Svět nad planetou (13. díl)

Mir s připojeným Kvantem-2 v pravém úhlu

Onen prosincový pátek, kdy Alexandr Viktorenko a Alexandr Serebrov poprvé otevřeli příklop a vpluli do nitra nového modulu Kvant-2, znamenal velký posun v možnostech Miru, ale hlavně v komfortu, který mohl komplex poskytnout posádkám. Během předchozích směn kosmonauti doslova zakopávali jeden o druhého zejména v okamžicích, kdy na palubě pobývala návštěvnická posádka a celkový počet osob na stanici se vyšplhal na číslo šest. Krom omezeného prostoru znamenala dosavadní konfigurace právě v období práce návštěvnických posádek obrovský nápor na environmentální systém stanice, nehledě k faktu, že přes solidní vybavení Kvantu-1 nevyužíval Mir naplno svůj vědecký a technologický potenciál, jež mu jeho tvůrci dali do vínku. To měl přílet Kvantu-2 do značné míry změnit. Krom výše zmíněného bylo možno také očekávat obrovské usnadnění práce v otevřeném prostoru díky plnohodnotné přechodové komoře s průlezem o průměru 1 metr – dosud se kosmonauti dostávali ven skrze relativně úzké průlezy ve stísněném přechodovém modulu. Přechodová komora měla navíc objem 9 m3, což byl oproti 5,6 m3 v přechodovém úseku doslova královský prostor. Všechno ovšem nebylo růžové. Příletem Kvantu-2 začalo pro Mir krátké období, kdy byly kladeny vysoké nároky na orientační systém. Tvar komplexu připomínající písmeno „L“ rozhodně nepřispíval k jednoduchému manévrování. A z opačné strany právě orientační systém a také výpočetní systém zaznamenaly příletem Kvantu-2 vítané posílení. A čistě pro milovníky statistik a encyklopedisty byl prosinec 1989 mezníkem, kdy poprvé na orbitální dráze začala fungovat stanice sestávající ze tří stálých modulů. Finální podoba Miru se pomalinku začala zhmotňovat, byť do okamžiku, kdy zapadne poslední dílek skládačky, uběhne ještě pár let…

   

Kvant-2 – nejen hi-tech skladiště

   

V době, kdy na plné obrátky běžela výroba modulu 37КЭ Kvant-1, v zákulisí zuřila malá bitva o podobu dalších modulů. Schéma použité při konstrukci Kvantu-1 s sebou neslo neúměrné plýtvání zdroji a nosností rakety Proton. Moduly řady 37К totiž vyžadovaly k dopravě na stanici blok FSB odvozený z těžké transportní lodi TKS. Po připojení modulu byl blok FSB odhozen a zaniknul v atmosféře. Vzhledem k tomu, že jeho hmotnost byla podobná jako hmotnost modulu 37K, tedy jeho nákladu, nebyl tento způsob budování stanice ospravedlnitelný. Proto byly v listopadu 1983 plány na další moduly řady 37K pro Mir zrušeny (přestože v modifikaci pro raketoplán Buran se s nimi počítalo i nadále) a firmy Energija a KB Saljut byly vyzvány, aby předložily své návrhy na novou konstrukci modulů. Energija přišla s poměrně konzervativním návrhem modulu 37K s připojeným blokem využívajícím pohonný systém ODU využívaný na Saljutech třetí generace a na základním bloku Miru. KB Saljut pro změnu oprášilo plány těžkých lodí TKS ze skomírajícího programu Almaz s tím, že na doplňkový modul Miru bude přestavěn kompletní blok FGB (tedy víceméně celá loď TKS pouze bez návratové kabiny VA). Přes velké protesty Energije byl vybrán design KB Saljut a v červnu 1984 dostal program na konstrukci modulů zelenou.

Výběr modulů řady 77KS, jak byly moduly založené na lodi TKS označovány, dával rozhodně větší smysl než konkurenční návrh. Lodi TKS už byly úspěšně vyzkoušeny v rámci letů k Saljutu 6 a Saljutu 7 a oproti neodzkoušené kombinaci modulu 37K a pohonného bloku to byla zcela jistě výhoda. Velkorysé rozměry lodi znamenaly stejně velkorysou možnost využít prostor pro nejrůznější účely. A v neposlední řadě byl tento prostor mnohem účelněji využit – pohonný systém zabíral ve srovnání s návrhem Energije relativně málo vnitřního objemu.

