6. Kozmická Strojovňa – Rakety 70. rokov – prvá časť

Každý druhý týždeň vám v seriáli Kozmická Strojovňa prinášam informácie o raketách z určitého obdobia. Dnes sú na rade rakety z rokov sedemdesiatych. Vtedy sa ich však vyvynulo či vylepšilo toľko, že by sa do jedného dielu nezmestili. Preto som sa ho rozhodol rozdeliť na dve časti. Dnes sa pozrieme na japonské, čínske, ruské a indické rakety, ktoré vznikli v tomto období a nabudúce sa budeme venovať tým americkým a európskym. V sedemdesiatych rokoch dvadsiateho storočia sa udial nefalšovaný raketový boom. Každá vyspelejšia krajina chcela mať vlastný raketový nosič schopný vyniesť na obežnú dráhu družicu.

 Najúspešnejšie bolo spočiatku Japonsko so svojou zaujímavou a nekonvenčnou raketou Lambda. Bola to prakticky iba pokusná raketka, ktorá sa dodnes môže pýšiť titulom najľahšieho nosiča. Celý stroj totiž neváži viac než desať ton. Takú nízku hmotnosť získala vďaka zjednodušenému systému navigácie, ktorá sa nachádzala iba na poslednom, štvrtom stupni. Všetky motory spaľovali tuhé pohonné látky (TPL).

Prinajmenšom divný je už štart. Lambda totiž neštartovala vertikálne, ale bola už od začiatku naklonená. Kvôli tomu Japonci vyvinuli motory s dostatočným prebytkom ťahu. Prvý stupeň bol stabilizovaný aerodynamicky kormidlami a vyniesol raketu do výšky 17 km. Po odpojení sa zvyšné tri stupne uviedli do rotácie, čím sa zabezpečila gyroskopická stabilizácia. Druhý stupeň nakoniec vyhorel tiež a k slovu sa dostal tretí. Ten používal rovnaký spôsob stabilizácie. Až vo štvrtom stupni sa použil jednoduchý riadiaci systém, ktorý najprv zastavil rotáciu, naklonil raketu do takzvanej miestnej horizontály, čo je vypočítaný bod, v ktorom dôjde k aktivácii posledného stupňa a nakoniec sa raketa znovu roztočila, čím sa zaistila gyroskopická stabilizácia. Vo vypočítanom bode sa nakoniec riadiaci systém odhodil a štvrtý stupeň dodal družici prvú kozmickú rýchlosť.

Táto pokusná raketa slúžila hlavne na overenie technológie a dodnes je považovaná za najlacnejšiu raketu. Podľa vtedajšieho kurzu bola jej cena aj s družicou  iba 388 000 dolárov. Lambda štartoval päťkrát, pričom iba jej posledný štart bol úspešný. Vtedy sa do vesmíru dostala prvá japonská družica Ósumi, vážiaca 23 kg, na dráhu vo výške 328-5164 km. Stalo sa to 11. februára 1970.

Japonská raketa lambda krátko po štarte.

Japonská raketa lambda krátko po štarte. Zdroj obrázku: http://t0.gstatic.com/

 Japonci v tomto desaťročí vyvinuli aj ďalšie rakety, pričom všetky sa vyznačujú „zaujímavými“ názvami. V sedemdesiatych rokoch úspešne štartovala raketa M (zo začiatku Mí) a potom aj raketa N.

Raketa Mí bola vyvinutá na základe skúseností s Lambdou. V konfigurácii M3 to bola trojstupňová, v konfiguráciách M4 a M5 štvorstupňová, s maximálnou nosnosťou 1800 kg.

Prvá M1 štartovala už 31. októbra 1966, ale bol to len suborbitálny test. Družicu vyniesla na obežnú dráhu 16. februára 1971 verzia M-4S na druhý pokus. Počas prvého štartu totiž zlyhal štvrtý stupeň.

