00:00:03Raketoplán NASA Space Shuttle je jedním z nesložitějších strojů,

00:00:08jaké kdy byly postaveny. A tím i jedním z nejdražších.

00:00:15Ale letí 25krát rychleji než kulka.

00:00:18A veze náklad za desítky milionů dolarů.

00:00:24Je to první znovu použitelná vesmírná loď.

00:00:28Při každé misi uletí 6,5 milionu kilometrů.

00:00:33Bez ohledu na to, jak chytří vědci za ní stojí,

00:00:37postavit tento zázrak techniky

00:00:40by nebylo možné bez kostelních varhan,

00:00:43německé ponorky,

00:00:46tramvajových kolejí,

00:00:48foťáku

00:00:51a dělové koule.

00:00:59TECHNICKÉ DIVY SVĚTA

00:01:05RAKETOPLÁN

00:01:07Mise Apollo na Měsíc byla jednoznačným úspěchem.

00:01:11Ale i když se člověk prošel po Měsíci,

00:01:15otázkou bylo, co NASA udělá dál.

00:01:19Odpovědí byl raketoplán Space Shuttle.

00:01:23Do vesmíru startuje na Floridě z rampy za mnou.

00:01:27Pro tuto první znovu použitelnou vesmírnou loď je dosažená hranice

00:01:32jen další destinací. Z Kennedyho vesmírného centra

00:01:36už byla více než 130krát odpálena flotila pěti raketoplánů.

00:01:40Ty doručily víc jak 1 000 tun nákladu,

00:01:44včetně větší části Mezinárodní vesmírné stanice

00:01:48a Hubbleova teleskopu.

00:01:51To není na náklaďák špatné, i když je poměrně drahý.

00:01:55Nový vás přijde na skvělých 1,7 miliardy dolarů.

00:02:00Když se v něm chcete projet, tak na 450 milionů.

00:02:05Ale NASA postavila raketoplán,

00:02:08aby snížila náklady na průzkum vesmíru.

00:02:12Takže je znovu použitelný.

00:02:14Důmyslné zařízení. Napůl letadlo, napůl raketa.

00:02:24Přišel jsem se podívat na zázemí.

00:02:27K raketoplánu mohou jen astronauté nebo raketoví inženýři.

00:02:32Tady to začíná. Další stanice vesmír.

00:02:37Připravují se na poslední starty raketoplánů,

00:02:41tak mi NASA dovolila se podívat, jak to funguje.

00:02:44-To je asi 1 160 stupňů Celsia.
-Teď jste to vyndal z pece!

00:02:48Abyste si sáhli na raketoplán v mnohem menším měřítku,

00:02:52hodí se obchod s dárky. Většina si myslí,

00:02:56že raketoplán je toto malé bílé letadlo,

00:02:59které veze astronauty a náklad. Vlastně se mu říká orbiter,

00:03:03to je ta část, co letí do vesmíru.

00:03:05Vzadu má 3 motory. Jsou velké a žíznivé.

00:03:08Jejich palivo se skladuje tady, v té nádrži.

00:03:12Ale ani dohromady to stále není dost.

00:03:15Po stranách jsou 2 raketové motory na pevné palivo

00:03:19pro větší tažnou sílu. Takže má 2 různé druhy pohonu.

00:03:24Během prvních 8 a půl minuty navedení raketoplánu na orbit

00:03:283 hlavní motory orbiteru zuřivě spalují palivo.

00:03:39Jsou extrémně výkonné. Přesně 37 milionů koňských sil.

00:03:45Raketoplán o váze 2 000 tun

00:03:48vynesou 650 kilometrů nad povrch Země.

00:03:58NASA mě pustila do dílny, kde provádí prohlídku motorů.

00:04:04-Toto jsou hlavní motory.
-Tady to všechno probíhá.

00:04:08Tady prohlížíme všechny motory po letu,

00:04:11znovu je instalujeme a připravíme na další let.

00:04:14To jsou ony?

00:04:16Mike Cosgrove není jen běžný mechanik.

00:04:20Je to jeden z elitních raketových vědců NASA.

00:04:23To je sada motorů k instalaci, dokončujeme jejich kontrolu.

00:04:27Letěly a pak prošly naší dílnou.

00:04:30Byly plně obnoveny a teď jim dáváme poslední úpravy.

00:04:35-Ty znovu poletí?-Ano, jistě.
-Nejsou na jedno použití?

00:04:39Ne, motor se použije. Některé motory už letěly 25krát.

00:04:43-5 milionů kilometrů.-Za let.
-Letěl 160 milionů kilometrů?

00:04:47-Ano, to určitě.
-To chce servis.

00:04:51Motory urazí nejen obrovské vzdálenosti,

00:04:55vydrží i extrémní teploty.

00:04:58Bez ochrany by se samy zničily.

00:05:01Teploty přesahují

00:05:043 300 stupňů Celsia nebo 6 000 stupňů Fahrenheita.

00:05:08-Co by se při téhle teplotě stalo?
-Běžný kov by se tavil.-Jo.

00:05:13A to je problém.

00:05:16Motory, co se taví, by nezvládly, co se od nich čeká.

00:05:20Jako kdyby varná konvice byla z čokolády.

00:05:24Začneme definicí nepoužitelnosti. Konvicí z čokolády.

00:05:29Ta je samozřejmě k ničemu.

00:05:32Abyste si ohřáli vodu a uvařili čaj,

00:05:35tak konvici přitom roztavíte. Čokoláda se má roztavit v ústech.

00:05:40Jinými slovy, při nižší než tělesné teplotě.

00:05:44Abych to předvedl, pokusím se uvařit vodu.