Zjednodušená kresba Kvantu-2

Zjednodušená kresba Kvantu-2
Zdroj: wikipedia.org

Kvant-2 nesl tovární označení 77KSD, ono „D“ znamenalo „дооснащения“, což lze přeložit jako „dovybavení“. Pokud bychom vnímali toto označení jako bernou minci, mohli bychom nabýt dojmu, že Kvant-2 byl pouze obří zásobovací lodí. Ovšem opak byl pravdou. Stroj s výrobním číslem № 171–01 sice svým způsobem doplnil chybějící vybavení základního bloku a na jeho palubě putovala do vesmíru také poměrně slušná várka zásob, nicméně hodnota Kvantu-2 spočívala také ve vědeckém vybavení, jež se na jeho palubě nacházelo. Ale pojďme na to popořádku.

Modul 77KSD měl, pokud nepočítáme ony neposlušné panely slunečních baterií, vnější rozměry 12,4 metrů na 4,15 metrů. Jeho hmotnost v okamžiku startu činila 19 565 kg, z čehož přibližně 1 100 kg tvořily pohonné látky. Celkový objem modulu činil 61,9 m3, přičemž k celkovému objemu hermetických prostor stanice přidal slušných 59 m3. Zvenčí byly na modulu uchyceny v otočných kloubech dva panely slunečních baterií o celkové ploše 53,2 m2, díky nimž získával modul samotný a po připojení pak celá stanice 6,9 kW elektrické energie. Staniční energetický systém byl také podpořen šesti novými nikl-kadmiovými bateriemi.

Pokud bychom vpluli do interiéru modulu, zjistili bychom, že byl rozdělen na tři části oddělené průlezy. První část byla nazývána „přístrojově-nákladní úsek“ (zkráceně PGO) a byla zde umístěna většina vybavení, jež doplňovalo aparatury základního bloku, tedy zejména systémy pro zachování životních podmínek. Pro přenos dat, telemetrie a dálkových povelů sloužil nový komunikační systém „Kub-Kontur“. Byl zde také umístěn pult ovládání modulu a s ním také místo pro nový digitální počítač Saljut-5B, jenž měl přebrat podstatnou část zátěže z dosud používaného Argonu-16. Oproti svému staršímu kolegovi se mohl pochlubit mnohem vyšším výpočetním výkonem, pružností a v neposlední řadě také mnohem větším objemem paměti. Prozatím se ovšem ještě nacházel na Zemi a přivézt jej měl nákladní Progress na počátku roku 1990.

Dále bychom v prvním úseku Kvantu-2 nalezli systém Elektron-V, de facto shodný s tím, který již fungoval na Kvantu-1. Elektron-V rozkládal elektrolyticky vodu a získaný kyslík mohl být použit pro udržování přijatelného složení atmosféry na stanici. K získávání vody samotné zde byly systémy regenerace vody SRV-U a SRV-K. První zmíněný získával vodu z moči a druhý zase z kondenzované atmosferické vlhkosti. Pro operativní doplňování kyslíku do palubní atmosféry sloužily kyslíkové generátory TGK „Vika“ (Stejné fungovaly i v Kvantu-1 a exotermická chemická reakce jedné „svíčky“, jak byla Vika nazývána, dokázala pokrýt potřebu kyslíku pro jednu osobu cca na 24 hodin.).

Konstruktéři se snažili také zpříjemnit život kosmonautů stran hygieny, proto byla v prvním úseku Kvantu-2 umístěna sprchová kabinka. Původně měla být umístěna v základním bloku, problémy s nadváhou však znamenaly, že své místo našla až na Kvantu-2. Oproti předchozím iteracím na Saljutu-7 a na Skylabu byla nyní kabinka pevná a byla vybavena systémem, který do ní vháněl teplý vzduch. Voda a vzduch měly být po omytí těla kosmonauta nasávány do separátoru, jenž tekutou složku posílal do systému SRV, vzduch byl pro změnu zbaven vlhkosti a po filtrování vypuštěn do staniční atmosféry. Přes veškerou snahu konstruktérů se ale nepodařilo vyřešit problém s ulpíváním vody na těle kosmonauta, což činilo zejména vysoušení velmi obtížným. Sprcha tak byla používána zpočátku velmi zřídka a posléze bylo od jejího použití upuštěno zcela.

