Tak to bylo před 65 lety: Světový úspěch československé astronomie

Úplná dráha padajícího meteoritu vyfotografována

 Začínala noc 7. dubna 1959. Jasná obloha se pomalu rozsvěcela světly hvězd. Na observatoři Astronomického ústavu ČSAV v Ondřejově probíhaly jako již mnohokrát předtím poslední přípravy k zahájení činnosti fotografických komor, které slouží k získávání záznamů drah meteorů. V tu dobu nikdo z nás ještě nevěděl, že tato noc se doslova zapíše do historie. Nic netušil ani pozorovatel Miroslav Novák, který před začátkem expozice udílel telefonem poslední pokyny pozorovateli Miloslavu Brožovi, obsluhujícímu fotografické komory 40 km na jih od Ondřejova v malém městečku Prčici. A tak krátce po osmé hodině večer zahájilo svou pravidelnou činnost všech 32 komor na obou stanicích. Ticho začínající noci bylo rušeno jen pravidelným vrčením otáčejících se clon, které při případném přeletu meteoru umožní určit rychlost jeho letu.

A tu pojednou temnou noc prozářilo oslňující světlo, které pronikalo jižními okny do místností. Venku bylo po několik vteřin vidět opravdu jak ve dne. Úkaz pominul tak náhle, jako začal, a člověk by málem nevěřil, že prožil skutečnou událost. Nemohlo však být pochyb, nad českou krajinou prolétl obrovský meteor – bolid. Po více jak dvou minutách se ozvalo táhlé zahřmění. Zvuk způsobený při pronikání tělesa do hustějších vrstev ovzduší dospěl až k nám a dával nám možnost alespoň zhruba, ale zato rychle odhadnout vzdálenost tělesa.

Prvou mojí myšlenkou po přeletu bolidu, jehož světlo jsem viděl proniknout oknem do bytu, bylo přesvědčit se, zda fotografické komory již zahájily činnost a zda je všechno v pořádku. A potom jsem již věděl, že se podařilo něco mimořádného: vyfotografovat přelet tak jasného meteoru. Rychle jsem vyšel do svahu směrem k observatoři. A za chvíli jsme již předávali Československé tiskové kanceláři naši výzvu ke všemu obyvatelstvu, aby se přihlásili všichni, kdo úkaz pozorovali. V té chvíli jsem ani zdaleka netušil, že výzva nám vynese téměř 1000 dopisů od náhodných pozorovatelů.

Druhý den ráno jsem netrpělivě přešlapoval před temnou komorou, kde fotograf naší observatoře L. Straka vyvolával desky z předchozí noci. Konečně jsem se dočkal. A vskutku! Na pěti deskách byla zachycena dráha bolidu a bylo zřetelně znát přerušování dráhy, způsobené rotující clonou. To znamená, že by bylo možno určit rychlost bolidu při průniku do ovzduší naší Země, pokud se ovšem podařilo pořídit snímky i na naší druhé stanici v Prčici.

Rychlé vynesení dráhy bolidu do hvězdného atlasu a stejně rychlé přenesení údajů do mapy Čech ukázalo již za hodinu po vyvolání, že zprávy od obyvatel budou nejdůležitější z okolí Příbrami, kde dráha protínala pod úhlem téměř 45^o povrch Země. A tak se vypravuji ještě týž den s J. Rajchlem autem observatoře na Příbramsko. Podařilo se nám získat řadu zpráv. Na zpáteční cestě se zastavujeme v Prčici pro desky.

Když příštího dne, 9. dubna, stojím opět netrpělivě před temnou komorou a čekám na výsledky snímků z Prčice, nemám nejmenšího tušení, že zatím je již jeden z meteoritů, které dopadly na povrch Země, nalezen. A tak, když se ukáže, že máme snímek dráhy bolidu i z druhé naší stanice, a to též na pěti deskách, vyslovuji jen přání, aby se podařilo meteorit nalézt. Vždyť kdybychom nalezli meteorit k těmto našim snímkům jeho dráhy v zemském ovzduší, měli bychom prvý takový materiál na světě vůbec.

Nečekali jsme však v nečinnosti, až se nám naše přání vyplní, ale dali jsme se do práce, které bylo mnoho. Na proměřovacím přístroji zjišťujeme přesné souřadnice hvězd a dráhy meteoru. A potom mnoho výpočtů dovršuje naši námahu, která směřuje k tomu, abychom mohli přímo v terénu vyznačit půdorys dráhy bolidu. Zatím počtářky M. Ježková a N. Lukasová neúnavně počítají, aby vyjádřily údaje ze získaných snímků čísly. Práce, která jindy trvá týden, je hotova již za dva dny. Tak mohl J. Šuráň již 15. dubna poprvé zatlouci vytyčovací kolík na místě, kudy procházel půdorys dráhy, a vyznačit potom několik kilometrů dráhy, kde byla velká pravděpodobnost nálezu meteoritu.

