se octlo 15. května v obalu třetího Sputnika. A není to náklad ledajaký, který poletuje nad našimi hlavami: jsme hrdi,že toto úžasné technické vítězství umožnila z velké části elektronika. Téměř jednu tunu z celkové váhy Sputnika III tvoří vybrané elektronické zařízení, které měří, shromažďuje a vysílá na Zem celý soubor cenných údajů o složení vysoké atmosféry a o dějích, které v ní probíhají. Jsme hrdi, že celé toto zařízení neuvěřitelné dokonalosti bylo vyrobeno v zemi, která je vlastí radia. To „L“, které se z našich přijímačů ozývá, zvěstuje lepši znalost naší planety, lehčí a přesnější předpovědi šíření elektromagnetických vln, lidštější vztahy
mezi národy, které musí společně sdílet osudy této planety Země a vzbuzuje v nás lásku a úctu k milionům sovětských lidí, jejichž cílevědomá práce umožnila tento smělý vpád do tajemství přírody.

AR 6/1958

AR 6/1958

Na povrchu třetího sovětského sputnika - umělé družice - jsou na kuželové ploše plošně rozmístěny 4 velké sluneční baterie, z nichž každá sestává ze 16 článků. Na hrotové části jsou rozmístěny 4 malé a na spodní části je umístěna jedna sluneční baterie. Celkem je na povrchu družice rozmístěno 9 slunečních baterií. Slunečními bateriemi se napájí elektronické přístroje, umístěné v družici. Především se napájí vysílač družice nazvaný „Majak“, který pomocí telegrafních značek předává na kmitočtu 20,005 MHz měrné údaje z družice. Tyto signály také zachycují radioamatéři celého světa. Při průletu družice stínem zeměkoule se vysílač automaticky přepne ze sluneční baterie na napájení z elektrochemických zdrojů.

Při napájení ze sluneční baterie je za mezerou 300 ms vysílána značka o délce 150 milivteřin. Při napájení vysílače z elektrochemických zdrojů se místo značky 150ms vysílá značka jen o délce 50 ms. Sledování radiových signálů družice, z nichž některé jsou telemetrickými hodnotami činnosti slunečních baterií ve vesmírném prostoru, dá užitečné údaje o provozu slunečních baterií ve vesmíru a umožní konstrukci dále zlepšených zdrojů na dalších projektovaných družicích. Sovětská elektronika v tomto oboru daleko předstihla podobné americké projekty, které jsou dosud jen v počátečním výzkumném laboratorním zkoušení a ověřování.

Radio 8/58 Há - AR 6/1958

NASTALA DOBA DXů Z MEZIPLANETÁRNÍHO PROSTORU

Jiří Mrázek, kandidát tech. věd

Začátek Mezinárodní geofyzikální spolupráce 1959 - jak se nazývá pokračování Mezinárodního geofyzikálního roku - se opravdu vydařil. 2. ledna t r. byla v SSSR úspěšně vypuštěna první geofyzikální raketa, která překonala druhou kosmickou rychlost, minula těsně Měsíc ve vzdálenosti necelého jednoho zemského poloměru od jeho povrchu a stala se první umělou planetou, obíhající kolem Slunce po dráze, jejíž větší díl leží mezi dráhou Země a dráhou Marsu.

Význam, této rakety tkví nejen v tom, že na její palubě pracovaly četné přístroje, které prozkoumávaly fyzikální vlastnosti meziplanetárního prostoru a samotného Měsíce, což umožní v blízké budoucnosti další úspěšné pronikání člověka do Vesmíru, ale i v mnoha dalších okolnostech, z nichž některým je věnován tento krátký příspěvek, dodaný redakci dlouho po uzávěrce tohoto čísla.

Nebudu zde dlouho hovořit o tom, že překonání druhé kosmické rychlosti, nutné k úniku z gravitační oblasti Země, jež sahá do vzdálenosti asi 900 000 km, je již samo o sobě husarským kouskem sovětské raketově techniky, vezmeme-li v úvahu váhu 1472 kg, která byla na oběžnou dráhu kolem Slunce vynesena. Podtrhnu však jinou skutečnost, o niž se v tisku píše poměrně méně: je to přesnost, s jakou byla raketa vynesena na svou oběžnou dráhu. Uvědomme si, že raketa je vlastně se Země řízena pouze do bodu, v němž dohoří raketová motory. Tento bod leží ve velká blízkosti Země a po jeho dosažení se raketa pohybuje dále po složité křivce, která je výslednicí setrvačnosti rakety a působenÍ gravitačních sil Země a zejména později Měsíce a Slunce. Nepatrná chyba v rychlosti a směru rakety v okamžiku dohoření paliva v blízkosti Země má dalekosáhlé důsledky, pokud jde o její další dráhu a stačí např. chyba asi 1 % rychlosti nebo 0.3° ve směru a raketa se vůbec do oblasti Měsíce nedostane! Podařilo-li se tedy splnit tyto podmínky, pak klobouk dolů před sovětskou technikou! Jak veliká to byla přesnost, vyplývá mimo jiné z toho, že kterýsi západní vědec vypočítal, že s touž přesnosti v naváděni by bylo možno dálkově zasáhnout kterýkoliv cíl na Zemi s nepřesností nejvýše 1,5km!

Dále vzpomeňme okamžiku 3. ledna 1959 v 1 hod. 57 min. našeho času, kdy zazářila v souhvězdí Panny na několik minut umělá kometa, vytvořená sodíkovým mrakem, vypuštěným z rakety. Tento okamžik se stal vlastně historickým tím, že se při něm stala poprvé ve svých dějinách astronomie vědou experimentální; nyní již nebudou muset astronomové čekat, až se kometa objeví a umožní jim studovat vlastnosti meziplanetárního prostoru, nyní si ji sami vytvoří v nejvýhodnějším časovém okamžiku, a to v místě prostoru, kde si to jen budou přát.

Konečně mějme radost ještě z jedné okolnosti, která nás - radioamatéry - zajímá nejvíce, z toho, že rádiové signály rakety se na krátkých vlnách podařilo zachytit ještě z blízkosti Měsíce i amatérům přístupnými prostředky. Když před více než 10 lety se podařilo přijmout radiový signál odražený od Měsíce, domnívali jsme, že bude třeba ke spojení s Měsícem značných vyzářených výkonů. Příjem radiových signálů slabého vysílače americké rakety, která v říjnu minulého roku dosáhla výše 128 000 km, stejně jako možnost příjmu radiových signálů sovětské rakety dosvědčují, že obrazně řečeno se může v budoucnu podařit i spojení Země s Měsícem i prostředky přístupnými amatérům, ba dokonce že za pomoci impulsové techniky se může stejnými prostředky dařit i spojení ještě i na podstatně větší vzdálenost. Jen to bohužel nepůjde BK-provozem, protože již dnes byste musili po vašem CQ RAKETA čekat asi dvacet vteřin na odpověď, protože ‚tak dlouho to bude radiovým vlnám trvat, než překlenou vzdálenost od Země k raketě. Záleží zde ovšem velmi na tom, jakým způsobem se šíří radiové viny dosud neúplně prozkoumaným mezi planetárním prostorem. Jistě se však velmi brzo dočkáme dalších raket, které dostanou mimo jiné za úkol prozkoumat právě tyto problémy. A tak se těšme, protože byl-Ii rok 1958 rokem umělých družic Země, můžeme rok 1959 právem označit za rok měsíčních i kosmických raket, které mohou dosáhnout i drah sousedních planet.

A tak - kdož ví - nadejde už brzo i doba, kdy bude nutno WAZ rozšířit o další zóny - zóny meziplanetárního prostoru - a kdy lovcům DXCC přibude netušených možnosti. Možností tolik, že nám potom prvním písmenu prefixů blízké budoucnosti, písmenu „U“, nebude pomalu ani stačit abeceda.

A z toho „U“ mějme, vážení přátelé, radost největší!

Praha 8 ledna 1959.

AR 2/1959

PROBLÉM DVOU TĚLES: Uvažuje se o pohybu malého tělesa kolem tělesa mnohem hmotnějšího (např. pohyb rakety kolem Země). Při malých rychlostech vodorovně vržené těleso dopadne na zem, při rychlosti v1, zvané „první kosmická“, se změní v umělou družici Země, obíhající po kružnici, při rychlosti větší než v1, ale menší než v2, jsou dráhy elipsy a při rychlosti v2, zvané „druhá kosmická“, unikne těleso po parabole z oblasti gravitačního působení tělesa, které obíhá. Při ještě větších rychlostech unikne těleso po dráze hyperbolické. Na obr. 1 vidíte vedle popsaných drah ještě hodnoty v1 a v2 platné v blízkosti povrchu Země. Údaj vlevo nahoře značí výšku nejnižšího bodu, nad Zemí (perigea) tří prvních sputniků jako důkaz přesnosti sovětské techniky v navádění družice na její dráhu.

Pod údajem výšky perigea sovětských družic jsou uvedeny rychlosti v1 a v2 (obr. 2.), platné v blízkosti povrchu Měsíce. Srovnáme-li jejich velikost s velikostí obdobných rychlostí v blízkosti Země, nahlédneme snadno, oč je snazší překonat přitažlivost Měsíce než přitažlivost Země.

PROBLÉM TŘÍ TĚLES: (obr. 3.) Vedle rakety a Země je v blízkosti další hmotné těleso (Měsíc), které svou přitažlivostí způsobuje, že dráha rakety letící setrvačností od okamžiku dohoření jejích motorů, je podstatně složitější než při problému dvou těles. Jestliže se změní počáteční podmínky jen velmi nepatrně, může se změnit dráha velmi podstatně. Přitom se na pohyb rakety v meziplanetárním prostoru mohou uplatňovat ještě i jiné dosud nevypočitatelné vlivy. Proto lze sotva přesně stanovit předem, zda raketa na Měsíc spadne nebo zda jej těsně mine, jestliže s sebou neveze další stupeň, jehož vypálením v blízkosti Měsíce by se odchylka od určené dráhy mohla opravit.

Zemské přitažlivosti ubývá se čtvercem vzdálenosti (br. 4.). Proto její síla, působící na vzdalující se raketu, velmi rychle slábne. Na její překonávání však raketa doplácí úbytkem rychlosti svého pohybu; jestliže byla rychlost v blízkosti povrchu Země 11,2 km/s, potom v blízkosti Měsíce činila již pouze 2,45 km/s a ve vzdálenosti 900 000 km od Země, tedy v okamžiku, kdy začala převládat gravitace Slunce, činila již vzhledem k Zemi pouze 2 km/s.

V tomto okamžiku (obr. 5.) se stala raketa první umělou oběžnicí Slunce, pohybující se po mírně eliptické dráze, která leží téměř zcela mezi drahou Země a drahou Marsu. Na začátek své dlouhé cesty získala ovšem od Země její oběžnou rychlost 30 km/s, která se bude zmenšovat jak se raketa bude od Slunce vzdalovat, a potom opět zvětšovat jejím opětovném přiblížení. Děje se tak podle druhého Keplerova zákona, který praví, že plochy opsané průvodičem obíhající rakety za stejnou dobu jsou stejné.

Na téže přednášce vyprávěl s. Bedřich Micka OK1MB (obr. 6.) o svých pozorováních radiových signálů první meziplanetární rakety. Podařilo se mu je zachytit nejen několik hodin po jejím vypuštění, kdy byla raketa ve vzdálenosti asi 170 000 km od Země, ale i o 24 hodin později, kdy byla nejblíže Měsíci. Vysvětlil též techniku příjmu radiových signálů z meziplanetárního prostoru a vyslovil naději, že v brzké době bude možno sledovat tyto signály i na vzdálenosti podstatně větší, jestliže se zvětší vyzářený výkon např. pomoci impulsové techniky a jestliže se použije slunečních baterií.
 

AR 3/1959

SOVĚTSKÁ KOSMICKÁ RAKETA NA MĚSÍCI

Jiří Mrázek, kand. tech. věd, OK1GM

Těžko se píše do měsíčníku o aktualitách; než příslušné číslo časopisu vyjde, ztratí většina aktualit svůj bezprostřední význam. V případě druhé sovětské kosmické rakety, která dopadla 13. září 1959 na Měsíc, jde však o událost, na kterou se bude vzpomínat ještě po letech, desetiletích a jistě i po staletích. A věřte mi, že jsem šťasten, jestliže mohu dnes předložit několik řádek o takové události.

Protože však jsme radisté, podívejme se na druhou sovětskou kosmickou raketu radisticky. V době, kdy jsem psal tyto řádky, nedošla ještě úřední sovětská zpráva popisující podrobně jednotlivé přístroje na raketě; je proto možné, že jsem na něco zapomněl, avšak máme již dostatek zpráv, na základě nichž si můžeme udělat hrubou představu, jakým dílem se na historickém úspěchu podílelo rádio. A věřte mi, byl to podíl nemalý. Rádio celkem nám už známým způsobem oznamovalo určitým kódem naměřené údaje jednotlivých přístrojů, a celkem jednoduchou logickou úvahou můžeme dojít k závěru, že vzhledem k tomu, že vysílačů bylo méně než počet přístrojů, byly údaje několika přístrojů postupně po sobě vysílány vždy týmž vysílačem. Vysílač na kmitočtu 19,993 MHz pracoval na „kontejneru“ (což se už konečně nenajde nějaký český ekvivalent tohoto slova?), zatímco vysílače na 19,997 a 20,003 MHz byly umístěny na posledním raketovém stupni. Na „,kontejneru“ byly umístěny ještě další dva vysílače na kmitočtech 39,986 MHz (tedy v sovětském amatérském pásmu) a na 183,6 MHz; jejich účelem bylo umožnit přesný rozbor dráhy rakety v prostoru, tj. umožnit určení polohy a rychlosti rakety v každém okamžiku. Poměrně vysoký kmitočet 183,6 MHz byl zvolen se zřetelem k tomu, aby radiové vlny nebyly při průchodu ionosférou zakřiveny a umožnily tak přesné radiové za měření rakety v prostoru. Celý systém určování polohy rakety v prostoru, jakož i její rychlosti, byl prakticky podobný, ne-li týž jako u první sovětské kosmické rakety, a to pouze s jedinou výjimkou: několik málo desítek vteřin před dopadem „kontejneru“ na měsíční povrch se zapjal radiolokační výškoměr, který ve spojení s tímto vysílačem oznamoval klesající výšku tělesa nad Měsícem. Bez takového výškoměru bude v blízké době nemožné řídit nějak automatické přistání na Měsíci, jak to předpokládá třebas známý Chlebcevičův projekt s dálkově řízeným tančíkem. Zcela jistě lze použití automatického výškoměru považovat m. j. za ověřovací zkoušku jeho činnosti.