Inkubator-2

Inkubator-2
Zdroj: quest.nasa.gov

Do přístrojově-nákladního úseku bylo zakomponováno také několik vědeckých přístrojů a aparatur, z nichž nejvýznamnější byl „Inkubator-2“. Jak jeho název napovídá, sloužil především k inkubaci vajec japonských křepelek, což umožňovalo zkoumání vlivu kosmického prostředí na embrya obratlovců. Velmi zajímavý je původ tohoto zařízení. Za jeho zrodem byl kolektiv, v jehož čele stál ředitel Ústavu fyziologie hospodářských zvířat Slovenské akademie věd prof. MVDr. Koloman Boďa, DrSc. Zajímavá perlička – přestože zařízení bylo oficiálně nazýváno „Inkubator-2“, sami tvůrci jej nazývali „Inkubator-1M“ a toto označení bylo obsaženo i v emblému na plášti přístroje. Ještě zajímavějším faktem je, že jediný, kdo dokázal experiment s křepelkami dovést skutečně do konce a alespoň několik jich dopravit zpět na Zem, byl opět Slovák. Ale o tom až v některém z dalších dílů…

Na konci přístrojově-nákladního úseku byl umístěn průlez vedoucí do dalšího oddělení Kvantu-2, jež neslo název „přístrojově-vědecký úsek“ (PNO). Zde byl umístěn „tažný kůň“ dálkového snímání Země – kamera MKF-6MA a také aparatura Priroda-5 s kamerou s vysokým rozlišením. Ovšem středobodem tohoto úseku byl ovládací panel, díky němuž mohli kosmonauti pracovat se stabilizovanou otočnou plošinou ASP-G-M. Jednalo se opět o jednu z československých stop v kosmonautice. Tento unikátní kousek špičkové techniky byl totiž ideovým dítkem RNDr. Borise Valníčka, CSc. a ing. Jiřího Rečka. O výrobu samotnou se postarala Vývojová a provozní základna výzkumných ústavů v Praze – Běchovicích. Plošina ASP-G-M byla sourozencem stabilizovaných plošin ASP-G, jež se v roce 1984 vydaly k Venuši a Halleyově kometě na palubách sond Vega-1 a Vega-2, a v roce 1988 k Marsu na sondách Phobos-1 a -2.

Na plošině ASP-G-M se nacházel soubor přístrojů, určených k dálkovému průzkumu Země i sledování vesmíru a kosmických těles. Do souboru patřil spektrometr MKS-M2, infračervený spektrometr ITS-7D, rentgenový senzor ARIS-X a také černobílá a barevná videokamera. Plošina mohla být ovládána ve třech různých modech: prvním bylo ovládání přímo kosmonauty od pultu v Kvantu-2. Druhým způsobem bylo dálkové ovládání operátorem v řídicím středisku, jenž měl k dispozici dedikované místo s ovládacími prvky plošiny. A do třetice zde byla možnost naprogramovat danou sekvenci pozorování předem a nechat plošinu a přístroje na ní umístěné pracovat samostatně.

Vnitřní uspořádání Kvantu-2

Vnitřní uspořádání Kvantu-2
Zdroj: en.wikipedia.org

Posledním úsekem byl ten, jehož název hovoří za vše: „přechodově-speciální“ (ŠSO). Po téměř čtyřech letech fungování měla stanice Mir konečně plnohodnotnou přechodovou komoru. Bylo v ní dost místa pro dva skafandry a také pro „raketové křeslo“ 21KS. Krom většího prostoru, než jaký mohl poskytnout přechodový úsek v základním bloku Miru, přinášela přechodová komora na Kvantu-2 ještě jedno plus: průlez o průměru 100 cm s příklopem, jež se otevíral směrem ven. Porty v přechodovém úseku základního bloku byly navrženy v první řadě coby kotvicí body pro doplňkové moduly a musely tak respektovat unifikovaný průměr stykovacího zařízení SSVP, který činil 80 cm. Kosmonauti se tak museli protahovat relativně těsným průlezem, což v natlakovaných skafandrech nebylo nic příjemného. Navíc se příklop v přechodovém úseku otevíral směrem dovnitř, což velmi ztěžovalo prvotní a závěrečné fáze vycházek do volného prostoru. Krom výše zmíněných skafandrů, křesla 21KS a příslušného vybavení byla v přechodově-speciálním úseku umístěna také topografická kamera KAP-350, jež měla pracovat v součinnost s kamerou Priroda-5.

