Vesmírná architektura (4. díl)

von_braun_station_2

V padesátých letech dvacátého století pracoval raketový konstruktér Wernher von Braun na vizi utopické orbitální stanice s umělou gravitací. Vycházel přitom ze studií Konstantina Ciolkovského, Hermanna Obertha a Hermana Potočnika, který spíše používal pseudonym Herman Noordung. Von Braun tušil, že taková obří stavba ve vesmíru by mohla mít velký význam pro lidstvo. Sám v ní spatřoval především jakýsi mezistupeň, odkud by se člověk mohl jednou „odrazit“ k měsíci a později i planetám. Jeho obří rotující kolo mělo mít 76 metrů v průměru, tři patra a místo na palubě pro 80 lidí rozdělených do několika různých sekcí. Navzdory tomu, že se tato vize těšila velké oblibě u veřejnosti, zůstala pouze na papíře. Zato jiný, mnohem méně honosný projekt, se lidstvu o mnoho let později přeci jenom podařilo uskutečnit. V roce 1998 na oběžnou dráhu Země dopravila ruská nosná raketa Proton-K modul Zarja (Úsvit), první a klíčovou část ruského segmentu budoucí Mezinárodní vesmírné stanice (ISS). O pouhých pár dní později se na svou cestu vydal také americký raketoplán Endeavour s dalším modulem Unity v nákladovém prostoru. Obě části se podařilo úspěšně propojit a tím započala stavba doposud největšího a zároveň nejdražšího inženýrského projektu na světě – Mezinárodní vesmírné stanice a právě jejímu příběhu patří následující řádky.

Příběh Mezinárodní vesmírné stanice (1)

Na světě je přibližně 200 států. Každý se vyznačuje přesně vyměřeným územím a má své hranice. Přestože jsme jeden druh, vytvořili jsme si umělé bariéry mezi sebou navzájem. Různí lidé z různorodých končin mají rozdílné zvyky i návyky a především názorovou nejednotu. A právě odlišná mínění zemí světa jsou mnohdy překážkou k bližší kooperaci. V celé historii lidstva bychom našli jen málo pozitivních příkladů velké, společné spolupráce a musíme si přiznat, že takové chvíle jsou velmi vzácné, ale zároveň hodně důležité. Odvěcí rivalové jako například Spojené státy a Rusko si dokáží podat ruce a výsledky společného cíle mnohdy předčí samotná očekávání. Tak tomu je i v případě Mezinárodní vesmírná stanice. Vybudovat ji dalo hodně práce. Tento projekt si vyžádal doslova celý komplex politických, diplomatických, finančních a technologických rozhodnutí, která nebyla vždy úplně jednoduchá. Bylo potřeba vyřešit mnoho technických problémů a vše připravit do nejmenších detailů, protože i malá chyba mohla mít fatální následky. Navzdory všem úskalím výsledek stojí opravdu za to. Při pohledu na doposud nejambicioznější konstruktérský kousek naší historie se nelze ubránit údivu. Je to jediná trvale obyvatelná vesmírná stavba současnosti a krásný příklad funkční vesmírné architektury. Pro mnohé je právě její příběh tím největším dobrodružstvím, jaké lidstvo doposud podniklo, tak se na něj tedy pojďme společně podívat.

První studie Space Operations Center

První studie Space Operations Center
Kredit: NASA

Naše vyprávění začneme v roce 1979. Amerika se v té době neslavně loučila s nebeskou laboratoří Skylab, která v červnu toho roku bohužel zanikla v atmosféře. Taktéž práce na raketoplánech pomalu končily a NASA potřebovala nutně najít novou vizi pro pokračující přítomnost svých astronautů ve vesmíru. Logicky se po nově nabytých zkušenostech nabízela možnost vybudovat stanici novou, větší a efektivnější. Proto se ještě v ten samý rok dala do práce skupina odborníků z Johnsonova vesmírného střediska a rozpracovala první studie možného nástupce orbitální laboratoře Skylab, známé jako Space Operations Center (Vesmírné operační centrum). Prvním návrhům nechyběly ambice. Podstatné ale bylo upřesnit požadavky pro budoucí mise i stanici a najít vhodné uplatnění pro plánované raketoplány. NASA tou dobou vnímala opět narůstající sovětskou převahu v kosmu a se zájmem sledovala počínání programu Saljut, který započal již v roce 1971.

Zůstaň na živu

První kosmické stanice na světě – Saljut, nebyly zrovna (co se prostoru týče) největší, ale vůbec poprvé nabízely interiér rozdělený do několika zón pro různé aktivity na palubě, včetně pracovního stolu, u kterého mohla posádka společně jíst i diskutovat. Všechny pozdější orbitální stanice v podstatě dodnes využívají stejné principy dělení prostoru podle činností a potřeb astronautů na palubě, které se dají rozvrhnout do pěti základních částí: práce, jídlo, hygiena, volný čas a spánek. Na podobě vnitřního uspořádání stanic Saljut se podílela taktéž sovětská architektka Galina Balašová, které jsem věnoval první díl tohoto seriálu a i zde se ukazuje, jak významná její práce ve skutečnosti byla. Nemohu ovšem vynechat vzpomínku na první stanici tohoto typu – Saljut 1, který byl významný hned z několika důvodů. Na své palubě ukrýval „vesmírnou zahrádku“ OAZA. Šlo o první malý domeček pro delší studium růstu rostlin ve stavu mikrogravitace, jenž byl předchůdcem všech experimentů s rostlinami na palubách pozdějších stanic: Saljut, Mir i ISS.  Dalším milníkem byl detailnější výzkum vlivu mikrogravitace na lidský organismus a účinky dlouhodobého pobytu v kosmu na psychiku kosmonautů. V neposlední řadě nám orbitální stanice Saljut 1 pomohla uvědomit si, že jedním z největších problémů dlouhodobého pobytu ve vesmíru, který musíme brát seriozněji, je zdraví. Když se totiž po třiadvacetidenní misi první a zároveň také poslední tříčlenná osádka této stanice vracela domů kosmickou lodí Sojuz 11, oděná pouze do pracovních kombinéz, předčasně se otevřel jeden z ventilů pro vyrovnávání tlaku vzduchu v návratové kabině a posádka cestu bohužel nepřežila. Na první pohled až banální technický problém naučil vesmírné architekty první jasné pravidlo – Hlavní lidskou potřebou všech astronautů je: Zůstat na živu. Nicméně program Saljut pokračoval i s menšími obtížemi dál a Sovětský svaz se krůček po krůčku učil žít v kosmu a dařila se i výměna a zásobování posádek. Saljuty tak položily důležité základy pro vícemodulární stanice, které přišly na řadu později.

