Příběh jako ze sci-fi má šťastný konec. Po 286 dnech v kosmu, místo plánovaných osmi dnů, se dvojice astronautů ze Starlineru 18. března šťastně vrátila zpět na Zemi. Ovšem v jiné, konkurenční kosmické lodi Crew Dragon.
Dramatický příběh Starlineru se začal psát 5. června loňského roku, kdy se Sunita Williamsová (59) a Barry „Butch“ Wilmore (62) vydali na osmidenní testovací let (Starliner CFT-01) k Mezinárodní kosmické stanici ISS. Se štěstím se k ní sice připojili, ale že tam stráví téměř 10 měsíců, je loni v létě ani ve snu nenapadlo. Teprve nedávno vyšlo najevo, jak riskantní to byl let.
Malé opakování
Za vše mohly — slušně řečeno — neposlušné manévrovací trysky RCS kosmické lodi a už na Zemi pozorovaný únik helia z palivového potrubí, nad kterým však v Boeingu i v NASA „mávli rukou“. Firma Boeing měla ovšem se svou kosmickou lodí CST-100 Starliner problémy od počátku jejího vývoje. Pracovala na něm v rámci programu Commercial Crew Development vyhlášeném roku 2008 NASA, podobně jako na Crew Dragonu tehdy mladá společnost SpaceX, jež zakázku získala v roli záložníka! NASA chtěla dvě alternativní lodě pro dopravu astronautů na ISS, jež nahradí odstavené raketoplány (2011). Do roku 2020 totiž byla odkázána na ruské Sojuzy. Až 30. května 2020 se to změnilo, když první pilotovaný Crew Dragon (zkušební let DM-2) s astronauty Robertem Behnkenem a Douglasem Hurleym zakotvil u ISS. A zatímco 16. listopadu 2020 proběhl i start 1. operačního letu Crew-1, Boeing se potácel v problémech. O bezpilotní zkušební let OFT-1 se sice pokusil už v prosinci 2019, ale kabina Calypso ke stanici nedolétla a kvůli problémům se softwarem musela po dvou dnech obletů Země nouzově přistát. Mise OTF-2 pak startovala až po řadě odkladů. Např. v srpnu 2021, kdy už byla loď připravena ke startu na raketě Atlas 5, došlo k jejímu návratu do výrobního závodu, kvůli potřebě odstranění problémů s více než polovinou ze 24 ventilů v rozvodech okysličovadla. K ISS pak zamířila až 19. května 2022. Spojila se s ní, a 25. května pak i úspěšně přistála na White Sands Facility v Novém Mexiku. Zdálo se tedy, že má Boeing až na „maličkosti“ vyhráno, a začala příprava mise CFT-1 s posádkou. Jenomže problémy pokračovaly. Odklad střídal odklad. Další start byl naplánován na 21. červenec 2023. Ovšem poté, co NASA a Boeing zahájily 25. května předletový, tzv. certifikační proces, tj. hodnocení připravenosti, zjistili experti další problémy. Odhalili další chyby v padákovém systému lodi (který řešili už po letu OFT-2), a objevili mj. i použití hořlavé izolační pásky kolem kabelových svazků uvnitř kabiny. To vyvolalo asociace s neštěstím v kabině Apollo 1, kdy 27. ledna 1967 zahynuli při požáru uvnitř lodi astronauti Grissom, White a Chaffee. A právě tyto dva problémy byly důvodem odložení startu na neurčito. Nad užitím „hořlavého lepidla“ v lodi, kterou renomovaná společnost vyvíjí více než 10 let, zůstává rozum stát. „Ptáte se, proč jsme tyto věci vychytali tak pozdě?“ položil si na tiskové konferenci 1. června 2023 řečnickou otázku Mark Nappi, tehdejší viceprezident Boeingu. A sám si odpověděl: „Může to být proto, že při realizaci návrhů panoval nezdravý optimismus. Některé procesy byly vytvořeny před mnoha lety a vedly k tomu, že jisté chyby se plížily systémem.“ Ovšem plížení chyb systémy servisního modulu pokračovalo. Když loni v létě Starliner konečně odstartoval k misi CFT (Crew Flight Test), odešly mu postupně čtyři svazky malých manévrovacích trysek RCS. Butch Wilmore tak po ztrátě manévrovacích schopností přešel na ruční ovládání. Ale loď se k ISS nedařilo dostat. Selhání tolika trysek porušilo letová bezpečnostní pravidla mise a už jen přiblížení ke stanici bylo považováno za příliš riskantní. Astronauti tak měli snahu o spojení přerušit a vrátit se na Zemi. Ovšem vyvstala otázka: co když je pokus o návrat ještě nebezpečnější? „Nevím, jestli se teď můžeme vrátit na Zemi,“ konstatoval v tu chvíli Wilmore. „Nevím, ale skutečně si myslím, že to pravděpodobně nedokážeme.