Gama záblesky - stále tajemný fenomen

Fenomén gama záblesků (GRB) patří mezi největší záhady novodobé astronomie. Jedná se o jev, při kterém dochází k uvolnění neuvěřitelného množství energie v podobě záření gama (zářivý výkon přibližně 10^19 Sluncí či 10^9 Galaxií). Jeho podstata nebyla doposud uspokojivě vysvětlena, a proto přišla na svět spousta navzájem soupeřících teorií, z nichž některé dokonce vylučují přirozenou bohatost výskytu života ve vesmíru.

Běží politicky napjatá 60. léta. V roce 1967 americké vojenské družice Vela určené k monitorování sovětských jaderných výbuchů v atmosféře detekovaly namísto ruských jaderných explozí zvláštní záblesky, které evidentně pocházely z vesmíru. Ale vše bylo v duchu studené války utajeno. Pro astronomy byly tyto informace odtajněny až v roce 1973.

Délka gama záblesku je proměnlivá - od milisekund až po desítky sekund, obvykle bývá doprovázen dosvitem v záření o kratších vlnových délkách (rentgenové, ultrafialové či světelné záření). První identifikovaný záblesk ve viditelném oboru byl záblesk z 28. 2. 1997, označovaný jako GRB 970228. Podle pozdější identikace Hubbleovým dalekohledem jej vyzářila velmi vzdálená galaxie. V roce 1991 byl vypušten na oběžnou dráhu speciální detektor, známý jako BATSE (Burst and transient experiment), který s dalším satelitem BeppoSAX umožnil gamma záblesky poměrně přesně lokalizovat.

ƒRozložení gama záblesků na obloze vykazuje značnou izotropii, neukazuje žádnou koncentraci směrem ke galaktické rovině. Pokud by záblesky přicházely z naší Galaxie, detekovali bychom větší počet záblesků z oblasti galaktického rovníku. To se však nepozoruje. Z tohoto vyplývá, že záblesky pocházejí z blízkých nebo naopak velmi vzdálených končin vesmíru.

I když gama záblesk trvá jen krátkou dobu, jeho zdroj dále vysílá po určitou dobu rentgenové, ultrafialové, viditelné, infračervené a rádiové záření. A právě tato doznívající záření, které trvá tím déle, čím je delší vlnová délka dosvitu (dny v rentgenovém záření až po měsíc na rádiových vlnách), nám dovolují identifikovat a poznávat zdroje gama záblesků. Jejich vzdálenost je pak určována z rozboru spektrálních čar.

Výsledky ukazují, že zdroje gama záblesků jsou daleko za hranicemi Galaxie. Italsko-holandská družice BeppoSAX objevila v roce 1999 gama záblesk o hvězdné velikosti 18 mag a jeho optický dosvit o hvězdné velikosti 9 mag, rudý posuv z = 1.6. Obecně prakticky všechny gama záblesky s optickými dosvity mají z > 0.8 a tedy leží ve skutečně značných vzdálenostech.

Ani po třiceti letech nejsou mechanismy vzniku gamma záblesku uspokojivě vysvětleny. Variabilita GRB naznačuje, že patrně existuje vícero mechanismů vzniku gama záblesků. Vzhledem k vysokému počtu galaxií a detekovaných gama záblesků za den, připadá přibližně jeden gama záblesk na 1 galaxii v horizontu 10^7 let. V následujícím přehledu jsou shrnuty nejčastěji diskutované teorie vzniku GRB, navíc je pravděpodobné, že krátké a dlouhé (>2s) gama záblesky mají odlišný způsob vzniku.

• • Splynutí dvou neutronových hvězd, či neutronové hvězdy s černou dírou v binárním hvězdném systému. Nejčastěji zmiňovaný model pro vysvětlení krátkodobých záblesků.

• • Magnetar. V magnetarech se podařilo najít zdroje opakovaných záblesků měkkého gamma záření. Magnetary jsou pulzary (rychle rotující neutronové hvězdy) s neobyčejně vysokým magnetickým polem (100 mld T, 1000 x silnější magnetické pole než u obyčejných pulzarů).
  
• • Hypernova. Hypernova je gravitační kolaps rychle rotujicí masivní hvězdy končící černou dírou při kterém se uvolní obrovské množství energie ve dvou výtryscích, tzv. jetech (vyvrhnutá látka se pohybuje rychlostí blízkou rychlosti světla). Tyto hvězdy mají velmi krátký život pouze několik miliónu let. Podle posledních výsledků družic Chandra a BeppoSAX se zdá tento model dosti pravděpodobný pro dlouhodobé gama záblesky.

Gama záblesky je nutné studovat velmi pečlivě, neboť případný blízký gama záblesk by zcela zničil ozonovou slupku kolem Země, spálil by ozářenou část povrchu (nebo by totéž učinilo ultrafialové záření z našeho Slunce). Zkrátka nastala by apokalypsa obrovských rozměrů.

