Co mají společného Shakespeare, 50 let a rtěnka?

Prospero byl mocný kouzelník ze Shekespearovy divadelní hry Bouře (The Tempest). Podmanil si větrného ducha Ariela, kterého osvobodil. Příběh inspiroval Brity natolik, že svou první družici nazvali právě Ariel-1. Všechny družice Ariel startovaly na Amerických raketách Scout a Thor-Delta. Ovšem snaha o vlastní raketu a družici tu samozřejmě byla také. Logicky se tedy nabízelo pokračovat v oné mytologii a Britové zvolili pro další družici název Prospero, přestože v plánu bylo nejprve jiné jméno — Puk (Puck anglicky) neboli Vtipálek Robin. Z velmi známé komedie Sen noci svatojánské stejného autora. Panovaly ale velké obavy, že veřejnost v případě nezdaru zamění počáteční písmeno za F, a tak se od toho raději ustoupilo. Z dnešní perspektivy, by bylo jméno asi ještě o něco trefnější, protože ve hře je Puk šprýmař, rošťák, popleta a v příběhu vše zamotá a ještě má z toho legraci. Tedy vystihuje nejen anglický smysl pro humor, ale docela dobře i osud družice samotné. K tomu ještě později. Tehdejší rozhodnutí bylo ovšem logické, protože, jak už bylo ostatně řečeno, její předchůdkyně, které startovaly na amerických nosičích v letech 1962, 1964, 1967, se jmenovaly Ariel. Družice Prospero (X-3) měla být ovšem první, která poletí na první skutečné, a bohužel také prozatím poslední britské kosmické raketě.

Velká Británie nemá dlouhá léta kosmonautiku jako jednu z  priorit. Důvod proč tomu tak je musíme hledat v minulosti, a v politických rozhodnutích. Přitom začátek vypadal slibně a ambice nechyběly. Britové nabuzeni úspěchem výzkumné, zkušební rakety Black Knight, která ze všech 22 pokusů mezi lety 1958 a 1965 neselhala ani jednou!

Příprava rakety Black Arrow R0 na jeden z testů na ostrově Isle of Wight v roce 1969

Příprava rakety Black Arrow R0 na jeden z testů na ostrově Isle of Wight v roce 1969 Zdroj: GKN Aerospace

Což bylo na tehdejší poměry skutečně co říct. Inženýři se tedy rozhodli využít nasbírané zkušenosti pro stavbu silnější a ambicióznější rakety známé jako BLACK ARROW s podobnými motory. Tato třístupňová nosná raketa byla zajímavější, než se na první pohled možná zdá. Nosič totiž využíval unikátní palivo a velmi jednoduché raketové motory. Neotřelá řešení konstrukce dělají dodnes z této rakety malý unikát. Británie, stejně jako Spojené státy, se po válce zmocnila německých raketových vědců. Klíčovým byl pro království Hellmuth Walter, který pracoval na jiném druhu rakety, než byla známá V-2, která ke spalování používala kapalný kyslík. Místo toho Walterovy motory používaly vysoce nestabilní peroxid vodíku. Nejvýraznější využití bylo v malém stíhači s raketovým pohonem: Messerschmitt Me 163 Komet. Podivně vypadající stroj, který vytvořil tehdy světový rychlostní rekord letem přes 1000 km/h hodinu ve vodorovném letu, se jako zbraň neosvědčil, částečně kvůli tendenci vybuchovat…Bohužel pro posádku zcela nekontrolovaně.

Na prvním stupni BLACK ARROW byl jeden osmikomorový motor Gamma 8, který měl celkem osm trysek uspořádaných v párech a spojených s jednoduchým mechanickým gyroskopem, který pokud se raketa vychýlila pohnul dvojicí trysek a vrátil nosič do požadovaného směru.

Poháněno Gamma 8
Maximální tah 256,4 kilonewtonů
Specifický impuls 265 sekund (2,60 km/s)
Doba hoření 131 sekund
Pohonná látka RP-1 / HTP
Detailní pohled na první stupeň, který poháněl jeden osmikomorový motor Gamma 8.

