Každý správný obchodník si je velmi dobře vědom, že na jménu velmi záleží. Špatný název už dokázal pohřbít nejeden dobrý program či produkt. U nástupnického programu po Mercury nešlo ani tak o marketing, jako spíše o tradici. Všechny předchozí projekty NASA nesly pojmenování, jež mělo v sobě určitou symboliku. A Mercury Mark II nebylo zrovna označení, jež by dovolovalo hluboké výklady či nadchlo veřejnost. V závěru roku 1961 se rozběhlo hledání „slušivého“ označení nového programu. Tehdejší náměstek administrátora NASA Robert Seamans měl v prosinci na Industrial College of the Armed Forces (ICAF) přednášku na téma Mercury Mark II a vybídl posluchače, aby mu poslali návrhy na pojmenování tohoto programu. Jeden z lístků, jež tehdy doputovaly z pléna, nesl návrh „Gemini“. V průběhu prosince dostali stejnou možnost také pracovníci ústředí NASA. Mezi navrhovanými jmény bychom našli například „Orfeus“, „Diana“, „Valiant“, ovšem nejpřiléhavější název přinesl jistý Alex Nagy. Ten navrhoval, stejně jako onen student na ICAF, název „Gemini“. Latinsky toto slovo znamená „Blíženci“ nebo také „Dvojčata“. Podle Nagyho jméno Gemini dokonale vystihovalo jednak fakt, že nová loď měla nést dva členy posádky, stejně jako jeden z hlavních cílů, jímž mělo být rendezvous na orbitu. Název také symbolizoval jistou sounáležitost s předchozím programem Mercury. A v neposlední řadě astronomický symbol souhvězdí Blíženců, tedy „II“, korespondoval s oním „Mark II“ v dosavadním označení programu. Robert Seamans uznal coby autory návrhu oba muže – jak posluchače v auditoriu ICAF, tak Alexe Nagyho. Do historie však nakonec vešel pouze Nagy a onen posluchač zůstává dosud anonymní. 3. ledna 1962 byl nicméně název nového programu veřejně představen. 15. ledna byl pak Jim Chamberlin jmenován manažerem „Gemini Project Office (Kancelář projektu Gemini)“. Zrodil se program, jenž měl ukázat cestu k Měsíci…

K jakému cíli a na čem

Gemini se tedy stal oficiálním programem, ovšem zdaleka ne vše bylo v době jeho zrodu jednoznačné. Pracovníci MSC se teprve zabydlovali ve svých nových halách a kancelářích, když do skládačky zapadl další z jejích dílků. Dosud totiž nebylo jasné, jakým způsobem se vlastně k Měsíci poletí. Jednou možností byl „Direct Ascent“, tedy přímá cesta na Měsíc s použitím jednoho mamutího nosiče. Tento koncept měl zprvu podporu špiček NASA, stejně jako Wernhera von Brauna, ovšem postupně začalo vycházet najevo, že zamýšlený mamutí nosič „Nova“ bude při stávajících možnostech a technologii zřejmě příliš velkým soustem. Proto se přibližně do poloviny roku začal stále více do popředí dostávat mód zvaný „Earth Orbit Rendezvous (EOR)“. Ten předpokládal vypuštění minimálně dvou modulů na nízký orbit okolo Země, jejich spojení a následný odlet k Měsíci. V pozadí ovšem o své místo na slunci bojoval třetí mód – „Lunar Orbit Rendezvous (LOR)“. Jeho hlavním propagátorem byl inženýr z Langley jménem John Houbolt. Podle něj bylo nejvýhodnější nechat na jediné raketě odstartovat mateřskou loď a přistávací lunární modul. Ty by se společně vydaly k Měsíci, kde by se modul oddělil od mateřské lodi a s astronautem či astronauty přistál na lunárním povrchu. Poté by z povrchu odstartoval, spojil se s mateřskou lodí, jež by vyčkávala na lunárním orbitu, astronauti by do ní přešli, modul odhodili a k Zemi by se vrátila pouze mateřská loď.

Houbolt se skupinkou věrných zprvu neměl proti těžkým vahám typu von Brauna moc šancí. Ovšem vytrvalost, s jakou obesílal nejvyšší patra organizační struktury NASA a osoby, v jejichž kompetenci rozhodování o způsobu letu k Měsíci bylo, obracela k LOR stále více pozornosti. Definitivní rozhodnutí padlo de facto na poradě v Marshallově středisku 7. června 1962, kdy von Braun oficiálně označil LOR jako způsob preferovaný jeho Marshall Space Flight Center. „Prodat“ toto rozhodnutí špičkám NASA bylo víceméně formalitou a 11. července 1962 byl mód LOR oficiálně potvrzen.

