Raketový batoh, vesmírné křeslo a reaktivní pistole: na procházku ve vesmíru ideál!

Pro pohyb v otevřeném kosmickém prostoru vymysleli inženýři a technici několik zajímavých „vehiklů“, a to jak v Sovětském svazu, tak ve Spojených státech.

Právě na americká „vesmírná křesla“ se podíváme blíže. Za velkou louží na zařízeních umožňujících kontrolovaný pohyb astronautů ve volném prostoru začali pracovat už začátkem 60. let. Paradoxně se však iniciativy chytilo nejdříve vojenské letectvo, nikoliv NASA. Ovšem první v praxi použitelné a také použité výtvory vznikly v rámci programu Gemini, který spadal právě pod NASA. I když dnes máme vycházky do volného vesmíru spojené s „kosmickými křesly“, na začátku byla orbitální řídící „pistole“.

HHMU

Dostala označení HHMU (Hand-Held Maneuvering Unit), neformálně se jí říkalo také manévrovací pistole či zip pistole. Šlo ruční zařízení skládající se z malých trysek a nádržek na stlačený kyslík. Astronaut HHMU držel v ruce a natáčením a vypouštěním plynu docílil pohybu požadovaným směrem. Zkoušky HHMU byly naplánovány pro mise Gemini 4, 8, 10 a 11, ale nakonec se uplatnilo jen při „čtyřce“ a „desítce“. Poprvé si tak HHMU v praxi vyzkoušel v červnu 1965 astronaut Edward White během již zmiňované mise Gemini 4. Zatímco White si „pistoli“ pochvaloval, jeho kolega z posádky James McDivitt měl zcela opačný pohled na věc. Podle něj bylo HHMU absolutně na nic. O rok později s HHMU do volného prostoru vystoupil i Michael Collins během letu Gemini 10, jeho jednotka však jako pohonný plyn používala dusík, a nádrže měl umístěná na zádech. Nicméně HHMU mělo jeden zásadní problém, astronaut jej musel držet v ruce.

AMU

Pro program Gemini však americké letectvo vyvinulo první „kosmické křeslo“ AMU (neboli Astronaut Maneuvering Unit). Původně se totiž plánovalo, že se jedna z lodí Gemini stane součástí orbitální laboratoře MOL. A AMU mělo být ideálním prostředkem pro pohyb kolem stanice. AMU vážilo 75 kg a bylo umístěno na vnější straně servisního modulu lodě Gemini. K řízení sloužily trysky vypouštějící peroxid vodíku. Astronaut se ve skafandru vně lodi připojil do „křesla“ a ovládal jej dvěma rameny, na nichž měl své ruce. Protože AMU vypouštělo z trysek horké plyny, musely být skafandry v oblasti kalhot opatřeny pokovovanými návleky.

I když se první „kosmické křeslo“ AMU do vesmíru podívalo, nikdy se do akce nedostalo. Na orbitální dráhu jej vynesla loď Gemini 9 v červnu 1966 a během výstupu do otevřeného vesmíru se astronaut Eugene Cernan dokonce do AMU upnul. Ale od lodi se nakonec neodpoutal, protože výstup z ní byl natolik náročný, že došlo k přehřátí vnitřní atmosféry jeho skafandru. Následkem toho se Cernanovi zamlžilo hledí jeho přilby, a tak se musel vrátit zpět na palubu, aniž by AMU vyzkoušel. Druhý let AMU do vesmíru byl naplánován během mise Gemini 12, ale nedlouho před letem padlo rozhodnutí jednotku AMU na palubu lodě neumístit. Později se objevily spekulace, že americké letectvo vyvinulo AMU především pro inspekce budoucích vojenských satelitů, nikoliv pro program Gemini.

ASMU

Dalším v řadě amerických „kosmických křesel“ se stalo ASMU (Automatically Stabilized Maneuvering Unit), známé též jako typ M509. Na rozdíl od předcházejících i následujících zařízení bylo ASMU konstruováno výhradně pro použití uvnitř orbitální stanice Skylab, nikoliv ve volném vesmíru. Mělo sloužit pro další testy koncepce „vesmírného křesla“, šlo tedy výlučně o experimentální zařízení. ASMU astronauti zkoušeli během misí Skylab 3 a 4 v letech 1973 a 1974. Jednotka vážila 116 kg a oproti předchozím typům monitorovala nejen letové parametry, ale také tělesné projevy astronauta. Rozsáhlé a několikatýdenní testy na palubě Skylabu pak posloužily pro vývoj dalších zařízení, především jednotky MMU.

