Dnes je 24. května 2019

5:04 20:53

20 let společně na kosmické stanici - 3. část

10. 12. 2018

Otcové kosmonautiky snili o velkých orbitálních komplexech, ba přímo městech, o stanicích na oběžné dráze Země, které se měly stát nejen odrazovým můstkem k další expanzi do naší sluneční soustavy, ale také kosmickými sídlišti pro statisíce odvážných kolonistů. Realita byla ale jiná…

Vzpomeňme například práce jistého profesora z Princetonské univerzity, původně fyzika Gerarda Kitchen O'Neilla. Jeho nejslavnější dílo The High Frontier: Human Colonies in Space z roku 1976 bylo jakousi cestovní mapou, která ukazovala směr, kterým se mohla americká, možná i světová kosmonautika vyvíjet po ukončení programu Apollo.

O´Neillův „Ostrov 3“, nejpropracovaněji systém vesmírné kolonie
O´Neillův „Ostrov 3“, nejpropracovaněji systém vesmírné kolonie / Obrázek Ittiz, Wikimedia Commons

O´Neill tak v 70. letech minulého století razil cestu budování tzv. kosmických ostrovů např. v tzv. Lagrangeových (libračních) bodech mezi Zemí a Měsícem, kde by se dala postavit obří vesmírná města s vlastním ekosystémem a gravitací. Nebyl první, kdo prosazoval tuto myšlenku. Ale dokázal ji nejen zpopularizovat, ale dotáhnout do i detailů, včetně projektů různých zařízení nutných k výstavbě a dopravě materiálů.

Tzv. Ostrov 3 byl ve své době nepropracovanějším návrhem lidského vesmírného sídliště. Měl být složený ze dvou válců o průměru 8 a délce 32 kilometrů. Jejich protiběžná rotace měla vyvažovat tzv. gyroskopický efekt a vytvořit na vnitřních obvodových stěnách válců přitažlivost, rovnou zemské gravitaci.

Takovéto kosmické sídliště o užitné ploše téměř 805 čtverečních kilometrů (tj. 500 mil), umístěné např. v L5, mělo poskytnout životní prostor několika milionům lidí… Pochopitelně, v dobách plných entuziasmu a snů o stálém pronikání lidstva do kosmického prostoru se našly finanční prostředky i na takovéto studie, byť se jejich realizace předpokládala po roce 2000, tedy v letech, která právě prožíváme. Bohužel, nejen O´Neillovy vize vzaly za své, byť dodnes jeho mnohé premisy platí.

Směr modulární stanice

Kosmonautika na sklonku minulého, i počátkem 21. století musela se svými plány ustoupit drsné realitě, která se promítala především do finančních prostředků, které byly vlády kosmických mocností ochotny přisypávat do kasiček kosmických agentur, i možnostem, které nabízely nosné rakety či raketoplány a technologie umožňující dlouhodobý pobyt člověka v kosmickém prostoru.

Proto první sovětské i americké orbitální stanice byly v zásadě jednoduché malé válce spíše jednorázově, později vícenásobně použitelné pro lidské posádky. Ovšem zatímco sovětská strana získávala body na stanicích Saljut (Almaz), NASA investovala do raketoplánu a dlouhodobě využitelná orbitální stanice zůstávala až do poloviny 80. let v druhém, ne-li třetím plánu. NASA spolu s ESA se spokojily s moduly Spacelab a Spacehab, fungujícími jako neoddělitelná součást raketoplánu.

Průřez laboratoří Spacelab s externí přístrojovou plošinou
Průřez laboratoří Spacelab s externí přístrojovou plošinou / Obrázek Wikipedia

Spacelab dodala Evropská kosmická agentura (ESA). Měl dvě přetlakové komory pro práci astronautů a tři varianty nehermetizované externí plošiny. Premiérový (zkušební) let Spacelabu se odehrál už při třetím startu raketoplánu Columbia v březnu 1982. Menší Spacehab americké produkce startoval poprvé až v červnu 1993 na palubě Endeavouru. Obě laboratoře ale měly jednu vadu – byly vázány na „živostnost“ Space Shuttlu v kosmu, tj. cca 14 dní. Západní Evropa, sdružená v ESA, se ovšem neomezila jen na dodávku Spacelabu, ale měla i své plány modulární orbitální stanice Columbus, obsluhované malým raketoplánem Hermes.

