Projekt Gemini dostal při svém zrodu do vínku několik hlavních cílů. Krom dlouhodobých misí a rendezvous včetně spojení s jiným tělesem na orbitu bylo třetím cílem v pořadí řízené přistání na souši. První část, tedy řízený průchod atmosférou, byl žádoucí nejen coby akademické cvičení, s kontrolovanou trajektorií se totiž počítalo u Apolla během návratu od Měsíce. Dosavadní zkušenosti s návratem těles zpět do atmosféry byly jak na sovětské, tak na americké straně získány výlučně s využitím balistické trajektorie. Tu využívaly kabiny Vostok a Mercury a zjednodušeně řečeno znamenala, že před deorbitačním zážehem bylo třeba zorientovat kabinu, přesně dodržet čas zážehu a pak už bylo vše v rukou prozřetelnosti a astronaut byl pouhým pasažérem. To měla Gemini změnit. Druhá část onoho úkolu byla stejně důležitá: jestliže bude kabina schopna relativně přesného přistání a případných korekcí trajektorie, bylo by vhodné nechat ji dosednout na pevninu. Záchranné operace na moři znamenaly astronomické náklady nutné pro vydržování záchranných složek v daném oceánu, navíc přistání na hladinu, jakkoli výhodné z hlediska dimenzování přistávacího systému (voda působí jako solidní tlumič), s sebou neslo inherentní rizika, která se naplno ukázala například v případě letu Guse Grissoma při misi MR-4. Přistání v předem určené oblasti na pevnině bylo zkrátka mnohem více žádoucí. A ještě před oficiálním startem programu Gemini měli jeho tvůrci za to, že na obě části tohoto úkolu mají dobrý recept…

Slepá ulička a personální zemětřesení

Návrat na Zemi z vesmíru je zcela logicky naprosto nezbytným krokem nutným k úspěšnému splnění mise. V zásadě můžeme mluvit o dvou možnostech úspěšného návratu – prvním je výše zmíněný balistický sestup, druhým pak kontrolovaný průlet atmosférou. První možnost je nevýhodná zejména kvůli vysokým hodnotám přetížení, jež v případě dlouhodobých pobytů ve stavu mikrogravitace rozhodně nejsou žádoucí, a také kvůli nemožnosti aktivně ovlivňovat místo přistání. Návratová kabina je v takovémto případě uvedena do rotace, jež ji má stabilizovat a pak již lze jen trpně čekat, zda se padák objeví alespoň přibližně v očekávané oblasti.

Druhá možnost je v současnosti standardem. Zatím navracející se pilotované stroje používaly dva způsoby ovlivňování trajektorie. Raketoplány spoléhaly hlavně na svou aerodynamiku, během sestupu nakláněním pomocí trysek a aerodynamických ploch orbiter prováděl manévry, jimiž vytrácel energii tak, aby se ocitl v pravé výšce a rychlosti nad přistávací dráhou.

Gemini, tehdy ještě ve fázi Mercury Mark II, měla podle prvotních úvah dostat do vínku aerodynamickou klapku, pomocí níž by bylo možné sestup řídit. Nakonec však bylo toto řešení zavrhnuto ve prospěch vyoseného těžiště. To spolu s vhodným tvarem kabiny umožňuje vytvářet mírný vztlak. Vektor jeho působení je možné otáčením kabiny kolem podélné osy žádoucím způsobem měnit. Je tak možné ovlivňovat zejména dolet, tj. v jakém bodu pomyslné přímky, po níž se pohybuje, kabina přistane, v mnohem menší míře pak lze ovlivnit i odklon od této přímky do stran (stejný princip řízení sestupu využívaly, využívají a v budoucnu budou využívat Apollo, Sojuz, Šen-čou, Orion, Starliner a Crew Dragon). Gemini měla mít v tomto ohledu ještě jedno eso v rukávu. Byl jím palubní počítač. Ten měl být použit v rámci pilotovaných letů vůbec poprvé a jedním z jeho úkolů bylo navést kabinu na přistání do žádané oblasti.

Ovšem co s přistáním na pevninu? Jak zajistit, aby astronauti neutrpěli při dosednutí žádnou újmu? Zde na scénu vstupuje jistý muž jménem Francis Rogallo. Inženýr ze střediska v Langley propagoval myšlenku nafukovacího kluzáku, křížence mezi padákem a křídlem. Rogallo na svém nápadu pracoval od roku 1948 a o dekádu později, po práci na zmenšených modelech, byl on i jeho spolupracovníci přesvědčeni, že samokřídlo je prakticky využitelným konceptem. Podle Rogalla bylo reálné uvažovat o využití samokřídla pro návrat prvního a možná i druhého stupně nosiče Saturn a jejich měkké přistání, z čehož vyplývala možná znovupoužitelnost extrémně drahého hardwaru.

