Svět nad planetou (2. díl)

Základní blok stanice Mir

Sovětský svaz oplýval poměrně bohatou historií provozu orbitálních stanic. Od roku 1971 se do poloviny osmdesátých let s většími či menšími úspěchy nad planetou prohánělo šest stanic Saljut a Almaz, které se podařilo zabydlet minimálně jednou posádkou. Jejich vnější podoba se v průběhu času zásadně neměnila, koncepce několika spojených válců o různém průměru zůstala stejná. Zato uvnitř se technologie od časů prvního Saljutu změnila téměř k nepoznání. Téměř neexistoval systém, jenž by nebyl během oné půldruhé dekády vylepšen, modernizován, nahrazen systémem lepším či kompaktnějším. Od systému pro zajištění životních podmínek přes solární panely a energetický systém až po orientační a pohonný systém. Klíčovým rysem stanic se stala možnost doplnit zásoby kapalin a plynů přímo na orbitální dráze. Poprvé byl tento prvek otestován na Saljutu 6 a stal se natrvalo součástí sovětského a posléze ruského kosmického know-how. Přes všechna vylepšení však byl vývoj stanic rozhodně spíše evolucí než revolucí. Zdálo by se, že stejně tomu mělo být i u základního bloku plánovaného komplexu Mir. Přesto byla některá technická řešení razantním krokem vpřed…

   

Kus evoluce, kus revoluce

   

Stroj, který na začátku května 1985 dorazil na Bajkonur, v mnohém připomínal své starší bratříčky. Jak už bylo řečeno výše, hlavní část základního bloku Miru, jenž nesl tovární označení 17KS (označení 27KS měla stanice coby komplex i s moduly) tvořily na sebe navazující válce o různém průměru. Zde nebylo co vymýšlet, použití trupu číslo 12701 z produkce dílen kanceláře Saljut nedovolovalo žádné zásadní experimenty ohledně vzhledu a rozměrů. Stejně tak bylo nutno zachovat rozměry, hmotnost a rozložení hmoty v limitech pro nosič Proton-K. Celková délka základního bloku tak činila 13,13 metrů, největší průměr tradičně 4,35 metrů a startovní hmotnost 20 900 kg. Na první pohled se však základní blok od Saljutů lišil přední částí.

Na místě, kde se u předchozích stanic nacházel válcový přechodový úsek, nyní trůnilo jakési přibližně sférické „hnízdo“ o průměru 2,2 metru a délce 2,84 metru vyrobené z hliníkové slitiny o tloušťce 5 milimetrů. K celkovému objemu hermetických prostor základního bloku přispívalo prostorem 6,85 m3. Nový přechodový úsek byl jedním z nejvíce inovativních rysů Miru. Jeho účelem bylo, jak už sám název „přechodový úsek“ napovídá, zprostředkovat přechod kosmonautů na palubu základního bloku. Pro připojování Sojuzů a Progressů byl přechodový úsek vybaven axiálním stykovacím uzlem. Uzel byl také osazen systémem pro přečerpávání pohonných látek a vody z nákladních lodí (u předchozích stanic bylo systémem pro přečerpávání vybaveno pouze zadní stykovací zařízení). To však nebylo všechno. Krom jednoho axiálního uzlu nesl přechodový úsek ještě čtyři radiální uzly určené pro budoucí specializované moduly. Ty už byly jednodušší, bez systémů přečerpávání látek.

Celkové uspořádání základního bloku Miru

Celkové uspořádání základního bloku Miru
Zdroj: commons.wikimedia.org

Později měl jeden z přídavných modulů obsahovat plnohodnotnou přechodovou komoru pro výstupy do volného prostoru, nicméně ze začátku provozu měl tuto funkci suplovat právě přechodový úsek. Byl tedy opatřen ventilem pro vypouštění atmosféry a kosmonauti mohli vystoupit libovolným z pěti stykovacích uzlů. Krom těchto pěti stykovacích uzlů přechodový úsek na svém povrchu nesl ještě dva úchytné body pro manipulátor ASPr („автоматическая система перестыковки“ – automatický systém přestykování) zvaný „Ljappa (Tlapa)“, na které přijde řeč v některém z dalších dílů seriálu. Krom Ljappy bychom na přechodovém úseku našli mimo jiné také antény nového setkávacího systému Kurs, kameru a kosmonauti se mohli kochat výhledem ze čtyř iluminátorů. Oproti přechodovým úsekům na Saljutech byl tento o něco kratší, díky tomu byla menší celková délka základního bloku.

