Vesmírná šalina: dostaneme se do kosmu tramvají?

Zeměkoule začíná být lidstvu malá a narůstající počet lidské populace neuživí, varují už nějaký ten pátek vědci. Jiní zase tvrdí, že potenciál naší planety není ještě zdaleka vyčerpán. Buď jak buď, dřív nebo později se lidé stejně budou muset vydat ke hvězdám.

Nároky moderní civilizace na planetě Zemi jsou čím dál tím vyšší, to se týká množství potravin, ale i surovin a energií. I když se odhady ohledně potenciálu Země uživit další miliardy lidí různí, je nad slunce jasné, že zdroje surovin a energií nejsou nevyčerpatelné. Ve vesmíru však čeká v tomto ohledu nezměrné bohatství na miliony nebo snad i miliardy let pro daleko větší lidskou populaci, než čítá dnes. Čerpat z něj však znamená vzlétnout do vesmíru. Mohlo by se namítnout, že už tam létáme. Z pohledu obrovských dálek, které budeme muset kvůli získávání nových zdrojů překonávat, dnes pozemská kosmonautika představuje jen velmi malé skoky na oběžnou dráhu a na Měsíc.

Ba co víc, jsou to skoky až do nebe volajícím způsobem neefektivní, mrhající energií i materiály a stroji. Za těch několik desítek let od první umělé družice Země se principy konstrukce a pohonu kosmických raket a lodí vlastně nezměnily vůbec nebo jen nepatrně. Když si uvědomíme, že kvůli dopravení lidské posádky nebo pouze několika tun nákladu na oběžnou dráhu spálíme v raketách tisíce tun paliva a ještě z nich zůstane maximálně tak návratový modul, tak je každému jasné, jak neekonomickou technologií disponujeme. Paradoxní je, že několikanásobně použitelné raketoplány byly provozně ještě dražší, jak se postupně ukázalo. A to byly původně projektovány jako efektivnější alternativa ke klasickým raketám, která zajistí budoucnost letů do vesmíru, ale víme, jak dopadly.

Aby se pozemská kosmonautika konečně po dlouhých desetiletích pohnula technologicky někam dále a aby lety i vynášení nákladů do kosmického prostoru byly výrazně levnější, musí přijít něco zcela nového. Stroje či zařízení, která nebudou vážit tisíce tun kvůli nutnosti nést si s sebou palivo a nebudou muset překonávat obrovskou tepelnou energii způsobenou třením o vzduch při průletu atmosférou. Něčím takovým by se mohla stát Star Tram, „kosmická tramvaj“. V představách konstruktérů by se mělo jednat o systém, který by nepotřeboval žádné raketové motory ani toxická a vysoce výbušná paliva, a přitom by dokázal na oběžnou dráhu vynášet velké náklady i celé zástupy lidí.

První nákresy konceptu Star Tram se objevily v roce 2010 a vlastně z technologického hlediska nejde o nich zásadně převratného. Základem je totiž již dnes v praxi vyzkoušený princip elektromagnetických vlaků známý také jako maglev. Díky elektromagnetickému poli tyto vlaky nepotřebují žádné koleje, při pohybu se ničeho nedotýkají, tedy nevzniká žádné mechanické tření a namáhání. Navíc lineární pohonné systémy u nich použité můžou v daleko výkonnějších podobách vyvíjet i rychlosti odpovídající těm, které dnes dosahují konvenční nosné rakety.

Tunel do nebe

Základem konceptu Star Tram je obrovský tunel vedoucí „do nebes“, který by byl zároveň „tratí“, ale i motorem pro vlastní vozidla-kosmické lodě. Tubus tunelu by totiž fungoval jako elektromagnetická cívka, která by vytvářela elektromagnetické pole, v němž by se „tramvaje“ pohybovaly. Ale zároveň by i dodávala energii pro supravodivé lineární motory umístěné v „tramvajích“. Vlastní vozidla-lodě by tak byla velmi lehká a nemusela by s sebou vláčet tisíce tun paliva. Celý systém by musel lodě uvnitř tubusu rozjet na první kosmickou rychlost, jež činí 8 km/s, což by při dostatečně silném elektromagnetickém pohonu a odpovídající délce tubusu tunelu nebyl technologický problém.

Propočty tvůrců konceptu Star Tram předpokládají, že náklady na dopravu jednoho kilogramu nákladu na oběžnou dráhu by se pohybovaly v desítkách dolarů, zatímco dnes jej rakety vynesou na orbit za tisíce až desetitisíce dolarů. Označení „kosmická tramvaj“ by pak bylo opravdu přiléhající, protože cesty na orbit by se staly masovou a každodenní záležitostí. Jenže i když vše vypadá náramně jednoduše, má to své háčky. „Tramvaje“ by se měly pohybovat v tubusech nejen kvůli tomu, že jim poslouží jako „koleje“ a energetický zdroj pohonu. Při obrovských rychlostech, které musejí dosáhnout, aby se dostaly na orbit, by v atmosféře vlivem tření jejich povrchu o okolní vzduch vznikla tak vysoká teplota, že by shořely. Tubusy by je ale před atmosférou uchránily, protože by z nich byl pomocí ventilů a kompresorů odstraněn vzduch.

Jenže tubusy musejí někde končit, aby se z nich kosmické lodě dostaly do otevřeného prostoru. A tady musejí konstruktéři vyřešit jeden zásadní problém. Jak tunely uzavřít, aby se do nich vzduch nedostal, ale zároveň aby z nich lodě mohly vylétávat ven. Řešením má být tzv. MHD okno (magneticko-hydrodynamické okno), což je vlastně magnetické pole, které bude pro vzduch neprostupné. Teoreticky je tento fenomén znám, ovšem vytvořit jej ve skutečnosti bude velkým rébusem za nemalé peníze. Dalším problémem je přetížení, které by při urychlování na první kosmickou rychlost u lodí v tunelu vznikalo. Aby takovýto start lidé přežili, musel by mít startovací tunel délku více než tisíc kilometrů a konec by se tyčil do výšky nějakých 20 km nad zemí.

Postavit takové monstrum by stálo miliardy dolarů. To se zdá hodně, jenže stavba raket a jejich tety stojí ještě více. Nicméně tvůrci „kosmické tramvaje“ počítají se dvěmi jejími podobami. Tzv. první generace má sloužit pouze pro nákladní dopravu, takže přitížení při startech by mohlo být vyšší. Nemusely by se tedy stavět nebeské tunely, stačilo by využít startovacích drah vybudovaných ve vhodných horských oblastech - jakýchsi přírodních skokanských můstků na úbočích horských velikánů. Druhá generace by sloužila i pro přepravu lidí a ta by vyžadovala ony nepředstavitelně dlouhé tubusy tunelů tyčící se do nebes. Uvidíme tedy, zda se dočkáme doby, ve které bude konvekční raketová technika jen předpotopní muzejní technologií.

DP