facebooktwittergoogleinstagram

Věda a výzkum

Portál Vědavýzkum.cz - Nezávislé informace o vědě a výzkumu

IOCB Tech, s.r.o. - hlavní partner portálu Vědavýzkum.cz

Hlavní partner portálu
facebooktwittergoogleinstagram

Za hranice všední atmosféry

19. 8. 2021
Za hranice všední atmosféry

V době prázdnin a dovolených lidé touží „zamířit za hranice všedních dnů“, změnit myšlenky a denní stereotypy, poznávat nové kraje a mnozí se chtějí blýsknout něčím neobvyklým. Realizace cestovatelských snů záleží na schopnostech a především finančních možnostech jedince. Není překvapivé, že nejbohatší lidé na zeměkouli nemají přízemní sny a, zatouží-li třeba po cestě do vesmíru, jsou ochotni zaplatit nákladný dlouholetý vývoj cestovního prostředku

K tomu došlo v posledních letech – dokonce hned u několika těchto extravagantních „miliardářů“. Soupeření vyvrcholilo počátkem léta.

Virgin Galactics2

Ráno 11. července pan Richard Branson s dalšími třemi spolucestujícími a dvěma piloty vyskočili do výšky 80 km nad povrch Země pomocí nosného letadla VMS Eve a raketoplánu VSS Unity, vyvinutými v Bransonově firmě Virgin Galactic. Na vrcholu dráhy mohli cestující z mnoha kruhových okének spatřit zakulacenou zeměkouli s tenkou namodralou slupkou atmosféry a prožít asi 6 minut v beztížném stavu, aby pak sklouzli zpátky na Zemi – to celé asi za 90 minut. Devět dnů poté se podíval do výšky 100 km další z miliardářů, Jeff Bezos. Jeho dopravní prostředek New Shepard vyvinutý ve firmě Blue Origin je bližší klasické raketě s raketovým motorem, který raketu vytlačí nahoru a zajistí i brždění a měkké přistání (a tedy mnohonásobnou použitelnost). Kabina se čtyřčlennou posádkou se cestou oddělí, vystoupá do výše sto kilometrů a přistane pomocí padáků. Celý let je podstatně kratší než v předchozím případě (~10 min) a také stav beztíže v nejvyšším bodě trvá jen asi 3 min.

Tyto závody ve skocích do vesmíru by nás ani nemusely příliš vzrušovat – na letenku si jen tak neušetříme a beztak budou čekací listiny vesmírných turistů dlouhé. Zajímavější je související diskuse o tom, zda skutečně v obou případech posádky překročily hranice vesmíru.

Jako hranice mezi atmosférou Země a vesmírem se obvykle bere tzv. Kármánova linie. Tu navrhl americký fyzik maďarského původu Theodor von Kármán (1881–1963). Vycházel ze vztlakové síly letounu s křídlem, která je přímo úměrná hustotě vzduchu a druhé mocnině rychlosti křídla vůči vzduchu (ostatní parametry pokládejme za neměnné). Při poklesu hustoty tedy musíme pro stejný vztlak zvyšovat rychlost, až při určité výšce bude rychlost tak velká jako orbitální rychlost družice – využití vztlaku už nebude mít význam k udržení pohybu objektu. Kármán došel k výšce 83 km. V nedávné práci rozpracoval McDowell původní Kármánovy myšlenky a vypočetl, že tato hranice leží mezi 66 a 88 km (vzhledem k proměnnosti parametrů atmosféry a létajících objektů).

S rychlým nástupem letů do kosmu vznikla již v 60. letech 20. století právnická potřeba jednoznačně oddělit vzdušný prostor, který „patří“ státu ležícímu pod ním, od prostoru kosmu, jehož užívání je společné všem zemím dle úmluvy o jeho volném využití. Tehdy se fyzikální poznatky dostaly do rukou právníků. Jedním z nich byl A. G. Haley, který ve své knize „Space Law and Government“ (1963) použil termín Kármánova hranice a zokrouhlil ji na 100 km. A tak je dnes uznávána po celém světě, kromě USA, kde se bere hranice 50 mil, tedy 80 km. To znamená, že jak Branson, tak Bezos se spolucestujícími jsou z právního hlediska novými astronauty, protože oba lety se uskutečnily nad územím USA.

Co si tedy můžeme vzít z tohoto příběhu jako poučení my „přízemní“ lidé? Pomineme-li otázku obtížnosti stanovení jednoznačných hranic spojitě proměnných prostředí, pak hlavním poselstvím by mělo být uvědomění si faktu, že náš „habitat“ – místo, kde jsme schopni žít – je jen tenká vzdušná slupka na povrchu Země (život pod zemí by asi nebyl příliš radostný). V posledních desetiletích jsme díky poznání přírodních procesů (fyziky, chemie, biologie …) a stále rychlejšímu pokroku techniky získali prostředky, které nás dostaly z fáze lokálního přizpůsobování přírody do situace, kdy svou činností zásadně proměňujeme prostředí v globálním měřítku. Vstoupili jsme do období antropocénu. Nyní musíme dokázat svou činnost upravit tak, abychom udrželi snesitelné životní podmínky na zeměkouli. Spoléhat na „plán B“ – záchranu lidstva přemístěním na jiná tělesa sluneční soustavy – je bláznivé (viz trefné shrnutí této otázky od kolegy Kopeckého). Spíše než obětovat čas a omezené zdroje na meziplanetární cesty s posádkou, musíme vyřešit naléhavé problémy zde na Zemi – např. zajistit dostatek energie jinak než spalováním fosilních surovin, třeba zvládnutím termonukleární fúze (viz články v aktuálním čísle Čs. čas. fyz. 4/2021, ccf.fzu.cz) a/nebo šetřením, resp. menším plýtváním.

Na místě je zatím spíše pokora před řádem přírody než namyšlenost pánů Země, kteří si ji mohou, když se jim zachce, prohlížet z vesmíru.

 

Autor: Jan Valenta

Tento článek je upravenou verzí Úvodníku aktuálního čísla Čs. časopisu pro fyziku 4/2021.