Zlomový rok pro NASA

Příští rok bude pravděpodobně zlomový pro americký Národní úřad pro letectví a kosmonautiku (NASA), neboť po více než 30 letech má být ukončen provoz raketoplánů.

Nyní již zbývají jen tři poslední mise. Jejich časový harmonogram se několikrát změnil. Start původně zářijové STS-133 se přesunul na 3. 12. 2010. Předposlední mise, STS-134 je naplánována na 26. únor 2011. STS-133 bude představovat poslední misi raketoplánu Discovery, kdežto STS-134 bude derniérou misí pro Endeavour.

Dlouho to vypadalo, že to bude poslední mise raketoplánů vůbec, ale 29. Září kongres schválil na žádost NASA dodatečný objem peněžních prostředků na pokrytí poslední vesmírné výpravy (STS-135, plánovaný start 28. 6. 2011). Mise bude pouze čtyřčlenná bude to tak nejmenší posádka od roku 1983, kdy letěla STS-6. Hlavním úkolem mise bude na stanici ISS dopravit víceúčelový logistický modul MPLM Raffaello.

Poté NASA provoz raketoplánů po více než 30 letech a 134 misích zastaví. Zásobování stanice bude následně po určitou dobu záviset výhradně na ruských raketách.

Jak se NASA dostala do této nezáviděníhodné situace?

Především po konci Studené války přišla o stimul v podobě soutěžení velmocí a následně musela čelit čím dál větším snahám o seškrtání rozpočtu ze strany vlády. Dalším mezníkem se stala havárie raketoplánu Columbia z 1. 2. 2003, kdy zemřelo všech sedm členů posádky. Od té chvíle bylo jasné, že raketoplány časem skončí.

V lednu 2004 pár dní po přistání sondy Spirit na Marsu oznámil americký prezident Bush nový plán pro dobývání vesmíru, Vision for Space Exploration. Tento plán byl poměrně ambiciózní, počítal například s návratem lidí na Měsíc do roku 2020. Hlavní důraz se kladl na dokončení Mezinárodní kosmické stanice (ISS) do roku 2010. K tomuto roku rovněž měli přestat létat raketoplány a mělo začít testování nově vyvinuvší nosné rakety Ares.

Po vítězství Baracka Obamy v prezidentských volbách, začalo být jasné, že NASA řadu svých projektů nebude moci zrealizovat.

Na začátku roku 2010 Obama zrušil plán na výstavbu měsíční základny, podle něj by se NASA měl zaměřit na mise ve vzdálenějším vesmíru, jako je např. přistání lidí na asteroidu či na Marsu. Dalším jeho krokem, který vyvolal velkou diskusi, bylo zrušení projektu Constallation.

Projekt Constallation představoval rodinu nosičů (Ares I, Ares V) a kosmických lodí (Orion, Altair, Earth Departure stage), která měla za úkol nahradit projekt Space shuttle po jeho ukončení. Nicméně 1. února 2010 Obama tento projekt zrušil. Později svoje rozhodnutí částečně pozměnil - vývoj modulu Orion bude pokračovat, nicméně bude sloužit pouze jako záchranná loď pro Mezinárodní kosmickou stanici.

Porovnání kosmických nosičů

 Zásobování Mezinárodní kosmické stanice tak bude po určitou dobu závislé především na Rusku, které má k dispozici dvojici kosmických lodí - Sojuz a Progres. Sojuz TMA dokáže spolehlivě dopravit k ISS tři kosmonauty včetně 100 kg nákladu. Automatické zásobování ISS větším množstvím nákladu (až 2600 kg) pak bude úkolem pro kosmickou loď Progres.

Americký úřad NASA byl nucen přijmout nepříliš optimistickou budoucnost, ve které nebude mít jednoduše dostatek peněz na všechny svoje aktivity a bude muset šetřit všude, kde se to dá, zejména na provozních a zásobovacích letech do vesmíru.

Byl Proto zahájen program COTS (Commercial Orbital Transportation Services), v rámci kterého byly na konci roku 2008 podepsány kontrakty se společnostmi SpaceX a Orbital Sciences, na vývoj kosmických plavidel pro dopravu lidských posádek a nákladu na nízkou oběžnou dráhu Země, především pro lety ke stanici ISS.

SpaceX vkládá svoje naděje do kosmické lodi Dragon, která by byla vynášena vlastní kosmickou raketou Falcon 9. Tato raketa již má za sebou úspěšně absolvovaný první let, který se odehrál 4. června tohoto roku. Konkurenční firma Orbital Sciences oznámila, že kosmická loď Cygnus bude podrobena zkušebnímu letu až v roce 2011.

Zatím to vypadá, že v rámci projektu COTS si vede lépe společnost SpaceX, která již od NASA získala 278 mil USD na vývoj plavidla a provedení 3 demonstračních letů lodi. Ten první je naplánován na listopad tohoto roku.