Co však je na druhé sovětské kosmické raketě z radioamatérského hlediska nové, to je snad až k neuvěřitelné dokonalosti vylepšený způsob navádění kosmické rakety na její dráhu a způsob vedení po stanovené dráze, Chyba přibližně 200 km na vzdálenost 379 000 km mluví více než jakýkoliv jiný komentář. Našim čtenářům je již jistě známo, že bylo při tom použito m. j, „kosmostrády“ z radiových vln, stanovení rychlosti pohonných stupňů rakety pomocí Dopplerova jevu, vypnutí posledního pohonného raketového motoru při dosažení předem vypočtené rychlosti radiovým „stop" - signálem a snad i dalších metod, např. metody, která sleduje změny gravitačního zrychlení v závislosti na čase, dvakrát tuto závislost integruje, čímž dostane závislost dráhy na čase a srovnává získaný výsledek s „plánem“ cesty naprogramovaným např. na magnetofonovém pásku. Najde-li se nesouhlas, uvede se do činnosti příslušný korekční systém, který nesouhlas odstraní.

V každém případě představuje radiová stránka první cesty na Měsíc důležitou kapitolu vývoje astronautiky a rýsuje již i perspektivy dalšího vývoje. A my všichni máme radost, že „generální zkouška“ dalších, ještě složitějších letů do kosmického prostoru díky neúnavné práci tisíců obětavých sovětských hlav a rukou přinesla tak radostný výsledek.

AR 10/1959

I u nás bylo mnoho těch, kteří - když se mluvilo o technice - viděli jen techniku západní, o které halasná reklama prohlašovala, že je nej. .‚ nej. .‚ nej. ... A zůstávali v tomto omylu dost dlouho. Přesně řečeno tak dlouho, než sovětští vědci, technici a dělníci začali světu dávat praktické lekce o tom, čeho je možno dosáhnout, není-li věda a technika brzděna společenským zřízením. Když vyletěl první Sputnik, byla jeho obrovská váha vysvětlována tak, že v SSSR nedokáží vyrobit jemné přístroje a „humpolácké“ přístroje prý mnoho váží. Jak by však bylo možné, aby obrovskou váhu dokázala raketa bez jemných přístrojů donést přesně na stanovenou dráhu, to se nikdo neopovážil už ani domyslet. Pak i raketový odborník Wernher v. Braun, který zkonstruoval raketové střely V2 pro Hitlera, a má tedy již značné zkušenosti, zůstal prostě paf, když si vypočítal, jaký tah musí mít motory jednotlivých stupňů raket, když jemu se podařilo dopravit do kosmického prostoru jen několik grapefruitových družic. A to se už vůbec nemluví o tom, kolik raket shořelo a dopadlo na vlastní základnu nebo do moře.

Zatím v SSSR, jakmile raketa vzlétla, bylo předem jisté, že splní úkol, který jí byl určen. A právě ta jistota a spolehlivost celého komplexu zařízení byla vždy „bombou“, která omráčila domýšlivost a nafoukanost obdivovatelů západní techniky. Tak si nejen prostí lidé, ale i na slovo vzatí odborníci pomalu již zvykli na to, že bylo-li oznámeno, že byla vypuštěna raketa s úkolem obletět a vyfotografovat dosud neznámou tvář Měsíce, tento úkol bude také splněn. To jsou „mírové bomby“, kterými Sovětský svaz trvale a nezadržitelně láme ledy studené války a ukazuje, co vše by mohl lidský genius dosáhnout, kdyby mu nebyly nasazeny kapitalistické brzdy.

Pokud jde o zařízení meziplanetární stanice, jistě se již dnes ne najde nikdo, kdo by tvrdil, že zařízení nefungovalo naprosto spolehlivě. Vždyť činnost meziplanetární stanice ukázala, že

1. byl úspěšně zajištěn let kosmického objektu po složité, předem stanovené dráze,
2. byl vyřešen úkol orientace objektu v prostoru,
3. bylo uskutečněno radiotelemechanické spojení a přenos televizních obrazů na kosmické vzdálenosti,
4. byl získán obraz odvrácené části Měsíce, dosud nepřístupný zkoumání, a řada dalších vědeckých zjištění.

Na vzdálenost 470 000 km byly vyslány obrazy odvrácené strany Měsíce, které pořídila zvláštní fototelevizní soustava, zkonstruovaná sovětskými vědci. Ze takové zařízení není jednoduché, ale naopak je dokonalou aplikací nejmodernějších výzkumů v celé řadě vědních oborů, je jistě jasné. Fototelevizní přístroje mohou pracovat i ve složitých podmínkách kosmického letu. Zvláštní orientační systém umožnil nařídit objektivy fototelevizní aparatury automaticky na Měsíc. Celý proces fotografování a zpracování filmů na pak stanice probíhal automaticky podle daného programu. Snímky byly vysílány na Zemi podobným systémem jako při televizním vysílání filmů. Vysílací systém umožnil podle okolností měnit počet řádků, na které se snímek rozkládal. Maximální počet řádků dosahoval tisíc na jeden obraz. Fotografie byly na Zemi předávány vysílačem, který současně přenášel i údaje o dalších prováděných měřeních. Zvláštní radiotechnický systém zalištoval měření parametrů dráhy této stanice, vysílání televizních a vědeckých telemetrických informací na Zemi a také přijímání signálů ze Země, jimiž se řídí činnost přístrojů uvnitř automatické meziplanetární stanice. Činnost přístrojů na palubě stanice je pomocí radiového spojení řízena z pozemních pracovišť a autonomním programovým palubním zařízením. Tento systém umožnil nejvýhodnější řízení vědeckých experimentů, takže bylo možno získat informace z libovolného úseku dráhy v hranicích, odkud bylo možno přijímat na Zemi radiové signály.

Aby bylo zajištěno dálkové vysílání fotografií při malém výkonu palubního vysílače, bylo použito rychlosti vysílání fotografií desettisíckrát pomalejší, než je rychlost vysílání obvyklých televizních pořadů. Aby byla zajištěna trvale stejná teplota, pracuje uvnitř stanice automatický systém tepelného řízení. Všechna zařízení spotřebují dosti energie, kterou dodávají samostatné bloky chemických zdrojů, dále nárazová chemická baterie. Energie spotřebovaná z této baterie se doplňuje slunečním zdrojem. Meziplanetární stanice, kterou vidíte na připojeném obrázku, má hermeticky uzavřenou konstrukci s tenkými stěnami válcovitého průměru se sférickými dny. Maximální šířka je - 1200 mm a délka 1300 mm bez antén.

Uvnitř pouzdra jsou na povrchu rámu palubní přístroje a chemické zdroje energie. Na vnější je část vědeckých přístrojů, antény a články sluneční baterie. V horním dně je okénko s víčkem, které se automaticky otevírá před začátkem fotografování. Na horním a dolním dně jsou malá okénka pro sluneční čidla orientačního systému. V dolním dně jsou řídicí motory tohoto systému. K orientačnímu systému patří také optické a gyroskopické přístroje, logická elektronková zařízení a řídicí motory.

Ze suchého výčtu jen některých podstatných zařízení je vidět, že při zhotovování meziplanetární stanice bylo použito nejmodernější techniky a technologie - jinak by se do poměrně malého prostoru nemohlo zařízeni vejít. Padají tedy všechny „teorie“ o nedostatcích sovětské techniky. Padla i ta, že USA si zachovávají spolehlivou převahu na poli snímkování a vysílací techniky. Byla jen potvrzena obava Wernhera v. Brauna o tom, že až se někdy podaří americké raketě přistát na Měsíci, bude muset projít ruskou celnicí. Pohonné hmoty, kterých totiž p. Braun používá, stačily ještě tak na evropské poměry. Pro meziplanetární prostor je to málo. Nejsprávněji to vystihl ten, který prohlásil, že pohonnou hmotou sovětských raket je socialismus. Potom p. Braun zatím netouží, ale jistě i o tom jednou začne uvažovat. Už se totiž přesvědčil, že i v raketové technice jsou v socialismu jiné možnosti.

AR 12/1959

Dvanáctého dubna 1961 (dobový komentář v AR)

Toto datum zůstane navěky zapsáno v historii lidstva; mladá, rozvíjející se sovětská astronautika oslavila svůj velký triumf úspěšným zakončením etapy, k jejímuž uskutečněni vyslala během tří a p§l roku do kosmického prostoru nejdříve řadu sputniků a luníků, později kosmických stanic a řadu kosmických lodí se zvířecími cestovateli. Byl to první člověk, sovětský člověk, hrdinný major Gagarin, který díky význačným vědeckým úspěchům a nejmodernější technice, jakou prozatím mimo Sovětský svaz jinde ve světě nenalezneme, opustil na více než půldruhé hodiny Zemi, jež jej zrodila, oblétl ji a pak úspěšně hladce přistál ve předem určené oblasti, aby výrazně dokumentoval, že snad není problému, kterého by člověk svou pilnou prací nemohl dosáhnout.

Nás jako radioamatéry při tom nejvíce zajímají otázky radiového a televizního spojení, uskutečňovaného během letu mezi kosmickou lodí a pozemními stanicemi. Jak víme z oficiální zprávy TASS, bylo vysíláno rádiem na třech různých kmitočtech: 9,019 MHz, 20,006 MHz a 143,625 MHz. Mezi nimi nalézáme jeden velmi blízký dobře známému kmitočtu z astronautické minulosti; v těsném okolí 20 MHz bylo vysíláno snad téměř ve všech případech umělých družic Země a některých luníků. Rovněž VKV kmitočet 143,625 MHz, ležící téměř v amatérském pásmu, není vzdálen od kmitočtů, používaných již v minulosti. Oba jsou voleny vzhledem k vlastnostem šíření radiových vln příslušných vlnových délek v zemské ionosféře. Metrové vlny, jak dobře víte, procházejí jen nepatrně ovlivněny nebo prakticky neovlivněny. Používá se jich tedy zejména k velmi jemným měřením telemetrickým, při kterých hraje důležitou roli přesné zaměřování polohy zdroje těchto vln na nebeské klenbě; je zřejmé, že kdyby ionosféra měnila směr šíření radiových vln, nebylo by nikdy možno určit přesně polohu zdroje pomoci měřeni směru jejich příchodu k zemskému povrchu. Samozřejmě se už velmi krátkých vln i ve všech případech, nichž je třeba vysílat značný počet informací, např. při přenosu televizních obrázků. Konečně se na těchto vlnách provádějí jemná měření, sloužící k přesnému navádění kosmických plavidel na předeni určenou dráhu.

Z hlediska ionosférického šíření kmitočtů kolem 20 MHz lze říci, že většinou ionosférou procházejí vždy pronikají v noci v poměrně širokém kuželi a dosahují zemského povrchu, třebaže je v tomto případě radiový obzor většinou o něco menší než oblast přímé viditelnosti, alespoň vysílá-li se z výšek, v jakých se pohyboval soudruh Gagarin. Je-li však pod ním sluncem ozářená část Země, radiový obzor se zmenší; vždy ale zbude v ionosféře okénko“ ve směru k Zemi, nejméně směrem do oblastí ležících pod kosmickou lodí v poměrně širokém kuželi rozevírajícím se směrem k Zemi.

Sovětským vědcům a technikům šlo ovšem o více jím záleželo na tom, aby užitečná doba spojení byla co nejdelší. Velmi krátké vlny se k Zemi v těch místech, pro něž není kosmická loď právě nad obzorem, nedostanou a kmitočty kolem 20 MHz mají rovněž základní význam tehdy, je-Ii mezi korespondujícími místy přímá viditelnost. Avšak i zde může trochu pomoci ionosféra svou vlastností, že totiž šikmo procházející paprsek, jehož kmitočet leží nad určitou hodnotou, v jeho směru ohýbá. Vznikal velmi zajímavé trajektorie těchto paprsků, zejména byl-Ii jejich zdroj v oblasti vrstvy F2, jako tomu bylo právě v tomto případě. V příznivých případech se může ionosférická vlna dostat hluboko za optický obzor a byly pozorovány i případy, že signály sputniků bylo možno někdy zachytit i tehdy, byly-Ii právě nad protinožci. Tento jev na stává v denní době na kmitočtech kolem 20 MHz, zatímco v noční době se vhodné kmitočty posouvají směrem k nižším hodnotám. A proto jsme se setkali v našem výčtu použitých kmitočtů s kmitočtem v pásmu 9 MHz, tedy s kmitočtem zcela novým, v astronautice dosud nepoužívaným. Tento kmitočet to byl především, jenž umožňoval radiové spojení se soudruhem Gagarinem i tehdy, byl-li právě daleko pod obzorem. Nevíme, kolik bylo přijímacích středisek, sledujících radiové signály z první kosmické lodi s lidskou posádkou, a máme za to, že byly rozmístěny nutně i mimo vlastní území Sovětského svazu, zejména, bylo-li možno - jak se ve zprávě TASS uvádí - sledovat soudruha Gagarina nepřetržitě i televizně. Ať je tomu již jakkoliv, jde o první případ nepřetržitého radiového a snad i televizního spojení mezi Zemí a kroužící umělou družicí v historii lidstva vůbec, což již samo o sobě ukazuje na velmi dobré organizační zajištění letu prvního kosmonauta. Soudruh Gagarin mohl vždy předpokládat, že není v kosmickém prostoru osamocen, což neobyčejně přispívalo k udržení jeho dobré kondice nejen tělesné, nýbrž i duševní. Spolehlivost sovětské soustavy kosmického spojení dokazuje, že se již podařilo úspěšně vyřešit všechny příslušné základní problémy. Často byly velmi obtížné, abychom se zmínili namátkově alespoň o jednom z nich: během rychlého pohybu ve zbytcích zemského ovzduší dochází k ionizaci plynů v těsné blízkosti kosmického plavidla a tedy i v těsné blízkosti antén. Tato ionizace může dosáhnout takové velikosti, že vznikne kolem plavidla hráz, nepřekročitelná pro vysílané i  přijímané radiové vlny. Jak známo, řešení právě tohoto problému pozdrželo v USA před několika lety vývoj jejich astronautiky. Sovětská radiotechnika slavila však svůj triumf i v jiných směrech. Vždyť se pomocí radiových signálů kosmostrádové sítě naváděla kosmická loď s drahocenným obsahem na její přesně vypočtenou dráhu, při čemž v parametrech dráhy bylo dosaženo takové přesnosti v radiovém navádění, že odchylky od výpočtu nepřevyšují jedno procento určené hodnoty. Ještě daleko větší přesnosti bylo dosaženo v okamžiku vyslání radiového rozkazu k začátku sestupu k Zemi. Zde může být i nepatrná odchylka ve směru brzdicí trysky a zejména v rychlosti, příčinou havarijní situace nebo dokonce zániku kosmického plavidla v hustých vrstvách zemského ovzduší. Tedy i o tyto věci se staralo rádio, samozřejmě ve spojení s elektronickými rychlopočítači a za použití kybernetiky a vzorné automatizace. Tyto úkoly jsou tak delikátní, že ani nyní ani nikdy v budoucnosti se nebude vlastního řízení účastnit aktivně sám kosmonaut; rychlost lidské reakce zde naprosto nestačí k jejich úspěšnému zvládnutí. První velká etapa sovětské astronautiky byla tedy úspěšně zakončena; tím však úkoly zdaleka nekončí. Vždyť se tím otevírají stále nové a ještě smělejší perspektivy. Po soudruhu Gagarinovi přijdou další kosmonauté, poletí po jiných drahách a po stupně ve větších výškách, zatímco důmyslné automaty a kosmické lodi se zvířecí posádkou budou člověku razit cestu dále od Země, směrem k Měsíci a k sousedním planetám. Etap tohoto vývoje bude hodně, další velký cíl je však již v dohledu: člověk zřídí vědeckou laboratoř, kroužící kolem Země, na níž bude lidská posádka, složená již z kosmonautů-vědců, provádět měření za podmínek zde v pozemských laboratořích zcela nedosažitelných. Tímto směrem se tedy zaměří člověk, toužící po stále vyšších metách a dobře vědoucí, že není daleko doba, kdy se bude astronautika uplatňovat svými výsledky stále více i v životě zde na zemském povrchu.