Fakt, že nakonec nezvítězil koncept EOR, přinesl jeden důležitý aspekt: zatímco v případě neúspěšného spojení dvou strojů na zemském orbitu při EOR by byla ztracena pouze mise k Měsíci, neúspěšné rendezvous na lunárním orbitu při LOR by znamenal jistou smrt posádky lunárního modulu. Pro mnohé se jednalo o velmi vysokou míru rizika, a není divu – v té době zatím bylo provedeno celkem nula spojení dvou kosmických lodí. Nutno říci, že ač by byl býval nakonec zvolen koncept EOR místo LOR, rendezvous bylo naprosto nezbytné pro další kroky nejen k Měsíci, ale také pro činnost na zemském orbitu. A Gemini se měl stát programem, jenž v tomto ohledu prošlape cestu.

Otázkou bylo, jaký cíl bude pro rendezvous použit. Pro začátek bylo rozumné zaměřit se na setkání Gemini a bezpilotního tělesa. Jim Chamberlin začal už v létě 1961 pošilhávat po stroji jménem Agena. Výrobek firmy Lockheed byl vlastně víceúčelovým „tahounem“, jehož vznik se datuje do druhé poloviny padesátých let, kdy se začalo vážně uvažovat o špionážních družicích. V rámci programu WS-117L vznikla právě Agena. Po zrušení WS-117L a převodu prací do programu CORONA pak Agena v různých iteracích létala coby „kosmický špion“ až do roku 1972, přičemž následně posloužila jako druhý stupeň při vynášení špionážních satelitů dalších generací i pro vojenské a civilní satelity.

S Agenou se původně počítalo také jako s druhým stupněm nosiče Atlas pro vynášení Mercury Mark II na orbit. Atlas nakonec při posuzování svých možností neobstál a místo něj vzlétaly lodě Gemini na zcela jiném stroji (jak se dozvíme dále). Nicméně nakonec byla Agena do programu přeci jen zakomponována právě v roli cílového tělesa. První jednání s firmou Lockheed o jejím využití proběhly už v srpnu 1961. V té době Lockheed nabídl verzi Agena-B. Ta byla schopna jednoho restartu svého motoru na orbitu, což byla pro Gemini Project Office velmi lákavá vidina. Navíc NASA už Ageny využívala pro své nepilotované programy, což situaci velmi usnadnilo.

Zatímco probíhala jednání a posuzování Ageny B, USAF finišovalo s vývojem nové verze Ageny, označené sufixem „D“. Ta měla na rozdíl od předchozích verzí mnohem více využívat standardizace a modularity. NASA dostala nabídku, aby se podílela na vývoji Ageny-D a po krátkém zvažování bylo nakonec 11. června 1962 rozhodnuto, že Agena-D se stane cílovým tělesem pro rendezvous s Gemini. Použití Ageny coby cílového tělesa si vyžádalo rozsáhlé úpravy. Krom radarového odpovídače, dokovacího adaptéru a upraveného ovládacího systému dostaly tyto stroje nový motor Bell Model 8247. Ten byl schopen patnácti restartů na orbitu, nakonec však počet těchto restartů v praxi nikdy nepřekročil osm.

Úpravy a zkoušky GATV („Gemini Agena Target Vehicle“ – Cílové těleso Gemini Agena), jak byla Agena-D pro účely programu Gemini překřtěna, se vinou poměrně napjatého rozpočtu protáhlo, v jednom okamžiku se dokonce hovořilo o více než ročním skluzu. Tento skluz přiměl NASA ke zvažování dalších možností. Jedním z návrhů byla tzv. „piggyback package“, tedy přívažek v podobě stabilizované platformy, která by umožnila astronautům nacvičit spojovací operace. Tato platforma měla být umístěna na zadní části Gemini a měla tedy na orbit putovat spolu s lodí. Ušetřil by se tak jeden separátní start, který si vyžadovalo požití GATV. Problémem byla poměrně vysoká hmotnost platformy.

