8. Kozmická Strojovňa – Rakety 70. rokov – druhá časť

8. Kozmická Strojovňa - Rakety 70. rokov - druhá časť

Pred dvoma týždňami som v seriály Kozmická Strojovňa začal opisovať rakety, ktoré vznikli počas sedemdesiatych rokov minulého storočia. Dnes túto tému ukončím.

Najprv napíšem o legendárnej sovietskej rakete Cyklon. Tento úžasný stroj síce vznikol koncom šesťdesiatych rokov, ale najviac slávy si užil neskôr. V čase vzniku sa hovorilo o sovietskej rakete, ale po rozpade ZSSR ju zdedila Ukrajina.

Tento kozmický nosič existoval v dvoch verziách. Cyklon-2 sa vypúšťal z Bajkonuru a Cyklon-3 zase z kozmodrómu Plesetsk. Obidve rakety patrili do kategórie ľahkých nosičov. S nosnosťou približne tri tony na nízku obežnú dráhu sa používali najmä pri štartoch vojenských a civilných družíc, ale aj ľahších návratových satelitov. Obidve rakety patrili medzi najspoľahlivejšie na svete. Cyklon-2 zlyhal iba raz, pričom štartoval až 102 krát. Jeho mladší brat vybuchol až sedemkrát, ale vzhľadom na to že za dvadsať rokov fungovania bol tiež hojne používaný to nie je vôbec zlé. Veď spoľahlivosť 94% hovorí za všetko.

Oba nosiče mali prvé dva stupne úplne identické. Prvý používal jeden motor RD-261 s ťahom 3 MN. Počas dvoch minút fungovania vyniesol raketu nad atmosféru. Tam sa po oddelení aktivoval motor druhého stupňa, ktorý disponoval ťahom takmer 1 MN a horel až päť minút. Tretí stupeň potom po viac než piatich minútach urýchlil náklad na prvú kozmickú rýchlosť. Posledný štart rakety Cyklon-2 sa datuje do roku 1992. Cyklon-3 odišla do dôchodku pred štyrmi rokmi a Ukrajina ju použila napríklad aj na vynesenie prvej vlastnej družice na nízku obežnú dráhu Zeme.

 

Raketa Cyklon na odpaľovacej rampe.

Raketa Cyklon na odpaľovacej rampe.
Zdroj: https://encrypted-tbn2.gstatic.com

Štvor-stupňová americká raketa Scout sa používala na vynášanie ľahkých družíc. S nosnosťou maximálne 200kg patrila medzi veľmi ľahké nosiče. Používala sa až do roku 1992 a bolo postavených až šestnásť variant. Všetky si boli veľmi podobné. Používali tuhé palivo. Prvý stupeň s ťahom cez 600 kN fungoval iba krátko a vyniesol zvyšok rakety nad najhustejšiu atmosféru. Tak sa aktivoval stupeň druhý, ktorý dostal náklad zase o niečo vyššie. A tak to šlo aj ďalej, až nakoniec posledný stupeň urýchlil družicu na prvú kozmickú rýchlosť. Raketu využívali aj Taliani na svojom kozmodróme San Marco. Existovalo aj vojenské prevedenie. To nieslo meno Blue Scout 1 a 2 (modrý scout 1 a 2). Pre špeciálne úlohy mohol byť dokonca pridaný aj piaty stupeň. Raketa sa nakoniec prestala používať hlavne kvôli zastaranému dizajnu a technológii, a tiež preto, lebo možné zákazky jej kradli väčšie rakety, ktoré malé družice vynášali ako Cube-saty, čiže prídavné užitočné zaťaženie. História vesmírneho nosiča začala už v roku 1959. Vtedy sa plánovalo hlavne vojenské využitie stroja. Nakoniec sa však presadila aj ako kozmická raketa. Prvý úspešný štart sa odohral už v šesťdesiatych rokoch, ale najväčšie množstvo úspešných štartov prišlo až o desaťročie neskôr.

