Jeden môj priateľ, Michal Křenek, spracoval kvalitný, rozsiahly a podrobný materiál o budúcnosti vesmírnych letov. Má 18 rokov, býva v Prahe a študuje na 8-ročnom gymnáziu. Má rád SF a zaujíma sa aj o serióznu vedu a tak v tomto veku informačnej a komunikačnej revolúcie bolo len otázkou času, kedy my dvaja na seba narazíme. Seriál \„Budúcnosť vesmírnych letov\“, ktorý som z jeho materiálu nakúskoval a ktorý by mal ozrejmiť základné veci napr. aj začínajúcim spisovateľom, ktorí v tejto oblasti nie sú až tak doma, bude postupne pojednávať o chemických raketových motoroch a ich obmedzeniach, pokročilých pohonných systémoch (nukleárny, anihilačný, laserový, solárny… pohon) a budúcnosti medzihviezdnych letov ako takej (warpový pohon, gravitačný pohon, červie diery a pod.). Tí, ktorý si obľúbili túto sekciu, ale aj všetci ostatní, ktorým nie je technika a techńológia až taká cudzia, sa majú na čo tešiť. Michalovi Křenekovi chcem týmto za poskytnutý materiál poďakovať.
Úvod do seriálu
Létat volně jako pták, to byl sen lidí snad již od nepaměti. A ten sen se stal skutečností. Nejdříve v podobě horkovzdušných balónů a později v podobě letadel. Jenže létat po obloze lidem nestačilo, věděli že jsou omezení na naši rodnou planetu a to jim nedalo spát. Chtěli se dostat výš, opustit stísněný prostor naší planety a dostat se tak daleko do vesmíru, jak jen to bude možné. Šedesátá léta 20. století byla zlatým věkem kosmických letů. Začalo to první umělou družicí Země – Sputnikem v r. 1957, pokračovalo prvním člověkem ve vesmíru Jurijem Gagarinem v r. 1961 a skončilo prvním člověkem na Měsíci – Neilem Armstrongem v r. 1969. Dnes sága pokračuje v podobě pravidelných letů raketoplánů, výstavby Mezinárodní Vesmírné Stanice a plánů na pilotovanou misi na Mars. Nejdál do vesmíru se zatím dostaly sondy Voyager. Ale co můžeme očekávat od budoucnosti?
Lety do vesmíru byly předpovězeny mnohem dříve než kohokoliv mohlo napadnout, že by vůbec někdy něco takového bylo skutečně možné. Jules Verne se poprvé dotkl tohoto tématu už r. 1865 ve svém románu Cesta na Měsíc. Ve dvacátém století ho následovala spousta autorů science-fiction, kteří ve svých povídkách či románech celkem spolehlivě předpovídali budoucnost výzkumu vesmíru. Proslulý autor sci-fi, Arthur C. Clarke, například mimo jiné předpověděl využití umělých družic k přenosu televizního vysílání a spojení raket s nukleárními hlavicemi do ničivých zbraní.
Dnes, když je blízký vesmír díky automatickým sondám již jakž takž prozkoumán, začíná vyvstávat nový problém – objevila se před námi nová hranice. Tou hranicí je naše sluneční soustava. Nejbližší „cizí“ hvězda, Proxima Centari, je od nás vzdálena zhruba 4,3 světelného roku. To je vzdálenost, kterou trvá světlu uletět přes 4 roky. Další hvězdy jsou od nás ještě mnohem a mnohem dál. I kdybychom byli schopni postavit tu nejvýkonnější raketu s anihilačním pohonem a zásobit ji dostatečným množstvím paliva, tedy hmoty a antihmoty, tak nikdy rychlosti světla nedosáhneme. Je to dáno geniálně jednoduchou Einsteinovou rovnicí E=mc2. Rychlost světla (tzn. elektromagnetického záření) ve vakuu je totiž absolutní rychlostní limit našeho vesmíru. Žádný hmotný objekt, ať už subatomární částice nebo vesmírná loď, nikdy této rychlosti nedosáhne a už vůbec ji nepřekročí. To je základní předpoklad plynoucí z Einsteinovi speciální teorie relativity, která byla již nespočetněkrát nezpochybnitelně prokázána. Vyplývá to z toho, že jak se zvyšuje rychlost vesmírné lodě, k dalšímu zrychlení potřebujeme pořád víc a víc energie. K dosažení rychlosti světla by pak bylo potřeba dodat lodi nekonečné množství energie. Při rychlostech blízkých rychlosti světla (tzv. relativistických rychlostech) se už začíná znatelně projevovat diletace času a kontrakce délek, takže pro posádku rakety zrychlující neustále o 1g (tzn. o 9,81m.s-2, což na palubě vytváří umělou gravitaci shodnou s pozemskou) by například k překonání celé naší Galaxie (zhruba 100 000 světelných let) stačilo pouhých 12 let, ale z pohledu pozorovatelů na Zemi by uplynulo celých 100 000 let! Množství paliva potřebné na takovou cestu by však bylo skutečně nereálné a rozhodně nedosažitelné. Z tohoto pohledu to tedy vypadá, že tato hranice je skutečně nepřekonatelná a pokud bychom někdy byli schopni letět k cizím hvězdám (a při troše štěstí navštívit i planety, které by kolem nich mohly obíhat), tak to rozhodně budou jen hvězdy nejbližší, naši hvězdní sousedé.
O budoucnosti vesmírných letů jsem se rozhodl psát z prostého důvodu. Výzkum vesmíru je nesmírně zajímavý a hlavně důležitý pro budoucnost celého lidstva. Sám jsem se o vesmír zajímal už od malička a lety vesmírem pro mě bylo vždy něco úchvatného. Dnes jsou to pilotované lety jen do nejbližšího okolí Země a automatické lety až k nejvzdálenějším planetám naší sluneční soustavy, ale kdo ví jak tomu bude za několik století, nebo i tisíciletí? Zůstaneme jen u naší sluneční soustavy, nebo si najdeme cestu ke vzdáleným hvězdám? Tak jako dříve autoři sci-fi předpovídali lety raketami do nejbližšího vesmíru, dnes předpovídají mezihvězdné lety, třeba až na druhý konec Galaxie. I když se to zdá na první pohled vzhledem k limitu rychlosti světla nemožné, sám Einstein ve své obecné teorii relativity nechal několik teoretických možností jak rychlost světla „obejít“.
Téma budoucnosti vesmírných letů je nesmírně rozsáhlé a vydalo by na ohromnou spoustu knih, a tak jsem se v této práci rozhodl věnovat jen tomu nejdůležitějšímu – budoucím vesmírným pohonným systémům. V první části své práce se budu zabývat především vlastnostmi, limity a budoucností využití klasického chemického raketového pohonu. V druhé části provedu jakýsi přehled všech možných pokročilých pohonných systémů, které najdou uplatnění například v plánované budoucí pilotované misi na Mars nebo i dalším průzkumu naší sluneční soustavy. V poslední části své práce se budu zabývat hypotetickými „nadsvětelnými“ pohonnými systémy založenými na obecné teorii relativity – na manipulaci se samotným časoprostorem.
Michal Křenek http://mikos.ic.cz m.krenek@volny.cz
V budúcej časti niečo o chemických pohonných systémoch.