Již dnešní výsledky sovětských vědců a techniků otevírají oči stále více lidem a dávají jim přesvědčení, že v době tak skvělých výsledků lidské práce již nebude ani čas na často ve srovnání s nimi malicherné snahy těch, kteří narušují dobré vztahy mezi lidmi i mezi celými národy. Člověk se dostal do kosmického věku a začíná zkrátka stále více i kosmicky myslet. A kdyby astronautika již ničeho jiného nepřinesla, to stojí přece za to, nemyslíte?

Jiří Mrázek, OK1GM, mistr radioamatérského sportu,

13. IV. 1961

AR 5/1961

 VOSTOK 2

POSLOUCHÁN na 2m

Jako každou neděli, tak i 6. srpna jsem zasedl ke svému zařízení na 145 MHz. Tu neděli se konal závod BBT a tak jsem byl QRV, že udělám nějaký ODX. Drážďany jsem slyšel velmi dobře. Z toho jsem usoudil, že mohou být dobré podmínky. Kolem osmé hodiny jsem dělal QSO s okolními stanicemi, dále pak HG5KBP/p a OK1DE, který tady byl slyšet až 599. Po deváté hodině slyším na dvoumetrovém pásmu stanici OK2KJ, jak upozorňuje amatéry, že právě před chvílí oznámil Čs. rozhlas, že na oběžnou dráhu kolem Země vypustil Sovětský svaz kosmickou loď Vostok 2 s člověkem na palubě. Ihned jsem se rozhodl, že zahájím spolu s bratrem, kterého zasvěcuji do amatérského života, pátrání po nějakém signálu na kmitočtu 143,625 MHz. Krátce po desáté hodině se v přijímači na udaném kmitočtu ozval přerušovaný šum, který se měnil v hukot. Vtom se ozvala asi dvě slova. Poněvadž jsem měl zapnutý záznějový oscilátor, nerozuměl jsem tomu. Po vypnutí záznějového oscilátoru jsem již neslyšel nic. Z toho jsme s bratrem usoudili, že to mohla být kosmická loď. Nevěděli jsme však, kterým směrem letí a jak dlouho trvá její oběh kolem Země. Po předchozích raketách jsme odhadli, že to může trvat tak asi 90 minut. Anténu jsem natočil na Drážďany, odkud jsem dřívější signál zaslechl. Skutečně, asi v 1132 SEC se ozvalo přijímači zase to známé šumění. Šumění se potlačilo a úplně zmizelo. Vtom se ozval hlas s. Titova, který odpovídal, že slyší (atlíčno, kak vy mňa) velmi dobře. Mluvil ještě něco, ale při dosměrování antény a doladění přijímače jsem souvislou větu nezachytil. Síla byla úžasná, na reproduktor bez šumu a rušení. (Neznám dobře rusky, a tak jsem si těžko mohl zapamatovat všechna slova.) Pak jsem byl velmi rozrušen, že slyším hlas s. Titova. To trvalo tak asi dvě minuty. V dalším obletu jsem neslyšel nic, až v 1610 SEČ jsem slyšel s. Titova, bylo to velmi slabé, takže jsem tomu nerozuměl.

Moje zařízení:
RX - konvertor vstup 2 x PCC84, směšovač PCF82, xtalem řízený oscilátor s ECC85 + Emil. Anténa 11 prvků yagi.
TX - Pětistupňový, xtal 8 MHz, ppa 2x6L50, modulace závěrnou elektronkou.

OK2BBT, Ratiškovice

AR 7/1961

                   VOSTOK 3	            VOSTOK 4

start:	           11/8 1962 0930 SEČ	    12/8 1962 0902 SEČ
posádka	           Andrijan Grigorjevič	    Pavel Romanovič Popovič (Orel)
                   Nikolajev (Sokol)
národnost:	   Čuvaš	            Ukrajinec
stáří:	           33 let                   32 let
doba oběhu:        88,32 min                88,5 min
perigeum:          183 km                   180 km
apogeum:           251 km                   254 km
úhel k rovníku:    64º59'                   64º57'
přistání:          15/8 0755 SEČ            15/8 0801 SEČ
doba letu:         95 hod.                  71 hod
počet oběhů:       >64                      >48
délka dráhy:       2,600 000 km             2,000 000 km

Sovětský skupinový let a kosmické spojení

Celý svět vzrušila zprávo o novém složitém sovětském pokusu s kosmickými loděmi „Vostok 3“ a „Vostok 4“. Bylo to poprvé, kdy se podařilo dopravit dvě různá kosmické lodi na prakticky stejnou dráhy, což má velký význam pro budoucí kosmonautiku, ať již jde o problém záchranného snesení kosmonauta z oběžné dráhy, s níž nebude sám schopen sestoupit, nebo o problémy sestavování velkých raket a kosmických plavidel přímo v kosmickém prostoru z jednotlivých dílů, postupně do něho vynesených. Na obou kosmických lodích však byla v činnosti i nová zlepšená radiotechnická zařízení a k těm nyní obrátíme svoji pozornost.

Nebudeme podrobně rozebírat otázku, proč vlastní radiové spojení letců kosmonauta Nikolajeva a Popoviče probíhalo jednak na kmitočtu 20 MHz jednak téměř na 144 MHz. Víte jistě dobře, že na šíření vln prvního kmitočtu má vliv zemská ionosféra, zatím co na druhý již téměř nikoliv. Šíří se tedy delší z obou kmitočtů někdy i za optický obzor, kdežto kratší z nich může posloužit i k dálkovému zaměřováni přesné polohy kosmické lodi v prostorů.

Zajímavější je vlastně telemetrický vysílač, který na několika kmitočtech předává řadu fyzikálních parametrů kosmického prostoru a některé biofyzikální údaje, týkající se životních podmínek kosmonautů. Podle oznámení sovětského časopisu „Pravda“ probíhají tato biologická měření několika různými způsoby. Příslušné přístroje mají velmi malé rozměry a jsou mnohdy zcela nové konstrukce; tak např. předzesilovací blok pro registraci biopotenciálu v mozku a v očích i se zdrojem energie je jen o málo větší než krabička od zápalek a je umístěn přímo na kosmonautově těle.

Naměřené údaje se jednak předávají do telemetrického vysílače, jednak se registrují zvláštním zařízením, které je uchovává i v případě, že telemetrické předání vysílačem na Zemi je nemožné. Taková situace nastává např. v okamžiku silného brždění v houstnoucích vrstvách ovzduší při sestupu, kdy třením a účinkem rychlého pohybu dochází k vytvoření ionizovaného obalu kolem antény, který může dočasně odříznout radiovým vlnám další cestu k Zemi. Toto zařízení zapisuje např. puls. dýchání a některé další biologické parametry. Podobně jsou telemetricky hlášeny k Zemi i údaje dalších bioelektrických sond, které má kosmonaut na svém těle a jež měří biopotenciály mozku, činnost srdce a dokonce i pohyby očí.

Vraťme se však k vlastnímu radiovému spojení. Týkalo si i televize a dobře víte, že bylo provedeno dokonce několik přímých televizních přenosů do pozemské sítě Intervize. Počet přenášených řádků a obrazů byl sice menší než tomu bývá u „pozemské televize“, avšak dobře byl patrný kosmonautův obličej i jeho pohyby. Vzájemné spojení obou kosmonautů bylo pak první předzvěstí dálkového kosmického spojení.

Podmínky kosmického spojení se poněkud liší od podmínek, na něž jsme zvyklí zde na zemi. Hlavním rozdílem jsou vzdálenosti korespondujících stanic, které za kosmických podmínek dosáhnou v nepříliš vzdálené budoucnosti řadově hodnot desítek milionů kilometrů. Překonat tyto vzdálenosti lze ovšem jen na kmitočtech, které nezadrží případná ionosféra - ať již pozemská nebo ionosféra sousedních planet (zejména na Venuši očekáváme dost intenzívní ionosféru), a s použitím dostatečných výkonů na jedné straně o přijímačů s nepatrným vlastním šumem na straně druhé. V Sovětském svazu bylo prováděno v poslední době mnoho pokusů v tomto směru, zkoušela se zařízení pracující na kosmických sondách impulsní technikou (aby se při omezeném příkonu, dodávaném slunečními bateriemi, zvýšil podstatně vyzářený výkon) a dokonce byl vytvořen systém umožňující analýzu signálů, které jsou pod hladinou šumu. V tomto případě se využívá statistického rozložení jednotlivých kmitočtů šumu a změny těchto průměrných hodnot, je-li pod šumem ukryt nějaký radiový signál, jinak zcela neslyšitelný. Rovněž se sovětští vědci pokoušejí vyvinout takové zdroje proudu, které umožňují podstatné zvýšení příkonů vysílačů na palubě kosmických sond budoucnosti. Kromě slunečních baterií, nabíjejících akumulátory, to budou již brzy i generátory plasmové nebo jinak využívající atomové energie, které se jistě projeví brzy i na větším dosahu kosmického radiového spojení. Prozatím nic nebrání, abychom se nemohli domnívat, že radiové spojení na vzdálenosti sousedních planet o televizní spojení nejméně na vzdálenost Země - Měsíc se dají uskutečnit již dnes dosažitelnými technickými prostředky.

Nezmínili jsme se ještě o jednom činiteli, který je v případě kosmického spojení velmi důležitý. Je to okolnost, že radiové i televizní vlny se nemohou prostorem šířit větší rychlostí než je rychlost světla ve vzduchoprázdnu, tj, 300 000 kilometrů za vteřinu. Tato rychlost je v pozemském měřítku dostačující, avšak pro potřeby kosmického spojení přece jen již trochu pomalá. Tak již při spojení s Měsícem uplyne mezi vyslaným signálem a odpovědi nejméně dva a půl vteřiny; při spojení se sousedními planetami (budeme-Ii volit kmitočet vln tak, aby vlny prošly nejen pozemskou, ale i planetární ionosférou) vzroste toto zpoždění již na desítky minut. Se vzdálenějšími planetami to již budou hodiny a se sousedními světy léta, desetiletí a staletí. To je vážný nedostatek radiového i jakéhokoliv jiného dálkového spojení a je třeba říci, že podle dosavadních znalostí fyziky nemáme ani tu nejmenší naději, že tomu bude v budoucnosti lépe: žádná hmota ani žádná energie nedokáže tuto rychlost překonat.

Máme být proto pesimističtí? Jistěže nikoliv, vždyť je toho v nejbližším kosmickém okolí tolik zajímavého, a všude tam nám dosavadní spojení postačí. A pocestuje-Ii jednou v budoucnosti člověk k sousedním světům, bude jeho kosmická loď zcela samostatnou soběstačnou jednotkou a spojení se Zemí nebude potřebovat. Podívejte se všude kolem sebe, i na dosavadní sovětské úspěchy v kosmonautice, a buďme optimisty: Lidský duch, bude-Ii mít možnost rozvíjet se v klidu a míru, má před sebou velmi radostné perspektivy. Úspěchy sovětské kosmonautiky dávají tušit, že mnoho dalších radostných překvapení nedá na sebe v tomto oboru dlouho čekat a dosavadní možnosti a perspektivy kosmického radiového a televizního spojení pomohou taková překvapení uskutečnit.

OK1GM

 

Americká spojová družice Telstar krouží kolem Země

Před uzávěrkou jsme dostali zprávu o úspěšném vypuštění první americké aktivní spojové družice Telstar. Dnes přinášíme našim čtenářům hlavní technická data této družice, jak byla uveřejněna zvláštním oběžníkem americké akademie věd, došlým po spojových cestách Mezinárodní geofyzikální spolupráce:

Čas vypuštění: 10. července 1962 0835 GMT;

okamžik vstupu na oběžnou dráhu: 10. července 1962 0851 GMT v bodě o souřadnicích 9º sev. šířky a 47º západní délky

doba oběhu: 157,81 minut;

perigeum (nejmenší vzdálenost od Země): 953,5 km;

apogeum (největší vzdálenost od Země): 5637km;

sklon oběžné dráhy k rovině rovníku 44,793°;

retranslační stanice přijímá na kmitočtu 6390 MHz a vysílá jej po zesílení asi dvoumiliardnásobném kmitočtu 4170MHz výkonem 2,25W;

stanice vysílající naměřená fyzikální data v okolí družice a uvnitř jejího obalu má kmitočet 4080 MHz (25 mW) a 136 MHz (350 mW). Poslední vysílač slouží rovněž k určování polohy družice na nebeské klenbě. Zvláštní zařízení sleduje vliv kosmického záření na tranzistory.

Zdroj elektrické energie: 72 svazků celkem 3600 slunečních baterií, nabíjejících 19 niklkadmiových akumulátorů o počátečním příkonu 15W.

Technické vybavení radioelektrické: retranslační stanice s koncovou elektronkou s postupnou vlnou o výkonu 2,25 W, schopná přenášet jeden úplný televizní signál nebo asi 600 jednosměrných telefonních hovorů nebo asi 60 obousměrných telefonních hovorů, anebo - místo signálů televizních - dálnopisné signály o značné rychlosti vysílání (asi 110 písmen za vteřinu).

Dále je na palubě družice zařízení pro nahrávání televizních signálů na magnetofonový pásek, takže lze nahraný pořad reprodukovat opožděně, což vede ke zvýšení ekonomie přenosu. Družice při svém zkušebním provozu přenášela úspěšně i barevnou televizi.

Váha: 170 liber (85 kg);

rozměry: sférické o průměru 34 palců a výšce 37 palců (1 palec = 25,č mm);

zařízení pro optická pozorování: povrchová zrcadla, odrážející sluneční světlo. Proto se při optickém pozorování jeví jasnost družice silně kolísající.

Dálkové přenosy se uskutečňují prostřednictvím stanic Andoveru (Maine, USA), Goon Hilly v Lyzardu (jižní Skotsko), Pleumeur Bodou (Bretagne) a v blízké budoucnosti ještě v Puccinu (Itálie) a Raistinu (u Mnichova), až budou tyto dvě poslední stanice dokončeny. Jak jsou tato střediska nákladná, svědčí napři váha anténního systému v Andoveru - 350 tun.

