Concorde 001 a úplné zatmění Slunce v roce 1973

Publikováno 12. 5. 2021 v rubrice Zajímavosti

V roce 1973 získala skupinka astronomů z celého světa neocenitelného pomocníka pro pozorování nejdelšího úplného zatmění Slunce v historii. Byl jím prototyp 001 nadzvukového letounu Concorde, schopný sledovat zatmění přes celou Zemi dvojnásobnou rychlostí zvuku. Zde je jejich jedinečný příběh.

Concorde 001

Dopravní letadlo budoucnosti vyvinuté ve spolupráci francouzské a britské vlády absolvovalo svůj první let v roce 1969 a jeho vývoj se úspěšně blížil ke konci zkušební fáze, během které se ukázalo, že nadzvukové cestování s pasažéry na palubě je do značné míry možné. Rovněž se prokázalo, že se letoun ve vzduchu i na zemi ovládal mnohem snadněji, než se původně očekávalo. S francouzským zkušebním pilotem André Turcatem v pilotní kabině ustanovil prototyp francouzského Concordu s pořadovým číslem „001“ několik rychlostních i výškových rekordů. Éra nadzvukových letů s pasažéry byla již za rohem a slibovala zkrátit transatlantické lety na tři a půl hodiny, tedy na méně než polovinu času, který potřebovala běžná proudová dopravní letadla.

Concorde 001 - Maiden Flight

2. března 1969: Prototyp Concordu 001 startuje na svůj první let z letiště v Toulouse

Zatímco francouzští a britští letečtí inženýři připravovali své Concordy na lety s cestujícími, svět solární astronomie se připravoval na svůj vlastní milník: nejdelší úplné zatmění Slunce v historii jeho pozorování, které mělo proběhnout 30. června 1973. Kdybyste zatmění pozorovali ze správného místa na Zemi, nabízelo úžasnou podívanou: sedm minut a čtyři sekundy úplného zatmění, během kterého stín Měsíce přecházel přes saharskou poušť. Bylo by tedy jenom o 28 sekund kratší než nejdelší možné zatmění pozorovatelné z planety Země. Během předchozích několika stovek let proběhlo pouze jedno zatmění delší než nastávající zatmění a další se nebude konat až do června roku 2150.

Concorde 001 Eclipse Shot

Concorde 001 s úplným zatměním Slunce

Nezávisle na sobě astronomové ve Francii a ve Spojeném království brali nový letoun a blížící se zatmění jako šťastnou shodu okolností: v Concordu by mohli sledovat stín Měsíce při jeho putování přes planetu Zemi. Teoreticky by tak při cestování nadzvukovou rychlostí mohli získat více než 70 minut ke sledování zatmění. Desetinásobně více pozorovacího času než kolik by měli na zemi dostatečně vysoko nad případnou oblačností a vodními parami. Nyní už zbývalo jenom letoun získat.

V Londýně mezitím britský astrofyzik John Beckman už dlouhá léta využíval letadlo při svých astronomických pozorováních, přestože on sám neměl létání příliš v oblibě. „Pracoval jsem ve skupině průkopníků fyziky vzdáleného infračerveného záření a submilimetrových vln“, vzpomíná. „Na zemi se toho tenkrát nedalo příliš dokázat. Museli jste se vydat do nejvyšších hor, nebo létat. Byla to moje věděcká zvědavost, která mi umožnila překonat strach z létání.“

Concorde 001 - Maiden Flight

Spokojený zkušební pilot André Turcat (vlevo) po úspešném prvním letu Concorde 001

Beckman požádal o možnost využít prototyp britského Concordu s číslem „002“ pro astronomická pozorování, ale nebylo mu vyhověno. Pravděpodobným důvodem zamítnutí jeho žádosti bylo zpoždění, které měl britský zkušební program oproti francouzskému. V květnu 1972, jen rok před očekávaným zatměním, astronom z Pařížské observatoře Pierre Léna osobně předal svou žádost francouzskému zkušebnímu pilotovi André Turcatovi. Turcat, který se o vědu také zajímal, věnoval mladému astronomovi hodinu svého času. Během oběda v restauraci uvnitř areálu letiště Toulouse Léna načrtl svou představu na papírový ubrus.