00:05:46A podat vám čaj.

00:05:48Jo, je to jasné.

00:05:50Už má potíže.

00:05:53Ano, svou pověst si zasloužila. Je k ničemu.

00:05:57Inženýři z NASA čelili stejnému problému.

00:06:01Při provozních teplotách by se motory z většiny kovů tavily.

00:06:07Aby k tomu nedošlo,

00:06:10obrátili pozornost k mnohem jednodušším strojům.

00:06:16K těm, co v Británii v 19. století

00:06:19vyfukovaly vzduch z kostelních varhan.

00:06:23Tyto stroje musí konat následující. Tak, do práce!

00:06:27To je páka, tam jsou měchy.

00:06:29Budu pumpovat, to vhání do systému vzduch.

00:06:35Slyšíte to? Původní Hammondovy varhany.

00:06:38Vidíte? Nemohl jsem odolat.

00:06:47Jistě. Po určité době mě musí nutně nahradit stroj.

00:06:52Zastat práci osoby, která do varhan pumpuje vzduch.

00:06:58Po roce 1880 byly motory s vnitřním spalováním ještě v plenkách.

00:07:03Ten, kdo s ním první pumpoval vzduch do kostelních varhan,

00:07:07zavedl důmyslný vynález.

00:07:10Byl by stroj velice podobný tomu,

00:07:13který mě nahradil při pumpování vzduchu do varhan.

00:07:17Jednoválcový zážehový motor s vnitřním spalováním.

00:07:21Ale měl problémy motorů s vnitřním spalováním.

00:07:25Už jen ten název! Vnitřní spalování.

00:07:28Uvnitř totiž probíhá exploze. Tady.

00:07:31A tím je motor velmi horký. Nebezpečně horký.

00:07:34Tedy, má vodní plášť.

00:07:37Kolem dokola je další válec plný vody, která ho chladí.

00:07:41Studená voda cirkuluje kolem horkého motoru

00:07:44a odvádí teplo.

00:07:46To bylo první chlazení pro spalovací motory.

00:07:51Primitivní verze toho, co NASA používá v raketoplánu.

00:07:57Zatímco takový motor může voda ochladit,

00:08:01pro účely NASA by to nikdy nestačilo.

00:08:04Při teplotách raketoplánu je většina kovů tak horkých,

00:08:09že se nejen roztaví, ale i odpaří.

00:08:12Proto museli vědci pozvednout chlazení na úplně novou úroveň.

00:08:17Naštěstí už měla NASA v rukávu skvělé chladivo.

00:08:22Uvnitř obří oranžové nádrže je palivo.

00:08:26Superchladný kapalný vodík.

00:08:29Při minus 253 stupních Celsia je pro chlazení motorů perfektní.

00:08:36Tady vidíte tu velkou ohnivou kouli, vycházející vzadu.

00:08:41Jasně, to je ten drobek, co vidíme v televizi.

00:08:43Jak toho zlého chlapíka ochladíme?

00:08:45Uděláme to tak, že vedeme kapalný vodík,

00:08:48který se pumpuje kolem motoru.

00:08:51A vedeme ho tady po straně skrze tu trysku.

00:08:54To jsou distribuční trubky.

00:08:57Naplní toto potrubí a pak teče zpátky přes 1 080 trubek

00:09:02do hlavní spalovací komory a spálí to.

00:09:06Takže skutečné palivo se přivádí těmito trubkami.

00:09:10Myslel jsem, že jsou to žlábky, a ne trubky.

00:09:14-Jsou to trubky.
-Které to chrání před žárem motoru.

00:09:18-Pak to jde dovnitř a spálí se to.
-Správně.-To je neuvěřitelné!

00:09:22Mechanismus použije palivo k chlazení před tím, než ho spálí.

00:09:26Správně.

00:09:28Důvod, proč se motor raketoplánu netaví, je dán principem,

00:09:33použitým v takovémto motoru, který tahal měchy varhan.

00:09:37Chladicí systém, odvádění tepla.

00:09:40Systém palivo-chlazení v raketoplánu je tak účinný,

00:09:45že udržuje motory při 54 stupních Celsia.

00:09:48Pomůže mi raketová věda uvařit vodu v čokoládové konvici?

00:09:53K vyzkoušení systému NASA jsem postavil nový prototyp.

00:09:57Mám připraveno něco speciálního.

00:10:01Čokoládovou konvici, inspirovanou NASA.

00:10:05Je vylepšená.

00:10:07Není jen z čokolády, ale z čokoládové zmrzliny.

00:10:11To je ona, čokoládové zmrzlina.

00:10:14Výzvou je zastavit tání zmrzliny při zahřívání vody.

00:10:22Jak to funguje? Tohle je palivo pro tento hořák.

00:10:26Kapalný propan. Teče touto úzkou trubkou nahoru.

00:10:30Stejně jako u raketoplánu,

00:10:33používám v chladicím systému studené palivo.

00:10:37To jde pak tudy kolem a dolů do hořáku.

00:10:40Používám palivo k chlazení.

00:10:44Ale protože tady nahoře zůstává chladné,

00:10:47i když toto je teď plné vařící vody,

00:10:50zmrzlina mi neroztaje.

00:10:54Jako NASA, vidíte?

00:10:56Uvnitř 100 stupňů nad nulou, a venku je pod nulou.

00:11:03Ale ještě to není perfektní.

00:11:06Zatím jsem nepřišel na to, jak ji vylít.

00:11:10To musím nějak vylepšit.

00:11:13Stejně jako moje zmrzlina, hlavní motory raketoplánu netají.

00:11:18I když by měly být velmi horké.

