Před více než čtyřmi dekádami se Amerika probírala z měsíčního snu. Po přistání mise Apollo 17 nebyly žádné další lunární expedice v plánu. Závod o dobytí Měsíce byl vyhrán, navíc Sověti vrhli své síly směrem ke stavbě orbitálních stanic a plánovali posílat své kosmonauty na nízký orbit na rekordní časové úseky. Ovšem NASA měla i v tomto oboru své želízko v ohni. Oním želízkem byl pohrobek kdysi ambiciozního programu „AAP (Apollo Applications Program)“, orbitální stanice nazvaná Skylab. Když se Skylab ocitl v květnu 1973 na orbitu, zdálo se, že jeho dny jsou sečteny ještě dříve, než k němu dorazí první loď s posádkou. A když o šest let později zamířil zpět do atmosféry, mnoho lidí mělo neodbytný pocit ne zcela dokonale využité příležitosti. Přes těžké začátky a předčasný konec mise se ovšem jednalo o neobyčejně zajímavý a pokročilý stroj a tři posádky, jež na něm postupně pobývaly, vykonaly obrovský kus práce…

Nelehký zrod

Skylab je dnes pro mnohé už trochu pozapomenutou kapitolou dobývání vesmíru a je to trochu škoda. Jen málo programů dokázalo vyprodukovat výsledky a výstupy, které jsou využívány i po několika dekádách. Jen pro ilustraci – když se Američané chystali v devadesátých letech na dlouhodobé pobyty na ruské stanici Mir, byli přesvědčeni o tom, že Rusové disponují obrovským rezervoárem medicínských dat o vlivu pobytu v kosmu na lidský organismus. Jaké bylo jejich překvapení, když zjistili, že Rusové místo vlastních záznamů a dat používají poznatky získané o dvacet let dříve americkými astronauty na Skylabu! To, co dokázaly tři posádky americké stanice v letech 1973-1974, by se dalo doslova nazvat vědeckým triumfem a současně triumfem nad nepříznivými okolnostmi.

Geneze orbitální stanice s americkou vlajkou na trupu sahá až do relativně hluboké historie kosmonautiky. S myšlenkou orbitální stanice jako takové se můžeme setkat už u Konstantina Ciolkovského a o něco později také u Hermanna Obertha. První skutečně konkrétní kroky na americké půdě provedl Wernher von Braun na počátku padesátých let minulého století. V článku v časopise „Collier‘s Weekly“ předestřel koncepci pronikání do vesmírného prostoru, v němž by významnou roli hrály právě orbitální stanice. Jejich prostřednictvím by lidstvo podle von Brauna mohlo pomýšlet na lunární mise kolem roku 2000.

Z historie ovšem víme, že málokdy jdou věci tak, jak jsou plánovány. Náskok Sovětů v prvotní fázi dobývání vesmíru a současně poměrně prekérní politická situace, v níž se ocitnul, vyprovokovaly mladého amerického prezidenta J.F.Kennedyho k tomu, aby 25. května 1961 předložil v Kongresu dnes již legendární výzvu k dopravení člověka na Měsíc a jeho bezpečnému navrácení na Zemi, to vše do konce dekády. Tato výzva byla jistě úžasnou myšlenkou, za kterou se postavila téměř celá Amerika, na druhou stranu jejím prostřednictvím však byl přeskočen logický krok, kterým byly právě orbitální stanice a ovládnutí bezprostředního okolí naší rodné planety.

Jiskřička naděje, kterou si myšlenka stanice ještě udržovala, definitivně pohasla v červenci 1962, kdy bylo schéma LOR („Lunar Orbit Rendez-vous – spojení na lunárním orbitu“) přijato jako definitivní směr vývoje cesty na Měsíc. Pokud by bylo přijato schéma EOR („Earth Orbit Rendez-vous – Spojení na zemském oritu“), vyžadoval by si tento postup spojení mateřské lodi a lunárního modulu na zemské orbitální dráze, přičemž testování technologií a jejich následná aplikace by mohly vyústit ve vytvoření orbitální stanice. Takto byl koncept stanice odsunut do pozadí a NASA se soustředila především na lunární závod se Sověty.

