Svět nad planetou (6. díl)

Modul Kvant

Modul 37КЭ „Kvant“, jenž počátkem dubna 1987 nešťastně „plápolal“ u zadního stykovacího uzlu Miru, byl vlastně tak trochu raritou. Původně se s ním pro Mir vůbec nepočítalo, jeho cílovou destinací měl být Saljut 7. Jenže průtahy při zhotovování modulu znamenaly jeho redesignaci pro novou stanici Mir. 37КЭ měl být prvním z celé rodiny podobných modulů, jež měly následovat a měly být paradoxně určeny od počátku pro Mir. V plánu byly totiž další moduly rodiny 37K, které Mir dotvoří a znásobí jeho kapacitu jak v oblasti zabezpečení životních potřeb, tak zejména v oblasti experimentálního vybavení. Ony moduly měly navíc vytrhnout konstruktérům trn z paty – jak už jsme zmiňovali v prvním dílu seriálu, základní blok Miru byl cvalíkem, jehož hmotnost postupně překročila možnosti Protonu, tehdy nejsilnější rakety v sovětském repertoáru. Jeden z modulů měl na své palubě nést veškeré systémy a komponenty, na něž v základním bloku nezbývala zásoba hmotnosti. Jenže, jak už jsme se v historii kosmonautiky (a vlastně v historii jakékoli lidské činnosti) přesvědčili, do každého plánu neomylně zasáhne pravidlo pana Murphyho, v němž se praví: „Všechno je vždy nakonec jinak“. A tak se v případě Kvantu objevilo několik zajímavých paradoxů. Prvním byl fakt, že modul, jenž jako jediný neměl zamířit k Miru, nakonec u Miru skončil. Druhým paradoxem bylo, že modul, jenž měl být členem rodinky navenek podobných brášků, zůstal nakonec solitérem. A do třetice – stroj, jenž byl koncipován jako doplňkový modul, se postupem času stal natolik integrální součástí stanice, že Mir by bez něj nemohl fungovat, minimálně ne tak dlouho a takovým způsobem, jakým nakonec fungoval…

   

Kvant – jedináček se zpožděním

   

Ona zamýšlená rodinka modulů 37K měla mít krom kusu 37КЭ ještě další čtyři členy. Všechny čtyři byly určeny od počátku pro rozšíření základního bloku stanice Mir. Jedním z nich měl být modul 37КД (latinkou „KD“). Ono „D“ v označení značilo „дооснащениe“, což znamená cosi jako „dovybavení“. Modul 37КД měl Miru zajistit dovybavení základního bloku a měl být také přístavem pro Sojuzy a Progressy. Měly v něm být uloženy skafandry Orlan a měly se z něj konat vycházky do volného prostoru. Na jeho palubu měly být po průšvihu s nadváhou základního bloku také umístěny některé důležité prvky, jako například setrvačníky orientačního systému nebo některé komponenty systému zabezpečení životních podmínek. Další modul dostal označení 37КТ, přičemž „T“ v názvu značilo „technologický“. Jak samo označení napovídá, modul měl být zaměřen na technologické experimenty a jeho součástí měla být velká přechodová komora pro umístění experimentů vyžadujících vakuum. Roli těchto dvou modulů v reálu o několik let později převzaly zejména moduly Kristall a Kvant-2. Třetím modulem měl být 37КП (latinkou „KP“). „P“ v názvu znamenalo „příroda“. Na jeho palubě se měly nacházet aparatury pro sledování zemského povrchu a zkoumání přírodních zdrojů, mimo to měl ale modul sloužit také pro vojenské experimenty. Posledním členem rodiny modulů řady 37K byl 37KГ (latinkou „KG“). Ono „G“ značilo „nákladní (rusky gruzovoj)“ a někdy byl tento modul označován také jako „rezervní“. Jak jeho název napovídá, měl sloužit k doplnění zásob a jako příruční sklad.

Pionýrem z rodiny 37K měl být, jak již bylo několikrát řečeno, modul 37КЭ („KE“). Éčko v označení znamenalo „experimentální“. Tento modul měl zamířit k Saljutu 7 a na jeho palubě měly být ověřovány a testovány komponenty jeho budoucích bratříčků. Nezůstalo však pouze u experimentálních systémů. V roce 1982, tedy v průběhu návrhových prací, do něj byla zakomponována astrofyzická observatoř „Rentgen“ a ultrafialový teleskop „Glazar“, výsledky mezinárodní spolupráce.