00:11:33Ale ani ohromný výkon nejúčinnějšího motoru na světě

00:11:38nestačí na to hlavní. Dostat raketoplán do vesmíru.

00:11:46Při startu je raketoplán moc těžký.

00:11:50Inženýři potřebovali větší sílu, ale museli omezit tíhu.

00:11:55Je to zapeklité.

00:11:57K získání větší síly potřebujete víc motorů a víc paliva.

00:12:01Víc motorů a paliva znamená větší tíhu.

00:12:05Tak má raketoplán další raketové motory,

00:12:08zkráceně SRB, Solid Rocket Boosters.

00:12:12Mají skvělý poměr výkonu k váze.

00:12:16Už podle názvu nemají kapalné palivo, je pevné.

00:12:20A velmi explozivní.

00:12:27Výška odpovídá 15poschoďové budově.

00:12:30Největší přídavná raketa, jaká kdy létala.

00:12:34Po zapálení vyvinou všechny tyto části obrovský tah

00:12:38v hodnotě 1 300 tun.

00:12:40Tolik, jako 17 000 motorů Formule 1.

00:12:44K získání takového výkonu

00:12:47musí palivo hořet při obrovských teplotách.

00:12:51Tajná složka nás zavede zpět k tramvajovým kolejím.

00:12:59V 19. století byly tramvajové koleje upevněny jedna za druhou.

00:13:04Díky mezerám byla cesta kodrcavá.

00:13:09V 90. letech německý chemik Hans Goldschmidt přišel na to,

00:13:14jak koleje svařovat.

00:13:17Goldschmidt objevil, že může získat značné teplo tím,

00:13:21že spálí něco, co byste nečekali, že bude hořet.

00:13:25Hliník.

00:13:28Aluminotermické svařování bylo poprvé použito v Essenu v Německu.

00:13:32Způsobilo převrat tramvajové dopravy.

00:13:41NASA využívá intenzivního tepla při hoření hliníku.

00:13:45Spálením i malého množství hliníku se může získat dost tepla,

00:13:50aby se tavila nebo řezala ocel. A proto tu mám něco takového.

00:13:55Je to hliníková tyč,

00:13:57vyrobená z hliníkové fólie, jakou znáte.

00:14:01Spousty té fólie, svinuté do jemných trubiček,

00:14:05zabalených do další hliníkové fólie.

00:14:08Doma v kuchyni to ale nezkoušejte,

00:14:11stejně asi nemáte další složku, kterou k tomu potřebujete.

00:14:15Stlačený kyslík. Ten je tamhle v bombách.

00:14:18Kyslík proudí těmito hliníkovými trubkami sem nahoru.

00:14:23Zapálím to a hliník hoří.

00:14:26Podle teorie by to mělo hořet

00:14:28minimálně při 2 500 stupních Celsia.

00:14:32Což je asi polovina teploty na povrchu Slunce.

00:14:37Může mít podomácku vyrobená trubka vliv na pevnou ocel?

00:14:42To musíme zkusit. Dost řečí, do toho!

00:15:13Někdy vám stačí teorie a čísla v časopisech.

00:15:16A někdy to chce zase solidní důkaz.

00:15:20A tohle je jasné, určitě to bylo pěkně horké.

00:15:23Hořením hliníku vznikne dost tepla

00:15:27k řezání oceli a svařování tramvajových kolejí.

00:15:34A to je ta důležitá složka raketových motorů s pevným palivem.

00:15:38Jistě že SRB nejsou jen hliníkové fólie.

00:15:42Je tam i jiná látka, do té byste chlebíčky balit nechtěli.

00:15:47Chloristan amonný poskytuje kyslík k hoření.

00:15:51A oxid železitý, rez, hoření napomáhá.

00:15:55Je to ale práškový hliník, co vytváří supervysoké teploty.

00:16:00Vysoké teploty mění pevné palivo v obrovské množství plynu.

00:16:05A ten plyn pak pohání raketu.

00:16:09Když úzkou tryskou prochází velké množství plynu,

00:16:13vzniká tažná síla.

00:16:15Je to stejné, jako když vypustíte balonek.

00:16:19Uvnitř je stlačený vzduch a vystřelí tudy.

00:16:23To je ta akce, a ta je stejně velká jako reakce opačným směrem.

00:16:27To znamená, že balon... uletí tam.

00:16:30Pardon.

00:16:35Pro NASA bylo výzvou vyrobit raketu,

00:16:38která by měla hned při startu největší tah.

00:16:42Když je raketoplán nejtěžší.

00:16:51Abych přišel na to, jak to dělají,

00:16:54požádal jsem odborníka Davida Beetona,

00:16:58aby mi pomohl postavit mou britskou vesmírnou flotilu.

00:17:02Jednu ze dvou. A jako u raketových motorů,

00:17:05použijeme pevné palivo z práškového hliníku.

00:17:10-Tak, to je palivo. Můžu?-Jo.
-Je to nebezpečné?-Ne.

00:17:14V každé raketě je stejné množství paliva,

00:17:18které bude hořet po celé délce.

00:17:21Ale palivo s dírou uprostřed dole by mělo hořet rychleji.

00:17:25Čím víc paliva bude najednou hořet,

00:17:29tím rychleji by měla raketa hned od startu letět.

00:17:34Když stejná náplň hoří rychleji, výkon se dostaví taky rychleji?

00:17:40Poskytne to maximum výkonu a jak to vyhořívá,

00:17:44tak to taky bude progresivně zvyšovat tah.

00:17:48-Je to viditelný rozdíl?-Ano.
-Zkusíme to.-Můžeme.

00:17:51-Závodíme?
-Tak jo.

