Přesně před čtyřiceti lety, 8. února 1974, se vrátila zpět na Zemi třetí stálá posádka stanice Skylab. Před odletem stanici zakonzervovala a připravila na přílet další výpravy: k tomu ale už nikdy nedošlo. Proč se tak stalo – a jak by vlastně ono znovuobydlení vypadalo? Předtím než Skylab opustila poslední posádka, zvýšil velitel Gerald Carr tříminutovým hořením manévrovacích motorků kosmické lodi Apollo oběžnou dráhu stanice o 11 kilometrů. Ta se tak nacházela na dráze s perigeem 433 a apogeem 455 km. Po odletu astronautů provedli kontroloři řídící z Johnsonova kosmického střediska NASA v Houstonu závěrečné testy systémů laboratoře, snížili tlak kyslíku na její palubě, stabilizovali ji (podélná osa směřovala kolmo k Zemi, přičemž přední stykovací uzel směřoval od Země) a vypnuli většinu přístrojů.

Výpočty ukazovaly, že stanice sníží své perigeum o 29 kilometrů do roku 1980. Pak se měl sestup zrychlit, takže během dvou let mělo dojít k poklesu o dalších sto kilometrů. Termín zániku v atmosféře by stanoven na březen roku 1983. To už ale měla být stanice dávno znovuosídlená a především navedená na vyšší dráhu. Pokud by snad k tomuto nedošlo, počítalo se každopádně s řízeným zánikem. Devítiletá doba se v roce 1974 zdála býti dostatečně dlouhou.

Druhý Skylab u ledu

NASA v té době měla jiné starosti, a to především s vývojem raketoplánu. Celou svou budoucnost vsadila právě na něj, takže Skylab bezpečně „uložený“ na oběžné dráze nebyl ve středu zájmu. Tedy, kromě jednoho rozhodnutí v roce 1975. To se ovšem týkalo záložního exempláře Skylab B, který NASA definitivně poslala do muzea (k vidění je dnes v National Air and Space Museum, Washington D.C.) s tím, že nikdy nebude vypuštěn. Do té doby žila alespoň teoretická možnost, že by i tuto stanici bylo možné zařadit do aktivního provozu.

Stejně tak byla ze stavu letového do muzejního převedena raketa Saturn V výrobního čísla SA-515. Pro úplnost: její první stupeň je dnes k vidění u továrny Michoud Assembly Facility v Lousianě, druhý pak v Johnsonově kosmickém středisku. Třetí byl upravený na výše zmíněný Skylab B.

Počátkem roku 1977 byl připravený první prototyp raketoplánu Enterprise pro zahájení zkušebního programu ALT (Approach and Landing Test) a začalo se s plánováním prvních orbitálních letů. Je to celkem pochopitelné, vždyť se počítalo s prvním startem do vesmíru už o dva roky později!

Z ústředí NASA vyšel v té době příkaz do Houstonu i Huntsville (kde sídlí Marshallovo středisko kosmických letů) na vypracování studie technických, finančních i časových požadavků vedoucích k záchraně Skylabu. Plánovači už tehdy nebyli příliš optimističtí, neboť program raketoplánů se protahoval, technických problémů přibývalo a z bezpečnostních důvodů nikdo nechtěl, aby se podobná mise uskutečnila dříve než při pátém startu kosmického letounu. To mělo být na konci roku 1979, přičemž se nebezpečně blížilo jedenáctileté sluneční maximum (1980-81). Naše mateřská hvězda přitom byla oproti minulým maximům výrazně aktivnější, zemská atmosféra se díky tomu „načechrala“ do větších výšek a Skylab začínal sestupovat rychleji. Stále ale existovala šance na jeho záchranu.

Inventura na dálku

Jedním z prvních kroků v rámci vypracovávané studie byl rozbor disponibilních zdrojů přímo na Skylabu. Revize přístrojů provedená na dálku i administrativně ukázala, že většina zařízení může být i nadále používána. U systému tepelné regulace se předpokládala nutnost doplnění pracovní kapaliny, stejně jako se předpokládaly opravy u elektroinstalace a počítačového i komunikačního vybavení (mj. raketoplány komunikují na jiných frekvencích než Skylab, takže bylo zapotřebí v této oblasti nutno počítat nejen s výměnou, ale i doplněním vybavení).