V rakete s názvom N (Nippon) bol prvýkrát použitý motor na kvapalné látky. Prvý stupeň bol prakticky prevzatý z licenčnej americkej balistickej strely Thor s ťahom 765 kN. Ten bol zosilnený pridaním troch pomocných štartovacích blokov TMX-354-5 Castor 2 s ťahom 3×240 kN. V druhom stupni bol použitý vlastný japonský motor LE-3 s ťahom 34 kN. Občas sa použil aj tretí stupeň na tuhé pohonné látky s ťahom 38,5 kN. Ten zvýšil nosnosť na 1200 kg. Prvý štart rakety vo verzii N-1 sa odohral 9. septembra 1975.

Porovnanie dvoch typov japonskej rakety N s raketou H.

Porovnanie dvoch typov japonskej rakety N s raketou H. Zdroj obrázku: http://mek.kosmo.cz/

Čína je síce krajinou, v ktorej sa zrodila raketová technika, ale svoju vlastnú raketu vypustila až v sedemdesiatych rokoch. Čínske rakety Čchang Čcheng v preklade Dlhý pochod (ďalej len CZ) čerpali z ruských a amerických vzorov. Pritom všetky vznikli vylepšením vojenských rakiet, ktoré v Číne vznikali už v šesťdesiatych rokoch.

Prvá CZ-1 vznikla z vojenskej verzie CSS-3. V prvom stupni mala štvorkomorový motor s ťahom 1 MN, ktorý spaľoval oxid dusičitý a asymetrický dimetylhydrazín, ktorý veľmi škodí životnému prostrediu. Druhý stupeň bol spojený ľahkou priehradovou konštrukciou a tretí bol pripevnený prútovým spojením. Celková výška rakety mohla byť až 28 m. Prvý krát štartovala 1. novembra 1969. Vtedy vyniesla na obežnú dráhu satelit Dong Fang Hong 1, v preklade východ je červený. Maximálna nosnosť rakety na nízku obežnú dráhu (LEO) bola 300kg.

Druhá raketa rodiny CZ letela prvý krát 5. novembra 1975 a konfigurácii CZ-2A to bol zároveň aj posledný štart. Tento pokus sa však nepodaril, a tak sa dostala k slovu vylepšená verzia CZ-2C, ktorá už bola úspešnejšia a počas svojho prvého štartu 26. novembra 1975 vyniesla do vesmíru družicu. Všetky stupne spaľovali oxid dusičitý a nesymetrický dimetylhydrazín. Nosnosť na geostacionárnu orbitu (GEO) bola 1250 kg. Zaujímavé je, že zlyhala iba raz, a to pri svojom poslednom štarte v roku 2011. Raketa CZ-2 tvorila na dlhý čas chrbát čínskeho kozmického programu a dokonca aj dnes je vo vývoji verzia CZ-2E-A, ktorá by mala byť ekologickejšia.

Výbuch čínskej rakety CZ-1.

Výbuch čínskej rakety CZ-1. Zdroj obrázku: http://www.astronautix.com/

Sovietsky zväz v sedemdesiatych rokoch dvadsiateho storočia hlavne vylepšoval už existujúce nosiče Sojuz a Proton. Začnem však raketou Kosmos, ktorá prvý krát štartovala už v roku 1962, ale akosi som na ňu zabudol.

Rakety z rodiny Kosmos boli (a sú) používané výhradne na vynášanie rovnomenných satelitov. Sovietsky program Kosmos začal v roku 1962 a postupne narástol do obludných rozmerov. Celkovo bolo vypustených viac než 2 500 týchto satelitov, ktoré slúžili na rôzne účely. Niektoré boli dokonca súčasťou staníc Saľjut. Väčšina družíc Kosmos je však známa aj pod inými menami. Napríklad Kosmos 1870 bola v skutočnosti sovietska vojenská stanica Almaz (Saľut 5).