Zároveň se tak bude jednat i o druhý let rakety Falcon 9. Zatímco při prvním letu byla na její palubě pouze maketa kosmické lodi, tentokrát to již bude plnohodnotná loď Dragon, která bude vynesena na oběžnou dráhu.

Pokud vše skončí úspěchem Firma SpaceX tak bude první soukromá firma, která dokáže vynášet takto pokročilé kosmické lodi do vesmíru. I na úrovní států není mnoho zemí, které toto dokáží ( v současnosti se jedná o USA, Rusko a Činu).

Poznámky

Dragon 

bude ze začátku létat v plně automatickém režimu; do budoucna se počítá, že nahradí, jak ruské bezpilotní lodě Progres, tak i současné raketoplány.


Dragon je navržena jako konvenční kuželovitá balistická kapsle, která se bude umět připojit ke stykovacímu zařízení CBM (společné stykovací zařízení pro všechny neruské lodi na ISS).

Falcon 

K vynášení lodi Dragon bude sloužit dvoustupňová nosná raketu Falcon 9, kterou pohánějí raketové motory Merlin 1C na raketový petrolej RP-1 a tekutý kyslík.

První stupeň obsahuje celkem 9 těchto motorů, druhý stupeň , který se zažehává mimo atmosféru již pouze jeden. Oba tyto stupně jsou navrženy pro vícenásobná použití, po dopadnutí do moře jsou znova vyzvednuty a poté znovu použity ke startu další nosné rakety. Celkově tak dopravení nákladu (až 10,45 t) na nízkou oběžnou dráhu vyjde asi dvakrát levněji než u nosičů, které NASA běžně užívá.

V blízké době by měly následovat další testovací lety. Ještě v tomto roce by měl nastat první let Falconu s kosmickou lodí Dragon. Na rok 2011 je naplánováno celkem 5 letů ; dva z nich budou testovací lety k ISS, kdy dojde k finálním testům kooperace ISS s lodí Dragon a další dva již budou normální zásobovací lety k ISS.

Zdroje a další informace
http://en.wikipedia.org/wiki/NASA, http://cs.wikipedia.org/wiki/ISS, http://en.wikipedia.org/wiki/Constellation_program, http://en.wikipedia.org/wiki/SpaceX, Wikimedia Commons

Problém obchodního cestujícího, aneb když počítače nestíhají

Není pochyb o tom, že počítače hrají v dnešním světě čím dál větší roli. Rozšiřuje se množství přístrojů s přívlastkem "chytrý". Takovéto rozšíření počítačů ve všedním světě by mohlo vést k myšlence, že prakticky nemůže existovat úloha, kterou by dostatečně výkonný počítač nemohl vyřešit, ale to je omyl.

Ve třicátých letech minulého století byl formulován tzv. Problém obchodního cestujícího, který je založen na následující úvaze. Představme si že jsme obchodní cestující, který má z nějakého města postupně navštívit další tři města a potom se zase vrátit zpět.

Nechť je našim startovním bodem město Brno a během své služební cesty musíme navštívit Znojmo, Břeclav a Olomouc a poté se zase vrátit zpět. Přitom je třeba co nejvíce šetřit čas a benzin. Celkovou vzdálenost, kterou urazíme, musí být co nejkratší. Podíváme se do mapy a zjistíme nejkratší vzdálenost mezi každými dvěma městy, výsledky pak zapíšeme do tabulky:

	Brno	Znojmo	Břeclav	Olomouc
Brno	0	55,2	53,5	65,09
Znojmo	60,2	0	61,97	120,3
Břeclav	53,5	61,97	0	98,11
Olomouc	65,09	120,3	98,11	0

(Pozn.: Vzdálenost Brno-Znojmo není stejná jako Znojmo-Brno z důvodu objížďky na trati.)

Otázkou je jak uspořádat zbylá tři města tak, abychom ujeli co nejkratší vzdálenost. Na první pohled by tato úloha neměla být vůbec těžká. Stačí vzít jednotlivá uspořádání tras, z tabulky vyčíst vzdálenosti, sečíst je, a se získaných celkových vzdáleností vzít tu nejmenší.

Tedy v našem případě máme tyto kombinace tras:

Trasa	Celková délka [km]
Brno-Znojmo-Břeclav-Olomouc-Brno	55,2+61,97+98,11+65,09 = 280,37
Brno-Znojmo-Olomouc-Břeclav-Brno	55,2+120,3+98,11+53,5 = 327,11
Brno-Břeclav-Olomouc-Znojmo-Brno	53,5+98,11+120,3+60,2 = 332,11
Brno-Břeclav-Znojmo-Olomouc-Brno	53,5+61,97+120,3+65,09 = 300,86
Brno-Olomouc-Znojmo-Břeclav-Brno	65,09+120,3+61,97+53,5 = 300,86
Brno-Olomouc-Břeclav-Znojmo-Brno	65,09+98,11+61,97+60,2 = 285,37

Je evidentní, že v našem případě je optimální trasa Brno-Znojmo-Břeclav-Olomouc-Brno, jejíž délka je 280,37 km. Poznamenejme, že použité vzdálenosti jsou pouze přibližné a pro jejich získání byl použit vyhledávač WolframAlpha.