00:17:59Pokud nepočítám zapalování a barvu, jsou tyto 2 rakety stejné.

00:18:07-Když to upustím, je zle?
-To by mohlo být.-Dobře, fajn.

00:18:13Aby bylo jasno, tahle má rychle hořící nálož.

00:18:16-Rychleji hořící zapalovač, ta vaše.-Tak jo.

00:18:21Věda.

00:18:27To je dobré.

00:18:34Hotovo.

00:18:36Ta je moje, pamatujte.

00:18:45Start připraven.

00:18:525, 4, 3, 2, 1, teď!

00:19:04Za méně než 10 sekund se červená raketa dostala 600 metrů vysoko.

00:19:10Myslím, že je jasné, že červená byla mnohem rychlejší.

00:19:17Palivo červené rakety se spalovalo mnohem rychleji,

00:19:21protože ho najednou hoří víc.

00:19:27Za kratší dobu vznikne více horkého plynu.

00:19:31Tím má raketa větší tah.

00:19:42Modrá raketa nakonec dosáhla stejnou výšku,

00:19:46ale trvalo jí déle se tam dostat, i když vystartovala o trochu dřív.

00:19:59-Byla jasně rychlejší.-Ano, byla.
-Jen rychlejším hořením.

00:20:03Uvolní se stejná energie, ale rychleji.

00:20:08-Jdeme je najít.
-Ano.

00:20:11Inženýři z NASA potřebují maximální tah,

00:20:15čili větší a rychlejší hoření. Jako u červené rakety.

00:20:19Při startu spaluje každá z raket

00:20:23palivo neuvěřitelnou rychlostí 5 tun za sekundu.

00:20:30Hoří asi 2 minuty, pak jsou odhozeny.

00:20:45Od raketoplánu odpadnou ve výšce 49 kilometrů.

00:20:51A vrátí se na Zem.

00:21:00Spadnou do Atlantického oceánu.

00:21:08A v tom je krása systému.

00:21:12NASA je sebere a na Zemi znovu naplní.

00:21:18Díky metodě svařování, která upravila tramvajové koleje,

00:21:22je tah raketových motorů s pevným palivem

00:21:26dostatečný na odpálení a na samotnou cestu raketoplánu.

00:21:31Stovky kilometrů do vesmíru.

00:21:36Ale rakety jsou tak výkonné,

00:21:39že samy o sobě vytváří nebezpečný problém.

00:21:45Při startu.

00:21:48Výfukové plyny, které generují tah,

00:21:52vytváří i obrovskou zvukovou energii.

00:21:55Ta je tak silná, že může mít katastrofální následky.

00:22:04Toto je odpalovací rampa, kde k tomu dochází.

00:22:08Během startu je tohle místo plné nepředstavitelné energie.

00:22:14Plameny, prudké plyny, neuvěřitelný hluk.

00:22:18Jsem pod místem, kde raketoplán sedí na rampě.

00:22:22Toto je příkop na plameny.

00:22:24Mohu tu být, protože teď tu není raketoplán.

00:22:28Rozhodně bych tu nechtěl být, když se odpočítává k nule.

00:22:32Tenhle příkop tu byl také při misích Apolla.

00:22:34Představte si to! Takové množství energie,

00:22:38které tyhle stěny musely během let vstřebat.

00:22:41Nad tím zůstává rozum stát.

00:22:44Odpálené rakety vytváří hromový hluk,

00:22:48který udeří na dno příkopu. Ten zvuk má energii.

00:22:54Systémový inženýr John Lorge ví, jak může být silná.

00:22:59I ve vzdálenosti 5 kilometrů cítíte tu energii,

00:23:03jak s vámi cvičí, je to úžasné. Obrovská energie.

00:23:07Neovládaná energie by se odrazila

00:23:11od země rovnou zpátky na raketoplán.

00:23:18Vibrace by byla tak silné, že by způsobily pohromu.

00:23:24Při první misi raketoplánu

00:23:27se z povrchu odtrhly panely tepelné ochrany.

00:23:31Tehdy se orbiter vrátil bezpečně na Zem,

00:23:35ale při vstupu do atmosféry mohl shořet.

00:23:39Musel se najít způsob,

00:23:42jak ochránit raketoplán před odraženou energií.

00:23:46Proto museli absorbovat zvukovou energii, co řvala tady dole,

00:23:51odrazila se a zasáhla raketoplán.

00:23:54V Hammondově vesmírném centru v Anglii

00:23:57nemůžu replikovat zvuk raketoplánu,

00:24:01ale můžu vám ukázat jeho ničivou sílu.

00:24:05Postavím tady stěnu. A potom ji shodím zvukovou vlnou.

00:24:10Jako tahle, jen silnější. Mnohem silnější.

00:24:18-Teď tam přijde půlka.
-Já vezmu celou.

00:24:22To je stavba zdi.

00:24:25A tady je to, co ji, doufám, zase shodí.

00:24:30Vzduchové dělo.

00:24:35Nejdřív ho otestujeme.

00:24:393, 2, 1.

00:24:41(ZVUK)

00:24:53Jedna z nejúžasnějších věcí, co jsem viděl.

00:24:59Exploze u základu děla

00:25:02vytvoří jednoduchý pulz vzduchu ve tvaru koblihy.

00:25:06Na rozdíl od zvuku, který je vlněním,

00:25:10letí vír vzduchem jako raketa.

00:25:13Vír má hodně energie, ale dokáže prorazit stěnu?

00:25:19Jim to plní acetylenem a připravuje explozi.

00:25:23Nepřežeň to!

00:25:27Musí to být mohutný oblak vzduchu.

00:25:33Moc děkuju. Všichni připraveni?

