Výstupy do volného vesmíru

Práce ve volném vesmíru se stala běžnou součástí kosmických výprav a bez výstupu do vesmíru by nebylo možné postavit Mezinárodní kosmickou stanici. A činnost astronautů na Měsíci byla také zvláštním druhem pobytu ve skafandru ve volném vesmíru.

A.A.Leonov při výstupu z Voschodu 2

Výstupy kosmonautů do vesmíru jsou nutné pro opravářské práce - jak také ukázala několikerá návštěva Hubbleova kosmického teleskopu. Bez práce astronautů na tomto teleskopu by astronomie ztratila jedinečný přístroj pro pohledy do vzdáleného vesmíru. Dnes jsou činnosti kosmonautů mimo loď téměř rutinní záležitostí, ale první výstupy do volného vesmíru byly pro kosmonauty velkou neznámou. Nevědělo se, zda mikrometeority nepoškodí skafandr natolik, aby z něho unikl vzduch, nikdo neznal, jak se bude chovat materiál, z něhož byl skafandr vyroben, v podmínkách kosmického prostředí a v neposlední řadě zde byla nevyřešená otázka psychického zatížení kosmonauta. Lékaři si kladli otázky: dokáže se kosmonaut ve volném vesmíru orientovat, neztratí vládu nad sebou samým a dokáže se vrátit do kosmické lodi? I takové problémy museli řešit odborníci před prvními výstupy do volného vesmíru.
A při prvních výstupech se zvažovalo i jedno "technické" nebezpečí výstupu: dokážou kosmonauti hermeticky uzavřít po návratu kabinu? S kabinou, u níž by byla porušena hermetičnost, by nastaly nepřekonatelné problémy při průletu hustými vrstvami atmosféry při sestupu. Na zemi se zabezpečením dokonalé hermetizace kabiny zabývají technici s řadou přístrojů - na oběžné dráze jsou kosmonauti odkázáni na svoje schopnosti a na kontrolní systém v kabině.

Řadu otázek vyřešily pozemní testy, ale to nejdůležitější - podmínky beztíže a volný kosmický prostor - nelze na žádném trenažéru nasimulovat. Proto zůstávalo malé procento rizika, že během výstupu dojde k nečekané mimořádné situaci. Přesto obě kosmické velmoci na přelomu roků 1964 a 1965 tento experiment připravovaly a zařadily ho do programu svých pilotovaných expedic. Američané pokus o výstup veřejně oznámili jako součást letů programu Gemini a jejich plán předpokládal, že při jednom z prvních letů kabiny, konkrétně Gemini 4, astronauti otevřou dveře a "nahlédnou" do vesmíru a při dalším letu už jeden astronaut opustí kabinu připoután na jisticím laně.

Sověti americké plány znali a tak zařadili výstup do volného kosmu do programu letu lodi Voschod 2. Tento let se měl uskutečnit před prvním vzletem kabiny Gemini s posádkou a zabezpečit tak pro SSSR další vítězné body v kosmickém soupeření. K vlastní přípravě výstupu do kosmu se začalo na jaře roku 1964. V dubnu byla jmenována skupina kosmonautů, která měla v průběhu desíti měsíců nacvičit činnost ve skafandru mimo loď. K výcviku se mj. využíval letoun Tu-104 s instalovanou výstupní komorou, který létal po parabole a navozoval po dobu 20ti až 30ti vteřin beztížný stav. Důležitou součástí výcviku byly také seskoky s padákem s jeho opožděným otevřením. Při těchto aktivitách kosmonauti nacvičovali zejména koordinaci pohybů. Veškerý nácvik probíhá ve dvojicích, jež tvoří velitel a druhý pilot určený k uskutečnění výstupu. Velitel musí absolvovat stejný výcvik, protože v případě potřeby musí být schopen pomoci svému kolegovi v nesnázích, které by mohly během výstupu nastat.
Sovětští plánovači v případě úspěšného splnění úkolu lodi Voschod 2 připravovali podobný experiment také se smíšenou posádkou, při kterém by z lodi vystoupila první žena. Tento let byl nakonec zrušen a tak první žena vystoupila do volného vesmíru až v červenci 1984 (Světlana Savickaja).

Kosmická loď Voschod 2 odstartovala z kosmodromu Bajkonur 18. března 1965 s kosmonauty Pavlem Beljajevem a Alexejem Leonovem na palubě. Na druhém obletu Země vystoupil Leonov přes nafukovací přechodovou komoru, která byla během startu složena pod aerodynamickým krytem, do volného vesmíru. Vlastní výstup z přechodové komory zahájil Leonov někde nad Afrikou a po přeletu nad Evropou byl celý venku. (O psychické i fyzické zátěži prvního výstupu svědčí také to, že v době opouštění přechodové komory měl Leonov tepovou frekvenci 152 úderů za minutu a také Beljajev přesahoval 100 tepů za minutu.) Leonov se tak stal prvním člověkem, který se pohyboval po oběžné dráze mimo kosmickou loď. Celý výstup, jenž trval přes 12 minut, byl vysílán přímým televizním přenosem, ukázal, že pohyb a orientaci ve volném vesmíru kosmonaut zvládne. Přesto se vyskytly situace, kdy se kosmonaut díky prudkým pohybům dostával do nekontrolované rotace. Kosmonaut ale nepříznivé stavy dokázal, i díky jištění lanem, zvládnout.
Skutečně kritická situace nastala při návratu kosmonauta do přechodové komory. Při pozemním tréninku se Leonov celkem dobře dostával průlezem do komory, ale v podmínkách vakua se jeho skafandr nafoukl a nedařilo se mu průlezem projít. Kosmonaut nakonec jedním ventilem upustil část vzduchu ze svého skafandru (v němž i předtím byl snížený tlak) a dostal se až na hranici ohrožení "kesonovou" nemocí. Díky sníženému tlaku se mu podařilo průlezem prolézt a vrátit se do kabiny. O tom, že ukončení výstupu bylo namáhavé, svědčí i to, že tepová frekvence Leonova byla na 170 úderech a jeho teplota vystoupila na 37,6 °C.

