Úvodní strana  >  Články  >  Kosmonautika  >  Suborbitální kosmonauti

Suborbitální kosmonauti

Experimentální letoun North American X-15
Autor: http://www.nasa.gov

Zdá se vám nadpis článku poněkud zvláštní? Myslíte si, že aby se člověk stal kosmonautem, musí se dostat minimálně na oběžnou dráhu Země? Jak je to s definicí pojmu kosmonaut a zda existují lidé, kteří se tak nazývají a přitom oběžné dráhy nedosáhli, se pokusíme rozebrat v následujícím textu.

Hned na začátku je třeba upozornit, že kromě slova „kosmonaut“ se používají dva podobné výrazy. Prvním je „astronaut“, kterým se označují američtí kosmonauté, druhým pak „tchajkonaut“, jenž se někdy používá u kosmonautů čínských. Ačkoli se v některých materiálech tyto pojmy rozlišují, pro naše potřeby je to zbytečné, vystačíme si pouze s pojmem „kosmonaut“.

Zřejmě nejjednodušší definice říká, že kosmonautem se stane ten, kdo absolvuje patřičný výcvik a uskuteční kosmický let. Zdánlivě jednoduché a výstižné, ale hned narazíme na několik úskalí. Existuje několik případů, kdy jsou za kosmonauty označovány osoby, které sice prodělaly kosmonautický výcvik, ale do kosmického prostoru se nikdy nedostaly. Stává se to v případech, kdy jim v tom zabránila tragická smrt. Nejčastěji se do této kategorie řadí část posádky raketoplánu Challenger, který explodoval krátce po startu na misi STS-51-L. Ze sedmičlenné posádky měli čtyři členové již za sebou pobyt na oběžné dráze, ale zbývající trojice se měla vydat do kosmického prostoru poprvé. Dalším člověkem, jenž se nikdy do kosmu nedostal, a bývá označován za kosmonauta, je Roger Bruce Chaffee. Ten zemřel při pozemních testech sestavy Apollo/Saturn 204 (AS-204). Kosmická loď, ve které nalezl smrt, se později začala označovat jako Apollo 1. Dva kosmonauté, kteří zahynuli spolu s ním, již dříve uskutečnili kosmický let. Někdy se mezi „čestné“ kosmonauty řadí i Elliot McKay See mladší a Charles Arthur Basset, kteří měli letět v kosmické lodi Gemini 9. Než se ale tak stalo, zahynuli při nezdařeném přistání letounu Northrop T-38 Talon. Také sovětského kandidáta na kosmonauta Valentina Vasiljeviče Bondarenka, jenž zemřel na následky popálenin během výcviku, někteří autoři uvádí jako kosmonauta a zřejmě by se našli i další.

První pilotovaný suborbitální let – Mercury-Redstone 3 Autor: http://cs.wikipedia.org
První pilotovaný suborbitální let – Mercury-Redstone 3
Autor: http://cs.wikipedia.org
Druhý problém výše uvedené definice spočívá ve výcviku. Ruská kosmická agentura Roskosmos nabízí kosmický let i lidem, kteří nejsou profesionální kosmonauti. Ti po zaplacení patřičného obnosu absolvují jen neplnohodnotný, zkrácený trénink a poté se mohou nechat vynést na oběžnou dráhu. Zatím této možnosti využilo sedm osob a další to mají v plánu. Říká se jim kosmičtí či vesmírní turisti. Někdy se v jejich případě místo slova kosmonaut používá pojem účastník kosmického letu.

Aby se člověk mohl nazývat kosmonautem, měl by uskutečnit kosmický let. Co to však přesně znamená? Definicí je překvapivě několik a jsou rozdílné. Asi nejvíce rozšířená je ta, kterou používá mezinárodní organizace COSPAR (Committee on Space Research, česky Výbor pro kosmický výzkum). Podle ní se za kosmický let považuje alespoň jeden oběh kolem Země nebo pobyt v kosmickém prostoru trvající minimálně 90 minut. Aby to nebylo tak jednoduché, ani v určení kosmického prostoru nepanuje úplná shoda. Nebudeme však situaci dále komplikovat a použijeme na něj definici Mezinárodní letecké federace (Fédération Aéronautique Internationale, FAI). Ta říká, že kosmický prostor se rozkládá ve výšce větší než 100 km nad hladinou moře. Stejná organizace má odlišně stanovené podmínky kosmického letu, podle kterých stačí překonat právě onu zmíněnou hranici 100 km. A do třetice, nejmírnější podmínky má Letectvo Spojených států amerických (United States Air Force, USAF). Podle něj se dá považovat za kosmický každý let, při kterém se překročí výška 50 mil (přibližně 80,5 km).