Jedna z koncepcí evropské orbitální stanice Columbus
Jedna z koncepcí evropské orbitální stanice Columbus

Projekt Columbus vznikl ještě před samotnou myšlenkou o ISS. ESA, vedená především Francií, Německem a Itálií, toužila po své vlastní malé autonomní stanici a projekt schválila v roce 1985. Základní obyvatelný modul byl odvozen od již vyvinutého Spacelabu, ale koncepce předpokládala vývoj celého kosmického transportního systému založeného na „superraketě“ Ariane 5 a miniraketoplánu Hermes.

Tuto stanici (Attached Pressurized Module, APM) i volně létající platformy pro experimenty v mikrogravitaci (Columbus Man-Tended Free Flyer [MTFF] či a polární platformu [Polar Platform] měl pravidelně navštěvovat plánovaný Hermes s posádkou, která by se postarala o údržbu stanice a provádění experimentů. Sofistikovaný, ambiciózní projekt, byl však nad síly zemí ESA.

Vize ESA: Columbus Man-Tended Free Flyer (MTFF) a Hermes
Vize ESA: Columbus Man-Tended Free Flyer (MTFF) a Hermes / Obrázek ESA

Problémy s raketoplánem, jehož nosnost (viz Ariane 5) se stále zužovala až na dva členy posádky a vize budovaní americké stanice Freedom pak vedly nejprve k pozastavení (1989) a posléze ke zrušení projektu (1997) – bohužel opět z finančních důvodů… Nicméně, něco přeci jen zůstalo – zkušenosti a výroba modulů pro ISS, včetně „evropského“ Columbusu, což byl vlastně původní přetlakový laboratorní APM.

Když se zrodil Mir

Nehledě na to, čím se zabývala ESA a NASA, šli Sověti svou cestou. Po úspěších satanic Saljut 6 (na které před 40 lety (!) pobýval i první čs. a evropský kosmonaut Vladimír Remek a další „interkosmonauti“) a Saljut 7, na kterém se už ukázaly prvky modularity s využitím čelomejského Almazu, se prosadila koncepce velké modulární stanice, která dostala název Mir – Svět. Jak jsme už předeslali v minulém díle, jeho základní blok odstartoval 19. února 1986.

Cesta k této stanici nebyla lehká. Svědčí o tom fakt, že následovník Sergeje Koroljova Vasilij Mišin byl velkým odpůrcem modulů s více uzly a zbrzdil už i výrobu stanic, jako byly Saljut 6 a 7. Po nástupu Valentina Gluška do funkce generálního konstruktéra konsorcia Eněrgija (bývalé OKB-I) roku 1974 začal foukat jiný vítr, byť padly plány „bošoj stancii“ současně s likvidací už „dospívající“ rakety N1. Rusům tak zbyl jako nejsilnější nosič Čelomejův Proton s nosností do 20 tun. A saljuty svými rozměry o délce 15 metrů a největším průměru 4,15 metru už nestačily požadavkům na vědecké vybavení či vojenské aparatury. Jedinou cestou, jak vyřešit nedostatek „místa“, bylo vyprojektovat modulární stanici. První, základní blok, měl mít na palubě vybavení jen pro nejnutnější funkce a pro přežití posádky spolu s omezeným přístrojovým vybavením. Další moduly posléze rozšíří možnosti experimentů i komfort posádky...

