Křesla a pistole – pomůcky pro pohyb při EVA (1. díl)

Raketové křeslo MMU

Hned na úvod bych rád vážené čtenáře ubezpečil, že i přes ne zcela obvyklý název seriálu se nemusejí obávat radikální změny zaměření tohoto serveru. Nehodláme se zabývat přestřelkami v zakouřených saloonech ani příběhy gangsterských bossů, vydávajících pokyny k likvidaci svých soků z pohodlí luxusních křesel Chesterfield a se sklenkou pašované whisky v ruce. Zůstaneme i nadále věrni kosmonautice.
Když Konstatntin Eduardovič Ciolkovskij ve svých pracích předvídal budoucnost lidských výbojů do vesmírného prostoru, jistě netušil, že jím označené techniky se již po několika desetiletích stanou realitou. Kupodivu se to netýká pouze rámcových teorií, ale i drobných detailů. Jako příklad může posloužit idea opuštění kabiny a práce ve volném prostoru. V pozdějších letech tuto myšlenku přijalo za svou mnoho autorů vědeckofantastické literatury a také mnoho autorů populárních komiksů. Když pak skutečně přišel čas pro plánování prvních výstupů do vesmíru, stál před techniky a konstruktéry zajímavý úkol. Výstupy neměly být samoúčelné, kosmonauti a astronauti měli během nich provádět rozličné práce včetně oprav vlastních satelitů a „inspekcí“ satelitů protivníka. Aby se však ke svému pracovnímu místu dostali, bylo třeba je vybavit nějakou pomůckou, která by jim přesun umožnila. První pokusy se objevily v roce 1965 současně s prvními výstupy do prostoru a následovníky těchto jednoduchých pomůcek můžeme pozorovat na skafandrech astronautů a kosmonautů i dnes…

 

Gemini: HHMU

 

Už na počátku šedesátých let, během formování programu Mercury Mk.II, který posléze vešel do historie pod názvem Gemini, vyvstal požadavek na zahrnutí EVA do letových plánů. Astronauti měli prověřit schopnost člověka orientovat se, přemisťovat se a pracovat ve volném prostoru.

Ed White na záběrech z nácviku stand-up EVA v podtlakové komoře

Ed White na záběrech z nácviku stand-up EVA v podtlakové komoře
Zdroj: spaceflight.nasa.gov

Plán, který měly osádky původně plnit, se od skutečnosti nakonec poměrně významně lišil. Například při letu Gemini IV měl pilot Ed White provést pouze tzv. „Stand-up EVA“, tedy pouze se postavit na svém křesle a vysunout se trupem nad průlez. Měl poté provést pár jednoduchých experimentů, udělat několik fotografií a opět se posadit na své místo. Až pro Gemini V byl plánován plnohodnotný výstup do volného prostoru, během následující mise se pak měl pilot přemístit na záď lodi, kde měl z adaptérové sekce sejmout materiálové vzorky. První mise, při které měl být zkoušen nástroj pro pohyb astronautů, měl být let Gemini IX. Pilot této mise měl vyzkoušet prototyp raketového křesla. Mise s čísly 10, 11 a 12 měly poté dále cizelovat techniky EVA.

Vše ovšem změnil 18. březen 1965. Toho dne Sověti překvapili celý svět novým prvenstvím: Alexej Leonov podnikl první výstup do volného prostoru. O šest dní později vyzkoušela NASA na oběžné dráze svou novou loď Gemini poprvé v pilotované konfiguraci. Tyto faktory vyprovokovaly na příslušných místech agentury diskuzi ohledně přehodnocení plánů EVA. 29. března proběhla schůzka ředitele MSC Dr. Roberta Gilrutha, jeho zástupce George Lowa a ředitelů divize pro letové operace posádek a divize systémů posádek. Během schůzky byl prezentován modul VCM („Ventilation Control Module“), zajišťující přísun kyslíku do skafandru astronauta během EVA. Na stole se před účastníky schůzky objevil také prototyp zajímavého zařízení, nazvaného podivnou zkratkou HHMU. Zkratka znamenala „Hand-held Maneuvering Unit“, tedy ruční manévrovací jednotka. Schůzka skončila za všeobecného názoru, že nic nebrání tomu, aby Ed White během letu Gemini IV vystoupil zcela mimo kabinu a prověřil možnosti pohybu člověka v prostoru.