Mezitím však bylo třeba získat co možno nejvíce údajů o místě pohasnutí bolidu, neboť tento bod dráhy bolidu jsme již na našich fotografiích neměli. Spolu s L. Sehnalem a J. Rajchlem jsme vyhledávali v docházejících dopisech adresy, které nás nejvíce zajímaly, tj. z míst blízko konce dráhy. Zajistili jsme si i vyhlášení výzvy místními rozhlasy v okruhu 20 až 30 kilometrů od Příbrami. Nejvíce zpráv z okolí pádu však jsme získali tím, že jsme v jednotlivých vesnicích šli doslova dům od domu a vyptávali se, kdo viděl přelet bolidu. Tímto způsobem jsme navštívili na 500 domácností a získali celkem 80 dobrých zpráv o místě, kde na obloze bolid pohasl. Z těchto zpráv jsme ještě vybrali ty nejlepší a tak jsme určili bod pohasnutí nad kótou Chlum poblíže osady Luhy. Dne 18. dubna máme již vytyčenou prakticky celou část dráhy, která přichází v úvahu pro hledání největšího meteoritu. Při návštěvě v osadě Luhy se dozvídáme, že místní zemědělec Václav Vršecký našel na svém poli nějaký kámen, který lze považovat za meteorit. Nikdo si nedovede představit naší netrpělivost, s jakou jsme šli za touto zprávou, a naší radostnou úlevu, když nalezený kámen byl vskutku meteorit.

Tímto okamžikem se naše snímky staly světovým unikátem, vždyť představovaly prvé fotografie pádu meteoritu ze dvou stanic, pořízené rotujícím sektorem. Tak přesné údaje o pádu meteoritu, jako máme k dispozici, nemá nikdo jiný. Vždyť údaje získané vizuálním pozorováním jsou asi 10 000 krát méně přesné než údaje získané pomocí fotografií.

Nalezený lužský meteorit vážil 4,48 kg a celý jeho povrch byl pokryt vrstvou přetavených minerálů. Při přiblížení k magnetce busoly bylo ihned zřejmé, že meteorický kámen obsahuje značné množství železa. Však také jeho specifická hmota byla 3,5 g/cm³. Neméně zajímavé bylo místo jeho pádu, které nám ukázal nálezce. Meteorit dopadl na pole s ozimým žitem, zaryl se do hloubky 20 cm a z jamky vyskočil stranou. Od místa proniknutí pod povrch ležel vzdálen 30 cm.

Po získání prvého meteoritu, který 7. dubna dopadl na Příbramsku, jsme si chtěli ověřit, zda je tento kus největším. Bylo proto třeba prohledat úzký 500metrový pás okolo dráhy, kterou jsme již měli vyznačenu v terénu. Tehdy ještě nebyly provedeny výpočty drah všech jednotlivých kousků, na které se meteorit ve vzduch rozpadl, a tak jsme neměli tušení, že odchylka místa nálezu meteoritu Luhy o 300 metrů od vytyčené dráhy je naprosto zákonitá, a vyplyne nám z výpočtů. A tak jsme si prakticky potvrdili při desetidenním prohledávání terénu naši domněnku, že máme v ruce druhý největší meteorit, který 7. dubna dopadl na povrch. Při tomto prvém prohledávání terénu nám značně pomohla průmyslová hornická škola z Příbrami a příslušníci některých vojenských útvarů.

Po návratu z této prvé výpravy jsme se věnovali zpracování údajů o všech jednotlivých odštěpcích, jichž bylo na snímcích zachyceno celkem 17. Obtížnost výpočtů byla zdůrazněna již v případě výpočtu jedné dráhy a teď jsme měli drah 17. Bylo mimo lidské síly provést všechny výpočty do začátku žní, kdy jsme chtěli uspořádat druhou výpravu a hledat jednotlivé úlomky, a tak jsme se omezili na dráhy těch největších odštěpků, které samozřejmě byly též nejjasnější. Dráhy bylo možno určit v terénu s přesností na několik metrů. Nebylo ovšem možno přesně stanovit, kde na dráze bude meteorit ležet. Bylo tak potřeba vytyčit a prohledat v terénu několik kilometrů délky každé dráhy, při čemž šířka nemohla být větší než 30 metrů.

