Týdeník věnovaný aktualitám a novinkám z fyziky a astronomie. Vydavatel: AGA (Aldebaran Group for Astrophysics) Číslo 24 – vyšlo 8. září, ročník 4 (2006) © Copyright Aldebaran Group for Astrophysics Publikování nebo šíření obsahu je zakázáno. ISSN: 1214-1674, Email: bulletin@aldebaran.cz

24/2006

Bůh války bude dobývat Mars

Jiřina Hrušová

Koncem června americká kosmická agentura NASA oznámila, že nosné rakety, které znovu vynesou člověka na Měsíc, dostaly konečně své označení. Příznačně se jím stalo jméno řeckého boha války – Ares. Uvědomíme-li si, že Ares pronikl do římské mytologie pod jménem Mars, je zřejmé, že označení v sobě nese i jistý příslib toho, že jednou donesou lidskou posádku k další planetě naší sluneční soustavy.

Modely nosných raket Ares I a V.	Logo programu.

Ve skutečnosti se nejedná o jednu nosnou raketu, ale o dvě. První – Ares I – s pracovním označením CLW (Crew Launch Vehicle) by měla vynášet lidskou posádku. Druhý nosič s pracovním označením CaLV (Cargo Launch Vehicle) byl pojmenovaný jako Ares V a měl by do vesmíru dopravit potřebný materiál. Novinkou je, že nosiče Ares již nepočítají s raketoplánem. Loď pro vlastní výpravu vznikne až na oběžné dráze kolem Země. Číselné rozlišení raket Ares bylo zvoleno na počest jejich předchůdců, kteří vynesli na Měsíc první lidskou posádku. Byly to nosiče Saturn I a Saturn V.

Ares – řecký bůh války. Nově také označení nosných raket NASA, které by měly vrátit člověka na Měsíc a dopravit jej až k Marsu. Saturn – planeta naší sluneční soustavy. Též nosná raketa, vyvinutá v 70. letech 20. století pro americký kosmický program Apollo. Její poslední verze Saturn V opakovaně s úspěchem vynesla do kosmu loď, která přistála na Měsíci. Apollo – americký program pilotovaných vesmírných letů probíhající v letech 1961 až 1972.

I když nosiče jsou připravené pouze v hlavách konstruktérů, můžeme si o nich již dnes udělat nějakou představu z následujících údajů. Úkolem rakety Ares I bude vynesení posádky do kosmu. Konstrukce prvního stupně rakety Ares I vychází z urychlovacího stupně na pevné pohonné látky SRBSRB – Solid Rocket Booster, také označovaný jako RSRM (Reusable solid rocket motor). Motor na pevné palivo, který se používá u raketoplánů a bude použit jako první stupeň pro novou raketu Ares. kosmického raketoplánu v prodloužené pětisegmentové verzi. Jedná se o první případ, kde bude pro pilotovaný let v prvním stupni rakety použit výhradně motor na tuhé pohonné látky. Druhý stupeň by měl pohánět raketový motor J-2X odvozený z motorů J-2 používaných v 60. a 70. letech minulého století u nosičů Saturn V ve druhém a třetím stupni. Motor bude spalovat směs kapalného vodíku a kyslíku, bude označován jako LH2+LOX (Liquid H2 + Liquid OXygen). Na vrchu bude usazena pilotovaná loď se záchranou věžičkou, která v případě selhání nosiče odnese loď i s kosmonauty do bezpečí. Nosnost rakety Ares I má být pro cestu na nízkou oběžnou dráhu přibližně 25 tun.