Neznamená to však, že by myšlenka na stanici jako takovou zcela zmizela z očí i z mysli zúčastněných. Vojáci se rozhodli vyvíjet vlastní projekt stanice MOL a také v různých centrech NASA probíhaly debaty o možné podobě orbitálních stanic, nicméně jednalo se spíše o neformální návrhy a ideje. Postupně se však do popředí začala vkrádat nepříjemná otázka: až bude práce na lunárním programu u konce, jakým směrem se NASA vydá? V polovině šedesátých let byl například vývoj lunárního nosiče Saturn V víceméně ukončen a hrozilo, že zkušené týmy a pracovníci budou muset být hromadně propouštěni. Druhým aspektem byla obrovská finanční náročnost, s jakou byl hardware pro lunární mise vyvinut. V případě ukončení programu po ukončení série lunárních misí by byly prostředky doslova „spláchnuty do kanálu“.

Tyto myšlenky nedaly mnohým manažerům spát a začalo hledání dalších úkolů pro dobu „po Apollu“. V roce 1964 prezident Johnson vyzval NASA, aby předložila svoji vizi na dobu „po Měsíci“. Na to konto vzešel ze Space Integration Branch v rámci MSC (Manned Spacecraft Center) návrh programu s názvem „Apollo X“ (Ono „X“ znamenalo „Extended“ – prodloužený, v tomto kontextu však spíše „rozvinutý“). Tento program předpokládal mimo jiné i využití laboratorního modulu, vytvořeného na bázi lunárního modulu a dlouhodobé pobyty posádek na jeho palubě. Na začátku roku 1965 byla studie Apolla X přejmenována na „Apollo Extension System“. V létě toho roku pak byla v rámci kanceláře pro pilotované lety v rámci centrály NASA otevřena pobočka s názvem „Saturn/Apollo Application Office“. O měsíc později byl program „Apollo Extension System“ přejmenován na „Apollo Applications Program“.

V rámci tohoto programu ovšem nešlo o jednoduché dlouhodobé mise s upraveným lunárním modulem. V plánu byly například lety s využitím umělé gravitace prostřednictvím centrifugy, vybudování lunární základny, nebo třeba pilotovaný oblet Venuše. Postupně se však (současně s neustálým bojem o přísun financí) začal do popředí dostávat zajímavý návrh s názvem OWS.

OWS („Orbital Workshop – Orbitální dílna, nebo laboratoř“), tak se nazýval projekt, jež si kladl za cíl vytvořit orbitální stanici s využitím použitého a vypotřebovaného stupně lunární nosné rakety. Poprvé tento návrh přinesl v roce 1959 Wernher von Braun, ovšem v té době ještě myšlenka zdaleka nebyla zralá na realizaci. S nástupem mamutích nosičů řady Saturn se však situace změnila a v roce 1962 přišla firma Douglas Aircraft Co. s návrhem vybudovat stanici na bázi stupně S-IVB, který sama vyráběla. S podobnou myšlenkou si pohrávali i von Braunovi lidé v Marshall Space Flight Center. Zprvu se von Braun zabýval zajímavým konceptem, jenž měl podobu laboratorního modulu ve tvaru válce, který by se při startu skrýval v plášti stupně S-IVB. V okamžiku, kdy by startovní sestava (s lodí Apollo na špici) dosáhla oběžné dráhy, válec by byl vsunut do útrob vyprázdněné vodíkové nádrže stupně S-II (druhý stupeň mamutího Saturnu V). „Skořápka“ stupně S-IVB by byla odhozena a tím by bylo odhaleno dokovací zařízení laboratorního modulu. Tento návrh byl však poměrně složitý a náročný jak finančně, tak technologicky.

