Výročí 4. října 1957: sovětský Sputnik se stal první umělou družicí vyslanou do vesmíru

Dlouhá cesta k velkým raketám

S nápadem vesmírných cest samozřejmě člověk nepřišel až v 50. letech minulého století. V různých podobách se idea cestování do vesmíru objevovala už v různých bájích nebo později ve vědeckofantastické literatuře.

Zcela zásadním bylo položení základů kosmonautiky, jakožto ještě neexistujícího oboru. V této souvislosti lze zmínit především praktika Roberta H. Goddarda, který zkonstruoval první raketu na kapalné kapivo. Na opačném konci světa nezávisle na něm zformuloval teoretické základy letů do kosmu ruský teoretik Konstantin E. Ciolkovský. V Německu byl velmi činný fyzik a konstruktér Hermann Oberth.

Není proto divu, že rozvoj raketové techniky probíhal především ve výše uvedených zemích – Německu, Sovětském svazu a Spojených státech amerických. Za účelem experimentování s raketami vznikala postupně celá řada civilních i vojenských organizací, z nichž vzešla celá řada odborníků, kteří se následně uplatnili i v počátcích kosmonautiky.

Až do čtyřicátých let však rakety ani zdaleka nedosahovaly takových parametrů, které by byť jen teoreticky dávaly šanci na vznik kosmického nosiče. Až vývoj v nacistickém Německu ukázal, a to zcela nečekaně, že je možné stavět skutečně velké rakety. Nechvalně proslulá V-2 měřila na délku 14 m a dokázala uletět přes 300 km.

Po válce se proto V-2 stala základním kamenem pro další vývoj na stranách obou vítězných velmocí – Spojených států amerických a Sovětského svazu. S tím, že k první jmenované straně přešel i Wernher von Braun, vedoucí konstruktér nacistického raketového výzkumu. Další roky se oba státy věnovaly především zvyšování doletu vojenských raket jako nosičů konvenčních a posléze zejména jaderných hlavic.

Raketa pro vodíkovou pumu – SSSR

V roce 1953 začal hlavní sovětský konstruktér Sergej Pavlovič Koroljov pracovat na první mezikontinentální raketě schopné nést vodíkovou bombu. A protože miniaturizace v Sovětském svazu pokulhávala, bylo nutné postavit nosič schopný donést 3 tuny vážící hlavici na vzdálenost 8000 km. Výsledná raketa R-7 přezdívaná „Semjorka“ byla 34 m vysoká a vážila 280 t. Samozřejmě k vypouštění tak velké rakety musela být postavena nová raketová střelnice. A tak už v roce 1955 započala výstavba v kazašské stepi zhruba 300 km od městečka Bajkonur.

Konstruktéři si uvědomovali, že nově vyvíjenou raketu by bylo možné použít i jako kosmický nosič, a proto lobovali za umožnění vynesení první umělé družice. V dubnu 1955 byla dokonce pod Akademií věd založena komise a v květnu téhož roku byl politbyru předložen plán na stavbu první družice. Jako nosič měla a také byla použita právě raketa R-7, jejíž využití ke kosmickému startu bylo údajně podmíněno úspěšným vojenským testem.

USA s Němcem v čele

Oproti tomu ve Spojených státech amerických pracoval tým kolem Wernera von Brauna na taktické raketě krátkého doletu Redstone. Její první varianta byla do výzbroje americké armády zařazena už v roce 1952. A ačkoliv se jednalo o podstatně menší raketu (na výšku měřila 21 m a při startu vážila přes 27 t), měla potenciál vynést první družici. Za to ostatně Wernher von Braun stále, i když neúspěšně loboval už v roce 1956. Sověti proto měli cestu k historickému prvenství otevřenou, byť o tom nevěděli.

Počátek kosmické éry

První družici bylo třeba nejdříve navrhnout a postavit. Konstruktéři proto zahájili práce na tzv. objektu D – plnohodnotné vědecké družici s řadou přístrojů. Záhy se však ukázalo, že řada zúčastněných podniků má řadu technických i organizačních problémů, a projekt se dostával do skluzu. Proto bylo rozhodnuto o stavbě menší, a především jednodušší družice Prostějšij Sputnik, za což loboval i sám hlavní konstruktér. Původně vyvíjená družice byla proto vynesena o několik měsíců později jako celkově třetí sovětská družice.

Prostějšij Sputnik (jednodušší družice) známá později buď jen jako Sputnik, nebo Sputnik 1 byla navržena, jak již název napovídá s ohledem na maximální jednoduchost. Kvůli měření hustoty atmosféry měla kulovitý tvar o průměru 58 cm a hmotnosti 83,6 kg. Uvnitř bylo schované základní vybavení složené z vysílací aparatury, ventilačního systému, čidel teploty a tlaku a především baterií pro alespoň 3 týdny provozu. Typický vzhled daly družici dva páry antén o délce 2,9 a 2,3 m. Vedoucím vývoje samotné družice byl Mikhail S. Khomyakov, její testování pak vedl Oleg G. Ivanovsky.

