Není Kosmos jako Cosmos aneb Soukromý projekt poháněný Sluncem!

Malé historické odbočení č.1:

Pro úplnost by se mělo hned na začátku dát ve všeobecnou známost, že 16.3.1962 z kosmodromu Kapustin Jar z rampy Majak 2, poblíž Volgogradu v někdejším SSSR(dnešní Volgogradská oblast Ruska) odstartovala upravená dvoustupňová balistická raketa Kosmos 2 a vynesla na oběžnou dráhu družici Kosmos 1 (rus. Kosmos 1) o hmotnosti 315 kg. Družice zanikla po 70 dnech (25.5.1962) v atmosféře a její provoz zajišťovala civilní organizace AV SSSR, tvaru byla kulového s anténní nadstavbou - tedy pokud tehdejší utajení dovolilo něco zobrazit a popsat.

Zpět k dnešku - už to asi víte - pokud se vše podařilo, tak by nad našimi hlavami měla kroužit velmi zajímavá družice "Cosmos 1", která odstartovala po několika odkladech 21.6.2005 v 19:46:09 UTC, zatím se čeká na spojení (stav 21.6.2005 23:30UTC)...

Za pomoci americké soukromé Planetary Society a ruské Lavočkinovy asociace a dalšího ruského Institutu pro kosmický výzkum, po mnoha nejrůznějších peripetiích a jednom neúspěšném pokusu o vyzkoušení "light" verze družice se podařilo z ruské ponorky KALMAR (Delta III) zakotvené v Barentsově moři pomocí "demilitarizované" balistické třístupňové rakety SS-N-18 "Vlna" vypustit sluneční plachetnici "Cosmos 1", která dosáhla oběžnou dráhu přibližně po 20 minutách od startu. Družice se začala orientovat, spustil se GPS a kolem podélné osy se začala otáčet rychlostí 1 otočka/3 minuty, rovněž se rozevřou panely slunečních baterií. Po hodině a 8 minutách od startu se družice dostane na dobu 18 minut do zemského stínu a s napětím se pak bude očekávat její signál v Panské Vsi (kolem 21:21 UT). Po čtyřech hodinách od startu začne pořizovat panoramatické snímky Země (na palubě jsou umístěny dvě kamery). Dráha "Cosmos 1" je přibližně kruhová ve vzdálenosti asi 800 km nad zemským povrchem a se sklonem dráhy k rovníku (s ohledem na místo startu) přibližně 80°, kolem Země oběhne jednou za 100,89 minuty - prosím sledujte též údaje na Heavens Above a nebo www.planetary.org/solarsail.

Sluneční plachetnice mohla být postavena a vypuštěna díky nevládní organizaci a darům jejích členů a ze soukromých finančních prostředků. Pohon družice je obstaráván tlakem částic slunečního záření.

Malé historické odbočení č.2:

Dne 20.7.2001 byla z ponorky Borisoglebsk vypuštěna testovací verze družice "Cosmos 1" a tato po suborbitální dráze a dopadla někam na Kamčatku - vzhledem k chybě na zařízení se nepodařilo otestovat rozevření slunečních plachet (byly pouze dvě).

Družice se skládá z 8 plachet trojúhelníkového tvaru, plachty jsou napnuty nafouknutím válcového okraje, "výška" trojúhelníku je 15m a celková plocha plachet je asi 600 m2. Dále jsou připevněny ke konstrukci, která má asi metr na výšku a je připevněna k nízkému kónusu, který má průměr rovněž přibližně jeden metr a slouží jako přechod ke třetímu stupni nosné rakety a dále jako základ, ke kterému je připojena i čtveřice panelů slunečních baterií. Potrvá ale 4 dny, než se přistoupí k rozvinutí plachet, protože musí být ověřeno, že se od startu skutečně z družice a především ze smotaných plachet "vyvály" všechny zbytky vzduchu. Dne 26.6.2005 ve 4:35 UTC se rotace družice zastaví aby se mohly nafouknout plachty, pro porovnání stavu budou pořízeny panoramatické snímky. Plachty jsou seskupeny po patrech a stejně tak se budou i nafukovat - po čtyřech a potrvá to jen pár sekund. Sonda se pak bude orientovat podle Slunce a znovu se roztočí rychlostí 1 otočka/12 minut - ve 4:55 UTC bude pořízen panoramatický snímek pro posouzení stavu. V dalších dnech se bude dále testovat natáčení plachet a tím i manévrování na oběžné dráze. Aktivní fáze projektu předpokládá životnost asi 3 až 4 týdnů. Nejdůležitějšími experimenty bude sledování změny parametrů dráhy po ozáření plachetnice mikrovlnným paprskem ze Země a dále sledování chování částic v okolí plachet.