Druhý návrh předložený pracovníky MSC dostal název REP („Radar Evaluation Pod“ – Radarová evaluační kapsle). REP by umožňoval nácvik všech sbližovacích operací krom samotného spojení. Jeho relativně nízká hmotnost (kolem 30 kg) z něj dělala kandidáta na reálné vyžití během některé z raných misí. REP byl posléze skutečně použit během letu GT-5 v létě 1965. Nakonec se celou situaci ohledně GATV podařilo vyřešit, byť i za cenu toho, že první letový exemplář s číslem 5001 byl „uzemněn“ a převeden na pozemní testování.

Zatímco se Agena prokousávala porodními obtížemi, řešil se také problém, jak vlastně dostat loď Gemini na orbit. Ještě ve fázi, kdy program nesl označení Mercury Mark II, se uvažovalo o tom, že by novou loď vynášel nosič Atlas firmy Convair. Počítalo se s ním i pro orbitální lety Mercury, proto bylo logickým krokem ujistit se, zda Atlas uveze i novou verzi lodi. Záhy se však ukázalo, že ve dvoumístné konfiguraci bude Mercury Mark II příliš těžká na to, aby ji Atlas doručil na požadovanou dráhu.

Druhým limitujícím faktorem se ukázala být koncepce záchranného systému Mercury Mark II. Oproti původní Mercury byla, převážně z důvodu šetření hmotnosti, vynechána záchranná věžička a piloti měli sedět na vystřelovacích sedadlech. Jenže pohonnými látkami používanými v Atlasu byly kapalný kyslík a kerosin. Jejich vlastnosti při případném výbuchu by vylučovaly použití katapultovacích křesel – ohnivá koule by jednoduše expandovala mnohem rychleji, než by křesla dokázala odnést astronauty do bezpečí. I z tohoto důvodu měli zúčastnění poměrně velké dilema. Dokonce se uvažovalo o instalaci záchranné věžičky na Gemini. Naštěstí se na obzoru rýsovalo lepší řešení. Mělo jméno Titan II.

Geneze Titanu II začala ještě v průběhu padesátých let. V lednu 1955 byl už v běhu vývoj první americké ICBM Atlas. Ovšem s přihlédnutím k možným problémům a zpožděním při vývoji tohoto nosiče doporučila vládní Komise pro evaluaci strategických střel začít vývoj dalšího typu rakety, čistě „pro jistotu“, kdyby vývoj Atlasu narazil na neočekávané potíže nebo se zásadně opozdil. V neposlední řadě měl také program alternativní ICBM sloužit jako pobídka pro Convair k tomu, aby na Atlasu pracoval co možná nejrychleji a nejefektivněji. V září dostala zakázku na novou ICBM firma Glenn L. Martin Company. Program dostal název „Titan“.

V roce 1959 byla dvoustupňová interkontinentální balistická raketa Titan I na světě. Jeho angažmá coby nukleárního nosiče však bylo relativně krátké a nepříliš úspěšné. Hlavním problémem byla volba pohonných látek. Oba stupně Titanu I využívaly kerolox, tedy kombinaci RP-1 (vysoce rafinovaného kerosinu) a kapalného kyslíku (stejně jako Atlas). Vzhledem k tomu, že Titany měly být umístěny v raketových silech, bylo třeba vyvinout velmi komplikovaný systém vyzdvihnutí rakety ze sila na úroveň okolního terénu, kde mohlo následovat plnění pohonnými látkami. Reakční doba Titanu I se pohybovala okolo 15 minut, což i na konec padesátých let bylo příliš mnoho. Navíc během testů nebyla míra úspěšnosti nijak vysoká. Ještě v průběhu zkoušek se tedy firma Martin rozhodla zásadně přepracovat design Titanu a nabídnout vojákům vylepšenou verzi.

Navrhovaná nová verze nazvaná Titan II doznala oproti Titanu I doslova převratných změn. První stupeň měl být prodloužen, druhý stupeň měl mít větší průměr, hlavně však nová verze měla využívat hypergolických pohonných látek – Aerozinu 50 a N2O4 (dimeru oxidu dusičitého). Pod názvem „Aerozine 50“ se skrývala kombinace hydrazinu a asymetrického dymetylhydrazinu v poměru 1:1. Přes vysokou toxicitu pohonných látek nebylo možné ignorovat obrovské přednosti tohoto řešení: raketu bylo nyní možné udržovat v pohotovosti a tedy natankovanou po velmi dlouhou dobu a reakční čas se u Titanu II měl pohybovat okolo pouhých 60 sekund. Vzhledem k možnosti přechovávat natankovaný nosič přímo v silu odpadla také nutnost vybavení pro vyzvednutí střely a nadzemní tankování. Oproti Titanu I také významně vzrostla nosnost, Titan II unesl dvojnásobnou hmotnost užitečného zatížení.

