Druhý a současně poslední speciální díl seriálu Kosmický šatník bych rád věnoval dvěma zajímavým oblekům, které spolu sice přímo nesouvisejí, přesto se na nich dá z určitého hlediska najít několik podobných znaků. Prvním z nich je fakt, že byly navrženy, vyrobeny a testovány stejnou firmou. Druhým shodným znakem pak je nasazení obou skafandrů – nebo snad lépe řečeno jejich nenasazení. Dva obleky, jimž se dnes budeme věnovat, totiž vznikly v rámci programů, jež přímo soutěžily s podobnými programy druhé kosmické velmoci a oba programy také zanikly dříve, než došly do pilotované fáze. Řeč bude o skafandrech pro nerealizovaný sovětský lunární program N1-L3 a o záchranných skafandrech podobně neslavně ukončeného programu sovětského raketoplánu. Dnes se vyjímají už jen coby exponáty v muzeu mateřského závodu, ale ve své době se jednalo o velmi zajímavé ukázky technologie…

Krečet, Krečet-94, Striž

Počátek prací na skafandru, ze kterého posléze vzešel oblek Krečet, lze vystopovat v první polovině šedesátých let minulého století. V počátcích nebylo explicitně řečeno, že se má jednat o skafandr pro lunární expedice, požadavek konstrukční kanceláře OKB-1 směrem k továrně č. 918 zněl na vypracování koncepce skafandru pro provádění výstupů do volného prostoru. Na konci roku 1961 OKB-1 poskytla první pevné charakteristiky, jež měl skafandr splňovat. Mimo jiné se v nich hovořilo i o prostředku pro přesun kosmonauta ve volném prostoru (tedy jakési raketové křeslo).

V následujícím roce vznikl základní koncept požadovaného skafandru. Koncept dostal název SKV a jeho základem bylo tuhé torzo a systém zajištění životních podmínek, jenž byl umístěn v batohu na zádech. Batoh současně tvořil i kryt vstupního otvoru. Pokud váženému čtenáři tato koncepce něco připomíná, nemýlí se. Stejný princip je dodones využíván na skafandrech řady Orlan.

V průběhu roku 1962 byl vyroben první prototyp skafandru SKV, který prošel v následujících letech funkčními testy. Tuhé torzo bylo vyrobeno ze speciálního kompozitního materiálu, tvořeného pryskyřicí vyztuženou skelnými vlákny. Kosmonaut, oblékající skafandr SKV, měl využívat vodou chlazené prádlo pro zajištění optimálního teplotního komfortu, chladicí systém pak využíval evaporátoru.

V roce 1965 byly testy na prototypech SKV ukončeny a výsledky byly dodány zadavateli projektu, konstrukční kanceláři OKB-1. Ve stejné době se však v zákulisí sovětského programu odehrávaly změny, jež podmínky použití prvků skafandru SKV zásadně měnily. Na rok 1964 se totiž datuje počátek prací na projektu L3, který měl zajistit přistání sovětského kosmonauta na měsíčním povrchu. Továrna č. 918 byla na počátku roku 1965 pověřena vyhotovením skafandrů, jež by tuto misi pomohly zajistit.

Jak už jsme mohli zjistit v předchozích dílech seriálu, jedním z produktů tohoto programu byl skafandr Orlan, jenž byl určen pro pilota mateřské lodi. Orlan měl zajistit vycházku na lunárním orbitu, během které měl kosmonaut pomoci navrátivšímu se kolegovi přejít vnějškem z přistávacího modulu zpět do mateřské lodi.

Druhým proudem prací pak byly návrhy na skafandr pro kosmonauta, který sestoupí na měsíční povrch. V továrně č. 918 probíhaly souběžně dva programy. Prvním byly práce na skafandru „Oriol“. Jednalo se o měkký skafandr, jenž byl svou koncepcí podobný pozdějšímu americkému A7L. Oblek byl tvořen dvěma základními vrstvami – tlakovou obálkou z pogumovaného úpletu a zádržné vrstvy z kapronu. Na ni nasedala termální ochranná vrstva. Kosmonaut měl k dispozici také vodou chlazené prádlo, hlavu pak chránila odnímatelná helma. Systém zajištění životních podmínek měl být umístěn v batohu s názvem „Bajkal“. Na konci šedesátých let byl však vývoj Oriolu ukončen ve prospěch druhého souběžného projektu.

