Dnes je 16. prosince 2018

7:55 16:00

20 let společně na kosmické stanici - 1. část

24. 11. 2018

Už od počátku lidského průzkumu vesmíru mnozí uvažovali o stavbě velké orbitální stanice. Ovšem až společný projekt patnácti zemí světa dokázal tuto myšlenku na samém konci 20. století i díky ruským zkušenostem a americkým financím opravdu realizovat. Letos je tomu přesně 20 let, co stavba ISS, největší lidské konstrukce ve vesmíru, započala.

ISS je monstrum o hmotnosti 420 tun, které účastnické státy (a agentury) přišlo ke konci roku 2017 na těžko uvěřitelných 157 miliard dolarů. Je to tedy nejen největší, ale také nejdražší kosmický objekt, který kdy byl postaven. Řekněme, že to je cena, za kterou by se dala vyslat i pilotovaná expedice na Mars.

Faktem je, že kdyby to „otcové zakladatelé“ na přelomu 80. a 90. let tušili, ISS by asi nevznikla. Alespoň ne v tak rozsáhlé podobě, jak vypadá dnes. A jak se zdá, ještě není zcela dobudována, neboť se stále čeká na ruský vědecký modul Nauka, jehož start byl původně plánován na rok 2007...

Cesty k družicové stanici

Není žádným tajemstvím, že ještě na sklonku 80. let minulého století plánovaly kosmické mocnosti SSSR a USA vybudovat každá svou vlastní velkou stanici. Sověti už měli konstrukčně připravený projekt MIR II a Američani hledali nejvhodnější sestavu stanice tehdy zvané Freedom. Dokonce i Evropa v rámci ESA uvažovala o své vlastní „malé“ družicové observatoři. Kořeny těchto plánů ale hledejme v hlubší minulosti, dokonce až v 60. létech, kdy vrcholila euforie z prvních kosmických letů člověka a posléze z úspěchů programu Apollo.

První vize se jak v USA, tak v SSSR objevily už v polovině 50. let, tedy v době, kdy ještě člověk ani nenakouknul do vesmíru. Velkým propagátorem této myšlenky v USA byl samozřejmě Wernher von Braun, který ještě, než jeho erudici akceptovala NASA, propagoval dobývání vesmíru přes družicové stanice až po let k Venuši a na Mars. Ten v polovině 50. let v magazínu Collier’s a v TV studiu Walta Disney představil svoji vizi velké kruhové družicové stanice – Space Station One. Mimo obytný segment zahrnovala např. observatoř jak astronomickou, tak pro pozorování Země i laboratoř pro pokusy v mikrogravitaci. Energii měl dodávat jaderný reaktor, solární baterie byly ještě hudbou budoucnosti.

Von Braunova vize…
Von Braunova vize… / Obrázek Marshall Space Flight Center

Torodiální tvar stanice se ovšem ukázal konstrukčně dosti náročný, viz realitu, ale Američanům to nedalo a už počátkem 60. let experimentovali s nafukovací kruhovou stanicí v laboratořích v Langley. Poněkud s tím předběhli dobu…

Nafukovací toroid, NASA, Langley (1962)
Nafukovací toroid / Foto NASA (Langley), 1962

Ještě další muž z Peenemünde, raketový inženýr Krafft Arnold Ehricke, velký propagátor kolonizace vesmíru, navrhl už v roce 1958 prostřednictvím společnosti General Dynamics a její divize Convair družicovou stanici na bázi tehdy největší americké ICBM Atlas (výrobce Convair) pro posádku čtyř mužů. Atlas dával možnosti vybudování takovéto ministanice svými rozměry trupu – 3 m v průměru o délce 22 m, s pracovním názvem Outpost.

Outpost byl brzy zapomenut…
Outpost byl brzy zapomenut… / Obrázek NASA

A co na to NASA

S možností vybudovat stanici na oběžné dráze kolem Země si ale NASA a technické týmy aerokosmických firem pohrávaly permanentně od chvíle, kdy Sověti vyslali do kosmu Jurije Gagarina. Ovšem tyto projekty byly odsouvány na druhou kolej kvůli prestižnějšímu úkolu – přistání na Měsíci.

Připomeňme jen téměř realizovaný projekt vojenské ministanice USAF zvanou MOL (Manned Orbiting Laboratory) z let 1963-69 na bázi lodí Gemini a druhého stupně rakety Titan 3C, kde se měly směny dvou astronautů střídat zhruba po měsíci. NASA totiž uvažovala i o „civilní“, poněkud sofistikovanější verzi podobné stanice, tzv. Four-Room Space Station.

Four-Room Space Station (cca 1965)
Four-Room Space Station / NASA, 1965

První studii na velkou permanentní stanici zadala NASA společnosti North American Aviation až v roce 1963. Její design vycházel z projektu budoucího nosiče Saturn 5 a vznikající lunární lodi Apollo.

Projekt „hexagonálu“ NAS1-1630
Projekt „hexagonálu“ NAS1-1630 / Obrázek North American

Šest jednotlivých modulů o rozměrech 23 x 3 metry mělo být spojeno do hexagonálního tvaru se čtrnáctimetrovými příčkami o průměru 1,5 m ke středovému modulu se spojovacími uzly pro tři dopravní lodě. Stanici, kde se počítalo s umělou gravitací (!), mohlo obývat až 21 lidí, permanentně šest, a k dispozici měli mít tři tzv. obytné moduly, z nichž jeden byl plánován jako hygienické centrum včetně sprchy a pračky oblečení! Luxus prádelny nemají astronauti k dispozici ani dnes…

Nicméně stanice doznávala během času řady výrazných designérských změn až po tzv. Large Orbital Research Laboratory (LORL) obsluhovanou miniraketoplánem DynaSoar… Představy lídrů NASA se sice mění, ale zadání pro studie Space Station zůstávají poměrně stejné: využít stávajících technologií k vybudování modulární družicové stanice.