FCMU

Vedle ASMU astronauti v útrobách Skylabu testovali i manévrovací jednotku poněkud jiného ražení. Její typové označení znělo T020 a známa byla jako FCMU (Foot Controlled Maneuvering Unit). V tomto případě nešlo o „křeslo“, ale zařízení, které si astronauti nasazovali na nohy. Naplňovalo tak touhu inženýrů NASA, kteří na něm pracovali od roku 1967, zcela astronautům uvolnit ruce pro práci v otevřeném kosmickém prostoru. Nutno ovšem podotknout, že se testy na Skylabu uskutečnily i přes odpor šéfa amerického oddílu astronautů Donalda Slaytona. Ten totiž FCMU považoval za ne příliš bezpečné zařízení. Jak již bylo řečeno, FCMU se připevňovalo na nohy astronauta, přičemž na každé měl čtyři trysky. K pohonu sloužil stlačený dusík, nádrže s ním měli astronauti na zádech.

MMU

Po zkušenostech z testů ASMU začal vývoj asi nejznámějšího „kosmického křesla“ MMU (Manned Maneuvering Unit). Nicméně v druhé polovině 70. let se s jeho vývojem příliš nespěchalo. Vše dostalo větší spád až v souvislosti se stavbou prvních raketoplánů. Plánovači NASA totiž měli za to, že tepelné štíty raketoplánů se budou muset před návratem do atmosféry kontrolovat a opravovat přímo na orbitě. K tomu mělo posloužit speciální „servisní kosmické křeslo“. Vedle toho se mělo MMU uplatnit i při opravách a výměnách přístrojů i komponent u připravovaných modulárních satelitů.

Konstrukce MMU vycházela z testovacího ASMU, ovšem nové „křeslo“ bylo uzpůsobeno pro provoz ve vakuu, kde se mělo vystavovat extrémním výkyvům teplot. MMU si astronauti měli připínat přímo ke skafandru resp. jeho technickému modulu EMU. Celá sestava včetně astronauta tak vážila od 290 do 345 kg, z toho 152 kg připadalo na MMU. Raketoplány si do vesmíru měly nosit dvě jednotky, jejich místo bylo ve speciálních úložných zámcích v nákladovém prostoru strojů. Nádrže „křesla“ obsahovaly téměř 6 kg stlačeného dusíku, což stačilo na šest hodin provozu v otevřeném kosmickém prostoru. Astronaut pomocí joysticků na řídících pažích „křesla“ ovládal 24 malých trysek, které umožňovaly pohyb všemi směry.

Testy prototypů skončily v roce 1983 a o rok později se MMU dostaly společně s raketoplány na orbit. Celkem se zúčastnily tří misí během roku 1984. Nejpamátnější je bezesporu mise STS-41-B, během níž se astronaut Bruce McCandless II jako vůbec první vzdálil s MMU od raketoplánu bez jakéhokoliv připoutání. Při tom vznikla i jedna z nejznámějších a nejslavnějších fotografií dějin kosmonautiky. Ovšem aktivní kariéra MMU netrvala dlouho, vlastně obsáhla pouze onen rok 1984. Po katastrofě raketoplánu Challenger v NASA usoudili, že MMU je příliš riskantní dopravní prostředek a napříště se výstupy do volného prostoru měly provádět bez jakýchkoliv zařízení. Servisní práce pak připadly manipulátorům raketoplánů.

SAFER

Ovšem neslavný konec MMU neznamenal konec pro myšlenku „vesmírného křesla“ (záměrně po celou dobu používáme toto označení v uvozovkách, protože astronauti v nich ve skutečnosti nesedí, mají je pouze připnuté zezadu ke skafandru). V 90. letech se začala připravovat a budovat mezinárodní orbitální stanice ISS, a bylo jasné, že se tak zintenzivní pohyb v otevřeném prostoru kolem ní. NASA tedy potřeboval záchranný prostředek v případě, že by se astronauti při práci vně stanice dostali do potíží. MMU k tomu nebylo vhodné, především kvůli své velikosti a váze.

Proto vznikl SAFER (Simplified Aid for EVA Rescue) – zjednodušená a zmenšená verze MMU o váze 30 kg. Nicméně i když je SAFER dnes běžnou součástí ISS, původně vznikal v rámci programu amerických raketoplánů jako lehký záchranný prostředek. Nejde tedy o zařízení pro práci v otevřeném prostoru, jak tomu bylo u předchozích typů. Proto například nejsou jeho systémy zdvojeny, což sebou nese už zmiňovanou nízkou hmotnost.

SAFER je v jednom ohledu oproti všem ostatním americkým „křeslům“ výjimečný, můžou se totiž k němu připojit i kosmonauti ve standardních ruských skafandrech. Na mezinárodní stanici ISS by to samozřejmě jinak nešlo. Po prvé ve volném prostoru vyzkoušela SAFER posádka raketoplánu Discovery během mise STS-64 v září 1994 a dodnes je nedílnou součástí ISS. Nicméně kosmonauti i astronauti toto zatím poslední americké křeslo využívají i při servisních a montážních pracích, funguje tedy spíše jako původní MMU.