To, že pobyt na palubách prvních orbitálních stanic, Skylabu nevyjímaje, nebyl zrovna „procházkou růžovým sadem“ asi nejlépe popsal kosmonaut Valerij Viktorovič Rjumin s přezdívkou „Dlouhán“, když po své misi na stanici Saljut 6 do poznámek uvedl: „Ke spáchání vraždy stačí zavřít dva muže do kabiny o rozměrech 18 na 20 stop a nechat je tam samotné po dobu dvou měsíců.“ Valerij tuto poznámku převzal z knihy „Srdce západu“ spisovatele O. Henryho a celkem dobře vystihla tehdejší nelehkou situaci okolo dlouhodobého pobytu v kosmu. Právě tehdy byla také lépe pochopena část konstrukčního nepohodlí a vesmírní architekti si uvědomili, že nemohou počítat s tím, že se lidé přizpůsobí cizímu prostředí a to i vzhledem k jeho novosti. To byl začátek další důležité myšlenky: Prostředí, ve kterém žijeme, se musí přizpůsobit nám, ne opačně.

Koncept Evolutionary Space Platform od McDonnell Dougles předpokládalo se využití stávající techniky v co možná největším rozsahu a menšího zapojení astronautů.

Koncept Evolutionary Space Platform od McDonnell Dougles předpokládalo se využití stávající techniky v co možná největším rozsahu a menšího zapojení astronautů.
Kredit: NASA

Na plánech budoucí stanice se mezitím rozpačitě pokračovalo dál a začátkem roku 1980 NASA vybrala dvě firmy, Boeing a McDonnell Dougles, aby nezávisle na sobě vypracovaly reálnou studii obří stavby ve vesmíru. Obě společnosti v roce 1982 představily v pravdě rozdílné návrhy. McDonnel Dougles prezentoval svou orbitální stanici jako rozvíjející se vesmírnou platformu (Evolutionary Space Platform) a upřednostňoval neobyvatelnou laboratoř pracující samostatně na oběžné dráze. Příležitostně k ní měl zamířit raketoplán, vyzvednout experimenty a starat se o údržbu. Cílem bylo dosáhnout co možná nejnižší ceny, vysoké bezpečnosti a potenciálu k dlouho trvající životnosti celého komplexu. Předpokládalo se využití stávající techniky v co možná největším rozsahu a menšího zapojení astronautů. V pozdější fázi však McDonnel Dougles připojil i obyvatelný modul a to kvůli událostem nadcházejících dnů, kdy bylo rozhodnuto, že se raketoplány budou podílet „jen“ na stavbě trvale obyvatelné vesmírné stanice.

Odvážný návrh Space Operations Center společnosti Boeing z roku 1981

Odvážný návrh Space Operations Center společnosti Boeing z roku 1981
Kredit: NASA

Zato návrh firmy Boeing byl mnohem blíž původnímu návrhu z roku 1979. Dokonce měl i stejné jméno, Space Operations Center. Komplex trvalé stanice měl obsahovat dva obyvatelné moduly propojené hermeticky uzavřeným tunelem, zásobovací a servisní modul, který by sloužil i k rychlé evakuaci, dále také například veliký hangár na výrobu a opravu kosmických lodí, družic a jiných zařízení. Naproti tomu však tento návrh zcela postrádal laboratorní modul. Stanice by se nacházela 370 km nad Zemí a nabízela duplikované systémy pro větší bezpečnost. Boeing připomněl, že operace v nehostinném prostředí vesmíru není běžnou rutinou a proto je stálá přítomnost člověka nenahraditelná v okamžiku, kdy selže jakákoli část komplexu. Ve stejné době vyšla i plastová stavebnice firmy Revell v měřítku 1/144 založená právě na tomto konceptu společnosti Boeing.

8 vybraných konceptů různých společnosti v období známém jako Space Station Needs. Nahoře vpravo lze vidět odvážný design firmy Hughes Aircraft Company.

8 vybraných konceptů různých společnosti v období známém jako Space Station Needs. Nahoře vpravo lze vidět odvážný design firmy Hughes Aircraft Company.
Kredit: NASA

Space Station Needs

Souběžně s vývojem obou návrhů se poprvé k obloze vydal raketoplán Columbia. První okřídlená a znovupoužitelná vesmírná loď na světě odstartovala v dubnu roku 1981. Strávila na oběžné dráze dva dny a poté se bezpečně vrátila zpět na Zemi.  Pro Ameriku to byl kolosální triumf a projekt slavil úspěch. Vlna nadšení značně zapůsobila i na nově zvoleného prezidenta spojených států Ronalda Reagana. S NASA začal sdílet společný zápal k vybudování vesmírné stanice. Nejprve však bylo nutné celý proces vývoje urychlit a zapojit i další partnery. Krom již dvou zmíněných společností se tedy k vývoji připojují i firmy Martin Marietta, Hughes Aircraft Company, Rockwell International, TRW Space and Technology Group, General Dynamics a Lockheed Martin. Všichni účastníci později také představili své vize vesmírného komplexu s množstvím doporučení. Toto období vývoje konceptů stanice je známé jako Space Station Needs a probíhalo mezi lety 1982–84. Nejdále ze všech zúčastněných zašel asi design firmy Hughes Aircraft Company. Společnost chtěla ke stavbě využít prázdné externí nádrže určené pro raketoplány a upravit je na obyvatelné moduly sestavené do obřího kruhu, který by rotoval a vytvářel umělou gravitaci.