Šéfem projektu je Louis Friedman (The Planetary Society), návrh družicové části má na svědomí Konstatntin Pichkadze z Lavočkinovy asociace, přístrojovou část navrhl Vjačeslav Linkin z Institutu pro kosmický výzkum.

Friedman byl na začátku 70.let minulého století autorem návrhu na výzkum Halleyovy komety pomocí plachetnice - rozměr plachty byl nad tehdejší technologické možnosti - přibližně 600 000 m2.

Malé historické odbočení č. 3:

Ještě v roce 1981 jsem se zapojil jako student (zajímalo mne působení meziplanetární hmoty na materiál plachty) do projektu sluneční plachetnice, kterou studenti vedení ing. Marcelem Grünem a Tomášem Svítkem při pražském planetáriu chtěli vypustit v rámci "nevypsaného" studentského závodu - nabízel se raketoplán, ale byli jsme pak rádi za možnost rakety Interkosmos - další plachetnici připravovali studenti v USA (start měl zajistit raketoplán), studenti ve Francii (start měla zajistit raketa Ariane) a snad se ještě chtěli prezentovat i studenti SSSR. Vše ale nějak zamrzlo - prostě bylo prosazeno jiné využití balistických raket ve střední Evropě.

Pro přenos dat jsou využity dvě frekvence 401,5275 MHz a 2250 MHz a obě budou zachytávat též na Ionosférické a telemetrické observatoři Panská Ves - detašovaném to pracovišti Ústavu fyziky atmosféry AV ČR (za tým jsou uvedeni František Hruška a Jaroslav Vojta) - data půjdou ihned dále do řízení letu, do Lavočkinovy asociace v Rusku. Dráha bude sledována dalšími 8 stanicemi po celém světě - Tarusa (Rusko), Berkeley (USA), Fairbanks (USA), Medvědí jezera (Rusko), Petropavlovsk (-jen po dobu přechodu na oběžnou dráhu, Rusko), Majuro - Marshall Isl.(-jen po dobu přechodu na oběžnou dráhu, USA). Pomocné optické sledování bude zajištěno na Havaji (AMOS, USA) a v Massachusetss (Clay Center, USA). Další pozorování jsou spíše pro podnícení zájmu a prostřednictvím kampaně Solar Sail Watch - viz informace na webu The Planetary Society a Heavens Above (nachystejete si foťáky!).

Na palubě družice se nachází též GPS systém a mikroakcelerometr, kamerový systém (jedna panoramatická a jedna základní) a rovněž CD se 75 tisíci jmény členů americké a japonské Planetary society. Dále je zde počítač pro řízení natáčení plachet, ale toto natáčení je též možné ovládat ze Země. Hmotnost sondy je přibližně 100kg, plachta má tloušťku 5 mikronů a jedná se o mylar pokovený hliníkem pro zvýšení odrazivosti, její životnost se předpokládá 3 měsíce.

Pohod družice obstarávají fotony, které dopadají na odrazivou plachtu a které tvoří 99% síly (předávají plachtě svoji energii a momenty), která družici pohání, částice slunečního větru jsou podstatně pomalejší a na rychlosti plachetnice se podílejí méně než 1%. Zrychlení je velmi malé - asi 0,5mm/s2, za jeden den se rychlost zvýší přibližně o 45 m/s. Zdání klame - sonda by při takovémto způsobu pohonu a zrychlení dosáhla Pluta již za 5 let (srovnejte dnešní plány letu sondy New Horizons a výkony chemických pohonů spolu s gravitačním prakem, tzn. let po dobu 9 let). Na druhou stranu jsou výše uvedené údaje teoretické a právě přesné měření zrychlení je hlavním cílem následujících tří měsíců letu - s ohledem na velikost a odrazivost plachet a též hmotnost sondy se očekává zrychlení asi 20krát menší.

Tak tedy dobré světlo do plachet!

Poděkování: Děkuji svému archivu a The Planetary Society za poskytnuté informace.

Pozn. redakce:
informace o stavu družice se stále rozcházejí, není známo se družice dostala na oběžnou dráhu.
Infografika na idnes.cz