Stanica Skylab po prvotných opravách – roztvorilo sa krídlo solárnych panelov a nižšie pod ním vidieť roztvorený štvorcový „slnečník“. Zdroj: NASA
Skylab bola prvá a jediná realizovaná čisto americká kozmická stanica, ktorá vzlietla 14. mája 1973.
História a vývoj
Už roky pred prvými misiami programu Apollo sa začalo uvažovať, čo bude nasledovať po dobytí Mesiaca. Objavil sa zaujímavý návrh použiť na stavbu prvého amerického vesmírneho laboratória horný stupeň rakety Saturn 1B alebo Saturn V. Podľa pôvodných predstáv malo ísť o stupeň, v ktorom bude počas štartu palivo, po jeho vyhorení zostane na orbite a priamo na obežnej dráhe dôjde k jeho prestavbe na kozmickú stanicu. Prestavbu by zabezpečili astronauti v skafandroch, ktorí by do tohto dutého valca vstúpili. Proti tomu však začali protestovať samotní astronauti – veď práca v priestoroch, kde sa môžu vyskytovať zvyšky vodíku, paliva rakety, by bola veľmi nebezpečná. Navyše by to celé bolo na svoju dobu mimoriadne technicky náročné. Čoraz väčšiu podporu preto získaval návrh, podľa ktorého by sa raketový stupeň premenil na kozmickú stanicu už kompletne na Zemi a bol vypustený ako hotové dielo. Veľkú podporu tento nápad získal, keď sa George Mueller, jeden z vrchných predstaviteľov NASA a zástanca myšlienky prestavať prázdny stupeň rakety na laboratórium až na orbite, nechal v skafandri ponoriť do bazéna. Tu si vyskúšal simuláciu práce v stave beztiaže. Presvedčil sa o tom, že je veľmi náročná až nezvládnuteľná.
Finálny koncept stanice, ktorá odštartuje zo Zeme plne vybavená, bol predstavený 18. 7. 1969, iba pár dní pred pristátím prvých ľudí na Mesiaci. S tým prišlo aj rozhodnutie, že stanica poletí na rakete Saturn V. 17. februára 1970 sa zverejnil aj názov projektu, „Skylab“ ako skratka z „Laboratory in the Sky (laboratórium na oblohe)“.
Postavili sa dva exempláre stanice, jeden hlavný, jeden záložný. Prebiehala príprava a výcvik posádok, pričom nechýbal ani nácvik takých procedúr ako trhanie zubov (na živom pacientovi). V rámci príprav NASA nechala v roku 1972 vyše dvoch mesiacov trojicu mužov uzavretých v komore, kde bol rovnaký tlak ako v Skylabe – tretina zemskej atmosféry. Pred zadusením astronautov chránila skutočnosť, že atmosféru tvoril čistý kyslík. V tejto komore simulovali nadchádzajúcu misiu a plnili rovnaké úlohy ako vo vesmíre. Počas ich pobytu v tejto komore sa výstavba Skylabu dokončila a laboratórium putovalo do Kennedyho vesmírneho strediska.
Opis stanice
Nepraktická sprcha Skylabu pri používaní. Zdroj: NASA
Hotový Skylab bol až do deväťdesiatych rokov najväčšou kozmickou stanicou sveta vôbec. Mal vnútorný objem 354 m3 a na dĺžku meral 25,1 metrov. V porovnaní s maličkými schránkami dovtedajších kozmických lodí a prvých Saľutov bol impozantný. Pri štarte vážil takmer 90 ton. Astronauti vnútri využívali priestory bývalej nádrže na kvapalný vodík. Do menšej bývalej nádrže na kvapalný kyslík sa ukladal odpad a nachádzali sa tam tiež nádrže s kvapalným dusíkom, ktorý zaisťoval orientáciu stanice v priestore. Časť pre posádku bola rozdelená mrežou na dve „poschodia“, z ktorých jedno bolo prevažne obytné a druhé pracovné. Nachádzala sa na nej dokonca aj sprcha, hoci jej používanie sa ukázalo ako veľmi pracné a zdĺhavé.