Detailní pohled na první stupeň, který poháněl jeden osmikomorový motor Gamma 8. Zdroj: Science Museum Group

Peroxid vodíku je palivo nestabilní, ale má zase mnoho jiných výhod. Jednou z nich je, že díky své nestabilitě je vynikajícím zdrojem kyslíku: Potřebuje jen katalyzovat. Stačí pokud protlačíte peroxid stohem postříbřeného pletiva (jemná několikavrstvá niklová mřížka), což se v tomto druhu motorů skutečně dělá, a samovolně se díky tomu peroxid rozpadá na přehřátou páru (paroplyn) a kyslík.

Popis BLACK ARROW. Patrné jsou 3 stupně. Dva na kapalné pohonné látky pohánějí motory Gamma, třetí stupeň je na tuhé pohonné látky.

Popis BLACK ARROW. Patrné jsou 3 stupně. Dva na kapalné pohonné látky pohánějí motory Gamma, třetí stupeň je na tuhé pohonné látky. Zdroj: Autor: Self – Created by user, CC BY 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=2240694

Samotný objem páry poskytuje značný tah. Stačí vzpomenout na Jamese Bonda a film Thunderball, kde se objeví raketový batoh Bell Rocket Belt poháněny výhradně peroxidovou katalýzou. U raketových motorů, které konstruoval Walter je pak vzniklá pára a kyslík spojena s petrolejem (RP-1) a při prvním kontaktu se směs okamžitě vznítí. Jde tedy o hypergolické palivo. Vše, co tedy potřebujete, abyste zapálily  motory, je otevřít ventily. Což má své nesporné výhody. Například v kosmu je díky tomu relativně snadné zapínat a vypínat motory pro manévrování. Další výhodou je, že peroxid lze skladovat při okolních teplotách, na rozdíl například od kapalného kyslíku, který je třeba udržovat pod bodem varu -183 stupňů celsia. Peroxid vodíku má však i své nevýhody. Není to tak účinné okysličovadlo jako kapalný kyslík a manipulace s ním také není úplně jednoduchá. Koncentrovaný peroxid vodíku (>50 %) je žíravý, při kontaktu z jinými materiály hrozí samovznícení a nebezpečné jsou také páry, které mohou explodovat. Což je nutné brát v potaz již během konstrukce rakety, která musí mít nádrže navrženy tak, aby k podobným věcem nemohlo docházet. Pro Brity to tehdy byla ale jasná volba a nenechali se odradit ani návštěvou Američanů, kteří jim řekli, že neexistuje způsob jak takové nádrže postavit… Byl, a svět se o tom měl záhy přesvědčit sám.

BLACK ARROW byl nízkorozpočtový podnik. Nedal se srovnat s honosným americkým, nebo sovětským vesmírným programem, ale přesto zde byly kladeny vysoké požadavky na přesnost. Sváření muselo být dokonalé. Pokud by totiž byly nějaké mezery, palivo by prosakovalo, a my už dobře víme co ta koncentrovaná mrška může v takovém případě způsobit. Peroxid vodíku má vyšší hustotu než RP-1 a proto byly nádrže s ním umístěny vespod, kvůli posunutí těžiště co nejníže. Další zajímavostí je plně mechanické provedení včetně natáčení trysek. Nic nebylo digitálně řízené. Neměli ani žádné „čisté prostory“ nebo tak něco. Traduje se, že zde byly motory druhého stupně rakety montovány v jídelně. Práce probíhaly v letecké továrně Saunders-Roe na ostrově Wight (Isle of Wight) u jižního pobřeží Anglie, kde se uskutečnily všechny předešlé testy raket Blue Streak nebo Black Knight. Ostrov proslul i  tvrdými podmínkami. Téměř po celý rok zde fouká vítr a je tu chladno. Pracovníci se neobešli bez teplého oblečení a pletených čepic. Později továrnu převzala firma Westland Aircraft.

„Obří rtěnka“ během startu R3 v roce 1971, jakoby se vznášela pomocí nějaké magie. Téměř neviditelný oblak spalin má na svědomí palivo s vysokým obsahem peroxidu.