Oním druhým projektem byl skafandr Krečet. Tento skafandr zdědil mnoho prvků po obleku SKV. Základem bylo opět tuhé torzo. Tentokrát ovšem nebylo vyrobeno z laminátu, ale ze 1,2 mm širokého plátu hliníkové slitiny AMG-3. To umožnilo snížit hmotnost skafandru a zároveň zvýšit pevnost a usnadnit výrobu. Oproti SKV ovšem vyvstala potřeba umožnit mobilitu kosmonauta při chůzi. Krečet tak převzal a rozvinul od SKV řešení v oblasti kloubů. Pro exponovaná místa byly navrženy sférické klouby, jež zajišťovaly svobodu v jedné ose (kyčel, boky) nebo dvou osách (rameno a zápěstí). Pro zajištění životních podmínek byl určen batoh s názvem „Kaspij“. Mimo jiné obsahoval sublimátor a odlučovač vlhkosti s metalo-keramickými elementy.

Celkově byly vyrobeny 3 kusy funkčních maket Krečetu. Rozsáhlé testování však ukázalo, že pro dostatečnou míru funkčnosti skafandru budou nutné významné změny. Proto byl v roce 1967 zahájen projekt s názvem „Krečet-94“. Číslovka za názvem naznačovala souvislost s projektem lunárního modulu LK, který nesl tovární označení „11F94“.

Krečet-94 byl charakterizován významnými odlišnostmi od původní verze obleku. Jedním z důležitých detailů byly přepracované klouby. Zatímco původní Krečet obsahoval tuhé klouby z hliníkové slitiny na bocích, kyčlích a rukou kosmonauta, Krečet-94 spoléhal především na klasické příruby s ložisky u ramen a zápěstí a měkké klouby v oblasti kyčlí. Díky nim mohla být rozšířena antropometrická skupina vhodných kandidátů pro využívání skafandru.

K měkkým částem skafandru přibyla redundantní tlaková vrstva, helma dostala laminátový ochranný kryt. Změny se odehrály také na ovládacím panelu na hrudi a termálním převlečníku. Krečet-94 měl fungovat při nominálním tlaku 400 hPa, v případě nutnosti bylo možno tlak snížit na 270 hPa. Regenerativní uzavřená ventilační smyčka a zásoby energie umožňovaly výdrž údajně až 10 hodin v autonomním režimu. Celková hmotnost skafandru byla 106 kg včetně integrovaného batohu Kaspij.

Ještě v roce 1967 byly vyrobeny dva exempláře Krečetu-94, v následujících letech pak přibylo dalších 20. Extenzivní program zkoušek přispěl k tomu, že v případě nutnosti mohl být podle svých tvůrců už v roce 1969 deklarován jako schopný letových testů. Když byl v roce 1972 program L-3 pozastaven, bylo v různém stádiu rozpracovanosti dalších 9 kusů. Rok 1974 pak přinesl definitivní ukončení sovětského lunárního pilotovaného programu. Světlo světa tak už nespatřila vylepšená verze Krečetu-94, která měla umožnit až šest vycházek během pětidenního pobytu lunárního modulu na měsíčním povrchu. V plánu bylo upravit Krečet-94 pro doplňování kyslíku, chladiva a patron pro zachycování CO₂ přímo kosmonautem.

Na rozdíl od svého bratříčka Orlanu dnes zdobí Krečet-94 pouze kosmonautická muzea, nikdy nedostal šanci dokázat své kvality během „ostré“ mise. Stejný osud čekal o dvě dekády později i další výtvor stejné továrny…

V únoru 1976 vyšlo v SSSR vládní nařízení o rozpracování vícenásobně použitelného kosmického systému. Jednalo se o odpověď na americký projekt Space Shuttle a výsledkem této rezoluce byl systém Eněrgija-Buran. Hlavním kontraktorem orbiteru Buran byla kancelář NPO Molnija pod vedením Gleba Lozino-Lozinského. Molnija zadala ve stejném roce konstrukční kanceláři Zvezda (bývalá továrna č. 918) zakázku na vývoj a výrobu systémů zajištění životních podmínek a prostředky pro únik v případě nouze, včetně skafandrů. Práce na ochranném obleku pro piloty Buranu začaly v roce 1977.