Podíváme se nyní, zda existují lidé, kteří překonali hranici určenou Letectvem USA a přitom nesplnili podmínky dané COSPARem. Nebude nás v tuto chvíli zajímat, jaký výcvik před letem absolvovali, jediným kritériem bude dosažení výšky minimálně 80,5 km. V tomto článku jim budeme říkat „suborbitální kosmonauti“.

Trochu problematický je úplně první pilotovaný let do kosmického prostoru, který uskutečnil Jurij Alexejevič Gagarin. Ten se sice pohyboval po oběžné dráze, ale kvůli komplikacím v závěru letu zdánlivě nedokončil ani jeden oblet Země, protože přistál asi 1 500 km „před“ místem, odkud startoval. Ve skutečnosti se však během jeho letu Země pootočila přibližně o 3 000 km v opačném směru a díky tomu se dá oblet považovat za úplný. I podmínka délky letu kosmickým prostorem byla splněna, protože trval 108 minut.

Dalšími kandidáty jsou první dva Američané, kteří se dostali do kosmického prostoru. Úplně prvním byl Alan Bartlett Shepard mladší a stalo se tak 5. května 1961, jen pár týdnů po Gagarinovi. Jeho suborbitální let s názvem Mercury-Redstone 3 trval 15 minut, 22 sekund a Shepard se s kosmickou lodí Freedom 7 dostal do výšky 187,5 km. Nedlouho poté, konkrétně 21. července 1961, uskutečnil suborbitální „skok“ do kosmického prostoru další Američan, Virgil Ivan Grissom. Během letu Mercury-Redstone 4, trvajícího 15 minut a 37 sekund, dosáhla jeho kosmická loď Liberty Bell 7 výšky 190,4 km (viz článek Začátky americké kosmonautiky).

Jak je vidět, tito dva lidé naše podmínky splnili a stali se tak prvními suborbitálními kosmonauty. Oba se později stali kosmonauty i podle podmínek COSPARu. Grissom se březnu 1965 dostal na oběžnou dráhu Země v lodi Gemini 3 a Shepard se v únoru 1971 dokonce prošel po měsíčním povrchu při misi Apollo 14.

Všechny další pilotované kosmické výpravy už počítaly s dosažením oběžné dráhy kolem Země, takže by mezi nimi už suborbitální let neměl být. Přesto se ještě jeden uskutečnil. Proběhl 5. dubna 1975 a později dostal označení Sojuz 18-1, Sojuz 18a, případně Sojuz 18b. Také se můžete setkat s pojmenováním Sojuz 7K-T č. 39 podle nosné rakety. Cílem letu měla být orbitální stanice Saljut 4, ale jak už asi tušíte, dvoučlenná posádka ve složení Vasilij Grigorjevič Lazarev a Oleg Grigorjevič Makarov se k ní nakonec nedostala. Necelých pět minut po startu kvůli silným vibracím špatně zapracoval systém, starající se o oddělení druhého stupně nosné rakety. Ten zůstal spojený s třetím stupněm, způsobil náklon rakety a její rotaci. Záchranný systém na to naštěstí zareagoval správně. Situaci vyhodnotil jako havárii a oddělil kabinu s kosmonauty od zbytku sestavy. Kosmická loď nejprve vystoupala do výšky 192 km a teprve poté začala klesat. Posádka musela překonat značné přetížení, ale nakonec po 21 minutách a 27 sekundách šťastně přistála v Altajském pohoří, na svahu hory Teremok 3. Kosmonauti tak neplánovaně uskutečnili suborbitální let, ale protože již v roce 1973 společně kroužili po orbitě v lodi Sojuz 12, patří mezi kosmonauty i podle definic COSPARu.

Experimentální letoun North American X-15 Autor: http://www.nasa.gov
Experimentální letoun North American X-15
Autor: http://www.nasa.gov
Z textu vyplývá, že čtyři lidé absolvovali suborbitální let, ale všichni se zároveň dříve nebo později dostali i na oběžnou dráhu Země. Zatím jsme se ale věnovali jen vyloženě kosmickým programům. Není možné, aby do požadované výšky vynesl člověka jiný dopravní prostředek, než kosmická loď či raketoplán?

