17. Kozmická strojovňa – Mercury a Gemini

Pred dvoma týždňami som napísal článok o prvých sovietskych vesmírnych lodiach, Vostok a Voschod. Dnes sa budem venovať tým americkým. Sovietsky Zväz na začiatku dobývania vesmíru jednoznačne vyhrával. Prvý satelit na obežnej dráhe, prvý kozmonaut, prvá EVA a množstvo ďalších prvenstiev odštartovali takzvané vesmírne preteky. V nich Američania očividne ťahali za kratší koniec. To všetko iba kvôli tomu, že v ZSSR vedeli vyrobiť poriadnu raketu. Zatiaľ čo rodina R-7 sa pomaly rozrastala, Američania svoju raketu snov ešte len hľadali. V roku 1957 vystrelil Sovietsky Zväz Sputnik-1. O mesiac nasledoval Sputnik-2 s Lajkou na palube. Bolo jasné, čo bude ďalšie. Obidve veľmoci sa zamerali na vyslanie človeka do vesmíru.

Dnes už vieme, že prvý bol Jurij Gagarin s loďou Vostok. Vtedy to však také jasné nebolo. Rusi všetko tajili, a tak si v USA mohli len domýšľať, koľko ešte majú času. Preto vsadili na istotu. Kvôli absencii poriadnej rakety sa zamerali na suborbitálny skok. Teoreticky by na prvenstvo stačila ani nie polovičná rýchlosť. Jednoducho bolo potrebné posadiť astronauta do kapsule so štítom a padákmi a vystreliť ho nejakou raketou do výšky 100 km. Celý let nemal trvať viac, ako sedem minút. Na to sa najviac hodila upravená jednostupňová raketa Redstone, o ktorej som písal aj vo štvrtom diely Kozmickej Strojovne. Dnešnýo diel však nie je o raketách, je o pilotovaných lodiach.

Mercury bola americkou pýchou. Prvé dva štarty absolvovala na rakete Redstone a letela len na suborbitálnu dráhu. Tú česť zviezť sa na Redstone mali dvaja americký astronauti Alan Barlett Shepard a Virgil Ivan Grissom. Potom nasledovali plnohodnotné lety na orbitu. Už otestovanú loď tam štyri krát vyniesla raketa Atlas-D.

Kozmická loď Mercury bola schopná vo vesmíre zostať päť hodín a po menších úpravách dokonca celý deň. Na prvý pohľad veľmi jednoduchá konštrukcia však bola veľmi sofistikovaná a na tú dobu dokonca lepšie konštrukčne riešená, ako Vostoky.

Schéma lode Mercury

Schéma lode Mercury
Zdroj: http://upload.wikimedia.org/

Aby mohla absolvovať náročný let do vesmíru, musela splniť niekoľko bezpečnostných predpisov. Jej steny boli tvorené štvrť milimetra hrubými titánovými plátmi, medzi ktorými bola výstelka, ktorá zabránila prenikaniu zvukových vĺn či tepla. O ochranu proti obrovskej teplote pri zostupe sa staral berýliový štít. Loď bola schopná odolať v smere osi ypsilon preťaženiu až 25 G pri štarte, aj pri zostupe. Zboku dokázala prežiť maximálne preťaženie 4 G. Pri dopade na vodnú hladinu 15G.

O záchranu astronauta v prípade havárie nosnej rakety sa mal postarať záchranný systém LES (Launch Escape System). Na deorbitačný zážih slúžili brzdiace rakety pripevnené ku štítu. Napájanie kabíny elektrickou energiou zabezpečovali tri batérie s výkonom 3 kWh a jedna s výkonom 1,5 kWh. V stene lode bol priezor, ktorým sa dala pozorovať Zem.  Rovnako na to slúžil aj malý teleskop, ktorý sa vysunul po dosiahnutí prvej kozmickej rýchlosti a pri zostupe sa sám automaticky ukryl.