“ Nakonec díky pilotní rutině velitele letu spojení s ISS vyšlo. Ale bylo jasné, že jsou astronauté v problémech. Zpočátku se jejich návrat odkládal o dny, posléze o týdny. Boeing tvrdil, že loď je pro přistání bezpečná, ale po řadě testů lodi i její identické servisní (tedy i motorické) sekce padlo rozhodnutí, že je návrat lodi s posádkou riskantní a Starliner se pokusí o návrat bez ní. Suni Williamsová a Butch Wilmore se tak stali součástí mise Crew-9 a namísto osmi dnů čekali na návrat 10 měsíců. Aby se však pro jejich návrat na Zemi uvolnila křesla v kosmické kabině, musela být plánovaná mise Crew-9 zredukována na dva astronauty Nicka Hagua (za US Space Comand) a Alexandra Gorbunova (Roskosmos — smluvně výměnné křeslo). Ženská část původní posádky Crew Dragonu Zena Cardmanová (původně velitelka lodi) a letová specialistka Stephanie Wilsonová byly uzemněny. (Cadrmanová už byla jmenována do velitelské pozice pro let SpaceX Crew-11, Wilsonová zatím na nové zařazení čeká.) Po přistání 18. března pak jako by Hauge a Gorbunov neexistovali — vše se točilo jen kolem „zapomenutých“ astronautů.
Drsná realita
„Na Starlineru bychom znovu letěli, pokud bychom dostali příležitost,“ prohlásili na tiskové konferenci 31. března Wilmore a Williamsová jednohlasně. „Ano, letěli, protože věřím, že napravíme všechny problémy, se kterými jsme se setkali,“ doplnil Butch během tiskové konference. „Je to skvělá kosmická loď a má spoustu schopností, které jiné kosmické lodě nemají,“ dodala Williamsová. „Vidět tu věc úspěšně dotaženou a být součástí tohoto programu je čest.“ Wilmore mimo jiné vyzdvihl jistou charakteristiku Starlineru: možnost astronautů převzít kontrolu nad kabinou v každém okamžiku — na rozdíl od autonomního letu Crew Dragonu. „Pokud se nám podaří vyřešit několik velmi důležitých primárních problémů s tryskami a heliovým systémem, Starliner je připraven k boji,“ prohlásil Wilmore. „Ale to se nestane přes noc.“ Ano, to vykládali oba astronauti na oficiální části tiskové konference. Neberme jim přesvědčení, že jednou bude Starliner skvělou kosmickou lodí, ale podívejme se spolu s redaktorem webu ArsTechnica Ericem Bergerem do zákulisí celé anabáze. Říká: „S Wilmorem se známe více než 10 let. Měl jsem např. tu čest vidět jeho start na raketě Sojuz z Kazachstánu v roce 2014 spolu s jeho rodinou. Možná právě proto byl Wilmore otevřený v popisu svých zážitků a obav z letu. Nevešli jsme se do plánovaného desetiminutového rozhovoru, a nakonec jsme si (i s Williamsovou) povídali skoro půl hodiny. A je to neuvěřitelný příběh!“ Zde máte jeho přepis ve zkrácené verzi:
Start a studená noc
Po vyřešení problémů začal 5. června 2024 první pilotovaný test Starlineru startem z Cape Canaveral na Floridě. To znamenalo také první pilotovaný start na raketě Atlas V, která měla nový horní stupeň Centaur se dvěma motory. Wilmore: Oproti simulacím vždy dochází k jistým odchylkám v trajektorii. Bylo tomu tak i během startu raketoplánu při misi STS-129 před lety a rovněž u Sojuzu existuje podobný typ odchylek od plánované trajektorie. Vždy se něco opravuje. Ale tento start Atlasu byl naprosto jiný, než co jsem očekával nebo dosud zažil. Bylo to vzrušující, fantastické. Dvoumotorový Centaur měl perfektní tah. Williamsová: Start byl úžasný. I cesta na oběžnou dráhu byla perfektní. Berger (uvádí do situace): Poté, co se Starliner oddělil od rakety, Williamsová a Wilmore provedli manévrovací testy a plánované kroky v řízení lodi. Během prvního dne si Starliner vedl výjimečně dobře. Wilmore: Přesnost řízení byla skvělá. Bylo