NASA upřesnila své budoucí požadavky a počítala s blíže nespecifikovaným množstvím vědeckých experimentů, astronomických přístrojů, biologických a anatomických pokusů, platforem na výzkum nových materiálů, telekomunikačních a vojenských zařízení a také hangárů na vývoj, opravu a stavbu družic, transportních systémů a robotických zařízení. NASA totiž původně počítala s tím, že budoucí stanice bude jakýsi velký přístav pro budoucí flotilu raketoplánů a že se odtud postupně vydá zpět na Měsíc a poprvé na Mars. Důležitým krokem se ukázal mezinárodní briefing pořádaný NASA na konci roku 1983. Pozváni byli zástupci mezinárodních kosmických agentur z Kanady, Německa, Francie, Japonska a Anglie. Byla podnícena potřebná zvědavost, která později vyústila v bližší spolupráci všech zúčastněných zemí. Na podporu mezinárodního zájmu o stanici a celý program, zahájil také testovací raketoplán Enterprise propagační cestu. Na „zádech“ obřího Boeingu 747 navštívil letiště v Kanadě a západní Evropě, zúčastnil se letecké show v Paříži a všude kde se objevil, vzbuzoval zvědavost přihlížejících. S propagací programu později značně pomohl i James Beggs z NASA, který navštívil Paříž, Londýn, Řím, Ottawu a Tokio osobně. Vše vyvrcholilo začátkem roku 1984, kdy americký prezident Reagan veřejně oznámil, že pověří NASA stavbou trvale obyvatelné vesmírné stanice.  Zároveň prohlásil, že spojené státy uvítají jakoukoli mezinárodní účast a ještě do konce roku agentury z Japonska, Evropy a Kanady slibují svou účast a vývoj částí hardwaru. Stejně jako Evropa i Japonsko počítalo se stavbou vlastních modulů a vývojem zásobovací kosmické lodě. Do této chvíle nebylo úplně jasné jakou  podobu bude mít výsledná stanice. Vycházelo se jen z předešlých studií, kapacity raketoplánů a misí Skylab a Spacelab. Nastal ten správný čas, aby NASA přišla s designem, na který by se měli možnost zaměřit všichni partneři a mohl konečně začít skutečný vývoj. Prvním takovým návrhem byl koncept Power Tower (Mocná věž).

Návrh vesmírné stanice Power Tower připomínající obří kříž

Návrh vesmírné stanice Power Tower připomínající obří kříž
Kredit: autor

Power Tower

Koncept stanice Power Tower vycházel především ze studií firmy Boeing. Vybral ho sestavený tým NASA ze všech předešlých návrhů a měl pro ostatní partnery sloužit především jako základ k řešení budoucí konstrukce. „Mocná věž“ připomínala tvarem obří kříž, na jehož jednom konci orientovaném k zenitu dominovaly solární panely a na vrcholu příhradové konstrukce se nacházely astronomické přístroje a optika umožňující nepřetržité sledování oblohy. Na opačném konci orientovaném k nadiru vynikala zejména hermeticky propojená řada nejrůznějších modulů a dokovacích zařízení. Na zbytku příhradové konstrukce se nacházely skladovací, telekomunikační a experimentální zařízení nebo platformy pro vědu a výzkum. Celková délka komplexu by činila úctyhodných 122 metrů a rozpětí po stranách  82 metrů. Hlavní výhodou stanice se zdála být její plánovaná orientace, která měla umožnit jak nepřetržité sledování a studium Země, tak pozorování hvězdné oblohy přístroji na jejím opačném konci. Detailnější popis najdete na obrázku, který jsem vytvořil z dostupných informací NASA. Design Power Tower přispěl ke konstrukci budoucí Mezinárodní vesmírné stanice zejména tím, že rozvinul ideu tzv. hlavního nosníku, se kterým původně přišla firma Boeing. V takovém případě tvoří „páteř“ celé stanice dlouhá příhradová konstrukce, na kterou je postupně umístěno veškeré další zařízení, ale při detailnější studii návrhu „Mocné věže“ začínalo být zřejmé, že jej bude potřeba drasticky předělat. Ukázalo se, že obytná sekce je příliš daleko od těžiště a to mohlo mít neblahý dopad na posádku a experimenty v podobě nestability mikrogravitace a nežádoucích vibrací způsobovaných gravitačním gradientem. Po prezentaci konceptu vědecké komunitě ze všech partnerských států se problém ještě více prohloubil. Vědci očekávali obytnou a laboratorní sekci co nejblíže těžišti stanice a cítili se dotčeni, že je NASA o zamýšleném designu neinformovala již dříve. Celý problém byl brán opravdu seriozně, protože plánované vědecké práce na palubě vyžadovaly dokonalé prostředí stabilní mikrogravitace. Koncepci stanice Power Tower tedy nahradil jiný a konstrukčně lépe řešený projekt Dual Keel.

