V seriály Kozmická Strojovňa sa väčšinou venujem raketám, alebo iným strojom, ktoré slúžia na dopravu na obežnú dráhu. Dnes si však povieme niečo o pozemných zariadeniach, ktoré tieto kozmické lety umožňujú. Kozmodrómy sú vlastne obrovské komplexy, v ktorých sa skladajú a pripravujú rakety. Všetky kozmodrómy sa skladajú z niekoľkých častí. Nosné rakety sú obrovské, často vážia aj niekoľko stoviek ton. Preto je prevoz takýchto veľkých a zložitých strojov veľmi chúlostivá záležitosť. Jednotlivé časti rakiet sa väčšinou vyrábajú v niekoľkých firmách a na kozmodrómy sa dopravujú oddelene. Preto je prístupnosť kozmodrómu často krát jedným z hlavných faktorov. Ideálne by mal byť kozmodróm postavený v blízkosti morského pobrežia alebo aspoň pri nejakej veľkej rieke. Lodná doprava je totiž jednoduchšia a navyše sa v lodiach dá prevážať väčšie množstvo nákladu a šírka dielcov nie je limitovaná šírkou tunelov.
A keď už sme pri tých tuneloch, po internete dlhšiu dobu koluje jeden vtip. Viete ako môže ovplyvniť šírka konského zadku tak dôležitý komponent, akým je booster na tuhé palivo pre raketoplány? šetko sa to vraj začalo v Ríme, kde sa do vozov zapriahali dva kone vedľa seba. To samozrejme ovplyvnilo aj šírku vozov a tým a rázvor kolies. Keď sa Rimania dostali na Britské ostrovy, doniesli tam aj svoje vozy a jazdením vznikli cesty s určitou šírkou. Briti potom túto šírku prebrali (veď načo meniť niečo, čo funguje) a neskôr tak začali stavať aj koče. Onedlho vznikli prvé železnice s rovnakou šírkou a keďže USA boli vtedy súčasťou Britského impéria, tak sa železnice s rovnakým rázvorom preniesli aj tam. Ako všetci vieme, SRB sa vyrábali v Utahu, odkiaľ sa na Cape Canaveral prevážali po železnici a samozrejme aj cez niekoľko tunelov. SRB teda nemohli byť širšie, než tunel. Šírka tunelov bola ovplyvnená šírkou koľají, ktorých rázvor sa doniesol z Británie. A ten mal rovnakú šírku, ako vozy. A keďže v každom voze boli zapriahnuté dva kone, kolesá vozov od seba boli rovnako ďaleko, ako dva konské zadky.
Ale späť ku kozmodrómom. Železničná doprava , ktorú som spomenul už vo vtipe, je tiež jednou z možností. Preto by mala na každý kozmodróm viesť nejaká železnica. Tá sa využíva na dopravu častí rakiet napríklad na kozmodróm Bajkonur, ktorý bol postavený s Kazašskej stepi v roku 1955. Čo sa týka infraštruktúry, veľmi dôležitá je aj poriadna asfaltová cesta. Tá slúži samozrejme na osobnú dopravu a často po nej vozia cisterny palivo alebo okysličovadlo, ktoré sa potom tankuje do rakiet.
Tak, toľko k infraštruktúre. Avšak doprava nie je všetko. Oveľa viac ako na doprave totiž závisí na polohe kozmodrómu. Na prvý pohľad je to možno bezvyznamné, ale ak sa na problém pozriete trochu lepšie, pochopíte, prečo je umiestnenie kozmodrómu najdôležitejším faktorom. Po prvé, nie z každého kozmodrómu môžete vypúšťať rakety na všetky dráhy. V záujme bezpečnosti je zakázané, aby raketa letela nad obývanou oblasťou. To veselo ignorovali napríklad Číňania, ktorí jednoducho dedinám v okolí Kozmodrómu zahlásili, že je možné, že im vyhorený stupeň spadne na hlavu a tým sa všetko vyriešilo. Potom po svete kolovali fotky aerodynamického štítu, ktorý dopadol tesne vedľa ľudských obydlí alebo inokedy sa zasa turisti fotili s obrovským zdeformovaným motorom z rakety CZ-3. Vo väčšine štátov však niečo také nie je prípustné, a tak napríklad Američania používajú Cape Canaveral na lety ku vesmírnej stanici ISS a Vandemberg na vypúšťanie družíc na polárne dráhy.