Lénův až zrádně jednoduchý plán

„Nevím, zda by bylo možné uskutečnit podobné dobrodružství i dnes,“ směje se Léna, nyní 83 letý avšak stále aktivní člen vědecké komunity. „Přijde mi, že dnes jsou všechny struktury mnohem organizovanější a hierarchičtější. Měl jsem štěstí, že jsem to mohl podniknout a svou roli samozřejmě sehrálo i mé mládí. Vlastně jsem měl velké štěstí, že mě lidé vůbec brali vážně.“

Plán se zdál být až zrádně jednoduchý. Concorde se měl přiblížit maximální rychlostí, slétnout ze severu a zachytit měsíční stín nad severozápadní Afrikou. Oba by se pohybovaly téměř stejnou rychlostí a Concorde by v podstatě závodil se zatměním Slunce po povrchu planety, čímž by astronomové získali bezprecedentní příležitost ke studiu různých úkazů souvisejících se zatměním: éterické sluneční koróny (vnější část sluneční atmosféry), vlivu slunečního záření na potemnělou atmosféru a  narůžovělé protuberance v chromosféře (úzká oblast okolo Slunce, která je obvykle přesvícena mnohem jasnější fotosférou).

Na Turcata udělal Lénův plán velký dojem. Přednesl ho svým šéfům v Aerospatiale (státní podnik vyrábějící civilní i vojenská letadla, rakety a satelity) , kteří projektu udělili předběžnou zelenou a souhlasili s převzetím nákladů na tuto misi. Turcat a hlavní navigační inženýr Henri Perrier začali pracovat na jednotlivých detailech celé akce. Zohledňovali vývoj počasí, dokonce i přízemní teplotu v místech, odkud mohl Concorde odstartovat, což ovlivňovalo potřebné množství paliva. Motory Concordu byly optimalizovány pro provoz v horních vrstvách atmosféry a na zemi nebyly tak účinné. Jen při pojíždění před startem Concorde spotřeboval více paliva, než spotřeboval Boeing 737 letící z Londýna do Amsterodamu. Toto byl také jeden z důvodů, který přispěl k ukončení jeho provozu.

Concorde 001 - Total Eclipse

Letový plán pro „let do zatmění“ dne 30. června 1973

Léna se svými kolegy začal přemýšlet o tom, kterým experimentům se budou ve stratosféře věnovat a začali připravovat podrobnosti vlastního sledování úplného zatmění. Poté, co společně vybrali ostrov Gran Canaria jako vhodné místo pro odstartování, naplánovali trasu jižně a poté východně podél linie zatmění. Turcat s Perrierem zjišťovali, které rozjezdové dráhy v Africe by byly schopné zvládnout 200 stop dlouhé letadlo, které rozhodně nezastaví na pětníku. Tlačili se co nejvíce na západ až do N'Djameny v Čadu s Kanem v Nigerii jako zálohou. K vlastnímu setkání mělo dojít nad Mauretánií, která souhlasila s uzavřením svého letového prostoru pro komerční leteckou dopravu úderem půlnoci den před zatměním.

„Bylo toho hodně k zařizování“, vzpomíná Léna. Nejprve se jednalo o mechanickou úpravu letadla. Během letního slunovratu a prakticky podél obratníku Raka bude zatmění v zenitu: přímo nad nimi. Aby ho mohli správně pozorovat, museli by do střechy nainstalovat průzory a navrhnout přístroj, kterým by se dalo skrz ně fotografovat.

Concorde 001 - Maiden Flight

Červené šipky ukazují na místa, kde byly dodatečně nainstalovány průzory

Okénka by musela odolat rozdílu tlaku mezi kabinou a venkovním prostředím a také vysokým teplotám – okolo 100 °C – na které se z důvodu tření při nadzvukových rychlostech ohřívá vnější část trupu letadla. Pokud by během letu došlo k poškození průzoru, neznamenalo by to nevyhnutelně ohrožení bezpečnosti letu, ale vyžadovalo by to nouzové přistání a ukončení experimentu.