Pro malé množství tras je tato úloha triviální, ale v případě obchodního cestujícího, který musí navštívit velké množství měst, je tato úloha opravdu dost náročná.

Řekněme, že naše trasa obsahuje kromě počátečního města ještě dalších 10 měst. Mohli bychom pokračovat mnoha způsoby, od ručního počítání (to ale nelze doporučit, neboť celkový počet tras je 3 628 800) nebo provedeme výpočet na PC, třeba v nějakém tabulkovém procesoru.

Jak jsme došli k číslu 3 628 800? Jedná se o takzvaný faktoriál čísla 10 a píšeme 10!. Faktoriál čísla n je roven součinu všech kladných celých čísel menších nebo rovných n.

Faktoriál se vyskytuje v mnoha oblastech matematiky, zejména pak v kombinatorice, kde vyjadřuje počet permutací množiny n prvků, tzn. vyjadřuje počet způsobů, jak seřadit n různých objektů. V našem případě

10! = 10 x 9 x 8 x 7 x 6 x 5 x 4 x 3 x 2 x 1 = 3 628 800

(na začátku máme 10 možností, kde začít, pak 9, ...).

Teď si představme, že si sami pro každou z těchto tras spočítáme celkovou vzdálenost a že nám každý takový výpočet zabere přesně jednu minutu. Potom bychom strávili nepřetržitým počítáním 6,9 roku! Skoro 7 let kvůli deseti městům.

Přidáme-li jedenácté město, pak se celkový počet různých tras přiblíží čtyřiceti milionům:

11! = 11 x 10 x 9 x 8 x 7 x 6 x 5 x 4 x 3 x 2 x 1 = 39 916 800

počítání by nám trvalo skoro 76 let!

Vidíme tedy, že faktoriály rostou velice rychle, a nemůžeme se proto divit, že když přidáme k našemu seznamu měst jen pár položek navíc, tak se radikálně zvýší časová náročnost výpočtu a i nejvýkonnější počítače takovýto úkol, založený na faktoriálním růstu veličiny, nemusí zvládnout.

Problém obchodního cestujícího ilustruje zajímavý fakt, že i velmi jednoduše formulované problémy mohou být neřešitelné (nebo jsou řešitelné, ale výpočet by trval příliš dlouho).

Samozřejmě v reálném životě nelze říct, že daný problém je neřešitelný, a proto matematici vynaložili velké množství energie pro nalezení jiných postupů. Zvolené přístupy lze zhruba rozdělit do dvou skupin.

První přístup je založen na tom, že se spokojíme s přibližným výsledkem. Místo absolutně nejkratší trasy budeme hledat nějakou jinou trasu, která se bude od optimální trasy lišit maximálně o zadané procento. Tento způsob se často využívá, neboť funguje ve většině bežných situací.

Druhý způsob spočívá v tom, že sice budeme trvat na přesném výsledku, ale napřed se podíváme na celkové zeměpisné rozložení měst a budeme se snažit využít specifických vlastností jejich poloh ke snížení celkového počtu tras, které je třeba zanalyzovat.

Například můžeme vyloučit na první pohled neefektivní trasy, např. ty které nás nutí cestovat z nejjižnějšího města do toho nejsevernějšího v prvních dvou krocích. Velkou nevýhodou tohoto přístupu je, že je optimalizován pouze pro konkrétní skupinu cílů, přidáním dalších měst musíme výpočet provést znovu.

Náročnost a neefektivnost této metody dokládá i výsledek amerických matematiků z roku 1998, kterým výpočet nejkratší trasy, která spojuje všech 13509 amerických měst nad 5000 obyvatel trval 3 měsíce nepřetržitých výpočtů na na počítačové síti složené ze třech superpočítačů (12 procesorů) a 32 PC Pentium II.

Je možné, že budoucí výpočetní systémy využívající kvantové jevy či DNA budou zvládat řešit problém obchodního cestujícího dostatečně rychle, ale v současnosti se musíme smířit s tím, že kromě přibližných či částečných výsledků pro některé podmnožiny měst žádné úplné prakticky využitelné řešení prostě neexistuje.

Zdroje a další informace
Wikipedia, crpc.rice.edu, Keith Devlin - Problémy pro třetí tisíciletí, Argo.

Rok bez léta - největší klimatická anomálie v novověku

V minulém článku jsem poukázal na to, že na konci osmnáctého století bývalo klima v Evropě a Severní Americe dosti drsné. Podle některých historiků hladomor, který vznikl ve Francii po erupci sopky Laki (1783), dokonce vedl k nastartování Francouzské revoluce.