Mezitím však přinesly ovoce naše vývěsky rozmístěné ve všech obcích, kde by mohly být další menší meteority nalezeny. Byly to obce: Luhy s osadami Hor. a Dol. Třtí, Velká a Sv. Jan s osadami Hojšín, Drážkov a Skrýšov. A tak jsme začátkem června získali další náhodně nalezený meteorit o váze 80 dkg, který nalezl Alois Plavec z osady Velká. Zajímavé je, že kámen nalezl již koncem dubna, vzal jej s sebou domů, ale dále nevěnoval nálezu příliš pozornosti. Meteorický kámen ležel téměř na povrchu země a byl prý na světlém písčitém podkladu nápadný svou černou barvou. Pro nás bylo však velmi důležité, že tento kámen ležel téměř přesně na dráze třetího největšího kusu, jejíž výpočet jsme urychleně dokončili. Rozhodli jsme se, že do terénu přeneseme další dvě jasné dráhy, které zřejmě příslušely větším odštěpkům. A tak v polovině července nás bylo opět možno vidět při vytyčování drah v terénu v okolí osad Hojšín a Drážkov na pravém břehu Vltavy.

Výpravu za hledáním meteoritů jsme zahájili 20. července. Vzhledem k tomu, že dráhy procházely v terénu obtížně přístupném pro autobus, bylo nutno ubytovat se přímo v místech hledání. Podařilo se nám vypůjčit si stany přímo od jejich výrobce n. p.  Technolen z Lomnice n. Pop., a tak jsme se mohli ubytovat s desetičlennou výpravou ve stanovém táboře.

První účel výpravy jsme plnili všichni kolektivně. Procházeli jsme všechna místa, kde bylo již posekané obilí, pokud ovšem nebyla tato místa dále než 100 metrů od našich drah. Bedlivě jsme prohledávali každý čtvereční metr půdy a brzy jsme se stali známými po všech okolních vesnicích. Bylo nás možno vidět téměř za každého počasí (a toho deštivého bylo ve žních více než pěkného), jak procházíme v rojnici s rozstupy na jeden krok od sebe po každém čerstvém strništi. Jak přibývalo strnišť, tak ubývalo naší naděje na nález meteoritu. Rozhodli jsme se však, že travnaté a lesní porosty si necháme až na příští jaro, kdy budou opět přehledné a bude je možno prohledat.

Druhý účel výpravy jsem splnil sám. Bylo třeba seznámit všechny obyvatele vesnic, na jejichž katastru bylo možno meteority nalézt, s tím, jak meteorit vypadá. A tak meteorit Velká prošel mnoha rukama, aby pomohl najít ostatní úlomky. Bylo třeba navštívit opět všechny domácnosti jednotlivých obcí, což si ve žních vyžádalo poměrně mnoho času. Avšak tato činnost přinesla své ovoce.

Po skončení této druhé výpravy za hledáním meteoritu neuplynulo ani čtrnáct dní a naše zklamání z toho, že jsme nic nenašli, se změnilo v radost z dalšího nálezu. A bylo z čeho se radovat! M. Kramešová z osady Hojšín nalezla při sklizni jetele 42 dkg těžký meteorit, a to jenom 12 m od dráhy, kterou jsme spočítali a předtím vytyčili pomocí kolíčků v terénu. Poznala prý ihned, že nalezla meteorit, neboť viděla meteorit „Velkou“, který jsem občanům ukazoval a potom prý ten kámen byl velmi blízko těch našich kolíčků. Nález tohoto meteoritu potvrdil přesnost a správnost našich výpočtů.

Druhý větší meteorit, který jsme též při této výpravě hledali, se dodnes nenašel. Zato ale byl nalezen menší meteorit poblíže osady Drážkov. Zásluhu o tento nález mají školáci V. Vácha, který při pasení dobytka zvedl meteorit na okraji lesa, a K. Nemastil, který druhý den ráno kámen donesl na MNV. Meteorit byl jen 10 dkg těžký, a jak jsme zjistili dodatečným výpočtem, patřil k jedné ze slabých drah zachycených na našich snímcích, a to k dráze, která se od hlavního kusu odchýlila nejvíce k severu.

