Přistání kosmické lodi je jednou z nejnebezpečnějších částí vesmírné mise. Už samotné brzdění z 1.kosmické rychlosti připomíná průlet ohnivým peklem, ale ani druhá podstatná pasáž návratu, sestup na padáku, není zcela bez rizika. Ostatně, o tom se přesvědčil kosmonaut Sojuzu 1, Vladimír Komarov, pro kterého byla bohužel osudná.
Parašutisté strefující se se sportovními padáky přesně doprostřed kříže 1×1 metr se mnou asi nebudou moc souhlasit když napíšu, že i při správné funkci mají padáky kosmické lodi jednu zásadní nevýhodu. Nemůžete s nimi ovlivnit místo přistání, alespoň tedy nějak výrazně. Proto se již několikrát v minulosti pokoušeli konstruktéři kosmických plavidel přijít s něčím, co by tuto nevýhodu eliminovalo. Když pominu raketoplán, který problém vyřešil takřka dokonale, jsou zde ještě další dva koncepty. Tím prvním je přistání pomocí raketových motorů a tím druhým, které se nyní dere na scénu, je přistání pomocí vrtule.
Zdroj: www.nasa.gov
To bylo samozřejmě hodně zjednodušeně napsáno. Ve skutečnosti bude pro přistání využit efekt, jež se nazývá autorotace. U vrtulníku by se podobný efekt dostavil, kdyby mu při dostečně velké rychlosti vysadil motor. Navzdory vžité představě vypěstované katastrofickými filmy vrtulník nespadne, pouze se bude snášet k zemi. Vhodným nákláněním listů rotoru se pak docílí bezpečného přistání. Tato technika je velmi dobře známa. Na některých soutěžích modelů helikoptér je to dokonce jedna z disciplín.
Autorotaci se u několika malých modelů lodi Orion rozhodli otestovat inženýři z Johnson Space Center a Marshall Space Flight Center. Využili k tomu nyní volnou legendární budovu VAB. V 16. patře, čili asi v polovině dva technici připevnili 146 metrů dlouhé lanko. Po něm se pohyboval model s třemi dálkově ovládanými listy rotoru. Ve třech nižších patrech a a na betonové podlaze se usídlili další technici, kteří zaznamenávali průběh letu. V každé ze čtyř sledovaných částí byly listy rotoru jinak natočeny. Na konci lanka čekal na kilogramový model pád do hromady pěny. Během jednoho „letu“ se tak získala data o čtyřech různých chováních modelu při zpomalování. Je to jako by proběhly 4 samostatné testy najednou.
Účelem bylo pochopit chování rotoru, charakteristiky jeho rotace a vliv na zpomalení pádu modelu. Test byl úmyslně navržen takto jednoduše, aby se NASA přesvědčila, zda má autorotace dostatečný efekt a zda tedy stojí za to ve výzkumu pokračovat na high-tech úrovni.
Zdroj: www.nasa.gov
Finálním záměrem celé technologie je poskytnout opravdové kosmické lodi měkké přistání s dostatkem kontroly. Ta by pak mohla přistát kdekoli na světě, ať je to runway nebo střecha budovy. Jinými slovy, tam, kde může přistát vrtulník, kosmická loď může také. Nemusíte tak přistávat do oceánu. Ve srovnání s padákem, získáte měkké a cílené přistání.
Další použití této technologie je u prvních stupňů raket. Vzpomeňme na flotilu, která musela pracně tahat z moře boostery SRB amerického raketoplánu. Tyto stupně raket by mohly přistávat zpět na kosmodromu bez sebemenšího poškození způsobeného tvrdým dopadem.
Zdroj: astronautix.com
Než se ovšem do vesmíru vydají první kosmické lodě vybavené tímto systémem, musí se vykonat spousta simulací i testů v atmosféře. Pak bude následovat prototyp malého návratového pouzdra, například se vzorky z ISS, které tento způsob přistání definitivně prověří. Navíc o takové pouzdro, čekající na ISS a dopravující v libovolný čas malý náklad na libovolné místo, bude ze strany kosmických agentur určitě zájem.
Myšlenka přistání kosmické lodi pomocí vrtule není nová. NASA údajně již pro mise Apollo o podobném způsobu uvažovala, pak ale z nedostatku času z jeho realizace sešlo. I Rusové zkusili, co udělá pasivní vrtule s rychlostí přistání malého modelu lodi Sojuz. Na obrázku vidíte, že model nese četné šrámy, které nesvědčí o měkkém přistání.
Zdroj:mojave.ca.us
Velmi zajímavým konceptem z roku 1990, který se bohužel nedostal dál než ke třem testům v atmosféře, byl Rotary Rocket. Ten používal rotor nejen při přistávání, ale i při startu. Mělo se jednat o jednostupňový stroj. Do výšky, kde byla dostatečně hustá atmosféra letěl jako vrtulník, poté se aktivovaly raketové motory na kapalný kyslík a kerosen. Dokud byla okolo stroje alespoň nějaká atmosféra, dokázala vrtule vypomáhat raketovému motoru jako mohutné turbočerpadlo.
Při přistání pak mohl Rotary Rocket využít pasivní autorotaci nebo si případně pomoci aktivním pohonem rotoru. Jeho pohon byl taktéž zcela neotřelý. Vrtuli roztáčel reaktivní pohon na peroxid vodíku. To je ostatně vidět i na videu z testovacího letu v roce 1999.
I když se to netýká tématu článku, dovolím si upozornit i na způsob řešení tepelného štítu. Ten byl vpravdě unikátní. Jednalo se o dvoufázové chlazení vodou. Jednak se štít chladil průtokem vody, ovšem díky důmyslnému systému mikropórů se tvořila kolem základny stěna chladné páry, která dále zabraňovala průniku horké plazmy k lodi.
Pilotovaný let Roton Rockets. Při těchto testech dosáhl rychlosti až 85 km/h.
Zdroje informací:
http://www.nasa.gov
http://www.astronautix.com
http://en.wikipedia.org
http://www.mojave.ca.us
http://www.youtube.com
http://youtu.be
Zdroje obrázků:
http://www.nasa.gov/centers/kennedy/images/content/693588main_roto-capsuledeploy.jpg
http://www.nasa.gov/images/content/178285main_upsidedown_1a.jpg
http://www.astronautix.com/graphics/s/soyrotor.jpg
http://www.nasa.gov/centers/kennedy/images/content/693583main_rotocaps-model.jpg
http://www.mojave.ca.us/museum/images/air/rotary/air-rotaryrocket-3rdforwardflight_s.jpg
