Kosmická loď Dragon připravila před pár dny fanouškům kosmonautiky několik perných hodin. A to není nic proti tomu, co zažívaly pozemní řídící týmy. Dragon je nyní pohodlně připojený k ISS, kam dovezl zásoby, ale v našem článku se zaměříme na několik hodin po startu, které mohly být pro celou misi také hodinami posledními. Nechybělo mnoho a mise mohla skončit totálním neúspěchem.

Přenesme se teď o pár dní zpátky. Je pátek 1. března a ve střední Evropě ukazují hodiny 16:10. O několik tisíc kilometrů dále na západ, na Floridě se na vteřinu přesně, bez sebemenšího odkladu, zapaluje devět motorů rakety Falcon 9. Všichni ještě mají v paměti anomálii na jednom motoru z minulého startu a koušou si pomyslné nehty – bude se závada opakovat? První stupeň nakonec pracuje jako hodinky. Nervozita opadá – teď už přijde fáze, se kterou nikdy nebyly problémy. Druhý stupeň svou spolehlivostí nezklame a Dragon se pár minut po startu odděluje od rakety a všichni si mohou oddychnout. Kosmická loď je na oběžné dráze a za pár hodin se spojí s Mezinárodní vesmírnou stanicí. Stačí už udělat jen pár posledních příprav – aktivovat orientační motory Draco, rozevřít sluneční panely a rozjet systémy pro let k ISS.

Ale najednou začnou přicházet problémy – Tři ze čtyř motorových svazků lodi Dragon nereagují na příkazy ze Země. To stručně řečeno znamená, že loď není možné ovládat. A aby špatných zpráv nebylo tak málo, tak kvůli poruše motorů není možné otevřít kryty solárních panelů a čerpat energii ze Slunce. Všechno musí pokrýt vnitřní baterie. Loď se navíc nachází na nestabilní dráze – nejnižší bod její oběžné dráhy leží jen zhruba 200 kilometrů nad Zemí. Za normálního stavu by zažehla své motory Draco a zakulatila by svou dráhu v bezpečné výšce. Motory jsou ale momentálně mimo provoz. S každým průletem se tak zpomaluje a za několik dní by se zpomalila natolik, že by se vrátila zpátky do atmosféry. V té době by už ale byly vybité baterie. Loď by byla bez přehánění mrtvá. Nemohla by se tedy otočit tepelným štítem ve směru letu a shořela by. Je tedy potřeba udělat rychlá rozhodnutí. Buďto se podaří přivést motory k rozumu, nebo se bude muset přistoupit k návratu do atmosféry. Ale s jediným funkčním motorovým blokem by to bylo víc než složité.

Teď na chvilku odbočíme od problémů Dragonu a zaměříme se na jeho manévrovací motory Draco. Ty se skládají z různě orientovaných trysek (pro osy x, y a z), které jsou spřaženy do svazků. Dva svazky obsahují čtyři trysky a dva svazky obsahují pět trysek. Tyto raketové motory používají jako palivo monometylhydrazin a jako okysličovadlo slouží dimer oxidu dusičitého. Tato směs je hypergolická – obě látky reagují přímo při vzájemném styku a není je tedy potřeba zapalovat. O tlakování palivového systému se stará hélium – každý svazek motorů má vlastní tlakovací rozvody. Aby mohl Dragon rozvinout své solární panely, potřebuje minimálně dva funkční svazky motorů. K tomu, aby se přiblížil k ISS potřebuje také dva bloky. Pro jemné manévrování okolo stanice jsou potřeba hned tři svazky a pro návrat z oběžné dráhy jsou potřeba znovu dva svazky. V případě nouze by se to mohlo podařit i s jedním.

Zpátky ale k problematickému letu. SpaceX se nakonec podařilo uvolnit solární panely, takže o energii nouze nebyla. Loď ale pořád nebyla stabilizovaná a pohybovala se v takzvaném „safe módu“. Řídící středisko zatím vyhodnocovalo příčiny selhání. Poměrně rychle se podařilo určit, že zdrojem potíží bude zřejmě zaseklý ventil na tlakovacím potrubí pro okysličovadlo. Jak jsem ale psal výše, každý svazek má vlastní nádrž s héliem. To tedy znamená, že se nezávisle na sobě vyskytla stejná závada na třech ventilech!