Tyto čtyři meteority jsou zatím všechny, které byly nalezeny. Ale již pomocí nich bylo možno odvodit několik zajímavých údajů. Věděli jsme nyní, jak těžký meteorit přísluší jednotlivým drahám na snímku. Šířka světelné dráhy je totiž v úzké souvislosti s váhou meteoritu. Tuto souvislost bylo možno zjistit právě z nalezených meteoritů, a tak určit pro jednotlivé dráhy ještě nenalezených meteoritů, jak těžký meteorit jim odpovídá. Sečtením vah všech 17 meteoritů jsme dospěli k výsledku 110 kg, tj. k váze veškeré hmoty meteoritů, které dopadly na povrch Země.

Na základě tohoto údaje, jakož i dalších údajů jak z měření na samotných meteoritech, tak i z měření jejich drah na fotografických deskách, byla odvozena řada zajímavých údajů.

Před proniknutím do ovzduší naší Země byl meteorit asi tunu těžkou planetkou, která se pohybovala po eliptické dráze mezi Venuší a Jupiterem. Poloosa dráhy byla 2,46 astronomických jednotek, výstřednost 0,678, vzdálenost perihelu 0,790 astronomických jednotek a sklon dráhy k ekliptice 10,4^o. Na své dráze se tato velmi malá planetka náhodně setkala se Zemí, neboť obě dráhy se v prostoru křížily. Pravděpodobnost takové srážky je velmi malá, a tak se planetka pohybovala milióny let v naší sluneční soustavě, než 7. dubna 1959 došlo ke srážce.

Při průniku do vysokých vrstev zemského ovzduší se povrch planetky neustále silněji ohříval, neboť rychlost této vzájemné srážky byla 20,9 km/s. Při tak velké rychlosti dosáhla teplota povrchu meteoritu ve výšce 97,8 km 2500^o K a povrch meteoritu se tak počal vypařovat. Plyn, který při vypařování obklopil okolí meteoritu, začal srážkami s ovzduším Země svítit. A tak se začal meteorit zaznamenávat na našich deskách. Ve zmíněné výšce 97,8 km, kde meteorit začal svítit, byl téměř přesně nad Jihlavou. Odtud pokračoval v dráze pod úhlem 43^o k povrchu Země. Hmoty meteoritu rychle ubývalo působením ovzduší a též rychlost jeho pohybu se zmenšovala. Ve výšce 40 km, kdy se právě nacházel téměř přesně nad naší druhou stanicí v Prčici, nastal pravý rozpad meteoritu. Rozpad pokračoval až do výšky 20 km, kdy byl meteorit nad obcí Sv. Jan u Sedlčan. Větší část úlomků byla vržena na pravou stranu (severní) dráhy, a tak hlavní část se postupně odklonila od původního směru nalevo, tj. na jih. Odklon činil v místě nálezu největšího kusu 485 metrů.

Světlo, které při svém průletu ovzduším meteorit způsobil, lze přirovnat v okolí blízkém dráze meteoritu ke světlu, jaké je asi tak ve velmi dobře osvětlené místnosti. Světelný výkon meteoritu byl téměř 5 milionů kilowattů.

Hlavní kus skončil svou světelnou dráhu, tj. dráhu, na níž se hmota z meteoritu vypařuje, ve výšce 13 km poblíže osady Luhy. Rychlost v tomto bodě byla již jen 6 km/s a velmi rychle klesala až na hodnotu asi 200 m/s. Přitom se dráha vlivem přitažlivosti Země velmi rychle přikláněla ke kolmici. Na povrch pak dopadl meteorit zmíněnou rychlostí již kolmým pádem.

Ostatní úlomky, které ve většině případů proletěly ještě dosti dlouhou dráhu jako samostatné meteority, pohasly o něco dříve ve větších výškách. To záviselo na tom, kdy se který kus od hlavního kusu oddělil a jak byl velký. Menší kusy pochopitelně jsou mnohem dříve zbrzděny a dopadají tak na povrch mnoho kilometrů před místem pádu hlavního kusu. Např. vzdálenost mezi místem pádu meteoritu Luhy a mezi místem pádu malého meteoritu u Drážkova je 8 kilometrů. Malé kusy mají také výslednou rychlost dopadu na povrch menší. Proto se také všechny meteority, s výjimkou největšího kusu, nijak nezabořily a byly nalezeny přímo na povrchu země.