OK1GM

První normální přenos byl uskutečněn 23.7 od 1956 SEČ, a sice z Ameriky do Evropy. Trval asi 20 minut, během nichž byly přenášeny záběry typické pro americký kontinent (Niagara, Indián, dálnice aj.) jednak „živé“, jednak v kombinaci s filmovými dotáčkami. Signál byl velmi kvalitní; moiré na reprodukovaných ukázkách je způsobeno rušením v místě příjmu. Při dalším přeletu později večer byla trasa obrácena pro přenos z členských států Eurovize do Ameriky. -red.

                                Družice Telstar                                                                Americká anténa pro TV přenos pomocí družice Telstar

Před prvním letem na Měsíc byl podle doporučení mezinárodních konferencí sovětský Lunik pečlivě desinfikován, aby neznemožnil budoucí výzkum života v kosmu tím, že by na Měsíc zavlekl živé zárodky ze Země. Nyní však bylo zjištěno, že všechny mikroorganismy hynou po třicetidenním pobytu ve vakuu, odpovídajícím výšce 500 km nad Zemí. Při letu ve skutečném vesmíru jsou nadto vystaveny současně ultrafialovému a jiným zářením, takže desinfekce při příštích podobných pokusech nebude třeba.

Radio-Electronics 12/61 . -da

AR 8/1962

Mars dostane hosta ze Země

Dne 1. listopadu 1962 opustila Sovětský svaz těžká umělá družice Země, s jejíž paluby pak startovala meziplanetární sonda MARS 1. Má se během dalších sedmi měsíců dostat do bezprostřední blízkosti této planety, provést tam snímky jejího povrchu a po celý let provádět fyzikálnÍ měření meziplanetárního prostoru. Již její váha - téměř 900 kg - budí obdiv, uvážíme-li, že se dostala na vypočtenou dráhu s počáteční rychlosti v blízkosti Země větší než 12 km/s. Nemenší obdiv musí vzbuzovat radiotechnický systém, schopný předávat obrazové informace na vzdálenosti mnoha desítek miliónů kilometrů.

Výkon vysílacího zařízeni je přirozeně omezen zejména energetickou situaci na palubě kosmické sondy. Příkon všeho zařízení nemůže ani v nejideálnějším případě překonat množství sluneční, energie, zachycované slunečními bateriemi, a toto množství je úměrné ploše těchto baterií, kterou není možno zvětšovat do nekonečna. Kromě toho se sonda od Slunce vzdaluje a množství sluneční energie, dopadající na jednotku plochy, se neustále zmenšuje. Proto musí chybějící výkon nahradit impulsové vysílání a zejména úzce směrovaný anténní systém. Proto sonda pracuje v pásmu VKV, „nese si“ s sebou určitý souřadný systém a zařízení, které umožni natočení sondy nebo alespoň vysílacích antén do urči žádaného směru; populárně řečeno, sonda pozná i na dálku Zemi a namíří k ní svůj anténní systém. Kromě toho musí tento systém mířit k Zemi i tehdy, dostane-li sonda se Zemi radiový pokyn, aby se natočila určitým směrem, např. k Venuši, a prováděla fotografování. Jde tedy o dva navzájem nezávislé systémy, z nichž jeden Zemi vyhledává, kdežto druhý ji poslouchá a řídí se přijatými rozkazy.

Vysílače, předávající naměřené údaje, nemohou však samy o sobě zaručit bezvadný poslech signálů zde na Zemi. Bylo proto nutno postavit nákladná přijímací střediska kosmických radiových signálů, s plošně obrovskými anténami a s přijímači s co nejmenším vlastním šumem. Nechybějí dokonce metody a zařízení, umožňující příjem klíčovaných signálů i tehdy, jsou-li pod hladinou šumu. Opírají se o statistické zákony kmitočtového rozložení šumu kolem určité střední hodnoty. Jestliže se toto statistické rozložení změní, pak - třebaže „poslechovými“ metodami ničeho nepostřehneme - je v šumu i radiový signál z kosmu.

Tolik tedy dnes k poslednímu sovětskému pokusu, opět dokumentujícího vyspělost sovětské techniky nejen raketové, ale i radiokomunikační. Musíme nyní ještě řadu měsíců čekat na výsledek tohoto pokusu a doufat, že během dlouhého letu nevyřadí sovětskou meziplanetární sondu nějaké kosmické dobrodružství. Splní-li sonda své složité úkoly, pak naše věda učinila opět ne krok, ale mohutný skok kupředu.

ScC. Jiří Mrázek, OK1GM, člen astronautické komise ČSAV

AR 12/1962

Jistě se ještě pamatujete na srpnové číslo našeho časopisu z minulého roku, v němž jsme přinesli technická data nesporně nejzajímavější americké spojové družice Telstar, která provedla 10.července 1962 první dálkový přenos televizního signálu přes Atlantický oceán. Kvalita obrazu znamenala velmi příjemné překvapení; této družici bylo však souzeno provádět překvapení téměř na běžícím pásu. V červenci došlo totiž rovněž k neuváženému jadernému výbuchu v ionosféře, který Američané provedli nad Johnstonovým ostrovem v Tichomoří. Tehdy se vytvořila kolem Země nebezpečná oblast zvýšeného kosmického záření, která rozmnožila podobné oblasti, o něž se ve velikých výškách nad Zemí postarala příroda. Dnes lze jen těžko rozhodnout, do které z těchto oblastí Telstar vlétl koncem srpna; jisté je jen to, že tehdy - pravděpodobně vlivem nadměrné ionizace plynů v některém tranzistoru dešifrovacího povelového ústrojí - přestal Telstar poslouchat a vyhodnocovat povely, vysílané se Země. Protože však celé zařízení bylo na palubě družice dvojmo, uvedl se v činnost duplikát a vlastně se nic nestalo; dále bylo možno několikrát týdně přenášet přes oceán obrazy televizní a prakticky denně přenášet současně stovky hovorů telefonních.

Až nadešel 23. listopad, kdy mělo dojít ke 48. televiznímu přenosu přes oceán - jenže Telstar se nepodařilo zapojit. Krátkou dobu sice ještě reagoval na rozkazy se Země, ale pouze na některé, a brzo se odmlčel docela. Nereagoval ani tehdy, byly-li za ním vysílány signály ze střediska u Kapského města v době, kdy byl ve výšce kolem 5600 km nad Zemí, v níž se velká intenzita nebezpečných záření nevyskytuje. Jak se zdálo, zmlkl Telstar definitivně, a většina lidí byla ochotna udělat za jeho zajímavou, avšak poměrně jen krátkou činností definitivní tečku. . .

Přece se však našli tři pracovníci Bellových telefonních a telegrafních laboratoří, v nichž byl Telstar vyvinut, kteří se poruchou Telstaru dáte zabývali. Bylo jisto, že opět selhal některý tranzistor dešifrovacího systému, který má za úkol vyhodnotit kódovaný rozkaz se Země a daný příkaz provést. Družice tedy opět vnikla do mraku nebezpečného záření. Při tom mohlo dojít též k tzv. povrchovému jevu, který spočívá v tom, že se celý povrch družice nabije velkým elektrickým nábojem. Zejména to vadí u slunečních baterií. Kdyby tak bylo možno je odpojit a družici přinutit, aby spotřebovala přebytečný náboj! A tu se ukázalo, že za normálních okolností by toho bylo možno dosáhnout, když se za družicí vyšle příslušný kódovaný rozkaz. Jak to však provést, když správnému dešifrováni brání poškozený obvod vadného tranzistoru?

A tu vznikla myšlenka pokusit se o sestavení nového kódu, jehož dešifrování by vadný obvod nevadil - anebo přesněji řečeno pokusit se o sestavení jiného, zkresleného kódu, který bude v nepracujícím dešifrovacím obvodě špatně vyhodnocen, takže výsledek dešifrování bude sice vzhledem k normálním okolnostem špatný, přesto však stejný, jako kdyby obvod dešifroval bez chyby a za družicí byl vyslán kód správný. Inženýři Bob Shennun, John Mayo a ředitel laboratoře spojových družic jmenované firmy Eugene O‘Neil sestrojili celé zařízení ve svých laboratořích znovu a shledali, že poškozené zařízení vyhodnocuje dlouhý impuls s poklesem uprostřed jako impuls krátký. Na základě toho se jim podařilo sestavit příslušnou kódovou skupinu a 20. prosince ji vyslali za Telstarem.

Tclstar rozkaz přijal a naložil s ním přesně podle očekávání; vlastně to tak trochu přehnal a sluneční baterie neodpojil ve stanovenou dobu, nýbrž o něco dříve. Pak se vnořil do stínu Země a když se vrátil znovu nad obzor, jeho dešifrovací zařízení již trochu fungovalo. Proto se pokus provedl ještě dvakrát - 2. a 3. ledna t. r. - a výsledek byl velmi uspokojivý: celé zařízení začalo pracovat normálně a 4. ledna již bylo uskutečněno po 43 dnech odmlky další úspěšné televizní spojení mezi Evropou a Amerikou.

Jen o několik málo hodin později se náhle vzpamatovaly i energetické zdroje na jiné americké spojové družici Relay, která od svého vypuštění v době odmlky Telstaru nefungovala. Třebaže tuto družici sestrojila jiná společnost, souvisí tak trochu s Telstarem, protože měla převzít některé jeho úkoly, kdyby bývala byla jeho odmlka definitivní.

Nevíme ovšem, jak dlouho obě družice budou spolehlivě pracovat; kolem Země je několik nebezpečných oblastí a je opravdu velká škoda, že jednu z nich vytvořil i člověk. To však ničeho neubírá na velikosti úspěchu pracovníků, kteří vypracovali metodu „znovuoživení“ Telstaru a s její pomoci provedli dálkou „operaci"‚ přestože konstrukce Telstaru s něčím podobným nikdy nepočítala.

J. Mrázek, OK1GM

AR 1/1963

SLYŠELI JSME ŽENU VE VESMÍRU

Den 16. června se bezpochyby zapíše zlatým písmem do dějin kosmonautiky. Hrdinná Valentina Těreškovová, první kosmonautka světa, navázala toho dne rádiové spojení mezi svou kosmickou lodí Vostok 6 a pozemským letovým střediskem v SSSR; krátce na to hovořila i se svým nebeským „sousedem“, podplukovníkem Bykovským na lodi Vostok 5 a její obraz se objevil i v televizi.

Nebudeme zde opakovat projevy radosti nad tímto posledním úspěchem sovětské kosmonautiky. O tom psal dosti denní tisk a my k tomu připojíme pouze to, že moderní ženě, odchované správným sportem, nejsou uzavřeny dveře ani do kosmického prostoru. Protože nás však zajímá radiové spojení, zamyslíme se nad tím, jak bylo radiové spojení mezi Zemí a kosmonauty udržováno.

Jestliže si představíme, že kosmonaut během 24 hodin vystřídá pod sebou většinu zemského povrchu, nepřekvapí nás, že za jistit nepřetržité spojení mezi ním a letovým střediskem v SSSR nebyl úkol lehký. Jak víte, vysílali kosmonauté na 2 metrech, v těsné blízkosti amatérského pásma. Tyto vlny dosáhnou Země pouze v místech, z nichž je současně na kosmickou loď přímá viditelnost. Proto spojení na této vlně a ovšem i spojení televizní bylo možno udržovat pouze tehdy, byla-li právě některá pozemská přijímací stanice v dohledu. Tak tomu bylo, letěla-li loď nad územím SSSR (vždy nejméně několik minut) nebo prolétávala-li oblastí, v níž byly za tím účelem rozmístěny odposlechové stanice (tak tomu bylo prakticky na všech světových oceánech). Nepřetržitost takového spojení by zajistila pouze celosvětová síť televizních retranslačních družic, která se teprve bude budovat.

Zajímavější poměry nastávají na kmitočtu 20,006 MHz, který byl druhým pracovním kmitočtem. Zde se počítalo s tím, že zemská ionosféra zakřiví vysílané vlny natolik, že se většinou dostanou i dost hluboko pod optický obzor kosmické lodi. K tomu přispívala velkou měrou i okolnost, že se kosmické lodi pohybovaly přímo v ionosféře. Známý sovětský teoretik L. Alpěrt dokázal, že v takovém případě vznikají zvlášť příznivé podmínky dálkového šíření radiových vln. Proto se prakticky vždy stalo, že nejméně jedna odposlechová stanice na Zemi vysílání kosmických lodí zachytila a předala dále do řídicího střediska. Kosmonauté však byli rušeni provozem často i velmi vzdálených pozemských vysílačů, pracujících v pásmu 20 MHz, a žádali je o zastavení provozu.

Nakonec bych se ještě jednou vrátil k první ženské kosmické operatérce. Provoz jí šel velmi dobře, hovořila srozumitelně a dokázala všechny zásady správného spojaře. Přejeme jí, aby se jí další práce v nově vznikajícím povolání letců-kosmonautů dařila a abychom její hlas a hlasy jejích druhů a družek slyšeli z vesmíru stále častěji.

J. Mrázek, OK1GM

AR 6-7/1963

Pasivní spojová družice ECHO II - družice mezinárodní spolupráce

Jiří Mrázek, OK1GM

Koncem ledna t. r. se dostala na oběžnou dráhu pasivní spojová družice ECHO II. Jak víte z denního tisku, má tvar nafouknutého balónu o průměru asi 40 metrů, jehož povrch je uzpůsoben tak, aby s minimálními ztrátami odrážel velmi krátké vlny nazpět k Zemi. Tomuto poslání byla přizpůsobena i dráha této družice: je dosti blízká kružnici a vzdálenost družice od zemského povrchu kolísá přibližně mezi 1000 a 1300 kilometry. Sklon oběžné dráhy k rovině zemského rovníku je roven 80,5 stupňů, takže během delšího období se dostane postupně nad všechna místa zemského povrchu, ležící mezi zeměpisnou šířkou + 80,5° a - 80,5°. Doba oběhu kolem Země byla po vypuštění rovna 109 minutám. Na palubě družice jsou - na rozdíl od jejího předchůdce ECHA I - dva telemetrické vysílače, vysílající na kmitočtech 136,02 MHz a 136,17 MHz. Protože oba kmitočty leží v blízkosti amatérského pásma, mohou ze jména radioamatéři provádět četné pokusy o zachycení těchto signálů nejméně dvakrát denně, často však i čtyřikrát až pětkrát denně, pokud je družice současně nad naším optickým obzorem. K tomuto účelu je vhodné sledovat v denním tisku oznámení, kdy je u nás možno tuto novou družici opticky pozorovat. Rádiově je však možno se pokoušet o štěstí již o jeden oblet (tj. o 109 minut) dříve nebo později, třebaže potom - obvykle pro silné denní světlo - již nebude možno družici pozorovat opticky. Pokud ji budete na obloze vidět, bude se jevit jako jedna z nejjasnějších hvězd a bude se přitom poměrně dosti pomalu pohybovat. V optimálním případě může být nad obzorem až kolem dvaceti minut.