Stanica mala ako prvé teleso v histórii americkej pilotovanej kozmonautiky čerpať energiu zo Slnka. Na to jej mali slúžiť dve rozkladacie deväťmetrové krídla solárnych panelov. Skylab bol obalený do protimeteorického štítu, ktorý sa mal do funkčného stavu, podobne ako solárne panely, roztiahnuť až na orbite. Tento štít zároveň slúžil ako ochrana pred slnečným žiarením. Na stanicu prisadala tiež prechodová komora a sústava ďalekohľadov ATM, ktorých hlavným objektom pozorovania malo byť Slnko. Presnú orientáciu udržiavala sústava silových zotrvačníkov, tak ako oveľa neskôr aj na Hubblovom vesmírnom ďalekohľade. Energiu pre tieto zotrvačníky zabezpečovala vlastná sústava solárnych panelov usporiadaná do kríža. Nesmel chýbať ani spojovací uzol pre lode Apollo. Skylab mal dokonca tieto uzly dva, jeden hlavný, jeden záložný. Rádiové spojenie stanice s riadiacim strediskom nebolo nepretržité, lebo v tej dobe na to chýbali spojovacie družice. Astronauti mohli hovoriť so svojimi nadriadenými len pri prelete nad Houstonom alebo nad niektorou zo sledovacích staníc. Plánovaná dĺžka misie bola jeden rok.
Štart a poškodenie
Štart vesmírnej stanice Skylab. V prvých sekundách štart prebiehal hladko, neskôr došlo k vážnym problémom. Zdroj: NASA
16. apríla 1973 sa Skylab uložený pod aerodynamickým krytom na rakete Saturn V vydal z montážnej haly VAB na štartovaciu rampu 39A. Jeho raketa mala pôvodne slúžiť na let na Mesiac, ale posledné mesačné expedície programu Apollo sa pre okresávajúci sa rozpočet zrušili. Na identickej rampe 39B už v tej dobe čakala raketa Saturn 1B s kozmickou loďou Apollo pre prvú posádku stanice. Po niekoľkých odkladoch Skylab vzlietol 14. mája 1973 v čase 17.30 UTC. Išlo o trinásty a posledný štart Saturnu V. Vzlet sledovalo zhruba 25 000 divákov.
Štart ale neprebehol dobre. Zhruba minútu po odpútaní sa z rampy začala telemetria vykazovať anomálie. Ako sa neskôr ukázalo, časť protimeteoritického štítu sa predčasne vyklápala. Štít sa začal trhať a zvyšoval odpor, ktorý naň atmosféra kládla. Pár sekúnd na to sa časť štítu odtrhla a vrazila do adaptéra samotnej rakety. Trosky štítu potom vrazili do druhého adaptéra medzi prvým a druhým stupňom rakety, kde znefunkčnili nálož, ktorou sa adaptér odpája. Technici na toto všetko ale nestačili zareagovať a let ďalej zdanlivo pokračoval normálne, bez známok toho, že stanica je vážne poškodená.
158 sekúnd po štarte vyhorel prvý stupeň a vzápätí začal pracovať druhý stupeň rakety. Objavili sa ďalšie anomálie, na ktoré však prišli technici až neskôr. Vyplývali z toho, že adaptér s poškodenou náložou sa neoddelil, hoci telemetria ukazovala, že áno. Raketa nezrýchľovala podľa plánu, ale vďaka veľkej rezerve sa jej podarilo dostať svoj náklad na plánovanú obežnú dráhu. 589 sekúnd po štarte dohorelo aj palivo v druhom stupni. Ten sa oddelil od stanice nasledovaný adaptérom medzi raketou a stanicou… a jedným odtrhnutým krídlom solárnych panelov. Toto krídlo bolo vinou poškodenia protimeteoritického štítu pootvorené a poslednú ranu mu zasadili spaliny motorčekov. Uvoľnený, zmrzačený Skylab mal chvíľu problémy s orientáciou, ktoré ale prestali.
Odhodenie aerodynamického krytu a vysunutie ATM prebehlo pre zmenu bez problémov. Vnútri stanice však stúpala teplota, pretože zvyšky protimeteoritického štítu neposkytovali stanici dostatočnú ochranu pred slnečným žiarením. Navyše stanici sa zjavne nerozvinula jej sústava dvoch hlavných panelov. Technici netušili, že o jeden panel stanica definitívne prišla a druhý sa zasekol do trosiek protimeteoritického štítu, takže sa roztvoril iba z malej časti. Hrozilo, že prehrievaná stanica vyrábajúca príliš malé množstvo elektriny nenaplní nič z očakávaní, ktoré do nej konštruktéri vkladali.