Na konci roku 1960 se jeho samokřídlu dostalo pozornosti špiček tehdejší STG. V Langley se začalo uvažovat o tom, zda a jak by bylo možné parakřídlo využít v programu Mercury, ale hlavně v programu Apollo. Na jaře 1961 proběhlo několik prezentací, během nichž Rogallo svůj projekt představil. Ve stejné době o jeho vynález projevili zájem také inženýři od McDonnellu. Cítili ve vzduchu možnost využít samokřídlo místo padáku. Velmi by se tím zjednodušilo jedno ze zadání pro Mercury Mark II – přistání na určeném místě na souši.

STG však nebyla přesvědčena o zralosti a schůdnosti využití Rogallova konceptu a proto v květnu 1961 zadala třem kontraktorům studii ohledně integrace samokřídla do přistávacího systému Mercury Mark II a možné problematické oblasti. Firmám Goodyear Aircraft Corporation, Ryan Aeronautical Company a North American Aviation Space & Information Systems putovalo na účet po sto tisíci dolarech a dostaly čas dva a půl měsíce. Studie schůdnost využití samokřídla potvrdily a tento způsob přistání byl zahrnut do programu Mercury Mark II.

Koncept samokřídla bylo nutné prověřit v reálných podmínkách, neboť dosavadní pokusy s malými modely nemohly odhalit všechny vlastnosti nového systému. Zkoušky byly rozvrhnuty do několika fází. V první fázi vyrobila firma Ryan demonstrátor s pevným deltakřídlem, jenž měl prokázat, zda je kluzák vůbec schopen letu. Pod kluzák samotný byla namontována konstrukce s trojklolovým podvozkem a celý stroj byl poháněn motorem značky Lycoming. Testy, jež prováděl tovární pilot Ryanu Lou Everett, probíhaly v srpnu 1961 formou krátkých „poskoků“. Druhou a třetí fázi měla podle zadání STG provést firma North American. Druhá fáze byla rozdělena na dvě etapy, přičemž první měla definovat optimální konstrukci samokřídla a druhá etapa měla potvrdit zvolený design a na jejím konci měl být postaven plnohodnotný prototyp. Třetí fáze předpokládala výrobu sériových letových kusů a výcvik astronautů. Kontrakt na tyto fáze firma obdržela 20. listopadu 1961. Kluzák měl být otestován ve formě, jakou měly mít letové exempláře, tedy jako samokřídlo s nafukovacími nosníky.

Mezitím se věci ohledně samokřídla daly do pohybu i ve středisku FRC (NASA Flight Research Center – Centrum leteckého výzkumu, pozdější středisko Dryden, dnes Armstrongovo středisko), které sídlilo na základně Edwards v Kalifornii. Tamní inženýři a piloti byli toho názoru, že by bylo vhodné získat se samokřídlem alespoň základní praktické zkušenosti.

Zprvu ve svém volnu, posléze i s podporou nadřízených (zejména ředitele střediska FRC Paula Bickleho) začali na přelomu roku 1961/62 testpiloti Milt Thompson a Neil Armstrong doslova „na koleně“ konstruovat podivný stroj, který se podobal Ryanovu demonstrátoru. O sedm týdnů a 4 280 dolarů později byl stroj hotov a připraven k testům. Dostal název „Paresev 1“, jenž byl zkratkou pro „Paraglider Research Vehicle“ (Zkušební parakřídlo). Křídlo mělo klasický tvar delty a bylo vyrobeno z hliníkových trubek a klasické látky pro domácí použití. Pilot seděl na sedačce, jež byla upevněna na rámu s trojkolovým podvozkem a trojramenným nosníkem, na kterém bylo připojeno samotné křídlo. Odvážlivec v sedačce celé zařízení ovládal prostřednictvím naklánění vpřed a vzad, kterým řídil podélný sklon, a ovládací pákou prováděl náklon.

První testy byly prováděny vlečením za automobilem a na sedadlo pilota usedl Milt Thompson. První pokusy se přes obtíže Thompsonovi podařily, jeho kolega Bruce Peterson však tolik štěstí neměl a při jednom z přistání se zřítil z výšky 3 metrů na zem. Paresev 1 byl na odpis a místo něj byl postaven Paresev 1-A. Od svého předchůdce se lišil mírnými úpravami ovládacího systému a Dacronem, použitým místo prostěradel. Po „náročném“ testovacím programu bylo rozhodnuto pokusit se o vlek za letounem. Paresev měl být vytažen do výšky cca 3 km, uvolněn a podle plánu měl doplachtit na plochu vyschlého solného jezera. Tato fáze probíhala víceméně bez nepříjemných překvapení.