Zajímavé je, že první reálné kroky směrem k modulární stanici byly podniknuty už na začátku roku 1976. Trvalo ale ještě deset let, než se základní modul Miru ocitl na oběžné dráze. Vypisovat všechny důvody, proč se tak stalo, by chtělo samostatný seriál; spokojme se tedy jen s tím, že v 80. letech byla v SSSR dosti složitá ekonomická situace, přednost měly zbrojní programy, „Hvězdné války“ a s tím související vývoj raketoplánu Buran a superrakety Eněrgija. Nicméně Mir se stal první dlouhodobě obydlenou vědeckou orbitální stanicí, sestavenou propojením modulů Mir, Kvant-1 (viz malá typová řada 37), Kvant-2 (Almaz), Kristall, Spektr, Priroda a DM, které byly na oběžnou dráhu odděleně vypouštěny v letech 1986–1996. Obslužnost stanice byla zajišťována loděmi Sojuz s posádkou a nákladními Progressy.

V budoucnu měl k Miru létat i raketoplán Buran, paradoxně to ale byly americké Space Shuttle, které u něj v 90. letech kotvily. Jako první přistál u Miru Atlantis při misi STS-71 v červnu 1995, který dopravil zpět na Zemi i prvního Američana Normana Thagarda, který zde prožíval i dobrodružné chvíle vč. požáru, od března 1995. Jeho letem ostatně začala úzká spolupráce mezi NASA a Roskosmosem, neboť se blížila výstavba velké stanice Freedom, zvané později Alpha. Celkem se na palubě Miru vystřídalo 104 kosmonautů, z toho 62 (!) jiné než ruské příslušnosti.

Atlantis připojený ke stanci Mir. Snímek pořízern z dopravní lodě Sojuz
Atlantis připojený ke stanci Mir. Snímek pořízen z dopravní lodě Sojuz / Foto NASA

Cesta k ISS

V USA se idea kosmické stanice dostala na pořad dne teprve když roku 1981 odstartoval do vesmíru raketoplán Columbia. Už v květnu 1982 vedení NASA vytvořilo pracovní skupinu pro kosmickou stanici (Space Station Task Force), která přišla s myšlenkou rozsáhlé mezinárodní spolupráce jak při vývoji a stavbě, tak při využívání stanice. Snaha NASA prosadit tento projekt ale dostala zelenou až v lednu 1984, kdy prezident Ronald Reagan ve Zprávě o stavu Unie oficiálně prohlásil stavbu stálé mezinárodní stanice pojmenované Freedom (Svoboda) za hlavní úkol americké astronautiky pro nejbližší období. Díky tomu byly v květnu 1985 zahájeny projektové práce.

1984: projekt stanice koncepce „věž
1984: projekt stanice koncepce „věž" / Obrázek NASA

Ovšem následující roky byly ve znamení tápání, předběžných projektů a finančních potíží, a tudíž oddalování začátku výstavby. Většina změn byla vynucena tlakem Kongresu. který držel kasu. Na jedné straně totiž s postupem projektových prací odhady celkových nákladů rostly a na druhé straně se zákonodárci snažili výdaje redukovat. Výsledkem byly změny v projektu. A do toho v lednu 1986 havaroval raketoplán Challenger...

Jedna z prvních představ tzv. dvoukýlové stanice z r. 1986
Jedna z prvních představ tzv. dvoukýlové stanice z roku 1986 / Obrázek NASA

Pravda, rok 1991 se k plánu výstavby už oficiálně připojily Kanada, Japonsko a Evropská vesmírná agentura (ESA), nicméně v roce 1993 prezident Bill Clinton přikázal vedení NASA, aby projekt kosmické stanice revidovalo se snahou o maximální finanční úspornost a co nejrozsáhlejší zapojení zahraničních partnerů. A došlo k přejmenování na Alpha.  

K nim se roku 1993 připojilo Rusko, které sice provozovalo Mir a počítalo s vybudováním ještě větší stanice Mir 2, ovšem po konci studené války a rozpadu SSSR se zdálo, že i jeho kosmonautika je u konce s dechem.

