Americká kosmonautika mění
směr. Vyhlásil to v lednu 2004 prezident
Spojených států George Bush
Jr. Celá nová strategie se přitom
shrnuje do hesla "na Měsíc, na Mars
a dále". Na podzim 2005 NASA zveřejnila
své plány ohledně toho, jak by
měl návrat na Měsíc vypadat.
Už v okamžiku, kdy do ředitelského
křesla NASA usedl nový administrátor
Sean O´Keefe (prosinec 2001), dostal
od prezidenta Bushe za úkol zmapovat
současný stav americké kosmonautiky
a stanovit její dlouhodobou koncepci.
Ta je totiž něčím, co NASA od 60. let
postrádala. Od dnes již legendárního
a historického projektu Apollo před
sebou neměla žádný dlouhodobý cíl,
zaměřovala se pouze na dílčí mise bez
hlubší provázanosti.
Současné plány přitom nevznikaly
pouze na půdě NASA, ale také za
přispění dalších amerických institucí:
NOAA, FAA, Ministerstva obrany
apod. Cílem bylo optimalizovat kosmické
aktivity, především aby nedocházelo
k jejich zdvojování (vývoj
technologií, dálkový průzkum Země
aj.).
Nově nastolené plány počítají s tím,
že by NASA postupně utlumila veškeré
své "nepotřebné" aktivity a namísto
roztříštěných a různorodých plánů
se soustředila pouze na několik málo
strategických cílů. Tato koncepce mj.
počítá s ukončením provozu flotily
raketoplánů v roce 2010 nebo s opuštěním
stanice ISS kolem roku 2017.
Mezi vytyčenými cíli byl i návrat astronautů
na Měsíc před rokem 2020.
A právě architekturu toho, jakým způsobem
má být cíle dosaženo, zveřejnila
NASA na podzim 2005. Přestože nová
koncepce našla i své kritiky, dočkala
se spíše uznání za zajímavé provedení:
je jednoduchá, bezpečná, levná,
rychlá, a také politicky průchodná.
Mnozí komentátoři upozorňují, že spíše
než o revoluci v kosmonautice půjde
o evoluci.
NASA se totiž rozhodla v maximální
možné míře využít zkušeností z minulých
let - a z nich vybrala to, co se nejvíce
osvědčilo. A tak scénář cesty (ač
možných variant bylo zvažováno více)
velmi připomíná lety Apolla na Měsíc.
Ovšem má jí být dosaženo technikou,
která byla vyvinuta pro program raketoplánů!
Jak ale upozornil Michael Griffin
(od dubna 2005 nový muž v čele
NASA), rozhodně si americká kosmonautika
Apollo nebrala za vzor. Studovala
několik různých možností v celém
širokém kontextu (technickém, technologickém,
sociálním, ekonomickém
apod.) a zvolený scénář je výsledkem
tohoto "výběrového řízení". Kancelář
Exploration Systems Mission Directorate
např. zvažovala výhody a nevýhody
dvanácti různých variant dopravy
posádek do vesmíru, dále 35 verzí
rakety pro dopravu nákladů, tří tříd
nových horních stupňů apod. Jinými
slovy: bylo z čeho vybírat.
Připomeňme si jen, že v rámci
programu Apollo byly vypouštěny
obří rakety Saturn-5, které dopravily
k Měsíci při jediném startu lunární
modul i návratovou loď s posádkou.
Dva ze tří astronautů sestoupili
v lunárním modulu na povrch Měsíce,
kde strávili maximálně tři dny - pak
se vraceli za třetím astronautem čekajícím
na oběžné dráze a následně se
v mateřské lodi vydávali zpět na rodnou
planetu.
Pokud bychom se podívali na současný
scénář letu na Měsíc, tak prvním
rozdílem je použití dvou nosných
raket. Jedna bude létat s nákladem
(raketový stupeň pro přelet k Měsíci
plus mohutný lunární modul) a druhá
s posádkou. Toto řešení má několik
výhod: předně není zapotřebí budovat
extrémně silný nosič, protože vynášené
zařízení se rozdělí do dvou startů.
Obě rakety (pro náklad i posádku) ale
budou využívat shodných prvků (právě
z programu raketoplánů), což sníží
náklady na přípravu startu, na výrobu,
na vývoj apod. Navíc pilotovaná loď
s vlastní raketou by měla být připravena
už v roce 2012, takže tuto techniku
bude možné dlouhé roky zkoušet při
letech ke stanici ISS.