Z celkové původní pohybové energie meteoritu, kterou měl před vstupem do ovzduší, se spotřebovalo na zabrzdění rychlosti meteoritu 14 %, na vypaření převážné části jeho hmoty 85 % a na energii vyzářenou jako světlo 1 %. Z toho je též pochopitelné, že se z původní hmoty meteoritu po průchodu atmosférou vypařilo 90 % a jen 10 % dopadlo na zem jako pevné úlomky. Tyto výsledky jsou první experimentální výsledky o množství hmoty, která se při tak velké rychlosti vypařuje z tělesa při průletu plynným prostředím, v našem případě ovzduším Země. Je zajímavé, že naše výsledky potvrzují teoretické vývody sovětského astronoma B. J. Levina, který na čistě teoretickém podkladě předpověděl množství hmoty vypařené z meteoritu při jeho průchodu ovzduším při různých rychlostech. Jeho výsledky z roku 1945 plně potvrdil prvý fotografický snímek pádu meteoritu, který se nám podařilo získat.

Obr. Dráha meteoritu, jak se jeví v půdorysu na povrchu Země. Začátek rozpadu meteoritu na řadu kusů začal v místě poblíže Sedlčan. Sklon dráhy k povrchu je 13°.

Je nasnadě, že je možno použít našich výsledků i pro výpočet množství vypařené hmoty v případě návratu kosmické rakety k zemskému povrchu. Pokud by nebylo použito brzdicí rakety, vstoupila by kosmická stanice při návratu na Zemi do ovzduší rychlostí blízkou 11,2 km/s (tzv. úniková rychlost). Na prvý pohled by se zdálo, že při průchodu ovzduším se musí převážná část hmoty meziplanetární stanice vypařit. Nesmíme ovšem zapomenout, že náš výsledek pro pád meteoritu platí při rychlosti 20,9 km/s. Úbytek hmoty je silně závislý na rychlosti, a proto při zmenšení rychlosti na 11,2 km/s zůstane zachováno již 89 % původní hmoty a jen 11 % se jí vypaří. To je ovšem za předpokladu, že tepelné vlastnosti (výparné teplo)´materiálu, z něhož je zhotovena kosmická stanice, jsou blízké tepelným vlastnostem našeho meteoritu. Ve skutečnosti technika dnes dokáže zhotovit materiály s mnohem větší tepelnou odolností, a tak uvedený poměr lze považovat za nejméně příznivý a lze jistě docílit, aby množství hmoty vypařené při průchodu ovzduším dosahovalo jen několika procent původní hmoty stanice. Zabrzdění stanice je v takovém případě skončeno ve výšce okolo 20 km. Rychlost v nižších výškách je již tak malá, že nedochází k vypařování hmoty stanice a k dalšímu zabrzdění je možno použít obvyklých prostředků, například padáku.

Uvedeného způsobu návratu kosmické rakety na Zemi lze ovšem použít jen v případě rakety s přístroji, neboť při brzdění, zvláště poblíže konce dráhy, na níž nastává vypařování, dochází k velkým zpožděním a tím i velkým přetížením. Návrat rakety s přístroji lze však uskutečnit tak, že se část ochranného obalu vypaří, a tím se sníží rychlost rakety natolik, že je umožněno její hladké přistání.

Uvedené údaje představují jen nepatrnou část výsledků získaných rozborem pádu příbramského meteoritického deště. Výzkum tohoto unikátního případu je ještě v plném proudu a o účast při výzkumu projevují zájem i zahraniční odborníci. Zatím je dokončován laboratorní mineralogický a chemický výzkum, a to K. Tučkem z Národního muzea a R. Rostem z geologicko-geografické fakulty Karlovy university.

Byly již také připraveny výpočty, podle nichž bude vyznačeno všech 17 drah, v terénu. Je zde tedy ještě naděje na další nálezy, které by především ověřily správnost vypočtené celkové hmoty a pomohly vyřešit řadu závažných otázek, jako je např. průběh rychlosti tělesa v poslední části dráhy, kdy již nesvítí, a není tak přístupno přímým měřením. Při hledání dalších zbytků počítáme samozřejmě s pomocí místního obyvatelstva, které nám již vydatně pomáhalo při všech předchozích akcích.

Je pochopitelné, že získání takového unikátního materiálu se setkalo s velkou odezvou ve světě. Dostalo se nám za ně uznání od mnoha zahraničních pracovníků v meteorické astronomii. Zvláště potěšitelná jsou slova dlouholetého předsedy Meteorické komise při Mezinárodní astronomické unii F. L. Whippla, který ve svém dopise označil Československo jako „bolid“ celého meteorického světa. Toto ocenění naší práce nás zavazuje, abychom příbramský meteoritický déšť dále zkoumali k obohacení našich i světových znalostí v tomto oboru.

Obr. malý. Největší z nalezených meteoritů, meteorit Luhy. Na snímku jsou pro porovnání velikosti uvedena centimetrová měřítka