Tak by mohla vypadat stanice MIR 2
Tak by mohla vypadat stanice Mir 2 / Obrázek Buran.ru

Aby bylo jasno, Američané mohli stanici Freedom postavit ve spolupráci s dosavadními partnery. Prohlubující se hospodářské potíže ruské ekonomiky procházející smrští privatizace a přechodu ke kapitalismu však hrozily kolapsem kosmického průmyslu. To by pro řadu vynikajících raketových odborníků znamenalo ztrátu zaměstnání a ve Washingtonu pojali podezření, že by se tito lidé mohli dát do služeb tzv. „teroristických“ zemí, potenciálně nebezpečných západnímu světu (viz severní Korea, Írán atd.). Bylo potřeba je zaměstnat…

Prvním krokem ke spolupráci byla dohoda o nákupu modifikovaných transportních lodí Sojuz jako záchranných člunů pro kosmickou stanici. Na to navázala dohoda o letech amerických astronautů na Mir. Oficiální dohoda o spolupráci na vývoji mezinárodní stanice mezi NASA a Ruskou kosmickou agenturou (RKA) byla ovšem podepsána až v roce 1994. A stanice se přejmenovala na ISS. Ovšem nesnáze na partnery výstavby teprve čekaly.

Rusko se zavázalo, že v první fázi výstavby dodá dva moduly, z nichž první z nich (funkcionalnyj gruzovoj blok, FGB, nazvaný Zarja) ve výši 190 milionů dolarů plně zaplatili Američané (a také je součástí US segmentu). Předpokládalo se, že odstartuje už v roce 1997. Druhý modul (služebnyj modul, SM) měla Ruská strana postavit za vlastní prostředky, a tím získat nárok na příslušný podíl na využívání kosmické stanice. Zatímco Zarja byla díky americkým penězům hotova včas, SM se dostal do zoufalého skluzu a na přelomu let 1996 a 1997 už činil osm měsíců.

Americká strana urgovala ruská vládní místa, ale uvolňování finančních prostředků stejně postupovalo pomalu a v dubnu 1997 bylo nutno počátek stavby ISS odložit na říjen 1998. Problémy se však vyskytly i na americké straně. Spojovací uzel (Node-1) neuspěl při přetlakových zkouškách, vznikaly na něm deformace. Úpravy konstrukce si vyžádaly další finanční náklady i čas.

Zárodek ISS: Zarja a Node-l (Unity) konečně na orbitě
Zárodek ISS: Zarja a Node-I (Unity) konečně na orbitě / Foto NASA

Od Američanů a dalších partnerů to chtělo zatnout zuby. Ukázalo se, že náklady spojené s nedodržením ruských slibů stály jen USA téměř dvě miliardy amerických dolarů. Další poskytování finančních prostředků Rusku narazilo na odpor Kongresu, který byl zlomen jen díky úspěšnému startu nosné rakety Proton se Zarjou 20. listopadu 1998 a vzletu raketoplánu Endeavour 4. prosince téhož roku. V jeho nákladovém prostoru se nacházel modul Unity…

Kromě plánovaných ruských a amerických modulů je ke stanici připojen evropský laboratorní modul Columbus a japonský laboratorní modul Kibó. Kanada dodala robotický manipulátor Canadarm2, na přístrojovém vybavení se podílí celkem 15 států. Přes další technické i finanční problémy se nakonec podařilo mezinárodní kosmickou stanici téměř (!) dobudovat. Jen Rusko stále odkládá start vědeckého modulu Nauka, který měl původně startovat v roce 2007. Ten už je sice od léta připravován ke startu na Bajkonuru, ale podle posledních zpráv by měl vzlétnout do kosmu až v květnu příštího roku…

