V 50. a 60. letech byla americká armáda nespokojená s pozemskou atmosférou. V té době byla lidská komunikace závislá na kabelech a jiné pozemské infrastruktuře. Kdyby náhodou došlo ke světové válce, narušení kabelů by mělo pro USA zásadní důsledky.
Nebylo to, pravda, příliš pravděpodobné, protože třeba podmořských kabelů mezi USA a Evropou bylo několik, ale vojáci si takovou možnost dovedli představit. Kdyby se Sovětům podařilo kabely přerušit, byla by americká armáda vydána na milost a nemilost slunečnímu a kosmickému počasí.
V takovém případě by totiž hlavním způsobem dorozumívání na dlouhé vzdálenosti bylo rádiové vysílání "odrazem o atmosféru". Jak všichni víme, je možné vysílat i mezi stanicemi, které jsou daleko za hranicí přímého dohledu, třeba na různých kontinentech. A to díky tomu, že rádiové vysílání na frekvenci krátkých vln (tj. KV, které jsou na frekvenci 3 až 30 MHz, tedy vlnách o délkách 10 až 100 metrů) se odráží od nabitých částic v atmosféře.
Ty vznikají ionizací naší atmosféry díky záření, a to jak kosmického, tak slunečního (hlavně v ultrafialovém a rentgenovém spektru). Děje se to ve vyšších částech atmosféry, v tzv. ionosféře ve výškách zhruba od 50 do 150 kilometrů nad povrchem.
Vlastnosti ionosféry se ale například mění v průběhu denní doby (její hranice se mezi dnem a nocí posunuje o desítky kilometrů), ale také třeba v důsledku kosmického či slunečního počasí. Rádiový provoz tak bývá například rušen v době, kdy Zemi zasáhne materiál vyvržený Sluncem během mohutných erupcí.
Jak se domluvit za každého počasí
Americké ozbrojené síly tak hledaly způsob, jak by se mohly v případě světové války bezpečně a spolehlivě dorozumívat, pokud možno bez ohledu na nepřítele a počasí. Možné řešení vytvořila v roce 1958 skupina vědců z laboratoře amerického letectva na základně Hanscom ve spolupráci s týmem z univerzity MIT. Ti navrhli velitelům vytvoření výsostně americké ionosféry.
Projekt dostal zpočátku název Needles, tedy Jehličky, a to velmi příhodně. V podstatě nešlo o nic jiného než vypuštění oblaku z mnoha měděných jehliček, které by byly "vyladěné" tak, aby odrážely co největší část vysílání o určité vlnové délce. Kdyby se podařilo vytvořit na oběžné dráze velký oblak těchto antének, Američané by získali komunikační kanál nezávislý na podmínkách v okolí a zároveň mimo dosah sovětských ozbrojených sil. Projekt se zdál realizovatelný a armáda se rozhodla vyzkoušet ho v praxi.
Vědci se pokus rozhodli uskutečnit s jehličkami vytvořenými na odraz signálu o frekvenci 8 gigahertzů. Měly délku poloviny vlny na této frekvenci, tedy 1,78 centimetru. Průměr jehličky byl 0,018 milimetru a hmotnost měla 40 mikrogramů.
To nevidíme rádi
Když byly plány na misi zveřejněny, především astronomové příliš nadšeni nebyli. Báli se, že mrak kovových částeček jim bude komplikovat pozorování. Oblak by sice nebyl vidět dalekohledy v optickém spektru, ale vědci se báli, že by vážně narušil nebo zcela zkazil možnost pozorování ve spektrech, pro které je pozemská atmosféra velmi propustná, jako je třeba spektrum rádiové. To by v době před vesmírnými dalekohledy zavřelo jen nedávno předtím otevřená "okna do vesmíru", která nám poskytovala spoustu nových znalostí. (Ostatně i dnes drtivá většina pozorování stále probíhá z povrchu Země.)
Někteří vědci také mluvili o možnosti, že by mohly jehličky poškodit jiné objekty na oběžné dráze. Do vyjednávání se vložil i Bílý dům. Nakonec armáda ustoupila alespoň v tom, že jehličky budou na takové dráze, aby do dvou let všechny spadly do atmosféry, a test se nebude opakovat, dokud nebudou plně vyhodnoceny důsledky první zkoušky.
Armáda tak 21. října 1961 vyslala do vesmíru několik stovek milionů měděných jehliček o celkové hmotnosti zhruba 20 kilogramů. Ovšem pokus neuspěl: jehličky se z nosiče nikdy neodpoutaly a zkouška skončila dříve, než opravdu začala.
To však nezabránilo, tomu aby se kolem pokusu nestrhla pořádná bouře. Odpůrce z řad astronomů sice vláda USA možná přesvědčila, ale protivníci z druhé strany Železné opony se samozřejmě přesvědčit nenechali. "USA znečišťuje vesmír," napsala sovětská Pravda v titulku, který dost možná myslela redakce ještě o něco obecněji. "Případ byl plně zpolitizovaný a neřešil se ve vědeckých rubrikách, ale na prvních stránkách novin," vzpomíná vědecký novinář Karel Pacner.
