umožnily zkrátit dobu letu na méně než jednu třetinu ( např. pro trasu Země-Mars-Země z původních 973 na 297 dní ).

Částí, která nejvíce ovlivňuje konstrukci rakety a scénař letu je raketový motor. K jeho zá-kladním vlastnostem patří výtoková rychlost plynů (m/s) a tah (N). Výtoková rychlost je dána konstrukcí motoru a vlastnostmi paliva ( či pracovní látky ), tah motoru je roven součinu výtokové rychlosti a vteřinové spotřeby paliva.

Chemické motory mají sice dostatečný tah ( řádově MN ) i poměrně lehkou konstrukci, ale výtoková rychlost ( kolem 3 m/s ) je příliš malá pro účely efektivního cestování po Slu-neční soustavě.

Vyvíjené fyzikální motory však mají mít výtokovou rychlost až 300 km/s, což umožní: zmenšit poměr hmotnosti paliva a hmotnosti užitečného zatížení, zvýšit konečnou rychlost rakety danou vztahem

v = w . ln (ms/mk) , kde

w je výtoková rychlost plynů, ms startovní a mk konečná hmotnost rakety. Nejperspek-tivnější se zdají být motory plazmové, u nichž je pracovní látka ve formě iontů urychlována silným magnetickým polem.

V souvislosti s plánovanými lety je třeba se zabývat vlivem dynamiky letu na zdravotní stav posádky.

Vzhledem k tomu, že je člověk adaptován na pozemskou tíži, uvažuje se o trvalé gravitaci stejné velikosti panující v kosmických lodích. Ta by byla způsobena nepřetržitým tahem motorů. Je však možné, přihlédneme-li k dosavadním obtížím při konstrukci takových mo-torů, aby posádka strávila až rok v nulové gravitaci.

Meziplanetární loď v sobě jistě sloučí všechny vymoženosti kosmické i jiné techniky.

Základem pohonných a energetických systémů bude pravděpodobně výkonný jaderný reaktor, jehož užití si vyžádá dokonalé stínění obytných prostor. To musí zároveň zajistit ochranu posádky před kosmickým zářením.

Pokud bude vyvinut dostatečně silný fyzikální raketový motor, nebude nutné, aby byly pa-lubní systémy plně soběstačné ( tedy nebude třeba uzavřeného ekologického cyklu vody, kyslíku a potravin ). V opačném případě ( nebo při plánování delších cest např. k vnějším planetám ) se však bez takového systému pravděpodobně neobejdeme. Bude též vhodné zajistit dostatečný obytný prostor pro každého ze členů posádky, uvažuje se o 16 – 19 m3.

Výběr samotné posádky bude poměrně složitý a bude jej ovlivňovat řada faktorů jako dél-ka a cíle letu, nosnost kosmické lodi apod. Pro průzkum Marsu se obvykle počítá s mono-sexuální sedmičlennou posádkou tvořenou dvěma piloty, palubním inženýrem, doktorem, biologem, geologem a fyzikem. Bude však nutné, aby se členové pilotního a vědeckého týmu vzájemně zastupovali, a aby spolupracovali jak při řízení letu, tak při provádění výz-kumu.

Přetože na posádku číhají četná nebezpečí a obtíže, jako zdravotní komplikace, úrazy, technické závady, deprese a další, shodují se odborníci na tom, že dobře připravení a vycvi-čení lidé by měli absolvovat cestu na jinou planetu a zpět se zdarem.

Je tedy zřejmé, že se člověk k planetám vydat může, avšak pravděpodobně až v době, kdy bude vyzkoušen fyzikální způsob pohonu kosmických lodí.