V Spojených Štátoch Amerických pokračoval vývoj a vylepšovanie už existujúcich rakiet. Toto obdobie bolo celkom prelomové a niektoré rakety sa potom s minimálnymi upgradami používali aj tridsať rokov. Počas sedemdesiatych rokov Američania konečne objavili čaro urýchľovacích blokov na tuhé pohonné látky a začali ich používať prakticky všade. Výhoda takýchto boostrov je jasná. Centrálny stupeň môže byť výrazne poddimenzovaný čo znamená, že bez pomocných blokov by sa nikdy nevzniesol. Vďaka tomu je potom prvý stupeň vo väčších výškach ešte z veľkej časti naplnený palivom a môže horieť dlhšiu dobu a udeliť zvyšku rakety vyššiu rýchlosť. Vzniká tiež variabilita. Už sa náklad nemusel prispôsobovať rakete, ale raketa sa postavila prakticky na mieru. V rámci jedného typu nosiča ste si napríklad mohli vybrať medzi rôznymi šírkami aerodynamických krytov. Samozrejme bolo možné aj výrazne korigovať nosnosť. Preto sa vyrobilo množstvo boostrov s rozličným ťahom, váhou a dobou horenia.

Najväčšiu variabilitu poskytovali rakety Delta. Tie v tej dobe existovali vo viac než dvoch desiatkach verzií. Počas 70. Rokov však konečne prišiel podstatný prielom. Američania začali nové typy značiť číslami. Predtým však vytvorili Deltu-M, Deltu-M6 a asi tri obmeny Delty-L. Nakoniec prišli s novou, zaujímavejšou  Deltou-1, ktorú si trochu viac rozoberieme.

Vyvinul sa pre ňu úplne nový inerciálny navádzací systém DIGS. Kompletne sa tiež prerobilo závesné zariadenie, ktoré umožňovalo pridať ku centrálnemu bloku pomocné boostre. Nová sústava umožňovala zavesiť na boky až 9 týchto urýchľovacích stupňov, čím sa nosnosť rakety zvýšila. Dovoľoval tiež pridanie väčších boostrov. Ako posledný stupeň sa začala používať nová, moderná pohonná jednotka s ťahom 42 kN vo vákuu. Tá sa pôvodne vyvíjala pre raketu Titan.

Raketa Delta 1

Raketa Delta 1
Zdroj: http://sciencedude.ocregister.com

Raketová rodina Delta sa tak konečne dostala z tieňa výkonnejších a lacnejších rakiet od konkurenčných firiem. Delta-1 iniciovala výrobu moderných kozmických nosičov. Pre klasifikáciu jednotlivých typov sa začal používať štvormiestny kód. Prvá číslica reprezentovala typ návesných motorov (boostrov). Rozlišovala sa pritom veľkosť, výkon, dĺžka horenia alebo zmes paliva. Druhé číslo určovalo počet návesných motorov. Tretí znak upresňoval typ druhého a štvrtý zasa typ tretieho stupňa rakety. Delta tak poskytovala variabilitu a mohla sa tak prispôsobiť vynášanému nákladu. V najsilnejšej konfigurácii pritom mohla na nízku obežnú dráhu (LEO) vyniesť až trojtonovú družicu.

Aj rakety zo rodiny Titan sa dočkali modernizácie. V prvom rade dostali vylepšené pomocné štartovacie bloky. Tie dovolili verzii Titan-3D vynášať až štrnásť ton na nízku obežnú dráhu a raketa Titan-3E zvládla ešte o tri viac. Použité tiež boli nové vrchné stupne Agena a Centaur. Tie zasa výrazne zvýšili nosnosť rakety na GTO a GEO. Pre medziplanetárne lety sa používal špeciálny stupeň na tuhé pohonné látky (TPL) vyrobený na mieru.

Titan-3D prvý krát letel 15. júna 1971. Štart skončil úspešne a potom bol použitý ešte dvadsaťdva krát, pričom ani raz nehavaroval. Jeho úspešnosť tak ostala na hodnote 100%. Nahradený bol v novembri 1982 raketou Titan-34E. Počas viac než desiatich rokov služby vykonal veľmi veľa práce. Štartoval z rampy 4E umiestnenej v kozmodróme Vandemberg. Primárne bol určený pre vojenské účely. Jeho urýchľovacie bloky počas 115 sekúnd vyvíjali ťah 5,85 MN. Po celý čas však horeli aj dva motory prvého stupňa so spoločným ťahom viac než 4 MN. Fungovali však krátko a preto bol aj druhý stupeň relatívne silný (0,5 MN).