„Obří rtěnka“ během startu R3 v roce 1971, jakoby se vznášela pomocí nějaké magie. Téměř neviditelný oblak spalin má na svědomí palivo s vysokým obsahem peroxidu. Zdroj: Royal Aircraft Establishment

BLACK ARROW ovšem neměla na „růžích ustláno. Po čtyřech startech, z nichž dva byly úspěšné, byl projekt, stejně jako další ambice Británie v oblasti vesmírných letů v 70. letech odsouzeny k zániku. Když si ovšem uvědomíme v jakém stavů bylo Spojené království po Druhé světové válce, tak byl vůbec zázrak, že se tento projekt dostal tak daleko. Prvním vrcholem se stal start v červnu 1969. První raketa Black Arrow s označením R-0 byla vypuštěna. Šlo o testovací let s maketou třetího stupně a zátěží. Raketa během letu ale selhala, respektive závada způsobila špatné natáčení trysek motoru. Ihned po startu začala netradiční „tanec“ připomínající pohyby na píseň Tancuj, tancuj, vykrúcaj, až z ní začaly kusy odpadat. Po převalování a letem opačným, než původně zamýšleným, byl BLACK ARROW řízeně zničen. Nejznámějším letem se stal ovšem až start číslo 4 označený jako R-3. Raketa vynesla 28. října 1971 z rampy LA-5B z australské Woomery Prospero — první britskou družici vypuštěnou vlastní raketou, ale byla zároveň poslední. 13 metrů vysoký nosič BLACK ARROW stál připraven u obslužné věže a nejvíc ze všeho připomínal, pro svůj červený kryt, obří rtěnku. Bez problémů se o pár chvil později zvedl, a vystřelil do jasného, jarního nebe nad Austrálií. O 130 sekund později osm výbušných šroubů uvolnilo prázdný první stupeň rakety, který se oddělil a spadl zpět na zem. Datum nám napovídá, že letos uběhlo již padesát let od této památné události. A jako se kouzelník Prospero na konci hry vzdává kouzel, a svých pravomocí, tak už v době, kdy byla raketa na cestě na kosmodrom bylo rozhodnuto, že je další pokračování raketového programu zrušeno. Prospero však dodnes krouží na polární dráze. Každých 103 minut oběhne Zemi, a na oběžné dráze se pravděpodobně dožije i stého výročí. Británie se tak stala jedinou zemí, která vyvinula schopnost vynášet náklad do vesmíru, a poté se jí vzdala.

Model složené družice Prospero na třetím stupni. Včetně adapteru uvnitř „rtěnky“, tedy typicky červeného krytu této rakety.

Model složené družice Prospero na třetím stupni. Včetně adapteru uvnitř „rtěnky“, tedy typicky červeného krytu této rakety. Zdroj: Science Museum Group

Družice Prospero patří do kategorie malých strojů, srovnatelných například s českými (Československými) Magiony. Stroj předčil všechna očekávání. Družice měla za úkol testování solárních článků, detekci mikroasteroidů a testování vybavení pro budoucí kosmické sondy. Tvarem připomínal trochu dýni o průměru 1,2 metru, váze 66 kg a výšce 0,7 metru. V kosmu si však Prospero zřejmě „vzpomněl na své kořeny a své původní jméno.“ Během oddělení od 3 stupně došlo totiž k anomálii. Motor Waxwing hořel déle a oba objekty se srazily. Družice přišla o jednu ze svých čtyř antén, ale i napříč tomu přežila a byla usazena na mírně odlišnou, než původně plánovanou oběžnou dráhu s parametry 534×1582 km a sklonem 82,05°. Oficiálně byl provoz ukončen až roku 1996 uzavřením pozemního řídícího střediska v Lashamu v hrabství Hampshire, avšak ještě roku 2006 bylo prý možné zachytit vysílání „kouzelníka“ na frekvenci 137.560 MHz! Což jen potvrzuje kvalitu práce tehdejších konstruktéru, kteří ovšem mnohdy vařili z vody, jak se říká. Důvodem zrušení programu byly peníze a neexistující tehdejší trh pro tento druh kosmických sond. Malé toho uměly málo a většina zemí stavěla družice velké a těžké, mimo možnosti britských raket. Vzhledem k načasování rozhodnutí v parlamentu z července 1971 však vesmírní inženýři z Westland Aircraft na Isle of Wight již postavili i pátý nosič ze série Black Arrow označený R4 kompletně osazený raketovými motory dodanými společností Bristol Siddeley Engine, později součástí Rolls Royce. Tato raketa už nebyla nikdy odpálena. Místo toho byla vystavena ve Vědeckém muzeu v Londýně a dodnes visí na jednom ze stropů a mnozí kolem procházejí bez většího povšimnutí. Británie se do budoucna rozhodla věnovat pouze stavbě družic a využívat americké nosiče. Zejména kvůli nižší ceně. To se nezměnilo ani v nadcházejících letech.