Situace se ovšem nelepšila ani v následujících letech, neboť sluneční aktivita byla mezi léty 1790 - 1830 byla na velmi nízké úrovni - klimatologové toto období nazývají Daltonovým minimem. Navíc v tomto období docházelo poměrně často k velkým sopečným erupcím, např.:

• 1812 - La Soufrière (ostrov  Svatého Vincenta),
• 1812 - Awu (Sangihe, Indonesia),
• 1813 - Suwanose-Jima (Rjúkú, Japonsko),
• 1814 - Mayon (Filipíny, aktivní i v tomto roce)
  

Nicméně všechny tyto uvedené erupce byly zastíněny explozí sopky Tambora, která se nachází na Indonéském ostrově Sumbawa (viz následující mapka).


View Larger Map

K erupci Tambory, která zásadně ovlivnila budoucí klima, došlo po mnoha stoletích klidu 5.4.1815. Tato erupce trvající několik dní byla mimořádně silná.

Tambora patří podobně jako italská Etna, do kategorie stratovulkánů, tedy sopek mající vysoký štíhlý kužel s vrcholovým kráterem. Vrcholovou část tvoří kráter o průměru 7km jehož nejvyšší část se nachází v nadmořské výšce 2 850 m.

Před výbuchem se sopka tyčila do výše asi 4300 m. Výbuch ze dne 10.4.1815 je považován za největší sopečnou erupci v moderních dějinách.  Svoji explozivní silou překonal nejméně 4 krát i výbuch mnohem známější sopky Krakatau z roku 1883.

Důvodem, proč je exploze sopky Krakatoa mnohem známější než exploze Tambory je skutečnost, že tehdy už existoval telegraf a zpráva o erupci se mohla bleskově rozšířit do celého světa.

Výbuch tehdy vyvrhl asi 150 km³ sopečných hornin. Komín tvořený sopečnými plyny dosáhl až do výšky 43 km. Exploze byla slyšet na neuvěřitelnou vzdálenost 2600 km. Oblast zasažená sopečným popelem měla poloměr kolem 1300 km, přičemž v okruhu 80 km údajně zahynulo vše živé.

Nejbližší okolí sopky na ostrově Sumbawa bylo silně zasaženo především lávou a tzv. pyroklastickými proudy, které si vyžádaly kolem 11000 obětí, dalších 60000 obyvatel indonéských ostrovů zemřelo na následný hladomor a epidemie.

Vliv erupce se neomezil pouze na nejbližší Indonéské ostrovy, ale ovlivnil značnou část planety. Během exploze se totiž uvolnilo do vyšších vrstev atmosféry velké množství sopečného popela a plynů.

Po několika týdnech sice spadly hrubé částice sopečného popela na zem, ale nejjemnější částice vydržely ve výšce 10-30 km i několik let a byly podélnými atmosférickými prouděními rozptýleny po celé zeměkouli.

V následujícím roce, 1816, došlo k poklesu globálních teplot o asi 0,4 až 0,7 °C.  Nastanuvší globální klimatická anomálie, která bývá označována jako Rok bez léta, postihla celou severní polokouli. Na mnoha místech prakticky nebyla žádná úroda obilí.

Typické letní a pozdně jarní teploty dosahují ve východních oblastech USA a Kanady kolem 20 - 25 °C, zřídka kdy klesnou pod 5°C. Sníh je extrémní rarita.

V květnu 1816 nicméně mráz zničil veškerou zasetou úrodu. V červnu se pak dokonce objevily i sněhové bouře a v oblastech kolem Quebecu napadlo kolem 30 cm sněhu a způsobily tak další ztráty na zasetém obilí. Krajina v té době byla běžně pokrytá bílým sněhovým popraškem.

V červenci a srpnu se pak objevil na mnoha řekách a jezerech led. Začali se objevovat neuvěřitelně rychlé teplotní změny - od nadprůměrných 35 °C až k téměř mrazivým teplotám během několika málo hodin. Celé východní pobřeží Severní Ameriky bylo postiženo neúrodou obilnin.

Zejména důležitou plodinou byl oves, jehož cena prudce narostla z $3,4 / m³ na $26 / m³, což způsobilo velkou krizi v dopravě, neboť oves sloužil jako základní krmivo pro koně.

Klimatická anomálie se samozřejmě projevila i v Asii. V Číně mrazy a katastrofální povodně těžce poničily rýžová pole, stromy a další zemědělské plodiny. Opožděný monzun v Indii pak způsobil intenzivní přívalové deště, které zrychlily šíření v Indii a ve východní Evropě.

Rok 1816 byl druhým nejchladnějším rokem na severní polokouli od roku 1400. Chladnějším byl pouze rok 1601, který následoval po erupci peruánské sopky Huaynaputina z roku 1600. Druhá dekáda 19. století je pak podle záznamů z ledovcových jader nejchladnější dekádou vůbec. Letní teploty byly běžně o půl stupně chladnější než předchozí dlouhodobý průměr.

