Jurij Gagarin 12. apríla 1961 ako prvý človek úspešne absolvoval let do vesmíru. Odvtedy nastal v tejto oblasti výrazný pokrok, návrat kozmonautov na Zem je však stále komplikovaný. Vyžaduje si správne načasovanie a tlmenie prudkého dopadu. Technológie umožňujúce pristátie podobné lietadlu sú zatiaľ podľa expertov náročnou výzvou.
Najnebezpečnejšia časť letu
Gagarin so svojou kozmickou loďou Vostok nepristál, katapultoval sa v približne sedemkilometrovej výške a dosadol na padáku. Kozmická loď nebola prispôsobená na to, aby zaručila bezpečné pristátie. Veľký pokrok odvtedy podľa expertov nenastal.
„Princíp pristávania súčasných kozmických lodí je veľmi podobný pristávaniu kozmických lodí v úplných začiatkoch kozmonautiky,“ potvrdila astronómka Krajskej hvezdárne a planetária M. Hella v Žiari nad Hronom Jana Plauchová.
V USA sa síce spôsob pristávania radikálne zmenil s príchodom éry raketoplánov, no po jej skončení v 21. storočí sa zase vrátil k pôvodnému spôsobu pristávania.
Americký úrad pre letectvo a vesmír (NASA) návrat na Zem označil za najnebezpečnejšiu časť letu do vesmíru. „Návrat je technicky náročný, pretože kozmická loď musí prežiť prechod atmosférou pri extrémnych rýchlostiach a teplotách,“ uviedol tajomník Slovenskej organizácie pre vesmírne aktivity (SOSA) Matúš Toderiška.
Spresnil, že väčšina rakety, čiže palivové nádrže a motory, zostáva vo vesmíre alebo zhorí pri návrate v atmosfére. Na Zem sa vracia len návratová kabína s posádkou.
„Ruský Sojuz pristáva na pevnine, čo je výhodné z logistického hľadiska, no znamená to tvrdší náraz,“ povedal. Kozmická loď Crew Dragon spoločnosti SpaceX zase pristáva na vode, čo pomáha tlmiť „dosadnutie“. Vyžaduje si však záchranné tímy na mori.
Pri návrate z obežnej dráhy dosahuje kabína rýchlosť približne 7,8 kilometra za sekundu (28-tisíc kilometrov za hodinu). Pri návrate z obežnej dráhy Mesiaca to môže byť aj viac než 12 kilometrov za sekundu (cez 43-tisíc km/h).
Pristátie kozmickej lode Sojuz MS-25 v septembri 2024. Dvaja z posádky, Oleg Kononenko a Nikolaj Čub, strávili na ISS viac než rok. Po pristátí ich z kabíny vyniesol pozemný personál.
Správny uhol návratu
O priebehu pristátia podľa Plauchovej rozhoduje čas a miesto brzdiaceho zážihu motorov a tiež orientácia kozmickej lode v čase zážihu. „Pri návrate z Mesiaca aj uhol, pod ktorým loď vstupovala do atmosféry,” povedala.
Upozornila, že ak sa brzdiaci manéver neuskutoční správne, kozmická loď môže minúť miesto pristátia o veľké vzdialenosti, ako sa už stalo v Sovietskom zväze.
„Chybný uhol zostupu by mohol loď v priebehu trenia o atmosféru úplne zničiť, alebo odraziť od atmosféry naspäť do vesmíru,“ uviedla Plauchová. Dodala, že ani k jednému z toho však nikdy v praxi nedošlo.
Pripomenula, že história pozná dva prípady, keď kozmická loď pri pristávaní havarovala a jej posádka zahynula. V roku 1967 sa neotvorili padáky návratovej kabíny Sojuz 1, o život prišiel ruský kozmonaut Vladimir Komarov. Vo februári 2003 sa poškodila tepelná ochrana raketoplánu Columbia. Vyžiadalo si to životy siedmich astronautov.
Počasie a teplota
Pred vydaním povolenia na pristátie sa sleduje počasie v danom mieste. „To bolo dôležité najmä u raketoplánov, ktorých pristávanie bolo viac aerodynamické,“ uviedla Plauchová. V súčasnosti to má význam skôr pre hladký príjazd záchranných zložiek.