tam velmi málo odchylek, nepostřehnutelných. Nikdy jsem nedal hodnocení kvality ovládání ‚jedna‘, což bylo součástí systému měření. Tady jsem byl při některých testech v pokušení. Jedničku jsem nedal, ale bylo to úžasné. Berger: Po testech se posádka pokusila uložit ke spánku, aby nabrala síly pro plánované přiblížení k ISS, které mělo nastat druhý den. Jedná se o nejnáročnější část letu, složitější než start nebo přistání, odhalí skutečné letové schopnosti Starlineru i jeho navigačního systému. Williamsová: Noc v kosmické lodi byla chladná. Museli jsme oželet některé oblečení, abychom dovezli na stanici vybavení. Měla jsem tohle malé tričko, tričko s dlouhým rukávem, a byla mi zima. Wilmore: Určitě tam bylo 10 °C, ne- li chladněji. Když pracujete, máte před sebou mnoho testů, hýbete se, nevšimnete si toho, dokud se nezastavíte. Záměrně jsme si nevzali spací pytle. Měl jsem mikinu a tepláky, a myslel jsem si, že to bude v pohodě. Nakonec jsem si musel vzít skafandr a vše, co jsem našel, obul si boty, rukavice, všechno… A byla mi stále zima.
Čas zakotvit u stanice
Berger: Po několika hodinách neklidného spánku se Wilmore rozhodl vstát a začít pracovat na rozpumpování krve. Zkontroloval letový plán a měl obavy o výkon trysek systému RCS, kterých je 28. Po obvodu servisního modulu a na zádi lodi jsou čtyři svazky, takzvané „psí boudy“, rovnoměrně rozmístěné dokola. Každá obsahuje sedm malých trysek pro manévrování. V každé jsou dvě směřující dozadu, dvě dopředu a tři v různých radiálních směrech. Pro dokování jsou nezbytné. Během letu bez posádky na kosmickou stanici v květnu 2022 došlo k problémům s jejich výkonem a Wilmore se obával, že by se mohly znovu objevit. Wilmore: Před letem jsme se setkali s vedoucími pracovníky Boeingu, včetně hlavního inženýra [Naveed Hussain, hlavní inženýr divize Boeingu pro obranu, vesmír a bezpečnost — pozn. red.]. Ten se mě zeptal, co je mou největší obavou. Řekl jsem: trysky a ventily, protože selhaly při misích OFT. Hardware nedostanete zpět. [Servisní modul Starlineru je odhozen před návratem kabiny pro posádku z oběžné dráhy — pozn. E. B.] Takže spoléháte jen na data a technický úsudek, abyste si řekli: To musel být FOD (úlomky cizích předmětů). Řekl jsem si: Kdybychom ztratili trysky, mohli bychom se dostat do situace, kdy bychom nemohli loď ovládat. A co se stalo? Ztratili jsme první trysku… Berger: Když se loď přiblíží ke stanici, použije posádka dvě „linie“, které jim pomohou s orientací se při přiblížení. Jedná se o R-bar spojující stanici se středem Země, kde „R“ znamená poloměr, a pak je tu V-bar, což je vektor rychlosti kosmické stanice. Kvůli problémům s tryskami ve chvíli, kde se Starliner přiblížil k V-baru na asi 260 m od stanice, musel Wilmore převzít ruční řízení lodi. Wilmore: Jak se dostáváme blíže k V-baru, ztrácíme druhou trysku. Takže nyní jsme tolerancí jedné chyby pro ztrátu kontroly 6DOF. Rozumíte tomu? Berger: Když Wilmore mluví o řízení šesti stupňů volnosti, má na mysli šest různých pohybů možných v trojrozměrném prostoru: vpřed/vzad, nahoru/dolů, doleva/ doprava, vybočení, stoupání a náklon. Se čtyřmi psími boudami Starlineru a jejich různými tryskami je pilot schopen ovládat pohyb kosmické lodi v těchto šesti stupních volnosti. Když se ale Starliner dostal do vzdálenosti několika set metrů od stanice, selhala druhá tryska. Podmínka odolnosti vůči „jediné poruše“ znamená, že loď mohla zvládnout ještě jednu porouchanou trysku, než hrozilo, že ztratí kontrolu nad pohybem. To by znamenalo povinné přerušení pokusu o spojení. Wilmore: Říkám si: „Měli bychom vynechat ISS.“ Znám pravidla letu. Nevěděl jsem, že letoví ředitelé už jednali o zrušení letového pravidla přesto, že jsme přišli o dva svazky trysek. Nevěděli jsme proč. Prostě přestaly fungovat.