White začal víceméně potají s nácvikem plnohodnotné EVA, definitivní posvěcení od administrátora NASA Jamese Webba přišlo až 25. května. Teprve poté bylo možné odtajnit tuto významnou změnu letového plánu. Mezitím v zákulisí probíhaly testy a kvalifikace vybavení pro EVA. 15. května byly úspěšně završeny kvalifikační procesy pro skafandr G4C, o čtyři dny později byly oficiálně uznány za letuschopné součásti vybavení, nutné pro výstup: ventilační modul VCM, kabel, který měl Whitea poutat k lodi a zajišťovat přísun kyslíku, energie a spojení a v neposlední řadě také manévrovací jednotka HHMU.

Jednotka HHMU pro Gemini IV

Jednotka HHMU pro Gemini IV
Zdroj: commons.wikimedia.org

Jak vlastně jednotka HHMU vypadala? Zařízení vzniklo ve vývojových laboratořích firmy Garrett AiResearch. Tato firma mimo jiné dodávala systémy pro zajištění životních podmínek už pro kabiny Mercury a kontrakt si udržela i během programů Gemini a Apollo. Hand-held Maneuvering Unit byla konceptem, jenž připomínal dětské komiksy se superhrdiny. Na první pohled HHMU vypadala jako podivná pistole s válci pod držadlem a dvěma výklopnými rameny.
Na předním čele rukojeti bychom našli jednu trysku o tahu 0,9 kg, která měla zajišťovat pohyb vzad. Po jedné trysce o tahu 0,45 kg bylo také na obou koncích ramen. Tyto trysky měly umožnit dopředný pohyb. Zařízení nemělo žádné raketové motorky, pohon zajišťovalo 0,3 kg stlačeného kyslíku. Ten byl skladován ve dvou nádržích (které byly mimochodem převzaty z raných modelů kataultážních sedadel Gemini) pod tlakem 27,5 MPa. Daný objem plynu umožňoval funkci „pistole“ při tahu 0,9 kg po dobu zhruba 20 sekund, což odpovídalo změně rychlosti přibližně o 1,82 m/s. Celé zařízení mělo hmotnost 3,1 kg a doplňoval jej i fotoaparát Contarex, umístěný na konzoli na čele „pistole“.

Zatímco tedy Ed White potají trénoval ovládání „pistole“ na speciálním trenažéru se vzduchovým polštářem, letový exemplář tohoto zajímavého přístroje byl koncem května doručen na kosmodrom a uložen na příslušné místo v kabině lodi. Teprve několik dní před startem bylo oficiálně oznámeno, že součástí mise Gemini IV bude plnohodnotná vycházka a White se mohl konečně přestat během nácviku skrývat.

3. června 1965 se konečně vydal nosič Titan II s kabinou Gemini na špici vzhůru. Po navedení na orbit se velitel Jim McDivitt pokusil o sblížení s vypotřebovaným druhým stupněm nosiče, dlužno říci, že neúspěšně. Podle všeho v té době astronauti ani řídicí středisko ještě zcela nechápali podstatu kontraintuitivních manévrů, nutných k setkání dvou těles na orbitu.

Na druhém oběhu měla přijít na řadu Whiteova EVA. Astronauti ovšem požádali o krátký odklad, protože White se oproti plánu opožďoval s přípravami na výstup. Jednou z položek checklistu byla i kompletace HHMU. Znamenalo to vyjmout pistoli z úložného prostoru, našroubovat na redukční ventil nádržky s kyslíkem a vyklopit ramena s tryskami. Instalace fotoaparátu byla poslední položkou a astronaut ji měl vykonat už napůl mimo kabinu.