„S pokračujícím výzkumem rostlo i naše nadšení a začalo nám být jasné, že let nemůžeme provést jen tak, aniž bychom ho nabídli i ostatním vědeckým pracovníkům. Proto jsme se rozhodli využít maximální kapacitu Concordu a rozdělit ji mezi pět týmů. „Na palubě tak byli vědci z Francouzského astrofyzikálního institutu, Národní observatoře Kitt Peak, Národní laboratoře Los Alamos, Londýnské univerzity Queen Mary a Aberdeenské univerzity“. Jednalo se o pět různých experimentů, což mělo tu výhodu, že se rozložilo riziko selhání, protože každý ze zamýšlených experimentů měl úplně jiný cíl.

airmodels

Když se Beckman dozvěděl, že při zamýšleném speciálním letu je na palubě ještě volné místo, „byl jsem absolutně u vytržení“, vzpomíná. „A také se trochu bál“. Už jenom proto, že času bylo málo. „Měl jsem samozřejmě základní vybavení, kterým byl Michelsonův interferometr s detektorem chlazeným héliem, ale už jsem neměl infrastrukturu na propojení s Concordem a sledování dráhy zatmění. Na automatizaci nebyl čas.“ Beckman místo toho navrhl způsob jak sledovat trasu zatmění ručně, což vyžadovalo „jednou rukou neustále otáčet kličkou pro udržení zrcadla v zákrytu a druhou rukou ho naklánět do pozorovacího průzoru.“

Konečně, v únoru 1973, pouhé čtyři měsíce do zatmění, vědci obdrželi zprávu, že se jejich mise uskuteční. Výzkumníci se vrhli do závěrečných příprav. Kromě časového omezení, které bylo dané rychle se blížícím Sluncem s Měsícem, se musel každý z experimentů vypořádat s omezeními, které představovalo samotné letadlo.

Concorde 001 - Eclispe Flight

Charles Darpentigny (vpravo) a jeho odolně navržený 400kg přístroj pod jedním z průzorů

Nic se nesmělo zkratovat – požár na palubě by měl katastrofální následky – a vše muselo být konstruováno tak, aby vydrželo vibrace při startu: přídavným spalováním poháněný sprint, který zrychlil Concorde na rychlost okolo 400 kilometrů za hodinu ještě před odlepením od země a cestující pevně zatlačil do jejich sedaček. A navzdory tomu, že letadlo mělo v té době zcela čistý bezpečnostní záznam, měli vědci oprávněné obavy z létání v jakémkoliv experimentálním letadle nadzvukovou rychlostí.

Den D

30. června přesně v 10 hodin 8 minut dopoledne se čtyři dvouproudové motory Olympus 593 umístěné pod bílými křídly Concordu rozběhly na maximální výkon a uvedly „001“ do pohybu po ranveji letiště Las Palmas na Kanárských ostrovech. Tisíce kilometrů na východ mezitím uháněl měsíční stín přes Atlantik rychlostí téměř 2000km/h po své trase z Jižní Ameriky na východ k africkému pobřeží.

Concorde 001 - Eclispe Flight

30.června 1973: Concorde 001 F-WTSS startuje z letiště Las Palmas k zatmění Slunce

Léna, Beckman a sedm dalších astronomů na palubě neměli vůbec čas si tuto báječnou jízdu užívat. „V duchu jsme si procházeli všechny postupy,“ vzpomíná Léna, „a jakmile jsme z pilotní kabiny obdrželi povolení opustit sedačky, zvedli jsme se a dali se do práce. Museli jsme překontrolovat přístroje, čerpadla, záznamníky… na emoce jednoduše nebyl prostor, ty přišly až později.“

Dvě minuty po startu dosáhlo letadlo rychlosti Mach 1 a zamířilo na jihovýchod směrem k pohybujícímu se stínu. Při stoupání do stratosféry ve výšce 17 kilometrů Turcat dosáhl rychlosti Mach 2.05, tedy více než dvojnásobku rychlosti zvuku. I po několika předchozích zkušebních letech panovala na palubě napjatá atmosféra – načasování a veškeré vybavení musely fungovat bezchybně. S pomocí dvou palubních inerciálních navigačních systémů Concordu posádka vedla letoun po pečlivě zmapované trajektorii a setkala se se zatměním s přesností na jednu sekundu od naplánovaného setkání. Honička byla zahájena.