Vo vesmíre astronaut pracoval vo veľmi stiesnených podmienkach. Veď nie náhodou vznikol aj vtip, že človek do Mercury nenastupuje, on si ju oblieka. Na palube boli dve kamery. Jedna snímala riadiacu dosku s viac než sto tlačidlami, spínačmi, kontrolkami, cifernikmi a inými ovládacími a informačnými prvkami. Druhou riadiace stredisko sledovalo astronauta. Ten počas jedného dňa stráveného na orbite odviedol kusisko dobrej práce.

Pristávací manéver začal zážihom brzdiacich rakiet. Tie znížili rýchlosť lode o približne 100 m/s. Tá potom začala pomaly klesať. Vo výške cca 90 km sa berýliový štít začal ohrievať. V štyridsiatich kilometroch bola nameraná najvyššia teplota 1650 stupňov Celzia. Výškomer začal pracovať vo výške 30 000 metrov. Brzdiaci padák s priemerom 1,4 metra sa otváral 6,4 km nad Zemou a hlavný padák s dvadsaťmetrovou klenbou sa otváral vo výške tri kilometre. Kabína prisávala do oceánu. Pred dopadom sa uvoľnila hĺbková bomba, ktorá vybuchla jeden kilometer pod hladinou a podala tak informáciu o približnej polohe Mercury. Tiež sa uvoľňoval štít, ktorý však zostal s loďou spojený a vytvoril tak vzduchový vankúš, ktorý tlmil dopad. Po pristáti sa aktivovali dva rádiomajáky a jeden svetelný maják, ktorý bolo vidno do vzdialenosti 37 km. Tiež sa začala vypúšťať fosforeskujúca látka, ktorá označovala presné miesto dopadu. Astronaut sa z lode mohol dostať vrchným otvorom. Pred letom však do Mercury nastupoval bočnými dvierkami.

V lodi bolo niekoľko automatických systémov. Tie slúžili na stabilizáciu lode, reguláciu teploty v skafandri, automatické natáčanie, recykláciu vzduchu a iné. Niektoré z nich však mali tendenciu sa kaziť. Najväčšie problémy boli s reguláciou teploty v skafandri. Na ňu sa sťažoval najmä astronaut Leroy Gordon Cooper, ktorý kvôli tomu nemohol ani spať. Každých pätnásť minút musel prietok chladiacej kvapaliny regulovať ručne.

Loď Mercury vystavená v múzeu.

Loď Mercury vystavená v múzeu.
Zdroj: http://historicspacecraft.com/

Počas letov však zlyhali aj iné veci. Čidlo, ktoré hlásilo odpojenie štítu sa samo od seba rozsvietilo a podalo tak klamlivú informáciu. Tým skoro zabilo astronauta Johna Glenna, ktorý dostal príkaz neodpojiť pred vstupom do atmosféry brzdiace rakety. Ak by sa totiž štít skutočne odpojil, mohlo počas kritických okamihov dôjsť k jeho uvoľneniu a obrovská teplota by bezbrannú loď okamžite zničila.

Nakoniec menšie odľahčenie. Gordon Cooper mal problémy aj s jedlom. Do vrecúšok s dehydrovanými potravinami sa mu totiž nepodarilo dostať vodu z obložených chlebíčkov zostali iba omrvinky, a tak sa musel počas celej doby letu živiť ananásovými zákuskami.

Lode Mercury celkovo štartovali šesť krát, z toho štyri krát na obežnú dráhu. Pripravili tak pôdu pre sofistikovanejšiu Gemini (blíženci), ktorá už bola schopná uniesť dvoch astronautov, vyslať jedného z nich na EVA, meniť parametre obežnej dráhy, dokovať…

Po ukončení programu vydala NASA 32-stranové vyhlásenie, v ktorom obvinila niektorých dodávateľov a subdodávateľov, že nedodržali technologický postup. Tým spôsobili ročné meškanie programu a množstvo chýb. Napríklad pri bezpilotných letoch poletovali po kabíny kúsky handier, ústrižky drôtov a iné veci. Tiež kvôli tomu zlyhávali životne dôležité systémy, a tak boli americkí astronauti v ohrození života.