Všetky štáty sa snažia svoje kozmodrómy umiestniť čo najbližšie k rovníku. Prečo? Dôvodov je hneď niekoľko. V prvom rade rakety vypúšťané z rovníku majú až o 14% vyššiu nosnosť, ako rakety vypúšťané z kozmodrómu Plesetsk, ktorý je umiestnený približne na 63. rovnobežke. To je spôsobené tým, že pri lete na obežnú dráhu im pomáha rotácia Zeme. Asi najnevhodnejšie majú kozmodróm postavený Izraelčania. Je umiestnený iba 15,5 km južne od najväčšieho Izraelského mesta Tel Avivo. Z tohto kozmodrómu s menom Palmachim sa môžu rakety Shavit vystreľovať iba na retrográdne dráhy (proti smeru rotácie Zeme), a tak sa ich nosnosť dramaticky znižuje. Túto nevýhodu však Izraelčania chcú prekonať novou raketou, ktorá bude vypúšťaná z lietadla.
Vo vnútri obrovských komplexov ktoré si hovoria kozmodróm môžete nájsť niekoľko charakteristických stavieb. V prvom rade sú to samozrejme ubytovne pre zamestnancov a personál. Asi najdôležitejšou stavbou je hala, v ktorej sa zostavujú rakety (po anglicky Vehicle Assembly Building, VAB). Existujú dva typy takýchto hál. Buď sa raketa stavia vo vztýčenej polohe, to používajú hlavne Američania v svojej obrovskej hale VAB, v ktorej sa zostavovali mesačné rakety Saturn V alebo raketoplány. Prakticky zmenšenú kópiu VAB majú Číňania. Tí tam dávajú dokopy napríklad rakety CZ-3. Vo vztýčenej polohe sa zostavovali aj brazílske rakety VLS zo základne Alcantara, indické PSLV a GSLV a aj európska miniraketa Vega, ktorá mala svoju premiéru v minulom roku. Pri Vege ešte chvíľu zostanem. Celá konštrukčná hala je totiž postavená na pohyblivej plošine. Po skompletizovaní celej Vegy sa dá do pohybu a prenesie raketu až na odpaľovaciu rampu. Tam potom počká až do doby pred odpalom a nakoniec sa vráti bez rakety späť na svoje pôvodné miesto. Takáto zaujímavá konštrukčná hala existuje iba na kozmodróme Kourou vo Francúzskej Guyane.
Zdroj: http://www.kennedyspacecenter.com/
Druhý typ montážnych hál využívajú hlavne Rusi. Tí raketu zložia v horizontálnej polohe. Raketa teda celý čas leží. Potom sa naloží na lokomotívu alebo iné prepravné zariadenie a pomaly sa prenesie až na odpaľovaciu rampu. Tam sa pomocou zložitej sústavy žeriavov a kladiek pomaly vztýči. Na prvý pohľad to vyzerá veľmi zložito. Veď, také Protony majú pri štarte až 712 ton. Treba si však uvedomiť, že všetky rakety sa tankujú až tesne pred štartom. Výnimku tvoria iba tie na tuhé palivo. Takže v skutočnosti taký Proton-M pri dvíhaní do vertikálnej polohy váži len 70 ton aj s družicou, čo nie je zas až tak veľa.
Takzvané HAB (Horizontal Assembly Building) používajú hlavne Rusi a Japonci, ale môžem spomenúť aj spoločnosť Orbital Sciences Corporation, ktorá pre NASA vyvíja nákladnú loď Cygnus-1. Ich rakety Minotaur IV a Antares sa tiež skladajú v horizontálnej polohe.
