Technologie testovaná desetiletí konečně dozrála

Technologie se testovala celá desetiletí. Teprve nyní je však první prototyp skutečně připravena. Němečtí inženýři sestrojili motor poháněný výhradně vzduchem.

Kosmický průmysl tuto myšlenku studoval více než dvacet let. Až nyní dosáhla dostatečné zralosti pro praktické nasazení. Tým německých inženýrů z univerzity Bundeswehr, Institutu pro kosmické systémy ve Stuttgartu a organizace TransMIT vyvinul nový satelitní pohon, který ke svému provozu nepotřebuje žádné palivo skladované na palubě.

Proč satelity na nízkých oběžných drahách potřebují vlastní pohon

Většina satelitů se pohybuje díky zákonům fyziky — pokud letí dostatečně rychle vodorovně, začne jejich dráha kopírovat zakřivení Země a satelit kroužit kolem planety. Jenže mnoho družic obíhá ve výškách pouhých 180 až 250 kilometrů nad zemí. Atmosféra je tam sice téměř neexistující, přesto tam přetrvávají extrémně řídké částice vzduchu.

Právě tyto nepatrné částice způsobují tření, které satelit postupně zpomaluje. Aby si družice udržela potřebnou rychlost, musí mít vlastní pohon — jinak by nakonec nekontrolovaně spadla zpět k Zemi.

Omezená životnost dnešních satelitů

Současné satelity nesou jen omezené množství paliva. Moderní družice, například ty od SpaceX, využívají nejčastěji xenon nebo krypton. Pokaždé, když satelit potřebuje přidat rychlost, otevře se nádrž a plyn je vystříknut ven. Jakmile se nádrž vyprázdní — obvykle za pět až sedm let — je vše pryč. Protože doplnění paliva ve vesmíru není možné, využijí satelity poslední zásoby k navedení do atmosféry, kde shoří.

Jejich životnost je tak pevně omezena. Nový systém by to mohl zásadně změnit. Realizuje dávnou vizi — namísto uskladněného xenonu nebo kryptonu využívat jako palivo přímo atmosférický vzduch. Němečtí inženýři sestavili funkční laboratorní prototyp. Pokud motor obstojí i ve vesmíru, dosáhnou vzduchové satelity výrazně delší životnosti a nebudou muset po pěti až sedmi letech shořet v atmosféře.

Jak vzduchový satelit funguje

Zachycení: Satelit zachytává částice z extrémně řídké atmosféry na své oběžné dráze.
Ionizace: Elektřina ze solárních panelů tyto částice ionizuje a vytváří plazmu.
Urychlení: Plazma je urychlována elektrickými a magnetickými poli a vystřelována jako tryskový proud.

Přestože elektrická část procesu vyžaduje značné množství energie, funguje ve skutečnosti především jako „zapalovací jiskra", která uvolňuje energii uloženou v plazmovém stavu částic. Inženýři proto tvrdí, že skutečným palivem je atmosférický vzduch samotný.

Co bude dál — testovací starty ve vesmíru

Pokud technologie prokáže svou funkčnost i v reálných kosmických podmínkách, bude nasazena na sériově vyráběné satelity. Zájem je přitom obrovský — univerzita v Mnichově je součástí německých ozbrojených sil a satelity schopné fungovat v kosmu celá desetiletí představují strategickou výhodu prvního řádu. Operátoři by navíc nemuseli každých sedm let obměňovat celou svou satelitní flotilu, což by vesmírnou expanzi výrazně zlevnilo.

Fungoval by stejný systém na autě tady na Zemi? Nikoli. Při povrchu planety jsou vzduchové částice mnohem hustší a poměr mezi odporem a potřebnou silou je úplně jiný. Ve správné výšce nad Zemí je to ale nyní prokázáno — stavba motorů poháněných vzduchem je zcela reálná.