00:25:36Takže 3, 2, 1.

00:25:44Jen vzduch.

00:25:52Na zpomaleném záběru vidíme vír,

00:25:55pohybující se rychlostí přes 320 kilometrů za hodinu.

00:26:06Jak vidíte, je destrukční síla je značná.

00:26:24U raketoplánu je mnohem větší.

00:26:28Výfukové plyny vystřelí rychlostí asi 4 000 kilometrů za hodinu.

00:26:34A ohromná energie zvuku je ve formě vibrací.

00:26:38Vědci potřebovali zjistit, jak raketoplán chránit.

00:26:44NASA použila systém, který spojuje raketoplán s ponorkami.

00:26:51Přes bubliny.

00:26:54Expert na akustiku Tim Leighton z Univerzity Southamptom

00:26:58mi ukáže jak.

00:27:00Máme svůj vlastní sonární systém.

00:27:03Trubici s vodou, reproduktor u dna, co vytváří zvuk,

00:27:08a nahoře speciální podvodní mikrofon, který jej bude chytat.

00:27:13(PÍPÁNÍ) Pípání se zobrazuje na monitoru.

00:27:19Teď vytvořím bubliny,

00:27:22protože bubliny účinně absorbují zvuk.

00:27:26Jdeme na to, budeme pozorovat tohle.

00:27:29To pípání zmizí.

00:27:31Tím zařízením tam budete foukat bubliny.

00:27:35-Foukám je tam.
-Ano, slyším to.

00:27:38-Podívejte na monitor!
-Je to pryč.

00:27:41Bubliny, co vidíte v trubici, ten zvuk zničily.

00:27:45Pořád vysíláme do vody zvukové vlny,

00:27:49ale i nejmenší bubliny znemožní mikrofonu, aby je přijímal.

00:27:55-Už tam nic není. Bubliny na to stačí?-Jo.

00:28:00Skoro žádné tam nejsou. Takže ty malinké,

00:28:03skoro mikroskopické bublinky, umí úplně zničit zvukové vlny.

00:28:08Jo, zabíjí zvuk.

00:28:10Bubliny pohltí zvuk tím, že se ohřejí.

00:28:14Takže zvuk vychází odsud, to je tahle vlna.

00:28:18Tento pohyb směrem vzhůru.

00:28:21Když se ve vodě setká s bublinami, tak ty bubliny rozdrtí.

00:28:25To je ohřeje, takže energie zvukové vlny se změní na tepelnou.

00:28:30Bubliny absorbují zvuk. Jak to pomůže ponorkám?

00:28:372. světová válka. Německé ponorky čelí útokům.

00:28:41Němci chtějí,

00:28:43ať jejich ponorky Spojenci svými sonárními systémy nenajdou.

00:28:48Sonary Spojenců vysílají zvuky z lodí

00:28:51a pak čekají na odraženou vlnu od pevného objektu.

00:28:55Tím mohou zjistit, kde jsou německé ponorky.

00:28:59Kdyby Němci pohltili pípání sonaru, zruší ozvěnu a budou neviditelní.

00:29:04Vymysleli gumové desky, nalepené na boky ponorky.

00:29:08Desky s bublinami uvnitř.

00:29:14To, co držím,

00:29:16je pravé obložení německé ponorky z 2. světové války.

00:29:21K ponorce se upevnilo touto stranou, ta je hladká.

00:29:25Ale tato strany má otvory, díry.

00:29:30Otvory zachycují vzduch a vytváří tisíce malých bublinek.

00:29:34Když k tomu dojde zvuk ze sonaru,

00:29:38bubliny v otvorech ho absorbují stejně, jako to udělaly tamty.

00:29:43Díky bublinám byly německé ponorky neviditelné.

00:29:47Ale raketoplán není pod vodou. Jistě.

00:29:51A musí si poradit s větší energií, než s pípáním.

00:29:55Musí absorbovat obrovský hluk při startu raketových motorů.

00:30:00NASA postavila absorpci zvuku na hlavu.

00:30:06Místo vzduchu ve vodě dali vodu do vzduchu.

00:30:10Tim tu má další trubku, jen se vzduchem.

00:30:14Pořád do ní posíláme pípání.

00:30:17Ale tentokrát se ho pokusíme blokovat mlhou vodních kapek.

00:30:23-Tohle do tohoto?-Vodu do ledu.
-Dobře, leju to tam.

00:30:29Vznikne mlha.

00:30:31Ani nevidím, kam to leju. Snad do té trubice.

00:30:34Teče to tam? Jsem kouzelník.

00:30:38A zdá se, že mé kouzlo funguje. Podívejte!

00:30:42Naprosto je to zarazilo.

00:30:45A je to jen mlha, žádnou vodu tam nevidím.

00:30:48Mikroskopické kapky vody ve vzduchu vibrují

00:30:52a mění zvukovou energii v tepelnou.

00:30:55NASA chrání svůj orbiter vlastně stejným způsobem,

00:31:00ale musím říct, že její systém je trochu složitější.

00:31:04Vypadá to jako skladiště,

00:31:07ale je to mobilní startovací plošina.

00:31:10Raketoplán sedí nahoře, ty 3 věci jsou postřikovače.

00:31:15A ty začnou 9 sekund po zážehu prudce chrlit vodu

00:31:19rychlostí 900 000 galonů, to je 3, 5 milionu litrů za minutu.

00:31:23Uvolněním takového množství vody takovou obrovskou rychlostí

00:31:29se miliony vodních kapek rozptýlí ve vzduchu.

00:31:34A právě tyto vodní kapky absorbují ohromnou energii zvuku.

00:31:42Systém, který uvolní takové množství vody,

00:31:46je neuvěřitelně prostý.

