Přistání raketoplánu

Jak probíhá přistání raketoplánu a čemu všemu je vystaven? Proč by pro jeho zabrždění byly nutné tisíce tun paliva? Přiblížím vám některé technické aspekty vstupu raketoplánu do zemské atmosféry a následného dosednutí.

Příprava a brždění ve vzduchoprázdnu

Credit: NASA

Na začátku přistávacího manévru raketoplán krouží kolem Země rychlostí asi 29 tisíc kilometrů za hodinu. Tuto rychlost sníží dvou a půl minutovým zážehem hlavních motorů. V této fázi je ocasem napřed. Musí se tedy potom otočit tak, aby do atmosféry vstoupil "čumákem". Čtyři hodiny před opuštěním orbitu je vyzkoušen odpařovací chladící systém, který bude zajišťovat chlazení vnitřku raketoplánu během první fáze sestupu. Je vypnut systém navigace podle hvězd.

Hodinu před vplutím od atmosféry se je posádka už na svých místech a manuálně jsou prováděny korekce výšky orbitu pomocnými motory. Za půl hodiny dojde k brzdícímu zážehu pomocných motorů. Během něj je možné seřizovat navigaci a systémy udržující správnou polohu raketoplánu. Fáze opuštění orbitu končí ve výšce 140 km nad povrchem Země.

Nebezpečný vstup do atmosféry

Credit: NASA

Nastává nejnebezpečnější fáze sestupu. V ní raketoplán sníží rychlost z 26 tisíc km/h na 3 tisíce km/h. Je nutné, aby vstup do atmosféry proběhl pod správným úhlem. Nesmí být moc prudký, aby se raketoplán nepřehřál a neměl by být ani příliš pozvolný, jelikož by se raketoplán mohl odrazit od atmosféry zpět do vesmíru. To by jej nemělo existenčně ohrozit, kromě toho, že by nepřistál na stanoveném místě a možná by to trochu zmátlo navigační systémy. V této fázi sestupu je raketoplán automaticky ovládán pomocnými raketovými motory.

Dosáhne-li přetížení na palubě 0.176 g je zapojeno také aerodynamické řízení (směrovka, křidélka /elevony – celkem sedm pohyblivých ploch). Až přetížení dosáhne dvojnásobku, je řízení raketovými motory vypnuto a let je ovládán pouze aerodynamicky. Přetížení souvisí s tím, jaká je hustota vzduchu a jaká může být účinnost ovládacích ploch. Po snížení rychlosti na asi desetinásobek rychlosti zvuku je provedeno několik brzdících manévrů – esovitých zatáček, díky kterým raketoplán vytrácí přebytečnou rychlost. Ta stále zůstává silně nadzvuková, tudíž je nyní raketoplán nejvíce zahříván a teplota jeho izolačních destiček se blíží 1300 °C. Právě v této fázi došlo k havárii Columbie.

Potom už se rychlost v poklidu snižuje a za dvě minuty může posádka převzít řízení raketoplánu do svých rukou.

Let v atmosféře a přistání

Přistávací dráha raketoplánu
na Floridě
Credit: NASA

Raketoplán klesá pod úhlem 17 až 19° a ztrácí tak tři výškové kilometry za minutu. To je dvacetkrát více než na běžných leteckých linkách. Raketoplán sice v této fázi může být řízen ručně, ale posádka si obvykle pomáhá různými systémy usnadňujícími navedení na přistání. Minutu a půl před dosednutím je stále 4,5 km vysoko a letí rychlostí 500 km/h. Pilot postupně snižuje úhel klesání, a tak zpomaluje. Vytáhne podvozek a jeho kola se dotknou země v rychlosti 350 km/h. Vypustí brzdící padáky a zabrzdí. Let raketoplánu je u konce.

Zdroje informací

• Shuttle landing is innately risky (6. 8. 2005) – Nepříliš detailní popis přistávacího manévru raketoplánů
• Landing the Space Shuttle Orbiter (PDF 461 kB) – Novinářský "Fact sheet" týkající se přistání raketoplánu
• Space Shuttle Reference Manual – Detailní popis jednotlivých částí letu raketoplánu

Poznámky

Data, ze kterých jsem vycházel se poněkud rozcházejí v informacích o rychlostech, výškách a teplotách jednotlivých fází letu. Detailní popis by vydal na mnoho textu, takže jsem článek nakonec pojal zcela populárně a pouze uvedl některé informace, které nejsou obecně známé. O správnosti číselných údajů by určitě bylo možné s úspěchem pochybovat. Jednak proto, že budou let od letu různé a také proto, že není objektivně možné určit, v jaké fázi letů se raketoplán právě nachází. Pro získání detailů využijte výše uvedené odkazy.

A nakonec zodpovězení otázky z úvodu. Někdy od laiků padají návrhy na to, aby se raketoplán na oběžná dráze zabrzdil tak, aby se při sestupu nemusel zahřívat. Je to nesmysl. Proto, že na zabrždění raketoplánu by bylo nutné téměř stejné množství energie jako na jeho vynesení. A brát s sebou na oběžnou dráhu další tisíce tun paliva je nesmysl a není to ani technicky možné.