V červnu 1960 obdržela firma Martin od USAF kontrakt na vývoj Titanu II. V dubnu následujícího roku oslovili zástupci Martinu NASA s tím, že by bylo možné přizpůsobit Titan II pro lunární mise. Tehdejší náměstek administrátora Robert Seamans se na celou záležitost osobně díval poněkud skepticky, nicméně v květnu zorganizoval neformální setkání pracovníků Martinu s širším vedením NASA včetně šéfa Kanceláře programu kosmických letů Abeho Silversteina. Ten vyloučil možnost využití Titanu II pro uvažovaná lunární přistání, nicméně prezentace pracovníků Martinu jej zaujala dosti na to, aby vyzval svého podřízeného Boba Gilrutha a jeho Space Task Group, aby vypracovali koncepce možného využití nabízené rakety v pilotovaném programu. Už v průběhu léta se začaly objevovat návrhy na možné využití Titanu II coby nosiče pro kabinu Mercury. Ovšem hlavní postavou, jež v tomto stroji „čenichala“ příležitost, byl náš starý známý – Jim Chamberlin.

Chamberlina zaujaly předpokládané charakteristiky nové rakety natolik, že Titan II získal angažmá coby nosič nové generace kosmických lodí, tehdy ještě zvaných Mercury Mark II. Krom relativně jednoduché konstrukce (oproti Atlasu a jeho „balónové“ konstrukci nepřinášel tento nosič nijak převratné novinky a byl spíše konzervativním řešením) vytrhnul Chamberlinovi Titan II trn z paty ještě ve dvou dalších ohledech: disponoval vysokou nosností (oproti Atlasu, jenž vynášel Mercury, disponoval Titan II dvaapůlkrát vyšším tahem) a hlavně – jeho pohonné látky v případě havárie nereagovaly tak bouřlivě, jako tomu bylo v případě keroloxu. Aerozin a dimer oxidu dusičitého jsou sice hypergoly, k jejich zážehu tedy stačí pouhý vzájemný kontakt, nicméně výsledná reakce je oproti keroloxu relativně pomalá. Výsledný BFRC („Big F…g Red Cloud“ – Velký zku…ný červený mrak) se měl rozpínat natolik pomalu, že bylo možné k záchraně posádky využít katapultážních křesel.

27. října 1961 bylo využití Titanu II předběžně potvrzeno ve vývojovém plánu pro projekt Gemini. Když byl v prosinci program vedením NASA posvěcen, Titan II byl oficiálně označen coby nosič lodí Gemini.

Na tu dobu výtečná nosnost jej předurčovala k tomu, aby mohl nejen vynášet tělesa na orbit, ale aby mohly být provedeny úpravy nutné pro certifikaci pro lety s lidmi. Ohniskem nejzásadnějších úprav se stal ovládací systém. Úprava byla nutná pro provádění automatického přerušení letu v případě, že by se motory prvního stupně dostaly do stavu, jenž byl označován jako „hardover“. Ten nastal, pokud se motory na svých výkyvných mechanismech dostaly do krajní polohy a tam se zasekly. Hrozilo by, že by došlo k destrukci nosiče dříve, než by posádka měla čas zareagovat a iniciovat katapultáž. Přidaný redundantní naváděcí a ovládací systém tuto možnost omezoval na absolutní minimum. Naváděcí systém byl původně inerciální, tedy autonomní. Jeho charakteristiky a hlavně spolehlivost však nebyly pro potřeby pilotovaných startů dostačující, proto byl na Titany instalován systém, jenž umožňoval dálkové navádění ze země. Další klíčovou úpravou byla instalace detekčního systému poruch. Titan II byl, jak už bylo řečeno, relativně přímočarým strojem a právě tato „jednoduchost“ se ukázala být výhodnou a pro potřeby certifikace pro lety s lidmi i zásadní. Stroje, jež byly takto upraveny, dostaly označení GLV („Gemini Launch Vehicle“ – nosič Gemini).

Je nicméně dobré si v této souvislosti uvědomit, že v době, kdy byl vybrán pro program Gemini, neměl za sebou Titan II žádný testovací vzlet, a to ani ve službách USAF. NASA si však od spolupráce na vývoji a testování slibovala finanční a časovou úsporu. Spolupráce nakonec nebyla tak idylická, jak si NASA představovala. Hned od počátku totiž nosiče vykazovaly jednu velmi nepěknou vlastnost, která byla pro USAF marginálií, ovšem pro astronauty se mohla stát potenciálně velmi nebezpečnou.