Zkompletovaná ISS
Zkompletovaná ISS / Foto NASA

Nicméně od 2. listopadu 2000, kdy na stanici vstoupila první stálá posádka, je ISS trvale obydlena. V současné době je základní posádka, která se každých šest měsíců (až na výjimky dlouhodobých pobytů) obměňuje, tvořena pěti až šesti členy - pravidelně v mezinárodním složení. Po ukončení letů raketoplánů, bez kterých by ale ISS nevznikla do současné podoby, létají kosmonauti na stanici v lodích Sojuz. Brzy ale dostanou Rusové konkurenci v podobě kabin Dragon 2 od SpaceX a Starliner od Boeingu. Na zásobování se podílejí bezpilotní lodě Progress, Dragon 1, Cygnus od Orbital Sciences Corporation, japonský HTV a do nedávna i ATV agentury ESA.

Není bez zajímavosti kdo má na výstavbě ISS jaký podíl. Podle článku Michala Vopatky Evropská kosmická stanice na serveru Kosmonautix.cz z roku 2014 byla – cituji – „..ruská část ISS postavena v Rusku za (většinou) ruské peníze. Pravdou zůstává, že velkou část financí poskytly Spojené státy. Naproti tomu v USA byly vyrobeny nosníky a vše co k nim patří, kdežto z obyvatelných modulů to byly jen Unity a Destiny. Všechny ostatní byly vyrobeny v již několikrát zmíněné francouzsko-italské firmě Thales Alenia Space (Alenia Spazio), která má sídlo v Turíně. A americkou stranou byly zaplaceny jen moduly Tranquility a Harmony. Všechny ostatní, tedy Columbus, Cupola a Leonardo, jsou čistě evropské, i když dva z nich formálně ESA nepatří…“

Škoda, že se nepodařilo na Columbus umístit původně uvažovaný český krystalizátor na výrobu polovodičových materiálů z dílny Čestmíra Barty, jehož předchůdci pracovaly na saljutech i Miru. Možná bychom mohli doufat i v dalšího kosmonauta… Mimochodem, dosud ISS navštívilo přes 250 mužů a žen, z toho sedm tzv. vesmírných turistů.

Původně plánovaná životnost ISS měla skončit v roce 2016. Nikoliv pro amortizaci techniky, ale pro problémy s financováním. Jen do loňského roku účastnické státy stál onen zázrak lidského ducha i techniky 157 miliard dolarů. Mimochodem, za tuto cenu bychom mohli doletět i na Mars…

Vize Deep Space Gateway (LOP-G)
Vize Deep Space Gateway (LOP-G) / Obrázek NASA

Dohoda o financování ISS zaručuje její využívání do roku 2024. Co bude dál? Nechme se překvapit. Zatím je v úvahách mnohem menší stanice v libračním bodě L2 mezi Zemí a Měsícem, zvaná původně Deep Space Gateway a nyní snad definitivně Lunar Orbital Platform-Gateway (LOP-G). Zatím se počítá s tím, že to bude opět mezinárodní projekt s účastí Ruska.

Mohlo by vás zajímat

Stanislav Kužel

Letecký fanda, kitař a novinář, který patří k dlouholetým popularizátorům vědy, techniky a kosmonautiky v rozhlase či řadě časopisů. S řadou kosmonautů či astronautů se znal a zná osobně ze své rozhlasové éry, reportoval např. i kosmický let Sojuz-Apollo, start Vladimíra Remka či Jean-Loup Chrétiena. Jako první Čech si vyzkoušel simulátor kosmické lodi Sojuz (1975). Standa Kužel je m.j. i autorem několika knih (Kosmonautika za oponou, Kosmonauti Nula, science-fiction – viz antologii Slovník české literární fantastiky a science-fiction /Ivan Adamovič, Praha 1995/), povídek (viz Ikare či výběr „Kříšťálové sféry“) a řady populárně-vědeckých článků z různých oborů. Na letiště to má kousek a když s ním někdo odstartuje, rád se drží kniplu.


Témata

Kosmonautika


Zkušenosti a doplnění našich čtenářů

Přidat komentář