Start modulu 37КЭ byl předběžně naplánován na podzim 1984, jenže do hry tehdy vstoupily dva faktory. Prvním byl skluz ve stavbě modulu, který přímo ohrožoval plán startu. Druhým pak byla existence lodi TKS-M, na jejíž palubě se nacházela vojenská špionážní aparatura „Pion-M“. Tento stroj byl hotov a připraven k převozu na Bajkonur už v roce 1983 a vzhledem k tomu, že prim v rámci sovětské kosmonautiky hrála armáda, nebylo co řešit: k Saljutu 7 se vydá TKS-M pod krycím názvem Kosmos-1686, zatímco 37КЭ si počká na své angažmá do doby, než bude na oběžné dráze nová stanice Mir a jeho bratříčci jej budou následovat.

Kosmonautika, zejména sovětská, je proslulá množstvím zvratů, kdy některé ideje a projekty jsou dovedeny až do vysokého stádia rozpracovanosti a pak, jako máchnutím kouzelného proutku, „věrchuška“ změní kurs a obrovské finanční částky, kusy hardwaru a v neposlední řadě také někdy celé kariéry zúčastněných jsou dobré maximálně k vyhození na šrotiště. Nejinak tomu bylo i v případě rodiny 37K. Její koncepce totiž zahrnovala jeden kolosální nedostatek. Tyto moduly neměly vlastní pohonný systém, proto byl třeba nějaký „tahač“, který by je dostal ke stanici.

Částečný řez Kvantem s připojeným tahačem FSB

Částečný řez Kvantem s připojeným tahačem FSB
Zdroj: capcomespace.net

Oním tahačem byl upravený blok FGB („функциональный грузовой блок“ – funkční nákladní blok) z lodi TKS, jenž byla pozůstatkem velkorysého projektu Almaz. Blok FGB byl upraven pro tento účel a dostal nové označení FSB („функциональный служебной блок“ – funkční služební blok). Jednalo se v podstatě o osekaný FGB, jenž neměl přetlakové prostory (nepočítalo se s pobytem kosmonautů na jeho palubě), postrádal také stykovací zařízení (k modulům 37K měl být připevněn pyrozámky) a po doručení modulu ke stanici se měl oddělit a být naveden ke zničení v hustých vrstvách atmosféry. A právě to byla Achillova pata celého projektu.

FSB měl být na orbit vynášen jen coby jednorázový tahač s velmi krátkou životností a nulovou přidanou hodnotou, přičemž jeho hmotnost činila přibližně 10 tun, tedy stejně jako samotný modul 37K. Hmotnost nákladu a zásob v modulu mohla dosáhnout maximálně slabých tří tun! Nedostatky a limity vybraného řešení byly očividné a bylo evidentní, že vybavení stanice dalšími moduly řady 37K by bylo velmi neefektivní. Proto na konci roku 1983 přišla Energija i kancelář Saljut s dalšími návrhy.

Energija zůstala trochu „při zemi“ a její návrh kalkuloval s tím, že místo upraveného pohonného modulu FGB bude použit neoddělitelný úsek založený na agregátovém úseku stanic DOS. Vedení konstrukční kanceláře Saljut pak bylo mnohem radikálnější – počítalo s možností, jež využila pohrobky programu Almaz ještě efektivněji. Nákladní a pohonný modul FGB by mohl být kompletně přetvořen na čistokrevný doplňkový modul. Vlastní pohon, velkoryse dimenzovaný vnitřní prostor a v neposlední řadě mnohem lepší využití nosnosti rakety Proton mluvily jasně ve prospěch tohoto řešení. Moduly dostaly označení 77KC (v latince „77KS“) a na jaře 1984 přibylo také požehnání z vyšších míst.