Problémy se zásobováním obyvatelstva potravinami se týkaly skoro všech vyspělých zemí světa včetně Velké Británie, Irska, Německa a Švýcarska. Celkově na následky klimatické anomálie zemřelo v Evropě asi 200 000 lidí.

Významné sopečné erupce

Erupce	Rok	Výška sopečného  sloupce	Ukazatel sopečné aktivity	Pokles gl. teploty (°C)	Počet mrtvých
Vesuv	79	30	5	?	>2000
Taupo	186	51	7	?
Baekdu	969	25	6–7	?	?
Kuwae	1452	?	6	−0.5	?
Huaynaputina	1600	46	6	−0.8	≈1400
Tambora	1815	43	7	−0.5	> 71,000
Krakatoa	1883	25	6	−0.3	36,600
Katmai	1912	32	6	−0.4	2
Svatá Helena	1980	19	5	žádný	57
El Chichón	1982	32	4–5	?	> 2,000
Nevado del Ruiz	1985	27	3	žádný	23,000
Pinatubo	1991	34	6	−0.5	1202

Srovnání explozí podle VEI (Ukazatel sopečné aktivity)

Odkazy
- Mount Tambora
- Year witnout summer
- Blast from the past

Klimatické změny v novověku 1

O klimatu na naší planetě lze říci vše jen ne to, že je stabilní. Naše planeta zažila mnohokrát tak radikální změny klimatu, že následně došlo k velkým vymíráním živočišných a rostlinných druhů.

U většiny těchto katastrofických změn sice neznáme jejich přesnou příčinu, často se ale uvažuje o vlivu dopadů kosmických těles či obřích sopečných erupcích nebo o různých kombinacích těchto a dalších vlivů.
Zde je začátek mého příspěvku.
K větším či menším katastrofám docházelo vždy, ale většinou nejsou tyto události kvalitně zdokumentovány. Např. kolem roku 186 došlo k tzv. Hatepe erupci, kdy se ze třech sopečných kráterů u novozélandského jezera Taupo uvolnilo přes 120 krychlových kilometrů sopečného materiálu. Jednalo se o jednu z největších sopečných erupcí za posledních 20 000 let. ¹

Podobně není přesně jisté, kdy začala Malá doba ledová, která se projevila citelným ochlazením klimatu zejména na severní polokouli. Vědci se obecně shodnou na tom, že po teplé středověké periodě, která skončila přibližně ve 14. století, zde bylo několik období s nízkou sluneční aktivitou, kdy úplně nebo téměř vymizely sluneční skvrny:

Minimum	Začátek	Konec
Wolfovo minimum	1280	1350
Spörerovo Minimum	1460	1550
Maunderovo Minimum	1645	1715
Daltonovo Minimum	1790	1820

Přesný vliv sluneční aktivity na klima není znám. Možných vlivů je více. Pravděpodobně sluneční aktivita ovlivňuje velikost magnetických polí Slunce a Země. Proměnlivost v těchto polích se pak projevuje ve změnách množství dopadajícího kosmického záření, které má zřejmě vliv na vznik oblačnosti na Zemi.

Je známo několik příkladů, kdy v období nízké sluneční aktivity došlo k sopečné erupci. Už tak citelné ochlazení se zesílilo a ještě se k tomu přidaly další následky.

V roce 1600 explodovala peruánská sopka Huaynaputina (VEI 6). Následkem této sopečné exploze bylo globální ochlazení severní polokoule ve výši 0,6 °C, které mělo za následek hladomor v Rusku.

Osudová Laki

Poměrně velmi dobře zdokumentovanou událostí je exploze sopky islandské sopky Laki z roku 1783 (8. června). Během prvních padesáti dní vyteklo ze 130 otevřených kráterů celkem asi 10 km³ lávy (asi 2,5 krát více než při erupci Etny z roku 1983) a sopečný plyn vystoupal až do patnáctikilometrové výšky.

Laki explodovala vícekrát. Poslední desátá erupce skončila v říjnu 1783 a postižena byla celá Evropa, Island samozřejmě nejvíce. Během prvního roku po explozi zemřelo kolem 20 % všech tehdejších obyvatel. Těžce zasaženy byly i stavy zemědělských zvířat - zemřelo 80 % všech ovcí a 50 % skotu a krav.²

Proč tak velké následky

Sopečné plyny po explozích Laki skončily v troposféře, vrstvě atmosféry, kde se formuje oblačnost. Za normálních podmínek by atmosférické proudění zaneslo sopečné plyny k polárnímu kruhu.

Léto v roce 1783 však bylo dosti atypické. Nad severovýchodní Evropou se nacházela oblast vysokého tlaku vzduchu, která obrátila směr proudění vzduchu se sopečnými plyny a prachem na evropský kontinent, který tak byl vystaven přímým i nepřímým následkům sopečné erupce.