Pokud se na Zemi zasekne ventil, není zase až tak těžké jej uvolnit. Horší to ale je za situace, kdy tento ventil letí rychlostí několika kilometrů za sekundu ve výšce mnoha desítek kilometrů nad Zemí. Jediná možnost, která zbývá, je pokusit se domluvit systému na dálku. Několik desítek minut po startu mohl zakladatel společnosti SpaceX, Elon Musk, napsat na svůj Twitter potěšující zprávu – motorové bloky 1 a 4 jsou funkční. A za dalších několik desítek minut přišly ještě lepší zprávy. K rozumu se podařilo přivést i zbývající dva svazky motorů. Otázkou ale zůstávalo, jak mohlo k takové závadě dojít. Na definitivní odpověď je zatím brzo, ale hovoří se o tom, že ventily zalehly kvůli nízkým teplotám.

Metoda, kterou SpaceX použila, nám může připadat trochu neobvyklá. Ale jak se říká, účel světí prostředky. Zaseklé ventily se uvolnily postupem, který sama firma označuje jako „pressure hammering“. Tento obrat se jen stěží překládá do češtiny a velmi volně bychom jej mohli přeložit jako „tlakové protloukání“. Několikrát za sebou cíleně zvýšili tlak v systém, až nakonec zaseklý ventil povolil. Postupně se tímto stylem podařilo opravit všechny trucující ventily. Dragon tak mohl zažehnout své motory a zakulatit oběžnou dráhu. Šance dohonit stanici během pár hodin sice už padla – v době, kdy mělo dojít k zážehu měla loď úplně jiné problémy a „startovní okno“ tak nestihla, ale hlavní bylo, že je znovu zpátky pod kontrolou.

Přílet ke stanici se opozdil jen o jediný den. V neděli 3.3. v odpoledních hodinách už byl Dragon s pomocí staniční robotické paže připojený ke spodnímu uzlu modulu Harmony. O několik hodin později do jeho útrob vstoupila posádka, která začala s vynášením náladu. U ISS zůstane Dragon připojený až do konce měsíce. Po naplnění věcmi, které se mají vrátit zpátky na Zemi se od stanice oddělí, vstoupí do atmosféry a přistane do oceánu na padácích.

Ale vraťme se ještě na závěr dnešního článku k závadě, která mohla misi ukončit dřív, než vlastně začala. Přiznejme si to, v době, kdy Dragon neměl 3 svazky motorů funkční visela ve vzduchu i možnost neplánovaného návratu. Lety do vesmíru nám po tolika letech mohou připadat jako snadná, běžná rutina. Ale tou se nikdy nestanou. Lety do vesmíru budou vždy rizikové a nikdy nezevšední. Extrémní prostředí kosmu klade extrémní požadavky na výkon všech součástí kosmické lodi. A to se ukázalo i nyní – tři ventily s prakticky mizivou hodnotou mohly poslat k Zemi celu kosmickou loď.

Přesto si myslím, že takovéhle „dramaticky okořeněná“ mise se šťastným koncem dají řídícím pracovníkům mnohem víc, než pokud by všechno běželo jako po másle. Vzpomeňme si na Apollo 13, nebo na japonskou sondu Hayabusa. I v těchto případech se díky brilantní práci pozemních týmů podařilo opravit závadu na vzdáleném kusu techniky. Kromě toho ukázala tahle závada ještě jednu věc. Stejně jako v případě anomálie na motoru prvního stupně při minulém startu se ukázalo, jak má SpaceX stabilní systémy. Ty umožňují zvládat i nečekané situace. Vezměme si anomálii z minulého letu – výpadek motoru by byl pro většinu raket zničující. Falconu ale stačilo nechat hořet zbývajících 8 motorů déle. A stejné to bylo i teď s Dragonem. Tahle stabilita systémů spolu se schopností rychle vyhledat problém a najít improvizované řešení dává dohromady velmi flexibilní systém, který si může poradit i s problémy, které by u jiných lodí byly fatální.

Zdroje informací.
http://en.wikipedia.org/
http://spaceflightnow.com/
http://forum.kosmonautix.cz/
http://www.kosmo.cz/

Zdroje obrázků:
http://images.gizmag.com/hero/dragon-crs-2-update.jpg
http://sphotos-g.ak.fbcdn.net/hphotos-ak-ash3/830284_10152629522500131_1961609708_o.jpg
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/9a/SpaceX_Dragon_C2%2B_vehicle_approaches_ISS_(ISS031-E-071140).jpg