Modul 37КЭ měl tedy být prvním a současně posledním svého typu, jenž měl u Miru figurovat. Zdálo by se, že zmíněné paradoxy a osudové zvraty nelze v případě modulů 37K trumfnout. Nicméně angažmá těchto strojů se nemělo omezit pouze na Mir. S jejich využitím se počítalo i v projektu sovětského raketoplánu Buran. Moduly řady 37KБ (latinkou „KB“) měly v různých konfiguracích putovat do vesmíru v nákladovém prostoru Buranu coby instrumentační platformy během letových zkoušek raketoplánu. Následně měly být moduly 37KБ vynášeny raketoplány coby technologické a výzkumné moduly (obdoba Spacelabů a Spacehabů na americké straně). Existovaly také plány, podle kterých měl být jeden z modulů vynesen v nákladovém prostoru Buranu, připojen k Miru a při další misi raketoplánu opět odpojen a svezen na Zem. Další plán pak zmiňoval možné využití 37KБ s velkými solárními panely coby doplňkového energetického modulu pro nástupce Miru, stanici Mir-2. Jak vážený čtenář jistě sám uzná, moduly 37K evidentně i přes změnu plánů ohledně Miru čekala v rámci programu sovětského raketoplánu nepochybně zářivá budoucnost. Nebo snad… ne? (Abychom byli féroví, krom 37КЭ se do vesmíru podíval ještě jeden kus této řady – během prvního a posledního letu Buranu se v jeho nákladovém prostoru nacházel instrumentační a měřící modul 37KБ).

Pokud bychom se na 37КЭ „Kvant“ podívali v okamžiku, kdy se přibližoval k základnímu bloku Miru, viděli bychom stroj složený ze dvou válců o různém průměru, přičemž širší válec byl zakončen konusem, na jehož konci se nacházel aktivní stykovací uzel. Právě tím se Kvant připojil k Miru. Na opačné straně pak byl válec o menším průměru zakončen jakou si kónickou čepičkou, sloužící během startu jako vršek aerodynamického krytu.

Onen užší válec byl tahač FSB. V nejširším místě měl průměr 4,15 metru a na délku měřil zhruba 8 metrů. Jeho hmotnost činila zhruba 11 700 kg, přičemž v rámci „odtučňovací kůry“ (a vzhledem k faktu, že Kvant měl oproti projektované hmotnosti nadváhu více než půldruhé tuny) z něj byly oproti standardním modulům FGB sejmuty čtyři nízkotlaké palivové nádrže a vysokotlaké nádrže byly před startem natankovány pouze na 60 % objemu. Dva hlavní motory umožňovaly prostřednictvím tahu 7,84 kN korigovat oběžnou dráhu a navést soulodí k dostaveníčku se základním blokem, o jemné korekce a orientaci v prostoru se staralo 24 menších motorků. Přísun energie zajišťovaly dva solární panely o celkové ploše 40 m2. FSB byl, jak už bylo výše řečeno, extrémně drahý (a nutno také říci – vzhledem k poměru hmotností – také extrémně nevýhodný) tahač, jenž měl být po připojení Kvantu k Miru odhozen a naveden do atmosféry.

Mnohem větší pozornost si zaslouží náklad, jejž FSB dopravil na místo určení. Kvant byl stroj o hmotnosti 11 050 kg, délce 5,8 metru a maximálním průměru 4,15 metru. K dosavadním prostorám Miru přidal Kvant slušných 40 m3 hermetických prostor, tvořených zejména Laboratorním úsekem (LO). Zde byl umístěn centrální ovládací pult, optické vybavení a ve „stropě“ se také nacházelo šest setrvačníků, každý o hmotnosti 165 kg. Ty se měly postarat o velmi přesnou orientaci orbitálního komplexu v prostoru s přesností na 1,5 úhlové minuty při mizivé spotřebě drahocenného paliva. Za panely na stěnách LO bylo umístěno různé vybavení, včetně bloků palubního počítače. Za LO se nacházela přechodová komora (PK), ve které byl umístěn jeden ze dvou hlavních vědeckých přístrojů na Kvantu – ultrafialový teleskop Glazar. Po obvodu PK bychom našli nehermetický prostor, ve kterém našla místo mimo jiné „Světlana“ – elektroforézní procesor biologických materiálů (přístroj byl pojmenován po Světlaně Savické, která s jeho zmenšeným prototypem prováděla experimenty na palubě Saljutu 7). Předpokládalo se, že Světlana bude ve zkušebním provozu produkovat materiály pro sovětský průmysl. Dalším důležitým instrumentem uloženým na obvodu PK pak byl „Rentgen“.