Na každom kozmodróme určite nájdete aj odpaľovacie rampy. Tie slúžia ako pomocné zariadenie pri štarte rakety. Tiež umožňujú tankovanie rakety, až do okamihu štartu ju napájajú elektrickou energiou, podopierajú ju a umožňujú technikom prístup k rakete. Úplne prvá väčšia odpaľovacia rampa sa vybudovala v roku 1957 v novozaloženom Bajkonure a štartovali z nej prvé medzikontinentálne balistické strely R-7, o ktorých sa viac dočítate v druhom diely tohto seriálu. Najväčšia odpaľovacia rampa na nachádza na americkom Cape Canaveral. V minulosti slúžila na štarty Saturnov V, potom z nej štartovali raketoplány a v budúcnosti bude slúžiť novým americkým superraketám SLS. Súčasťou niektorých odpaľovacích rámp sú aj pásové transportéry. Najväčší majú znovu Američania a slúži už dobrých päťdesiat rokov. Po skončení programu STS prešiel niekoľkými významnými úpravami, počas ktorých dostal napríklad nový motor a brzdy. Na konci roku 2012 potom absolvoval skúšobnú jazdu, o ktorej sa dozviete viac v 61. diely seriálu „Dobývání Vesmíru“. Generálna oprava tohto kolosu je skutočne nutná, veď za pár rokov bude prevážať nové rakety SLS, ktoré budú až o 15% ťažšie, než Saturn V.
Kozmodróm, to nie je iba zopár rámp a montážnych hál. Bez preháňania môžem napísať, že je to vlastne mesto. Veď, v Bajkonure žije až 70 000 inžinierov s ich rodinami. K dispozícii majú tepelnú elektráreň s výkonom až 60 MW a energovlak z výkonom 75 MW. V Bajkonure je celkovo viac než 450 km železníc, letisko, pristávacia dráha pre zrušený projekt ruského raketoplánu Buran, množstvo obchodov, divadiel, škôl a dokonca aj americký MC-Donald.
Nakoniec som pre vás prichystal zoznam najznámejších kozmodrómov a zopár zaujímavostí nich.
Zdroj: http://upload.wikimedia.org/
Bajkonur, je vlastne úplne prvý kozmodróm na svete. Začal sa budovať už v roku 1955. Pôvodná obec s menom Bajkonur sa nachádza 320 km od kozmodrómu a jej meno slúžilo ako krytie v časoch studenej vojny. V západnej tlači je známy skôr pod menom Tjura-Tam. Jeho pôvodné meno bolo Taškent-90 a momentálne sa oficiálne nazýva Gossudarstvennyj ispytateľnyj kosmodrom (GIK). Po rozpade Sovietskeho Zväzu prešiel pod správu Kazachstanu a Rusko si ho prenajalo sa 115 mil. dolárov ročne na dobu minimálne 50 rokov. Počas tohto obdobia sa však Rusi majú snažiť obmedziť vypúšťanie rakiet, ktoré vpoužívajú toxické palivo. Preto sa pomaly prestali používať napríklad rakety Dnepr a v budúcnosti by sa mali Angarami-5 nahradiť aj známe Protony. V súčasnosti z Bajkonuru štartujú už iba Sojuzy, Protony, a rakety Zenit.
O kozmodróme Plesetsk máme oveľa menej informácií, než o Bajkonure. Je to kvôli tomu, že z neho často štartujú vojenské družice a je pod správou Kozmických vojsk Ruskej Federácie. Vznikol v roku 1957 a o dva roky neskôr z neho štartovala prvá raketa R-7. Až v roku 1963 Kremeľ rozhodol o jeho kozmickom využití a momentálne slúži hlavne na vypúšťanie družíc na polárne dráhy. Na rozdiel od Bajkonuru na nachádza na území Ruska.
Kozmodróm Vostočnyj je tretím veľkým Ruským kozmodrómom. Momentálne ešte nie je v prevádzke. Prvá raketa by z neho mala odštartovať až v roku 2015, prvá pilotovaná misia novej Ruskej lode PPST potom o tri roky neskôr. Vostočnyj bude prešpikovaný modernými technológiami a postupne nahradí Bajkonur. Budú z neho štartovať hlavne rakety z rodiny Angara a raz snáď aj nová ruská superraketa. Pôvodne sa plánoval začiatok výstavby kozmodómu už na rok 2007, ale ekonomická kríza zapríčinila štvor-ročný odklad. Nakoniec sa so stavbou začalo až v druhej polovici 2011. Počas prvých troch rokov stavby má byť investovaných takmer 810 miliónov dolárov.