Pokud bychom byli kosmonauty, po přestupu z transportní lodi do přechodového úseku bychom s největší pravděpodobností pokračovali dále směrem do nitra základního bloku. Vpluli bychom do hlavní prostory, ve které kosmonauti žili, pracovali, odpočívali a cvičili. Ona prostora se stejně jako u Saljutů nazývala „pracovní úsek“. Jednalo se o dva válce různého průměru, přičemž ten užší navazoval na přechodový úsek. Celý pracovní úsek měřil na délku 7,7 metru a maximální průměr byl 4,15 metru. Hermetický objem úseku činil 75 m3, přičemž tlaková obálka byla vyrobena opět z plátů hliníkové slitiny o tloušťce 1,2 až 4 mm.

Nejvýznamnějším místem v „zóně malého průměru“, jak Rusové tuto část pracovního úseku nazývají, byl hlavní ovládací post s názvem „Pluton“. Velký ovládací pult a několik konzolí okolo něj mohli kosmonauti obsluhovat ze dvou speciálních křesel, jež usnadňovala zachování postury sedícího člověka (stejná křesla měla premiéru na Saljutu 7). Na podlaze těsně za ovládacím postem byl kosmonautům k dispozici největší iluminátor základního bloku s průměrem 50 cm. Psychologové, stejně jako u předchozích stanic, navrhli barevné schéma pro interiéry tak, aby zvolené barvy byly uklidňující a usnadňovaly orientaci. Paradoxem bylo, že kosmonauti po určité velmi krátké době pobytu přestali rozlišovat mezi stropem, podlahou a stěnami. Snaha psychologů tak možná byla trochu zbytečná, každopádně podlaha v zóně malého průměru měla tmavě zelený odstín, stěny světle zelený odstín a bílý strop.

Část pracovního úseku s velkým průměrem doznala oproti Saljutům velkých změn. Počítalo se s tím, že experimentální a optické vybavení dorazí na palubách přídavných modulů. Proto zde oproti Saljutům chyběl velký konus aparatury ONA. To dodávalo interiéru zdání mnohem větší prostornosti. A co víc – díky absenci konusu se po stranách úseku uvolnilo místo na dvě osobní kabinky pro kosmonauty, zvané „kajutky“. Obě měly objem 1,2 m3 a k jejich vybavení patřil i iluminátor. Oproti předchozím stanicím znamenaly významné „polidštění“ prostředí pro kosmonauty.

Zjednodušený průřez základním blokem Miru

Zjednodušený průřez základním blokem Miru
Zdroj: spacefacts.de (kredit: Spacefacts)

Sanitární zařízení bylo umístěno za pravou kajutkou. V malé kabince přibližně stejných rozměrů jako kajutka bychom mohli najít toaletu a mimo jiné také zajímavé zařízení pro mytí vlasů – jakési kulovité umývadlo se třemi otvory s gumovým těsněním pro hlavu a ruce. Takto bylo možné vlasy umýt aniž by voda unikla ven do interiéru stanice. Ke cvičení měli kosmonauti k dispozici sklápěcí veloergometr a běhací pás. Aby nebyl tělocvik tak nudný, měli z cvičebního nářadí kosmonauti výhled na obrazovku videomagnetofonu. Tělesnou hmotnost pak měřili na speciální váze umístěné na rozhraní části s malým a velkým průměrem.