Třetí exemplář Paresevu s označením 1-B dostal do vínku zmenšenou plochu křídla, které mělo pomoci zkoumat vlastnosti při vyšším plošném zatížení. Znamenalo to ovšem také vyšší úhel přiblížení na přistání a vyšší rychlost při dosednutí. I vzhledem k neexistující ochraně pilota (přeci jen seděl jen na několika svařených trubkách) hodnotil jeden z pilotů proces přistávání s Paresevem 1-B jako „pěkně děsivý“.

Poslední iterace Paresevu s označením 1-C byla oproti zamýšlenému křídlu pro Gemini vyrobena v polovičním měřítku, nicméně se už blížila podobě, kterou NASA plánovala využít pro Gemini: centrální nosník a náběžné hrany tentokrát nebyly vyrobeny z hliníkových trubek, ale byly tvořeny nafukovacími komorami. Poté, co byly natlakovány dusíkem, vytvořily relativně tuhou kostru křídla. Poslední let Paresevu se uskutečnil v dubnu 1964 a let na něm si krom Thompsona a Petersona připsali také další čtyři piloti, včetně Neila Armstronga a Guse Grissoma. Výsledky nebyly zrovna radostné – kluzák se poměrně špatně ovládal a během letu trpěl notnou dávkou nestability.

Zatímco si piloti FRC „hráli“ s Paresevem, North American v rámci svého kontraktu také začal s vývojem a zkouškami samokřídla. Zpočátku se počítalo s tím, že nejprve bude třeba otestovat křídlo a hlavně jeho vypouštění a rozkládání, poté vyvinout dvoumístný výcvikový stroj a následně vyvinout letový hardware určený pro ostré lety s posádkou. Termín byl poměrně šibeniční – 14 měsíců, byť v kontextu rychlého vývoje jiných součástí Gemini to bylo času více než dost. Počítalo se s použitím na druhém exempláři Gemini (první exemplář měl být nepilotovaný a měl přistávat na padáku, druhý už měl nést posádku a přistávat na samokřídle).

Situaci krom termínů komplikoval také fakt, že osm dní po obdržení kontraktu na samokřídlo byla firma North American informována, že vyhrála i kontrakt na výrobu velitelského a servisního modulu Apolla. Samokřídlo se rázem ocitlo na druhé koleji a celý program začal ihned po svém zrodu strádat finančně i personálně. Práce sice probíhaly, nicméně kvalita byla i podle zúčastněných pracovníků NASA doslova příšerná.

Vývoj a testy North Americanu probíhaly na dvou frontách. Jedna stránka testů byla zaměřena na ovládání křídla. Pro tyto účely sloužila maketa Gemini s názvem TTV („Tow Test System – Systém pro tažné zkoušky“). Druhý směr měl otestovat způsob vypouštění a rozevírání křídla. Maketa pro tyto zkoušky nesla název FSTV („Full Scale Test Vehicle – Testovací systém ve skutečné velikosti“) a byla uzpůsobena pro shozy z letounu C-130. Makety doplňovaly ještě HSTV („Half Scale Test Vehicle – exempláře v polovičním měřítku“), na nichž měly být prováděny prvotní testy. Zkoušky probíhaly od května 1962 do prosince 1964.

Hned od počátku bylo jasné, že samokřídlo, respektive jeho vývoj, bude hodně tuhé sousto i pro organizaci jako North American. Už v červnu 1962 bylo evidentní, že s tímto způsobem přistání nebude možné počítat dříve než u třetího letu Gemini. Například vlečné testy s poloviční maketou křídla, jež měly proběhnout podle plánu v květnu, nabraly zpoždění čtvrt roku a situace se začínala stále více komplikovat. V druhé polovině roku 1962 se samokřídlo stalo jednou z hlavních hrozeb harmonogramu celého projektu Gemini.