Na třetím oběhu mohli konečně astronauti vypustit z kabiny kyslík a otevřít Whiteův poklop. To ovšem nebylo tak jednoduché – poklop se odmítal podřídit! To nebylo zrovna povzbudivé, protože během jednoho z nácviků v podtlakové komoře už poklop jednou zazlobil – tehdy se nechtěl uzavřít, protože do sebe nezapadly převody, jež pohybovaly západkami. Vypadalo to, že tentokrát nastala podobná situace. Ovšem po onom testu v podtlakové komoře McDivitt sledoval technika, jak poklop opravuje a měl tedy představu, jak celé soustrojí vypadá a kde může nastat problém. S Whitem se tedy rozhodli, že nebudou nic hlásit na Zem (beztoho byli v danou chvíli mimo oblast spojení) a že zkusí poklopu „domluvit“. Nakonec se to podařilo a v daný okamžik (nyní už v oblasti spojení s řídicím střediskem) se mohl White pustit do práce.

Ed White během své vycházky. V jeho ruce je zřetelná pistole HHMU.

Ed White během své vycházky. V jeho ruce je zřetelná pistole HHMU.
Zdroj: en.wikipedia.org

Bylo 19:46 UT, když se White postavil na svém sedadle a po chvíli zápolení se mu podařilo upnout fotoaparát do příslušného držáku na „pistoli“. Několikrát se ujistil, že nenechal na objektivu krytku, protože „…to bych se pak vůbec nemusel vracet zpátky“. Poté zmáčknul spoušť HHMU a nechal se tlakem plynu jemně poodstrčit ven z kabiny. Následující minuty byly pro něj životním vrcholem. Téměř neomezený pohled na Zemi byl neuvěřitelně opojný a White se jej nemohl nabažit.

Podle jeho slov bylo používání HHMU bezproblémové: „(…)Manévrovací jednotka je dobrá, jediným problémem je to, že nemám dostatek paliva.“ Po několika impulsech byl skutečně pohonný kyslík vypotřebován a většinu vycházky pistole sloužila pouze jako astronomický drahý držák na fotoaparát. Zajímavé je, že Whiteovo nadšení nad schopnostmi a možnostmi HHMU ostře kontrastuje s názorem Jima McDivitta. Ten o HHMU po letech prohlásil: „(…)Ta pistole naštěstí neměla příliš velký tah, protože to bylo to zoufalé zařízení. Nebylo možné s ní pořádně kontrolovat svůj pohyb.“ Je faktem, že jediná možnost, jak zařízení použít, spočívala v tom, že ji astronaut čistě odhadem umístil co nejblíže svému těžišti, zmáčknul spoušť a doufal, že poletí tam, kam měl v plánu…

Během až příliš krátké čtvrthodinky White splnil vše, co bylo v letovém plánu, a nastal čas k návratu. Bohužel, vinou problémů s hlasově aktivovaným mikrofonem nastal určitý „komunikační šum“, když se CapCom Gus Grissom marně snažil dovolat posádky Gemini IV. Nakonec se mu to podařilo a v souladu s letovým plánem začal McDivitta nabádat, aby zavolal Whitea zpět do lodi. Nikdo nechtěl riskovat to, že White bude mimo loď v okamžiku, kdy Gemini vstoupí do temnoty zemského stínu. Přestože McDivitt Whitea lákal zpět do kabiny, pilot nebyl tak zcela připraven vzdát se svého výhledu, jímž byl okouzlen. Nakonec se neochotně uvolil vrátit se zpět, ovšem s podotekem: „Tohle je nejsmutnější okamžik mého života…“