Hlavním účelem družice ECHO II jsou ovšem pokusy o dálkový přenos velmi krátkých vln odrazem o její povrch. Největší vzdálenost, kterou tak bude možno překonat, činí asi 7500 kilometrů, což již stačí na transatlantický přenos mezi Evropou a Amerikou. V Evropě hraje roli prostředníka známá anglická observatoř v Jodrell Bank, používající přitom svého pověstného radiového teleskopu, tč. největšího na světě; tato stanice je jakousi spojkou mezi USA a SSSR, kde bude v činnosti rovněž několik stanic, plnících úkoly podle předem vypracované mezinárodní dohody. Budou přenášeny nejdříve úzkokanálové signály s malým počtem informací. Podle výsledků se pak bude přecházet k přenášení složitějších signálů, modulovaných řečí nebo dokonce obrazem. Nesmíme ovšem zapomenout, že jde pouze o pasivní přenos odrazem, aniž by byl signál na družici zesilován, jako je tomu v případě aktivních spojových družic typu Telstar, jejichž činnost dobře známe i z obrazovek našich televizorů. Tyto pokusy jsou technicky velmi náročné a proto se jako radioamatéři raději podíváme na výše zmíněné signály telemetrických vysílačů, jejichž zachycení amatérskými prostředky je možné. A tak tedy - hodně štěstí a co nejdelší poslech!

*   *   *

Těsně před uzávěrkou tohoto čísla došla zpráva o úspěšném vypuštění dvou sovětských družic najednou pomocí jediné nosné rakety. Družice se jmenují „Elektron I“ a „Elektron II“ a obíhají po úmyslně velmi protáhlých drahách. Zatímco jejich perigea jsou dosti blízká (jen o málo větší než 400 km), apogea se rovnají 7100 a 68200 km. Dráha obou družic probíhá tedy radiačními pásy země, jejichž strukturu obě družice měří.

Kromě toho slouží obě družice speciálním měřením ionosféry a exosféry. Slouží tomu vysílače na kmitočtech 19,943MHz, 19,954MHz, 20,005 MHz, 30,0075 MHz, a 90,0225 MHz (tedy nikoliv 90,225 MHz, jak uvedl denní tisk). Existují totiž nové metody měření fyzikálních vlastností prostředí, kterým se vlny k zemi šíří, opírající se o typické rozdíly v šíření radiových vln kmitočtů, které jsou buď v určitých celistvých vzájemných poměrech (v našem případě poměr tří posledních kmitočtů je 2: 3: 9), nebo kmitočtů, které se od sebe liší velmi málo (viz první dva kmitočty).

Výsledky měření těchto družic budou tedy mít značný vědecký význam a přinesou jistě mnoho nových informací.

AR 1964

KOSMICKÉ ZAMYŠLENÍ

Tak jsme se zamysleli nad několika zajímavými skutečnostmi, které si asi mnozí v tom každodenním spěchu neuvědomují. e totiž ta naše amatérská radiotechnika vyžaduje již určité korekce v základních poznatcích. Nemůžeme již věřit všemu, co se dosud pokládalo za nezvratitelný fakt; praxe je trochu jiná. Tak třeba všimli jste si, že kosmonauté na své procházce ve výši 400 a více kilometrů nad naši matičkou Zemi poslouchají na přijímači programy pozemských rozhlasových stanic? Co tomu říká ionosféra, která podle našich dosavadních vědomostí nejdelší vlny pohlcuje, střední a krátké odráží a ty nejkratší, VKV, propouští? - Asi to tak přesně nebude. Jak jinak by bylo možno nad ionosférou přijímat středovlnné rozhlasové vysílače? A jak je to se spojením kosmické lodě s pozemními stanicemi - to už na první pohled vůbec není jasné. Víme, že na krátkých vlnách v každou denní a roční dobu můžeme určit kmitočet, nad kterým se všechna vyzářená energie (z pozemní stanice) nevrátí zpět odrazem od ionosféry, ale nenávratně unikne do kosmického prostoru. Přitom nastane ohyb vlny o určitý úhel, který závisí na délce dráhy vlny vrstvou ionosféry. Nepochybně totéž můžeme předpokládat, směřuje-li radiový signál ze sputníku k Zemi: určitá část vyzářené energie se odrazí zpět do kosmického prostoru, část, směřující kolmě k zemskému povrchu, projde ionosférou a o nějaký úhel se ohne. Projde jakýmsi oknem v ionosféře, které cestuje spolu s kosmickou lodí. Pak se zřejmě odrazí od zemského povrchu a směřuje opět k ionosféře. Část z této části energie se odrazí opět od ionosféry zpět k Zemi a dál se šíří jako kdyby byla vyzářena po zemní stanicí. Přitom nastávají ztráty, které budou zřejmě o to citelně, že „ochuzují“ odražený a zeslabený paprsek, a nepřímý, vyzářený z antény. Tím působivější je údaj, že spojení s kosmickou lodí na krátkých vlnách bylo v případě sovětských kosmonautů udržováno na vzdálenost 10 až 15 tisíc kilometrů. A při existujícím rušení na celém krátkovlnném pásmu je to jistě krásný výsledek. Pohyb lodi v kosmu sledovala celá síť pozemních radiostanic, rozmístěných po celém území Sovětského svazu. Tyto stanice byly propojeny s ústředím, ve kterém se scházely všechny informace z kosmu. Odsud také byly dávány pokyny a zprávy pro kosmonauty.

Když se kosmická loď nacházela nad územím SSSR, bylo použito ke spojení velmi krátkých vln. Toto spojení je zásadně daleko stabilnější, i když zde též dochází k útlumu v ionosféře. Ale spojení je možné prakticky pouze v dohledu přímé viditelnosti, tj. když je loď pro určité místo nad obzorem. Pro výšku letu 200 km je území, na kterém je možno přijímat signály VKV, omezeno kruhem o poloměru asi 1500 km. Při výšce 500 km je to již asi 2600 km. Při obrovské rychlosti sputníku je možno udržet spojení s jednou pozemní stanicí po dobu asi 6 minut. Při delším „spojení“ s ústředním stanovištěm si pak jednotlivé pozemní radiostanice předávají pomyslnou štafetu spojení - snad jste si všimli, že při televizním přenosu kosmického výletu Alexeje Leonova mimo loď se skokem změnil obraz a bylo znát nějaký zásah do televizního signálu (zlepšil se kontrast). V tomto okamžiku právě přepnul televizní režisér kosmovize signál na jinou pozemní přijímací stanici, pro kterou byla loď ve výhod ne poloze. A ještě jsme pro zajímavost zjistili, jaké radiové vybavení bylo kosmonautům k dispozici: několik krátkovlnných a VKV přijímačů a vysílačů, televizní kamery, mikrofony a sluchátka (připojené přes dlouhý kabel pro výstup kosmonauta z lodě), magnetofon, napájecí měniče napětí, antény (které při průchodu atmosférou při přistávání shořely), rozhlasový přijímač na všechny rozsahy a složitý ovládací panel. Každá část radiového vybavení byla obsazena ve dvou kusech pro zaručení dostatečné spolehlivosti při provozu.

A po této celé úvaze nás napadá, jak asi je vzdálena doba, kdy se do kosmického prostoru vznese někdo ze sovětských radioamatérů a ve volné chvíli zavolá „CQ de UA. . ./V“ (= Voschod) ‚ výzvu, na kterou se sesype tolik zájemců o OSO, že určitě bude těžký výběr. Myslíte, že ne? Snad máte pravdu, že to nebude tak brzo, ale jednou to určitě bude; možná, že po nedávní tiskové konferenci v Moskvě máme naději na „CQ, de OK.../V“.

J. Mrázek, OK1GM

AR 1965

Světový rekord radiofota [Mariner 4]

Vlastně hned rekord meziplanetární: 15.července započalo vysílání obrázků povrchu Marsu, které pořídila americká sonda Mariner 4 z bezprostřední blízkosti této planety. Vzhledem ke vzdálenosti, kterou musí rádiové signály překonat, aby se dostaly na Zemi (přes 220 milionů km) a vzhledem k výkonu vysílače (,‚jen“ 10,5 W, čili opravdu QRP třídy, C, hl) není ovšem možno použít „televizní“ techniky jako v případě sond typu Ranger, které nám nedávno tak dobře ofotografovaly zblízka tři krajiny na Měsíci. Předávání obrazových informací je v případě Marineru podstatně složitější (a také pomalejší, protože jeden snímek je vysílán asi osm a půl hodiny).

Celý obraz je rozložen asi na 40 000 bodů a u každého sonda zjistí jeho polohu v obraze a jeho jasnost. Odstíny jasnosti jsou sice pouze „černobílé“, protože však každá fotografované část Marsu je snímána přes dva různé filtry, je možno podle rozdílu v jasu zjistit i určitý barevný index. Oba základní údaje - poloha a jas - jsou na palubě sondy zakódovány samo činným počítačem do číslicového textu, který je ve dvojkovém kódu vysílán k Zemi. Není tedy nadsázkou, že sonda telegrafuje k Zemi číslicové skupiny. Dvojkového kódu je užito proto, že nejméně podléhá vlivu nejrůznějších zkreslení.

Na Zemi jsou signály přijímány nejméně jedním centrem, které má právě Mars v dohledu. Toto středisko předává ihned signály do americké Pasadeny, kde je vlastní vyhodnocovací středisko. Číslicový kód se mění v samočinném počítači nejprve na elektronový obraz, který se snímá z obrazovky a fotografickou cestou  rozmnožuje. Podle toho, jakého programu je při tom použito, vznikne zpracováním signálů buďto celý obraz nebo jen jeho část v příslušném zvětšení. Toto zvětšení tedy není mechanickým zvětšením v obyčejném slova smyslu, ale výsledek konečného zpracování pomoci jiných kritérií analýzy.

Nebudeme se tedy divit, proč to všechno tak dlouho trvá. Pro jistotu se mají všechny snímky předat na Zemi dvakrát. Je dokonce ještě na děje dostat je na Zemi potřetí, protože v záři 1967 se sonda přiblíží k Zemi na vzdálenost „jen“ asi 45 milionů kilometrů (což je zhruba pětina dnešní vzdálenosti). Podle slov vedoucího projektu Mariner Dr. Pickeringa může být pokus úspěšný, protože sonda má prý dostatečnou zásobu jek energie elektrické, tak i mechanické pro potřebné změny orientace. Všechno tedy bude jen otázkou poruchovosti (nebo spíše bezporuchovosti) technického zařízení na sondě.

Avšak v ještě bližší budoucnosti jsou plánovány další pokusy s touto zajímavou sondou. Bude se s ní totiž navazovat každodenní spojení jako před přiblížením k Marsu, a to tak dlouho, dokud to pro rostoucí vzdálenost bude možné. Při tom budou docházet další cenné informace o kosmickém prostoru na dráze sondy kolem Slunce. Současně dojde zde na Zemi k podrobnému zpracovávání došlých informací o planetě Marsu, což skoro s určitostí povede k revizi našich dosavadních názorů na červenou planetu.

J. Mrázek, OK1GM

AR 8/1965

APOLLO 11

Přišli jsme v míru, jménem veškerého lidstva

K tomu, aby 20. července 1969 mohl první člověk, Neil Armstrong, vstoupit na měsíční povrch, byl zapotřebí dokonalý komunikační systém. Některé jeho články vám přiblíží tyto obrázky, které nám na požádání zaslal Národní úřad pro astronautiku - NASA.

Přijímací a sledovací středisko v Goldstone v Kalifornii

Druhy spojení mezi kosmonauty na měsíčním povrchu, lunárním modulem a Zemí (k vysvětlení anglického textu: voice - řeč, MSFN - nouzový telegrafní signál, PLSS - vaky na skafandrech, EVA - mobilní anténa pro spojení lunárního modulu s kosmonauty, data - telemetrické a biofyzické údaje, TV - televizní signál.

Základní vnější prvky a součásti lunárního modulu.

Televizní kamery, které používali kosmonauté pro přenosy z Měsíce (výrobcem je fa Westinghouse Eletric Corporation)

Mobilní parabolická anténa pro pásmo S (okolo 2200 MHz), použitá pro spojení z měsíčního povrchu na Zemi.

Více podrobností o elektronickém vybavené Apolla 11 se dozvíte v článku Apollo 11 a elektronika na str. 322.

APOLLO 11 A RADIOELEKTRONIKA

O letu a přistání kosmické lodi Apollo 11 s kosmonauty Armstrongem, Aldrinem a Collinsem na Měsíci bylo již napsáno mnoho podrobností. Úspěch této výpravy jistě velmi závisel i na dokonalém komunikačním spojení mezi Zemí a posádkou a také mezi velitelskou částí lodi a lunárním modulem, s nímž Armstrong a Aldrin na Měsíci přistáli. A díky radioelektronice jsme také všichni mohli sledovat přímé televizní přenosy z cesty i z prvních kroků pozemšťanů na Měsíci. Protože předpokládáme, že naše čtenáře budou zajímat alespoň hlavní technické údaje o komunikačním vybavení Apolla 11, uvádíme tyto informace ve volném překladu z amerického časopisu CQ. Článek je doplněn obrázky, které jsme na naši žádost dostali přímo z Národního úřadu pro kosmické lety „NASA“ ve Washingtonu. Z téhož pramene jsou i obrázky na II. straně obálky.

Komunikační možnost lunárního modulu (LM)

Radioelektronický systém lunárního modulu je schopen zajistit tři oboustranné možnosti spojení: spojení lunárního modulu s obíhající velitelskou částí Apolla 11, spojení LM přímo se Zemí a spojení mezi LM a kosmonauty při jejich pohybu na měsíčním povrchu.

Stejně jako Apollo 8, používá LM jednak pásmo S, jednak rozsah VKV. Během letu, kdy je LM na viditelné straně Měsíce a oddělen od velitelské kabiny, uskutečňuje se spojení LM se Zemí na pásmu S, zatímco spojení mezi LM a velitelskou kabinou probíhá na VKV. Tak jako osádka Apolla, může i lunární modul přijímat i vysílat všechny informace pásma S současně, stejnou anténou a často na stejném kmitočtu. Pásmo S obsahuje tyto signály: hlas kosmonautů, televizní signál, údaje pro počítač, signál k určení vzdálenosti, biofyzické údaje a systém telemetrických dat. Kmitočty, které používá osádka lunárního modulu, jsou v tabulce:

Přenos řeči v pásmu S je základním prostředkem spojení mezi pozemním střediskem a oběma kosmonauty v lunárním modulu. Jako odezvu na radiolokační signál vysílaný ze Země vysílá zařízení pásma S (na LM) zpět na Zemi radiolokační signál, který umožňuje pozemnímu středisku řídit dráhu a určovat vzdálenost LM. Biofyzická data (např. tep kosmonautů) jsou přenášena v dalším kanálu pásma S, aby lékaři v pozemním středisku mohli průběžně sledovat zdravotní a fyzický stav kosmonautů. Jeden z kanálů je také určen pro nouzový telegrafní signál (CW) pro případ, kdyby kosmonauté nemohli mluvit.

Většina těchto informací může být vyměňována i mezi LM a velitelskou kabinou, v tomto případě jsou však informace přenášeny na VKV. Řeč je přenášena na kmitočtu 296,8 MHz (simplex), zpět na 259,7 MHz (opět simplex). Radiolokační signál používá oba kanály jako duplexní provoz.

