Rakety přelomu 19. a 20. století

Konec devatenáctého století přinesl hluboký pád významu vojenských raket, ale objevují se první teoretické práce o raketovém letu a začínají se objevovat realizovatelné nápady na využití rakety pro let do vesmíru.

Na přelomu 19. a 20. století nebyly v evropských armádách žádné pravidelné raketové oddíly (jako poslední je zrušilo Rusko v roce 1890) a využití raket se ve vojsku omezilo na signalizační činnost a na osvětlování nočních bojišť. Úpadek raket měl na svědomí rozvoj dělostřelectva a stagnace vývoje bojových raket. Do popředí zájmu se dostává vzduchoplavba a od roku 1903 také letadla těžší vzduchu. Rozvoj raketové techniky se přenesl na teoretickou úroveň a praktické zkoušky raket ve větším měřítku se rozeběhly až ve dvacátých a třicátých letech dvacátého století.

V roce 1896 vyšly v Rusku dvě publikace, které ukazují na raketu jako dopravní prostředek pro cestování vesmírem. První knihu s názvem "Sny o Zemi a nebi a efekty vesmírné přitažlivosti" vydal vlastním nákladem Konstantin E. Ciolkovskij (1857 - 1935). Ciolkovskij v ní populární formou objasňuje svůj názor, že jediný prostředek, který umožní člověku cestu za hranice atmosféry je raketa. Dále zde dovozuje, že pouze v případě, že během vzletu bude postupně odhazována nepotřebná část konstrukce, dospěje stroj k dostatečné rychlosti pro překonání zemské přitažlivosti. Druhou knihou byl spis Alexandra P. Fjodorova (1872 - ?) "Nový princip vzduchoplavectví". Fjodorov, ruský voják a novinář, zde vyslovil myšlenku, že ve vesmíru se bude k dopravě používat výhradně raketa a jako pracovní látku předpokládal páru stlačený vzduch nebo oxid uhličitý. Podobný raketový přístroj v knize popisoval, ale chybí jakékoliv výpočty, jež by uskutečnitelnost stavby takového aparátu podpořily. Fjodorov ve stejném roce opouští armádu a později působí v cizině v konstrukční kanceláři; potom jeho stopa mizí.

Z Ruska pochází jeden z nejzajímavějších návrhů raketového stroje z konce století. Vypracoval jej ve vězení ruský revolucionář Nikolaj I. Kibalčič (1853 - 1881), který byl za přípravu atentátu na cara Alexandra II. zatčen a v dubnu 1881 popraven. Kibalčič byl zatčen 17. března 1881, čtyři dny po atentátu, a ve vězení během čtrnácti dnů sepsal návrh na létající stroj nazvaný "Předběžný návrh na letadlo poháněné raketami". Pohonný agregát stroje měl tvořit raketový motor využívající k vytvoření reaktivní síly exploze výbušnin; Kibalčič rozpracoval i některé technické detaily motoru, např. mechanismus dávkování paliva, zabezpečení stability stroje a řízení letu pomocí naklánění motoru. Kibalčič požádal o předložení svého projektu odborníkům k posouzení, ale náčelník věznice na dokument napsal poznámku: "Předložit vědcům k prozkoumání je nevhodné, mohlo by to vyvolat nemístné fámy" a tak byl projekt v březnu 1882 generálem Komarovem předán k založení do carských archívů, aniž byl předložen vědcům k posouzení. Na veřejnost se projekt dostal až v roce 1918, kdy jej v dubnu otiskl časopis "Byloje". Kibalčičův rukopis nalezl v archívu ruský popularizátor vědy Nikolaj A. Rynin (1877 - 1942), autor první sovětské encyklopedie o historii a teorii reaktivního pohonu a letů do vesmíru vydávané postupně v letech 1928 až 1932 pod souhrnným názvem "Mežplanětnyje soobščenija" ("Meziplanetární spojení").

Podobnou kosmickou loď navrhl v roce 1891 ([7] uvádí rok vzniku 1890) německý vynálezce Hermann Ganswindt (1856 - 1934). Možnostem kosmického letu se začal věnovat kolem roku 1881 a jeho zařízení mělo být poháněno "motorem", z něhož byly vystřelovány ocelové koule; k výstřelům měl být používán dynamit. Aby posádka netrpěla otřesy při sérii výstřelů, byla kabina pro dva cestující umístěna na amortizátorech, které tlumily jednotlivé rázy výstřelů. Ganswindt si nedokázal představit, že k pohonu by stačila reaktivní síly plynu vycházejícího z motoru. Ovšem ve svém návrhu má zajímavější prvky: hodlá část plynů vznikajících při výstřelu používat pro vytápění obytných prostor lodi a poprvé upozornil na stav beztíže při kosmickém letu s tím, že hledal prostředky, které měly vést k vytvoření umělé tíže. Ganswindt se ale ke svému projektu později nevrátil a nikdy jej nedoplnil potřebnými výpočty.
O svém návrhu Ganswindt referoval ještě v roce 1891 v přednášce "O nejvýznamnějších problémech lidstva", kdy řekl: "Už jsem našel opěrný bod ve vzduchoprázdném prostoru a na základě tohoto výsledku jsem vytýčil cestu k vyřešení tohoto problému a k vyslání expedice na jiné planety."