Zdroj: http://upload.wikimedia.org/
Americký Cape Canaveral je asi najznámejší kozmodróm na svete. Štartovali z neho rakety, Redstone, Atlas, Titan, Saturn, raketoplány, Falcon 9 a obrovské množstvo ďalších strojov. Nachádza sa tam jediná budova na svete, ktorá má vlastné počasie, VAB. Skladá sa z dvoch častí. Na juhu je Cape Canaveral Air Force Station, teda vojenská časť kozmodrómu. Odtiaľ sa do vesmíru na rakete Atlas V vyniesol aj americý miniraketoplán X-37. Z vojenskej základne štartovali aj pilotované misie programov Mercury a Gemini a tiež rakety Saturn I a Saturn IB. V severnej časti kozmodrómu sa nachádza Kennedyho Vesmírne Stredisko (KSC) patriace NASA. Tam sa v šesťdesiatych rokoch minulého storočia na Merritskom ostrove postavil Štartovací Komplex 39. V ňom sa nachádza napríklad budova VAB. Zhruba 5 km od VAB ležia rampy 39A a 39B. Odtiaľ najprv štartovali rakety Saturn a neskôr boli upravené pre raketoplány. Momentálne prebieha ich údržba a v roku 2017 sa obnoví ich zašlá sláva premiérovým štartom rakety SLS. Rekonštruuje sa samozrejme aj budova VAB, z ktorej technici vybrali kilometre káblov a momentálne tam inštalujú optické vlákna. Staré vyslužilé žeriavy sú už vonku a začína sa s montážou nových.
Základňa Vandemberg je druhým americkým kozmodrómom. Bol založený v júni 1958 a slúžil pre skúšky raketových zbraní. Jeho strelecký priestor miery na juh a juhovýchod do vôd Pacifiku. Najzaujímavejšia je rampa SLC-6, do ktorej bolo v uplynulých tridsiatich rokoch investovaných viac než osem miliárd dolárov. Najprv slúžila na vypúšťanie rakiet Titan-3M s vojenskými pilotovanýi laboratóriami MOL. Po zrušení projektu bola zakonzervovaná a obnovená až začiatkom osemdesiatych rokov. Mali z nej štartovať raketoplány, ale po havárii Chellengeru vojaci dali od Shuttlov ruky preč. Prvého štartu sa nakoniec dočkala v roku 1994 a od vtedy sa z nej vypúšťajú ľahké nosiče firmy Lockheed s názvom LMLV.
Hlavný európsky kozmodróm sa nachádza v Južnej Amerike, v štáte Francúzska Guyana . Kourou je zároveň kozmodrómom, ktorý je najbližšie pri rovníku. Nachádza sa na piatej rovnobežke. Vďaka tejto úžasnej polohe je úplne ideálny na vypúšťanie geostacionárnych satelitov. Rakety maximálne využívajú rotáciu Zeme a navyše potom družice nemusia veľmi meniť sklon dráhy. Aj preto slabšia Ariane 5 dokáže na GEO vyniesť až 6 200 kg ťažkú družicu, zatiaľ čo Proton-M zvládne iba 3,7 tony. Kozmodróm začali budovať Francúzi v roku 1964, po zrušení kozmodrómu Hammaguir v Alžírsku. Strelecký priestor mieri na sever až východ nad Atlantický oceán. Nedávno odtiaľ v rámci programu Galileo začali štartovať aj ruské rakety Sojuz. Tie boli upravené pre štarty z rovníkovej oblasti a tým sa ich nosnosť na prechodnú dráhu ku geostacionárnej (GTO) zvýšila až na 3,5 t. Z toho že Sojuzy štartujú z Kourou majú profit aj Rusi. Získali vylepšený nosič Sojuz-STA a možnosť používať európsku rampu pre vynášanie svojich nákladov. Presťahovanie Sojuzov na Kourou sa však určite nekoná. Výhodnú polohu kozmodrómu totiž vyvažuje zložitá preprava. Každý nosič sa na lodi prepravuje pol roka.