Velká Británie neměla později ani zájem o spoluúčast na pilotovaném kosmickém programu. Premiérka Margaret Thatcherová navštívila USA, kde měla jednat s prezidentem o možné spolupráci na projektu ISS. Traduje se, že po shlédnutí modelů kosmické stanice měla prohlásit, že na něčem tak ošklivém se Britové podílet nebudou. Faktem zůstává, že později bylo rozhodnuto, jak o neúčasti, tak odmítnutí spolufinancování. Přestože například Helen Sharman letěla na ruskou vesmírnou stanici Mir v roce 1991, její let nebyl součástí žádného vládního programu. Své místo si vybojovala v soutěží o účast v sovětské vědecké vesmírné misi (Project Juno). Obratem byla až doba nedávná.

BLACK ARROW v Austrálii.

BLACK ARROW v Austrálii. Zdroj:Science Museum Group

Možná to není náhoda, že po 50 letech vzkvétající podnikání v oblasti stavby družic podněcuje různé společnosti k tomu, aby dostaly Británii zpět do vesmíru. Nejznámější kosmickou firmou je asi Skyrora sídlící v Edinburghu. Raketová společnost by ráda jednou vyslala na oběžnou dráhu malý nosič Skyrora XL, který má ve skutečnosti podobné rozměry jako BLACK ARROW a je dokonce poháněn stejným druhem paliva, jaké se používalo v roce 1971. Společnost se za odkaz nestydí a v roce 2018 zařídila, aby byl první stupeň z letu R3 přivezen zpět „domů“ z Jižní Austrálie, kde ležel dlouhých 48 let pohozený v poušti. Nyní bude vystaven v sídle společnosti a bude už navždy připomínkou promarněné příležitosti. Mocný kouzelník přesto stále čeká na svého nástupce a doufejme, že to nebude trvat dalších 50. let.

Teď jsem zrušil kouzel díla,
vlastní jen mi zbyla síla
dosti skrovná; na vás jesti
zaklíti mne zde neb svézti
k Neapoli; nedejte mi,
když jsem získal zas svou zemi,
lupiči odpustiv, kruto
zhynout na ostrovu tuto;
nýbrž pout mne račte zhostit,
vlídných rukou tleskem zprostit.
Vašich úst dech přízněplný
žeň mé plachty přes vše vlny,
sic nedojdu svého cíle,
jenž byl – vám se líbit’ míle.

(William Shakespeare, Bouře)

Zdroje informací:
https://en.wikipedia.org/wiki/Ariel
https://en.wikipedia.org/wiki/Bristol
http://www.astronautix.com/b/blackknight
https://en.wikipedia.org/wiki/Black_Arrow
https://www.youtube.com/watch?v=g-lqh

Zdroj obrázků:
https://media.moneyweek.comsatellite.jpg
https://www.sciencemuseum.org-1969.jpg
https://www.sciencemuseum.org.uk/sites
https://upload.wikimedia.org/wikiped.png
https://static.nationalgeographic.co.uk/files
https://thumbs-prodblack-arrow-rocket.jpg
https://www.sciencemuseum.org.uk/sit.jpg

Print Friendly, PDF & Email
Kontaktujte autora článku - hlášení chyb a nepřesností, rady, či připomínky
Prosím čekejte...
Níže můžete zanechat svůj komentář.

16 komentářů ke článku “Co mají společného Shakespeare, 50 let a rtěnka?”