Vraťme se ještě krátce k práci K. E. Ciolkovkého. Tento středoškolský profesor matematiky od roku 1897 řešil základní vzorec pro pohyb rakety ve volném prostoru, který by umožnil vypočítat maximální rychlost, teoreticky dosažitelnou jednostupňovou raketou. Podle vlastní datace dospěl ke konečnému tvaru rovnice 25. července 1898. Rovnice umožňující výpočet konečné rychlosti rakety jako tělesa s proměnlivou hmotností byla později nazvána podle objevitele - Ciolkovského rovnicí. Ciolkovskij v ní dokázal důležitý fakt, že se totiž raketa může pohybovat vyšší rychlostí, než je rychlost vytékajících zplodin hoření. Svoji teorii pohybu rakety shrnul v práci "Výzkum světových prostorů reaktivními přístroji", jejíž první část v roce 1903 otiskl ne příliš známý časopis "Naučnoje obozrenije" ve svém květnovém čísle. Brzy poté časopis zanikl a tak druhá část byla zveřejněna až mnohem později - v roce 1912 v petrohradském časopisu "Vestnik vozduchoplavanija".

Ciolkovského práce nebyly známy v Rusku natož v cizině, a proto i další vědci řešili rovnici popisující let raket. Ve Francii se touto problematikou začal od roku 1907 zabývat inženýr Robert Ésnault-Peltérie (1881 - 1957), známý pod zkratkou REP. Ésnault-Peltérie o teorii raketového letu referoval v listopadu 1912 na zasedání Francouzské fyzikální společnosti a později přiznal, že v té době ještě neznal Ciolkovského teoretické práce. Přednáška ve zkrácené podobě vyšla v následujícím roce v časopisu "Journal de Physique".

Americký fyzik a raketový výzkumník Robert H. Goddard (1882 - 1945) v té době rovněž pracoval na teorii raketového pohonu a svou studii dokončil v roce 1912, a to nezávisle na pracích Ciolkovského a Ésnault-Peltérieho. Goddarda studie utvrdila v tom, že k proniknutí do kosmického prostoru bude potřeba postavit kapalinový raketový motor a této myšlence se věnoval až do roku 1942. Mimochodem Goddard jako první na světě vypustil 16. března 1926 raketu s kapalinovým raketovým motorem.

A jako "poslední" odvodil teorii raketového pohonu rakouský fyzik a matematik Herman J. Oberth (1894 - 1989), který k výsledné rovnici dospěl bez znalosti prací ostatních průkopníků. Oberth později v dopise Ciolkovskému napsal, že při znalosti jeho prací by ve svých úvahách postupoval vpřed mnohem rychleji a ušetřil by spoustu práce.

Přestože se na přelomu 19. a 20. století hlavní díl práce udál v teoretické rovině, pokračovaly, sice sporadické, praktické pokusy s raketami. Po roce 1885 se raketové technice začal věnovat ruský důstojník a meteorolog Michail M. Pomorcev (1851 - 1916), autor první ruské učebnice meteorologie. Pomorcev experimentoval s prachovými raketami a sám se počátkem 20. století v Aerodynamickém institutu v Kučinu snažil o jejich konstruování. Pomorcev, který byl propagátorem balónové meteorologie, viděl v raketách prostředek, jak dopravit přístroje rychle do velkých výšek. V roce 1908 vyzkoušel svoji největší raketu, která doletěla do vzdálenosti téměř 9 km. Pomorcev na raketách pracoval v podstatě až do smrti v roce 1916, ale jeho přínos raketové technice byl jen nepatrný. Zajímavé je, že ve stejném institutu nezávisle na Pomorcevovi prováděl pokusy s prachovými raketami také D. P. Rjabuškin.

Zajímavý byl pokus z roku 1897 ze Švédska, kde na základě dřívějšího podnětu chemika a průmyslníka Alfreda Nobela (1833 - 1896) byla do rakety instalována fotografická komora. A při jednom z letů tato raketa pořídila první snímek krajiny - z výšky asi 100 metrů. Na tyto práce navázal od roku 1900 německý inženýr Alfred Maul (1864 - 1941), který dále rozpracoval fotografování z raket, a v roce 1903 získal na tuto metodu snímkování země patent. Jeho cílem bylo prosadit snímkování z raket do armády (pro armádu uspořádal v srpnu 1906 ukázkový let fotorakety), ale brzký rozvoj letectva a jednoduššího leteckého fotografování jeho záměry zhatil. Největších úspěchů dosáhl v roce 1912, kdy jeho raketa o hmotnosti přes 41 kg s fotokomorou o formátu 200x250 mm pořizoval snímky z výšky až 1200 metrů. Ale v této době se již plně rozvinulo letecké snímkování.

HLAVNÍ PRAMENY:
[1] V. P. Gluško: Razvitije raketostrojenija i kosmonavtiki v SSSR, Izdatělstvo APN, Moskva 1973
[2] J. Golovanov: Doroga na kosmodrom, Dětskaja litěratura, Moskva 1982
[3] P.Lála, A.Vítek: Malá encyklopedie kosmonautiky, Mladá fronta, Praha 1982
[4] P. Toufar: Uskutečněné fantazie, Práce, Praha 1978
[5] Brief History of Rockets - http://www.grc.nasa.gov/WWW/k-12/TRC/Rockets/history.html
[6] Petite Chronologie des grands Noms de l'Astronautique - http://www.project.mettavant.fr/astroquation.htm
[7] The Roots Of Rocketry - http://www.spaceline.org/rockethistory.html
[9] Russian Space Program - http://www.guidetorussia.com/russian-space-program.asp

-----
Příště: Přehled událostí v kosmonautice; plánované zveřejnění: 4.10.2011.