Zjednodušený řez Kvantem

Zjednodušený řez Kvantem
Zdroj: commons.wikimedia.org

Rentgen byl výsledkem mezinárodní spolupráce několika zemí. Nebyl to jeden přístroj, ale jakýsi „klastr“ několika instrumentů o celkové hmotnosti 800 kg. Scintilační spektrometr HEXE dodali němečtí výzkumníci z Institutu Maxe Plancka a univerzity v Tübingenu; plynový scintilační proporční spektrometr Sirene-2 dodala agentura ESA; TTM – spektrometr s kódovou maskou zase dodali vědci z Birminghamu a Utrechtu, a konečně detektor rentgenového a gama záření Pulsar X-1 byl dílem domácího kolektivu sovětských astrofyziků. Většina těchto přístrojů byla koncipována tak, aby je mohli dálkově ovládat týmy jejich tvůrců, čímž se měl drahocenný čas kosmonautů uvolnit pro jiné úkoly. Krom této aparatury Kvant nesl další vědecké přístroje včetně injektorů plazmy a elektronů pro geofyzikální experimenty.

Kvant však na své palubě hostil krom vědeckého vybavení také tři důležité aparáty, jež dotvářely systém zabezpečení životních podmínek Miru. Prvním aparátem byl „Vozduch“. Základem tohoto přístroje bylo molekulární síto, jež zachytávalo molekuly oxidu uhličitého z atmosféry. Po saturování síta bylo možné jej regenerovat. Vozduch umožnil snížit počet kanystrů s hydroxidem lithným, jež dovážely nákladní Progressy. Druhým důležitým aparátem byl „Elektron“. Ten elektrolýzou rozkládal vodu na kyslík a vodík. Zatímco vodík byl vypouštěn mimo stanici, kyslíkem byla obohacována atmosféra v interiéru. Pokud to bylo možné, Elektron využíval vodu extrahovanou z moči kosmonautů. Díky tomuto aparátu se opět uvolnilo trochu místa na palubách Progressů, které nemusely vozit tolik kyslíku, jako tomu bylo doposud. Posledním zajímavým aparátem na palubě Kvantu byla „Vika“. Její ruský název TGK, tedy „твердотопливный кислородный генератор – generátor kyslíku na tuhé palivo“ dával tušit jeho funkci. Jednorázové kanystry, jež vzdáleně svým rozměry a vzhledem připomínají hasičský přístroj, bylo možné vložit do generátoru a otočením kohoutu spustit exotermickou reakci, jejímž produktem byl kyslík. Každý z kanystrů, kterým se přezdívalo „svíčky“ dokázal zajistit kyslík pro jednu osobu na 24 hodin. Vika měla být využívána zejména při střídání expedic nebo během pobytu návštěvnických posádek. Právě s tímto přístrojem se pojí jeden z nejděsivějších momentů v historii orbitálního komplexu Mir…

O připojení k základnímu bloku se postaral klasický stykovací mechanismus SSVP, který používaly a dodnes používají Sojuzy a Progressy. Zadní strana Kvantu pro změnu nesla na konci přechodové komory pasivní stykovací mechanismus, jenž byl pro změnu obdobou mechanismů používaných na Saljutech a na základním bloku Miru. Zajímavostí bylo, že Kvant nebyl původně vybaven infrastrukturou pro přečerpávání paliva a provozních plynů, protože měl být původně připojen k přednímu stykovacímu uzlu Saljutu 7, který přečerpávání nepodporoval. Se změnou určení modulu byla nutná instalace potřebných přechodek a potrubí, kterým bylo palivo a plyny čerpány do nádrží v základním bloku.

Pohled na Kvant v roce 1995

Pohled na Kvant v roce 1995
Zdroj: en.wikipedia.org

Modul byl osazen dvěma různými sbližovacími a stykovacími radiosystémy. K tomu, aby se Kvant mohl připojit k základnímu bloku, byly v jeho přední části instalovány antény systému Igla, který využívaly všechny Sojuzy do řady „T“ a první verze Progressů. Zadní stykovací uzel Kvantu byl osazen také Iglou, aby se mohly připojovat Progressy. Ovšem nové Sojuzy řady „TM“ byly vybaveny novým systémem Kurs a s upgradem na Kurs se počítalo výhledově i u nákladních lodí, proto zadní stykovací uzel modulu dostal oproti původním plánům také tento systém.