Když se White konečně usadil na svém sedadle, vlétla Gemini do zemského stínu. Nyní ale nastala další napnutá chvilka: zlořečený mechanismus poklopu opět stávkoval a nechtěl se zajistit. McDivittovi se naštěstí v orbitální temnotě podařilo nahmatat rukou v natlakované rukavici příslušná ozubená kolečka skrze úzký slot na kraji poklopu. Kolečka do sebe zapadla a napětí v obou astronautech povolilo. Další položkou letového plánu mělo být opětovné otevření poklopu a odhození již nepotřebného vybavení ven, McDivitt a White se však rozhodli znovu neriskovat a raději snášet po zbytek letu nepořádek v kabině, než se pokoušet vstoupit na konci mise do atmosféry s nezajištěným poklopem. Gemini IV přistála po 4 dnech, 1 hodině, 56 minutách a 12 sekundách letu v oblasti západního Atlantiku.

HHMU pro let Gemini VIII

HHMU pro let Gemini VIII
Zdroj: en.wikipedia.org

Let mimo jiné prokázal, že s jistými omezeními je HHMU funkční pomůckou pro pohyb v prostoru. Největším nedostatkem byl malý objem pohonného média. Konstruktéři plánovali tento detail napravit při dalších misích. Mužem, jenž měl vylepšenou „pistoli“ HHMU vyzkoušet, byl David Scott. Při misi Gemini VIII měl vyzkoušet novinku – batoh ESP (Extravehicular Support Package), jehož součástí byla i mimo jiné i nádrž na pohonný plyn pro HHMU. Na rozdíl od Gemini IV nebyl tentokrát použit kyslík, nýbrž freon-14 (tetrafluorometan).

Použití freonu s sebou neslo znatelné vylepšení výkonu zařízení vzhledem k vyšší hustotě plynu. Navíc měl mít Scott k dispozici celých 8 kg této látky, což umožňovalo při tahu 0,9 kg přibližně 200 sekund(!) funkce HHMU a dokázalo udělit astronautovi impulz o velikosti 21,9 m/s. Freon byl v nádrži stlačen na 0,6 MPa. Pistole samotná byla podobná té, již použil Ed White, se dvěma tryskami na výklopných ramenou pro pohyb vpřed a jednou tryskou pro pohyb vzad a byla spojena s batohem zhruba metrovou hadicí. Samotný batoh ESP měl být upevněn na zádi lodi, na tzv. adaptérové sekci. Scott mohl v průběhu vycházky přepnout dodávku kyslíku a energie právě na batoh ESP a využít kabelu, jenž mu dosud tyto důležité zásoby poskytoval, jako poutacího lana. K dispozici měl mít navíc i jakousi „prodlužovačku“ díky které byl teoreticky schopen vzdálit se až na 30 metrů od lodi.

Takto vybaven měl být Dave Scott během své EVA. Nakonec bylo vše jinak...

Takto vybaven měl být Dave Scott během své EVA. Nakonec bylo vše jinak…
Zdroj: x-jetpacks.com

Přes všechna pozitiva však použití freonu neslo i problémy. Nejzávažnějším byl sklon k ucpávání trysek a zamrzání ventilů pistole v otevřené poloze. Nakonec se vše podařilo vyřešit a 22. ledna 1966 byl celý systém kvalifikován jako letuschopný. Ani Dave Scott nezahálel a během výcviku provedl na 300 nácviků během parabolického letu ve speciálně upraveném letounu a strávil 20 hodin na trenažéru se vzduchovým polštářem. Startu, který byl naplánován na 16. března, nic nebránilo.

Z historie víme, že mise Gemini VIII skončila po závažných problémech se zaseklou tryskou orientačního systému mnohem dříve, než mohl Scott svoji pistoli vůbec použít. Spolu s Armstrongem museli čelit vážné krizi krátce po spojení s cílovým tělesem Agena a mise byla ukončena přistáním do záložní cílové oblasti v západním Pacifiku.