Kozmická loď musí pri vstupe do atmosféry vydržať teplotu cez 3800 stupňov Celzia, píše NASA. Preto musí mať odolné tepelné štíty.
„Oproti minulosti sa výrazne zlepšili materiály tepelných štítov, presnosť návratu a bezpečnostné prvky, ale základný princíp zostáva podobný,“ hovorí Toderiška. Spomaliť pád pomáhajú padáky a v prípade Sojuzu či New Sheppard aj tlmiace motory, ktoré v poslednej chvíli stlmia rýchlosť.
„Prvé sovietske kozmické lode Vostok takéto pomocné motorčeky nemali, a preto sa sovietski kozmonauti z nich museli katapultovať, ak nechceli pri tvrdom pristátí riskovať vážny úraz,“ uviedla Plauchová. Tiež doplnila, že preťaženie vzniká najmä pri prudkom spomalení z rýchlosti, ktorou kozmická loď vniká do atmosféry.
Okrem kresla ho posádke pomáhala zvládať aj konštrukcia skafandrov, ktoré na sebe musí mať pri štarte a pristávaní. „Tie dokážu vytláčať krv z nôh, kam steká pri tiaži vyššej než zemská, späť do horných častí tela, a bránia tomu, aby astronaut v dôsledku odkrvenia hlavy upadol do bezvedomia,“ opísala.
Technológia sa hýbe ďalej
„Kozmické lode sú optimalizované na prežitie extrémnych podmienok vstupu do atmosféry, nie na efektívne kĺzavé pristátie,“ povedal Toderiška. Pripomenul, že raketoplán mal krídla a dokázal pristávať na pristávacej dráhe.
„Bol však technologicky a finančne veľmi náročný. Lietadlové pristátie vyžaduje špeciálnu konštrukciu, presné riadenie a dlhé pristávacie dráhy, čo nie je vždy praktické,“ vysvetlil.
Plauchová v spojitosti s raketoplánom upozornila, že dosadal pod strmším uhlom a vyššou rýchlosťou ako lietadlo. „Takže hoci bol celý stroj projektovaný na päťdesiat letov, pneumatiky jeho podvozku ich zvládli len päť. Po pristátí ešte veľmi dlho brzdil a z toho dôvodu nemohol dosadnúť na hocijaké letisko,“ doplnila.
Navyše raketoplán bol z viacerých dôvodov neekonomický, preto sa Spojené štáty vrátili ku klasickým kozmickým lodiam nepripomínajúcim lietadlá.
Spojené štáty aj Čína testujú nové raketoplány. “Výhoda týchto typov strojov spočíva najmä v zlepšení manévrovania v atmosfére na rozdiel od klasickej kozmickej lode, ktorá má tieto možnosti prakticky nulové,” skonštatovala Plauchová. Bonusom je však podľa nej aj menšie preťaženie pri pristávaní v raketopláne ako v klasickej lodi.
Toderiška pripomenul, že kozmická loď Starship od spoločnosti SpaceX má pristávať vertikálne pomocou motorov, čo by mohlo ponúknuť mäkšie dosadnutie na pevný povrch. „Dream Chaser od Sierra Space je malý raketoplán, ktorý plánuje pristávať na dráhe ako lietadlo,“ dodal.
Pristávacia kapsula Boeing Starliner stále používa padákové pristátie na pevnine, ale s vylepšenými airbagmi pre mäkšie dosadnutie. Upozornil však, že posledné štarty tejto kozmickej lode sa skončili neúspechom.
Vlani v septembri sa z Medzinárodnej vesmírnej stanice (ISS) vrátila bez posádky, pretože sa vyskytli technické problémy. Dvojica amerických astronautov, ktorých mala na Zem dopraviť, si musela svoj pobyt predĺžiť na viac než deväť mesiacov. Vrátili sa 18. marca tohto roka.
Obrovský posun je podľa Toderišku aj skutočnosť, že kapsule Dragon od SpaceX sú použiteľné opakovane, hoci sa predtým musia podrobiť prísnej kontrole. To výrazne znižuje náklady a slúži aj ako ukážka toho, že technológia sa hýbe ďalej.
Budúcnosť môže podľa neho priniesť opakovane použiteľné moduly s lepším riadením zostupu a automatizovanými pristávacími systémami, ale úplne hladké „lietadlové“ pristátia zostávajú náročnou výzvou.