Concorde 001 1973 Participants

Poštovní známky afrických zemí z roku 1973 s tématikou úplného zatmění Slunce

„Sám na Mauretánském nebi“, jak se poeticky vyjádřil francouzský dokumentární film o jejich letu, se Concord 001 hnal na východ podél dráhy totality, nejtemnější části měsíčního stínu. Se zatmělým sluncem vysoko před sebou, Turcat v polední tmě zapnul noční navigační světla. Obrazy a známky vydané různými africkými zeměmi zobrazovaly grandiózní, sci-fi výjev a Turcat později zvažoval, zda let zapsat jako denní, nebo noční.

Pod čtyřmi speciálně vyrobenými kruhovými průzory a podél několika bočních okének se Léna s Beckmanem a dalšími lidmi na palubě věnovali vědě. Léna a jeho tým soustředili své úsilí na detekci prachových částic, které zůstaly po kometách ve sluneční gloriole a snažili se zjistit, zda se okolo Slunce nachází jejich prstenec, nebo koule.

Concorde 001 - Tonality View

Výhled z bočního okénka z výšky 17.000 metrů při úplném zatmění Slunce

Paul Wraith ze Skotska sledoval bočním okénkem vliv náhlého zatmění na atomy kyslíku v zemské atmosféře, zatímco zkušený pronásledovatel slunečních zatmění Donald Liebenberg, který v minulosti pozoroval několik zatmění z paluby Boeingu NC-135, vzhlížel k zatmění, aby změřil pulzace intenzity světla. Průzorem přidaným do horní části trupu pozoroval, jak „Měsíc funguje podobně jako pomalá závěrka fotoaparátu, která každou sekundu odřízne velmi malý kousek atmosféry“.

Beckman byl mezitím zaměstnán několika úkoly současně, na hrudi měl připevněný páskový magnetofonem, aby mohl nahrávat svá pozorování chromosféry. „Všichni byli velmi soustředění na to, co dělali,“ vzpomíná, „ale v jednu chvíli jsem měl dost času na to, podívat se z bočního okénka a spatřit okraj zastíněné oblasti, oblast polostínu a denní světlo za ní. Z výšky, ve které jsme byli, jsem viděl zakřivení Země, takže to bylo dost neuvěřitelné. Mohl jsem se také podívat nahoru do korony, a když měsíční limb pomalu zakrýval sluneční disk, viděl jsem chromosféru probleskující jasně červeným alfa světlem (velmi malá část spektra slunečního světla s vlnovou délkou 656.23 nm).

Věda a Concorde mohly pokračovat dál, ale místo přistání v Čadu se rychle blížilo. Vědecké týmy ukončily svá pozorování a podařilo se jim ukrást si několik okamžiků, kdy sledovaly písek Sahary při pohledu, který se naskytne málokomu. Celkem účastníci letu pozorovali úplné zatmění Slunce rekordních 74 minut.

Turcat vylétl ze tmy jižním směrem a začal se připravovat na přiblížení. „Po příletu bych měl v nádržích 10 tun kerosenu“, napsal později, čímž by získal „čtyřicet minut čekání před přistáním a možnost opakovat nezdařené přiblížení.“ Letadlo každopádně přistálo hladce, i když Beckman si vzpomíná, že „po přistání zbývalo na konec ranveje pouze pár metrů.“

Posádka letadla a astronomové se ocitli v surrealistické scéně, když se v jednom z nejmodernějších letadel světa snesli nadzvukovou rychlostí ze stratosféry jenom proto, aby se vynořili v podivném pološeru afrického slunce, které bylo stále částečně zastíněno Měsícem. Pokus o státní převrat (pravděpodobně načasovaný tak, aby se shodoval se zatměním) způsobil, že se obrněná vozidla mísila s lidmi na ulici, kteří přes zakouřená skla vzhlíželi ke Slunci.