Mercury bola v porovnaní s Vostokom oveľa menšia, menej spoľahlivá, poskytovala málo priestoru a dovoľovala astronautom zastať na obežnej dráhe oveľa kratšiu dobu. Zatiaľ čo rekord pri Mercury bolo 22 obletov Zeme, Vostok-6 ju obletela 81 krát a ako radi hovorievali sovietski inžinieri, vydržala by aj 7-12 dní. To však bolo dané oveľa vyššou hmotnosťou. Mercury vážila 1313 kg, zatiaľ čo Vostok až 4900 kg. Američania sa tak museli so zadaním oveľa viac popasovať.

 

V roku 1961 dva týždne po prvom lete lode Mercury vyhlásil prezident Kennedy pristátie človeka na Mesiaci do konca desaťročia za národný cieľ. Medzi suborbitálnym skokom a letom k inému vesmírnemu telesu však existuje „istý“ rozdiel. Technici z NASA to vedeli. V prvom rade bolo treba zvládnuť spájanie objektov na obežnej dráhe, takzvané rezenvous. Tiež nebolo jasné, aký vplyv má prostredie mikrogravitácie na človeka. Bolo by na mieste otestovať palivové články a v neposlednom rade sa naučiť, ako udržať životné podmienky pre viac ľudí v jednej lodi (stály tlak, teplota, kyslík, ochrana proti radiácii…). Preto vznikol projekt Gemini (blíženci), ktorý mal tieto aspekty letov do vesmíru vyriešiť relatívne bezpečne a lacno na nízkej obežnej dráhe.

Loď čiastočne vychádzala zo svojej predchodkyne. Po ukončení programu Mercury bol pomer medzi časom stráveným na obežnej dráhe Rusmi a Američanmi veľmi nepriaznivý. Vostoky dokázali vydržať na orbite oveľa dlhšie. Preto sa v USA rozhodli vytvoriť novú loď, ktorá by ich porazila. Požiadavky boli veľké:

– viacčlenná posádka
– výdrž aspoň dva týždne
– schopnosť meniť parametre dráhy
– schopnosť jemne manévrovať
– možnosť vyjsť do voľného vesmíru (EVA)

Tým chcela NASA otestovať hlavne tieto veci:

– získať skúsenosti s dlhodobým pobytom človeka a techniky v kozme
– uskutočniť stretnutie a spojenie dvoch telies na obežnej dráhe
– získať skúsenosti s činnosťou kozmonautov mimo loď (EVA)
– zlepšiť metódy návratu do atmosféry a spresniť aj samotné pristátie
– získať viac informácií o fyziologických reakciách posádky na dlhodobé účinky stavu bez tiaže a nazhromaždiť ďalšie lekárske dáta v súvislosti z budúcimi letmi na Mesiac.
– vycvičiť tím astronautov, ktorí bude mať skúsenosti s mikrogravitáciou a s dokovaním na obežnej dráhe

Raketa Titan II štartuje  loďou Gemini 7

Raketa Titan II štartuje loďou Gemini 7
Zdroj: http://upload.wikimedia.org/

Výsledok na seba nenechal dlho čakať. Tvar návratovej kabíny Gemini sa nápadne pripomínal Mercury. Celá loď sa však o dosť zväčšila. Vošli sa do nej dvaja astronauti, ktorí mali životný priestor 1,6 metrov kubických. (pre porovnanie dnešné Sojuzy majú 4,5 m3). K návratovej kabíne pribudol servisný modul. Ten sa skladal z časti s manévrovacími tryskami a z úseku s palivom pre hlavný motor lode. Tiež sa tam nachádzali palivové články ktoré z vodíka a kyslíka vyrábali vodu a elektrinu, nádrže s čistým kyslíkom (USA používali čisto kyslíkovú atmosféru s tlakom 0,35 atmosfér), záložný brzdiaci raketový systém a množstvo elektroniky. Servisný modul mal kónický tvar s priemerom 2,3 m pri kabíne a 3 m na konci. Na vrchu návratovej kapsuly sa nachádzal padákový systém a radar, ktorý pomáhal astronautom pri manévrovaní v blízkosti cudzích telies. Kompletná loď mala hmotnosť 3 600 kg, pri lete Gemini 7 dokonca až 3 827 kg, teda tri krát viac, ako Mercury. Kvôli tomu Američania vyrobili úplne novú nosnú raketu. Miesto Atlasu sa radšej spoľahli na dvojstupňový Titan II.