Umělecká představa orbitální stanice Dual Keel

Umělecká představa orbitální stanice Dual Keel
Kredit: NASA

Dual Keel

Návrh stanice Dual Keel (Duální kýl, Dvojí kýl) byl hotov v létě roku 1985. Celý koncept převzal stěžejní části z předešlé nepovedené konstrukce a poskládal je jinou cestou. Byly zde hlavně dva zásadní rozdíly. Přepracovala se konstrukce připomínající kříž a sekce s moduly se přesunula blíž k těžišti. Jako u návrhu Power Tower i zde se plánovalo využít jako nosnou „páteř“ základní příhradovou konstrukci, nicméně v ještě větším rozsahu než tomu bylo doposud. K hlavní příhradové konstrukci přibyly dva stejně dlouhé nosníky propojené menšími a tím vznikla stabilní centrální část pro moduly a zařízení. Lodní kýl je v nautice klíčový strukturální prvek plavidla, který zvyšuje jeho stabilitu a pevnost, odtud bude zřejmě odvozen i název stanice „Dvojí kýl“, poukazující na zvýšenou stabilitu komplexu. Onen prvotní problém s nestabilitou byl větší než se může na první pohled zdát a ani na současné Mezinárodní vesmírné stanici není doposud zcela vyřešen. Každá nežádoucí vibrace se může projevit ve výsledcích experimentů na palubě a právě koncept Dual Keel byl nejstabilnější ze všech provedených i nakonec uskutečněných návrhů orbitální stanice. Přitom odhadované počáteční náklady narostly „pouze“ o 400 milionů dolarů, ale existovaly obavy, že NASA cenu silně podceňuje. Vůbec poprvé byly do návrhu zapracovány také Japonské a Evropské moduly a zařízení. Předešlý problém s nestabilitou byl tedy prozatím vyřešen a započala další důležitá fáze vývoje. V průběhu několika letů raketoplánů se vyzkoušely různé experimenty a technologie, které měly přispět k porozumění stavby složité konstrukce ve vesmíru. Například při misi STS-61-B v roce 1985 se testovaly koncepty nazvané ACCESS a EASE. Astronauti si zkusili stavbu složitější hliníkové věže (ACCESS) a trojúhelníkové struktury (EASE). Následné propojování obou komponentů dalo definitivní odpověď na otázku, jestli je konstrukce stanice na oběžné dráze proveditelná. Ve stejném roce rada ESA v Římě schválila evropskou účast na americké vesmírné stanici. Některé členské státy byly připravené pomoci více, některé zase méně. Evropa však chtěla pomoci s vývojem a přispět i výrobou vlastního vybavení. Podmínky evropského zapojení byly sjednány v průběhu následných transatlantických setkání. Zajímavostí také je, že NASA do roku 1985 investovala do designu a vývoje stanice již 2,4 miliardy dolarů a přitom doposud neexistoval jediný kilogram letového hardwaru.

Prvotní optimismus se navíc zcela rozplynul po zkáze raketoplánu Challenger v roce 1986. Úřad NASA přehodnotil své dosavadní počínání a úpravám se nevyhnul ani plán na výstavbu nové orbitální stanice. Program byl ve značném skluzu a bylo jasné, že plánovaný rozpočet 8 miliard dolarů nebude stačit. Taktéž slibovaný první start v roce 1994 byl odložen na neurčito. Kvůli narůstající ceně musel celý návrh znovu projít komplikovanou revizí. Původně zamýšlená hlavní konstrukce byla zjednodušena a zkrácena na technicky méně náročnou verzi. Přehodnotily se také otázky bezpečnosti, protože dosavadní návrhy neobsahovaly žádnou záchranou kosmickou loď pro posádku pro případ nouze a nedostatečně řešený byl také interiér, který nabízel jen velmi málo obyvatelného prostoru. Některé připravované vybavení muselo být dokonce odstraněno, protože se pro něj již nenašlo vhodné umístění. NASA přesto stále doufala, že se jí prvotní vizi „vesmírného přístavu“ podaří uskutečnit. Naopak v Evropě na příštím zasedání rady ESA v Haagu v roce 1987 ministři potvrdili program Columbus a dohodli se na další tříleté přípravné fázi. V té době bylo doposud v plánu zahájit program Columbus pomocí nosné rakety Ariane 5.

Takto měla vypadat volně létající laboratoř Columbus Man-Tended-Free Flyer (MTFF) v blízkosti stanice Dual Keel 1985-86

Takto měla vypadat volně létající laboratoř Columbus Man-Tended-Free Flyer (MTFF) v blízkosti stanice Dual Keel 1985-86
Kredit: ESA

Evropský příspěvek vesmírné stanici se tedy nyní skládal z laboratorního modulu trvale připojeného k jádru stanice, volně létající laboratoře Columbus Man-Tended-Free Flyer (MTFF), která měla čas od času dokovat i u stanice kvůli přístupu posádky k experimentům na palubě laboratoře a po znovu naložení se měla platforma opět oddělit a obíhat Zemi v blízkosti komplexu orbitální stanice. Evropa měla v plánu ještě bezobslužnou polární platformu a datový satelit a potvrdila dopravu svých astronautů a nákladu pomocí vyvíjeného raketoplánu Hermes, který měl startovat taktéž na raketě Ariane 5 a mohl zadokovat jak u orbitální stanice, tak u zmiňované platformy Man-Tended-Free Flyer. Jenže citelná finanční náročnost a změna pozdějšího rozvrhnutí vesmírné stanice bohužel nedovolila Evropě tyto odvážné vize dotáhnout do konce.