Šríharikota je hlavný Indický kozmodróm. Už desiatky rokov z neho štartujú rakety a na obežnú dráhu okolo Zeme vynášajú menšie či väčšie satelity. Počas rokov na Šríharikote štartovali štyri typy rakiet. Najsilnejšia, GSLV (Geosynchronous Satelite Launch Vehicle) dokáže na GEO vyniesť až jednotonový náklad. Štartovala odtiaľ aj mesačná družica Chandaryaan a už tento rok sa snáď vydá do vesmíru aj nová družica pre planétu Mars s názvom Mangalyaan. Prvá družica sa zo Šríharikoty do vesmíru dostala v roku 1980 na špici rakety SLV.
Zdroj: http://nationalspacestudiescenter.files.wordpress.com/
Kozmické stredisko Tanegašima je najväčším pracoviskom NASDA, teda japonského Národného úradu pre vesmírny rozvoj. Skladá sa z dvoch častí. Z tej severnej sa na obežnú dráhu vynášajú špionážne družice a južná sa zameriava na mierové kozmické lety. Tri krát odtiaľ napríklad ku Medzinárodnej Vesmírnej Stanici ISS štartovala aj nákladná loď HTV s raketou H.
A nakoniec Sea-Launch. Jediný plávajúci kozmodróm momentálne kotví blízko rovníku a štartujú z neho ukrajinské rakety Zenit. Väčšinu akcií vlastní firma Energija, ktorá má kvôli tomu obrovské problémy. Sea-Launch je totiž veľmi zadlžený a po januárovom nevydarenom štarte to s ním nevyzerá dobre. Preto sa ho momentálne Energija snaží predať. Takže máte jedinečnú možnosť, kúpiť si vlastný kozmodróm aj s loďou, v ktorej je operačné stredisko. A ani vás nebude stáť veľa peňazí. Stačí taká miliarda pre veriteľov a môžete si vyskúšať Kerbal Space Program naživo.
Zdroje informácií:
http://sk.wikipedia.org/
http://mek.kosmo.cz/
https://kosmonautix.cz/
Zdroje obrázkov:
http://mek.kosmo.cz/nosice/esa/ariane/ar502e.jpg
http://img.sk.prg.cmestatic.com/media/images/200×113/Feb2010/2129439.jpg
http://www.kennedyspacecenter.com/images/home/VAB-Flash.gif
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/70/Baykonur_sity_Gagarin_prospect_Leninsk_stella_2005.jpg
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/17/Cape_Canaveral_Air_Force_Station.jpg
http://nationalspacestudiescenter.files.wordpress.com/
Samo, ako moze byt Bajkonur na 63. rovnobezke, ked ta je uz za polarnym kruhom, a tam rozhodne Bajkonur nelezi? 🙂
Ale inak zaujimave citanie.
No jasné. Reč bola samozrejme o kozmodróme Plesetsk. Ďakujem za postreh
A este mi nie je jasne, preco ti Izraelci musia vypustat rakety len na retrogradne drahy? V clanku to nie je velmi opisane.
Ale je. Treba len čítať. Kozmodróm je iba 15 km od najväčšieho Izraelského mesta Tel Avivo. Takže všetky rakety sa musia vypúšťať smerom od tohto mesta. Raketa predsa nemôže letieť nad husto obývanou oblasťou. Čo ak by vybuchla??? Potom by si to vyžiadali stovky životov.
No v clanku je ze Tel Aviv je 15km JUZNE od kozmodromu (alebo naopak). Ale rakety sa predsa odpaluju v smere rotacie Zeme, nie? Tak ci je nieco juzne alebo severne od odpaliska, to predsa nie je podstatne. Ale z toho komentu od Tomasa Kohouta to uz je jasne, oni na zapad proste letia nad zaludnenymi oblastami.