Ano, takový prostředek existuje a dokonce byl zkonstruován již v 50. letech minulého století. Jedná se o americký experimentální raketový letoun s názvem North American X-15, který byl postaven tak, aby dokázal létat extrémní rychlostí a dosáhnout mimořádné výšky. Vyrobeny byly tři exempláře a právě v jejich kokpitech osm letců překonalo výšku 80,5 km, čímž si podle Letectva USA vysloužili odznak kosmonauta. Těchto výškových letů bylo celkem třináct a uskutečnily se mezi červencem 1962 a srpnem 1968. Při dvou z nich byla dokonce překročena výška 100 km nad hladinou moře a tím oficiálně dosažena hranice kosmického prostoru podle Mezinárodní letecké federace. Lety, překonávající výšku 80,5 km, jsou shrnuty v následující tabulce:

Číslo letu

Datum

Pilot

Maximální výška

62

17. 7. 1962

Robert Michael White

95,9 km

77

17. 1. 1963

Joseph Albert Walker

82,7 km

87

27. 6. 1963

Robert Aitken Rushworth 

86,7 km

90

19. 7. 1963

Joseph Albert Walker

106,0 km

91

22. 8. 1963

Joseph Albert Walker

108,0 km

138

29. 6. 1965

Joseph Henry Engle

85,5 km

143

10. 8. 1965

Joseph Henry Engle

82,6 km

150

28. 9. 1965

John Barron McKay

90,0 km

153

14. 10. 1965

Joseph Henry Engle

81,1 km

174

1. 11. 1966

William Harvey Dana

93,5 km

190

17. 10. 1967

William John Knight

85,5 km

191

15. 11. 1967

Michael James Adams

81,0 km

197

21. 8. 1968

William Harvey Dana

81,4 km

Z této osmičky pilotů se jen jeden dostal ještě výše. Byl to Joseph Henry Engle, který v letech 1981 a 1985 absolvoval dva lety raketoplánem na oběžnou dráhu Země. Shodou okolností je v současnosti (březen 2015) také posledním žijícím člověkem ze zmíněných osmi pilotů. Ostatní letci již tyto své výškové rekordy nepřekonali a stali se tak „pouze“ suborbitálními kosmonauty.

Pilot William Harvey Dana před letounem North American X-15 Autor: http://www.nasa.gov
Pilot William Harvey Dana před letounem North American X-15
Autor: http://www.nasa.gov
Zajímavostí je, že s možností suborbitálnho letu se počítalo i u raketoplánů programu Space Shuttle. Měl však být použit pouze v případě mimořádných problémů. Pokud by během startu došlo k závažným komplikacím, mohli kosmonauté použít některý z nouzových manévrů, přičemž dva z nich počítaly s tím, že raketoplán překoná hranici kosmického prostoru, ale nedosáhne oběžné dráhy. Používaly se pro ně zkratky RTLS (Return to Launch Site, Návrat na místo startu) a TAL (Trans-Atlantic Landing, Transatlantické přistání). Také se v určitých případech mohl použít manévr AOA (Abort Once Around, Přerušení po jednom oběhu), kdy by raketoplán přistál dříve, než by uskutečnil kompletní oběh kolem Země. Naštěstí ani jeden z nich nemusel být nikdy použit. Nejrizikovější v tomto ohledu byla mise STS-51-F, kdy se během startu vypnul jeden z hlavních motorů a další vykazoval problémy s teplotou. V jednu chvíli se uvažovalo o manévru TAL, ale nakonec se povedlo stroj navést až na oběžnou dráhu, jen poněkud nižší, než byla původně v plánu.

Tabulka úspěchů suborbitálních astronautů. Autor: Václav Kalaš.
Tabulka úspěchů suborbitálních astronautů.
Autor: Václav Kalaš.

Další a zatím poslední pilotované suborbitální lety proběhly roku 2004. Uskutečnil je soukromý stroj společnosti Scaled Composites nazvaný SpaceShipOne (Kosmická loď jedna). Pro svoji okřídlenou konstrukci se často označuje jako raketoplán, i když není schopen dosáhnout oběžné dráhy jako například raketoplány programu Space Shuttle. Výšku 80,5 km (a zároveň i 100 km) překonal celkem třikrát, poprvé 21. června, podruhé 29. září a naposledy 4. října 2004. Při prvních dvou letech stroj pilotoval Michael Winston Melvill, při třetím, rekordním, William Brian Binnie. Byla při něm dosažena výška 112,0 km. Tito dva piloti se nikdy před tím ani potom nedostali na oběžnou dráhu Země a stali se posledními členy naší skupiny suborbitálních kosmonautů.

Abychom měli názorný přehled o všech zmíněných pilotovaných letech do výšky nad 80,5 km, shrneme je do podoby tabulky. Pokud se jejich aktéři účastnili i letů na oběžnou dráhu, je v posledním sloupci uveden jejich počet.

Vyplývá z ní, že se dosud uskutečnilo 8 letů do výšky nad 100 km, při kterých nebyla dosažena oběžná dráha Země. Dalších 11 letů se stalo „kosmickými“ podle definice Letectva USA, protože překonaly výšku 80,5 km. Jen jednou uskutečnilo suborbitální let více osob najednou. Bylo to v případě Sojuzu 18-1, kdy byli v kabině dva kosmonauti. Tento let má i další dvě prvenství. Byl to první (a dosud jediný) neplánovaný suborbitální let a zároveň drží rekord v dosažené výšce - 192 km.