Gilruthova studie velké stanice s umělou gravitací
Gilruthova studie velké stanice s umělou gravitací / Obrázek Carmine Rossi, NASA

Tak například tehdejší ředitel NASA's Manned Spacecraft Center, Robert R. Gilruth, představil v roce 1968 na čtvrtém Mezinárodním sympoziu o Bioastronautice v texaském Houstonu návrh Space Station s umělou gravitací a spolupracujícími volně létajícími moduly (astronomický dalekohled, pilotovaný servisní modul atd.). Zajímavě řešenou konstrukci měly obsluhovat dvoumístné lodě Gemini.

V roce 1969 zadává NASA studii na tzv. Space Base pro stovku astronautů na bázi technologií Saturn/Apollo. Má jít nejen o vědeckou platformu, ale především o přestupní stanici na cestě k Měsíci, kde měla být vybudována stálá základna.

NASA Space Base pro stovku astronautů…
NASA Space Base pro stovku astronautů… / Obrázek Nasa.gov

Mimo vědecké a obytné moduly měla být jakýmsi přístavem pro meziorbitální tahače na nukleární pohon, pendlující mezi Zemí, Základnou a Měsícem. NASA v té souvislosti zadala i studie různých typů tahačů (Space Tugs) či urychlovacích stupňů, pilotovaných i automatických, které měly dopravovat materiál i astronauty na Měsíc a zpět. Ty měly zůstat i součástí STS – transportního systému i v éře raketoplánů.

Pilotovaný meziorbitální tahač
Pilotovaný meziorbitální tahač / Obrázek NASA

Předpokládalo se, že tzv. Space Base bude postupně realizována s využitím technologií projektu Apollo, později obsluhována raketoplány. Základem měl být v roce 1975 základní blok pro posádku 12 astronautů (fáze A) s životností do deseti let. Ještě po přistání Apolla 11 na Měsíci je na další rozpracování stanice vyčleněna částka tři miliony dolarů. Ovšem po dosažení Měsíce nadšení pro další expanzi do vesmíru v rámci programu Apollo Applications (AAP) včetně vybudování družicové stanice a základny na Měsíci poněkud opadá. Strměji než nadšení padají ovšem částky, které Kongres přiděluje NASA. Většina zajímavých projektů zůstává na papíře.

Nicméně počátkem 70. let dostávají projekty „velké“ stanice reálnější podobu. Byť se nadále počítalo s využitím stávajících technologií Apollo, začíná se v koncepcích sále více uvažovat o využití raketoplánů. Moduly mají odpovídat rozměrům nákladového prostoru budoucího Shuttle. Ale k raketoplánu je ještě daleko, ani v jeho případě není ujasněná koncepce (jednostupňový, dvoustupňový?) včetně nosnosti. A tak si mohou konstruktéři rýsovat podoby stanice podle své představivosti a mlhavých zadání NASA.

Návrh modulární stanice McDonnell Douglas z r.1971

Návrh modulární stanice McDonnell Douglas z roku 1971 / Obrázek Marcus Lindroos, NASA

Projekt Space Base ale nezapadá, jen se fáze B, nastartovaná s podzimem 1969, převádí do fáze C/D a na ní se už podílí 30 subkontraktorů. Nastává totiž vystřízlivění s rozhodnutím využít zbylé rakety Saturn 5 a Saturn 1B k vybudování stanice na oběžné dráze kolem Země. V únoru 1970 se rodí projekt Skylab. „Nebeská laboratoř“ startovala pomocí Saturnu 5 v květnu 1973. Jako základ stanice byl využit modul S-IVB upravený do konečné obyvatelné podoby. Hmotnost stanice dosáhla 77 088 kg, délka modulu i s připojenou dopravní lodí, činila 36,1 metrů, průměr stanice byl až 6,7 metru. Byla tedy mnohem větší než sovětská stanice Saljut, jejíž první start se uskutečnil už v roce 1971.

Vesmírná stanice Skylab
Skylab 2 / Foto NASA

Oproti Saljutům byla také komfortněji zařízena, astronauti měli k dispozici i sprchu (!). Ve spodním patře stanice byla vědecká laboratoř a dvě obytné místnosti, ložnice byla dokonce členěna na tři kóje. Zásobování energií obstarávaly sluneční panely. V letech 1973-1974 pracovaly na Skylabu tři trojčlenné posádky (první ve složení Charles Conrad Jr., Paul Weitz a Joseph P. Kerwin musela stanici opravovat, mj. Skylab také přišel o jeden z hlavních panelů slunečních baterií), a délkou pobytu (28, 59 a 84 dní) vytvořily světové rekordy v délce pobytu ve vesmíru. Tím vzaly vítr z plachet Sovětům…

Skylab byl dlouho poslední americkou kosmickou stanicí, s růstem nákladů na raketoplány padly velké plány na vybudování stanice na oběžné dráze kolem Země. Teprve za prezidenta Reagana se nastartovaly plány na vznik dnešní ISS.

Sovětský svaz šel vzhledem ke svým možnostem cestou malých družicových stanic Almaz/Saljut, což ale neznamená, že Koroljov či Gluško neměli ambice postavit velké stanice už počátkem 60. let.

(pokračování příště...)

Mohlo by vás zajímat


Zkušenosti a doplnění našich čtenářů

Přidat komentář