Hrdinové z řídicího střediska
V rámci programu Commercial Crew dostaly obě společnosti zajišťující dopravní služby pro NASA (SpaceX a Boeing) možnost rozhodnout, kdo bude řídit jejich kosmickou loď. SpaceX zvolila řídicí středisko v sídle společnosti v kalifornském Hawthorne. Boeing uzavřela smlouvu s řídicím střediskem misí NASA v Johnsonově kosmickém středisku v Houstonu. Řízení Starlineru tak bylo v kompetenci Eda Van Cise. Šlo o vrcholnou misi jeho 15leté kariéry letového ředitele NASA. Wilmore: Tihle lidé jsou hrdinové. Hrdinové si třeba nasadí helmu, vběhnou do hořící budovy a vytáhnou z ní lidi. Tito sedí desítky let v kóji a studují systémy. Znají je zepředu i zezadu. A když není čas vyhodnotit situaci a jít se někoho zeptat, znají svůj systém tak dobře, že vymyslí plán za pochodu. To je hrdina. A takových je v řídicím středisku hned několik. Berger: Když se Starliner loni v červnu blížil ke kosmické stanici, na Zemi jsme věděli jen málo. Při sledování přenosu NASA z dokování bylo jasné, že se vyskytly problémy s tryskami a že Wilmore musel převzít ruční řízení. Nevěděli jsme ale, že v posledních minutách před dokováním NASA upustila od letových pravidel o ztrátě trysek. A v tomto okamžiku drama teprve začínalo. Wilmore: Získali jsme V-bar a já převzal ruční řízení. A pak jsme přišli o třetí trysku. Teď jsou všechny ve stejném směru. Představuji si trysky, které ztrácíme. Můžete přijít až o čtyři trysky, pokud zůstane alespoň některá funkční na každé straně, stále můžete manévrovat. Ale pokud přijdete o trysky mimo ortogonálu, spodní a levobok, a máte jen pravobok a horní, nemůžete loď ovládat. Jde mimo osu. To všechno si v hlavě rozebírám, protože systému rozumím. A pak ztrácíme dvě ze spodních trysek. Přicházíme o levou trysku, levoboční pohon. A jsme nulově tolerantní k poruchám. Už jsme za bodem, kdy jsme měli dokovat, ztrácíme toleranci k poruchám a já řídím ručně. A ovládání je hrozně pomalé. Oproti prvnímu dni se nejedná o stejnou kosmickou loď! Jsem schopen udržet si kontrolu? Jsem. Ale je to dost náročné. Není to totéž. Wilmore: A tohle je část, kterou jste určitě neslyšeli. Přišli jsme o čtvrtou trysku. Přišli jsme o řízení 6DOF. Nemůžeme manévrovat dopředu. Údajně mám stále kontrolu nad ostatními osami. Ale přemýšlím, že F-18 je fly-by-wire. Ovládáte řídicí páku a plynovou páku a ta vysílá signál do počítače. Počítač řekne: „Dobře, chce to udělat, tak to trochu vyladíme křidélky. Vyhodíme trochu ten stabilizátor. A tady zatáhneme za směrovku. A budeme udržovat vyvážený let.“ Neměl jsem ani důvod přemýšlet, jak to Starliner dělá, aby udržel vyvážený let! Berger: Wilmore už nemohl Starliner plně ovládat. Ale upustit od pokusu o spojení s ISS nebylo přijatelné. Stejně jako byly trysky potřebné k ovládání lodi během procesu dokování, byly nezbytné také k její orientaci pro deorbitační zážeh a návrat do zemské atmosféry. Wilmore tedy musel zvážit, zda je riskantnější přiblížit se ke kosmické stanici, nebo se pokusit o let zpět k Zemi. Williamsová: Věděli jsme, že oni [řídicí středisko mise — pozn. red.] opravdu tvrdě pracují na tom, aby s námi mohli udržovat spojení a posílat příkazy. Oba jsme si proto říkali, co když ztratíme spojení se Zemí? Takže NORDO Con Ops (let s lodí bez komunikace). Nahlas jsme o tom nemluvili, ale v hlavě jsme to měli synchronizované, že poletíme raději na kosmickou stanici. To je místo, kam se musíme dostat, abychom si promluvili se Zemí, protože nevíme přesně, co se děje, proč vypadávají trysky a jaké by bylo řešení. Wilmore: Nevěděl jsem, jestli se v tuto chvíli můžeme