Raketa Titan-3E vynáša do vesmíru sondu Voyager 1

Raketa Titan-3E vynáša do vesmíru sondu Voyager 1
zdroj: http://cdn2-b.examiner.com/

Druhou raketou z rodiny Titanov ktorá vznikla (a aj zanikla) počas sedemdesiatych rokov dvadsiateho bol Titan-3E. Tento veľmi dobre riešený nosič mal na štartovacej rampe hmotnosť až 615 ton. Spoločnosť mu robili dva obrovské urýchľovacie bloky na tuhé palivo umiestnené po bokoch ktoré boli od verzie Titan-3C neodmysliteľnou súčasťou celého stroja.
Titan-3E štartoval celkovo osem krát, z toho raz zlyhal. Prvý štart prišiel 12. Februára 1974. Posledný krát sa do vesmíru pozrel o tri a pol roka neskôr počas jedného teplého septembrového večera. Počas svojej krátkej služby však stihol vyniesť aj medziplanetárne družice. Medzi užitočnými nákladmi by ste našli oboch Vikingov a takisto aj slávne Voyageri. Od svojho predchodcu sa líšil iba novým tretím stupňom na kvapalné pohonné látky s ťahom 131 kN.

 

Svoj prvý a posledný vesmírny nosič si postavila aj Veľká Británia. Raketa sa volala Black Arrow (čierny šíp) a pomocou nej Briti dokázali, že nie sú o nič horší ako Francúzi. Prvý krát štartovala do vesmíru v októbri 1971 a na obežnú dráhu vyniesla družicu Prospero. Bol to jej prvý a zároveň aj posledný orbitálny let. Nosnosť mala mať 100 kg na LEO, ale pri svojom jedinom lete plný potenciál nevyužila a sonda ktorú vyniesla vážila iba 66 kg. Pre Veľkú Britániu to bol samozrejme veľký úspech, ale raketa bola pre svoju technickú zastaranosť zrušená a všetky prostriedky sa presmerovali do novo vzniknutej Európskej Vesmírnej Agentúry (ESA).

Raketa Black Arrow.

Raketa Black Arrow.
zdroj: http://newsimg.bbc.co.

V prvom a druhom stupni by ste našli motory Gamma (8 a 2) spaľujúce petrolej a 80% peroxid vodíka. Tretí stupeň rakety bol naplnený tuhými pohonnými látkami a urýchlil družicu na prvú kozmickú rýchlosť. Celková hmotnosť na štarte bola 18 130 kg vrátane nákladu. Jeden motor Gamma dokázal vyvinúť ťah iba 34,1 kN.

 

Počas sedemdesiatych rokov sa Európa konečne spamätala a spojila svoje sily v spoločnom projekte. Výsledkom  snaženia mal byť výkonný a spoľahlivý kozmický nosič. No ako každý začiatočník si aj krajiny starého kontinentu museli prejsť ťažkým obdobím. Najviac skúseností malo Francúzsko. So svojou raketou Diamant bolo schopné dostať do vesmíru malú družicu. Avšak miniatúrna raketa bola technicky oveľa menej náročná, ako plánovaná Europa 1. Jej vývoj bol zahájený začiatkom šesťdesiatych rokov a v roku 1973 po niekoľkých neúspechoch skončil  troskách.