Skafandr měl splňovat rozličné požadavky – mezi jinými kompatibilitu s katapultážním sedadlem, měl se snadno a rychle oblékat v podmínkách mikrogravitace a jeho nominální pracovní tlak měl činit 440 hPa. Zpočátku byly vyrobeny prototypy skafandrů, založené na modelech Sokol-KM, Sokol-KV a Sokol KV-2. Nakonec byl vybrán model, založený z velké části na Sokolu KV-2. Nový skafandr dostal název „Стриж (Rorýs)“.

Byl tvořen dvěma vrstvami. Vnitřní tlakovou vrstvu představoval pogumovaný kapron. Vzhledem k tomu, že skafandr měl kosmonauta chránit při katapultáži ve velkých rychlostech, bylo nutné zajistit co nejlepší termální ochranu. Pro tyto účely byla vyvinuta nová textilie na bázi Rayonu a kevlaru, která byla vysoce odolná vůči vysokým teplotám a současně podléhala v minimální míře deformacím v podélném směru. Tím pádem výborně splňovala požadavky kladené na vrstvu proti bobtnání skafandru.

Novinkou v rámci sovětského programu byla pro tento oblek integrace padákového postroje do vnější vrstvy. Postroj měl za úkol nejen nést váhu kosmonauta v případě sestupu na padáku, ale byl také součástí poutacího systému v rámci katapultážního křesla K-36RB a v neposlední řadě se podílel i na omezení bobtnání skafandru při natlakování. Úpravami prošla také měkká helma. Bylo zdvojeno její hledí, aby se zabránilo zamlžování a aby poskytovalo lepší ochranu pilota.

Na rozdíl od svých amerických protějšků byl Striž koncipován nejen jako ochrana během startu a přistání, ale také jako ochranný oblek pro případ dekomprese na orbitu. V takové situaci měli být kosmonauti schopni Striž obléci do pěti minut, přičemž systém zajištění životních podmínek mohl pracovat v otevřeném i uzavřeném módu – první případ předpokládal ventilaci skafandru vzduchem z kabiny a následné vypouštění tohoto vzduchu skrze otevřené hledí helmy nebo regulátorem; druhý případ znamenal zásobování skafandru kyslíkem z kryogenických, eventuálně klasických kyslíkových nádrží, přičemž vydechovaný vzduch byl očištěn od zplodin, vysušen, ochlazen a znovu vrácen do skafandru.

Vzhledem k tomu, že od okamžiku dekomprese do přistání mohlo uplynout několik hodin, byl vyvinut systém zajišťující pitný režim bez narušení hermetičnosti skafandru a kosmonauti také měli k dispozici pleny, pohlcující jak vlhkost, tak zápach. Bez narušení hermetičnosti kabiny by kosmonauti byli schopni vydržet ve skafandrech až 24 hodin, v případě využívání uzavřené ventilační smyčky tato doba měla činit 12 hodin. V natlakovaném skafandru měl být udržován tlak 440 hPa s možností snížit tlak v nutných případech na 270 hPa. Hmotnost skafandru činila zhruba 18 kg.

V průběhu let 1977-1980 bylo vyrobeno šest funkčních maket skafandru, v roce 1981 pak přibyly další čtyři kusy. Laboratorní testování mimo jiné zahrnovalo zkoušky padákového postroje, testy skafandru za různých teplot a testy ve větrném tunelu současně s katapultážním křeslem K-36RB. V letech 1988-1990 také proběhlo pět pokusných katapultáží ze startujících nákladních lodí Progress (Progress-38 až -42), kdy bylo sedadlo s figurínou, oblečenou do skafandru, katapultováno ve výškách 35-40 km v rychlostech do M4,1.