Zatímco testy křídla vlečeného za helikoptérou nakonec v říjnu zaznamenaly v případě poloviční makety úspěch, zkoušky rozevírání a nafukování končily až příliš často průšvihem. Konstrukce se z nejrůznějších důvodů zamotávala, nerozevírala, uvolňovala předčasně, křídlo se trhalo. Do jara 1963 byly při haváriích ztraceny dva HSTV a zamýšlené první ostré použití samokřídla klouzalo pomalu doprava, až dočasně skončilo u sedmého letu Gemini. Managementu NASA začala docházet trpělivost. Už od října 1962 začali někteří uvažovat o zásadní změně v projektu samokřídla a výjimkou nebyly ani hlasy, jež volaly po vyškrtnutí křídla z programu Gemini vůbec. Navíc se vývoj začal neúměrně prodražovat. Na konci roku 1962 náklady na vývoj samokřídla vyskočily z původně plánovaných 4,5 milionu dolarů na cifru, jež překračovala 7 milionů. V době, kdy program Gemini procházel obdobím nucených škrtů, to nebyl zrovna povzbudivý výsledek.

Stalo se to, co se stát muselo: v posledním březnovém týdnu roku 1963 bylo oznámeno, že GPO (Gemini Project Office) nepočítá s nasazením samokřídla dříve než pro desátou misi Gemini a celý program byl zásadně revidován. Dosavadní kontrakty s North American ohledně testů a vývoje samokřídla byly vypovězeny. Dosud utracené peníze, práci a čas však bylo škoda nezužitkovat a proto bylo rozhodnuto pokračovat v práci na samokřídle i nadále. V květnu byl podepsán nový kontrakt s North American, který však měl mnohem menší prioritu. Jednalo se o tzv. „research and development“, tedy čistě o experimentální program, jehož konec byl otevřený – nehovořilo se v něm o výrobě ostrých kusů pro lety Gemini. Tento okamžik znamenal začátek konce samokřídla v projektu Gemini.

Samokřídlo nebylo jediným postupem, jaký bylo možné docílit relativně přesného přistání na souši. Od roku 1961 probíhaly také testy parasailu, tedy padáku s výřezem, který má jistou míru klouzavosti a který je možné v omezeném rozsahu řídit. Dodnes je parasail používán jako hračka, kterou rádi využívají například turisté v přímořských letoviscích, když se nechávají právě na parasailu vytáhnout do výšky za jedoucím člunem. Přestože počáteční soutěž konceptů vyhrálo nafukovací samokřídlo, pracovníci Manned Spacecraft Center prováděli testy parasailu kombinovaného s raketami na tuhé palivo, které měly, podobně jako například posléze u ruského Sojuzu, zbrzdit poslední fázi sestupu těsně před přistáním. Vzhledem k problémům, do jakých se dostalo samokřídlo, mohl být parasail záchranou pro jeden z cílů Gemini – kontrolované přistání na pevnině. Od února 1964 do července 1965 proběhlo celkem 14 testů vesměs v Texasu, nicméně celková nedůvěra a ne zcela přesvědčivé výsledky zkoušek celý program parasailu pohřbily. Tak jako tak byl stejně zbytečný…

22. února 1964 totiž informoval náměstek administrátora NASA pro pilotované lety George Mueller pracovníky GPO (Gemini Project Office – Kancelář projektu Gemini), že všech dvanáct letů Gemini bude prováděno s přistáním v oceánu na klasickém padáku. Testy samokřídla mají být převedeny do střediska FRC a nebudou nadále financovány z peněz pro Gemini. 29. dubna GPO formálně potvrdila toto rozhodnutí zrušením požadavku na měkké přistání na souši a vyzvalo McDonnell, aby tento fakt zohlednilo při konstrukci lodí. Naštěstí inženýři z McDonnellu měli od počátku své pochybnosti o tom, zda bude samokřídlo možné včas přetavit do formy použitelného systému a jako zálohu si ponechali konzervativní alternativu, což se v průběhu času ukázalo být velmi prozíravým krokem. Ironií osudu se o den později, tedy 30. dubna 1964, podařil North Americanu první bezchybný test rozkládání makety v reálné velikosti. Ani tento úspěch však nezměnil osud samokřídla, alespoň co se zapojení do program Gemini týče.

North American pokračoval ve zkouškách, přičemž využíval finanční fondy, které ještě z kontraktu zbyly. Nakonec bylo provedeno celkem 25 testů plnorozměrové bezpilotní makety samokřídla. Podařilo se odstranit problémy s rozkládáním křídla, nicméně stabilní let byl poněkud tvrdším oříškem. Další fází byl mix rádiem řízených letů a pilotovaných letů, při nichž byli piloti v maketě Gemini vlekání za vrtulníkem a po odpojení vlečného lana pokračovali v klouzavém letu až do přistání. První pokus skončil málem katastrofou, když 7. srpna 1964 musel testpilot Charles Hetzel použít svůj osobní padák poté, co se kabina dostala do vývrtky. Nakonec se podařilo zvládnout i tuto fázi testů: 19. prosince vykonal pilot Don McCusker pětiminutový klouzavý let s poněkud tvrdším, přesto však bezpečným přistáním. Během dalších testů se u řízení vystřídalo několik dalších pilotů, včetně jistého Jacka Swigerta. Některým se podařilo přistát s odchylkou pouhých 150 metrů od určeného bodu. Jak už však bylo řečeno, bylo příliš pozdě, pro Gemini bylo samokřídlo a přistání na pevnině definitivně uzavřenou kapitolou.