Pokud jsou obě tělesa - lunární modul i velitelská kabina - schovány za Měsícem, nelze spojení s pozemním střediskem uskutečnit. Spojení mezi LM a velitelskou kabinou probíhá simplexním provozem na kanálu A, zatímco telemetrická data z LM se předávají na kanálu B a zaznamenávají se na magnetofony. Jakmile je možné spojení se Zemí, jsou potom tato data z magnetofonů odvysílána na Zemi 32krát vyšší rychlostí.

Spojení z měsíčního povrchu

Po přistání LM na Měsíci používá velitelská kabina kroužící kolem Měsíce pásmo S pro přímé spojení se Zemí a pásmo VKV ke spojení s kosmonauty na měsíčním povrchu. Ti mají mezi sebou spojení rovněž v pásmu VKV. Lunární modul potom slouží jako nejdražší „retranslační stanice“ světa; přijímá signály VKV, přeměňuje je na kmitočet pásma S a vysílá je do sítě pozemních přijímacích stanic. Pokud by bylo spojení mezi LM a velitelskou kabinou na VKV nevyhovující, mohou pozemní stanice sloužit jako zprostředkovatelé retranslací signálu pásma S z Měsíce zpět k velitelské kabině.

Schématický a skutečný pohled na parabolickou anténu pro americké kosmické lety, umístěnou v Goldstone v Kalifornii. Anténa má průměr 70m, váží 2500 tun a je otočně uložena na olejovém filmu tloušťky papíru. Byla uvedena do provozu v červnu 1966.

Přenos televizního signálu

Televizní spojení má mnohem větší význam, než jenom ukázat zvědavým „pozemštanům" první kroky člověka na Měsíci. Vědci z pozemního pozorovacího střediska mohou průběžně na vlastní oči sledovat měsíční krajinu, mohou radit kosmonautům, který kámen nebo nerost mají přivézt a který ne, kam nejlépe umístit televizní kameru atd. Televizní vysílač je umístěn  na základní části LM, která slouží při startu jako rampa - proto také mohl být start přenášen. Jak již bylo řečeno, televizní spojení probíhá v pásmu S na kmitočtu kolem 2 200 MHz. Jedním z prvních úkolů kosmonautů po přistání bylo tedy instalovat na měsíční povrch parabolickou anténu pro toto pásmo (viz II. str. obálky). Speciální kamery, konstruované pro přenosy z Měsíce, jsou rovněž vyobrazeny na II. str. obálky. Váží jen něco málo přes 2 kg, mají šířku pásma od 10 Hz do 500 kHz a snímají 10 obrázků za vteřinu. Spotřeba kamery je asi 7 W. Barevná kamera obsahuje jen jedinou snímací elektronku, před níž rotují barevné filtry. Obraz se proto musí na Zemi nejdříve upravit.

Vyřešení televizních přenosů z Měsíce bylo tvrdým oříškem a stálo několik miliónů dolarů. Než signál z Měsíce dolétne na Zemi, uplyne asi 2,6 vteřiny. Mezitím se pohybují vysílací i přijímací antény a vznikající Dopplerův jev způsobuje kmitočtový posuv přijímaného signálu. Tento posuv musí být na Zemi upraven, aby mohl být signál převeden do běžné televizní sítě. Dosahuje se toho tak, že přijímaný signál se nahrává na magnetofon a ihned z dalšího magnetofonu opět přehrává. Změnou rychlosti posuvu pásku na přehrávacím magnetofonu se vyrovnává původní kmitočtový posuv. Pozdržením signálu se ovšem ztrácí synchronizace mezi obrazem a zvukem, takže i zvukový signál musí být prostřednictvím magnetofonu pozdržen a pak znovu synchronizován s obrazovým signálem. Dalším problémem je, že snímací kamery použité pro přenosy mají snímací kmitočet 10 obrázků za vteřinu, zatímco pro běžný televizní signál je zapotřebí kmitočet 30 obrázků za vteřinu. I tato úprava se musí dělat na Zemi před vysláním obrazu do televizní sítě. Protože kamera má dost velký vlastní příkon, musí být vy tvářené teplo odváděno. Obvykle k tomu slouží malý ventilátor, umístěný přímo v kameře. Protože však na Měsíci není atmosféra a ventilátor by tudíž neměl co „foukat“, je toto řešení nepoužitelné. Proto byly vyvinuty speciální kovové vodiče- zářiče, které odvádějí nadbytečné teplo z choulostivých součástek a vyzařují je do prostoru.

PLSS - Portable Life Support System

Pod tímto názvem se skrývá onen vak, který měli oba kosmonauté na zádech při své činnosti na povrchu Měsíce. Doslova přeloženo to znamená „přenosný život nesoucí systém“. Je to přenosný, naprosto samostatný uzavřený systém, napájený z vlastních zdrojů. Po dobu čtyř hodin dodává kyslík, chladí a čistí vydýchanou směs, zajišťuje oběh chladicích prostředků ve skafandru, obsahuje vysílač biofyzických údajů a dvojitý transceiver na VKV pro vzájemné spojení. PLSS mají kosmonauté připevněn na zádech a chráněn krytem proti mikrometeoritům a teplotě. PLSS má tři signální žárovky a na zvláštní ovládací jednotce dva přepínače - regulaci hlasitosti a pětipolohový přepínač k ovládání transceiveru pro spojení na VKV. Tuto ovládací jednotku mají zavěšenu na prsou. Anténa je trvale připevněna k systému kyslíkového přístroje. V případě malého tlaku nebo malé zásoby kyslíku se ve sluchátkách ozvou (rozlišené) nízkofrekvenční tóny.

Radioelektronická zařízení na lunárním modulu

Většina dílů zařízení na LM je totožná se zařízením na Apollu. Souprava pro pásmo S obsahuje dva stejné přijímače, dva fázově modulované vysílače (výkon 0,75 W) s budičem a zesilovačem a kmitočtový modulátor. Přijímače a fázové modulátory slouží k radiolokaci, přenosu řeči, nouzového telegrafního signálu a telemetrických údajů. Kmitočtová modulace se používá hlavně k přenosu televizního signálu; současně však přenáší PCM (kódová modulace) telemetrické údaje, biofyzická data apod.

V případě potřeby většího výkonu lze použít výkonové zesilovače, které jsou na LM dva: jeden má asi 18 W, druhý 15 W. Zesilovače jsou širokopásmové a mají velmi velkou účinnost. Spolu s odpojovači a dvěma napájecími zdroji jsou umístěny na společném šasi. Zatímco Apollo je zařízeno převážně na používání pásma S a zařízení k tornu potřebného, je lunární modul orientován na používání pásma VKV. Zařízení pro VKV se skládá ze dvou stabilních superhetových přijímačů a dvou vysílačů AM o výkonu 5 W. Jedna kombinace přijímač-vysílač pracuje na 296,8 MHz, druhá na 259,7 MHz. Kanál B může být použit i pro přenos kódové modulace (PCM) dat z LM do velitelské kabiny.

Centrum pro zpracování signálu

Je to společné zařízení pro zpracování a rozdělení téměř všech přijímaných signálů kromě televizního a některých měřicích signálů. Toto zařízení zpracovává nízkofrekvenční akustické signály, jednotlivé lékařské informace atd. a rozděluje je podle druhu do sluchátek kosmonautů, do vysílačů, magnetofonů, počítače apod. Signal-processor (jak se tomuto zařízeni říká v angličtině) obsahuje dvě nízkofrekvenční centra pro kosmonauty a zařízení, v němž jsou informace spínány, směšovány a modulovány. Má také obvod, který automaticky zajišťuje případnou retranslaci v pásmu S. Dvě stejná nízkofrekvenční centra provádějí výběr, „vyčištění“ a zesílení nízkofrekvenčního signálu přijatého nebo vysílaného lunárním modulem. Každé toto centrum obsahuje mikrofonní zesilovač, koncový zesilovač pro sluchátka, obvod VOX, diodové přepínače řízení hlasitosti a interkom.

Linka počítače

Zařízení pro příjem signálu v LM de kóduje signál o kmitočtu 2101,8 MHz obsahující pokyny a příkazy ze Země a předává tyto informace do řídicího počítače v lunárním modulu. Současně ověřuje a potvrzuje přijetí signálů zpět na Zemi. Pokud počítač z jakéhokoli důvodu potřebnou informaci nedostane nebo předpokládá, že informace je chybná, vyžádá si automaticky opakování. Tuto linku lze používat také jako náhradní pro přenos řeči.

Antény

Nastavitelná anténa pro pásmo S je parabolická anténa o průměru asi 66 cm, napájená z bodového zdroje. Skládá se ze dvou křížem složených dipólů a GP antény. Anténa obsáhne 174° vertikálně a 330º při otáčení kolem vlastní osy; lze ji ovládat ručně i automaticky. Během letu se používají dvě všesměrové antény; jedna vpředu, jedna na boku LM. Zářiče obsáhnou společně asi 90 % prostoru.

Dvě antény pro VKV jsou rovněž všesměrové, doprava kruhově polarizované zářiče. Kónická anténka o délce 20 cm a průměru 30 cm slouží ke spojení mezi lunárním modulem a kosmonauty při jejich pobytu na měsíčním povrchu.

-ra

Kmitočty používané mezi lodí Apollo 11 a lunárním modulem

AR 9/1969

s dr. Jiřím Mrázkem, CSc., OK1GM, o problémech a zajímavostech kolem spojení s kosmickými loděmi.

Úspěšný let Apolla 14 na Měsíc i zajímavá činnost Lunochodu v Moři dešťů nás přivedly k dr. Jiřímu Mrázkovi, CSc., OK1GM, abychom mu položili několik otázek. Byly to samozřejmě především otázky kolem radia a spojení.

Nejdříve tedy otázku k letu Apolla 14. Je ještě v dobré paměti a všichni jsme se mohli přesvědčit, že radiové spojení s Měsícem fungovalo téměř v kvalitě Hi-Fi. Jaká technika umožnila do sáhnout tak vynikajících výsledků?

V podstatě se vycházelo ze schématu vypracovaného již pro let Apolla 11. Nebudu je uvádět, protože čtenáři AR se s ním mohli seznámit ve výborném článku v AR 9/69 na str. 322 i dalších. Proto se zmíním jen o tom hlavním a především o tom, co se od té doby změnilo. Základní spojení mezi měsíčním modulem (LEM) a Zemí probíhalo na kmitočtech 2 282,5 MHz (směr LEM - Země) a 2 101,8 MHz (směr Země - LEM) a na kmitočtech 2 287,5 MHz (směr velitelská loď - Země) a 2 106,4 MHz (směr Země - velitelská loď). Na Zemi byly signály z Měsíce přijímány ve čtyřech stanicích (Goldstone, Parks, Honeysuckle a Madrid) rozmístěných tak, aby byl signál z Měsíce zachycen kdykoli alespoň na jedné, obvykle však na dvou stanicích.

Kosmonauti na Měsíci udržovali mezi sebou spojení na kmitočtech 279,0 MHz (směr Mitchell - Shepard) a 259,7 MHz (směr Shepard - Mitchell). Shepard měl přímé spojení s měsíčním modulem na kmitočtu 259,7 MHz (směr Shepard - LEM) a 296,8 MHz (směr LEM - Shepard), zatímco Mitchell měl s měsíčním modulem jen jednostranné spojení na kmitočtu 296,8 MHz (směr LEM - Mitchell). Z tohoto schématu vyplývá několik provozně spojařských zajímavostí.

Především mohli oba kosmonauti na Měsíci hovořit s Roosem v obíhající velitelské lodi tak, že využili vzdálené Země jako retranslační stanice. Jejich hlas byl přenášen z měsíčního modulu na Zemi a odtud do velitelské lodi, pokud byla nad přivrácenou částí Měsíce. Stejnou cestou byla přenášena i odpověď z velitelské lodi. Při tomto způsobu spojení vzroste ovšem časové zpoždění způsobené překonávanou vzdáleností a omezenou rychlostí šíření vln na dvojnásobek obvyklé hodnoty, takže mezi otázkou a odpovědí vždy uplynulo nejméně 5,2 vteřiny. V daném případě to ovšem nevadilo, protože toto spojení - pokud se uskutečňovalo - bylo jen pomocné. Při letových operacích se mezi modulem a velitelskou lodí uskutečňovalo spojení přímé, tj. bez zřetelného časového zpoždění.

Ještě jednu poznámku: na některých kmitočtech byl přenášen jen hlas, na jiných byly navíc dopravovány i telemetrické údaje, popřípadě další signály (viz zmíněný článek o spojení Apolla 11). Návštěvníci Měsíce měli nouzovou možnost dorozumět se i telegraficky. Tím, že se pracovalo na vlnách z rozhraní centimetrového a decimetrového pásma, mohlo být využito všech technických fines, které právě toto vysílací pásmo umožňuje, k maximálnímu zkvalitnění řenosu. Projevilo se to nejen ve zvuku, ale především v televizním obraze.

Škoda, že „měsíční“ televize nevysílala zpětný start měsíčního modulu. Vysílala „jen" závěrečný manévr přiblížení a spojení s velitelskou lodí a to zase nevysílala televize naše. Napadlo nás, kdy asi bude možné sledovat na obrazovce, jak se začíná modul s kosmonauty zvedat z měsíčního povrchu.

Na to. lze odpovědět velmi stručně: koncem července t. r. má odstartovat Apollo 15 s téměř dvojnásobnou přístrojovou váhou na palubě. Návštěvníci Měsíce již budou mít k dispozici malý elektromobil, s nímž mají podniknout tři výlety. Na tomto elektromobilu bude stále pracující televizní kamera, takže bychom měli poprvé spolu s kosmonauty pozorovat měnící se měsíční panoráma. Nakonec má toto zařízení vysílat i start z Měsíce, protože vozík s kamerou i vysílací zařízení mají zůstat na Měsíci.

Pokud se to povede, bude to asi první stálá televizní stanice na Měsíci. Ty dřívější přenášely jen pevné obrazy anebo - jako v případě Lunochodu - obrázky sice pohyblivé, ale podstatně zpomalené. A tak snad jediná radioelektrická „služba“, která na Měsíci ještě neexistuje, je amatérská vysílací stanice...

Máte sice pravdu, ale asi nebude dlouho trvat a dočkáme se prvních spojení s Měsícem i na amatérských pásmech. Podařilo se mi totiž zjistit, že určitý počet amerických kosmonautů má amatérskou vysílací koncesi - a asi to nebude náhodou. Dokonce jsem slyšel, že byli do výcviku kosmonautů záměrně přijímáni adepti s koncesí. Ostatně, proč by se jednou z Měsíce nevysílalo i na amatérských pásmech, když - po příslušných a nepříliš složitých úpravách - vysílací zařízení nejednoho koncesovaného čtenáře tohoto časopisu bude schopné dopravit signál až na našeho nejbližšího nebeského souseda?

Již se tedy těšíme, že do DXCC při bude další „země“ (nebo jak tomu budeme v tomto případě říkat; v souvislosti s rozvíjející se kosmonautikou začínají zřejmě vznikat i jazykové potíže - jak budeme na Měsíci říkat například „uzemnění“?). Vraťme se však opět do nedávné minulosti a povězme si něco o sovětském Lunochodu.

