Začíná boj o orbity Země a cislunární prostor

Začíná boj o orbity Země a cislunární prostor
GPS satelit GPS Block IIIA / USAF (Zvětšit)

Americké letectvo (USAF) zkoumá nové oběžné dráhy pro družice. V úvahu přichází zejména prostor pod nízkou oběžnou dráhou, nebo mezi geostacionární dráhou a Měsícem, případně za ním. Hlavní motivací je soupeření s Čínou a Ruskem.

Ozbrojené složky Spojených států jsou na satelitech závislé. Používají je k navigaci, navádění zbraní, špionáži, průzkumu, mapování, spojení, sdílení taktických dat atd. Nejdůležitější potenciální protivníci USA, Čína a Rusko, si to uvědomují. Investují proto značné prostředky do výzkumu různých protisatelitních zbraní. 

Mohou to být rakety k jejich sestřelování nebo dokonce speciální družice, které ničí nepřátelské satelity přímo na oběžné dráze. Spojené státy se zase snaží vymyslet, jak své satelity ochránit. Jednou z možností je využívání nových oběžných drah.

Orbity kolem Země se dají klasifikovat množstvím způsobů. Snad nejpoužívanější je výška nad zemským povrchem, u eliptických drah jde o výšku jejich nejvzdálenějšího bodu (apogea).

Orbity z pásma mezi 160 a 2000 kilometry se označují jako nízké oběžné dráhy LEO (Low Earth Orbit). Mezi 2000 a 35 780 kilometry leží zóna středních drah MEO (Medium Earth orbit). Výška 35 780 kilometrů přísluší zvláštní skupině drah, označovaných jako geosynchronní GEO (Geosynchronous Orbit).


Oběžné dráhy podle výšky / NASA


Oběžné rychlosti / NASA

Oběžná rychlost

Provozovatelé satelitů nevyužívají všechna pásma stejně. Podle databáze americké Unie zainteresovaných vědců (Union of Concerned Scientists), obíhalo k 31. březnu 2020 okolo Země 2066 satelitů. Z toho 1192 družic kroužilo na LEO, 135 na MEO a 554 na GEO. Zbylé satelity obíhají po ještě vzdálenějších eliptických drahách. Zdaleka nejvíc družic (1327) bylo amerických, z čehož 192 sloužilo vojenským účelům. Nízká oběžná dráha je výhodná, poněvadž k vynesení satelitu není potřeba příliš energie. Má ale i svoje zápory.

V pásmu LEO se převalují zbytky plynů z atmosféry. Družicím se o zbytky atmosféry brzdí, ztrácejí rychlost a začnou klesat. V praxi proto většina objektů lidské výroby v pásmu LEO obíhá nad 300 kilometry. Například Mezinárodní vesmírná stanice (ISS) krouží ve výšce okolo 410 kilometrů. I tak potřebuje čas od času postrčit pomocí raketového motoru, aby se na své oběžné dráze udržela.

Čím níž satelit obíhá, tím rychleji se pohybuje okolo Země, což nemusí být vždy žádoucí. Oběžná rychlost ISS je 27 724 kilometrů za hodinu. Jeden oběh jí trvá jen 93 minut. V pásmu MEO se satelity pohybují pomaleji.


Různé orbitální dráhy a různé oběžné rychlosti; ilustrační video

Synchronní dráhy

Zvláštní případ je orbita ve výšce 20 200 kilometrů. Satelit na ní oběhne Zemi za dvanáct hodin. Družice tak každý den přelétne nad dvěma stejnými body rovníku. Takové dráze se říká semisynchronní. Je velmi praktická. Používají ji GPS satelity. 

Ještě zajímavější jsou už zmíněné geosynchronní oběžné dráhy ve výšce 35 780 kilometrů. Satelit na GEO oběhne Zemi přesně za jeden den. Pokud se pohybuje přímo nad rovníkem, visí z pohledu ze Země nad jedním místem. Této speciální dráze se říká geostacionární. Zpopularizoval ji britský spisovatel Arthur C. Clarke. Používají ji třeba meteorologické družice.

Americké letectvo se však zajímá o využití prostoru mimo popsané tradiční dráhy. Ve svém výzkumném ústavu AFRL (Air Force Research Laboratory) vytvořilo čtyři speciální týmy. Každý z nich má přijít s návrhem svých projektů. V červenci USAF jeden z týmů vybere a dá mu peníze na další práci. O povaze návrhů toho zatím není moc známo.


První nepovedený test dosažení LEO pomocí rakety vypuštěné z letadla. V budoucnu ale Virgin Orbit může získat velký podíl na vynášení satelitů na vLEO a LEO.

Velmi nízké oběžné dráhy

Minimálně jeden z týmů se bude zabývat myšlenkou satelitů obíhajících na tzv. velmi nízkých oběžných drahách vLEO (very Low Earth Orbit).

Je to označení pro pásmo LEO mezi 200 a 300 kilometry. Udržet satelit v těchto výškách bylo donedávna nepraktické. Satelity bylo potřeba často pošťuchovat, aby neztrácely výšku vlivem odporu zbytků atmosférických plynů. Potřebovaly k tomu vlastní raketový motor. USAF však už nějakou dobu experimentuje s iontovými motory, které mohou provoz na vLEO usnadnit a zlevnit.

Tento druh satelitů lze snadno vypouštět z letadel místo klasických raket. S vypouštěním raket z letadel experimentuje například společnost Virgin Orbit. Existují pokusy také s vypouštěním raket ze stíhaček F-15.

Ostatně vývoj špičkových iontových motorů pro „nízkooběžné“ družice probíhá i v České republice. Výzkumný a zkušební letecký ústav (VZLÚ) pracuje na speciálním iontovém motoru, který dokáže urychlovat zbytky atmosféry. Nepotřebuje tedy ke svému pohonu žádné vlastní palivo. 


Výzkum iontových motorů v ČR

Cislunární prostor

Další možnost je využití tzv. cislunárního prostoru. Znamená to mezi oblast mezi GEO a oběžnou drahou Měsíce, případně kus za ní. Záměr nejspíš souvisí s čínským kosmickým programem. Peking se na Měsíc zvlášť zaměřuje. Dokonce plánuje let k Měsíci s lidskou posádkou. Vloni v lednu přistála čínská sonda Čchang-e 4 jako první v dějinách na jeho odvrácené straně.

Další americký projekt, o němž byla řeč, je satelitní spojení v rámci aliančního datového protokolu Link 16. Protokol Link 16 slouží ke sdílení různých taktických dat mezi bojovými prvky NATO, ať už na moři, na zemi, ve vzduchu nebo ve vesmíru. Od nového roku protokol Link 16 využívají také české stíhačky Gripen.

K přenášení dat je ale třeba nerušený výhled (line-of-sight), bez překážek či zakřivení zemského povrchu. Úlohu vzdušných přepojovacích stanic plní například americké letouny E-11A (nedávno se zřítilo v Afghánistánu). Přímé satelitní spojení je ale daleko praktičtější. Je možné, že k přenášení dat systému Link 16 poslouží komerční satelitní konstelace, jako je Starlink společnosti SpaceX.

Zdroje: The Drive, Breaking Defense, Earth Observatory, UCS

Nahlásit chybu v článku

Doporučte článek svým přátelům na sociálních sítích

Související články

US Space Corps: Militarizace vesmíru je otázkou času

Na webu War IS Boring autor MV “Coyote” Smith, bývalý plukovník amerického letectva a současný ...

Space Forces: Pentagon buduje vesmírné síly

Pentagon připravuje vznik Vesmírných sil (Space Force), šesté plnohodnotné složky Ozbrojených sil ...

Nad Kalifornií se proháněl špionážní U-2 s volacím znakem vesmírné lodě Enterprise

Americké špionážní letadlo U-2 létá s novým typem maskování. Předstírá, že přiletělo z budoucnosti, ...

Marian Kechlibar: Planetární vyhledávač a expanze lidí do vesmíru

Snad již dnes z americké půdy, po dlouhých devíti letech, vynese raketa Falcon 9 v soukromé lodi ...

Přidávat diskuzní příspěvky a hlasovat pro článek mohou jen registrovaní. Prosím zaregistrujte se nebo se přihlašte!

Komentáře

Zvýraznit zeleně příspěvky za posledních:
  • Danik
    11:12 14.06.2020

    Zajímavý a poučný článek. Ochrana průzkumných, informačních a komunikačních prostředků (satelitů) bude v případě konfliktu velmi důležitá. V roce 2007 Čína cvičně zasáhla raketou svůj vyřazený satelit, tedy schopnosti na to jsou. Problémem takovéto vesmírné války bude, že vzniklé "smetí" bude ohrožovat všechny objekty nacházející se v jeho trajektorii na oběžné dráze. Než tyto části klesnou a shoří v atmosféře (případně spadnou na zemi) může nastat dominový efekt.

  • RiMr71
    20:17 12.06.2020

    "(VZLÚ) pracuje na speciálním iontovém motoru, který dokáže urychlovat zbytky atmosféry."

    ...k čemu je dobré urychlovat zbytky atmosféry? :)

    • Funin
      21:26 12.06.2020
    • vozik
      12:12 13.06.2020

      ionovy motor funguje na principe, ze za pomoci elektriny vyrobenej solarnymi panelmi sa urychluju iony plynu (vacsinou xenon). momentalne druzica musi niest zasobu plynu, ktory sluzi na pohon. spotreba je mala a je to velmi efektivne, ale skor ci neskor sa vsetok ten plyn spotrebuje. ak by sa na pohon pouzivali zbytky atmesfery, tak pohon druzice moze fungovat nepretrzite, kym budu fungovat solarne panely, alebo nenastane daka porucha systemu.

  • Englbert
    16:13 12.06.2020

    Velmi zajimavy clanek. Diky za nej.

  • darkstyle
    13:51 12.06.2020

    Je možné že k prenášanie dát LINK 16 sa budú využívať komerčné projekty ako..

    Nielen, že možné ale už sa de facto testuje, armáda si objednala na rok skúšanie Starlinku, dokonca už dve skúšky aj vykonala a jedna z nich bola v lietajúcom lietadle = LINK 16..

    Teraz už kúpili viac menej plný prístup k rozrastajúcej sieti. Ak sa nemýlim tak od jesene budú testovať na svojom území neobmedzene.

    • darkstyle
      14:03 12.06.2020

      Btw: žiaden boj o cislunárne dráhy neexistuje a veľmi dlho nebude..

      Čím vyššia dráha, tým je na nej viac miesta, lebo povrch guľe sa zväčšuje.. viď matika..

      A na týchto orvitách je satelitov, že ich spočítaš na jednej ruke..

      Rusko na výskumnú časť prakticky rezignovalo, a jeho vesmírny program je beznádejne zastaraný, väčšinu predností už odpredaji, viď ESA a stavba modulov pre ISS..

      Čína zas má len jednú tažkú vyvinutú raketu, ktorá letela 3-4 krát, pričom 1 krát z toho bol výbuch a druhý krát ak ma pamäť neklame tak poloúspech..
      To mi na nejaké súperenie nepríde..
      Keď v USA majú dnes 3 zavedené a 4 nové vyvýjajú..
      Pričom dnes majú USA navyse ešte Falcon Heavy - niečo podobné nečakajú číňania skôr ako v roku 2030..
      1vs3(4) v prospech USA mi moc nepríde ako pretek zo strany Číny, jeden nezdar a sú na cca 2 roky uzemnený..