Ján Andrej Segner - objaviteľ kolesa
Od Segnera po Gagarina alebo Od kolesa po raketu.
Pred päťdesiatimi rokmi, 12. apríla 1961 vyletel prvý človek do vesmíru. Jeho meno pozná hádam každý – Jurij Gagarin (1, 2). Chabých päťdesiat rokov pred touto významnou udalosťou však len málokto bral vážne práce Konstantina Eduardoviča Ciolkovského a Roberta Hutchingsa Goddarda (3), ktoré jasne ukazovali, že taká cesta je možná nielen v románe Julesa Verna z roku 1870. Že sa stala napokon skutočnosťou, bola zásluha odvážnych prírodovedcov, technikov, konštruktérov a pilotov. Na začiatku tej cesty bol aj jeden bratislavský lekár, ktorého pozná určite oveľa menej ľudí, ako Gagarina.
Volal sa Ján Andrej Segner či Johann Andreas von Segner alebo tiež János András Segner (4-6). Jeho zámožná nemecká rodina sa z rakúskeho Štajerska prisťahovala do Bratislavy, kde sa v roku 1704 narodil. Jeho rodný dom – Segnerova kúria – dodnes stojí na Michalskej ulici. Študoval na bratislavskom gymnáziu, ale aj v Raabe (Győr) a Debrecíne. Najviac ho zaujímali prírodné vedy. Na Univerzite v Jene absolvoval štúdium medicíny, ale popri ňom sa sústavne venoval aj fyzike a matematike. Po promócii sa vrátil do Bratislavy, kde pracoval ako lekár. Veda ho však priťahovala viac, a tak sa po dvoch rokoch vracia na Jenskú Univerzitu ukončiť aj magisterské štúdium prírodných vied. V roku 1735 prijíma miesto na Univerzite v Göttingene, kde sa stáva prvým tamojším profesorom matematiky a prírodných vied. Prednáša, píše učebnice, venuje sa vedeckému výskumu, uverejňuje vedecké články. A postaví Univerzitnú hvezdáreň. Po dvadsiatich rokoch v Göttingene je pozvaný na slávnu Univerzitu v Halle, kde pokračuje v pedagogickej a vedeckej práci. Profesor Segner je uznávaný po celej Európe; je členom Pruskej Akadémie Vied, Ruskej Akadémie Vied aj Britskej Kráľovskej Spoločnosti. Mimochodom, aj v Halle postaví hvezdáreň. V meste na rieke Sála pôsobil až do svojej smrti v roku 1777 a tam je aj pochovaný (7-9).
Vo svojej vedeckej práci sa Segner venoval všetkým oblastiam prírodných vied – od klasickej matematiky, cez chémiu, fyziku, najmä mechaniku a optiku, až po astronómiu. Jeho najvýznamnejším prínosom do fyziky boli objavy v hydraulike – v teoretickom popísaní a praktickom využití nového typu vodných turbín. Zostrojil reaktívnu turbínu – Segnerove koleso – pracujúcu prevratným spôsobom. Klasické turbíny pracujú na impulznom princípe, podobne ako vodný mlyn. Voda naráža do lopatiek a v súhlase s druhým Newtonovým zákonom ho roztáča tým rýchlejšie, čím má väčšiu silu. Segnerove koleso fungovalo ináč: Z objemnej nádoby upevnenej na hriadeli vytekala voda systémom úzkych rúrok lúčovito umiestnených v rovine vodorovnej s dnom nádoby. Všetky rúrky boli zahnuté rovnakým smerom. Nádoba sa otáčala smerom opačným, ako striekala voda z rúrok (10). Podobne ako sa hádže hadica, keď z nej prýšti silný prúd vody a nikto ju pri tom nedrží pevne v rukách. Akcia vyvoláva reakciu. Presne v súlade s tretím Newtonovým zákonom o zachovaní hybnosti. Segner vyvinul nový typ stroja – reaktívny motor. Podobný mechanizmus zmajstroval poldruha tisícročia pred ním Herón v Alexandrii, ale iba pre kratochvíľu (11). Segner svoj stroj aj prakticky využil na pohon lisu oleja v mlyne blízko Göttingenu. Okrem toho bol schopný pomocou vlastnoručne vyrobeného jednoduchého prístroja zmerať rýchlosť a množstvo pretekajúcej vody a matematicky presne popísať, ako výtoková rýchlosť vody určuje rýchlosť protismerného otáčania nádoby, a vypočítal aj účinnosť svojho zariadenia, ktorá bola v porovnaní s klasickými vodnými zariadeniami oveľa vyššia. Segnerov objav bol základom pre vývoj reaktívnych vodných a parných turbín v devätnástom storočí, a teda aj prúdových motorov a elektrární v storočí dvadsiatom. A ako to súvisí s Gagarinom? Nuž, motor rakety Vostok 1, na ktorej obletel Zem, pracoval na tom istom princípe ako Segnerove koleso (12-14). Preto je po Segnerovi pomenovaný jeden asteroid a jeden mesačný kráter na Mesiaci (15). Bez jeho objavu by sa ľudia na Mesiac dostali určite neskôr.
Dnes sa chystáme na Mars. Ale je doslova vo hviezdach, či a kedy sa nám to podarí. Odvážnych prírodovedcov rodu segnerovského je príliš málo. Rovnako aj technikov, konštruktérov a pilotov. Väčšina talentovaných mladých ľudí dnes totiž študuje právo. Alebo marketing.
***
(1) http://sk.wikipedia.org/wiki/Jurij_Alexejevi%C4%8D_Gagarin
(2) http://en.wikipedia.org/wiki/Vostok_1
(3) http://fyzsem.fjfi.cvut.cz/2007-2008/Leto08/proc/vesmise.pdf
(4) http://en.wikipedia.org/wiki/Johann_Andreas_Segner
(5) http://sk.wikipedia.org/wiki/J%C3%A1n_Andrej_Segner
(6) http://hu.wikipedia.org/wiki/Segner_J%C3%A1nos_Andr%C3%A1s
(7) http://www-history.mcs.st-and.ac.uk/history/Biographies/Segner.html
(8) http://www.slovenskivynalezcovia.webz.cz/janandrejsegner.htm
(9) http://www.osobnosti.sk/index.php?os=zivotopis&ID=58757
(11)http://en.wikipedia.org/wiki/Aeolipile
(12)http://en.wikipedia.org/wiki/Rocket_engine#History_of_rocket_engines
(13)http://www.grc.nasa.gov/WWW/k-12/TRC/Rockets/rocket_principles.html
(14)http://inventors.about.com/library/inventors/blrocketpriciples.htm
(15)http://en.wikipedia.org/wiki/Segner_(crater)