V okamžiku startu v roce 1973 měl Skylab na své palubě cca 3000 litrů vody, z tohoto množství zbývala zhruba třetina (tedy asi 180 osobodní spotřeby). Ve zprávě o stavu Skylabu stálo uvedeno, že voda je „pravděpodobně pitelná, ale asi bude chutnat hnusně. Nepředpokládají se v ní živé organismy, nicméně bude mít divnou barvu.“ Počítalo se s ní tedy jen jako s užitkovou (umývání), později pro výrobu kyslíku formou elektrolýzy. Na rozdíl od většiny ostatních systémů stanice (nebyla konstruována k opakovanému doplňování zásob) ale měly vodní nádrže ventily pro doplňování.

Na stanici zbývalo i asi 800 kilogramů (420 osobodní) kyslíku. Jeho doplnění by ale bylo tím nejjednodušším úkonem – ventily nádrží byly velmi blízko vstupního průlezu, takže při návštěvě raketoplánu by stačilo natáhnout jen relativně krátké hadice. O to větším problémem, ale mohla být atmosféra. Zatímco raketoplány mají složení vzduchu o stejném složení i tlaku, jako je pozemská (102 kPa). Naproti tomu Skylab byl konstruovaný (stejně jako kabiny Apollo) na čistě kyslíkovou atmosféru o třetinovém tlaku (35 kPa). V praxi to znamenalo, že každý přechod astronauta mezi raketoplánem a stanicí by si vyžádal tříhodinovou aklimatizaci v přechodové komoře.

Analýzy ale ukázaly, že upravit atmosféru ve Skylabu zvýšením tlaku a změnou složení by nemusel být neřešitelný problém. Jedinou potíží se mohl stát průlez pro výstup do otevřeného prostoru, navržený k udržení tlaku o maximální hodnotě 60 až 70 procent pozemského – proto by jej bylo třeba přikrýt speciálním překrytem. Také se počítalo s mírným snížením tlaku v kabině raketoplánu (jak se později dělalo třeba před výstupy do otevřeného prostoru).

Elektrárna pro Skylab

Velmi se na znovuobydlení Skylabu těšili mikrobiologové – především na odpadky, které byly předchozími posádkami odhazovány do kyslíkové nádrže (tedy přesněji: do prostoru, který původně byl kyslíkovou nádrží třetího stupně Saturnu V, jehož přestavbou stanice vznikla). Bylo jasné, že mikrobi a bakterie ve zbytcích potravin a biologickém materiálu zanechaném zde astronauty (jakého charakteru tento materiál byl, jistě netřeba dlouze rozvádět) mají za sebou několik set generací života v neobvyklých podmínkách vesmíru. Mikrobiologové se také těšili na plísně na stěnách komplexu – jejich nadšení z celkem pochopitelných důvodů nesdíleli astronauti, kteří se měli vydat na jejich „lov“.

Obavy vzbuzoval systém udržení stability laboratoře, protože jeden z trojice stabilizačních gyroskopů selhal už v době osídlení a v nádržích zbývalo už jen nemnoho pracovní látky (dusíku) pro orientační motory. Ty sice bylo možné doplnit, ale ventily byly umístěny na vnějším plášti komplexu, takže bylo nutné počítat s výstupem astronautů. A když už jsme u systému udržení polohy – „odešlo“ také hvězdné čidlo sloužící k přesnému určení polohy.

Pouze v omezeném rozsahu bylo možné používat původní sluneční baterie – ty už měly přece jen něco za sebou a mohly dodávat jen asi čtvrtinu či pětinu svého původního příkonu. Toto mohlo být řešeno připojením modulu PEP (Power Extension Package) ke Skylabu. PEP bylo zařízení, které měl raketoplán umístit do vesmíru a zde by tvořilo jakousi „zásobnici“ energie při budoucích misích kosmických letounů – raketoplán s laboratoří Spacelab se měl vždy k plošině PEP připojit, přičemž ta by mu díky svým slunečním bateriím (příkon 25 kW) mohla dodávat energii potřebnou pro mnohatýdenní let. A právě toto zařízení mohlo být využito i jako elektrárna stanice Skylab.