Američanům v tomto případě nepomohlo ani to, že v roce 1962 uskutečnili mírně řečeno "nepopulární" atomový výbuch známý jako Starfish Prime ve výšce zhruba 400 kilometrů nad Tichým oceánem. Ten způsobil mnohem silnější elektromagnetický pulz, než se čekalo. Vyřadil na Havajských ostrovech telefonní spojení mezi jednotlivými ostrovy, zničil asi 300 pouličních světel a spouštěl alarmy.
Navíc se k Východu přidali i někteří kritici ze Západu (koneckonců v pluralitní společnosti se jich najde vždycky dost). Například britský astronom Fred Hoyle USA obvinil, že jde o "intelektuální zločin" a dohoda s astronomy byla jen chatrná zástěrka vojenského projektu.
Prototyp zařízení na vymetání jehliček ze satelitu pro projekt West Ford sestrojené v roce 1958.
Případ se dostal i do OSN, kde nakonec Američané svůj postup obhájili, zároveň však bylo jasné, že podobná situace by se neměla pokud možno opakovat, protože jinak bude docházet ke zbytečným třenicím a sporům. Událost tak přispěla k vytvoření stávajícího systému mezinárodních dohod pro využívání vesmíru.
Znovu a lépe
Projekt přejmenovaný na West Ford však jednání na půdě Spojených národů nezastavilo. Do vesmíru se tak 9. května 1963 dostala druhá dávka malých antének. Z technického hlediska se jim dařilo mnohem lépe. Náklad se uvolnil v podstatě podle plánu a jehličky vytvořily řídké mračno na oběžné dráze ve výšce zhruba 3 500 kilometrů. Pohybovaly se po tzv. polární dráze, tedy zhruba kolmo na osu oběhu Země od severního pólu k jižnímu.
O čtyři dny později došlo k prvnímu pokusu o spojení odrazem o "mrak" mezi Kalifornií a Massachusetts pomocí dvou mikrovlnných antén (připomínáme, že pokusná frekvence byla 8 GHz). Kvalita hlasového přenosu byla popsána jako "srozumitelná", datový přenos probíhal rychlostí až 20 kilobitů za sekundu. Mrak se ovšem postupně dál rozpadal a řídl. V červnu už byla naměřena rychlost přenosu jen 400 bitů za sekundu a 2. července byl experiment ukončen. V tu chvíli byly od sebe jednotlivé jehličky vzdálené údajně zhruba 400 metrů.
Autorský tým z výsledků vyvodil, že systém je prakticky uskutečnitelný a technologie v jádru zdravá. Představoval si, že by se dal vypustit hustší mrak, který by na oběžné dráze zůstal podstatně déle a sloužil jako nová odrazná plocha.
Přesto program druhou zkouškou skončil. Vliv měl jistě odpor a obavy odborné veřejnosti, ale hlavní byl zřejmě především úspěch jiných technologií. V roce 1964 Spojené státy úspěšně vyzkoušely v rámci (samozřejmě vojenské) operace první komunikační satelit Telstar, který dokázal zajistit spojení mezi USA a Evropou jiným způsobem.
Přímý přenos televizního vysílání mezi Evropou a USA
Pravda, Telstar fungoval jenom dvě hodiny denně, ale to se brzy změnilo. Už v následujícím roce, v srpnu 1964, se do vesmíru podívala první telekomunikační družice určená pro geostacionární dráhu. Ta ve výšce téměř 36 000 kilometrů "visela" nad jedním bodem povrchu a obsluhovala tedy danou oblast Země nepřetržitě 24 hodin denně. Dnes je na oběžné dráze přes 300 takových satelitů, několik z nich dokonce nese jméno Telstar.
Malé dědictví
Jediné, co po projektu dodnes zbylo, jsou samotné jehličky. Ty byly navržené tak, aby po několika letech na oběžné dráze klesly do atmosféry. Postaral se o to tlak slunečního větru, tedy částic přilétajících od Slunce.
Vzhledem ke své velikosti by jehličky měly průlet přečkat a dopadnout až na zemský povrch. Nepochybně by se daly najít například v oblastech kolem pólů, kde jich mohlo v druhé polovině 60. let spadnout podle některých výpočtů zhruba pět na kilometr čtvereční. Což samozřejmě znamená, že jejich hledání je v praxi o hodně těžší, než "hledání jehly v kupce sena", a tak po nich nikdo nepátral.
Malé množství jich ovšem stále vydrželo na oběžné dráze. Může za to malá chyba v návrhu systému na jejich vypuštění. Jehličky byly v družici rozmístěné v jemném gelu (hlavní složkou byl těkavý naftalín). Ten se v kosmu odpařil, a to umožnilo, aby se jehličky rozptýlily. Ovšem některé kovové kousky se navzájem dotýkaly. V kosmu se k sobě přivařily, a tak vznikly větší shluky.
Nevíme přesně, kolik jich bylo. Vědci napočítali cca 150 shluků, a ty se také dostaly do katalogů "kosmického smetí". Většina už spadla do atmosféry, několik desítek shluků se ale stále pohybuje na oběžné dráze. Jako vzpomínka na dobu, kdy se naše vesmírné sousedství zdálo tak veliké, že nebylo nutné dbát na pořádek.