Exploze Laki je poměrně dobře zdokumentovaná, díky tehdy již existujícím meteorologickým společnostem vědci znají detailně postup sopečného oblaku po Evropě. Po celé Evropě se objevovaly svědectví, které popisovaly neobvyklé atmosférické jevy. Velmi často byly pozorovány mlhy s viditelností pod 2 km, nebo rudé záře na obzoru.

Mlhy byly někdy tak husté, že přes ně nepronikly žádné sluneční paprsky. Navíc často byl v mlhách cítit sirný smrad způsobený oxidem siřičitým (SO₂), který u lidí, kteří se ho hodně nadýchali způsobil jejich smrt v důsledku otoku plic. Není proto divu, že se začala šířit panika, že začíná konec světa.

Sopečný opar všude způsoboval zvýšené umírání lidí a zvířat, např. ve Velké Británii zemřelo 23000 lidí, převážně dělníků, kteří pracovali ve venkovním prostředí.

Sopečný oblak poté, co se rozšířil po Evropě (Prahu zasáhl 17.6. 1783), zasáhl Blízký východ (konec června). Na začátku července byl pozorován v centrální Asii a poté dorazil i do Severní Ameriky, kde jej pozoroval známý vědec a politik Benjamin Franklin.

Hlavní viník

Sopečné plyny a prach z erupce Laki měly velký velký vliv na klima, které se ochladila asi o 1 °C. Hlavním viníkem byl oxid siřičitý, uvolnilo se ho minimálně 122 mil tun. Když toto číslo vztáhneme k roční produkci USA, která činila v roce 1999 17115 tun, je jasné, jak obrovské množství se tohoto plynu při erupci uvolnilo.

Tento plyn se poté změnil na kyselinu sírovou a následně způsobil vznik velkého množství jemných aerosolů, které zvýšily schopnost atmosféry odrážet sluneční záření (nárůst tzv. albeda); v důsledku toho došlo k již zmíněnému ochlazení.

Velmi kruté zimy

Následující zimy byly velmi kruté. Spousta evropských řek v roce 1783 zcela zamrzla, včetně např. francouzské Seiny, která se proměnila v led po celé délce svého toku.

Následky erupce pokračovaly i následujícím roce. Dvacátého února 1784 nastala v Evropě velká obleva. Spousta evropských řek začala rychle stoupat, týkalo se to např. belgických řek Dyle a Meuse, německého Mohanu ale i naší Vltavy, která měla na některých místech průtok nad 4500 m³/s a kulminovala s výškou šest metrů nad úrovní normální hladiny. Následky byly katastrofální.

V Praze byl např. zatopen kostel Svatého Jiljí či svatého Mikuláše. Nahromaděné ledové kry a naplavené dřevo poškodily několik pilířů Karlova mostu. Kromě dalších českých a moravských řek se rozvodnil i Dunaj. Zima roku 1784 postihla i další země, např. Anglie zažila 28 dní nepřetržitého mrazu a celkem během zimy zahynulo přes 8000 lidí.

Evropské zemědělství v následujících rocích bylo poměrně silně zasaženo. Spousta veřejných komunikací nebyla kvůli obrovskému množství sněhu průjezdná, což vyústilo v problémy se zásobováním měst potravinami.

Následně vznikly lokální hladomory, které byly obzvláště silné ve Francii. Podle některých historiků dokonce tyto strastiplné události nastartovaly Velkou Francouzskou revoluci.

Erupce Laki postihla téměř celou severní polokouli. Svým rozsahem ukázala, jak velký vliv mohou mít sopky na klima a na sociální struktury naší společnosti.

Poznámky

¹ Na ukazateli sopečné explozivity (VEI) má tato erupce hodnotu 7, tedy jednalo se o mnohem větší erupci než v případě velmi známé erupce sopky Krakatoa z roku 1883, která dosáhla hodnoty 6. Nahoru

² Příčinou tak velkého vymírání byla kostní fluoróza, která vzniká  přijímáním velkého množství fluoru z potravy, který se pak ukládá do kostí a zubů. Fluor měl svůj původ z emise kyseliny flourovodíkové do atmosféry. nahoru.

Bezpilotní průzkumné letouny 2

V minulém článku jsem nastínil základní charakteristiky bezpilotních průzkumných letounů (UAV) MQ-1 Predator a MQ-9 Reaper. K této rodině ještě patří MQ-1C Warrior a Predator C Avenger, který absolvoval první tři lety v dubnu. Warrior je v podstatě upgrade původního Predatora na stroj s lepšími výkony ve velkých výškách. Toho bylo dosaženo díky většímu rozpětí křídel a výkonnějšímu 100 kW motoru¹.

Avenger pak představuje nejmodernější model UAV kategorie MALE^?. Používá proudový motor Pratt & Whittney PW545B, který je ochlazován pro snížení infračervené stopy letounu. V konstrukci tohoto letounu jsou i další Stealth prvky, které vedou k obtížnějšímu zjištění letounu - zejména pumovnice, která umožňuje nést jednu inteligentní bombu GBU-38 JDAM o hmotnosti 227 kg². Podobně jako Reaper má i Avenger nahoru orientované ocasní plochy.