Vesmírná stanice Freedom a pokračující problémy

Po opětovném přehodnocení předchozích plánů a narůstajícím finančním potížím se mezitím začalo říkat připravované vesmírné stanici „Freedom“ (svoboda). Politicky podbarvený název vybral v roce 1987 ještě americký prezident Ronald Reagan a to z mnoha různých návrhů. Více toho ale již nestihl a v bílém domě ho vystřídal nový prezident George H. W. Bush a na něm teď bylo, aby vyřešil narůstající problémy spojené se stavbou nové stanice. Úkol to nebyl jednoduchý, protože kongres neustále krátil rozpočet NASA a to až o drastických 60 procent oproti předešlým létům a pokaždé, když se tak stalo, reálně hrozilo, že stanice nedostojí původním očekáváním a přijde o svou kapacitu.

Zredukovaná orbitální stanice Freedom již v mnoha směrech připomínala budoucí ISS

Zredukovaná orbitální stanice Freedom již v mnoha směrech připomínala budoucí ISS
Kredit: NASA/Tom Buzbee

Narůstající cena projektu vedla na počátku devadesátých let k další drastické redukci stanice „Freedom“ do podoby menšího komplexu, který již v mnohém připomínal pozdější ISS. Budoucí role vesmírné stanice se otřásla doslova v základech. Posádka byla zredukována z plánovaných osmi členů na pouhé čtyři členy a výkon solárních panelů klesl s dosud plánovaných 75kW na 37kW. Změnil se i systém podpory života na palubě a to z uzavřeného cyklu na otevřený, což prakticky znamenalo, že žádná voda nebude recyklována a raketoplány budou muset pokaždé dopravit mnohem více zásob včetně pitné vody. Omezení členů osádek a snížení výkonu solárních panelů nyní oslabovalo produktivitu budoucí stanice a ohrozilo i plánované experimenty. Malá jiskra naděje přišla po 90-ti denní studii NASA v roce 1989, která doporučovala návrat k designu dvojího kýlu. Přidalo se více stavebních bloků a přibyla i věda. Stanice se měla zaměřit na studium mikrogravitace, medicíny, astronomie, fyziky, biologie a jiných vědních oborů. Doporučeny byly například platformy na vývoj a testování automatizace, robotiky, elektroniky a komunikace, které by v další fázi vedly k vývoji a testování transportních systémů pro Měsíc a Mars. Na opětovně přidaný horní „kýl“ měl v další etapě přibýt hangár pro stavbu vesmírných lodí pro Mars a na spodní „kýl“ ještě menší hangár pro vývoj a stavbu kosmických plavidel pro návrat k měsíci. Tento návrh se skládal ze čtyř hlavních etap a dokonce zahrnul spolupráci se Sovětským svazem. Design Dual Keel byl zpět, větší a lepší než dřív, avšak ne na dlouho. Celková částka byla vyčíslena na neuvěřitelných 500 miliard tehdejších amerických dolarů a odpověď bílého domu a kongresu byla jasná… Zamítá se. NASA se tedy musela spokojit s pokračováním na zredukované stanici „Freedom“. Existuje mnoho důvodů, proč budování Mezinárodní vesmírné stanice nebyl snadný úkol. Byla to koneckonců zcela nová forma mezinárodní spolupráce. Partnerské země se musely nejen dohodnout na technologické koncepci a jak stanici využívat, ale i na právním rámci. Kdo bude vlastnit práva k duševnímu vlastnictví nových zařízení? A co teprve civilní a trestní zákoník v lokalitě, která není umístěna v jakémkoli vnitrostátním území? Jak budou hrazeny provozní náklady? Tyto problémy vyřešila až mezinárodní dohoda z roku 1988. Tato dohoda je jedním z nejrozsáhlejších dokumentů vztahujících se k jakékoliv mezinárodní spolupráci. Mezi podmínkami je například uvedeno, že stanice by měla být využita pro mírové účely.

Nový návrh zredukované stanice Freedom byl představen v roce 1991. Konstrukce hlavního nosníku od Mcdonnell Douglas byla nyní dlouhá 96 metrů a rozložena na sedm částí, které měli být spojeny k sobě až na oběžné dráze. Uvnitř nosníku se nacházel rozvod kabelů a zvenčí dopravní systém pro kanadskou robotickou ruku. Laboratorní moduly byly zkráceny a Amerika tím přišla až o 45 procent plánovaného výzkumu na palubě. Pozitivní zprávou však bylo možné rozšíření stanice v budoucnu o jiné moduly a zařízení. Mezitím nové vedení NASA začalo prosazovat heslo „rychleji, lépe, levněji“, ale pro aplikaci na stanici to bylo již příliš pozdě. Do debaty o nadcházejících počinech NASA se vložil i Buzz Aldrin (druhý člověk na měsíci). Vesmírnou stanici Freedom popsal slovy „ velmi malá za příliš moc, přespříliš pozdě“ a přišel s vlastní alternativou – připojit k orbitální stanici Mir výzkumné moduly a tím ji rozšířit. Upravit externí tank pro raketoplán, proměnit ho v obří habitat a vyslat ho na oběžnou dráhu kolem Země jako kdysi Skylab. Na podobné úvahy však již nebyl čas a jeho slova nemohla být brána vážně.