První start Titanu II proběhl 16. března 1962 z odpalovací rampy číslo 16 na Cape Canaveral. Výsledek tohoto testovacího odpalu byl pro USAF úspěšný, ovšem v průběhu práce prvního stupně se objevily velmi výrazné podélné vibrace o síle ±2,5 G. Započaly zhruba minutu a půl po startu a trvaly celkem 30 sekund s frekvencí 11 Hz. Raketa v tu chvíli svým způsobem připomínala skákací tyč „Pogo“ a podle ní dostaly ony vibrace označení.

Pro NASA to znamenalo velmi hluboké vrásky na čele. Nikdo netušil, co vlastně za vibracemi stojí. Jako výstřel naslepo zkusili inženýři USAF zvýšit tlak v nádržích prvního stupně a skutečně se podařilo pogo omezit na poloviční hodnoty. I tak to ale stále byla hrozba pro potenciální lidský náklad a NASA nebyla ochotna slevit ze svého limitu, kterým bylo +/- 0,25 G. Pracovníci Martinu pojali podezření, že za vším mohou být oscilace tlaku v palivových přívodech. Ovšem jak se jich zbavit, na to zatím nikdo neznal odpověď. A aby toho nebylo málo, druhý stupeň při většině startů nedosáhl předpokládaného tahu.

Pokusy o řešení situace zabraly celý zbytek roku 1962, a ani na jeho konci nebyl definitivně znám postup, jakým se bude možné vibrací zbavit natolik, aby mohl Titan II sloužit pro vynášení pilotovaných lodí. Navíc USAF a ministerstvo obrany dávali jasně najevo, že prioritou je zbraňový systém, nikoli kosmický nosič. Úsilí techniků Martinu a expertů letectva bude v prvé řadě směřovat k zeslabení vibrací na úroveň, která vyhovuje pro dopravu jaderných hlavic. Ty jsou pochopitelně mnohem odolnější než lidský organismus a nelze čekat přílišnou horlivost v přidělování dalších financí nutných k potlačení poga na úroveň požadovanou NASA. Někteří pracovníci agentury začali dokonce obracet své zraky k Saturnu I, který vyvíjel tým Wernhera von Brauna ve středisku Marshall Spaceflight Center v Huntsville.

Řešení se nakonec našlo v říjnu 1963. Výrobce motorů Aerojet přišel s návrhem nainstalovat do palivového systému prvního stupně mechanické a hydraulické akumulátory, které by si mohly s vibracemi poradit. 1. listopadu toho roku odstartoval z Atlantic Missile Range na mysu Canaveral Titan II s označením N-25. Byl to třiadvacátý test tohoto nosiče, a tentokrát dopadl na výbornou nejen z pohledu USAF, ale i z pohledu NASA. Oscilace sice zůstaly, nicméně poprvé zůstaly pod hranicí +/- 0,25 G a to velmi výrazně. Nejvyšší zaznamenaná hodnota byla +/- 0,11 G. Další čtyři testy potvrdily, že řešení skutečně funguje a v polovině ledna 1964 bylo jasno: Titan II už není v rámci programu Gemini problematickým bodem. Jak ukázala historie, až na pár drobností byly všechny starty Titanu II s loděmi Gemini úspěšné.

Titan II ovšem nebyl jediným obřím problémem, kterému muselo Gemini čelit. Jeden z prvků, na nichž měl program stavět a jenž měl být sám o sobě malou revolucí, hrozil obrovskou blamáží. Financování Gemini se i díky těmto okolnostem dostalo do vážných potíží a náklady začínaly převyšovat původní předpoklady natolik, že účetním vyvstávaly na čelech krůpěje studeného potu. Na obzoru se pomalu objevovala temná mračna a bylo jasné, že musí dojít k zásadní změně…

   
(článek má pokračování)
   

Zdroje obrázků:

http://www.af.mil/News/Photos/igphoto/2000695711/ (kredit: USAF)
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:John_Houbolt_1962-L-05849.jpg
https://www.flickr.com/photos/nasacommons/9460616028 (kredit: NASA)
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Titan_1_ICBM.jpg
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Titan2_color_silo.jpg
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Gemini-Titan_11_Launch_-_GPN-2000-001020.jpg