Kuriózní byl i zdroj energie pro Kvant, kterým se měly původně stát dvě křídla solárních článků. V rámci kampaně za snižování hmotnosti modul startoval bez panelů, nicméně v plánu bylo jejich osazení poté, co je ke stanici doveze jeden z modulů 77KS. Neznamenalo to však, že by solární panel na Kvantu nebyl, naopak. Solární panel Kvant měl, ovšem jednalo se o kus určený pro základní blok. Rozložen do dvou částí svou hmotností 340 kg tvořil nemalou část dvou a půl tuny spotřebních položek a dalších zásob, jež čekaly na vybalení kosmonauty v útrobách modulu.

Ovšem jedna věc je zásoby mít a druhá věc – dostat se k nim…

   
(článek má pokračování)
   

Zdroje obrázků:

https://space.skyrocket.de/img_sat/kvant-1__2.jpg
http://www.capcomespace.net/dossiers/espace_sovietique/mir/1987%20kvant%20dessin.jpg
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Kvant-1_-_Mir_module.png
https://en.wikipedia.org/wiki/File:Kvant-1_(1995-02-06)_cropped.jpg

Svět nad planetou (6. díl), 5.0 out of 5 based on 27 ratings
Pin It
(Visited 3 498 times, 2 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 (27 votes cast)
(Visited 3 498 times, 2 visits today)
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 “Svět nad planetou (6. díl)”

  1. Marián Grega napsal:

    Vďaka za perfektne a dopodrobna napísané detaily, radosť čítať, veru ťažko sa čaká na pokračovanie.

    • Ondřej Šamárek napsal:

      Díky, to jsem moc rád. Trochu jsem se bál, že tím popisem každého spolehlivě uspím… 🙂

  2. Jirka napsal:

    Tak to je paráda. Oceňuji také vstřícnost k nám co nevládneme cyrilicí.

    • Ondřej Šamárek napsal:

      Díky! Jinak – azbuka je vlastně velmi jednoduchá, určitě stojí za to se s ní trochu porvat…

  3. Tovy napsal:

    No to si ze mne… a pořád jsme 15cm od stanice 🙂

  4. Jirka Hadač napsal:

    Já si tak v duchu představuju, jak vznikly kapitoly 5-7. Napsala se jedna kapitola o EO-2. A teď, sakryš, dyk já nepopsal ani ten Kvant a už ho posílám nahoru. Tak tam něco napíšem. Napsáno. Marja, dyk je to dlouhý. Co teď, sobcům by se asi to líbilo, ale fakt je to dlouhý. Tak to rozdělíme. Jak? Kvant-1 zvlášť. A misi napůl. Snad mě teda nezabijou.
    Zabijou 😀 . Pan kolega si minule stěžoval oprávněně. Půlka pořád chybí. Někde se ztratila v překladu :-D. Já asi založím odbory, že je to nelidské zacházení s čtenáři. Odporuje to listině základních práv a svobod. Nesouhlasím Ondro. A souhlasím s Tovym.
    Parádní, ale už ať je to spojené. Šup šup. Díky moc, pořád se těším na pokračování.

    • Ondřej Šamárek napsal:

      Představa je to hezká, ale realita byla úplně jiná. Takto jsem to plánoval předem. Ano, vím, jsem nelidský a krutý… 😀

  5. Jirka Hegmon napsal:

    Opet krasny clanek.Diky,tesim se na pokracovani.

  6. ptpc napsal:

    Parádny článok! Ako vždy! 🙂

  7. maro napsal:

    Neuvěřitelná paráda. To jsou obrovská kvanta úžasných informací, která člověk nemá šanci sám získat, pokud tomu nechce věnovat stovky hodin hrabání se někde v azbuce. Tyhle řezy a detaily konstrukci maximálně miluju. Vy byste fakt měl dostat grant od ministerstva školství nebo Evropské unie za popularizaci technického myšlení. Tohle je ta správná výživa pro technicky se rozvíjející studentské hlavičky.

    • Ondřej Šamárek napsal:

      Moc děkuji za chválu, ale pokud mohu prosit, granty ne. Raději to i nadále budu dělat z radosti a pro lidi, ne pro peníze. 😉
      Každopádně mě Váš koment velmi těší!

Zanechte komentář