Rakety Kosmos boli vyvinuté z balistických striel R-12 a R-14. Najznámejšia je verzia Kosmos-3M, ktorá prvýkrát štartovala 15. mája 1967 z kozmodrómu Plesetsk. Do výslužby odišla v roku 2010, po 444 štartoch s celkovou úspešnosťou 95,5%. Počas svojej služby zabila osemnásť inžinierov, ktorí ju pripravovali na štart. V rokoch 1973 a 1976 dvakrát vybuchla na rampe. Sovieti potom tieto tragédie dlhé desaťročia tajili.

Ruská raketa Kosmos-3M na odpaľovacej plošine.

Ruská raketa Kosmos-3M na odpaľovacej plošine. Zdroj obrázku: http://space.skyrocket.de/

V prvom stupni rakety Kosmos-3M bol osadený motor RD-216 s ťahom 1 486 kN, ktorý horel 170 sekúnd. Druhý stupeň mal motor RD-219 s ťahom 883 kN, ktorý nakoniec, po 1 620 sekundách horenia urýchlil družicu na prvú kozmickú rýchlosť. Vylepšené verzie tejto rakety disponovali motorom druhého stupňa, ktorý dokázal meniť svoj ťah. Maximálna nosnosť na nízku obežnú dráhu okolo Zeme (LEO) bola jeden a pol tony.

Pre vypúšťanie telies so špeciálnym poslaním bola v roku 1966 vytvorená verzia Kosmos-F s nosnosťou na LEO až 7 500 kg, čím sa stala najsilnejšou raketou tejto rodiny. Vynášala väčšinou návratové satelity s vlastným pohonným a stabilizačným systémom.

Rakety z rodiny R-7 sa v sedemdesiatych rokoch tiež vylepšili. Prvá nová verzia, Sojuz-U, letela do vesmíru už v máji 1973. Vtedy raketa vyniesla do vesmíru vojenský satelit Zenit v rámci letu Kosmos 559. Prvého pilotovaného štartu sa dočkala o rok a pol neskôr, v decembri 1974. Počas štyridsiatich rokov služby bola použitá viac než sedemstokrát, čím sa z nej stala najpoužívanejšia raketa v histórii. Od svojej predchodkyne, rakety Sojuz, sa líšila hlavne silnejšími motormi, energetickejším palivom, ale aj bezpečnosťou. Na odpájanie jednotlivých stupňov mala viac pyrotechnických skrutiek a motory boli lepšie osadené. O probléme s raketou Sojuz pri lete s posádkou a o tom, čo bolo jeho príčinou, sa dočítate v sedemnástom diely seriálu Kritické Momenty Kozmonautiky.

Sojuz-U bol, a je, vyrábaný firmou TsSKB-Progress, ktorá tiež dodáva vojenské satelity Yantar a vyvíja novú ruskú vesmírnu loď PPST, ktorá snáď raz poletí aj na obežnú dráhu Mesiaca.

Raketa disponuje vylepšenými štvorkomorovými motormi RD-107A s celkovým ťahom viac než 1 MN vo vákuu. Motor v centrálnom stupni RD-108A je o niečo slabší, no horí o celých 160 sekúnd dlhšie, čím dodáva zvyšku rakety dostatočnú výšku a rýchlosť. Druhý stupeň sa prakticky nezmenil. Jeden motor RD-0110 s ťahom 230 kN dodáva nákladu prvú kozmickú rýchlosť 7,9 km/s. Všetky motory základnej verzie Sojuzu-U spaľovali kerozín  a okysličovadlo.
Momentálne sa na Sojuz-U pridáva ešte tretí stupeň Fregat. O tom ale inokedy. Každopádne, raketa si oproti svojej predchodkyni prilepšila. Jej nosnosť sa zvýšila zo 6 450kg na 6 900kg na nízku obežnú dráhu (LEO). S výškou 51,1 metrov a váhou 313 ton patrí medzi stredne veľké rakety. Avšak s úspešnosťou 97,3% patrí medzi špičku. Veď 725 úspešných štartov hovorí za všetko.