Na Lunochodu je obdivuhodné přede vším to, že dokázal překonávat i drsné měsíční noci. Stalo se tak dík radioizotopovému ohřívání nejcitlivějších přístrojů v jeho nitru. Že „nezamrzl“ ani zvenku, to nesporně svědčí o tom, že se podařilo rozřešit i problém mazání ve vakuu a při širokém rozmezí teplot. Vy byste však chtěli slyšet hlavně něco o jeho radiu. Na publikovaném schématu Lunochodu jsou patrny tři druhy antén. Jedna je úzce směrová a náleží k ní technické zařízení, jímž lze ovládat její směrové nastavení. Tato anténa je určena k přenosu širokopásmových informací, především tedy k přenosu televizních obrazů, snímaných přibližně v rozmezí od 3 vteřin do 20 vteřin. Další anténa je méně směrová (nikoli všesměrová!) a slouží k přenášení „pomalejších“ informací, tedy k přenosu údajů přístrojů a obrazů, z nichž se skládá měsíční panoráma. Třetí anténní systém je tyčový; je určen k odposlechu povelů ze Země a k „bděcí“ službě Lunochodu během měsíčních nocí. Abychom na nic nezapomněli: panoramatických televizních kamer je na Lunochodu celkem osm; dvě vpředu a dvě vzadu dokáží snímat stereoskopické snímky. Lunochod však byl konstruován tak, aby „viděl“ i situaci bezprostředně kolem svých kol. Pro případ, že by po zemští „řidiči“ něco přehlédli, postaral se vždy měřič sklonu a zatížení jednotlivých kol o okamžité zastavení vozítka. Pro spojení se Zemí byly vyhrazeny kmitočty v pásmu VKV, bližší údaje zatím neznáme.

Zato došly jiné údaje, týkající se rovněž kosmického spojení: když se na Venuši dostala Veněra 7, bylo nejdříve oznámeno, že od okamžiku, kdy začala klesat atmosférou, vysílala 35 minut. Později došla zpráva, že se dodatečně podařilo „odhalit“ i její signály po dobu dalších 23 minut, kdy již byla sonda na povrchu planety.

Opravdu se tyto signály podařilo zjistit až dodatečně. Původně jsme si mysleli, že - podobně jako u všech vysílajících sond tohoto typu, které na Venuši dolétly - přístroje ani vysílač nevydržely obrovský tlak a doslova pekelnou teplotu planety. Vždyť na povrchu přesahuje tlak sto atmosfér a teplota 500 °C. Dovedli jsme si představit, že se konstruktéři pokusí alespoň na několik minut překonat toto peklo a předběžné podchlazení přistávací části Veněry 7 tornu nasvědčovalo. Čekali jsme i rychlejší sestup hustou atmosférou, než jaký se uskutečnil několikrát předtím (a opravdu tomu tak bylo). Těch 35 minut do zmlknutí signálů se nám však opravdu zdálo málo, mělo-li se vysílat i po přistání. Vědci a technici se však nevzdali a začali zpracovávat i šum, který zaznamenávali po zdánlivém zmlknutí signálů. Tady možná překvapí některé naše čtenáře konstatování, že dnes již existují metody, které dokáží analyzovat radiový signál i tehdy, je-li celý pod hladinou šumu, tedy podle ještě nedávných představ zcela nezjistitelný.

Dělá se to tak, že se kmitočtově analyzuje šum a studuje se jeho statistické rozložení kmitočtů. Těchto kmitočtů je totiž v šumu mnoho a jejich intenzita je závislá na akustickém kmitočtu. Je-li šum „čistý“, je příslušné statické rozložení jednotlivých kmitočtů a jejich intenzit ve shodě s příslušnými vzorci, odvozenými teoreticky. Jakmile je však šum něčím porušen, ihned se toto statické rozložení změní. To umožňuje v každém zkoumaném vzorku šumu určit, obsahuje-li šum cizí signál nebo ne. Aby byl obraz úplný, musí se zkoumat velký počet vzorků šumu tak, aby bylo možné zjistit časový průběh cizího signálu. Obsahuje-li tento signál jen informace podle kódu „ano-ne“ (jako je tomu např. při nemodulované telegrafii), lze tímto způsobem dešifrovat i zprávu, kterou signál pod hladinou šumu obsahuje.

Zmínil jsem se o hlavní myšlence dešifrování zpráv pod hladinou šumu; skutečnost je poněkud složitější, je to však možné a tak se také nakonec podařilo dokázat, že Veněra vysílala ještě dalších 23 minut. Ze to bylo již z povrchu planety, o tom svědčí jednak to, že teplota již dále nevzrůstala, jednak i to, že signály byly podstatně slabší než během sestupu atmosférou. Zřejmě došlo po dosednutí na povrch planety k pootočení směrových antén nebo jiné závadě a nadále již konstantní podmínky způsobily značné zeslabení signálů. Vysílání pokračovalo až do té doby, kdy vysoká teplota zničila vysílací zařízení v přistávacím modulu sondy. Takže ke zmíněným spojovým „specialitám“ můžeme snad připojit i první vysílání, uskutečněné přímo z povrchu jiné planety. Opět jen pro úplnost bych rád dodal, že uvedená metoda dešifrování signálů pod hladinou šumu není nová, vděčí však za svůj původ kosmonautice. Pokud vím, byla vypracována v souvislosti s letem Marinerů k Marsu, kdy byl i teoreticky řešen celý komplex spojových otázek - např. jak přenášet informace, aby vliv poruch na příjem byl minimální apod. Je to další doklad toho, jak se kosmonautika promítá do řešení celé řady problémů, důležitých nakonec i pro „pozemskou“ praxi.

Opravdu, neboť vlastně i celá miniaturizace radiotechnických obvodů byla totiž na začátku vynucena snahou dostat do kosmu co nejvíce technicky složitých, dokonale pracujících zařízení. Naopak se do kosmu dostaly i některé spojové prvky dobře známe z dálkové telefonní techniky - např. tónově ovládané přepínání z vysílání na příjem při spojení s kosmonauty, cestujícími loděmi Apollo na Měsíc, na němž jsme mohli dobře sledovat měnící se vzdálenost kosmonautů od Země. Ale to by již byla opravdu docela jiná kapitola...

AR 4/1971

SOJUZ - APOLLO

První společný let sovětských a amerických kosmonautů je sice už za námi, jeho význam pro nejrůznější oblasti kosmického podnikánÍ však trvá. Vždyť se podařilo v rámci několikaletých příprav nejen unifikovat celou řadu palubních zařízení, ale dokonce i překonat jazykovou bariéru a rozřešit otázku vzájemných operativních spojů. A právě nad nimi se nyní trochu zamyslíme.

Během společného letu byly radiově spojeny nejen obě kosmické lodi, nýbrž také obě pozemní řídicí střediska. Navíc každé z nich mělo možnost hovořit s kteroukoli kosmickou lodí a samozřejmě existovaly i nejrůznější oklikové spoje. Tak bylo dokonce možno propojit obě lodi přes kterékoli pozemní řídicí středisko nebo dokonce jak přes Houston, tak i Kaliningrad (nikoli ten nedaleko polských hranic, nýbrž v blízkosti Moskvy). Základní pojítka pracovala ovšem v oblasti VKV, navíc však existovalo i spojení kosmonautů se Zemí i na vlnách krátkých.

Důvod, proč se po tolika letech opět sáhlo ke krátkým vlnám, jež dočasně v oblasti kosmických spojů upadly nadlouho v nemilost, je celkem jednoduchý: při letech kosmických lodí kolem Země trvá totiž možnost přímého spojení kosmonautů s některou pozemní stanicí pouze průměrně deset až dvacet minut; v případě, že je přelétáván Sovětský svaz s mnoha pozemními retranslačními stanicemi, lze dobu spojení prodloužit průměrně na půl hodiny letu. Jestliže do provozní sítě zapojíme i retranslační spojové lodi (známe je pod jmény „Gagarin“, „Koroljev“, „CioIkovskij“), které budou vhodně rozmístěny po světových oceánech, můžeme původní spojení prodloužit ještě o deset až dvacet minut, pohybuje-li se loď po zvláště příznivé dráze. V případě možnosti spojení také s Houstonem může být elektivní čas spojení dále prodloužen, avšak zároveň je třeba počítat s tím, že spojové středisko druhé strany je obvykle zatíženo spojením se svými kosmonauty, a proto ho může být použito k prodloužení radiového spojení pouze omezeně. A tak přišly ke cti opět vlny krátké, které se šíří daleko za obzor kosmické lodi a mohou se dostat do příslušného řídicího střediska i v době, kdy kosmonauti. letí na zcela opačné straně Země. Přitom se totiž uplatňuje zvláštní vlnovodový efekt, objevený při studiu signálů prvního sputníka z roku 1957.

Základní spojovou osou byla při nedávném společném letu sovětských a amerických kosmonautů trasa Kaliningrad - Houston. Mohlo na ní probíhat až třináct telefonních hovorů současně a navíc bylo možno předávat dva televizní obrazy. Části telefonní kapacity bylo možno věnovat provozu dálnopisnému. Ostatně i při spojení s kosmonauty již dálnopis několikrát prokázal své vynikající vlastnosti, protože byl schopen předávat pokyny posádkám i v době, kdy po pracovním dnu odpočívaly. Nemůžeme se v souvislosti se zmíněnými telefonními trasami ubránit vzpomínce na komickou situaci, k níž nečekaně ‚došlo jen několik dnů před zahájením společného letu: jakýsi buldozerista vyrýpl v Rakousku telefonní kabel a přitom, jak se nečekaně ukázalo, přetrhl čtyři ze zmíněných třinácti telefonních vedení mezi oběma letovými středisky. Naštěstí se to podařilo včas opravit, ale snad tato historka stačí jako doklad toho, že při tak důležitých akcích je vždy dobré naplánovat raději více než méně spojovacích tras, vedoucích nejrůznějšími směry.

Na VKV byl stanoven jeden „americký‘ a jeden „sovětský“ provozní kmitočet, určený k „veřejnému“ provozu. Americký kmitočet byl 296,8 MHz, sovětský 121,75MHz. Obě kosmické lodi mohly mezi sebou používat kteréhokoli z těchto kmitočtů, takže vlastně mezi nimi existovaly dva duplexní kanály. Navíc bylo kmitočtu 296,8MHz používáno I ke speciálním telemetrickým účelům ve směni Sojuz - Apollo, zatímco pro týž účel existoval v protisměru další kmitočet 259,7 MHz. Na tomto kmitočtu bylo možno také jednosměrně hovořit.

Další kmitočty sloužily ke „služebním“ spojům včetně palubní telemetrie. Byly to kmitočty 2 106,4 MHz, 2 272,5 MHz, 2 287,5 MHz, 2 077,4 MHz a 2 256 MHz. Poslední dva z nich sloužily k radiovému spojení Apolla přes stacionární družici ATS-F. Za zmínku stojí také to, že na jeden z uvedených kmitočtů fungovalo na Sojuzu zvláštní čidlo, které reagovalo na příjem speciálního signálu, vyslaného z Apolla, okamžitým vysláním zpětného signálu pro potřebu měření okamžité vzdálenosti obou lodí při přibližovacím manévru.

Pokud jde o televizi, Sojuz měl na palubě celkem čtyři televizní kamery, z toho dvě barevné. Čtvrtá kamera byla připevněna venku a umístěna tak, aby snímala detaily při spojovacím manévru. Jedna kamera musela být upravena elektronicky tak, aby jejímu provozu nevadila americká kyslíková atmosféra; této kamery se používalo k reportážním záběrům, když sovětští kosmonauti navštívili Apollo. Do oblasti spojů také náleží systém pro spojení obou posádek v době, kdy obě lodi byly spojeny v dočasné jediné těleso. Tento systém se opíral hlavně o kabelové spoje, které se vzájemně propojily hned po zaklapnutí stykového zařízení.

K tomu všemu je třeba ještě poznamenat, že potřebná‘ elektronika doznala během příprav ke společnému letu několika významných změn: zejména se to týkalo konstrukční přestavby některých dříve používaných zařízení tak) aby přístroje bezpečně fungovaly i v čistě kyslíkové atmosféře, kdy nejmenší jiskřička na přepínači by mohla způsobit katastrofu. V praxi to tedy znamenalo přechod na klopné obvody a přepínače ovládané změnou kapacity. Velkých změn doznalo i navigační zařízení, které umožňovalo kosmonautům přímá měření jejich polohy a dokonce směru a velikosti okamžité rychlosti pohybu bez jakékoli pomoci vzdálené Země. Při řešení těchto úloh se používalo i měření iontového toku v prolétávaných částech ionosféry a pokud šlo o komplexní rozbor vzájemného pohybu obou lodí, uplatňovalo se i zmíněné spojové zařízení, umožňující v každém potřebném okamžiku zjistit vzájemnou vzdálenost i rychlost obou lodí. K tomu přistupují ovšem i palubní radary analyzující zrněny vzájemné polohy při přibližovacím manévru a spojené s palubními počítači obou lodí, s nimiž dohromady tvořily jakousi kybernetickou jednotu vyššího řádu. Kosmonauti přecházeli na ruční řízení vlastně teprve v poslední fázi přibližování, prakticky několik málo minut před konečným propojením svých lodí.

Nakonec jsme si ponechali otázku jazykovou. Během nácviku letu se totiž ukázalo, že nestačí, jestliže posádky obou lodí zvládnou jak ruštinu, tak i angličtinu. Dobře si začaly jazykově rozumět teprve tehdy, hovořil-li každý kosmonaut jazykem druhé strany, tj. jestliže sovětští kosmonauti používali angličtiny a jejich američtí kolegové jim odpovídali rusky. Jen tak se totiž zamezilo používání nečekaných vazeb a idiomů, které mohly být druhou stranou významově špatně pochopeny. Navíc však bylo používáno při spojení také zvláštní kódové řeči, jež musela být vytvořena zejména pro závěrečnou fázi přibližovacího manévru, kdy používání normálního jazyka by nesmírně zdržovalo. Tedy jakousi kosmonautickou obdobu Q-kódu a námi používaných provozních amatérských značek; již dříve používali této „řeči“ kosmonauti obou velmocí odděleně, nyní se musely jejich zkratkové výrazové prostředky sjednotit.

Nahlédli jsme stručně pod spojařskou „pokličku“ prvního společného letu sovětských a amerických kosmonautů. je tam toho ovšem mnohem více než jsme dnes uvedli, ale snad jsme poskytli těm, kteří se zajímají o kosmonautiku, alespoň několik základních informaci.

Dr. Jiří Mrázek, CSc. OK1GM

AR 9/1975

VIKING

Kosmické lodi Viking 1 a 2, které v současné době pokračují ve výzkumu životních podmínek na Marsu, jsou předmětem pozornosti nejenom astronomů a kosmicky orientovaných vědců, ale i široké veřejnosti, poněvadž představují po mnoha stránkách současné meze technických možností. Na základě dostupných informací z různých pramenů, někdy mírně rozporných (zejména z článku The Vikings are coming, Cary R. Spizer, Spectrum lEEE, June 1976), se zde proto pokusíme podat našim čtenářům stručný přehled o technickém vybavení celé akce Viking se zvláštním zřetelem k radiotechnické stránce věci.