Vrchol mezi bezpilotními průzkumnými letouny zaujímá RQ-4B Global Hawk, který vyrábí americká korporace Northrop Grumman. Jedná se o prostředek kategorie HALE, pro který je typický vysoký dostup a velká vytrvalost. Global Hawk operuje běžně ve výškách nad 19 km a dokáže v této výšce setrvat přes 32 hodin. Letoun je poháněn proudovým motorem Rolls-Royce AE-3007 uloženým na horní části trupu před ocasními plochami.

Global Hawk dokáže nést širokou paletu senzorů, od optických senzorů, jako jsou infračervené či televizní kamery, přes komunikační datalinky až po radar. Od roku 2006 se testuje na Global Hawku radar MP-RTIP, který umožňuje mít nepřetržitě k dispozici informace o tom, co se děje na zemi.

Radar MP-RTIP je modulového uspořádání s plošnou fázovanou anténou s aktivními prvky. Díky tomu vyniká mimořádnou univerzálností - dokáže automaticky sledovat pohybující se pozemní i vzdušné cíle, včetně balistických raket nebo střel s plochou dráhou letu. Není tedy divu, že o pořízení těchto UAV začala uvažovat Jižní Korea, která je permanentně ohrožována svým severním sousedem. Podobný zájem vyjádřilo i Německo. Global Hawky pak vybaví elektronikou evropské výroby - letouny ponesou název EuroHawk.

Global Hawk je sice poměrně drahý (58 mil USD), ale svými funkcemi dokáže plně nahradit průzkumné družice, které je velmi drahé dostat na oběžnou dráhu. Celkový návrh tohoto bezpilotního letounu se ukázal jako velmi úspěšný. Jasným důkazem je fakt, že Global Hawk jako první UAV v historii získal certifikaci amerického úřadu pro letectví (FAA) pro využívání domácích vzdušných koridorů.

Většina bezpilotních letounů je zkonstruována pro klasický vzlet a přistání. Schopnost svislého startu a přistání není u současných UAV tolik vyžadována. Z tohoto pohledu je asi nejvýznamnější výjimkou MQ-8 Fire Scout. Jedná se o bezpilotní helikoptéru, kterou vyvinula společnost Northrop Grumman pro americké vojenské námořnictvo. Fire Scout vychází z civilního vrtulníku Schweizer 330.

Bezpilotní stroj je poháněn spolehlivým turbohřídelovým motorem Rolls-Royce 250-C20 . Pod přídi trupu je umístěna kulová otočná věžička, která nese průzkumnou výbavu (elektro-optické a infračervené kamery, laserový dálkoměr a značkovač.

V lednu 2006 přistál Fire Scout na obojživelné výsadkové lodi USS Nashville a poprvé tak demonstroval schopnost přistání bezpilotního prostředku na lodi. Obvyklou úlohou této bezpilotní helikoptéry bude kompletní průzkum a dozor v zadané oblasti či plnění speciálních úloh, jako je např. detekce min. Počítá se, že tato helikoptéra bude tvořit základní létající prostředek nových amerických lodí LCS. V případě potřeby může helikoptéra Fire Scout plnit i útočné úlohy, k čemuž ji lze vybavit lasarem naváděnými střelami Hellfire, Viper Stryke či APKWS³.



Zdroje a další informace
ATM 10/2006, en.wikipedia.org (1,2,3,4,5,6)

---

1. Původní Predator měl motor o výkonu 86 kW. Nahoru
2. Unese až 1350 kg munice a jiného vybavení, ale za cenu ztráty stealth. Nahoru.
3. Jedná se o vývojový program, jehož cílem je k neřízeným 70 mm raketám přidat laserové navádění. Nahoru.

Bezpilotní průzkumné letouny 1

Mezi aktuální trendy v armádách vyspělých států patří vývoj průzkumných letounů bez lidské posádky. Pro tyto letouny se nejčastěji používá anglická zkratka UAV (Unmanned Aerial Vehicles) .

Tyto letouny se liší svojí délkou - od několika desítek centimetrů až po několik metrů. Menší průzkumné letouny mají velkou výhodu v tom, že mohou startovat prakticky odkudkoliv.

RQ-11 Raven je tak malý (rozpětí 1,3 m, hmotnost 1,9 kg), že pro jeho start stačí jeden muž. Informace o požadované oblasti pak může mít k dispozici i relativně malá vojenská jednotka. Největší a nejvýkonnější představitelé disponují doletem přes 1000 km a mají i velkou vytrvalost - mohou setrvat ve vzduchu po dobu několika desítek hodin.