V průběhu roku 1965 se koncepce OWS ustálila na využití kompletního vypotřebovaného stupně S-IVB coby laboratorního modulu. Způsobů, jakými měl být raketový stupeň transformován na obyvatelnou laboratoř, bylo zpočátku několik. Jednou možností bylo vypuštění stupně v téměř nezměněné podobě oproti běžným kusům (pouze s umístěním citlivého vybavení mimo nádrž s kapalným vodíkem) jako součásti Saturnu I a jeho následné vybavení a uvedení v činnost až na oběžné dráze. Další možnosti zahrnovaly vynesení zcela prázdného stupně, zpola vybaveného stupně až po vypuštění stupně kompletně vybaveného a připraveného už na zemi.

Favoritem v soupeření jednotlivých přístupů byl ten prvně zmiňovaný. Vypuštění S-IVB coby části startovní sestavy s tím, že stupeň sám sebe navede na plánovaný orbit, bylo velmi lákavé. Náklady na vypuštění takové laboratoře by byly nesrovnatelně menší, než v případě vypuštění již vybavené stanice. Koncept posléze dostal název „Wet Workshop (tedy něco jako „mokrá laboratoř“)“. Označení odráželo skutečnost, že útroby stanice měly při startu skrývat kryogenika a teprve po jejich vypotřebování během startu a následném důkladném „vyvětrání“ by do ní měli vstoupit astronauti ve skafandrech a během série IVA („Intravehicular Activity – tedy vlastně EVA v interiéru“) ji přizpůsobit k užívání.

Téměř vzápětí poté, co NASA oslovila několik velkých aerokosmických firem s požadavkem na jejich návrhy stran „Wet Workshopu“, se ozvali členové oddílu astronautů. Jejich hlavní námitkou byla bezpečnost – při práci v prostředí, kde se mohla nacházet zbytková množství vodíku a kyslíku vyvstávala plejáda vážných rizik. Navíc v době, kdy začala práce na tomto konceptu, neměla NASA absolutně žádné zkušenosti s prací ve vakuu ve stavu mikrogravitace (první americká EVA měla přijít až za několik týdnů).

První start v rámci projektu OWS byl plánován na rok 1968, tedy poté, co podle původních plánů mělo proběhnout první pilotované přistání na Měsíci. Ovšem tragédie Apolla 1 v lednu 1967 znamenala dočasnou stopku veškerým nadějím ohledně OWS. Nejprve bylo třeba dostat Apollo ze startovní rampy, pak přistát na Měsíci a až někde v dalším plánu se krčila stanice. Ovšem ve zpětném pohledu to bylo paradoxně dobře pro Apollo celkově a svým způsobem i pro samotný projekt OWS.

Nejprve ovšem musel přijít očistec. Situaci neustále komplikovala existence projektu MOL, který sice nakonec nedošel k realizaci, nicméně kongresmani a senátoři měli mezitím za to, že části Apollo Application Program, a zejména OWS, dublují roli vojenského projektu. Realita sice byla jiná, ale vysvětlujte to kariérním politikům. Přesto se dařilo financování udržovat alespoň na úrovni nutné pro pokračování designových studií a předběžných prací. Na rok 1968 však byl rozpočet NASA výrazně krácen a při rozjetém vlaku nadcházejících lunárních misí se obětí stal program Apollo Applications. Z plánů na desítky letů na vysoké orbitální dráhy (včetně geostacionární), na využití lunárních modulů coby platforem pro teleskopy, na stanice s desítkami astronautů, pracujících několik měsíců na jejich palubách, na průlet okolo Venuše, najednou nemohlo být řeči. Manažeři Apollo Applications Program museli přehodnotit priority a, obrazně řečeno, vsadit na jediného koně. Oním „koněm“ se stal projekt OWS, který jako jediný přežil rozpočtovou sekeru a stal se jediným hmatatelným pozůstatkem kdysi tak ambiciozních a velkorysých plánů pro dobu „po Apollu“.