Obálka použitelnosti sedadla a skafandru byla stanovena do maximální výšky 25 km a rychlosti M3 při startu (přibližně T+100 sekund) a 30 km a rychlosti M3,5 při návratu (údaje samotného podniku Zvezda hovoří dokonce o výšce 40 km pro oba případy). Na opačném pólu pak stála schopnost sedadel zachránit piloty z nulové výšky při nulové rychlosti. Pokud by nastala potřeba katapultáže přímo z rampy, sedadla by kosmonauty odnesla do výšky kolem 300 metrů a následně by pak kosmonauti přistávali na padáku ve vzdálenosti 500 metrů od rampy.

Pro první letové testy Buranu s posádkou měl být na skafandr přidáván ještě speciální převlečník z umělé kůže, potažené vrstvičkou hliníku. Jeho úkolem bylo zajistit doplňkovou ochranu proti supersonickému ohřevu, jemuž by museli po katapultáži při nadzvukových rychlostech piloti čelit. Takto vybavený skafandr nesl označení „Striž-ESO“. Je pravděpodobné, že kožený převlečník by figuroval jen při prvních letech Buranu s posádkou, kdy byla zvýšená pravděpodobnost katapultáže. Pro operační lety měly být využívány skafandry ve standardní konfiguraci.

Zajímavostí je také úprava skafandru Striž pro rekordní seskok ze stratostatu. Firma Zvezda na přelomu 80. a 90. let začala vyvíjet pro takový pokus skafandr, který dostal označení „Striž-HAV“. Na první pohled se od standardního modelu liší jiným způsobem uzavírání (klasické šněrovací uzavírání, podobné Sokolu-K) a také odlišným uspořádáním některých prvků (regulátor je umístěn na pravé straně břicha a tlakoměr na levém stehně). Zdá se, že při výrobě vnější vrstvy byly také použity jiné materiály, než u klasického modelu Striže. Bohužel se mi nepodařilo dohledat, jak měl onen pokus probíhat, ani kdo jej měl vykonat. Je známo pouze to, že se pokus nakonec neuskutečnil a skafandr je součástí expozice muzea NPP Zvezda.

Skafandry Striž se nikdy nedostaly k „ostrému“ nasazení. Na palubě Buranu během prvního orbitálního letu 15. listopadu 1988 měly údajně být dvě figuríny ve skafandrech, ovšem onen let byl současně derniérou tohoto zajímavého stroje – a tím pádem i skafandrů Striž. Celkově bylo vyrobeno 27 cvičných a testovacích kusů a v momentu ukončení financování výroby a vývoje Striže v roce 1991 byly na světě také 4 letové exempláře. Samotnému programu Buran zazvonil umíráček v roce 1993, kdy do něj přestaly proudit peníze. Údajně se nedostávalo financí ani na řádné oficiální ukončení projektu, který tak v tichosti „vyšuměl“ do ztracena.

Skafandrem Striž se uzavírají dveře Kosmického šatníku. Vážení čtenáři, jsem rád, pokud jste vydrželi sledovat seriál až do konce a děkuji za Vaše komentáře, hodnocení a postřehy. V jednotlivých dílech jsme se věnovali historickým skafandrům, které buďto letěly do vesmíru, nebo do něj letět měly a z nějakého důvodu se tak nestalo. Přestože jsem se snažil k jednotlivým částem seriálu přidat i základní informace o současném dění v tomto oboru, problematika budoucnosti skafandrů je natolik rozsáhlá, že by vydala na samostatnou stať. Pro zájemce mohu doporučit články z dílny Tomáše Kohouta zde na blogu (1, 2).