Rozpad Sovětského svazu znamenal konec studené války a zlepšení politických vztahů mezi západní a východní kulturou. Otevřela se tak cesta k nové mezinárodní spolupráci v kosmu, která mohla navázat na úspěšný projekt Sojuz-Apollo. Rusové měli na oběžné dráze stanici Mir a rozpracované plány pro Mir 2. Jenže nedostatek finančních prostředků nedovolil v uvedených programech zdravě pokračovat. Amerika vycítila šanci dát vesmírnému průzkumu opět hlubší politický význam a popravdě řečeno sama potřebovala výpomoc. Podala tedy Rusku přátelsky ruku. Obě velmoci v polovině roku 1992 oznámily světu společnou vůli opět spolupracovat v kosmu. Pro svět to byla pozitivní zpráva, pro NASA zase nová výzva, ale vesmírnou stanici samotnou čekalo nejtěžší období v její dosavadní historii, ale o tom si povíme až příště…

Zdroje informací:
https://cs.wikipedia.org/
https://en.wikipedia.org/
https://en.wikipedia.org/wiki/Space_Station_Freedom
http://mek.kosmo.cz/pil_lety/index.htm
Rupert W Anderson: „The Cosmic Compendium: Space Medicine“
Livingston, L. E.: „Space Operations Center: A concept analysis“
Ondřej Šamárek: „Kritické momenty kosmonautiky“
Reinhold Bertrand: „Conceptual Design and Flight Simulation of Space Stations“
Neil Leach (Editor), kol. aut.:  „Space Architecture: The New Frontier for Design Research“

Zdroje obrázků:
https://en.wikipedia.org/wiki/File:Von_braun_station_2.jpg
http://www.astronautix.com/graphics/s/socvu.jpg
http://www.astronautix.com/graphics/s/samps32.jpg
http://www.astronautix.com/graphics/s/soc81n2.jpg
http://www.astronautix.com/graphics/s/ss84grp8.gif
http://meybe.rajce.idnes.cz/Vesmirna_architektura/#PowerTowerkoncept.jpg
http://www.friends-partners.org/mwade/graphics/s/ss86fr1.jpg
http://www.astronautix.com/graphics/m/mtff85.jpg
https://mix.msfc.nasa.gov/images/MEDIUM/9139926.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)


45 komentářů ke článku “Vesmírná architektura (4. díl)”

  1. Štěpán Krňanský napsal:

    Díky za perfektní článek ! A to sem chtěl jít spát už před půl hodinou 🙂

    Kdy bude pokračování?

  2. Milan Školuda napsal:

    Rýchle potrebujeme pokračovanie, prosím… Fakt dobre napísaný článok, síce žiadne zásadne nové informácie, ale napínavé je to ako detektívka. Len tak ďalej a ďakujem.

    • Karel Zvoník napsal:

      Děkuji Vám. Příběh ISS je znalcům samozřejmě znám, ale ucelená historie konstrukce stanice se zas tak často neobjevuje.

  3. Jaroslav Alois napsal:

    Příběh ISS od samého začátku demonstruje jak je důležitá a obtížná strategie v oblasti kosmu. Američanům strategie totálně nevyšla v oblasti raketoplánů. Ty měly nahradit klasické rakety a vynášet náklady o řád levněji. Praxe ukázala pravý opak a tak souběžně s raketoplány se stejně modernizovaly nosiče Thor, Atlas a Pegasus a pro raketoplány náhle, krom vojenského využití, nebyly náklady. Jedinou možností byla stavba stanice, tady je zajímavé, že v koncepci se objevuje opět výhledové využití jako “ kosmické nádraží “ s lety na Měsíc, Mars a dokonce hala pro opravy družic, možná jako báchorky pro kongresmany držící ruku na kohoutku penězovodu.
    Idea trvalé stanice na LEO je jak se zdá také pochybná, důkazem je, že konec ISS se nezadržitelně blíží a o její náhradě se sice diskutuje, ale realizace je velmi nejistá, v každém případě v redukované velikosti, dokonce pod velikosti Miru. Sama idea “ trvalosti“ je též pochybná neboť všechny díly mají v kosmickém prostředí časově omezenou životnost. Připomínám, že stavba ISS vlastně ještě neskončila, stále se čeká na Ruský vědecký modul a Rusové dokonce redukují své posádky pro nečinnost a přitom paradoxně se již rýsuje její zánik.
    Domnívám se, že za peníze investované na stavbu a provoz raketoplánů a ISS mohla stát stanice na Měsíci.
    Omlouvám se za pesimistický náhled, ale vychází z faktu, že vývoj v každém odvětví lidské činnosti by měl neustále směřovat vpřed a v případě kosmonautiky při návratu z Měsíce na LEO jde právě opačným směrem.
    Je zajímavé, jak byl původní optimistický návrh v konfrontaci s realitou neustále redukován a nakonec se zdá, že rozhodujícím argumentem nebyla věda a technika, ale politický aspekt.

    • Dušan Majer napsal:

      Vědecký přínos experimentů na ISS je neocenitelný. Stanice má pro vědu ohromnou cenu.

    • Jaro Pudelka napsal:

      Ach, váš povestný pesimizmus. Ale k veci. ISS bude v prevádzke do roku 2024, výhľadovo možno až do roku 2032. To je rozpätie 8-16 rokov. Fyzický vek modulov je rôzny a modul Nauka bude mať v čase zániku ISS 8 – možno 16 rokov pobytu vo vesmíre – čiže mlaďoch. Je teda dosť možné, že ISS nezanikne ako celok. A ak by sa naozaj životnosť ISS predĺžila až do roku 2032, tak sa dá predpokladať ešte doplnenie o ďalšie moduly – Bigelow napríklad.
      Čo sa týka raketoplánov, aj napriek ekonomickému „fiasku“, ich prínos je tiež nespochybniteľný – HST, stavba ISS.

      A politický aspekt? Ten tu bol, je a asi aj bude. Škoda, keby boli amíci obetovali jeden ročný vojenský rozpočet, mohla tu byť iná stanica! Jastrabi by to ale asi nepredýchali.

    • Karel Zvoník napsal:

      Ona Ruská redukce posádek paradoxně zase nahrává právě té vědě na palubě. Uvolní se místo pro náklad.

    • Jaro Pudelka napsal:

      A vďaka za super článok. Aj napriek dĺžke som to dal ako jednohubku.