Start urychlil referát

Původně se měl start uskutečnit 6. října, ale Sověti dostali strach kvůli ohlášenému referátu na téma umělých družic na jedné konferenci. Proto vypuštění uspíšili už na 4. října 1957. Nad kazašskou stepí nechal hlavní konstruktér Sergej Koroljov zatroubit z polnice, aby tím ohlásil začátek kosmické éry. Krátce nato zahřměla ve 22.28 moskevského času pětice motorů rakety R-7. Následovalo čekání na již legendární pípání neznamenající nic jiného, než že po oběžné dráze obíhá člověkem vyrobená družice.

Doba oběhu činila zpočátku 96,2 minuty a družice se pohybovala po dráze ve výšce 215–939 km se sklonem 65,10° k rovníku. V důsledku tření o horní vrstvy atmosféry docházelo k postupnému snižování doby oběhu. Až 3. ledna 1958 po 92 dnech vstoupil Sputnik 1 do hustých vrstev atmosféry a zanikl.

Kosmické, vojenské i propagandistické vítězství

Reakce na Západě byla nepřehlédnutelná a noviny přinesly zprávu zpravidla na prvních stranách opatřenou patřičnými titulky. Vypuštění družice totiž znamenalo ještě jeden důležitý fakt – když Sověti dokážou vypustit umělou družici, mají také mezikontinentální raketu a mohou zasáhnout jakékoliv místo na zemi. V případě Sputniku tato úvaha správná byla, protože Sověti zvládli i miniaturizaci jaderné hlavice (s ohledem na nosnost rakety) a návrat hlavice atmosférou, což i úspěšně vyzkoušeli.

Ale především vypuštění družice zasadilo těžkou ránu do představy o technologicky vyspělém Západě a zaostalém Východě. A na této skutečnosti nic nezměnil fakt, že vývoj raketového, respektive kosmického programu byl v kontrastu s běžným životem v Sovětském svazu.

Americká odpověď

Ve Spojených státech probíhaly přípravy na dvou frontách. První šanci mělo dostat a nakonec také dostalo námořnictvo se svým nosičem Vanguard o nosnosti pouhých několika kilogramů. Jenže start z 6. prosince 1957 dopadl katastroficky – raketa explodovala během startu na startovací rampě. Noviny proto přinášely titulky, kde družici označovali za Kaputnik, Oupsnik atd. apod..

Zelenou k přípravě kosmického startu konečně dostal tým kolem Wernera von Brauna. Jejich kosmický nosič Juno 1 vznikl na základě taktické vojenské rakety Redstone přidáním tří menších raketových stupňů. Hned první start 29. ledna 1958 s družicí Explorer-1 se zdařil. Vesmírné závody byly definitivně odstartovány.

Základ pro „nesmrtelný“ kosmický nosič

Z vojenského hlediska znamenala R-7 revoluční a propagandisticky nesmírně cennou zbraň. Na druhou stranu nikdy nedosáhla a vlastně ani nemohla dosáhnout takové vojenské způsobilosti, aby znamenala změnu rovnováhy sil. Byla příliš velká a náročná na přípravu ke startu. Sověti nikdy neměli na kosmodromech Pleseck a Bajkonur dislokováno více než deset těchto raket.

Oproti tomu jako kosmický nosič družic a později i kosmických lodí s posádkou se raketa R-7, respektive její další varianty, velmi osvědčila. A stala se dokonce historicky nejpoužívanějším nosičem a pod obecným označením Sojuz. Dodnes startovalo celkem 1812 raket rodiny Sojuz (k září 2017).

Za úspěchem stojí především zdařilá koncepce umožňující přidávání různých raketových stupňů, spolehlivost i ideální rozsah nosností. Základ nosiče tvoří centrální stupeň se čtveřicí raketových bloků, které po vyčerpání paliva odpadnou. Právě na centrální stupeň je možné přidávat další stupně ať už zvyšujících nosnost, nebo umožňujících dosáhnout specifických oběžných drah, nebo dokonce dráhy k Měsíci či Marsu.

Odkaz prvního startu

Nosiče z rodiny vycházející z legendární „Semjorky“ nakonec vynesly také první prvního živého tvora, první sondu k měsíci i prvního člověka – a takto bychom mohli dále pokračovat. Rakety Sojuz dodnes vynášejí družice, zásobovací i pilotované lodě, na nich je dokonce závislý provoz Mezinárodní kosmické stanice.

Samotné vypuštění první umělé družice je dodnes každým rokem připomínáno na celém světě, jako den, kdy člověk zahájil kosmickou éru. Bez ohledu na politiku, tehdejší i současnou řevnivost se oslavuje lidská touha po dobývání kosmu a neskutečný příběh lidí s často pohnutým osudem, kteří to dokázali jako první.

Text: Michal Polák