Fenomén GRB nám dává možnost pozorovat jedny z nejenergičtějších procesů ve vesmíru, které bohužel zatím neumíme pořádně vysvětlit. Navíc se nabízí otázka, zda-li frekvence 1 záblesk na galaxii za 10^7 let není dosti limitujícím faktorem pro hojnou existenci života ve vesmíru.

Zdroje a další informace:
cs.wikipedia.org, osel.cz, leonardo

Nejvýznamnější protiletadlové střely krátkého doletu

Kapitoly článku

1. AIM-9 Sidewinder
2. AIM-132 Asraam
3. R-73 (AA-11 Archer)
4. Python-5

U současných stíhacích letounů dnes považujeme za samozřejmé, že jsou vyzbrojeny protiletadlovými raketami. Sice většina stíhaček je ještě vybavena kanonem (např. šesti hlavňový 20mm kanon Vulcan), ale ten již dnes pomalu ztrácí na významu, neboť se prosazuje tendence vést letecké souboje na velké vzdálenosti, za hranicí optické viditelnosti. To ovšem neznamená, že vývoj protiletadlových řízených střel (PLRS) určených pro boj na krátkou vzdálenost stagnuje, ba naopak.

Protiletadlové řízené střely se obvykle dělí podle doletu na střely s krátkým, středním a dlouhým doletem.V dnešním článku se budu nejdůležitějším střelám krátkého doletu. Střely krátkého doletu doletu používají obvykle infračervené navádění a vyžaduje se po nich mimořádná obratnost, neboť letadla při soubojích na krátkou vzdálenost (dog fights) mohou zběsile manévrovat ve snaze vyhnout se sestřelení.

Současné PLŘS krátkého doletu umí detekovat v podstatě všechno teplo, které nepřátelské letadlo vydává, od horkých výfukových plynů až po teplo, které vzniká při obtékání vzduchu kolem vnějších okrajů letadla. Počítačová jednotka nejmodernějších střel umí dokonce rozpoznat obrysy nepřátelského letounu, a tudíž umí odhalit skutečný cíl od falešné návnady, jako jsou světlice, které drtivá většina současných letounů umí vystřelovat v případě vlastní obrany před blížící se střelou.

Pro zvýšení pravděpodobnosti úspěšného sestřelení nepřátelské stíhačky se v současnosti zavádějí přilbové zaměřovače, které značně usnadní pilotovy práci; stačí aby se pilot na cíl podíval, a dojde k automatickému zaměření cíle. Většina PLŘS krátkého dosahu dosahují vysoké obratnosti použitím motoru s měnitelným vektorem tahu. Jsou i ale výjimky, jako jsou izraelské střely Python.

Základní údaje k nejvýznamnějším protiletadlovým střelám krátkého dosahu


AIM-9 Sidewinder
Mezi nejrozšířenější střely krátkého dosahu patří AIM-9 Sidewinder (americký název pro chřestýše rohatého) . Byl vyvinut krátce po druhé světové válce v USA a zaveden do výzbroje letectva v roce 1956. V roce 1958 se stal první řízenou střelou, která byla úspěšně použita v boji - tchajwanští piloti na stíhačkách F-86 sestřelili několik čínských Migů MiG-15.

V průběhu Vietnamské války již Sidewindery patřily k běžnému vybavení západních letadel. Zkušenosti z vietnamské války,kdy někteří piloti dokázali nad AIM-9 vyzrát, byly využity ve verzi L, jejíž produkce byla zahájena v roce 1976. Od této verze, která prokázala svoje kvality ve válce o Falklandy v roce 1982, dokáže Sidewinder dokáže útočit na cíle i z přední polosféry. Sidewinder je kompletně střela typu vystřel a zapomeň (fire and forget).

Má vysoce explozivní hlavici, aktivní infračervený naváděcí systém a motor na tuhá pohonná paliva. V osmdesátých letech si státy NATO rozdělily vývoj pokročilých leteckých protiletadlových střel. USA souhlasili s tím, že vyvinou pokročilou střelu středního doletu AMRAAM a evropané pokročilou střelu krátkého doletu ASRAAM.

Potřeba vývoje nové střely byla akutní, neboť ruská střela R-73 (AA-11 Archer) překonávala AIM-9L téměř po všech stránkách. Po neshodách s Evropou se Američané se rozhodli pro samostatný vývoj nové střely, který vyústil v AIM-9X, která nicméně využívá stejnou vyhledávací hlavici jako ASRAAM.

V lednu tohoto roku začala aktivní služba této nové verze, která je odborníky v součinnosti s s přilbovým zaměřovačem JHMCS (Joint Helmet-Mounted Cueing System) považována za nejlepší PLŘS krátkého dosahu na světě. AIM-9X je vybavena ryskou s řízeným vektorem tahu. Detektor cílů byl nainstalován do výkyvné/otočné stabilizované základny a opatřen zdokonaleným sledovacím systémem.