Nedílnou součástí života nejen na stanici je jídlo a s ním spojené společenské úkony. Pro tyto účely zde byl už na Saljutech prověřený stůl s body pro fixaci nohou kosmonautů. Bylo zde možné ohřát stravu a byl zde také přívod pitné vody (její nádržka měla objem 50 litrů). Posádka měla k dispozici i chladničku s malým mrazákem. Odpad se běžně deponoval do nákladních Progressů, aby shořel v atmosféře, nicméně pro případ potřeby byla v podlaze pracovního úseku umístěna malá přechodová komora pro odhazování kontejnerů s odpadem a vypouštění malých družic. Podlaha zóny velkého průměru měla hnědou barvu, stěny byly v pastelovém odstínu žluté a strop byl opět, stejně jako u zóny malého průměru, bílý.

Pokud bychom propluli pracovním úsekem až na úplný konec základního bloku, narazili bychom na poslední hermetický prostor, jenž mohla posádka využít. Byla jím malá přechodová komora u zadního stykovacího uzlu. Komora měla objem 7 m3, délku 2,34 metru a průměr 2,34 metru. Kosmonauti mohli ven vyhlédnout jedním iluminátorem. Na svém konci byla komora osazena stykovacím uzlem, vybaveným systémy pro přečerpávání kapalin i plynů.

Celkový objem hermetických prostor činil zhruba 90 m3, nicméně ve skutečnosti měli kosmonauti prostoru mnohem méně. Jeho značnou část totiž zabíraly vnitřní systémy, zásuvky, nádrže a další nezbytnosti. Skutečně volný prostor na palubě základního bloku činil přibližně 76 m3.

Posledním z hlavních komponentů základního bloku byl takzvaný agregátový úsek. Měl podobu válce s průměrem 4,15 metru a byl umístěn po obvodu přechodové komory. Jak název napovídá, jednalo se o úsek, ve kterém byly umístěny motory a orientační systém. Konstruktéři se rozhodli pro Mir zachovat již na Saljutech ověřenou jednotku ODU („Oбъединенная двигательная установка“ – kombinovaný pohonný systém). ODU v sobě zahrnovala dva motory pro korekci dráhy z konstrukční kanceláře Alexeje Isajeva KRD-79 (v rámci ODU byly označovány jako S5.79), každý s tahem 315 kg. Zajímavou okolností byl fakt, že korekční motory byly používány pouze do připojení modulu Kvant-1 k zadnímu stykovacímu uzlu. Poté byly trysky zakryty právě Kvantem a proto byly nadále ke korekci dráhy používány už jen transportní či nákladní lodě. Do systému ODU patřilo také 32 orientačních motorků. Ty měly tah po 13,3 kg a byly seskupeny po osmi.

Všechny motory využívaly společný palivový systém. Ten sestával ze čtyř nádrží, v nichž bylo možné uchovávat 302 kg paliva (nesymetrického dymetylhydrazinu) a 558 kg okysličovadla (N2O4). Pohonné látky byly k motorům hnány pomocí tlakového dusíku, jenž vytlačoval kovovou membránu v nádržích. Pohonné látky bylo možné doplňovat z nákladních Progressů. Na rozdíl od předchozích stanic byl tento proces u Miru již plně v režii automatických systémů a posádka do něj zasahovala pouze v případě nutnosti při nestandardních situacích.

Udržování parametrů oběžné dráhy pomocí ODU je sice hezké, nicméně bez elektrické energie by motory nefungovaly. A nejen motory. Základní blok získával elektrickou energii ze solárních panelů. Jak již bylo řečeno v minulém díle, původně měly být osazeny tři panely, nicméně z důvodu úspory hmotnosti nakonec na orbit putovaly pouze dva. Nacházely se na bocích pracovního úseku v zóně malého průměru, jejich celkové rozpětí činilo 29,7 metrů a zaujímaly plochu 76 m2. Třetího panelu se však konstruktéři nehodlali vzdát, proto pro něj zůstal připraven úchyt na dorzální, tedy hřbetní, části pracovního úseku přibližně v rovině dvou základních panelů. Přídavný panel o délce 10,6 metru měli na jeho místo upevnit kosmonauti během jedné z vycházek. Fotovoltaické články z arsenidu galia zajišťovaly přibližně 30% nárůst účinnosti oproti křemíkovým článkům použitým na Saljutu 7. Každý ze dvou hlavních panelů dodával do baterií zhruba 4,5 kW, doplňkový panel pak dokázal vyprodukovat 3,2 kW. Energie byla ukládána do dvanácti nikl-kadmiových baterií, jež následně zásobovaly palubní síť. Ta pracovala s napětím 28,6 V a pro potřeby systémů a posádky byly v základním bloku umístěny 5-, 10-, 20-, a 50-ampérové rozvody.