Záchrana na čtyři doby

Tolik tedy inventář orbitální stanice. První problém, který ale bylo potřeba vyřešit, bylo odvrácení jejího zániku. Marshallovo středisko v polovině roku 1977 oznámilo ředitelství NASA, že je zapotřebí neprodleně zahájit vývoj a výrobu přídavného stupně, který poslouží k odeslání laboratoře na vyšší dráhu. Byla sice studována možnost „tlačení“ stanice raketoplánem nebo i její „tažení“ na laně, ale tyto byly zamítnuty. Především „tlačení“ bylo v případě rozměrného a nepravidelně tvarovaného Skylabu příliš velkým (a nebezpečným) dobrodružstvím.

NASA nakonec skutečně kontrakt na výrobu urychlovacího bloku TRS (Tele-operated Reboost System) zadala, a to v listopadu 1977 firmě Martin Marietta Corporation. Zároveň také akceptovala čtyřfázový záchranný plán. Ten počítal s vysláním záchranné mise raketoplánu při pátém zkušebním startu, tedy před koncem roku 1979. To znamenalo, že na vývoj a výrobu stupně, plánování a výcvik osádky budou necelé dva roky.

Čas tlačil, takže se především při výrobě urychlovacího stupně počítalo s maximálním využitím již existujícího hardware. To ostatně odráží původní filozofii Skylabu, který maximálně využíval existujících dílů. Jeho trup tvořil třetí stupeň Saturnu V (či přesněji: z druhého stupně rakety Saturn IB výrobního čísla 212, který ovšem byl se třetím stupněm „pětky“ identický), sluneční dalekohled ATM (Apollo Telescope Mount) „seděl“ v konstrukci z nepoužitého přistávací stupně lunárního modulu a o původním určení lodí Apollo ani nemluvě.

Revize programu byla plánovaná na březen 1978. Nové analýzy z NOAA (National Oceanic and Atmosphere Administration) už v té době upozorňovaly, že sluneční aktivita v době maxima bude druhá nejsilnější v tomto století a že Skylab může zaniknout dříve.

Resuscitace stanice

NASA zatím intenzivně pracovala na čtyřfázovém záchranném plánu stanice. První fáze byla jasná: dostat ji co nejdříve na vyšší dráhu. Raketoplán se měl po startu přiblížit ke stanici, vypustit ze svého nákladového prostoru modul TRS, dálkově jej navést na stykovací uzel stanice a vzdálit se. V tu chvíli měly být zažehnuty jeho motory, které měly zánik laboratoře oddálit nejméně o pět až sedm let. Tím by byl úkol splněn, s přestupem astronautů na stanici se nepočítalo. Když už hovoříme o modulu TRS: měl délku 3,3 metru, maximální průměr 3,2 m, jeho celková hmotnost byla 4392 kg, z toho na palivo a okysličovadlo připadalo 2744 kg. Celkově to byla velmi nevzhledná konstrukce – samá nádrž a motory; v přední část příruba pro připojení na stykovací uzel a dvojice televizních kamer. K provedení této mise se připravovali astronauti Fred Haise (veterán z letu Apollo 13/1970) a Jack Lousma (byl členem druhé posádky Skylabu v roce 1973).

Druhá fáze záchrany stanice předpokládala přípravu kontejnerů s náhradními díly a dalším nezbytným vybavením. Plánovalo se přitom uskutečnění hned dvou servisních letů raketoplánů. Při prvním (leden 1982) se počítalo s připojením modifikované verze adaptéru ne nepodobného tomu, jaký byl použit v rámci mezinárodní mise Sojuz-Apollo. Ten měl nejprve sloužit jako přechodová komora, po zvýšení tlaku na palubě stanice pak jako pohodlné přistávací molo pro raketoplány (podobně jako byl později použit modul DM u stanice Mir).

Při první návštěvě raketoplánu mělo na Skylabu dojít k obnovení dýchatelné atmosféry, otestování systémů zajištění životních podmínek, překontrolování elektroinstalace a montáži nového komunikačního zařízení. Druhá návštěva raketoplánu měla přiletět až v srpnu 1983 – aby byl dostatek času připravit se na odstranění závad zjištěných při první misi. V rámci této expedice se počítalo především s jejich odstraněním a také s velmi zevrubnou kontrolou stanice (okna, pryžové díly, těsnění, oleje, mechanické součástky – překontrolováno mělo být zkrátka vše, na čem se mohl podepsat zub času).