00:31:49Vodní věž.

00:31:52Srdcem je v podstatě velká verze vodních nádrží,

00:31:56které vídáme na okrajích měst.

00:32:00Je to elegantní, jednoduché

00:32:03a poskytne nám rychlost toku, co potřebujeme.

00:32:06Po otevření ventilů se vyřítí víc než milion litrů vody.

00:32:10Rozstřikuje se pod raketové motory a absorbuje ohlušující zvuk.

00:32:16Může voda fungovat proti vzduchovému dělu?

00:32:20Je čas se podívat, jestli to bude fungovat i u mé zdi.

00:32:25Nejdřív ji musíme znovu postavit.

00:32:35Bezva. Dál potřebujeme vodu.

00:32:38Toto je náš rozprašovač, pěkně jednoduchý.

00:32:42Neříkám, že ho všichni mají doma, ale v postatě to jsou tyhle pumpy.

00:32:47Pumpují vodu z jezera těmito trubkami

00:32:50a pak horní částí ven, kde rozprašovač vytvoří vodní stěnu.

00:32:55Teď už zbývá jen to vyzkoušet. Přivezte to!

00:33:02Výstřel bude mít v podstatě identickou sílu, jako měl předtím.

00:33:09Ale tentokrát bude mezi stěnou a dělem

00:33:13záclona vody.

00:33:16Fajn, jestli jsou všichni připraveni...

00:33:193, 2, 1. (ZVUK)

00:33:30Ve zpomalení vidíte, jak vzduchový vír narazí na vodu

00:33:35a ztratí energii.

00:33:46Vidíte to?

00:33:48Dá se říct, že to hlavy z NASA vymyslely dobře.

00:33:52Teorie funguje, dokázal jsem to.

00:33:55Byli by mi vděční, vážně to funguje.

00:33:58Použitím miliard a miliard kapek vody k absorpci zvukové energie

00:34:04je NASA schopná chránit svůj cenný orbiter a jeho náklad.

00:34:10A to všechno jen díky síle bublin.

00:34:208 a půl minuty po startu

00:34:23je orbiter více než 300 kilometrů nad Zemí.

00:34:28Je ve vesmíru.

00:34:33Jen pár minut nato je posádka připravena začít svou misi.

00:34:44Orbiter byl vlastně konstruován na dopravu nákladu.

00:34:49Velmi a drahý a technologicky vyspělý náklaďák.

00:34:52Má doručovat věci do vesmíru.

00:34:55Zatím tam dopravil satelity, teleskopy

00:34:59a větší část Mezinárodní vesmírné stanice.

00:35:02Ale nemůžete jen tak skočit dozadu a vyndat náklad.

00:35:06Hlavně když to má být satelit nebo část vesmírné stanice.

00:35:10S nimi se nedá jen tak hýbat,

00:35:13je to pěkně drahé, když vám něco upadne.

00:35:17Proto je každá nákladní rampa vybavená pomocným ramenem.

00:35:22Nebojte se, nevyloží mě do vesmíru.

00:35:25Stejně velký model je v Kennedyho centru.

00:35:28I když astronauté mohou náklad fyzicky zvednout

00:35:32a manipulovat s ním, výstup do vesmíru je velmi nebezpečný.

00:35:35Tak si NASA pomáhá roboty,

00:35:38nebo přesněji ramenem, zvaným Canadarm.

00:35:42Byl postaven slavnými kosmickými vědci, Kanaďany.

00:35:46Ti řešili problém, jak něco chytit a držet ve vesmíru,

00:35:50a náhodou to nevykopnout do galaxie.

00:35:53Odpověď našli v čočkách foťáku.

00:36:00Čočky, jako naše oči, mají zornice,

00:36:04které kontrolují množství světla, které jimi může procházet.

00:36:08Ve foťáku jsou dané řadou kovových lamel,

00:36:12které otáčením mění velikost apertury, neboli otvoru uprostřed.

00:36:17Ale jak se tohle dostalo na Canadarm? Na raketoplán.

00:36:24Prvním pokusem bylo chytat předměty podobným způsobem jako rukou.

00:36:29Ale inženýři velmi rychle zjistili, že je tu zásadní problém.

00:36:34Jen nepatrné šťouchnutí a náklad může svištět daleko do vesmíru.

00:36:39V kosmu není odpor vzduchu.

00:36:42Jak se něco dá do pohybu, už se to nezastaví.

00:36:48Z nějakého důvodu mi NASA nedovolila si hrát s ramenem

00:36:52za 100 milionů dolarů na orbiteru.

00:36:56Abych zjistil, jaký je to problém, požádal jsem Neila Billinghama,

00:37:01aby mě představil jednomu svému robotovi.

00:37:06Mám s tím pohnout?

00:37:08To je dopředu? Trochu strašidelný.

00:37:13To, co teď dělám, musí astronauté v podstatě dělat ve vesmíru.

00:37:20Už to začínám trochu ovládat.

00:37:28Můžu si poškrábat nos?

00:37:31Vadí mi to.

00:37:35Nejlepší, s čím jsem si kdy hrál. Super!

00:37:40Na Zemi se mohou úchyty na konci otvírat a zavírat

00:37:44a perfektně věci chytat.

00:37:48-Jé!
-To úchyty zavře, to otevře.

00:37:51Ještěže jsem tam neměl nos!

00:37:54Takže tohle zařízení je na Zemi užitečným a všestranným nástrojem.

00:37:59Jak funguje ve vesmíru? To zjistíme.

00:38:02Tady jsem si sestavil svůj vlastní satelit.

00:38:06Balon s heliem se chová velmi podobně jako satelit ve vesmíru.