S představováním nové techniky
začněme u nosných raket. Menší se
zatím nazývá CLV (Crew Launch
Vehicle, nosný prostředek pro posádku),
větší CaLV (Cargo Launch
Vehicle, nosný prostředek pro náklad
- někdy i SLV, Shuttle-derived Launch
Vehicle, nosný prostředek odvozený
od raketoplánu). První stupeň rakety
CLV bude tvořit motor SRB (Solid
Rocket Booster, pomocný motor na
tuhé pohonné látky) - dvojice takových
motorů dnes pomáhá při startu
raketoplánu. Druhý stupeň rakety
CLV by měl využívat kapalný vodík
a kyslík, přičemž bude vybavený jedním
motorem odvozeným od SSME
(opět ve trojici používaných na dnešních
raketoplánech). To ale neberme
jako dogma, protože NASA zvažuje i
použití motorů J-2S (modernizovaná
verze motorů z druhého a třetího stupně
Saturnu-5). Důvodem je fakt, že SSME
jsou určené k 55násobnému použití,
čemuž odpovídá jejich konstrukce
i cena (a navíc nejsou restartovatelné,
což bude potřeba). Pokud by se tyto
parametry nepodařilo změnit, NASA
by zvažovala právě použití J-2S (které
beztak plánuje pro raketu CaLV).
Na těchto dvou stupních rakety CLV
bude posazená loď CEV a nahoře
čtyřtunová záchranná věžička na tuhá
paliva, mající za úkol loď s kosmonauty
kdykoliv v průběhu startu dopravit
do bezpečí. Současné raketoplány
mají "černá místa" - okamžiky, kdy
v případě nehody není při startu úniku
(např. první půlminuta letu, kdy je
raketoplán příliš nízko na opuštění na
padácích nebo na kluzákový let k přistávací
dráze). Uvádí se, že nespolehlivost
dnešních raketoplánů při startu
je 1:220 (jedna ztracená posádka na
220 startů), u CLV/CEV to má být
1:2000 (požadavek byl 1:1000).
Silnější raketa CaLV má používat
právě dvojici motorů SRB. Hlavní
tělo rakety pak bude tvořit modifikovaná
nádrž ET z programu raketoplánů,
která bude mít pětici upravených
motorů SSME. Není ale vyloučeno, že
bude rozhodnuto o vývoji varianty se
třemi motory RS-68 (z rakety Delta-
4), a to z finančních (i technických)
důvodů.
Pokud bude raketa létat v této jedenapůlstupňové
variantě, bude mít nosnost
106 tun nákladu na nízkou dráhu.
Pokud ji doplní ještě horní stupeň
EDS (Earth Departure Stage, stupeň
pro odlet od Země), nosnost vzroste na
125 tun.
Základem budoucích letů na Měsíc
bude nově vyvíjená loď CEV (Crew
Exploration Vehicle, průzkumný
prostředek pro posádku) alias Constellation
(Souhvězdí). CEV je loď
určená až pro šestičlennou posádku.
Standardně se ovšem počítá se
tříčlennými výpravami na stanici
ISS. Na Měsíc poletí CEV se čtyřmi
kosmonauty. S prvním (pilotovaným)
startem CEV se oficiálně počítá
v roce 2012, ale ředitel NASA Michael
Griffin chce udělat všechno pro to,
aby se uskutečnil už o rok dříve. Tím
by se mj. eliminovala dlouhá pauza
mezi zamýšleným ukončením provozu
raketoplánů (30. září 2010) a nasazením
nové americké lodi, kdy bude
Amerika bez vlastní dopravní kapacity
k ISS.
A jak bude CEV vypadat? Na válcovitý
servisní modul s hlavním motorem
navazuje velitelský modul pro posádku
kuželovitého tvaru zakončený stykovacím
uzlem. Průměr lodi je ovšem větší:
5 metrů (u Apolla jen 3,9 m). U vizuální
podoby (dané beztak požadavky
na loď či záchranu posádky, omezeními
nosné rakety apod.) ovšem shoda
obou zařízení končí. CEV bude využívat
úplně jiné materiály, počítačové
vybavení, softwarové výhody a další
finesy, které se za posledních čtyřicet
let objevily. Předpokládá se, že by na
rozdíl od Apolla mohlo jít až o desetinásobně
použitelnou loď (což by vedlo
ke zvýšení spolehlivosti) - kromě
tepelného štítu, který by se pro každou
výpravu vyráběl nový. Zatím nicméně
o této vícenásobné použitelnosti nebylo
pevně rozhodnuto.