Zobrazovací infračervený senzor snímá obraz cíle (letounu) nezávisle na "horkých" částech a výstupních plynech. Pracuje současně v několika pásmech vlnových délek, aby se dokázal vyvarovat klamných infračervených cílů. Nosiče: F/A-18E,F, F-15E, F-16 a F-22, perspektivně i F-35 . České letectvo je rovněž uživatelem Sidewinderů, a to verze AIM-9M, která byla objednána pro Gripeny.

AIM-132 Asraam
Jak již bylo uvedeno Asraam (Advanced Short Range Air-to-Air Missile) je evropský (později britský) projekt pokročilé náhrady střely Sidewinder. V současnosti je ve službě v britském a australském letectvu. Při vývoji střely se konstruktéři soustředily zejména na obratnost rakety a schopnost vyhledávací jednotky zachytit cíl, který je značně úhlově vzdálen od přímky směru letu.

Vysoké manévrovatelnosti bylo dosaženo díky konvenčním aerodynamickým plochám (4 delta křidélka na konci střely). Sjednocení Německa na konci studené války umožnilo západním odborníkům přístup k technologiím Varšavské smlouvy, a to i k nové ruské střele R-73 (viz dále). Prokázalo se, že R-73 převyšuje i Asraam ve většině parametrů (např. útok mimo původní směr letu), i proto se se Němci rozhodli odtrhnout od projektu Asraam a dále vyvíjet svůj vlastní projekt IRIS-T.

Britové na to zareagovali tím, že použili novou vyhledávací jednotku (od firmy Hughes; používá ji i AIM-9X), která pracuje v infračervené oblasti spektra a má schopnost rozpoznávat tvar cíle (tím dokáže rozlišit co je a není falešný cíl). Zobrazovací jendotka dokáže zachytit a identifikovat cíl, který se nachází 90° od přímky směru letu.

Střela disponuje i schopnosti LOAL (Lock-on after lunch), tedy že se střela zaměří na cíl až po vypuštění. Britové používají tyto střely na svých letounech Tornado F3 a Harrier GR7 od roku 1998.

R-73 (AA-11 Archer)

Vývoj této nejmodernější ruské střely začal v roce 1973, dokončen byl v roce 1985. Od tohoto roku tvoří standardní výzbroj ruských stíhaček MiG-29 a Su-27. Jak již bylo uvedeno schopnosti této střely vyvolali na západě zděšení (tuto nebezpečnou střelu může totiž nést i libovolný starší letoun) a nastartovaly vývoj nových západních střel.

Tato střela byla v devadesátých letech modernizována a patří stále mezi nejmodernější střely krátkého doletu. Může být vypuštěna i do zadní polosféry, dosah činí 40 km. Používá chlazenou infračervenou jednotku se schopností zachytit cíl, který se nachází až 60° od přímého směru letu. Vysoké obratnosti je dosaženo díky motoru s měnitelným vektorem tahu a ovládáním aerodynamických ploch.

R-73 překonává všechny verze Sidewinderů kromě verze AIM-9X (podle simulací MIG-29 vybavený R-73 překonává americké stíhačky F-16 a F/A-18 vybavené AIM-9L v dog fightu v poměru 2:1, resp. 1,5:1).

Python-5
Rovněž i Izrael disponuje moderní protiletadlovou střelou krátkého dosahu. Na konci padesátých let začal vyvíjet střelu Shafir, která byla operačně nasazena v roce 1969. Technologicky vycházela z americké AIM-9, výkonově je i ruské kopie (AA-2 Atol) ale překonávala.

Vývoj vlastní střely pokračoval a v roce 1978 měl Izrael k dispozici střelu Python-3, která svoje kvality prokázala v r. 1982, kdy si připsala na svoje konto 35 sestřelených syrských letadel. Současná verze Python-5 je asi spolu s AIM-9X nejlepší protiletadlová střela krátkého dosahu na světě.

Výborných výkonů dosahuje ale jinými způsoby než je tomu u ostatních raket stejného typu. Za prvé Izraelci opustili technologii motoru s měnitelným vektorem tahu a vsadili na 18 řiditelných aerodynamických ploch. Za druhé motor má měnitelnou sílu tahu, díky tomu může mít střela při finálním přiblížení k cíly velmi vysokou rychlost.

Vyhledávací jednotka skenuje prostor na více vlnových délkách v infračervené oblasti. Díky tomu dokáže střela bezchybně odhalit klamné cíle, neboť vyhledávací jednotka zkoumá tvary cíle. Zorné pole vyhledávací jednotky je +-100°. Díky těmto vlastnostem schopnosti LOAL dokáže střela zaútočit i na cíl, který se nachází za ním.

Zdroje a další informace
en.wikipedia.org(1,2,3,4,5), gymjev.cz, military.cz (1,2,3)