00:38:10Je opravdu těžké ho chytit.

00:38:13Já si to nevymýšlím.

00:38:16Peter Stibrany je expert na Canadarm.

00:38:20Dobře, je na místě, zkusím to chytnout.

00:38:23Vůbec to nejde. Dokonce to dostalo impuls.

00:38:27Ve vesmíru by to asi bylo hodně špatné.

00:38:30To, co chcete chytit, byste mohl odstrčit.

00:38:34A už by se to nezastavilo.

00:38:36Jediný špatný pohyb u 15metrového ramene

00:38:40a satelit za miliony dolarů by byl nenávratně pryč.

00:38:44Někdo by se zlobil.

00:38:47NASA potřebovala nový způsob, jak věci ve vesmíru držet.

00:38:52Se stoprocentní přesností.

00:38:55Pak měl jeden z inženýrů u robotického ramene skvělý nápad.

00:39:00Byl nadšený fotograf a inspirovala ho clona foťáku.

00:39:05Mám tu miniverzi toho, co jeho systém dostalo do vesmíru.

00:39:10Otáčí se to jako clona kamery.

00:39:14Ale místo lamel to uzavírají 3 dráty.

00:39:19A skoro ihned jsem chytil to, co jsem chtěl.

00:39:23Myslím, že svůj teleskop držím.

00:39:29Trvalo mi to jen pár sekund.

00:39:32Proč je to o tolik snadnější než s obyčejným úchytem?

00:39:36Původní objem, který to může chytit, je velký.

00:39:40Takže musíte zajistit, že váš předmět už v tom někde je,

00:39:44a vy to nemusíte nastavovat.

00:39:47Konec Canadarmu má průměr 20 centimetrů.

00:39:53Jakmile se dostanu do tohoto rozsahu,

00:39:57může to něco chytit a dát na správné místo.

00:40:00Správně. Může to být pod špatným úhlem,

00:40:04mimo dopředu nebo dozadu, to už vlastně tak moc nevadí.

00:40:07Když je pevně uchycen,

00:40:10mohou astronauté s daným satelitem snadno manévrovat.

00:40:13Roku 1981 použili astronauté

00:40:16Canadarm k uchycení Hubbleova teleskopu.

00:40:20Přepravu 200 tun vesmírné stanice na orbit a na elegantní výměnu.

00:40:29Díky cloně fotoaparátů

00:40:32je nyní Canadarm živou součástí všech vesmírných misí.

00:40:38Ale jakmile mise skončí, je tu stále jeden problém.

00:40:42Jak se dostat zpátky na Zem. Bezpečně.

00:40:54Návrat na Zemi je nejnebezpečnější částí každé mise raketoplánu.

00:40:59Může skončit fatálně, každý astronaut si je toho vědom.

00:41:08V roce 2003 při návratu do atmosféry shořela Columbia.

00:41:14Všech 7 členů posádky zahynulo.

00:41:23Problémem je obrovská rychlost.

00:41:27Při návratu letí orbiter rychlostí 27 000 kilometrů za hodinu.

00:41:37Ve vesmíru není rychlost problém, není tam atmosféra.

00:41:42Ale když v horní části atmosféry

00:41:45začnou dopadat kvanta malých částic, je zle.

00:41:49Dopadem částic vzniká tření. Obrovské tření, a to vyvíjí teplo.

00:41:53Letadla, řízené střely, kulky jsou aerodynamické.

00:41:57Vyvíjí co nejmenší tření.

00:42:00Původně si vědci mysleli, že to bude platit i u raket.

00:42:04Ale v 50. letech si kosmický vědec Harvey Allen uvědomil,

00:42:09že rychlost rakety přináší jiný problém.

00:42:12Při rychlosti 5krát větší než rychlost vzduchu i víc

00:42:16je velké tření.

00:42:18Bez ohledu na tvar žádný materiál takové teplo dlouho nevydrží.

00:42:24Allenovo řešení se zdá na první pohled příliš radikální.

00:42:29Místo, aby přední část, která se vrací do atmosféry,

00:42:33byla ostrá a hladká, chtěl ji udělat tupou.

00:42:36Schválně ne aerodynamickou.

00:42:40A proto tupé nosy orbiterů souvisí

00:42:44s obzvláště neaerodynamickým letícím tělesem, dělovou koulí.

00:42:50Dnes víme, že kulatá dělová koule není pro let perfektní.

00:42:54Ale jejím prvním cílem není letět, ale co nejvíc toho rozbít.

00:42:59Přesně to si Allen myslel,

00:43:02že by měl vracející se orbiter udělat.

00:43:05Rozrazit vzduch a uklidit ho z cesty.

00:43:08Ne se skrz něj snažit dostat.

00:43:11To popíralo všechny obvyklá pravidla aerodynamiky,

00:43:15jak je známe.

00:43:17Ale jak rozbití vzduchu pomůže orbiteru při návratu?

00:43:24Jsem na univerzitě v Manchesteru, ale ve velmi speciálním oddělení.

00:43:30Protože tyto stroje jsou určené ke službě jiným speciálním strojům.

00:43:38Tamhle, větrný tunel.

00:43:40Ale vítr bude foukat nadzvukovou rychlostí až do 6 machů.

00:43:46To je 6krát víc než rychlost zvuku. Opravdu.

00:43:49Takový výkon představuje uvolnění

00:43:53a také řízení ohromného množství energie.

00:43:57Proto skutečný tunel nebude takový, jaký byste možná čekali.

00:44:04Vložím dovnitř jeden miniorbiter se špičatým nosem.

00:44:08A jeden s tupým nosem.