Servisní modul CEV pak bude
navržený s dlouhodobější spolehlivostí
než jeho předchůdce u Apolla.
Navíc Apollo používalo palivové články,
CEV má energii získávat pomocí
slunečních baterií (tyto budou v americké
pilotované kosmonautice použity
poprvé). Na servisním modulu bude
dvojice panelů (každý má dodávat 4,5
kW energie).
Přistání v rámci programu Apollo
bylo poměrně náročné a nákladné:
díky dosednutí na hladinu oceánu
bylo zapotřebí udržovat v jeho místě
rozsáhlou flotilu, aby pomoc dorazila
včas - o záložních přistávacích oblastech
ani nemluvě. CEV má přistávat
na pevnou zemi - jedním z důvodů
je snaha o snížení nákladů, druhým
snaha o znovupoužitelnost kabiny
(čemuž by působení mořské vody příliš
nenahrávalo). Nicméně v případě
nouze bude možné i přistání na vodní
hladinu.
Loď se bude snášet na padáku, krátce
před přistáním odhodí brzdicí štít,
na své podstavě nafoukne vzduchové
vaky a těsně nad zemí ještě použije
brzdicí rakety, aby rychlost dopadu
byla prakticky nulová. Přistání má
být realizováno na západním pobřeží
USA. Důvodem je fakt, že společně
s velitelským modulem vstoupí do
atmosféry i servisní sekce a je potřeba
zajistit, aby její případné trosky
dopadly do oceánu, nikoliv do obydlených
oblastí.
Pro cesty na Měsíc bude potřeba
vyvinout a vyrobit nový lunární
výsadkový modul LSAM (Lunar
Surface Access Module, modul pro
dosažení měsíčního povrchu). Ten by
měl v první fázi zajistit pobyt čtyř kosmonautů
na Měsíci po dobu jednoho
týdne. Bude dvoustupňové konstrukce.
LSAM s sebou na Měsíc poveze 2200
kg nákladu - vědecké přístroje a dvojici
vozidel, která umožní astronautům
dostat se do vzdálenosti 15 až 20 km
od místa přistání. S dvojicí vozidel se
počítá jednak z důvodu bezpečnostního
(aby kosmonauti někde nezůstali
v případě poruchy uvězněni bez možnosti
návratu předtím než jim dojde
kyslík), jednak technického (aby mise
v případě poruchy jednoho vozidla
nebyla ohrožena), jednak praktického
(průzkum mohou souběžně provádět
dva týmy kosmonautů).
V budoucnu se počítá i s bezpilotní
verzí LSAM (třeba pro budování stálé
základny), která by měla umožnit
přistání nákladu o hmotnosti 21 tun
na Měsíci. V LSAM bude samostatná
přechodová komora, což umožní části
posádky pracovat venku a části pobývat
uvnitř (řídit kolegy na povrchu
nebo odpočívat). Toto řešení navíc
znamená oddělení obytných prostorů
od všudypřítomného lunárního prachu,
na který si stěžovali astronauti
z Apolla.
Jak už bylo uvedeno, lunární modul
bude na Měsíci přistávat se čtyřmi
kosmonauty - CEV tak bude ponechaný
v bezpilotním režimu (něco, co by
si kvůli nespolehlivosti techniky nikdo
v době programu Apollo nedovolil).
Čtyřčlenná posádka umožní vytvořit
buď jeden velký průzkumný tým nebo
dva menší - zároveň umožní části
posádky odpočívat bez přerušení prací,
protože astronauti z Apolla byli po
pouhém třídenním pobytu na Měsíci
totálně vyčerpáni.
A jaký je časový plán návratu na
Měsíc? V roce 2005 byl zahájený
vývoj rakety CLV, letos má být udělený
kontrakt na vývoj a výrobu lodi
CEV. První start CLV se plánuje na
rok 2010, první bezpilotní let CEV na
2011 a v roce následujícím má letět
loď poprvé s kosmonauty na palubě.
Ve stejné době bude zahájený vývoj
zbývající techniky: nosné rakety CaLV,
lunárního modulu LSAM a urychlovacího
stupně EDS. První zkušební start
nové superrakety se má uskutečnit
v roce 2017, přičemž v roce následujícím
se mají na Měsíc opět vydat lidé.
Podotýkáme, že to bude přesně 49 let
po dnes již legendární výpravě Apollo-
11. TOMÁŠ PŘIBYL
