Pilotované kosmické stanice - americký Skylab

Americká orbitální stanice Skylab je jediným realizovaným projektem z rozsáhle koncipovaného programu AAP (Apollo Applications Program), který měl navazovat na úspěšné měsíční mise a měl využívat technologie vyvinuté pro program Apollo.

Protože se pro stavbu stanice Skylab využívalo zařízení, které již bylo vyzkoušeno v rámci programu Apollo, probíhala příprava stanice rychle a "levně". Na program Skylab věnoval NASA celkem 2,259 miliardy dolarů, což ovšem bylo o 69 miliónů méně, než uvažoval původní rozpočet. Program je tedy jednou z mála výjimek, které se vymykají z běžného stavu, když každý kosmický projekt je dražší (v některých případech i několikanásobně - viz americké raketoplány) proti předpokládaným nákladům.

Orbitální stanice Skylab začala vznikat v roce 1968 a pracovní prostor se získal úpravou stupně S-IVB nosné rakety Saturn V. Stanice byla dlouhá 26 metrů (včetně připojené lodi Apollo přes 36 metrů) a vnější průměr její válcové části byl přes šest metrů. Pro pobyt astronautů byla upravena původně nádrž na kapalný vodík a pro astronauty bylo k dispozici celkem 365 m3 (některé zdroje uvádějí 344 m3). Využívaný prostor stanice byl rozdělen přepážkou na dvě patra. V horním patře byl sklad materiálu a potravin, včetně ledniček pro jejich uchovávání. Bylo to poprvé, co byla při kosmickém letu využívána lednička - do té doby bývalo jídlo připraveno tak, aby si uchovalo své vlastnosti a "čerstvost" i při pokojové teplotě. Ledničky nebyly využívány zejména pro energetickou náročnost provozu, nároky na prostor a v případě poruchy nebo nedostatku elektrické energie nebylo možné chlazené potraviny nikam jinam přemístit.
Ve spodním patře byly prostory pro posádku stanice rozdělené do tří částí: pracovní prostor, obytná část a prostor pro vědecké pokusy, jehož součástí byly i dvě propusti umožňující umístit zkoumané vzorky do kosmického vakua. Součástí obytných prostor byla kuchyň (zabírala 16 m2) a ložnice pro posádku se třemi samostatnými kójemi. Další oddělený prostor zaujímala toaleta a speciální sprcha pro použití v beztížném stavu. Uvnitř stanice byly dále vědecké aparatury, ale hlavní přístroj, sluneční observatoř ATM, byl vně stanice a vyklápěl se na trubkové konstrukci po navedení stanice na oběžnou dráhu. Astronauti měli k dispozici kolem 60 vědeckých přístrojů, na nichž během tří misí uskutečnili kolem 270 experimentů.

Obytný prostor pro astronauty byl vybudován v nádrži na vodík, ale ani nádrž na kapalný kyslík nezůstala nevyužita. Po navedení na oběžnou dráhu byla sice nádrž prázdná, ale při provozu stanice byla využívána pro ukládání odpadu; přístup k ní byl přes otvor ve spodní části obytných prostor. Uvnitř kyslíkové nádrže byly umístěny přepážky, které bránily volnému pohybu odpadu, a tím se zamezilo nežádoucímu ovlivňování stabilizace stanice. Přestavba nádrží na prostory pro astronauty probíhala na Zemi, ale v rámci projektu byla vypracovaná i varianta, že nádrže budou přebudovány na obyvatelné prostory až astronauty na oběžné dráze, po vypuštění zbytků kyslíku a vodíku. Druhá varianta byla připravena pro případ, že Skylab bude na oběžnou dráhu vynášet raketa Saturn 1B, ale zrušením tří letů programu Apollo byla k dispozici silnější raketa Saturn 5 a tak mohla být využita "suchá" varianta.

Pro přijetí kosmické lodi byla stanice Skylab vybavena přechodovou komorou se dvěma stykovacími uzly pro připojení lodí Apollo. Nikdy však nedošlo k tomu, aby byly připojeny současně dvě kosmické lodě - druhý stykovací uzel byl určen jako záloha pro případ závady na hlavním stykovacím uzlu. V přechodové komoře bylo umístěno centrum pro ovládání vědeckých experimentů, řídicí panely pro celou stanici a průlez pro výstup astronautů do volného vesmíru.