O většinu funkcí základního bloku se staral výpočetní komplex, jenž nesl název „Strela“. Bylo v něm zahrnuto sedm počítačů, což byl v rámci sovětských stanic rekordní počet. Hlavním počítačem byl v minulém díle zmiňovaný Argon-16B. Jeho hlavním úkolem bylo udržování a změna polohy Miru v prostoru. Oproti systému Delta, jenž byl používán na Saljutu 6 a Saljutu 7, byly nyní tyto úkony na co možná nejvyšší míru automatizovány. Systém byl schopen uložit data o nutných změnách polohy (například při sledování daných míst na Zemi nebo ve vesmíru) až na několik dní dopředu. To posádce uvolnilo ruce pro produktivní činnosti. Pozdější doplnění systému Strela o digitální počítač Saljut 5B v průběhu fungování Miru ještě dále usnadnilo posádce práci. Normálně byl systém schopen udržet polohu stanice v prostoru s přesností 1,5 °, v superpřesném módu pak dokonce až 0,25 °.

Pohled do interiéru základního bloku v době programu Shuttle/Mir

Pohled do interiéru základního bloku v době programu Shuttle/Mir
Zdroj: spaceflight.nasa.gov

Zajímavý byl systém pro udržení životních podmínek. Na palubě Miru byla v souladu se sovětskou tradicí udržována kyslíko-dusíková atmosféra o tlaku 101,3 kPa, tedy přibližně na pozemské hodnotě. Vzhledem k tomu, že základní blok byl, přesně podle svého jména, pouhou součástí plánovaného komplexu a navíc trpěl chronickou nadváhou, také systém, jenž měl zajišťovat přežití kosmonautů, byl ořezán na nezbytné minimum. Komplex Mir měl po svém dokončení být schopen hostit až šestičlennou posádku (ve skutečnosti to nakonec bylo krátkodobě ještě více osob), ovšem systémy udržující náležité podmínky byly umístěny v přídavných modulech. Základní blok měl ve výbavě pouze nezbytné prvky k udržení atmosféry. O správnou teplotu se staraly dva klimatizační systémy, jeden z nich byl napojen na hlavní chladicí okruh, druhý využíval freon a staral se současně o vysoušení atmosféry. Teplota mohla být regulována v rozmezí 18-28 °C, vlhkost bylo možné navolit libovolně mezi hodnotami 30-70 %. V případě nutnosti mohl svými možnostmi vypomoci transportní Sojuz.

Cirkulace vzduchu byla zajišťována třemi desítkami ventilátorů, jež postupně posílaly proud vzduchu od předního příklopu směrem dozadu. Tam byl nasáván skrze mřížku, filtrován, pročištěn, vysušen a posílán za panely na stěnách zpět dopředu, k přednímu příklopu. U doplňkových modulů bylo toto schéma cirkulace atmosféry zachováno, do hry však také vstupovala speciální zařízení, jež neměl základní modul k dispozici.