vrátit. Myslím, že nejspíš ne. Takže jsme tady, a situace je jasná, ztráta kontroly 6DOF, čtyři zadní trysky nefungují a já si představuji orbitální mechaniku. Kosmická stanice je přídí dolů. Takže nejsme přesně na její úrovni, ale pod ní. Když jste pod stanicí, pohybujete se rychleji. To je orbitální mechanika. Vlivem toho se budete od stanice vzdalovat. Nevím, jakou mám nad lodí kontrolu. Co když ztratím další trysky? Co když ztratíme spojení? Co budu dělat? Berger: Jednou z dalších výzev v této chvíli bylo kromě udržení polohy vůči kosmické stanici také udržení přídě přímým směrem na orbitální laboratoř. Williamsová: Starliner je založen na systému navádění, který sleduje kosmickou stanici a používá ji jako referenční bod. Pokud bychom začali odpadávat a ztratili ji z dohledu, nastal by problém. Stanici jsme neztratili, ale začali jsme se odklánět. Myslím, že jsme oba začali být nervózní, protože systém by v takové situaci zahájil automatické přerušení mise. Berger: Poté, co loď přišla o čtyři „boudy“ z 28 trysek systému řízení reakce (RCS), Van Cise a jeho tým v Houstonu rozhodli, že nejlepší šancí na úspěch je resetování selhaných trysek, tedy počítače, aby se pokusil problém vyřešit. Znamenalo to však, že Wilmore musel upustit od řízení. Představte si to: Vzdalujete se od stanice a snažíte se udržet pozici. Ona je jediným záchranným lanem, protože pokud ztratíte schopnost se připojit, šance, že se vrátíte v pořádku, je malá. A teď vám někdo řekne, abyste dali ruce pryč od řízení. Wilmore: Trénoval jsem setkávací orbitální dynamiku desítky let. [Wilmore je jedním ze dvou aktivních astronautů NASA, kteří mají zkušenosti s pilotováním raketoplánu — pozn. red.] Ray Bigonesse je náš důstojník pro spojovací manévry. Především on a já jsme v průběhu let pracovali na rozvoji této schopnosti manuálního rendez-vous. Scházeli jsme se často, ale nikdy jsme se nedostali k tomu, že bychom si řekli, že ztratíme čtyři trysky. A rovnou ve stejném směru. Berger: Wilmore měl díky tréninku pocit, že je v nejlepší pozici pro řízení Starlineru, a myšlenka, že by se měl řízení vzdát, ho netěšila. Ale nakonec, když se mu kosmická loď zdála dočasně dostatečně stabilní, zavolal do řídicího střediska: „Ruce pryč.“ Téměř okamžitě řídící letové kontroly vyslali signál, aby přepsali letový počítač Starlineru a aktivovali vypnuté trysky. Dvě ze čtyř se vrátily do provozu. Wilmore: Nyní jsme opět v režimu tolerance jedné poruchy. Ale pak jsme přišli o pátou trysku. Přičítám prozřetelnosti Páně, že se podařilo dostat ty dvě trysky zpět do hry dřív, než selhala ta pátá. Takže jsme zase na nulové toleranci k poruchám. Stále si dokážu udržet kontrolu. Opět se ale projevovalo pomalé řízení. Nejenže se lišilo vizuálně, celkovým ovládáním, ale bylo to i slyšet. Otevírání a zavírání ventilů. Když se tryska aktivovala, bylo to jako kulomet. A co se stalo? Berger: Řídicí středisko mise se rozhodlo, že se chce pokusit selhané trysky aktivovat znovu. Poté, co Wilmore sundal ruce z řízení a došlo k restartu, proces obnovil funkci všech kromě jedné. V tu chvíli už opět mohla loď letět autonomně. Wilmore byl tedy požádán, aby se vzdal řízení lodi při závěrečném přiblížení ke stanici. On se však obával, že pokud by systém přešel do automatického režimu, nemuselo by být možné jej vrátit zpět do manuálního režimu. Wilmore: Měl jsem velké obavy. Ale protože jsme ty trysky dostali zpátky, říkal jsem si: OK, prohráváme jen o jednu rozbitou. Rozhodli jsme se vrátit automat do hry. A nakonec jsme zakotvili.
/Stanislav Kužel s využitím zdroje www.ArsTechnica.com (Eric Berger)/