    • Honza napsal:

      Proč Vám připadá pomalu se blížící konec životnosti ISS a probíhající diskuze o jejím nástupci jako důkaz pochybnosti trvalé stanice na LEO? Dělá se tam kopec vědy, která by na Zemi dost dobře nešla udělat, je to technický test pro další rozvoj lidstva a je to relativně po ruce. Jediné, co to brzdí, jsou omezené prostředky. Co se Vám na tom zdá pochybné?

    • Jaro Pudelka napsal:

      Ja by som to ešte doplnil. Prvý modul bol vynesený na LEO v roku 1998, takže je starý cca 18 rokov. Ak bude ISS naozaj do roku 2032, tak je v „najlepšom“ veku. A spomeňme si na Opportunity a Curiosity. Niekedy mám dojem, že pobyt vo vesmíre nášmu hw skôr prospieva!
      Uznávam však, že ISS obsahuje Life Support Systems a to nie je žiadna sranda.
      Idea „vláčika“ je geniálny koncept, vie niekto dôvody, prečo taký koncept nie je uvažovaný. Je tam nejaký zásadný problém?

    • maro napsal:

      Jenže takhle byste mohl psát o všem. Třeba zrovna o těch výletech Apolla na Měsíc. Víte kolik peněz se mohlo ušetřit, kdyby tam Američani poslali místo lidí jen sondy s rovery? Lunochod tam toho najezdil a nafotil hodně. Stroj v kvalitě dnešní Curiosity by získal víc dat než posádka Apolla. Proč by měla být na Měsíci stálá základna? Tam se jevy v prostředí mikrogravitace zkoumat nedají.

    • Jaro Pudelka napsal:

      Vykopať nejaký kameň robot určite vie. Ale intuitívne myslieť a reagovať ešte nie.
      A doprava dnes na lunárnu základňu? Ktorý nosič dnes vie dopraviť cargo modul na Mesiac?

      • Racek napsal:

        Samozřejmě, intuitivní reakce je u robotů omezená, i když se vylepšuje. Ovšem spojení na měsíc je téměř v kategorii on-line proti třeba Marsu. A doprava vzorků na zem je též vyřešena. Takže mi z toho vychází, na co by vlastně měl robot intuitivně reagovat, když operátor na zemi je 3 vteřiny blízko. Jak je vidět, na Marsu to už taky roboti zvládnou docela dobře.

  4. Vaca1 napsal:

    Já si trvalou stanici na LEO vždy představoval jako takový „modulární vláček“. Části technicky zastaralé se odhodí a nahradí novými. Takové LEGO na orbitě.
    Existují nějaké takové koncepty? Proč je nelze realizovat?

  5. Petr Scheirich napsal:

    Při prvním pohledu na obrázek „Odvážný návrh Space Operations Center společnosti Boeing z roku 1981“ (než jsem si uvědomil, že se jedná nejspíš o uzavření modulu do hexagonálního krytu) jsem měl dojem, že se dívám na podlouhlý domek s klasickou špičatou střechou, a nevěřil vlastním očím :-D.

  6. Jirka napsal:

    McDonnell Douglas, ne Dougles.

  7. Jaroslav Alois napsal:

    Stěžejní výzkum na ISS dle mého názoru byl a je lékařský, tj. působení beztíží na lidský organismus. Nějaký výrazný pokrok v eliminaci nepříznivých vlivů ale nevidím. Poletí-li lidé na Mars a po přistání budou ve fyzické kondici jako po přistání Sojuzu tak nevím co si počnou.
    Zdá se, že bez umělé gravitace se to neobejde, výzkum by tedy měl jít tímto směrem. Určit především kde je hranice, zda je to 0,3, nebo 0,5 nebo zcela jinde. Předpokládali to ostatně už naši pradědečkové prezentovaní von Braunem, tak nad čím dále bádat. Nějaké cvičení či podtlakové kalhoty jak je vidět moc nepomohou, snad jedině k přežití a to je málo. Umělá gravitace se zkoumala již v projektu Gemini , nechápu pro se v tom nepokračovalo. Při letech na Měsíc je to bezpředmětné, ale na Mars se poletí 3/4 roku a pokud všichni nepřistanou, pak by někteří chudáci byli v beztíži třeba dva roky a to by je asi zabilo.
    Na ISS je stejně mikrogravitace nekvalitní.

    • Jaro Pudelka napsal:

      Že vás už niekto neaganžoval ako oponenta. Vaša bohorovnosť je na úrovni nášho premiéra ale ako pozitívum by som to nehodnotil.
      Ste proste úplne mimo.

      • Wrunx napsal:

        Pověst praví, že prý když Caesar vjížděl jako vítěz do Ŕíma, vedle něj běžel otrok, který měl za úkol ho bez přestání zahrnovat výčtem jeho chyb a neúspěchů. Prý na osobní vojevůdcovo přání – aby z lichocení nadšených davů nezpychl.
        Myslím, že místo zcela zbytečného hodnocení osoby pana Aloise byste si mohl vážit, že vám sem píše i člověk se syrově realistickým náhledem na věc. A můžete mu odpovídat relevantními fakty – samosebou pokud taková jsou k dispozici.

        • Dušan Majer napsal:

          Jenže pokud už daný člověk soustavně píše stejné věci, které jsou negativní už z vlastního principu, plně chápu některé čtenáře, že je to už přestává bavit. Tohle se už podobá stylu: „Polívka je moc teplá, kyselo moc kyselý.“ Když to tu čtenáři čtou pod velkým množstvím článků, plně chápu, že je to otravuje. Svým způsobem to naplňuje některé parametry trollingu.