V průběhu těchto napjatých let získávala laboratoř OWS alespoň základní obrysy. Neobešlo se to ovšem bez tahanic, sporů a občas napjaté atmosféry v rámci kanceláře AAP i mezi NASA a dalšími zainteresovanými subjekty. Původní plány Apollo Application Program počítaly se samostatnými lety sestavy teleskopů s názvem ATM (Apollo Telescope Mount). Původně měla být sestava ATM umístěna v servisním modulu Apolla, nakonec ale zvítězil koncept, kdy byl pro upevnění teleskopů a jejich aparaturu přestavěn sestupový stupeň lunárního modulu. Astronauti měli ATM obsluhovat z kokpitu vzletového stupně. Předpokládalo se, že ATM na lunárním modulu bude fungovat poměrně dlouho a budou se k němu létat servisní mise, přičemž dva astronauti budou mezi jednotlivými přílety zůstávat na palubě modulu. Zvolená varianta ovšem vyvolávala výrazné pochybnosti ohledně bezpečnosti. K tomu se přidalo výše zmíněné krácení rozpočtu a jedinou možností, která reálně zbývala, bylo ATM přidat k OWS. Vzniklému řešení se přezdívalo „cluster (klastr, svazek)“.

Ovšem zapojení ATM do celkového designu Skylabu nebylo bez problémové. Panovaly obavy ohledně přesného zaměření teleskopů, které by bylo ovlivňováno pohybem astronautů na palubě stanice. Dalším problémem byl například oblak částic z orientačních motorků a dalších zdrojů kontaminace. Zastánci samostatných letů ATM se nehodlali vzdát tak snadno. V roce 1966 během porady v Marshallu proto přišel náměstek administrátora NASA a klíčový hráč projektu Apollo George Mueller s neobvyklou ideou – připojit ATM ke Skylabu pouze prostřednictvím kabelů a hadic a na jedné straně tak zajistit nerušené prostředí pro pozorování, na straně druhé pak bezpečí pro astronauty a současně bohaté zásoby energie, plynů a paliva ze zdrojů Skylabu. Návrh musel bojovat o své místo na slunci a nakonec nebyl v dané podobě realizován, nicméně zůstává zajímavým dokladem porodních bolestí Skylabu.

Hlavní spor se ovšem velmi dlouho vedl ohledně základní podoby, v jaké se OWS dostane na orbit. Otázka zněla – wet workshop (tedy start nevybaveného stupně prostřednictvím Saturnu I a jeho dovybavení po odčerpání zbytků paliva a okysličovadla), nebo dry workshop (tedy start již kompletně vybavené stanice s použitím Saturnu V)? Obě řešení měla svá pro i proti. Zatímco management se klonil spíše k variantě „wet workshop“, varianta „dry workshop“ našla své zastánce zejména v řadách astronautů. Velmi o ni usiloval například Walt Cunningham, v té době zástupce astronautů v kanceláři Apollo Applications.

Zastáncům varianty „dry workshop“ nakonec velmi pomohl Dr. Wernher von Braun, který na vlastní odpovědnost nechal ve „svém“ středisku Marshall Space Flight Center v jednom z hangárů postavit víceméně načerno bazén pro nácviky postupů ve stavu mikrogravitace. Na jaře 1969 přijel do Marshallu náměstek administrátora NASA George Mueller, toho času pevný zastánce „wet workshopu“. Když si Mueller bazén prohlédl, vyjádřil přání vyzkoušet na vlastní kůži úkony nutné pro pasivaci vypotřebovaného S-IVB v podmínkách nulového vztlaku.

Byl mu připraven skafandr a Mueller se ponořil do nádrže. Tam se pokusil o jednoduché operace, spočívající v otevírání a uzavírání ventilů a povolování šroubů. Ke svému překvapení velmi záhy zjistil, že celá záležitost je v podmínkách, které simulovaly mikrogravitaci, velmi obtížná, respektive téměř nemožná. Zatímco ponor zahajoval ještě jako zastánce „wet workshopu“, zpět na hladinu se už vynořil jako přesvědčený obhájce „dry workshopu“. Na vlastní kůži se přesvědčil, že úkol, který varianta s vypotřebovaným stupněm S-IVB stavěla před astronauty, je nezvládnutelný.