Ares V má představovat těžký nosič, jehož úkolem bude dopravovat do kosmu těžké náklady a komponenty potřebné k letu na Měsíc a na MarsMars – rudá planeta se dvěma malými měsíci, Phobosem a Deimosem, je v pořadí čtvrtým tělesem sluneční soustavy. Povrch planety je pokryt načervenalým pískem a prachem. Barva je způsobena vysokým obsahem železa. Načervenalá barva celé planety jí dala jméno (Mars je bůh válek). Na povrchu se nacházejí obrovské sopky, z nichž ta největší, Olympus Mons, je 24 km vysoká a její základna je 550 km široká. Na vrcholu je kráter o průměru 72 km. Pro Mars jsou charakteristické systémy kaňonů vzniklé pohybem kůry. Snímky ze sond ukazují místa, kudy dříve tekla voda. Zdá se, že Mars byl dříve vlhčí a teplejší, než je dnes. Rozpětí teplot, které na Marsu panují (zima ne větší než v Antarktidě) by bylo snesitelné pro některé primitivní formy života žijící na Zemi. Jejich existence se však dosud nepotvrdila.. V prvním stupni bude pětice výkonných motorů RS-68 na kapalný kyslík a vodík (LOX/LH2), namontovaných pod zvětšenou palivovou nádrží a dvojice pětisegmentových motorů SRBSRB – Solid Rocket Booster, také označovaný jako RSRM (Reusable solid rocket motor). Motor na pevné palivo, který se používá u raketoplánů a bude použit jako první stupeň pro novou raketu Ares. po stranách. Druhý stupeň bude osazen stejnými motory J-2X jako Ares I. K velitelské lodi konstruované na oběžné dráze by měl Ares V postupně dodat všechny potřebné moduly a zásoby tak, aby s ní kolem roku 2030 bylo možné vypravit posádku na Mars. Raketa Ares V by měla být schopna vynést užitečný náklad 130 t na nízkou oběžnou dráhu Země a asi 65 tun na Měsíc. Její výška bude přibližně 110 m.

Pohled do historie

První nosné rakety, které vynesly kosmickou loď s lidskou posádkou na Měsíc, byly rakety Saturn, vyvinuté v Marshallově středisku pro kosmické lety. První verze rakety – Saturn I – dolétla na oběžnou dráhu 21. 10. 1961 a byla bez posádky. Poslední verze rakety – Saturn V – pak 16. 7. 1969 vynesla kosmickou loď Apollo 11 na oběžnou dráhu. Apollo 11 poté 19. 7. 1969 úspěšně přistálo na Měsíci. Následovala další čtyři přistání na Měsíci. Program byl ukončen na konci roku 1972 letem Apolla 17. Saturn V ještě jednou vzlétl 14. 5. 1973, tentokrát ale bez posádky. Jeho úkolem bylo vynést na oběžnou dráhu kosmickou stanici Skylab.

  

Náčrty nosných raket Saturn I a Saturn V. Model rakety Saturn V.

Saturn versus Ares

Nosné rakety Saturn měly v horní části lunární a orbitální modul. Po jeho dopravení do kosmu se od něj oddělily. Rakety Ares s sebou ponesou náklad, z kterého se kosmická loď sestaví až na oběžné dráze. Zajímavé je také srovnání parametrů nových nosných raket Ares s jejich předchůdci – raketami Saturn:

Parametr	Saturn V	Ares I	Ares V
Období vývoje	1962-1968	2014-2020 *)	2014-2020 *)
První použití	16. 8. 1969	2020 *)	2020 *)
Celková délka	111 m (s Apollem)	95 m	110 m
Délka bez vynášené lodi	88 m	–	–
Maximální průměr trupu:	10 m	5,5 m	?
Hmotnost rakety při startu bez užitečného nákladu	2 725 t	900 t	3 360 t
Užitečné zatížení vynesené na nízkou oběžnou dráhu	100÷110 t	25 t	130 t
Užitečné zatížení dopravené k Měsíci.	41 t	–	65 t

*) Toto jsou pouze plánovaná data. Zda se je podaří splnit, ukáže až budoucnost...

Ares I – umělecká vize startu. Zdroj: NASA.

Ares V – umělecká vize startu. Zdroj: NASA.

Klip týdne

Saturn V. Jde o největší nosnou raketu dosud vyrobenou člověkem. Raketa Saturn V byla použita v programu Apollo a bezpečně dopravila člověka na Měsíc. Později vynesla upravená verze kosmickou stanici Skylab na oběžnou dráhu Země. Jedná se o třístupňovou raketu. První stupeň (5 motorů F1) využívá jako palivo kerosin a kapalný kyslík, hoří 150 sekund a celkový tah má 34 MN. Druhý stupeň (5 motorů J2) má jako palivo kapalný vodík a kyslík, hoří 360 sekund a tah má 5 MN. Třetí stupeň má jediný motor J2 s tahem 1 MN a zapaluje se dvakrát, poprvé na 165 sekund a podruhé na 335 sekund. Celková výška rakety je 111 metrů, průměr 10 metrů, hmotnost 3 000 tun. Ve videoklipu si můžete prohlédnout start Apolla 11 v roce 1969 z různých kamer (první dvě nepohyblivé, třetí se otáčí za startující raketou). Poslední část klipu ukazuje oddělení prvního stupně. (mpg, 6 MB)

Odkazy