Hľadanie riešenia
Štart prvej posádky naplánovaný na nasledujúci deň po štarte Skylabu sa odvolal. Trojica astronautov v zložení Pete Conrad, Paul Weitz a Joe Kerwin namiesto toho letela do Houstonu. Technici balansovali so stanicou medzi dvoma polohami, pričom v jednej sa síce znižovala teplota vnútri stanice, ale spolu s ňou klesalo množstvo elektrickej energie, ktorú produkovali už takmer výlučne len solárne panely v sekcii ATM. Ak tieto panely pracovníci riadiaceho strediska priaznivejšie naklonili k Slnku, teplota na stanici zase začala stúpať. Napokon ju technici udržiavali v kompromisnej polohe 45° smerom k dopadajúcim slnečným lúčom. Nakláňanie stanice však už v priebehu prvých troch dní letu spálilo takmer štvrtinu jej pohonných hmôt, ktoré nebolo možné dopĺňať.
Z troch návrhov, ako vyriešiť problém s prehrievaním, napokon zvíťazil najjednoduchší – cez malú prechodovú komorku na vysúvanie prístrojov by astronauti vysunuli provizórny slnečník, ktorý by cloniacu funkciu protimeteoritického štítu nahradil. A čo sa týka ochrany pred samotnými meteoroidmi, riziko zrážky s nimi bolo považované za prijateľné, v tomto smere sa teda nepodnikli opatrenia žiadne. Vypracoval sa tiež postup, ako uvoľniť druhé, zaseknuté hlavné krídlo solárneho panelu stanice. Štart Apolla bol odložený na 25. mája a aby sa tento termín stihol, na výrobe, nalodení materiálov a náradia aj na nácviku jeho inštalácie sa pracovalo nepretržite, dňom i nocou.
Skylab na snímke prvej posádky. Trčiaci zväzok káblov na ľavej strane je pozostatok po ľavom krídle solárnych panelov. Pravé krídlo je zase nerozvinuté kvôli protimeteoritickému štítu. Zdroj: NASA
Prvá posádka
Pri štarte prvej posádky a súčasne opravárskej misie Skylabu chýbal len okamih na to, aby raketa dvíhajúca sa z rampy zostala bez elektrickej energie. Astronauti v tej chvíli netušili, že sa tesne vyhli smrti. Vzlet navonok prebehol úspešne.
Keď sa kozmická loď priblížila ku Skylabu, posádka zdokumentovala jeho poškodenia. Nato sa Apollo pripojilo k stanici, no posádka na jej palubu nevstúpila. Loď sa znova odpojila a priletela k zaseknutému solárnemu panelu. Z kabíny sa vypustil vzduch, astronaut Weitz sa vynoril von z poklopu, a neúspešne sa pokúsil prestrihnúť kovový pásik, ktorý blokoval rozvinutie panelu. Po ďalších problémoch sa Apollo hermeticky spojilo so stanicou.
Na druhý deň, potom, ako skontrolovali, či vysoké teploty neuvoľnili do atmosféry stanice škodlivé plyny, vstúpili Conrad, Weitz a Kerwin dovnútra. Vnútro stanice bolo prehriate na takmer 55 °C, preto si posádka musela dávať prestávky v práci a chodiť sa ochladzovať do kabíny Apolla. Astronautom sa podarilo rozvinúť nad stanicou „slnečník“. Teplota sa vďaka tomu pomaly znížila na zhruba 30°C, čo bolo prijateľné. Na piaty deň letu mohli začať prvé vedecké experimenty, pravda, s ohľadom na veľký nedostatok elektrickej energie.
Riadiace stredisko však vypracovalo nový postup na riešenie tohto problému. 7. júna sa Conrad a Kerwin vydali do otvoreného vesmíru, kde po niekoľkých problémoch a peripetiách uvoľnili a nechali naplno rozložiť zostávajúci solárny panel. Stanica tak dostávala 70 % všetkej plánovanej slnečnej energie. Zvyšok misie už zabrali prevažne vedecké experimenty. Prístroje ATM sledovali Slnko, astronauti zase Zem a okrem iného aj vlastné telá počas na tú dobu rekordne dlhého pobytu vo vesmíre. Meral sa aj príjem a výdaj vody i potravy, astronauti sa na špeciálnom zariadení v stave beztiaže vážili. Hoci misie ku Skylabu prebiehali počas pokojnej fázy slnečného cyklu, medzi objavy stanice patrilo aj to, že aj v pokojnej fáze sa na Slnku odohrávajú zaujímavé procesy. Prioritou bolo pozorovanie slnečných erupcií, kvôli ktorým posádky prerušovali inú prácu. Prvú erupciu sa podarilo zachytiť Weitzovi len týždeň pred koncom misie. Skúmal sa aj zemský povrch a jeho prírodné zdroje, stav stanice, a tiež fyzikálne a chemické deje v stave beztiaže. V priebehu misií sa postupne realizovalo aj devätnásť experimentov navrhnutých študentmi stredných škôl.