Spojení bylo zajišťováno tradičně přes sledovací stanice, ovšem oproti předchozím stanicím byla, lidově řečeno, v základní výbavě i souprava „Antares“ využívající přenosových družic řady Altair/SR systému Luč. Anténa tohoto systému byla umístěna na zadní stěně agregátového úseku. Tato inovace přinesla významné prodloužení času, po který byla možná komunikace mezi řídicím střediskem a palubou Miru. Zatímco pro řídicí středisko to byla vítaná změna, mezi kosmonauty se neslo tiché brblání. Nebylo totiž výjimkou, že v době, kdy se předchozí stanice nacházely mezi „komunikačními okny“, na palubě neprobíhalo vše podle představ pozemských kontrolorů a ona trocha svobody přišla posádkám občas velmi vhod. Buď jak buď, kosmonautům nezbylo, než se smířit s tím, že nyní už budou pod téměř neustálým dohledem ze Země…

Pro zajištění sblížení a spojení přilétajících lodí byl základní blok osazen – trochu kuriózně – dvěma systémy. Přední stykovací uzel byl, jak již bylo řečeno výše, osazen novým systémem Kurs, který měly využívat modernizované lodi řady Sojuz-TM, s jejichž nasazením se počítalo relativně brzy. Krom hmotnostních úspor znamenal Kurs i velkou úsporu paliva. V případě dosud užívaného systému Igla se totiž během sblížení musela celá stanice natočit příslušným stykovacím uzlem k přilétající lodi. U systému Kurs se již o veškeré manévry postarala přilétající loď sama.

Oním druhým systémem, jímž byl základní blok osazen, byla – světe div se – stará dobrá Igla. Důvod pro její využití byl dvojí: v první řadě nebyly nákladní Progressy zatím inovovány a zůstal na nich integrován právě systém Igla. K přednímu stykovacímu uzlu se tedy nemohly připojit, bylo tedy nutné alespoň zadní uzel Iglou osadit. Druhým důvodem byl kuriózně fakt, že doplňkový modul 39КЭ byl na stykovacím uzlu, kterým se měl k Miru připojit, osazen rovněž Iglou. Jeho zadní stykovací port pak byl vybaven jak Iglou pro Progressy, tak Kursem pro pilotované lodi Sojuz TM.

Pro zachování tepelných poměrů byl základní blok vybaven chladicím systémem s několika radiátory. Největší z radiátorů obkružoval pracovní úsek v zóně širokého průměru. Měl proto formu dutého válce o tloušťce 2 milimetry, přičemž mezi samotným trupem stanice a vnitřní stěnou radiátoru byla mezera 2 centimetry. Chladicí systém měl náplň tvořenou látkou s označením „Temp“ na bázi etylenglykolu. Když byl základní blok připravován k vypuštění na orbit, nikdo netušil, jaké problémy právě tento systém posádkám přinese…

Povrch základního bloku mimo radiátory byl již tradičně pokryt speciální vakuovou izolací, jež sestávala průměrně z 25 vrstev aluminizovaného mylaru a speciální tkaniny o tloušťce 5 mikrometrů. Vrchní vrstvu tvořil materiál podobný kevlaru. K vnějšímu povrchu základního bloku byly na různých místech připevněny antény, zábradlí a madla pro výstupy do prostoru, snímače Slunce, Země, další antény a snímače bychom našli na koncích solárních panelů.

Tak tedy vypadal stroj, jenž 6. května 1985 dorazil na Bajkonur, aby se podrobil testům a svým startem spustil novou etapu přítomnosti člověka na nízké orbitální dráze. Jeho kariéra rozhodně neměla být přímočará a problémů měl za dobu svého fungování zažít více než dost. Jako znamení věcí příštích pak mohla posloužit situace těsně po příjezdu základního bloku na kosmodrom…

   
(článek má pokračování)
   

Zdroje obrázků:
http://www.spacefacts.de/graph/drawing/drawings2/soyuz-t-15_mir.jpg (kredit: Spacefacts)
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:%D0%9E%D1%80%D0%B1%D0%B8%D1%82%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BD%D1%86%D0%B8%D1%8F_%D0%9C%D0%B8%D1%80.png
http://www.spacefacts.de/english/mir.htm (kredit: Spacefacts)
https://spaceflight.nasa.gov/history/shuttle-mir/multimedia/sts-84-photos/84p-008-low.htm

Svět nad planetou (2. díl), 5.0 out of 5 based on 34 ratings
Pin It
(Visited 4 121 times, 1 visits today)
Kontaktujte autora článku - hlášení chyb a nepřesností, rady, či připomínky

Hlášení chyb a nepřesnostíClose

VN:F [1.9.22_1171]
Rating: 5.0/5 (34 votes cast)
(Visited 4 121 times, 1 visits today)
Níže můžete zanechat svůj komentář.