Kosmické lodi Viking 1 a Viking 2 o hmotnosti 2350 kg startovaly z Kennedyho mysu 20.8. a 10.9. 1975, takže cesta k Marsu jim trvala téměř celý rok. Po většinu doby letěly ovšem pouze setrvačností (bez pohonu) kolem Slunce po elipsovité oběžné dráze, na kterou byly navedeny po odpálení ze Země. Tak se dostaly do blízkosti Marsu; dne 19. Června t. r. počal Viking 1 obíhat kolem Marsu jako jeho umělá družice. Parametry současného oběhu nebyly dosud zveřejněny, některé náznaky ukazují, že jde o téměř kruhovou dráhu ve výši asi 1500 km nad povrchem Marsu, málo skloněnou k rovině ekliptiky. Oběžná doba se odhaduje na 3 hodiny.

V prvních dnech oběhu Viking ověřoval u zpřesňoval data o místech vyhraných pro přistání; má totiž na „palubě“ dvě kamery se selenovými vidikony o průměru 38mm, které mohou snímat obraz z povrchu planety černobíle, přes barevné filtry nebo infračerveně, s rozlišovací schopností 5 úhlových vteřin (teleobjektivy se zorným úhlem asi 0,5°), a řadu dalších přístrojů na měření infračervených, radiačních a gravitačních vlastností povrchu planety. Naměřené informace a obrazy se vysílají k Zemi vysílačem o výkonu několika desítek wattů parabolickou anténou o průměru 2 m v pásmu 8,5 GHz rychlostí 16 kilobitů/s (tj. šíře pásma větší než 8kHz). Na zemi jsou přijímány třemi pozemními stanicemi v rovníkovém pásmu a předávány centrální laboratoři v Pasadeně, Kalifornie. Každá pozemní stanice má jednu anténu průměru 64m, dvě antény o průměru 26m, přijímače se vstupními parametrickými zesilovači chlazenými tekutým héliem (šumová teplota 10 °K) a vysílač s výkonem 100 kW (klystrony s odparným chlazením). Za těchto podmínek se signál z Vikingu zachycuje s poměrem signál/šum (při udané šíří pásma) 20 až 30 dB, i když zachycený výkon je jen 0,01 pW (pikowattu). Pozemský signál přichází na Viking s poměrem značně lepším (zásluhou výkonu 100 kW), i když na Vikingu je přijímač bez chlazení. Cesta signálu z Vikingu k Zemi trvá nyní asi 20 minut (360 mil. km). Viking je vybaven slunečními bateriemi o výkonu 700 W (ve vzdálenosti 240 miliónů km od Slunce, plocha baterií 20m²). Tento výkon stačí pro napájení všech palubních přístrojů včetně řídicího počítače i pro dobíjení palubní baterie, kryjící spotřebu příst rojů v „noci‘, tj. po dobu asi I hodiny během každého oběhu.

Během prvých dnů oběhu se zjistilo, že místo původně vybraně pro přistání (planina Chryse, 19,5° s š., 34,0° z. d. v ústi kaňonu Marineris) není příliš vhodné, a proto po delším zkoumání bylo vybráno místo náhradní, v blízkosti planiny Tritonis (200 st. Š., 253° z. d.). Proto také nebyl dodržen původní plánovaný termín přistání (4.července. k výročí 200 let nezávislosti USA) a přistání se uskutečnilo až 20.července.

Přistávací modul který se oddělil od kosmické lodi Viking 1 (váží 576 kg) byl vybaven padáky a brzdicími raketami. V první fázi bylo použito aerodynamické brzdění šikmým vletem do atmosféry. Padák byl pak uvolněn ve výši asi 6000m, těsně před přistáním (podle údajů radarového výškoměru) byly spuštěny brzdicí rakety, takže modul dosedl na povrch Marsu rychlostí asi 2,5 m/s. Celý přistávací manévr byl řízen palubním počítačem, poněvadž spojení se Zemí by zavádělo příliš velké zpoždění.

Přistávací modul není pohyblivý, stojí na třech odpružených nohách vybavených měřiči případných otřesů a je vybaven rozsáhlým zařízením měřicím, řídicím, radiokomunikačním a energetickým.

Zdrojem energie jsou dva radioizotopové termoelektrické generátory s elektrickým výkonem 2 x 35 W a tepelným výkonem 2 x 700W.

Radiokomunikační zařízení se skládá z vysílače VKV pro přenos naměřených dat na kosmickou loď Viking, z mikrovlnného vysílače o výkonu asi 10 W s anténou o průměru 0,5 m pro přenos obrazových informací buď přímo k Zemi nebo prostřednictvím výkonnějšího vysílače na Vikingu, a z mikrovlnného přijímače pro příjem povelů a programových informací. Směrové antény na modulu i na Vikingu jsou samozřejmě natáčeny servomotory do směru maximálního signálu; řídicí počítač je k tomu vybaven zvláštním algoritmem pro opětovné nalezení správného směru při novém navázání spojení.

Tím se dostáváme k řídicím zařízením. Dva stejné řídicí počítače přistávacího modulu mají ve své paměti jednak soustavu programů pro řízení přistání, dále časový program pro řízení měřicích přístrojů na dobu 20 dnů (pro případ, že by do této doby nepřišly žádné další instrukce ze Země), soustavu řídicích programů pro různá měření, programy pro třídění a zpracování naměřených dat a programy pro kódování dat pro přenos na. Zemi. Data se zaznamenávají čtyřstopým „magnetofonem‘ s kapacitou 40 megabitů; v kosmické lodi Viking jsou pak další osmistopé páskové paměti s kapacitou 2 x 640 megabitů.

Přistávací modul má dále 2 pomalé televizní kamery snímající 1 snímek za 30 sekund (signál 16 kb/s, šíře pásma asi 8 kHz) s normální rozlišovací schopností, schopné dávat stereoskopický obraz (základna 0,8 m) černobílý, v základních barvách nebo infračervený.

Měřicí vybavení přistávacího modulu je velmi bohaté; kromě teploměrů, tlakoměrů, měřičů radiace, seismometrů, měřičů větru a srážek atd. je v modul analytická automatická laboratoř, která analyzuje vzorky hornin narýpané mechanickou sondou a zjišťuje v nich přítomnost živých organismů (rostlin. bakterií atd.) třemi různými metabolickými pokusy s radioaktivním kysličníkem uhličitým; dále zjišťuje jejich složení fluorescenčním spektrometrem po ozáření radioaktivními izotopy Cd¹⁰⁹ a Fe⁵⁵. Hmotový spektrometr a plynový chromatograf pak zjišťují složení atmosféry i složení plynů. uvolněných vyžíháním narýpaných vzorků při teplotách 500°C.

V denních listech i v odborných časopisech jsme již mohli číst o prvních výsledcích, předaných z Marsu na Zemi. Měření a přenosy z přistávacího modulu Viking 1 měly pokračovat až do přistání modulu Viking 2; pak modul Viking 1 sbírá dále data do zásoby“, ale přeruší přenosy. Modul Viking 2 měl pak vysílat informace z místa svého přistání až asi do 15. listopadu, kdy se Mars blížil konjukci se Sluncem; tj. dostal se do největší vzdálenosti od Země (400 mil. km) a je na opačné straně od Slunce než Země. Slunce leží „v cestě‘ vlnám ž Marsu a svými rušivými signály znemožňuje spojení na dobu asi 1 měsíce; od 15. prosince by měla být komunikace obnovena a pokusy mají trvat až do poloviny roku 1978; mají postihnout změny podmínek na Marsu po dobu celého marsovského roku, který trvá téměř 2 roky pozemské.

Tento velkorysý podnik byl projektován již od r. 1965. projekt byl mnohokrát přepracován a v závěrečném stadiu se na jeho přípravě zúčastnilo téměř 12 000 lidí z mnoha vládních, vědeckých i průmyslových organizací. V současné době pracuje na řízení a přípravě dalších programů a na vyhodnocení přijatých informací asi 750 lidí s pomocí řady počítačů (2x IBM 360/75,3 x Univac 1108, 3x Univac 1540, 3 x Univac 1616 atd.); v tomto počtu má řídicí funkci výzkumné ústředí NASA Langley, dále se zúčastňují odborníci z vládních institucí, z vysokých škol i z průmyslu. Není třeba zdůrazňoval, že mnoho zkušeností a informací získaných v této akci bude použito i k účelům vojenským a že právě tato skutečnost umožnila financování tohoto velkorysého podniku. Vědecký přínos této akce je však nesporný, a je třeba si jen přát, aby zásada světové spolupráce, která se projevila při společném projektu Sojuz - Apollo, nezůstala omezena na jedinou akci a aby se postupně rozšířila na celou oblast kosmického výzkumu.

AR 1976

(Hrst vzpomínek na let prvního československého kosmonauta)

Kdyby dnes vstali z mrtvých naši národní buditelé, jistě by užasli, kam všude již kdysi ušlápnutá čeština nepronikla; v onom památném prvním březnovém desetidenní zněla dokonce z kosmu, díky mírové spolupráci našich vědců na programu kosmického výzkumu, známém pod názvem „Interkosmos“. V rámci tohoto programu došlo i k dohodě, že budou do kosmu vysíláni jako kosmonauti i občané socialistických států, a naši zemi se dostalo cti být v tomto případě první...

Nemělo by jistě smysl opakovat znovu to, co tehdy proběhlo celým naším tiskem. Zůstaneme proto u té češtiny, kterou jsme mohli slýchat z reproduktoru našich přístrojů, do nichž pronikla díky složité spojové technice. Dovedete si vůbec představit, jakou cestou se k nám signály z kosmu dostávaly?

Na palubách moderních kosmických lodí se dnes vysílá na decimetrových a centimetrových vlnách. Tím je dosaženo lepších směrovacích možností (a tedy většího výkonu, vyzářeného do určitého směru), ovšem za cenu téměř dokonale přímočarého šíření, což v praxi znamená, že pro dlouhodobé spojení kosmonautů s pozemním řídicím střediskem je zapotřebí mnoha retranslačních stanic. Jestliže vypomohou všechna střediska na sovětském státním území a doplní-li se síť retranslační stanice na lodích, lze zajistit dlouhodobé spojení se Zemi alespoň po dobu nejdůležitějších letových manévrů, jako je spojovací manévr či návrat kosmické lodi k Zemi. Nepřetržité spojení ani tak zajistit nelze, ale retranslační lodi lze po světových mořích a oceánech rozmístit tak, aby kosmonauti přelétávali „mrtvá“ místa v době, kdy podle letového programu spí.

Radiový (a současně i televizní) signál je tedy na Zemi přijímán v příslušném retranslačním středisku, které jej pak má za úkol převést až do letového střediska. Děje se tak obvykle přes některou z družic typu Molnija, která je právě nad společným obzorem.

Právě na tuto část cesty signálu mám zajímavou vzpomínku: když jsem měl „službu“ v televizi a sledoval komunikaci s Moskvou, překvapily mne cizí signály, „přimíchané“ do zvukového signálu. Bylo to docela obyčejné faksimile, jak je známe z krátkých vln. V tomto okamžiku měl zvukový signál skutečně „krátkovlnný“ charakter a zřetelně předbíhal obraz o malý zlomeček sekundy. Původně mě napadlo, že obraz je do Sovětského svazu sice předáván přes družici, ale zvuk z nějakého důvodu na krátkých vlnách přímo. V takovém případě by bylo zmíněné časové zpoždění obrazu proti zvuku celkem opodstatněné, současně však také závislé na poloze spojové družice vzhledem ke koncovým bodům překonávané cesty.

Avšak zmíněné časové zpoždění zůstávalo, pokud lze primitivními prostředky odhadnout, zhruba stejné a bylo pozorovatelné i v dalších dnech. Povšimli si ho i někteří televizní diváci, A tak nezbylo než hledat jiné pravděpodobné vysvětlení. Vzpomněli jsme si na to, že vlivem rychlého pohybu kosmického plavidla vůči retranslačním stanicím dochází k proměnlivému Dopplerovu jevu, který sice nevadí přenosu zvuku, ale kmitočtově i fázově zkresluje obraz. Proto musí být do televizního řetězu zapojeno příslušné vyrovnávací zařízení, které videosignál znatelně zpozdí. Teprve po tomto zpracování lze přijatý obraz odevzdat běžné televizní „spotřebitelské“ síti a nakonec jej odeslat až do Československa.

Jinak jsme si mohli při přenosech povšimnout, jak se změnila jakost signálu v okamžiku, kdy „stará“ přijímací stanice „odevzdala“ loď s kosmonauty své následovnici. Rozdíl byl někdy velmi nápadný.

Nakonec se ještě vraťme k naší ionosféře: kdesi na přechodu vrstvy D k vrstvě E je ,,zaprášená“ oblast. Naše atmosféra tam totiž obsahuje drobné aerosoly -  prachově částice rozměru řádově několika mikronů. Je to jednak meteorický prach, přicházející ustavičně z kosmu, jednak to jsou zbytky meteoritů, rozprášených po vniknutí těchto meteoritů do hustších vrstev atmosféry. Tento aerosol se projevuje nepřímo v tzv. sou mrakových jevech, ale pomalu nadchází doba jeho pravidelného sledování přímo z kosmu.

Už se pro to na ondřejovské hvězdárně Astronomického ústavu ČSAV vyvíjí speciální fotometr. Aby však bylo možno tento fotometr vyvinout až do konce, k tomu je zapotřebí zkušeností, jichž lze nabýt pouze přímým pozorováním, Jedním z projevů je světlo hvězd, spěchajících k jejich západu. Kdyby byla atmosféra čistá, hvězda by se blížila k okraji zemského horizontu a teprve těsně před západem by vlivem znečištěných spodních vrstev ovzduší její svit pohasl. Avšak ve skutečnosti nejvíce podivných světelných jevů probíhá v době, kdy hvězda je od horizontu vzdálena ještě asi o 5°- to je právě jev, vyvolaný prachovou vrstvou v ionosféře. Náš kosmonaut dostal za úkol pozorovat západy vybraných hvězd; kromě toho se ovšem podílel na celé řadě dalších experimentů. Nyní přivezl na Zemi dostatek materiálů, aby bylo možno dokončit prototyp přístroje, jenž bude jednou automaticky prachovou vrstvu sledovat přímo z paluby orbitální stanice.

První skutečný krok do vesmíru tedy již máme za sebou. Jistě po něm přijdou další, předtím se však ještě dozvíme i jméno kosmonauta z Polska, NDR a později ještě z dalších spřátelených zemí, které účastí svých kosmonautů budou dokumentovat společný program Interkosmos...

AR 5/1978

Obrázek použit z http://www.planet4589.org/jcm/trips/06/moscow/sput.html

http://www.oz7igy.dk/

http://www.mentallandscape.com/C_CatalogMoon.htm

http://en.wikipedia.org/wiki/Luna_3