Mueller byl tedy „obrácen na pravou víru“, ovšem nějakou dobu trvalo přesvědčování šéfa MSC („Manned Spaceflight Center – Centrum pro pilotované lety“) Boba Gilrutha a Roberta Thompsona, šéfa programu OWS v rámci MSC. Nicméně Muellerova kampaň slavila úspěch a když došlo na lámání chleba, byla zvolena varianta „dry workshop“. Oficiálně bylo řešení schváleno 18. července 1969 a o čtyři dny později oznámeno veřejně. Oznámení však proběhlo téměř nepovšimnuto, celý svět v těch dnech upíral oči k Měsíci, kde právě dva zástupci lidské rasy vstupovali do historie…

S definitivním rozhodnutím se mohl vývoj konečně rozjet v rámci možností naplno. Protože varianta „dry workshop“ počítala s vypuštěním prostřednictvím silného Saturnu V, mohli být konstruktéři poměrně velkorysí. Nejenže bylo možné vybavit OWS vším potřebným na několik měsíců pobytu posádek, ale navíc se zjednodušila například implementace ATM do konceptu stanice. Ještě v roce 1968 nebylo zcela zavrženo připojení kompletního lunárního modulu, tj. sestupového stupně s ATM i vzletového stupně s ovládacími pulty k OWS přímo na orbitu. Nyní bylo možné ušetřit jeden start Saturnu IB a ATM pouze v podobě sestupového stupně mohl být definitivně zakomponován do sestavy stanice ještě na Zemi. Ovládat teleskopy měli astronauti z ovládacího pultu přímo na palubě stanice.

Ve stejné době padlo také definitivní rozhodnutí vyrobit dva exempláře OWS. První z nich, přestavěný z S-IVB výrobního čísla 212 měl sloužit jako hlavní letový kus. Druhý, vyrobený z S-IVB číslo 515 byl určen jako záložní s tím, že v budoucnu by mohlo dojít k jeho využití v rámci navazujících orbitálních operací. 8. srpna 1969 byl podepsán kontrakt s firmou McDonnell Douglas na výrobu obou kusů OWS. Design orbitální stanice byl víceméně ustanoven, zbývala však ještě jedna maličkost. Pojmenovat program.

Prvním návrhem bylo pojmenovat program orbitální stanice podle kanceláře, jež měla stanici v gesci, a jejíž agenda se v průběhu let „smrskla“ právě jen na projekt orbitální stanice, tedy „AAP (Apollo Applications Program)“. Ovšem takovýto název nesla velká část pracovníků, jež se na programu podíleli, poměrně nelibě. Zkratka se stala terčem nejrůznějších vtípků, jeden například v souvislosti s prioritou lunárních misí definoval AAP jako „Almost a Program (skoro program)“, jiný zase zkratku vysvětloval jako „Apples, Apricots and Pears (Jablka, meruňky a hrušky)“.
Označení „OWS“ nebylo o nic lepší. Do sporu se v roce 1970 vložil administrátor NASA Thomas Paine, který ustavil komisi za účelem nalezení nejvhodnějšího názvu. Komise zvážila téměř stovku návrhů a doporučila osm z nich, čtyři z oblasti mytologie a čtyři z americké historie. Ovšem ve finále komise překvapivě všech osm návrhů zamítla ve prospěch jednoduché zkratky, kterou navrhnul podplukovník Don Steelman, pobývající v NASA v roce 1968 na stáži. Jeho návrh zněl „Skylab“, což byla kombinace slov „Laboratory in the Sky (nebeská laboratoř)“. 17. února 1970 byla volba nového názvu veřejně anoncována a jak pracovníci NASA tak veřejnost jméno přijali velmi rychle za své. Nyní už zbývalo jen připravit pár detailů – postavit stanici, otestovat vybavení, vycvičit posádky, poslat stroje a lidi do vesmíru a začít se zabydlovat na orbitu…

(článek má pokračování)
Zdroje obrázků:

https://en.wikipedia.org/wiki/File:Skylab_(SL-4).jpg
https://en.wikipedia.org/wiki/File:Dr._von_Braun%27s_Sketch_of_the_Space_Station_8883912_original.jpg
http://history.nasa.gov/SP-4208/p36.jpg (kredit: MSC, W.M.Taub)
http://history.nasa.gov/SP-4208/p38.jpg