Třetí fáze záchrany Skylabu počítala s připojením zařízení PEP (viz výše) ke stanici, díky čemuž mohlo být v omezeném rozsahu obnoveno vědecké vybavení (především provádění dálkového průzkumu naší planety). Uveden do chodu měl být i teleskop ATM – ten jen potřeboval doplnit filmové kazety při výstupu astronautů do otevřeného prostoru. Fáze číslo tři počítala s několika návštěvami raketoplánů (jejich počet nebyl upřesněn), stanice měla na příďový stykovací uzel dostat nový rozměrný modul (sloužící coby místo připojení pro PEP, raketoplánů, nového velkého logistického modulu a event. i laboratorních modulů Spacelab).

Vybavení pro první tři fáze (bez letů raketoplánu a výcviku osádky, bez PEP a TRS – ty byly financovány z jiných „šuplíků“) mělo přijít na 60 mil. USD.

Poslední – čtvrtá – fáze resuscitace Skylabu počítala s jeho intenzivním pětiletým využíváním. Posádka stanice měla být šesti- až osmičlenná. Měla se rozrůst o další moduly Spacelab (hermetizované i otevřené palety), mohla být doplněna i o velkou platformu vyrobenou z hlavní nádrže raketoplánu (ta by při některém letu raketoplánu nebyla odhozena těsně před dosažením orbitální rychlosti, aby byla by navedena na oběžnou dráhu). Objevily se úvahy o možnosti vypuštění velkého energetického modulu (příkon 150 kW) nebo rozměrné parabolické antény pro radioastronomii a pokusy v oblasti přenosu energie. Fantazii se meze nekladly.

Tolik tedy plány, realita však byla neúprosně tvrdší.

Zachrání Skylab astronauti?

V roce 1978 dostal Skylab nechtěnou (a nepříjemnou) publicitu, když do atmosféry vstoupila nad územím severní Kanady neovladatelná sovětská družice Kosmos 954 s jaderným generátorem na palubě (obsahoval 50 kg uranu U-235). Radioaktivní trosky „zasypaly“ rozsáhlé (naštěstí neobydlené) území. Nikdo nebyl zraněn, škody na majetku byly minimální, ale prohledání více než 45 tisíc kilometrů čtverečních při pátrání po drobných úlomcích reaktoru bylo nákladné a náročné. NASA musela opakovaně ujišťovat, že na palubě Skylabu není žádný radioaktivní materiál. Navíc uváděla, že poslední výpočty ukazují, že zánik nehrozí před říjnem 1979 a že záchrana je reálná.

O opuštěnou stanici se začal zajímat i U. S. State Department (tedy Ministerstvo vnitra). Kosmos 954 byl dostatečným varováním, takže úředníci se zajímali, co NASA v případě Skylabu podniká, aby se nezřítil nekontrolovaně. Přece jen přelétal nad územím, na němž žije devadesát procent lidské populace a nebezpečí diplomatického konfliktu v případě pádu do nevhodné oblasti bylo velké. NASA ubezpečovala, že riziko podobného incidentu je malé – nikoliv však nulové.

Kosmická agentura začala bez meškání opětovně prověřovat systémy Skylabu – což bylo důležité jak pro případné budoucí osídlení, tak pro bezpečné navedení z oběžné dráhy. Dokonce byl obnovený výcvik posádky Vance Brand – Don Lind, která byla připravována jako dvojice pro případnou záchrannou misi na Skylab. Astronauti měli pomoci zajistit bezpečný „úklid“ Skylabu z oběžné dráhy. Není jasné, jak by to udělali (aniž by ohrozili sami sebe nebo loď) nebo čím přesně by letěli. V Kennedyho kosmickém středisku byla skladována jedna „letuschopná“ raketa Saturn IB (výrobní číslo 209) plus kabina Apollo (výrobní číslo 119) a teoreticky by se dala pro jejich vypuštění použít startovací rampa 39B, ale… Bylo otázkou, v jakém stavu tento hardware je, kde by se vzal dávno rozprášený pozemní personál, odkud by byl start řízený (Firing Room 1 i 3 v Launch Control Center totiž procházely úpravou pro raketoplány) atd. Výcvik posádky tak byl spíše divadlem pro veřejnost a vzkazem „děláme všechno možné“ a „kdyby bylo úplně, ale úplně nejhůř, tak…“