Po dvadsiatich ôsmich dňoch astronauti zakonzervovali stanicu po dobu neprítomnosti človeka a vrátili sa domov. Pristáli v oceáne 22. júna.
Druhá posádka
Garriott, člen posádky Skylab 3, počas výstupu do otvoreného vesmíru. Zdroj: NASA
Už počas pobytu prvej posádky na stanici však začínali robiť problémy gyroskopy poškodené neplánovaným tepelným namáhaním. Preto sa štart misie s ďalšou posádkou urýchlil, aby astronauti mohli problémy vyriešiť. Jej členov tvorili Alan Bean, Owen Garriott a Jack Lousma. Vzlietli už 28. júla namiesto predtým plánovaného 8. augusta. Počas stíhania Skylabu sa objavil problém s únikom paliva cez jeden z motorov. Apollu sa však podarilo úspešne so stanicou spojiť. Na rozdiel od prvej posádky táto posádka pociťovala príznaky symptómu adaptácie na beztiažový stav, ktorý sa najhoršie prejavil u Jacka Lousma. Ich stav sa začal zlepšovať, no na pripojenom Apolle sa pokazila ďalšia skupinka motorov. Panovali obavy, či sa astronauti budú môcť vrátiť domov. Zvažovala sa aj záchranná misia a úpravy interiéru Apolla, aby sa tam namiesto štandardného maxima troch ľudí zmestilo až päť členov posádky. Napokon však padlo rozhodnutie pokračovať podľa pôvodného plánu a dokonca misiu mierne predĺžiť.
Pri výstupe do otvoreného vesmíru nahradila posádka provizórnu ochranu pred Slnkom trvanlivejšou plachtou. V experimentoch sa astronauti rozhodli dobehnúť to, čo zmeškali vinou svojho zlého zdravotného stavu na začiatku misie. Pozorovali množstvo živých organizmov, okrem iného aj dve samičky pavúkov, ako v stave beztiaže vytvárajú svoje siete. Počas výstupu do otvoreného vesmíru astronauti spojazdnili aj novú sadu gyroskopov. 25. apríla sa Apollo vrátilo na Zem. Žiadne problémy s jeho motorčekmi sa už nevyskytli.
Tretia posádka
Štart poslednej výpravy ku Skylabu bol, naopak, odložený. Zapríčinili to trhlinky v aerodynamických stabilizátoroch Saturnu IB. Napokon sa od odpaľovacej rampy zostava rakety s loďou odpútala 16. novembra 1973 s posádkou v zložení Gerald Carr, Edward G. Gibson a William R. Pogue. Aj pri tomto prílete k stanici sa vyskytol problém. Nedarilo sa dosiahnuť hermetické spojenie. Aby zmiernili príznaky návyku na stav beztiaže, mali členovia posádky prvú noc stráviť ešte v kabíne Apolla. Billovi Poguovi prišlo nevoľno a pokúsil sa to utajiť, za čo dostal od riadiaceho strediska ostré pokarhanie.
Pri výstupoch do otvoreného vesmíru prekonali členovia posádky dovtedajšie rekordy v dĺžke pobytu mimo kozmickú loď. Rekordná sedemhodinová vychádzka prebehla na prvý sviatok vianočný. Okrem Slnka sa zo stanice pozorovala aj práve prelietajúca kométa Kohoutek.
Úloh bolo veľmi veľa a posádka začínala byť unavená. Na stanici sa navyše vyskytli drobné poruchy, ktoré bolo treba riešiť, čím prepracovanosť a frustrácia posádky ešte stúpla. Vďaka verejnému komunikačnému kanálu o ich problémoch vedel celý svet. Novinári zverejnili, že astronauti sa vzbúrili, pretože vynechali komunikáciu s riadiacim strediskom. Išlo však len o nedopatrenie, chybné nakonfigurovanie komunikačného systému.