Tato slepá ulička si však mezitím, spolu s neustálými problémy s financováním, skluzy během vývoje nosiče a obrovským časovým tlakem, vyžádala ještě další oběť. V březnu 1963 navštívil zástupce administrátora NASA Robert Seamans spolu s ministrem obrany Robertem McNamarou Houston, aby se osobně přesvědčili, v jakém stavu se program Gemini nachází. Zjištění, která se jim předestřela, byla zarážející. Teprve nyní se Seamans dozvěděl o tom, že oproti prvotním plánům se nepočítá s jedním, ale se dvěma bezpilotními lety. Tím pádem byly pilotované mise ořezány na deset, přičemž celkový skluz činil téměř půl roku. Za hlavního viníka tohoto stavu GPO označovala pogo u Titanu II, nicméně nebylo možné zakrýt ani problémy se samokřídlem. Několik dní před Seamansovou a McNamarovou návštěvou havaroval druhý exemplář poloviční makety samokřídla. A když vyplula na povrch čísla ohledně financí, byla zcela šokující. Program Gemini dosud spolykal více než miliardu dolarů, MSC (Manned Spacecraft Center) pro program Gemini požadovalo pro příští fiskální rok částku zhruba o 200 milionů dolarů vyšší, než s jakou vedení NASA počítalo a celková suma za program se oproti záměrům z roku 1961 vyšvihla na dvojnásobek (z ± 500-600 milionů na 1,1 miliardy)!

Pro Jima Chamberlina znamenalo navýšení nákladů a nesnáze s Titanem a samokřídlem ránu do vazu. Vše proběhlo velmi rychle. Už 19. března šéf MSC Bob Gilruth zprostil Chamberlina funkce ředitele projektové kanceláře Gemini a převedl jej na funkci staršího poradce ředitele MSC. Chamberlin tím ztratil veškeré spojení s programem Gemini, který pomáhal rozjet. Na jeho místo byl dosazen Charles „Chuck“ Mathews, jenž předtím působil v Direktorátu konstrukce a vývoje MSC.

Chamberlinovo působení v programu Gemini není z rodu jednoduše definovatelných. Na jednu stranu byl hlavním hybatelem, díky kterému se program dal do pohybu a jeho technický pohled a intuice přinesly Gemini mnoho pozitiv. To samé bohužel nelze říci o jeho manažerských schopnostech. Pod jeho vedením se Gemini v roce 1963 potácela v obřích problémech jak z hlediska vývoje, tak z hlediska financí. Ani tady však nelze vinu svalit zcela jednoznačně na Chamberlina. Jak už bylo řečeno, zpočátku jen matně definované zaměření programu, ne zcela realistické financování a neustálý tlak ze všech stran přivedly Chamberlina do situace, kterou bylo extrémně obtížné zvládnout.

Ať už však byla role Chamberlina jakákoli, Chuck Mathews se nyní ocitl v nezáviděníhodné pozici krizového manažera. Jeho úkolem bylo konsolidovat financování, zefektivnit vývoj a testování a dovést program do konečné fáze, kterou měly být starty s posádkami. Mathews si však dokázal poradit nad očekávání dobře a Gemini se pomalu, ale jistě začala zvedat z bláta…

   
(článek má pokračování)
   

Zdroje obrázků:

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Paraglider_-_GPN-2000-001739.jpg
http://www.wikidelta.com/images/section-unpeudhistoire/francis_rogallo_lobstine01.jpg
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Paresev_1-B_in_Tow_Flight_-_GPN-2000-000212.jpg
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Gus_Grissom_%26_Milt_Thompson_With_Paresev_-_GPN-2000-000116.jpg
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Gemini_paraglider.JPG
https://history.nasa.gov/SP-4002/images/fig60.jpg
https://i.pinimg.com/736x/52/bc/68/52bc688a3b87486f3fd3f14e2f3832d3–project-gemini-aerospace-engineering.jpg
https://spaceflight.nasa.gov/gallery/images/gemini/gemini10/html/s66-43377.html