Zde hovoříme především o bezpilotních letounech kategorie MALE (Medium Altitude Long-Endurance) a HALE (High-Altitude Long Endurance). Typickými příklady těchto kategorií jsou MQ-1 Predator, resp. RQ-4 Global Hawk.

Většina bezpilotních prostředků se podobá tvarem letadlům s pevnými křídly. Nejvýznamnější výjimkou je RQ-8A Fire Scout, který představuje bezpilotní helikoptéru, kterou vyvinulo americké námořnictvo.

Bezpilotní průzkumné letouny zaujímají čím dál důležitější roli ve většině armád světa včetně české (viz Sojka III). Rok 2006 byl toho evidentním důkazem - během Druhé Libanonské války byly nasazeny tyto prostředky oběma stranami konfliktu - Izraelci s úspěchem nasadili bezpilotní letouny Heron (kategorie MALE) a pozadu nezůstal ani Hizballáh, který nasadil Iránem vyvinutý bezpilotní prostředek Ababil.

Bezpilotní průzkumné letouny mohou na nepřátelském území operovat plně samostatně na základě předprogramovaného letového plánu, nebo je mohou ovládat operátoři na pozemní základně. Z toho vyplývá největší výhoda UAV - není riskována ztráta pilota, tak jak by tomu bylo v případě nasazení průzkumného letounu s lidskou posádkou. Bezpilotní letouny kromě obvyklých úloh jako je sledování armád či jednotlivých teroristů pomocí optických, radarových či jiných senzorů, mohou plnit i útočnou roli. Příkladem je americký MQ-1 Predator, či jeho vylepšená verze MQ-9 Reaper, které mohou být vyzbrojeny raketami vzduch-země či laserem naváděnými bombami.

Predator je asi nejznámější bezpilotní průzkumný letoun. Jeho vývoj byl úspěšně dokončen firmou General Atomics v roce 1994. Původní označení bylo RQ-1A. V roce 2005 bylo jeho označení změněno na MQ-1 (R znamená v kódu amerického ministerstva obrany průzkum, Q bezpilotní letoun a M mnohoúčelový). Predator charakterizuje protáhlý štíhlý trup, křídlo o rozpětí 14,8 m a dolů skloněné ocasní plochy.

Pro pohon používá čtyřválcový motor Rotax 914, který pohání vrtuly v tzv. tlačném uspořádání. Predator bývá standardně vybaven dvojicí infračervených kamer a laserovým značkovačem cílů. Tyto senzory se nacházejí v otočném kulovém pouzdru pod přídí. Laserový značkovač cílů může být použit i pro navádění přesných zbraní jako jsou rakety AGM-114 Hellfire II.

První bojové nasazení Predatorů bylo v roce 1995 během války v Jugoslávii. V roce 2001 bylo úspěšně vyzkoušeno odpálení protitankových střel Hellfire. Od té doby je Predator standardně vybaven dvěma závěsníky pro střely Hellfire či protiletadlové střely AIM-92 Stinger.


Predator se stal velmi účinným systémem v globálním boji proti terorismu. Základní operační jednotka zahrnuje čtyři letouny a pozemní řídící základnu, primární satelitní komunikační sadu a 55 osob. Letouny Predator mají na svém kontě spoustu zabitých představitelů Al-Kajdy, přesto ale nelze přehlídnout, že jeho charakteristiky ho předurčují pro vytrvalostní průzkum, proto byl z něj odvozen letoun MQ-9 Reaper, který je je primárně určen pro útočné operace.

V porovnání s Predatorem je Reaper větší (rozpětí asi 20 m) a asi čtyřikrát těžší, ale létá zhruba dvakrát rychleji a výše. Reaper unese až 1700 kg bojového nákladu. Nejčastěji se jedná o 14 raket Hellfire či kombinaci dvou laserem naváděných bomb GBU-12 a čtyř raket Hellfire. Místo 227 kg bomb GBU-12 může nést i alternativní variantu v podobě GBU-38 JDAM (joint direct attack munition), neboť obě tyto zbraně jsou založeny na "hloupé" bombě Mk-82 přidáním laserového vyhledávače, respektive inerciální řídicí jednotky s GPS.

Větší bojová zátěž s sebou přináší samozřejmě i nižší vytrvalost - 14 - 28 hodin (14 h plně naložený Reaper), která ale i tak je pro většinu misí dostatečná. Kromě multi-spektrální jednotky, laserového dálkoměru/značkovače obsahuje senzorová výbava i vysoce sofistikovaný radar se syntetickou aperturou. Touto soupravou senzorů je schopen detailně prozkoumat zájmové prostory na zemi, vyhledat, rozpoznat specifické cíle a navést na ně přesné zbraně. K březnu tohoto roku bylo v aktivním nasazení 195 Predátorů a 28 Reaperů.



V dalším pokračování popíši například velmi výkonný průzkumný prostředek Global Hawk.

Zdroje a další informace
ATM 10/2006, en.wikipedia.org (1,2,3), fas.org;