Misia opäť posunula hranicu rekordnej dĺžky pobytu vo vesmíre, pretože bola, podobne ako tá predošlá, predĺžená až na 84 dní. No 8. februára posádka stanicu definitívne opustila a pristála. Súhrnná doba pobytu všetkých troch posádok na palube Skylabu bola 171 dní, 13 hodín a 14 minút.
Úvahy o záchrane
Deň na to, po niekoľkých testoch, riadiace stredisko stanicu ponorilo do ticha a tmy, stavu so zníženou energiou, zníženým tlakom a jednoduchším držaním orientácie, aby počkala na prílet ďalších posádok. Aktívne zostali len rádiové prijímače. Lety kozmických lodí Apollo síce skončili poslednou misiou Sojuz-Apollo, ale návrat Američanov na Skylab sa očakával na novej kozmickej lodi – práve vyvíjanom raketopláne.
Modul lode Apollo pripojený ku Skylabu v rámci misie Skylab 4. Zdroj: NASA
Slnečná aktivita však bola počas rokov, v ktorých Skylab pasívne obiehal okolo Zeme, nečakane vysoká. Zohriata atmosféra sa rozpínala do vesmíru a zvýšila nepatrný odpor vzduchu vo výške 400 km, v ktorej stanica obiehala. Tento odpor dráhu stanice vytrvalo znižoval. Všetky návštevné misie síce dráhu stanice zvýšili, avšak len svojimi slabými motorčekmi RCS. Skylab potreboval vyniesť na výrazne vyššiu orbitu raketoplánom. V roku 1977 sa uzavrel kontrakt na vývoj kozmického ťahača, ktorý raketoplán ku stanici dopraví v nákladovom priestore. Len tento ťahač by sa pripojil k spojovaciemu uzlu a zvýšil dráhu stanice.
NASA prebrala kontrolu nad orientáciou stanice a natočila ju tak, aby sa do atmosféry opierala čo najmenšou plochou. Skylab sa v roku 1978 prebral z hibernácie v pomerne dobrom stave i napriek tomu, že značne prekonával svoju životnosť. Vynárali sa plány na doplnenie zásob pre posádky aj na to, ako si poradiť so skutočnosťou, že na palube raketoplánu a Skylabu mal panovať veľmi rozdielny atmosférický tlak.
Zánik stanice
Program raketoplánov sa ale dostával do čoraz väčšieho sklzu. Na konci roku 1978 bola NASA nútená vyhlásiť, že Skylab nemá nádej na záchranu. Už v lete roku 1978 bola vymenovaná skupina, ktorá mala zaistiť, aby trosky Skylabu nespôsobili žiadne ujmy a škody. Agentúra odhadla, že pravdepodobnosť zásahu človeka troskou stanice je najmenej 1:152. Podľa rýchlosti poklesu Skylabu sa vypočítalo, že zanikne 11. júla 1979. Keď klesajúca stanica prekročila výškovú hranicu 148 km, bol vydaný povel na vypnutie jej gyroskopov, aby začala rotovať a zvýšila tak svoj odpor atmosféry. Zhruba vo výške 95 km sa Skylab začal rozpadať. Najprv sa od neho oddelilo zostávajúce krídlo hlavných solárnych panelov. Najväčší rozpad nastal vo výške okolo 60 km. Trosky navzdory predpokladom dopadli na územie Austrálie. Jej obyvatelia stanicu padať videli aj počuli. Najviac z nich dopadlo do blízkosti mesta Esperance, kde je jedna z trosiek dodnes vystavená. Úlomky našťastie nikoho nezranili ani nespôsobili veľké škody.
Poznatky zo Skylabu poslúžili pri ďalších dlhodobých kozmických letoch s ľudskou posádkou a čerpali z nich aj Sovieti. Po zániku stanice sa americké vedecké experimenty presunuli na paluby laboratórií na palube raketoplánov, kde však mohli prebiehať len podstatne kratší čas než na kozmickej stanici. Skylab 2 nebol dovybavený a nikdy do vesmíru neletel. USA začali pracovať na koncepte novej stanice pomenovanej Freedom, z tej sa však napokon po mnohých peripetiách a odkladoch vyvinula Medzinárodná vesmírna stanica.
Napísať odpoveď