Mnohem podstatnějším vzkazem – i z obnoveného výcviku posádky – bylo: se záchranou už se moc nepočítá, teď je potřeba zbavit se Skylabu se ctí a bez průšvihu. Při přípravách na řízený zánik bylo třeba odpovědět na zásadní otázku: co bude možné při případném vstupu stanice do atmosféry ovlivnit z řídícího střediska? Moc toho nebylo. Optimistické scénáře počítaly s tím, že bude možné alespoň korigovat orientaci stanice, a tak zvyšovat či snižovat odpor atmosféry. (Jakákoliv změna oběžné dráhy přitom z důvodu nedostatku pohonných hmot nepřipadala v úvahu.) Výpočty ukázaly, že vhodným natáčením stanice lze snížit rychlost sestupu a udržet ji v kosmu o pět měsíců déle. Vyvstal ale jiný problém – NASA prošla modernizací komunikační techniky a jedinou sledovací stanicí schopnou „domluvit“ se Skylabem byla základna na Bermudách (pásmo UHF). To samozřejmě omezovalo možnosti komunikace se stanicí.

Mission Impossible

Pokračovaly i práce na záchranné výpravě. Návrh modulu TRS byl hotov, s výrobou letového exempláře bylo možné začít prakticky okamžitě. S jeho dodávkou na KSC se počítalo v srpnu 1979 a hned následující měsíc měl být provedený záchranný let. Podle nového harmonogramu to měl být už třetí zkušební start raketoplánu. Riziko bylo velké, ale jiná možnost (kromě zrušení záchranné mise) nebyla.

Zatím v JSC započal výcvik pozemního personálu pro oddálení zániku Skylabu (jeho vhodným natáčením na oběžné dráze) pod vedením Charlese Harlana. Už v říjnu 1978 měl Harlan k dispozici dostatek personálu – pět týmů, které mohly zajišťovat operaci non-stop ve třísměnném provozu. Někteří byli veteráni s dřívějšími zkušenostmi se Skylabem, jiní úplní nováčci. Harlan měl nejprve obavu ze starých systémů stanice a jejich provozuschopnosti, ty ale byly v překvapivě dobré kondici. A navíc bylo možné s použitím nového software z Marshallova střediska měnit polohu stanice bez plýtvání cennými pohonnými hmotami. Palivo mělo být šetřeno v maximální míře pro udržení stability v okamžiku transportu na vyšší dráhu.

Mezitím byl urychleně kompletován blok TRS a v prosinci 1978 se dostal do finální montážní fáze. Jenomže v tomtéž měsíci došlo k vážným problémům v oblasti vývoje motorů SSME (Space Shuttle Main Engine), které výrazně oddálily zahájení zkušebních letů raketoplánů. Volně přeloženo: záchrana Skylabu se stala nereálnou.

Titan III ani Sojuz nepřiletěl

Firma Martin Marietta ještě rychle přišla s nabídkou vypuštění modulu TRS na raketě Titan III, ale ta přišla příliš pozdě. Bez zajímavosti jistě není fakt, že se potichu hovořilo i o možnosti využití sovětského Sojuzu – pomineme-li problematickou politickou stránku věci, je zcela evidentní, že tato loď nemá dost výkonu na manévrování s devadesátitunovou stanicí. (Zajímavé je, že SSSR v té době dostatečně silným kosmickým „tahačem“ disponoval – TKS byl vyzkoušený např. pod označením Kosmos 929. Jeho existence ale byla zatím tajná…)

Patnáctého prosince 1978 osobně informoval zvláštní vyslanec administrátora NASA prezidenta Spojených států, že Skylab není možné zachránit, ale že kosmická agentura udělá všechno proto, aby byl jeho zánik provedený nad neobydlenými oblastmi.

Dokonáno jest…

Jedenáctého července 1979 na 34981. obletu Země kontroloři z JSC pod dohledem Charlese Harlana usoudili, že je nejvhodnější chvíle k likvidaci stanice. Ve 3:45 EDT změnili její polohu tak, aby jí atmosféra kladla maximální odpor. To bylo vše, co šlo udělat. Ve 12:37 EDT úlomky trosek stanice dopadly na území Austrálie. Nebyla hlášena žádná zranění a ani škody na majetku.

První raketoplán odstartoval do vesmíru až 12. dubna 1981.

To už je ale jiná kapitola.

Zdroje informací:
http://www.astronautix.com/
http://en.wikipedia.org/
http://en.wikipedia.org/
kniha Skylab – America´s Space Station (David Shayler)
kniha Apollo: Lost and Forgotten Missions (David Shayler)