00:44:12Kostas Kontis je šéfem leteckého výzkumu.

00:44:16Nejdřív chci přesně vidět,

00:44:18proč je špičatý nos pro orbiter nevhodným řešením.

00:44:23Myslím, že to tam musí držet pevně.

00:44:26Jistě. Nechceme, aby nám tam lítaly, to je nebezpečné.

00:44:29Co když tunel spustí, když tam budu mít ruce?

00:44:32-Asi byste o tu ruku přišel.
-Uletěla by mi?-Jistě ano.

00:44:36To bych nerad, raději rychle.

00:44:41Při těchto rychlostech vidíte, co se uvnitř děje,

00:44:46jen pomocí systému zrcadel, čoček a vysokorychlostní fotografie.

00:44:52Tak, vypneme světla, prosím.

00:44:57-Dojde k uvolnění velkého množství energie.-Přesně tak.

00:45:02Proud vzduchu o rychlosti 6 000 kilometrů za hodinu.

00:45:06Zapnout.

00:45:16To bylo strašidelné, podíváme se na obrázky.

00:45:20-To je ten se špičatým nosem.
-Správně.

00:45:24U tohoto systému vidíte šokovou vlnu.

00:45:28Vzduch kolem nosu je tak stlačený,

00:45:31že vytváří superzahřáté šokové vlny.

00:45:35Skutečně narazí na křídla.

00:45:38To je ta ošidná část.

00:45:40Je to nebezpečné, teploty jsou moc vysoké.

00:45:44Šoková vlna prorazí vzduch a dopadne na křídla.

00:45:48Tady to vytváří malou dutinu, ale je to hladké.

00:45:52Ale tam, kde to dopadne na křídla, předá to spoustu energie.

00:45:56Okraje křídel jsou vystaveny velké rychlosti vzduchu,

00:46:00takže velkému tření.

00:46:02Při rychlosti orbiteru může mít šoková vlna tisíce stupňů Celsia.

00:46:08Kvůli tvaru toho nosu mu to může utrhnout křídla.

00:46:11-Správně.
-A křídla jsou dost důležitá.

00:46:16Až do vstupu do atmosféry to byla raketa,

00:46:19ale teď je to letadlo, které musí klouzat zpátky k Zemi.

00:46:25Úplně opačně, než bychom čekali. špičatý tvar nefunguje.

00:46:29Jaký bude tupý nos?

00:46:35Zapnout.

00:46:43-Tak, a je to.
-Zapnout světla.

00:46:47Teď okamžik pravdy, snad uvidíme nějaký rozdíl.

00:46:51Mám zmáčknout knoflík?

00:46:54Jé! Může to být vůbec jasnější?

00:46:59U tupého nosu šoková vlna křídla úplně míjí.

00:47:03A rychlý vzduch je úplně odkloněn od křídel orbiteru, žádné tření.

00:47:08Úplně proti očekávání.

00:47:11Kdybych konstruoval návrat do atmosféry, ihned bych myslel,

00:47:15že špičatý nos je nejlepší. Popírá to, co vám instinkty říkají.

00:47:20Díky dělové kouli je tupý nos pro návrat nejlepší.

00:47:25Ale jak je vidět ze záznamu z kokpitu orbiteru,

00:47:29okolní šoková vlna intenzivně září.

00:47:32Při rychlosti 25 machů je přehřátá na 5 500 stupňů Celsia.

00:47:37Orbiteru se možná nedotkne,

00:47:41ale stejně vidíte, že ho pěkně zahřeje.

00:47:45Vědec Martin Wilson je v Kennedyho vesmírném centru NASA

00:47:50zodpovědný za tepelně odolné desky na ochranu lodi.

00:47:55Teplo, je to horké. Tohle je vlastně pec?

00:47:59Ano, je to jedna z pecí,

00:48:02co používáme na tepelné zkoušky dlaždic během výroby.

00:48:07Jakou teplotu asi mají?

00:48:09Uvnitř pece je 2 200 stupňů Fahrenheita,

00:48:13To je asi 1 160 stupňů Celsia. A používáme tento materiál na...

00:48:18-Teď jste to vyndal!-Čistý křemen.
-Ale byl v peci!-Ano byl.

00:48:21-Před vteřinou.
-Pořád jsou horké.

00:48:25-Co to máte za ruce? Můžu taky?
-Zkuste si to, dotýkejte se rohů.

00:48:29Právě to vyšlo z pece, to je...

00:48:31To je ohromné! Pořád je vevnitř vidět tu energii.

00:48:35Křemen chladne v rozích velmi rychle.

00:48:39Ale protože dlaždice jsou fakticky z křemenné pěny,

00:48:43jsou také plné vzduchu. a proto skvěle izolují.

00:48:52Díky tepelně odolným dlaždicím a dělovým koulím

00:48:56dokončí orbiter vstup a klouže na přistání.

00:49:00Dosedne rychlostí 350 kilometrů za hodinu.

00:49:04Tedy, po 6,5 milionech kilometrů

00:49:08a rychlosti 23krát větší než rychlost zvuku,

00:49:12je orbiter, poslední část raketoplánu, bezpečně tady.

00:49:16Zpět na Zemi.

00:49:18Za 30 let nalétala vesmírná flotila NASA přes 800 milionů kilometrů

00:49:25Vzala lidstvo do vesmíru, aby obletělo náš svět,

00:49:29a posunula hranice našich znalostí.

00:49:34Její inženýrská DNA obsahuje kostelní varhany,

00:49:38německou ponorku, tramvajové koleje,

00:49:42fotoaparát a dělovou kouli.

00:49:47Skryté titulky: Matěj Hodr Česká televize 2015