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


25 komentářů ke článku “Svět nad planetou (2. díl)”

  1. Jirka Hadac napsal:

    Supr. Mozna jsem zbytecne netrpelivy, ale nahoru, nahoru, tam patri, a ne se poflakovat na Bajkonuru.
    Jako,ted sem se dival na fotky, meli tam nadherny okna, ikdyz to teda Cupola nebyla, ale skoro :-).
    Ach jo, akorat sem se stihl dostat do tempa a zase abych tyden cekal. Ani fer to neni, spis pekne nespravedlive. Co se da delat, diky Ondro, porad se to hezky cte.

    • Ondřej Šamárek napsal:

      Díky za pochvalu! Netrpělivost chápu, ale holt občas musím do práce. Rychleji to fakt nejde… 😀

  2. BlackSheepOI2 napsal:

    Perfektný článok. Neuveriteľné, čo sa 30rokov späť podarilo vyrobiť. Šikovné úpravy, nápady, riešenia a dokonca aj vizuálne spracovanie architektami. Človek má pocit, že tak ako krívala ekonomika normálneho života, tak na druhej strane ta vesmírna bola otvorená všetkým možnostiam doby.
    Mir bol a asi na dlhšie aj ostane symbolom pre naše generácie.

  3. frank napsal:

    Perfektní, navíc jsem se dozvěděl, že iluminátor nemusí být jen malíř iluminací rukopisných knih 🙂

  4. lvy napsal:

    Co je to nehmeretický?

  5. tonda napsal:

    Opět fajn počtení k ranní kávě,děkuji za něj a těším se za týden na další díl!Chápu,že v nejlepším se má přestat,přerušit děj,ale nešlo by to přece jen v trochu méně kardiacky napínavém okamžiku?!Asi doufám marně,protože takové pasáže toto dílo zřejmě neobsahuje!Tak nic,aspoň jsem to zkusil,aby byla sranda,ta musí být,abysme se z toho ne..li!!

  6. Dan napsal:

    Jako bych se tím základním blokem sem a tam proletěl. To se čte samo, super práce 🙂

  7. menman napsal:

    Díky za tento seriál. Chci se zeptat, jestli někdo nevíte, jak fungovala ta váha tělesné hmotnosti. Pozemské váhy obvykle využívají gravitaci. Jak to ve stavu mikrogravitace dělali?

    • Ondřej Šamárek napsal:

      Hmotnost objektu a tím i jeho hybnost zůstává v mikrogravitaci stejná jako na Zemi. Toho využívají kosmické váhy. Zjednodušeně řečeno – kosmonaut obejme zařízení, ve kterém je kalibrovaná pružina (pružiny). Ty udělí tělu impuls a podle jeho zrychlení, eventuálně podle oscilace pružin se dá odvodit hmotnost těla kosmonauta. Tady je jedno z videí, na kterém je vidět fungování váhy vidět.

      • menman napsal:

        Děkuji za odpověď. Takže konečně člověk využije teorii o hmotě na pružině =) Moc šikovné.

  8. Racek napsal:

    Četl jsem to už potřetí. Holt už mám pořád dost času. A taky je moc zajímavé a hutné čtení, kdy se snadno něco přehlédne. Prostě Mir byl vrcholem sovětské kosmonautiky a takový popis si zaslouží. Moc jsem si pochutnal a těším se na pokračování.

  9. Tomas Kohout napsal:

    Perfektní čtení. Vyvolalo to ve mně vzpomínky na každoranní sledování německé ARD v 90. letech, kde běžely nesestřihané záběry natočené na Miru.

  10. ptpc napsal:

    Opäť výborný článok! 🙂

Zanechte komentář