Joseph Albert Walker zatím jako jediný provedl jak let do výšky nad 80,5 km, tak i nad 100 km. Jako první člověk na světě se do kosmického prostoru podíval dvakrát. On a Joseph Henry Engle mají na kontě nejvíce letů nad 80,5 km bez dosažení oběžné dráhy - tři. Engle ale na rozdíl od Walkera uskutečnil i dva kosmické lety dle definice COSPARu a 149x obkroužil Zemi.

Suborbitální raketoplán SpaceShipOne Autor: http://airandspace.si.edu
Suborbitální raketoplán SpaceShipOne
Autor: http://airandspace.si.edu
Z celkového počtu čtrnácti osob jich šest překonalo jen hranici 80,5 km, tři se dostaly do výšky přes 100 km a zbylých pět mělo možnost sledovat Zemi i z oběžné dráhy. K uvedeným 19 suborbitálním letům byly použity čtyři dopravní prostředky: kosmické lodi Mercury (2x), Sojuz (1x), raketový letoun North American X-15 (13x) a raketoplán SpaceShipOne (3x).

V budoucnu se počítá s tím, že nově vyvíjené stroje, kterým se říká suborbitální raketoplány, budou vynášet cestující na „výlety do vesmíru“. Jedním z nich je nástupce zmíněného SpaceShipOne s názvem SpaceShipTwo (Kosmická loď dvě). Představa je taková, že si lidé zakoupí letenku v ceně několik set tisíc dolarů a raketoplán s nimi uskuteční suborbitální let do výšky nad 100 km. Během něj si budou moci prohlédnout Zemi z této výšky a na několik minut dokonce zakusí stav beztíže. Podle původních plánů měly tyto lety již několik let fungovat, ale ukazuje se, že nebyla zdaleka překonána všechna úskalí. Vývoj strojů se protahuje a řeší se stále nějaké problémy. Časem se tedy určitě počet lidí, co absolvovali suborbitální let, zvětší, ale zřejmě to nebude v nejbližší době.

Převzato: Hvězdárna a planetárium Plzeň, novinky na Facebooku

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] Kritické momenty kosmonautiky 17. díl
[2] Letové operace kosmického raketoplánu
[3] Wikipedia: North American X-15
[4] Wikipedia: SpaceShipOne



O autorovi

Václav Kalaš

Narodil se v Plzni a o astronomii se začal zajímat už od dětství. Asi prvním impulzem byl článek "Objevování sluneční soustavy", který vyšel jako příloha časopisu Mladý svět. Když o něco později zjistil, že Hvězdárna a planetárium Plzeň pořádá astronomický kroužek, přihlásil se do něj. Této organizaci zůstal věrný až do jejího sloučení s Hvězdárnou v Rokycanech. Nejprve jako zaměstnanec, nyní jako externí spolupracovník. Nejprve se věnoval jen astronomii, po havárii raketoplánu Columbia začal pomalu pronikat i do tajů kosmonautiky. Pozoruje meteory, píše články hlavně o nich, ale nevyhýbá se ani jiným tématům. V kosmonautice se zaměřuje zejména na raketoplány. Kontakt: Vaclav.Kalas@seznam.cz.

Štítky: Kosmonaut, Kosmonautika, Sojuz, Suborbital


49. vesmírný týden 2016

49. vesmírný týden 2016

Přehled událostí na obloze od 5. 12. do 11. 12. 2016. Měsíc bude v první čvrti, uvidíme Lunar X? Večer je krásně vidět Venuše na jihozápadě. Mars je výše a skoro nad jihem. Ráno je pěkně viditelný Jupiter. Slunce se po krátkém zvýšení aktivity opět uklidnilo. Poté, co došlo k selhání horního stupně rakety Sojuz, zřítila se nad Ruskem nákladní loď Progress, původně určená k zásobování ISS. Pokud se v tomto týdnu povede start japonské zásobovací lodi HTV, bude to pro osazenstvo stanice úplně v pohodě. Kromě tohoto startu se očekávají ještě další čtyři.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

Planety

Hvězdy bloudivé, oběžnice, planety. Několik pojmenování téhož. Ostatně i řecké πλανήτης, neboli planétés, znamená vlastně „tulák“. Pro mnoho z nás obíhá kolem Slunce planet devět. Merkur, Venuše, Země, Mars, Jupiter, Saturn, Uran, Neptun a Pluto. Ovšem od roku 2006, od valného shromáždění

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

Za súmraku

Vrch Ostrá 1247mnm. Počas astronomického súmraku ešte posledné slnečné svetlo osvetľovalo horizont. Na fotke je vidieť Mesiac, Mars, Venušu a Mliečnu cestu.

Další informace »