Počas sedemdesiatych rokov raketa vynášala lode Sojuz ku staniciam Saľut a tiež sa podieľala na slávnej misii Sojuz-Apollo, kedy sa prvý- a posledný -krát spojili tieto dve legendárne lode.

Indická raketa SLV pri štarte.

Indická raketa SLV pri štarte. Zdroj obrázku: http://2.bp.blogspot.com/

A nakoniec prvá indická raketa SLV (satellite launch vehicle). Tá síce úspešne vyniesla náklad do vesmíru až v roku 1980, ale vývoj a prípravy prebehli už v sedemdesiatych rokoch, a preto si zaslúži miesto v tomto diely. SLV bola vlastne testovacia raketa. Jej vývoj začal už v roku 1969, no India si najprv musela vytvoriť infraštruktúru, sieť dodávateľov a vyškoliť inžinierov a technikov, čo jej zabralo veľa času. Každopádne, raketa nakoniec letela a úspešne umiestnila na obežnú dráhu okolo Zeme 30 kg vážiacu družicu Rohini-1A. Rakety SLV štartovali z indického kozmodrómu Sriharikota.

Koncepčné riešenie rakiet bolo veľmi zaujímavé. SLV sa skladali zo štyroch stupňov na tuhé pohonné látky (TPL). Palivovú zmes tvorilo 30% hliníkového prášku (palivo) a 70% chloristanu amóneho (okysličovadlo).

V prvom stupni s dĺžkou 10m bol osadený trojkomorový motor s dobou horenia 53 sekúnd a ťahom 542 kN. Tento stupeň teda horel veľmi krátko, ale za to poriadne. Druhý stupeň na tom bol podobne. S ťahom 267 kN a dobou horenia 40 sekúnd raketu o trochu postrčil dopredu. Dokonca ani tretí stupeň s ťahom takmer 91kN počas 47 sekúnd horenia nedokázal náklad urýchliť na potrebnú rýchlosť. To zabezpečil až štvrtý stupeň s ťahom 27 kN počas viac než pol minúty horenia. Každopádne, raketa SLV splnila svoj účel a pripravila Indiu na ďalšie výzvy na poli kozmonautiky.

(to be continued)


Zdroje informácií:
http://mek.kosmo.cz/
http://en.wikipedia.org/
http://kozmos.matak.sk/
http://forum.kosmonautix.cz/

Zdroje obrázkov:
http://vtm.e15.cz/files/imagecache/dust_filerenderer_superbig/upload/aktuality/4402/anal_za_vesm_rn__stanice_iss_po_nehod__progressu__4e64f32271.jpg
 http://www.friends-partners.org/partners/mwade/graphics/l/lsc3jap.jpg
http://t0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcT2pyThsTq1Vara0l2jH8KsNnN1OIbMlfD60ejTltPEUSzej2fb
http://mek.kosmo.cz/nosice/ostatni/n/nhvar.gif
http://www.astronautix.com/graphics/c/cz1laun0.jpg
http://www.astronautix.com/graphics/z/zcz1imp1.jpg
http://space.skyrocket.de/img_lau/kosmos-3m__2.jpg
http://2.bp.blogspot.com/_GqeW76-fC2I/SoU-Ox9rwqI/AAAAAAAAAWY/YOTPRZKy_jk/s320/slv3_TakeOff.jpg

6. Kozmická Strojovňa - Rakety 70. rokov - prvá časť, 2.5 out of 5 based on 11 ratings
Pin It
(Visited 948 times, 1 visits today)
Nahlásit chybu

Hlášení chyb a nepřesnostíClose

VN:F [1.9.22_1171]
Rating: 2.5/5 (11 votes cast)
(Visited 948 times, 1 visits today)
Níže můžete zanechat svůj komentář.

Více se o tomto tématu dočtete zde »
(odkaz vede na příslušné vlákno diskuzního fóra www.kosmonautix.cz)


2 komentáře ke článku “6. Kozmická Strojovňa – Rakety 70. rokov – prvá časť”

  1. zdenek napsal:

    jen tak dál

Zanechte komentář