Skromné výsledky experimentu

Během jediného letu poskytl Concorde astronomům více času k pozorování zatmění než všechny předchozí expedice v minulém století, což vedlo ke třem článkům v prestižním časopise Nature a k získání velkého množství nových dat. Léna, který o tomto experimentu vydal knihu ve francouzštině a angličtině s názvem „Racing the Moon's Shadow with Concorde 001“ je však dnes skromný, pokud jde o jeho výsledky.

Pierre Léna 2014

Pierre Léna se svou knihou na knižním veletrhu v roce 2014

„Všech pět experimentů bylo úspěšných, ale žádný z nich neznamenal převrat v našem porozumění sluneční koroně“, říká s až odzbrojující upřímností o bezprostředním dopadu poznatků získaných během letu. „Všechny sehrály svou roli v běžném vývoji věděckého poznání, ale je třeba říci, že nepřinesly žádné mimořádné výsledky.“

Při zatmění Slunce nad Evropou v roce 1999 krátce naháněly měsíční stín jeden francouzský a dva britské Concordy, jediní cestující na palubě však byli turisté. Tragická nehoda letu 4590, při které se krátce po startu z Paříže 25. června 2000 Concorde zřítil a zahynulo všech 109 cestujících, posádka i 4 lidé na zemi, znamenala počátek konce toho, čemu Léna říkal „velký bílý pták“. Plánované komerční pozorování zatmění Slunce z paluby Concordu v roce 2001 bylo zrušeno a v roce 2003 se uskutečnily poslední komerční lety Concordu.

Navzdory snaze NASA a společnosti Lockheed Martin přijít s novým, tišším nadzvukovým dopravním letadlem Léna pochybuje, že jejich neuvěřitelný let bude někdy v budoucnu zopakován. Dnes jsou to satelity, které způsobily převrat v našem chápání nejbližší hvězdy. Umožňují sledovat Slunce 24 hodin denně a mohou vytvářet trvalá umělá zatmění. I tak je ale pozorování zatmění ze Země pro astronomii stále užitečné.




Konec jedné éry

„V té době byly naše znalosti sluneční korony velmi omezené,“ vysvětluje Léna. „Dnes máme z vědeckého hlediska mnohem menší potřebu letů za zatměním, protože můžeme do vesmíru vysílat mise jako SOHO (Sluneční a heliografická observatoř), která dělá v podstatě to samé, co jsme dělali na palubě Concordu my. Naše pozorovací metody se hodně změnily, takže pochybuji, že bychom dnes takovou misi zopakovali.“

Concorde 001 1973 Participants

Účastníci experimentu z roku 1973 při otevření muzeální ezpozice v roce 2013

Často se říká, že vědecké bádání vede k inovacím, ale experiment s Concordem je připomínkou toho, že někdy inovace přinášejí vědě nečekané dividendy. Dnes je letoun, který v roce 1973 pronásledoval zatmění Slunce se stropními průhledy a logem mise na trupu, součástí stále exhibice v Muzeu letectví a kosmonautiky v Le Bourget ve Francii. Léna, John Beckman a další inženýři a astronomové se zúčastnili jeho otevření v roce 2013 spolu s pilotem André Turcatem, který v roce 2016 zemřel.

„Dnes nelétá žádné letadlo, které by nám umožnilo to, co jsme dokázali. Žádné, co by mohlo letět tak rychle a tak dlouho.“, říká Léna. „Existují sice vojenská letadla, která mohou letět rychleji, ale ne s takovou výdrží jako Concorde – a samozřejmě by nemohla nést vědecké přístroje. Náš rekord v dohledné době jen tak někdo nepřekoná.

Signature
Literatura: Původní článek na serveru www.vice.com.

Přečteno 687 krát
Autor příspěvku: Martin Pilný

Nikonu věrný fotograf, co fotí především letadla a RC modely. "Modelář", který nestaví a už skoro ani nelítá. Milovník kvalitního zvuku, který poslouchá výhradně na sluchátka a pisálek, co od roku 2007 píše na na svůj blog www.PiNa.cz.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *