Srpen 2003

Hledá se náhrada za drahé družice

Jan Novák

Vzducholodě a letadla na sluneční energii možná vypudí z oblohy telekomunikační satelity

Satelity jsou symbolem globalizující se společnosti: satelitní televize, satelitní telefony, internet z oblohy a řada dalších aplikací se staly neoddělitelnou součástí celoplanetární civilizace. Přesto družice možná ustoupí letadlům nebo dokonce vzducholodím.

Radarový odborník a pozdější slavný spisovatel Arthur C. Clarke krátce po druhé světové válce navrhl nahradit pozemní vysílače satelity kroužícími okolo Země. Nápad vypadal jako skvělá utopie. Tehdy se zdálo, že největším problémem je raketa, která takové zařízení vynese na oběžnou dráhu. Dnes jsou telekomunikační satelity samozřejmostí. Ale ukazuje se, že mají celou řadu nevýhod.

Příliš drahý vesmír

Prvním problémem jakéhokoliv kosmického prostředku je jeho cena. Stále více je zřejmé, že vymyslet něco levnějšího (a především to dotáhnout do použitelného konce) bude paradoxně velmi drahé. Dalším problémem je vzdálenost mezi družicí a pozemními uživateli. Optimální je umístit satelit na tzv. geostacionární dráhu. Družice stojí nad rovníkem a obíhá Zemi rychlostí shodnou s rotací planety. Vzhledem k povrchu tedy satelit vlastně stojí. Potíž je v tom, že taková dráha se nachází až ve výši 36 000 kilometrů. I v tom ideálním případě, kdy majitel satelitního telefonu nebo internetového terminálu je přímo pod satelitem, musí signál urazit více než 70 000 kilometrů. Trvá mu to přes čtvrtinu vteřiny - a to už je znát. Pro některé aplikace je takové zpoždění dokonce zcela nepřijatelné. Častěji se proto používají satelity létající na nízké oběžné dráze. Ty už se ale vzhledem k uživateli pohybují vysokou rychlostí. Družic proto musí být mnohem víc a svěřenou oblast povrchu nebo uživatele si navzájem předávají. Během jediného hovoru může signál jít postupně i přes několik družic. Takové putování kvalitě přenosu samozřejmě nepřidá. Ukazuje se, že satelit v kosmu je pro mnohé aplikace zbytečným luxusem. Stanice pro přenos telefonního nebo televizního signálu by bylo výhodnější umístit jen několik desítek kilometrů nad povrch Země. Zrovna tak by to vyhovovalo i při dálkovém průzkumu a sledování menších oblastí například ekologům, meteorologům, zemědělcům, vojákům, záchranářům, policistům a podobně.

Satelity šetrných a chudých

Nosičem telekomunikační nebo monitorovací techniky by mohlo být speciální letadlo, balon či vzducholoď. Žádný z těchto dopravních prostředků sice nevydrží ve vzduchu tak dlouho jako satelit na oběžné dráze ale to není ani nutné. Protože jsou mnohonásobně levnější, může se na vybraném stanovišti (například nad městskými aglomeracemi) střídat několik strojů v pravidelných směnách. Ze stejných důvodů nemusí vadit, když větší území bude muset pokrýt víc strojů. Je to dokonce i výhoda: v přestávkách mezi střídáním lze provádět kontrolu, údržbu či modernizace, zatímco satelit je obvykle nenávratně ztracený i po zcela banální závadě. Další předností oproti družicím je fakt, že letadla a vzducholodě by se pohybovaly ještě pod ochranou ionosféry, která se nachází ve výškách okolo 80 kilometrů. Nebyly by tedy v takové míře vystaveny vlivu kosmického záření, magnetických bouří na Slunci a podobných vnějších jevů. Zatím však takové stroje prakticky neexistují. Některá vojenská letadla sice ve stratosféře operují, ale pro civilní účely se nehodí. Mají zbytečně vysokou rychlost, nákladný provoz, nevydrží tak dlouho ve vzduchu a nelze do nich zabudovat potřebnou techniku. Konstruktéři proto připravují speciální letadla nebo vzducholodě.

Sluneční letoun místo družice

Většina takových zařízení by mohla být energeticky zcela nezávislá, protože ve výškách, kde nejsou mraky, mohou využívat sluneční energii. Obvykle se také předpokládá, že se obejdou bez posádek. Asi nejblíže praktickému využití je projekt několika amerických firem nazvaný HALO-Proteus Network. Jako létající retranslační stanice nad velkoměstskými aglomeracemi v něm figuruje značně nekonvenční výškový letoun Proteus. Poprvé by měl zakroužit nad Los Angeles a zprostředkovat činnost vysokorychlostního internetu, přenos obrazových dat a podobně. Vzhledem k malé vytrvalosti stroje dané proudovým pohonem a přítomností dvoučlenné posádky na palubě však jde spíš o jakýsi přechodný stupeň k pozdějším systémům. Není však bez zajímavosti, že mezi záměry dalšího vývoje letounu Proteus nechybí ani bezpilotní varianta. Využití satelitů pro telekomunikace a dálkový průzkum není právě jednoduché. Svědčí o tom i snaha kosmické agentury NASA vyvinout alternativní systémy. Odborníci usilují o vytvoření gigantického a extrémně lehkého létajícího křídla pokrytého fotovoltaickými články. Stroj bez posádky by díky tomu mohl létat ve výškách desítek kilometrů po dobu dní až týdnů, a nahradit tak mnohé funkce současných orbitálních systémů. NASA postupně vyzkoušela celou řadu těchto solárních letadel, která už mají na svém kontě mnoho pozoruhodných rekordů. Zdá se tedy, že nastoupená cesta je slibná.

Věž vysoká 21 kilometrů

Ještě slibnější by ale mohly být vzducholodě, rovněž bez posádky a poháněné sluncem. Na udržení v potřebné výšce nemusejí vynakládat žádnou energii, takže jí zbude více pro činnost telekomunikačních zařízení. Při dostatečných rozměrech lze dosáhnout nesrovnatelně většího užitného zatížení - a čím větší rozměry, tím větší plocha a výkon solárních článků. Vytrvalost by mohla být ještě větší než u letadel, počítá se s dobou několika let. Touto nadějnou cestou se dnes zabývá více firem. Washingtonská společnost SkyStation International chce například zkombinovat pozemní stanici se vzducholodí pracující ve výšce 21 kilometrů přímo nad pozemním pracovištěm. Vznikla by tak vlastně retranslační věž stejné výšky. První "věž" by mohla zahájit provoz okolo roku 2005. Postupně chce firma vlastnit okolo 250 vzducholodí.

Na konkrétním plavidle pro stratosféru už několik let pracuje kanadská společnost 21st Century Airship. Její odborníci se domnívají, že pro tyto výšky je nejvhodnější kulový tvar. Konstruují proto pokusné vzducholodě ve tvaru míčů s motory po stranách. Od současných typů chce dospět ke stratosférické lodi s průměrem 79 metrů a obsahem 260 000 krychlových metrů nosného plynu. Další firma míří ke stejnému cíli přes jakési létající katamarany solární vzducholodě s dvěma propojenými trupy. Podobných projektů je víc a poslední dobou přibývají nové s příslovečnou rychlostí hub po dešti. Zdá se tedy, že dlouho slibovaný návrat vzducholodí se uskuteční jejich zkřížením s nejmodernější telekomunikační technikou.

(Lidové noviny)