Další pistole HHMU byla přichystána pro let Gemini X. Oproti Gemini VIII byl lehce upraven tvar držadla pistole, ovšem největší změna se opět týkala pohonného média. Tentokrát byl využit dusík ve dvou nádržích, jež byly uloženy v adaptérové sekci Gemini a jehož zásoba mohla „uštědřit“ astronautovi impuls o velikosti 25,6 m/s. Pilot Mike Collins se měl na začátku své druhé EVA (první výstup představovalo pouhé postavení se na svém sedadle – tzv. stand-up EVA) přesunout k místu, kde byl umístěn rychlospoj pro hadici k jeho pistoli. Po propojení hadice s nádrží dusíku měl Collins využít HHMU k zalétnutí k Ageně, vznášející se několik metrů od lodi, a vyzvednutí vzorků z jejího povrchu. Poté měl Collins mimo jiné vyzkoušet i manévrování v rozsahu vzdáleností, jež umožňovala délka hadice, tedy až 15,2 m od lodi.

Mike Collins během nácviku s HHMU

Mike Collins během nácviku s HHMU
Zdroj: spaceflight.nasa.gov

K velkému zklamání velitele Johna Younga i Mika Collinse nakonec byla jednotka HHMU použita pouze na pár „pošťouchnutí“ k cílové Ageně. Na další experimenty s mobilitou pomocí HHMU už nedošlo, protože Gemini X se začalo výrazně nedostávat paliva v manévrovacím orbitálním systému. Celkem pracovala pistole necelých 30 sekund, většinou v krátkých impulzech.

Poslední možností, kdy měli astronauti možnost použít HHMU, byla mise Gemini XI. HHMU měla být v podobné konfiguraci jako u předchozí mise, tedy se zásobou dusíku v adaptéru lodi. Hadice, spojující pistoli s nádržemi, však byla zkrácena na 9 metrů, aby bylo usnadněno její uložení a manipulace. Pistole také nebyla uložena v kabině, jako v předchozích případech, ale na zádi adaptérové sekce Gemini. Pilot Dick Gordon se měl nejprve přemístit dopředu, k Ageně, se kterou se Gemini XI měla spojit a po splnění určeného programu pak dozadu k adaptéru. Teprve potom měla proběhnout evaluace HHMU. Bohužel, vinou vyčerpání Dicka Gordona byl nucen velitel Pete Conrad EVA „odpískat“ dříve, než se mohl Gordon přemístit k zádi lodi a pistoli využít.

Celkové zkušenosti s HHMU tedy dosáhly necelé minuty fungování a podle všeho se jednalo sice o slibný, avšak v mnoha ohledech ne zcela praktický koncept. Zejména nemožnost přesně směrovat tah trysek skrze těžiště astronauta znesnadňovala přesné směrování pohybu. Jako začátek to však vůbec nebylo špatné. Ještě v roce 1966 byl podepsán kontrakt s firmou Rocket Research Corp. na vývoj HHMU o větším výkonu, kde měl být k pohonu použit hydrazin, ovšem další použití pistole v otevřeném prostoru se nakonec už neodehrálo.

Mnohem větší budoucnost měl mít jiný koncept, který byl v rámci Gemini rozpracován. Tentokrát se mělo jednat skutečně o zařízení, připomínající sci-fi…

(článek má pokračování)

 

Zdroje obrázků:

http://www.nasa.gov/sites/default/files/images/601259main_jetpack_full.jpg
http://spaceflight.nasa.gov/gallery/images/gemini/gemini4/html/s65-04896.html
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:HHMU.jpg
https://en.wikipedia.org/wiki/File:Astronaut_Edward_White_first_American_spacewalk_Gemini_4.jpg
https://en.wikipedia.org/wiki/File:S66-19184.jpg
http://www.x-jetpacks.com/wp-content/uploads/2014/11/Gemini-1966-Tethered-HHMU-s66-17480.jpg
http://spaceflight.nasa.gov/gallery/images/gemini/gemini10/hires/s66-28782.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)


14 komentářů ke článku “Křesla a pistole – pomůcky pro pohyb při EVA (1. díl)”

  1. Michal napsal:

    pokial mi je zname ZSSR vyvijal aj normalne strielajuce pištole vo vesmíre a niektore vyzera fakt ako zo sci-fi http://topwar.ru/uploads/posts/2014-01/1389637331_4f0237bf186bfcd39c0fc382cd6.jpg

    • Samo napsal:

      Neviem ale marí sa mi že na MIRe som niekde čítal že strelné zbrane skutočne boli, ale fakt neviem či to je pravda.