Aj tak mi to pride zvlastne, v kozmonautike, kde sa musi pozerat, vzhladom na obrovsku spotrebu, na kazdu drobnost len aby sa nosnost rakety zvysila, si Izrael moze dovolit taku rozsafnost, ze striela v protismere. 🙂
Oni Izraelci, pokud chtějí vypouštět rakety ze svého území, jinou možnost než vypouštět západním směrem nemají. Mapa: http://maps.google.cz/maps?oe=utf-8&rls=org.mozilla:cs:official&client=firefox-a&q=mapa+izrael&um=1&ie=UTF-8&hq=&hnear=0x1500492432a7c98b:0x6a6b422013352cba,Izrael&gl=cz&sa=X&ei=7bYsUdDbAYjRsgbmw4DwCA&ved=0CC4Q8gEwAA
Řešením je tedy umístit kosmodrom někam do mezinárodních vod. Ať už by se jednalo o plovoucí plošinu nebo plošinu zapuštěnou do mořského dna. Případně by si mohli pronajmout cizí území. To už by se jim vyplatilo si rovnou pronajmout nosnou kapacitu některé z kosmických společností.
Citam vela clankov na tomto blogu a som naozaj nadseny, a aj ked sa v diskusii nevyjadrujem, tentokrat mi to uz nedalo a musim. Samozrejme iba konstruktivnu kritiku.
Vtip na zaciatku je ok, ale problemom je slovo RAZVOR. Je pouzite niekolko krat, takze to bije do oci, a najma preto, lebo je to nespravne. Razvor je vzdialenost medzi napravami, nie sirka napravy (cize vzdialenost medzi kolesami na jednej naprave).
A druha vec je, ze by som uvital presnejsie vysvetlenie vztahu medzi poziciou kozmodromu a nosnostou rakety. Je to v clanku najma konstatovane, ale mna by zaujimalo, preco je to tak a AKO presne na to vplyva rotacia Zeme.
Inak vdaka za clanok a aj za celu seriu. Pokracujem v citani dalsich dielov.
Zdravím. Ďakujem za konštruktívnu kritiku.
Nosnosť rakety čiastočne závisí aj na polohe kozmodrómu. Ako iste viete, Zem sa točí nejakou uhlovou rýchlosťou (neviem presné číslo) a túto rotáciu poznáme ako striedanie dňa a noci. Aj keď sa to nezdá, táto rýchlosť je dosť veľká. A teraz to hlavné. Keď chce raketa nabrať prvú kozmickú rýchlosť, teda dostať sa na obežnú dráhu okolo Zeme, musí zrýchliť na 7,9 km/s. Preto neletí celý čas kolmo hore, ale postupne sa nakláňa a väčšinu času jej motory horia v polohe rovnobežnej so zemským povrchom. Nakoniec po dosiahnutí potrebnej rýchlosti sa dostane do takzvaného nekonečného voľného pádu, pri ktorom obehne Zem. Predstavte si to ako skok z prudkého kopca. Keď sa dobre rozbehnete, dopadnete ďalej.
Keďže Zem sa točí, túto rýchlosť môže raketa prebrať, čiže dostane akoby zadarmo pár stoviek metrov za sekundu. Asi nemusím vysvetľovať, že na rovníku dostane najviac. Preto je poloha kozmodrómu tak dôležitá.
Rýchlosť sa totiž nepočíta vzhľadom na pohybujúci sa (rotujúci) povrch, ale vzhľadom na nehybný povrch. Teda akoby sa Zem netočila.
Dúfam, že sa mi to podarilo trochu osvetliť. Neviem to podať lepšie.
Já bych jen doplnil, že úhlová rychlost otáčení je na všech místech stejná, ale liší se rychlost, kterou se pohybují body na zemském povrchu. Pro další řádky zapomeňme na to, že Země obíhá kolem Slunce a to kolem středu Galaxie. Počítejme pouze s rotací Země kolem vlastní osy. Pokud si představíme bod na rovníku, tak ten se za den otočí o nějakých 40 000 kilometrů. Naopak třeba bod v místě, kde leží Česká republika urazí během dne vzdálenost sotva poloviční. Extrémním případem je pak zemský pól, který se během dne neotočí ani o metr (pokud nepočítáme precesi a další podružné pohyby). A právě na základě čísla rovnoběžky závisí gravitační pomoc startující raketě – na rovníku pomáhá zemská rotace – jak jsem napsal, bod na rovníku se za den otočí o těch 40 000 kilometrů. Čím víc jdeme k pólům, tím menší vzdálenost body urazí a tím víc práce zůstává na nosné raketě.