Elektrickou energii měly dodávat panely slunečních baterií; dva, které měly dodávat 12,4 kW, byly upevněny k vlastní stanici a čtyři menší panely s celkovým příkonem 3,8 kW byly součástí observatoře ATM.

Stanice byla opatřena protimeteorický štítem z hliníkové fólie, která rovněž sloužila jako ochrana před slunečním zářením. Při startu byl štít přitisknut ke stěnám stanice a po navedení na dráhu se měl rozvinout a mezi ním a stěnou stanice měl vzniknout prostor o šířce 13 cm. Všechno ale dopadlo jinak - při dramatickém startu 14. května 1973 se asi minutu po startu protimeteorický štít uvolnil a následně se utrhl. Přitom se uvolnil pásek držící jeden složený panel sluneční baterie a ten byl aerodynamickými silami odtržen. Stanice tak na dráhu doletěla bez jednoho panelu sluneční baterie (druhý se nepodařilo plně rozvinout) a bez protimeteorického štítu. To, že panely sluneční baterie nejsou rozevřeny, potvrdily fotografie stanice pořízené kamerami USAF na pozemních pozorovacích stanicích. Tím chyběla elektrická energie a stanice nebyla chráněna ani proti slunečnímu záření a v důsledku toho teplota uvnitř stanice začala nebezpečně narůstat. Už první den se teplota vnitřních prostor stanice vyšplhala na 38°C a teplota vnějšího pláště byla 82°C; přitom optimální teplota uvnitř stanice měla být 16 až 32 stupňů. A 23. května administrátor NASA dr. Fletcher oznámil, že teplota uvnitř stanice se stabilizovala na 49°C. Růstu teploty nemohlo zabránit ani klimatizační zařízení, které díky absenci jednoho panelu sluneční baterie nedostávalo dostatek energie; příkon získávaný ze sluneční baterie byl pouze 25 W a energie z panelů ATM stačila jen na nouzový režim provozu chladniček a stabilizaci stanice a jen asi 1 kW na provoz dalšího zařízení.

Objevily se názory, že celá mise musí být zrušena a NASA oznámil, že vyslání první základní posádky je odloženo. Další ranou bylo oznámení Marshall Space Center, které řídilo stavbu stanice, že poškozený panel sluneční baterie nebudou moci astronauti plně rozvinout pro jeho velkou hmotnost a nebezpečí, jemuž by se při takovém pokusu vystavili.

Přes všechny přicházející negativní informace (např. byla zveřejněna informace, že vysoká teplota by mohla vyvolat uvolňování jedovatých zplodin z rozkládajícího se polyuretanu) se NASA rozhodl pokusit se o opravu stanice a první základní posádka zahájila doplňkový výcvik. Z obavy, že v ovzduší stanice, jež tvořil ze 74% kyslík a z 26% dusík (při třetině normálního tlaku), jsou přítomny jedovaté látky, byla před příletem astronautů dvakrát kompletně vyměněna atmosféra a první posádka byla vybavena přenosnými analyzátory plynů. Souběžně s přípravou astronautů se ve střediscích NASA rozběhla akce, jejím cílem bylo vyrobit náhradní protimeteorický štít. A také byla přepracována metodika přibližování lodi Apollo ke stanici a následné spojení s ní - to pro případ, že by se stanice chovala nestandardně.

Činnosti posádek na stanici Skylab bude věnováno další pokračování seriálu o pilotovaných kosmických stanicích.

HLAVNÍ PRAMENY:
[1] M. Codr: Vesmírné ostrovy; chvála kosmonautiky, Práce, Praha 1978
[2] M. Grün: Kosmonautika - současnost a budoucnost, Horizont, Praha 1983
[3] P. Lála, A. Vítek: Malé encyklopedie kosmonautiky, Mladá fronta, Praha 1982
[4] K. Pacner, A. Vítek: Půlstoletí kosmonautiky, Epocha, Praha 2008
[5] Astronautický klub SPACE: Zápas o Skylab - in: Letectví a kosmonautika, ročník 1973, čísla 19 až 23

-----
Příště: První americký orbitální let; plánované zveřejnění: 20.2.2012.