Američané vypustili na oběžnou dráhu miliony měděných „jehel“. Měly zajistit vojenské spojení

V roce 1963 Američané ověřili vojenské spojení přes pás drobných měděných dipólů na oběžné dráze. Projekt West Ford skutečně přenášel hlas i data, jenže náplň se rozptýlila pouze částečně a část materiálu zůstala ve shlucích. Snaha o odolnější spojení tak otevřela i otázku, co vojenský experiment udělá se společným kosmickým prostorem.

Na jedné straně Spojených států vyslat rádiový signál do vesmíru, na druhé zachytit jeho odraz. Mezi tím žádný napájený kosmický převaděč, ale obrovské množství tenoučkých drátků. Takovou cestu zkoušela laboratoř Lincoln Laboratory při Massachusettském technologickém institutu (MIT). Americké letectvo vyslalo druhý experiment West Ford na oběžnou dráhu 9. května 1963.

Armáda hledala vlastní odraznou vrstvu

Pro ozbrojené síly rozmístěné po světě bylo spolehlivé dálkové spojení zásadní starostí. West Ford měl vytvořit umělou obdobu ionosféry, tedy vrstvy atmosféry využívané při dálkovém rádiovém přenosu. Podle historie vydané NASA stála v pozadí obava, že odrazné vlastnosti ionosféry naruší sluneční bouře nebo termonukleární výbuch. Namísto přírodního prostředí by rádiovou energii rozptyloval předem připravený pás kovových dipólů. Vzpomínka účastníka projektu Donalda MacLellana popisuje jako cíl spolehlivost i schopnost spojení přežít nepříznivé podmínky.

Pád pumy Mark 6 v Mars Bluff zničil rodinný dům. Jaderné jádro v ní nebylo

V kosmické části lákala jednoduchost. Samotné drátky nepotřebovaly baterii ani elektroniku, jen reagovaly na dopadající signál. Problém se tím ale přesouval na zem: bylo nutné vysílat dostatečně silně a zachytit slabý rozptýlený návrat. Záložní cesty pro předávání zpráv ostatně armády hledaly dávno před kosmickou érou, jak připomíná i příběh československých vojenských poštovních holubů.

Jehla měřila necelé dva centimetry

„Jehly“ byly krátké úseky měděného drátu, které pracovaly jako pasivní antény. Pro experiment z roku 1963 měly délku 1,78 centimetru a průměr 17,8 mikrometru, tedy 0,0178 milimetru. Podle studie Technické univerzity v Braunschweigu byly uloženy v naftalenové výplni. Ta měla ve vakuu sublimovat a rotující zásobník měl drátky rozptýlit.

Právě rozptylování bylo kritickým místem. První pokus z 21. října 1961 zamýšlený pás nevytvořil. NASA jeho neúspěch spojuje s konstrukčními vlastnostmi a neočekávanými tepelnými účinky, kvůli nimž se dipóly neuvolnily jednotlivě. Pro druhý experiment byl mechanismus přepracován.

Pokus v květnu 1963 už pás vytvořil ve výšce přibližně 3 600 kilometrů. Často uváděných 480 milionů je ale počet plánovaných dipólů v náplni. NASA v bilanci z roku 2013 uvádí, že správně se rozptýlilo jen 25 až 45 procent, přibližně 120 až 215 milionů drátků. Zbytek podle vyšetřování zůstal ve shlucích.

Hlas prošel přes kontinent, jednoduchá byla jen měď

Spojení přesto fungovalo. Mezi stanicemi Millstone Hill v Massachusetts a Camp Parks v severní Kalifornii se přenášel hlas, data i dálnopis. Pozemní soustava používala parabolické antény o průměru zhruba 18 metrů a vysílače o výkonu 40 kilowattů. Přijímače navíc musely zvládnout signál roztažený v čase i frekvenci, protože se jednotlivé dipóly pohybovaly trochu odlišně. Kosmická měď byla pasivní, pozemní technika rozhodně neměla volno.

Rozdíl mezi oběma výsledky je podstatný. West Ford ověřil, že rozptýlený pás umožní komunikaci. Současně ukázal, že dostat jeho obsah do předpokládané podoby je samostatný problém. Úspěšný přenos nepotvrzoval, že se celý experiment chová podle plánu.

Vojenský lékař se rozjel na raketových saních. Při brzdění přežil 46,2 g

Rozptýlené drátky a slepené shluky měly jiný osud

Astronomové se obávali rušení pozorování a zaznívaly také obavy ze srážek s jinými družicemi. Projekt počítal s krátkou životností pásu. Tlak slunečního záření měl postupně změnit dráhy lehkých dipólů tak, aby jejich nejnižší bod sestoupil do hustších vrstev atmosféry a odpor vzduchu je odstranil.

U shluků se však poměr plochy k hmotnosti měnil. Braunschweigští výzkumníci vysvětlují, že kompaktní svazky mohly mít vůči své hmotnosti menší plochu, a proto na oběžné dráze vydržet déle. NASA předpokládá, že jednotlivé rozptýlené drátky zanikly během několika let, ale její zpráva z října 2013 stále evidovala 46 obíhajících shluků z druhého pokusu. Jde o tehdejší stav, nikoli o dnešní počet.

Po jehlách zůstaly i užitečné antény

Budoucnost spojení nakonec připadla družicím s aktivními převaděči. Pozemní zařízení ale našla další práci. Teleskop Westford, postavený pro projekt v roce 1961, byl roku 1981 převeden ke geodetickým měřením. S programem souvisel také vznik většího systému Haystack. Jeho 37metrový teleskop dnes vedle astronomie podporuje i radarové sledování objektů na oběžné dráze.

V tom spočívá nejzajímavější odkaz West Fordu. Odolnost se musí posuzovat u celé soustavy, od pozemních stanic po osud vypuštěného materiálu. Stejnou potřebu nespoléhat na jedinou cestu dnes v jiném oboru řeší vývoj navigace méně závislé na GPS. U měděných jehel se podařilo zajistit přenos, ale krátký komunikační experiment po sobě zanechal materiál sledovaný ještě po půlstoletí.