Miesto záchranného systému LES stavili skôr na katapultovacie kreslá. Tie fungovali do výšky dvadsať kilometrov a v prípade havárie  by odniesli dvojicu astronautov pod uhlom pätnásť stupňov do tristometrovej vzdialenosti. Tí by potom pristáli klasicky na padákoch.

Pre vstup do atmosféry sa používal berýliový štít. Ten sa rozžhavil na teplotu 1600 stupňov Celzia. Kabína potom vo výške sedem kilometrov vystrelila brzdiaci, stabilizačný padák a priemerom 5,5 m. Hlavný padák sa uvoľňoval tri kilometre nad zemou a mal priemer 25,5 m. Počítalo sa iba s pristátím do vody.

Originálny návrh bolo použiť takzvané rogalo, teda padák, s ktorým by sa dalo manévrovať. Potom by loď mohla pristávať aj na tuhom povrchu a navyše oveľa presnejšie. To však hlavne kvôli nedostatku času neprešlo.

Gemini bola prvá loď, ktorá používala palubný počítač, takzvaný Gemini Guidance Computer. Ten riadil celý let, autopilota, systémy podpory života, pomáhal pri približovaní a dokovaní…

Počas rokov 1965-66 sa uskutočnilo desať pilotovaných letov (v ZSSR leteli Voschody iba dva krát), počas ktorých USA splnili všetky úlohy. Na rozdiel od Sovietskeho Zväzu nezbierali rekordy, išli na to veľmi šikovne. Postupne predlžovali dĺžku pobytu astronautov na orbite. Pri lete Gemini VII to bolo dokonca až štrnásť dní. Niekoľko krát si vyskúšali EVA (prvý krát Gemini IV), približovanie sa k cieľu (prvý krát Gemini VI-A) a nakoniec aj dokovanie (prvý krát Gemini VIII). Tento program však neobišli ťažkosti. Už počas prvého letu robil problémy palubný počítač, neskôr správne nepracovali palivové články. Ani astronauti na tom neboli najlepšie. Vysoká stresová hladina im nedovolila poriadne sa vyspať. Preto lekári skúšali niekoľko modelov dňa. Najprv sa v spánku striedali. Avšak aj najmenší hukot spáča vytrhol zo sladkého snenia. Preto padlo rozhodnutie nechať spať oboch účastníkov letu. Neskôr sa tiež montovali na okienka kryty, aby cez ne počas „dňa“ nemohli prenikať slnečné lúče. Na tieto a ešte ďalšie, na prvý pohľad bezvýznamné detaily sa dalo prísť iba lietaním vo vesmíre. Nebyť projektu Gemini, Američania by pravdepodobne na Mesiaci tak skoro vlajku nevztýčili a možno by ich dokonca Sovieti aj predbehli.

Počas desiatich pilotovaných letov lode Gemini testovali množstvo technológií a postupov, ktoré mali USA patrične pripraviť na lety k Mesiaci a ďalej:

Prvý pilotovaný let sa niesol v znamení testovaní základných systémov, možnosti manévrovania a návratu do atmosféry. Dvaja astronauti obleteli Zem tri krát a pristáli do oceánu.

Pri druhom pilotovanom lete s označením Gemini IV sa astronauti snažili dostať čo najbližšie k poslednému stupňu nosnej rakety. Miesto plánovaných 8 metrov sa však podarilo priblížiť len na 90 m. Po tejto skúsenosti sa NASA rozhodla použiť v budúcnosti palubný radar. Tiež prebehla prvá americká EVA. Trvala 23 minút a tú česť mal astronaut E.H. White.

Pri lete Gemini 5 (pilotovaný let č. 3) sa vyskytla porucha palivových článkov

Gemini 7 vyfotená z okienka lode Gemini 6A pri spoločnej misii.