      • Vítek napsal:

        Povídá se, že kosmonaut Volynov vyhrožoval pistolí na Saljutu 5 kolegovi Žolobovovi, uvádí to například Tomáš Přibyl nebo Karel Pacner. Tak nevím, jestli to byla signální pistole z nouzové výbavy Sojuzu nebo měli někteří kosmonauti právo létat ozbrojení.

    • Ondřej Šamárek napsal:

      Tady se míchá několik věcí dohromady. 🙂
      Pistole, o kterých se píše v seriálu, byly určeny pro pohon.
      Potom tady byly experimentální prototypy, které jsou na obrázku ve Vašem odkazu. Ty byly laserové a měly sloužit k oslepení protivníkových optických čidel, eventuálně očí nepřátelských astronautů. Pokud vím, zůstalo pouze u několika prototypů a do vesmíru se žádný z nich nepodíval.
      No a nakonec jsou tady pistole z výbavy pro přežití, původně TP-82 (unikátní zbraň, kombinující pistoli na světlice, klasické náboje a náboje do brokovnice a mačetu). V roce 2007 však došly zásoby specifické munice pro tuto zbraň, proto nyní (alespoň podle toho, co vím) mají Rusové možnost přidat do výbavy pro přežití klasickou pistoli, nicméně běžně ji nevozí.

  2. hixaxon napsal:

    Jé, další série 🙂 , jdu na to…

    PS: Držím stále pěsti s knihou. Kontroluji to snad denně 🙂

    • Ondřej Šamárek napsal:

      Hehe, jsem rád, že jsem potěšil!
      A díky za držení pěstí, jde to sice pomalu, ale jistě… 😉

      • hixaxon napsal:

        Zdravím, u knihy, co reklama, povedlo se někde?

        Ono (nemyslím tím absolutně nic špatného (v žádném případě), jen není podle mě úplně známý) portál Knižní startér nebude úplně běžná stránka na náhodnou návštěvu.

        Oproti tomu kickstarter a indiegogo sem tam ze zájmu prohlédnu „jen tak“. Co takhle s variantní anglickou mutací nabídnout i tam?

        Ale je mi jasné, že to není tak jednoduché, jak to na první pohled vypadá. Bohužel.

        • Ondřej Šamárek napsal:

          Nějaká reklama venku je, třeba na blogu Jana Sedláčka (mimochodem výborný blog o každodenním dění v kosmonautice, vřele doporučuji!). O dalších možnostech se jedná, dokonce by mohlo jít o poměrně velké a známé subjekty, ale podrobnosti by zatím asi nebylo dobré dávat ven.
          Co se anglické mutace týká – to je (alespoň co se mě týká) vyloučeno, to bychom asi nezaplatili.

        • ventYl napsal:

          O reklamu sa tak trocha v ramci moznosti starame aj my, co uz mame na osudy volne miesto v kniznici 🙂

        • Ondřej Šamárek napsal:

          …za což jsme velmi vděční. 😉
          Pokud by se to povedlo, byla by to bomba!

  3. Petr Hájek napsal:

    Ondřej opět nezklamal ,co dodat.

  4. Racek napsal:

    Chlapi, Váš záběr opravdu obdivuji, i když proti počátkům kosmonautiky je zdrojů dnes opravdu hodně. Ale dát to dohromady a takhle pěkně čtivě a logicky uspořádat, to je fakt umění, podložené hodně velkou prací a základními znalostmi.
    Fakt umíte.

Zanechte komentář