Tyto dramatické detaily z Leonova návratu z "kosmické vycházky" nebyly v šedesátých letech nikdy zveřejněny, pouze se uvádělo, že návrat do přechodové komory byl obtížný a namáhavý. Někteří autoři zdůrazňovali, že to zapříčinila kamera, kterou Leonov na konci výstupu odmontoval u povrchu lodi a přenášel ji do kabiny lodi. Hlavní konstruktér sovětské kosmické techniky Sergej Koroljov později o výstupu Leonova napsal, že "bez této zkušenosti bychom nemohli uvažovat o vytyčování nových vesmírných tras."

Zjištění, že se kosmonaut může ve volném vesmíru koordinovaně pohybovat, využili Američané a operativně pozměnili letový plán lodi Gemini 4. Podle původních propozic měl astronaut Edward White pouze otevřít dveře kabiny a vystrčit do prostoru ruku; skutečný výstup do kosmického prostoru měl uskutečnit až druhý pilot Gemini 7. Podle upraveného plánu a po zkráceném výcviku ale začátkem června 1965 vystoupil ve skafandru do volného vesmíru právě White. Při svém výstupu, který trval od otevření do zavření dveří celkem 36 minut, použil k pohybu také jednoduchý reaktivní přístroj vybavený dvěma plynovými raketovými motorky pro pohyb vpřed a jedním pro pohyb vzad. Stlačený plyn pro motorky byl uložen ve dvou válcových nádržkách. White prověřil zařízení dokonale a používal ho až do úplného vyčerpání pracovní látky.Pro úplnost je třeba ještě připomenout, že kabina Gemini neměla žádnou přechodovou komoru a tak byl po celou dobu Whiteho "procházky" vystaven působení kosmického vakua i druhý člen posádky - velitel James A. McDivitt.

Další americký výstup do kosmického prostoru uskutečnil v červnu 1966 Eugene Cernan, pilot lodi Gemini 9A. Jeho výstup trval dvě hodiny a sedm minut a plně prokázal, že člověk může v kosmickém prostoru bezpečně pracovat. Cernan už měl k dispozici dokonalejší prostředek pro pohyb: jednotku AMU (Astronaut Maneuvering Unit. AMU se připínala na zadní část skafandru a pomocí dvanácti trysek měla umožnit astronautovi let až do vzdálenosti 150 metrů od lodi. K vyzkoušení AMU ale nedošlo, protože Cernanovi se během výstupu zamlžil průhled přilby a prakticky nic neviděl. Současně mu lékaři naměřili tep 135 za minutu a odhadovali jeho tělesnou teplotu na 38 °C a na konci výstupu, kdy se astronaut "poslepu" vracel do kabiny, byla jeho tepová frekvence na 180 za minutu. Výstup byl nakonec zkrácen - z plánovaných 150 minut byl Cernan mimo loď "jen" 125 minut. Při následujícím letu lodi Gemini 10 už astronaut Michael Collins vystoupil do vesmíru dvakrát, 18. a 20. července 1966, a celkem pobýval mimo loď 87 minut, z toho 49 minut představoval "výstup", kdy astronaut neopustil úplně kabinu a byl pouze vykloněn do prostoru. Collins měl premiéru v tom, že byl prvním astronautem, který prováděl montáž na jiném tělese; během výstupu odmontoval (i když s vynaložením nečekaně velkého úsilí) sběrač mikrometeoritů z Ageny 8.

Sovětští kosmonauti uskutečnili svůj druhý výstup do volného vesmíru v lednu 1969, kdy dva členové posádky kosmické lodi Sojuz 5 Alexej Jelisejev a Jevgenij Chrunov (náhradník Leonova pro let Voschodu 2) přestoupili volným prostorem do lodi Sojuz 4 a v ní se vrátili zpět na zem. Během přestupu se kosmonauti ve skafandrech nacházeli v podmínkách kosmického vakua po dobu 37 minut. Tento experiment byl přípravou na sovětský let na Měsíc - v projektu se předpokládalo, že kosmonauti se z lunárního přistávacího modulu přesunou do návratové části lodě na selenocentrické dráze přes volný vesmír.

První výstupy kosmonautů do volného vesmíru ukázaly, že činnost mimo loď je mimořádně namáhavá a že bude muset být změněna metodika výcviku a konstruktéři musí vylepšit vybavení skafandrů. Zejména se jednalo o odvod tepla a vlhkosti - např. Cernan během dvouhodinové práce ve skafandru vypotil asi jeden litr.

HLAVNÍ PRAMENY:
[1] M. Codr: Sto hvězdných kapitánů, Práce, Praha 1982
[2] V. P. Gluško: Razvitijě raketostrojenija a kosmonavtiki v SSSR, APN, Moskva 1973
[3] P. Lála, A. Vítek: Malá encyklopedie kosmonautiky, Mladá fronta, Praha 1982
[4] L. Lebeděv, B. Lukjanov, A. Romanov: Syny goluboj planěty, Politizdat, Moskva 1973
[5] K. Pacner: Kolumbové vesmíru, Mladá fronta, Praha 1976
[6] K. Pacner: Na obou březích vesmíru, Čs. spisovatel, Praha 1968
[7] http://www.lib.cas.cz/space.40/[8] http://kosmonautika.cz/v2text.html

-----
Příště: Přehled událostí v kosmonautice; plánované zveřejnění: 15.11.2011.