Gemini 7 vyfotená z okienka lode Gemini 6A pri spoločnej misii.
Zdroj http://upload.wikimedia.org/

Nasledoval let Gemini 7, počas ktorého dvaja astronauti pracovali na obežnej dráhe 14 dní. Tento let mal okrem iného otestovať dlhodobý vplyv prostredia mikrogravitácie na ľudské telo.

Potom sa pokračovalo misiou Gemini 6A. Pôvodne sa mali dvaja Američania prvý krát v histórii spojiť s iným telesom na obežnej dráhe. Bohužiaľ však raketa Atlas s horným stupňom Agena zlyhala, a tak nebolo kde letieť. Nakoniec padlo rozhodnutie priblížiť sa k lodi Gemini 7. Po niekoľkých odkladoch sa všetko podarilo, Titan pracoval správne a po niekoľkých obletoch sa už obe lode boli schopné kontaktovať rádiom.  Po ďalších manévroch sa priblížili na vzdialenosť 0,3 metra. Z tohto letu vzniklo niekoľko úžasných fotografií.

Pri lete Gemini 8 sa prvý krát spojili na obežnej dráhe dva objekty. Spomínaná loď zadokovala na posledný stupeň Agena. Bohužiaľ sa vyskytli problémy s riadiacim systémom Gemini a tá potom núdzovo pristála asi 800 km východne od Okinavy.

Let Gemini 9A bol dosť nešťastný. Loď mala zadokovať ku cieľovému telesu ADTA, ale po prílete k nemu sa bohužiaľ zistilo, že aerodynamický štít sa neuvoľnil. Preto nebolo možné sa k nemu pripojiť.

Pri Gemini 10 bol cieľ rovnaký, ako počas Gemini 8. Tento krát sa našťastie žiadna porucha nevyskytla. Potom jeden astronaut v skafandri vyšiel do voľného vesmíru a 50 minút robil astronomické pozorovania.

Pri Gemini 11 sa po zadokovaní zapol hlavný motor Ageny a súlodie prešlo na obežnú dráhu vo výške až 1367 km, čo je rekord pre lety človeka okolo Zeme dodnes. Potom prebehla ďalšia EVA.

Posledný, dvanásty let Gemini a desiaty pilotovaný let bol asi najzaujímavejší. Spojenie s Agenou bolo precvičené až štyri krát, postupne sa uskutočnili tri výstupy do voľného priestoru a tiež prebehlo štrnásť vedeckotechnických experimentov. Pre poruchu na palivovej nádrži Ageny sa však nekonalo zvýšenie dráhy (ako pri Gemini 11).

Počas desiatich pilotovaných letov USA predbehli Sovietsky Zväz v počte hodín strávených vo vesmíre, v počte obletov, jednoducho vo všetkom. Dostali sa na veľmi dobrú cestu k Mesiacu

Zdroje informácií:
http://mek.kosmo.cz/pil_lety/usa/gemini/gemini.htm
http://sk.wikipedia.org/wiki/Gemini_(kozmick%C3%A1_lo%C4%8F)
http://en.wikipedia.org/wiki/Project_Gemini
http://en.wikipedia.org/wiki/Project_Mercury
http://sk.wikipedia.org/wiki/Mercury_(kozmick%C3%A1_lo%C4%8F)

Zdroje obrázkov:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/de/Gemini_7_in_orbit_-_GPN-2006-000035.jpg
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/33/Gemini_7_-_Launch_of_the_spacecraft.jpg
http://historicspacecraft.com/Photos/Spacecraft/Mercury_MA7_CMSI_RK_2008_1.jpg
http://www.cyber-hobby.com/shop/images/wings/50384.jpg
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/f4/Gemini_6_and_Gemini_7_Rendezvous_-_GPN-2000-001049.jpg/597px-Gemini_6_and_Gemini_7_Rendezvous_-_GPN-2000-001049.jpg

Pin It
Nahlásit chybu

Hlášení chyb a nepřesnostíClose

GD Star Rating
loading...
Níže můžete zanechat svůj komentář.

Více se o tomto tématu dočtete zde »
(odkaz vede na příslušné vlákno diskuzního fóra www.kosmonautix.cz)


Zanechte komentář