Vesmírná letadla - jak dál?

Komerční lety do vesmíru již měly být letos realitou. První cestující si však budou muset ještě počkat. Jak vypadá budoucnost vesmírné turistiky?

29. září 2004 dosáhl letoun SpaceShipOne hranice kosmického prostoru a překonal tak výškový rekord pro stroje s křídly dosažený o čtyřicet let dříve experimentálním letounem s raketovým pohonem X-15. SpaceShipOne byl financován výhradně ze soukromých prostředků. Nešlo v pravém slova smyslu o kosmickou loď, protože se mohl pohybovat nejvyšší rychlostí odpovídající trojnásobku rychlosti zvuku (Mach 3), zatímco k dosažení nejnižší
oběžné dráhy Země je zapotřebí rychlosti vyšší (Mach 25).

SpaceShipOne vznikl v malé továrně a stál 25 milionů dolarů, tedy zlomek nákladů vynaložených na kosmické lety do větších vzdáleností od Země. Znamenal však začátek nové éry cestování pomocí opakovatelně použitelného stroje s malými náklady na provoz.

Očekávaný nástupce

Ani pět let po průkopnickém činu není cestování do kosmu běžnou věcí. Původní SpaceShipOne vykonal celkem dva lety a pak byl předán do sbírek muzea při Smithsonian Institution ve Washingtonu. Společnost SpaceShip Company, kterou vytvořil tvůrce první lodi Burt Rutan a podnikatel Richard Branson, zatím předvedla jen nosný letoun WhiteKingTwo pro novou vesmírnou loď SpaceShipTwo, ji samotnou však dosud nepředstavila. Přitom se plánovalo, že už od letošního roku budou pořádány pravidelné krátké lety do vesmíru. Dokonce se prodávaly letenky. Cena jedné byla stanovena na 200 tisíc dolarů.

SpaceShipTwo má být téměř třikrát větší než SpaceShipOne, má přepravovat šest cestujících a dvoučlennou posádku. Není určena k tomu, aby cestující co nejrychleji dopravila k nějakému cíli a vysadila, ale pouze pro potěšení z letu a krátkého pobytu v beztížném stavu. Proto musí být loď dostatečně velká, cestující musí  mít možnost volně poletovat v kabině. SpaceShipTwo bude vybavena velkými okny, aby cestující mohli pozorovat a fotografovat okolí. Základní pojetí je stejné jako u SpaceShipOne. Po opuštění nosného letounu bude SpaceShipTwo pohánět motor na kombinovaná pevná a tekutá paliva.

Letoun, nebo raketa?

Odloženy na později byly i ostatní projekty soukromých letů na hranici vesmíru. Hlavním problémem je podle odborníků zkonstruovat stroj, který by bylo skutečně možné využívat opakovaně a často. K dispozici jsou dvě hlavní koncepce: letoun s křídly nebo balistická raketa. Rakety po  spotřebování paliva odhazují nepotřebné stupně, stroje s křídly při letu využívají atmosféru až tam, kam je to ještě možné.

Při návratu se pohybují jako bezmotorové kluzáky. Jejich hlavní nevýhodou je, že bez pomoci přídavných raket nikdy nedosáhnou oběžné dráhy. Dostat se mohou nejvýše lehce za hranici sto kilometrů. Platí to jak pro lodě SpaceShipOne, tak pro dosluhující raketoplány. Ty měly podle původních plánů vykonat až několik stovek letů ročně, ve skutečnosti žádný z nich neletěl do vesmíru častěji než devětkrát za rok.

Nový pohon

Novým impulzem pro koncepci letounu s křídly má být nadzvuková varianta náporového motoru tzv. scramjet. Zvláštností tohoto motoru je, že začíná pracovat až při velmi vysokých rychlostech odpovídajících Mach 4. Scramjet k chodu potřebuje vzduch, který však nemusí být stlačován jako v případě proudového motoru. Rychle se pohybující letoun si vzduch před sebou stlačuje sám a motoru scramjet stačí takto stlačený vzduch nasát do spalovací komory, kde se smísí s palivem a vytvoří rychlý proud unikajících spalin.

Protože scramjet potřebuje k činnosti velkou rychlost, jím poháněný létající stroj by musel být uveden do takové rychlosti raketovými nebo proudovými motory, které opět potřebují množství paliva. První testy proběhly v devadesátých letech minulého století. Vyšlo najevo, že spotřeba paliva bude mnohem vyšší, než se předpokládalo. Provoz letounu by se tak prodražil a prakticky by mohl být využíván jen pro vojenské účely, kde náklady nerozhodují.

První vlaštovky

V roce 2002 byl představen pokusný bezpilotní stroj HyShot, který díky motoru scramjet provedl let nad Austrálií rychlostí 9000 kilometrů za hodinu (Mach 7,6), než se po několika sekundách rozpadl. Náporový motor s nadzvukovým spalováním byl umístěn na špici běžné rakety. Náklady na tento experiment se podařilo stáhnout na relativně nízkou úroveň 1,1 milionu dolarů.

Vývoj motorů scramjet pokračoval dál. Jeho vrcholem byl v roce 2004 stroj X-43A vládního úřadu NASA, který vytvořil nový rychlostní rekord Mach 9,68. Další podobné projekty se realizovaly v Rusku, Číně a v Japonsku a v přípravě je i indický nadzvukový stroj zvaný Avatar.

NASA ve spolupráci s armádním výzkumným centrem DARPA a letectvem chce v dohledné době vyzkoušet nad Tichým oceánem nový letoun X-51A, který by měl letět rychlostí Mach 4 až 6. X-51A má být postaven z nových materiálů tak, aby vydržel v provozu delší dobu než jeho předchůdci.

Zatím nevyřešenou otázkou je opakovatelná využitelnost letounů s nadzvukovým náporovým motorem. Bude například nutné vyřešit, jak nechat vzduch proudit motorem dostatečnou rychlostí pro spalování a současně zabránit motoru přehřát se a roztavit. Na základě pokusu se strojem X-51A by měl vzniknout i jeho superrychlý nástupce zvaný Vulcan. Bude startovat z běžného letiště a díky upravenému proudovému motoru dosáhne rychlosti Mach 2 a poté pomocí dalšího motoru přesáhne Mach 4. Vnější podoba Vulcanu by měla být odvozena od X-51A. První prototyp by měl vzlétnout v roce 2012. Určen bude nejprve pro armádu, další verze by mohly sloužit i k běžným cestám do kosmu.


Zdroj: 100+1  

 

Autor článku Vesmírná letadla - jak dál?: převzatý článek 10.30.2009