  1. jirik napsal:

    Díky za výborný článek. Britským fanouškům kosmonautiky je ukončení programu Black Arrow dodnes trnem v patě. Můj kamarád z Anglie mi říkal, že Američani nechtěli, aby Britové vyvíjeli rakety, tak jim nabídli, že jim budou levně vynášet družice, když zruší Black Arrow. Jakmile to udělali, cena vzrostla 🙂

    Ještě drobné upřesnění, Magiony 4-5 byly české družice, Magiony 1-3 československé družice. Vím, že jste to myslel dobře, ale dalo by se to pochopit i nesprávně.

    • Karel Zvoník napsal:

      Není zač. Je to krásný příklad toho, jak strategicky významné je mít vlastní nosič. Často se setkávám s názory proč má mít Evropa Ariane 6, a vůbec vlastní raketu, když je Falcon 9 levnější a lepší a ta s Evropy drahá a toto je krásný příklad.
      No to máte tak, když Slovensko pořád berete za součást. V textu to samozřejmě napravím. Díky.

      • Hawk napsal:

        Ja si myslim, ze vzhledem k siroce nabidce nosicu uz to neni strategicka zalezitost. Evropa se mohla inspirovat programem COTS v USA, v evropskem pripade hlavne na vynaseni satelitu a nechat uz doslouzit Ariane 5 a Vegu.
        To neznamena, ze by Evropa mela rezignovat na experimentalni vyvoj dokonalejsich pohonu,ale finalni aplikace pohonu v praxi uz by byly zalezitosti ciste komercni.

        V kazdem pripade se pripojuji k podekovani za clanek, takto podrobne informace o britskem kosmickem programu jsem zatim necetl.

        • Karel Zvoník napsal:

          Strategická záležitost je to pořád. Nejde jen o rakety, ale také o monopol na trhu. Například Evropa nebude mít nosič a bude chtít vynést určitou družici, třeba komunikační, ale USA řekne ano, ale bude taková a maková, jinak jí nevyneseme. Už se to v minulosti stalo. Příkladem budiž družice Symphonie (Symfonie).
          A děkuji za pochvalu. I to byl jeden z důvodů vzniku článku.

      • Ivo napsal:

        Ono je to jinak, Evropa mohla mít znovupoužitelný nosič místo Ariane 6. Takto se vyhodily peníze za něco, co již před uvedením do provozu není konkurenceschopné a dalším používáním se jen budou utrácet další peníze navíc. To je ten problém.

        Bohužel Evropa je nastavena tak, že se zde ctí heslo bohatým brát a chudým rozhazovat, takže zde nemáme lidi, kteří by měli kapitál na to udělat to samé co Elon Musk. Máme zde korporace, které to umí stejně špatně jako Boeing.

        A dál už raději nepíšu, protože to už by bylo o politice a to je k pláči a navíc to sem nepatří a proto už mlčím tedy končím.

    • Ivono napsal:

      Dovolím si částečně nesouhlasit. Tehdejší socialistická strana zařízla s kosmickým programem i letecký průmysl. Britové měli hodně zajímavých projektů a vláda to ze dne na den stopla. V nedávné době to udělala znova s projektem Nimrod. USA v tom hrály podružnou roli. Někdy tomu jejich myšlení moc nerozumím. Francie se v tomto chová úplně jinak.

    • Michal Václavík napsal:

      Šlo o britské rozhodnutí ovlivněné zejména ekonomickou stránkou věci. Tlak ze strany USA tam nebyl.

  2. Ondřej Šamárek napsal:

    Skvělý článek, poklona, Karle! 😉

  3. JanHonnza napsal:

    Báječný, zábavný článek s hromadou informací. Smím otázku? Je tento způsob pohonu opravdu perspektivní? Jen názor odborníka, pls…..

  4. Zargos napsal:

    Plno novinek,super článek.

    Jen zajímavost,zmiňovany H.Walter pracoval na pohonu na bázi peroxidu vodíku i pro použití na německých ponorkách,typ XVII. Přes jejich velkou rychlost plavby na svou dobu, nakonec i díky problémům,které peroxid přináší,zůstalo jen u prototypů.

  5. Vit Blahous napsal:

    Perfektní článek plný zajímavých informací! Ale nejvíc mě dostalo „tancuj, tancuj, vykrúcaj“, diky! 😀

Zanechte komentář

Chcete-li přidat komentář, musíte se přihlásit.