        • Jaro Pudelka napsal:

          No sústavné popieranie vedeckého prínosu ISS nazývate „syrově realistickým náhledem na věc“? Proti gustu žiaden dišputát. Ale dobre, p. Alois tvrdí, že väčšina vedeckých experimentov je medicínskeho charakteru. Poprosím štatistické fakty. Tiež tvrdí, že mikrogravitácia na ISS je nekvalitná. Takže opäť poprosím fakty.

        • Dušan Majer napsal:

          Nekvalitnost mikrogravitace je jeden z mála faktů, které jsou v jeho příspěvcích pravdivé. Na ISS je totiž cca. o jeden řád horší úroveň mikrogravitace, než jaká je potřebná na některé (především materiálové) experimenty. Částečně o tom mluvil Michal Václavík na své přednášce ve Valašském Meziříčí. Zvukový záznam je zde. Jsou tam i konkrétní čísla, která dokazují ohromné množství vědy, která se tam dělá.

        • Jaro Pudelka napsal:

          Áno, toto sú fakty, ďakujem. Nevedel som to.

    • Dušan Majer napsal:

      To, že ty přínosy nevidíte vy rozhodně neznamená, že neexistují. Možná je to tím, že je vidět nechcete, protože by narušily váš pohled na celou věc.

  8. Rudolf Šíma napsal:

    Další skvělé čtení. Díky.

  9. Jaroslav Alois napsal:

    Jsem zvyklý, z dob studií, fakta nejen pasivně konzumovat, ale hlavně je zkoumat a hledat možné varianty, když už nechci uvádět přímo chyby.
    Na stálých stanicích se padesát let zkoumá vliv beztíží na organismus, což chvályhodné, ale cesta jak věc řešit je z výsledků těchto výzkumů v nedohlednu.
    I na Zemi se lidé občas ocitnou v prostředí imitujícím nedostatek gravitace, příkladně pacienti dlouhodobě upoutaní na lůžko. Stav skupiny která vskutku neopouští lůžko se podobá stavu kosmonautů, atrofie, řídnutí kostí atd., ale stav těch kteří též drtivou většinu času tráví na lůžku se diametrálně liší na základě toho, že v řádu jednotek za den lůžko opustí a pohybují se v gravitačním poli, stačí aby vstali k jídlu hygieně či krátké procházce na chodbě, i pouhé posazení vlastní silou zlepšuje ihned celkový stav.
    Proto se podivuji, že výzkum na ISS nejde tímto směrem, padesát let pořád to samé, řeší se jaké prášky a jaká cvičení.
    Nechápu proč na ISS není centrifuga, třeba do 0,5g, tam by se dalo určit jaké přestávky v nedostatku gravitace by brzdily negace, obdobně jako na Zemi, když ležící pacient vstane a projde se. V každém případě by to byl úžasný komfort, když nic jiného tak úleva pro nafouknutou hlavu.

    • Racek napsal:

      No, centrifuga musí mít určitý minimální průměr, aby se neprojevovaly nepříznivé jevy Coriolisova zrychlení, které by způsobilo zmatení aparátu rovnováhy. Jsou to spíš desítky metrů než jen metry. Hmotnost a řešení dalších problémů, např. protizávaží a pod. je asi zatím mimo rozsah rozumných možností dnešní techniky. Nedovedu si představit např, poruchu tohoto zařízení, to by byla katastrofa.
      Takže zatím asi holt ta beztíže, léky, cvičení a pečlivý výběr kandidátů. A v tomto směru se postupuje zdánlivě pomalu, ale cíleně, např. roční pobyt už není problém.

    • Jaro Pudelka napsal:

      Ja som len ajťák, takže k otázkam lekárskeho výskumu sa nebudem vyjadrovať. Zdôvodnenie prečo nie je centrifúga na ISS tu padlo a je viac ako dostatočné. Čo sa týka výsledkov výskumu, predpokladám, že nie všetko je public. Je tu otázka vlastníctva, ide o know-how a to draho zaplatené. Zatiaľ však neviem o tom, že by sa objavil nejaký show stopper, ktorý by nám jasne povedal, že človek vo vesmíre neprežije povedzme viac ako dva roky. Hovorím samozrejme hlavne o vplyve beztiaže na ľudský organizmus. Práve ISS nám však určite priniesla a zrejme ešte aj prinesie viaceré odpovede, bohužiaľ aj ďalšie otázky. Ale tak to proste je.
      ISS je jasný prínos!

    • Karel Zvoník napsal:

      Vědecký přínos ISS je neoddiskutovatelný. To o čem mluvíte by stálo hodně peněz. Za stejné peníze se naopak mohou vyvíjet a zkoumat nové léky, lékařské postupy atd., které ve výsledku v oblasti PR prodáte lépe než chvilkové pohodlí astronautů.

      • Honza napsal:

        No nevím, PR rotující vesmírné stanice s umělou gravitací ve stylu Vesmírné odysey taky není zlé 🙂 I když jen na PR se to asi sotva vyplatí.

    • maro napsal:

      Ta centrifuga je jen jedna z možností. A právě kritický pohled na všechna řešení samozřejmě postihl i tu vaši centrifugu. A protože zjevná negativa evidentně převážila, je s ní zatím ámen.
      V padesátých letech si lidé, opojení levnou elektřinou z atomu, běžně malovali lodě a dokonce autobusy poháněné elektřinou z malého atomového reaktoru ve vozidle (tak jako je to třeba a ledoborců nebo ponorek). Jenže zjevná negativa převážila a my v takových skvělých vozidlech dnes nejezdíme.

      A vy si fakt myslíte, že se všichni ti Američani, Rusové, Němci, Italové, Francouzi, Angličani na ISS jen škrábou na zadku a nic kludného tam ty stovky dní nedělají? Nejste nějak zaujatý?

  10. Karel Pacner napsal:

    Vynikající seriál! Víc k tomu nelze říct.

Zanechte komentář