Skafandry byly a jsou nedílnou součástí dobývání kosmického prostoru. Jsou často fenomenálními ukázkami technologie, invence a dovednosti svých konstruktérů a výrobců. Staly se také nedílnou součástí populární kultury. Zachraňují životy, umožňují pracovat v extrémních podmínkách, poskytují lidskému organismu pohodlí, teplo, dýchatelnou atmosféru. A v neposlední řadě zůstávají vytouženým pracovním oděvem pro všechny malé i velké snílky…

Věnováno Petru Hánovi

Zdroje informací:

I.A.Abramov, A.I.Skoog: „Russian Spacesuits“
K.S.Thomas, H.J.McMann: „US Spacesuits“
D.R. Jenkins: „Dressing for altitude : U.S. aviation pressure suits – Wiley Post to space shuttle“
L.S.Swenson Jr, J.M.Grimwood, C.C.Alexander: „This New Ocean: A History of Project Mercury“
D.J.Shayler: „Gemini: Steps to the Moon“
A.Woods: „How Apollo Flew to the Moon“
G.I. Severin, I.P.Abramov, M.N.Doudnik, V.L.Sverček: „‚RD and PE Zvezda‘ JSC: A History of the Creation of Russian Spacesuits, Escape and Life Support Means for Space Vehicle and Space Station Crews“
R. Hall, D. Shayler: „Soyuz: A Universal Spacecraft“
D.M.Harland: „The Story of Space Station Mir“
A.C. Елисеев:“Жизнь – капля в море“
W.D.Woods: „How Apollo Flew to the Moon“
kol.aut.: „ILC Space Suit and Related Products“
kol.aut.: „Apollo Space Suit: A Historical Mechanical Engineering Landmark“
kol. aut.: „Orlan-M Extravehicular Activity Spacesuit Training Manual“
kol. aut.: „Loss of Signal: Aeromedical Lessons Learned from the STS-107 Columbia Space Shuttle Mishap“
kol. aut.: „Crew Escape Systems 21002“
D.S.F. Portree, R.C. Treviño: „Walking to Olympus: An EVA Chronology“
C. Campbell: „Shuttle/ISS EMU Failure History and the Impact on Advanced EMU Portable Life Support System (PLSS) Design“
kol. aut.: „Suited for Spacewalking: An Activity Guide for Technology Education, Mathematics, and Science“
C. Campbell: „Advanced EMU Portable Life Support System (PLSS) and Shuttle/ISS EMU Schematics, a Comparison“
M. Evans: „The X-15 Rocket Plane: Flying the First Wings Into Space – Flight Log“

http://wikipedia.org
http://nasa.gov
http://history.nasa.gov
http://hq.nasa.gov
http://airandspace.si.edu
http://space.com
http://nasaspaceflight.com
http://tested.com
http://historicspacecraft.com
http://npp-zvezda.ru
http://citizensinspace.org
http://astronaut.ru
http://spacesafetymagazine.com
http://astronautix.com
http://fashioningapollo.com
http://nasa.gov
http://sae.org
http://sixthsquadron.com
http://y-v-g.ru/
http://collectspace.com
http://wired.com
http://fashioningapollo.com
http://workingonthemoon.com
http://suzymchale.com
http://sites.google.com/site/anik1982space
http://www.wvi.com/~sr71webmaster/press_suit001.html
http://sinodefence.com
http://xinhuanet.com
http://3dprint.com
http://citizensinspace.org
http://sierrafoot.org
http://buran-energia.com

Zdroje obrázků:

http://tn.new.fishki.net/26/upload/post/201405/24/1271898/b036821733c601d9917fee7bf62b6172.jpg
http://2.bp.blogspot.com/-1d62JgodVwE/UYU0sDFngHI/AAAAAAAATGA/8NQocbRrzUM/s640/lk_touchdown.jpg
https://www.justcollecting.com/space-memorabilia/soviet-space-skv-eva-space-suit-coa-rare-ebay
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Krechet-94_space_suit,_NASM.jpg (Kredit: Tyrol5)
http://www.zvezda-npp.ru/sites/default/files/uploads/history_event_photos/ispytatel_v_skafandre_strizh_na_katapultnom_kresle.jpg (kredit: NPP Zvezda)
http://4.bp.blogspot.com/-36tqMNTcn0M/UoV4UBKQPPI/AAAAAAABIdo/k5keZ189VXs/s1600/tumblr_lr2c06gtrU1qifec8o1_1280.jpg
http://www.buran-energia.com/bourane-buran/bourane-secu-sieges.php