Európska Vesmírna Agentúra mala v čase jej vzniku dve možnosti. Buď bude využívať americké a ruské rakety za ktoré bude platiť a zameria sa iba na vedeckú prácu, alebo vloží nemalé peniaze do vývoja vlastného nosiča, ktorý by bol schopný vybudovať sieť komunikačných satelitov, meteorologických družíc a vesmírnych sond. Avšak vedenie si bolo vedomé toho, že využívať služby vyspelejších krajín by znamenalo byť na nich závislí. Mohli by si odrazu začať pýtať viac peňazí alebo odmietnuť ďalšiu spoluprácu. Nakoniec teda padlo rozhodnutie. Európa doženie náskok veľmocí a postaví vlastný orbitálny nosič. Ako prvý dostal priestor pôvodne francúzsky projekt Europa-1. Táto raketa mala byť schopná dopraviť na dráhu prechodnú ku geostacionárnej (GTO) 200-330 kg s tým, že ďalšie, výkonnejšie verzie už zvládnu aj jednu tonu. Práce sa teda začali, avšak štvorstupňové európske monštrum nikdy nezaznamenalo úspech, a tak sa po viac než dekáde projekt rakety Europa zrušil a priestor dostala legendárna Ariane.

Raketa Ariane 1 pri štarte

Raketa Ariane 1 pri štarte
Zdroj: http://www.futura-sciences.com

Európsky vesmírny program vždy tak nejak inklinoval k vypúšťaniu družíc na geostacionárnu obežnú dráhu. To dokazuje aj kozmodróm Kourou, ktorý je iba päť stupňov od rovníka a umožňuje maximalizovať nosnosť rakiet na GEO. Výsledkom snaženia sa stala raketa Ariane 1, ktorá s nosnosťou 1 000 kg na GEO splnila požiadavky štátov starého kontinentu a ESA sa ňou zviditeľnila vo svete kozmonautiky. Prvý štart sa konal na Vianoce v roku 1979 a hneď bol úspešný.

Prvý stupeň sa vyrábal vo Francúzsku. Jeho súčasťou boli štyri raketové motory Viking 5. V druhom stupni bol uložený jeden motor Viking 4 so zvýšeným expanzívnym pomerom. Motor tretieho stupňa vyvinutý a montovaný v Nemecku spaľoval kyslík a vodík, teda kryogénne palivá. Po dobu 548 sekúnd dával ťah 61 kN. Pre vynášanie ťažších družíc na geostacionárnu dráhu sa občas pridával aj štvrtý stupeň na TPL. Pre raketu bol charakteristický tvar aerodynamického štítu, ktorý umožňoval vynášanie rozmernejších družíc, alebo dvoch satelitov systémom SYLDA – SPELTRA. Táto, 207 ton vážiaca raketa sa na dlhé roky stala jediným Európskym nosičom a s vylepšeniami vydržala viac než tridsať rokov. Postupne sa k nej pridávali pomocné štartovacie bloky, predĺžil sa prvý stupeň a tým sa krásne zvýšila nosnosť. O tom však nabudúce.

Ďakujem za prečítanie tohto článku. Ak sa vám páčil, neváhajte ohodnotiť ho hviezdičkami, alebo kliknite na tlačítko „páči sa mi to“, čím podporíte náš web. Ďalší, v poradí už deviaty diel Kozmickej Strojovne vyjde už o týždeň a reč bude o raketoplánoch.

 

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

Zdroje obrázkov:
http://cdn2-b.examiner.com/sites/default/files/styles/image_content_width/hash/fd/cc/493px-Titan_3E_with_Voyager_1.jpg
http://newsimg.bbc.co.uk/media/images/39728000/jpg/_39728377_blackarrow_203.jpg
http://www.futura-sciences.com/galerie_photos/data/635/ariane1_volL01_b_24decembre1979_arianespace_cnes_esa_csg.jpg
http://sciencedude.ocregister.com/files/2010/11/deltaIIrocket.jpg
https://encrypted-tbn2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcRSl-t44-XUhk2q5UWyFcO4QGMhVEZq0kJBYWqSZSjh9sbY3TI9

8. Kozmická Strojovňa - Rakety 70. rokov - druhá časť, 2.4 out of 5 based on 45 ratings
Pin It
(Visited 820 times, 2 visits today)
Kontaktujte autora článku - hlášení chyb a nepřesností, rady, či připomínky

Hlášení chyb a nepřesnostíClose

VN:F [1.9.22_1171]
Rating: 2.4/5 (45 votes cast)
(Visited 820 times, 2 visits today)
Níže můžete zanechat svůj komentář.

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


Zanechte komentář