Konstruktéři Kvantu-2 však nevyužili pouze vnitřní prostory modulu. I na vnějším povrchu byly rozmístěny některé části vybavení. Nepřehlédnutelnými byly v této souvislosti výše zmíněné panely solárních článků. Veledůležitým kusem vybavení bylo také šest setrvačníků – dvě dvojice na hřbetní straně modulu a jedna dvojice na spodní straně. Konstruktéři si od jejich umístění vně interiéru slibovali úsporu vnitřního prostoru a také snížení hlučnosti. Co ovšem nedomysleli, to byl přístup při nutných opravách a servisních zásazích. Zatímco setrvačníky v Kvantu-1 bylo možné jednoduše vyměnit bez dlouhých příprav, gyrodyny na Kvantu-2 vyžadovaly pro podobný úkon vycházku kosmonautů mimo stanici. Nicméně jako takové byly setrvačníky vítanou pomocí pro orientační systém.

Na vnějším povrchu se dále nacházely motory pro korekci dráhy, navedení ke stanici a orientaci v prostoru. Dva motory, každý o tahu 417 kg, zajišťovaly pohon, zatímco o orientaci se staraly čtyři bloky menších motorků. Do každého bloku patřilo 5 motorků DPS o tahu 40 kg a 4 motorky DTS o tahu 1,3 kg. Všechny motorky využívaly ke své práci tradičně asymetrický dymetylhydrazin a N2O4. Na svém povrchu nesl Kvant-2 osm cylindrických nádrží jež dokázaly pojmout přibližně 600 kg pohonných látek. Po připojení k Miru využily motorky zbytky paliva a okysličovadla k orientaci stanice.

Nádrže na palivo a okysličovadlo byly kryty radiátory chladicího systému. Na vnějším povrchu modulu byly také připevněny dvě nádrže systému Rodnik s kapacitou 300 litrů vody a čtyři nádrže se stlačeným vzduchem určeným pro natlakování přechodové komory po EVA. Na plášti Kvantu-2 měly své místo i tradiční avšak nezbytné instrumenty a zařízení, jako byly antény systému Kurs, Kub/Kontur, senzory infračervené vertikály, sluneční senzory a další.

Nescházelo ani vědecké vybavení. Krom již zmíněné stabilizované plošiny ASP-G-M bychom zde našli například experiment Volna-2, jenž sledoval chování tekutin v kapilárách jako součást vývoje nových nádrží pohonných látek. Panely VEP-3 a VEP-4 vystavovaly dlouhodobému působení kosmického prostředí vzorky tepelných štítů, aparatura MMK-1 pro změnu sledovala dopady mikrometeoroidů. Detektory experimentu Epsilon zaznamenávaly údaje o teplotních poměrech pláště modulu. Mimo všechno výše zmíněné vybavení a zařízení nesl Kvant-2 na své palubě také 285 kg potravin, 28 kg vzduchu a přibližně 200 kg aparatur a náhradních dílů.

Kosmonauti byli zcela určitě rádi za nové prostory a rozšířené možnosti komplexu, nicméně záhy po přijetí Kvantu-2 začali stanici konzervovat a připravovat ji pro let v bezpilotním režimu. Nejednalo se ovšem o žádné předčasné přerušení letu, ale o běžný postup před „přeparkováním“ Sojuzu na jiný stykovací uzel. Pokud by v průběhu onoho procesu došlo k jakékoli závadě či nečekané situaci, jež by přinutila posádku k rychlému návratu na Zem, dálkovými povely ze Země by nebylo možné stanici „uspat“ a připravit na samostatný let.

12. prosince Viktorenko a Serebrov odpojili svůj Sojuz TM-8 a započal známý balet. Tentokrát ovšem s jednou velkou změnou. Stanice nevykonávala tradiční otočku o 180 °, její momentální konfigurace znamenala pro orientační systém pro případ podobných manévrů příliš velký oříšek. Proto Sojuz provedl ladný oblet komplexu a po několika desítkách minut hladce zakotvil u předního stykovacího uzlu Miru.

22. prosince se k zadnímu portu stanice připojil Progress M-2, druhý kus z rodiny modernizovaných nákladních lodí. Přivezl 2 726 kg paliva a zásob. O pár dní později, 27. prosince, odstartoval z Bajkonuru Kosmos-2054, ve skutečnosti další družice systému Luč/Altair. Po jejím zaparkování na plánované dráze o dva týdny později mělo řídicí středisko přímý kontakt s komplexem Mir přibližně po 70 % času.

31. prosince Viktorenko a Serebrov zalovili v balíčcích, jež dorazily na palubě Progressu M-2 a oslavili příchod nového roku nakládanými okurkami, čerstvým citronem, konzervou jeseteřího masa a dalšími pochutinami. Nikdo nemohl tušit, že za pár měsíců budou právě takovéto běžné radosti pro kosmonauty totálně nedostatkovým zbožím a jejich shánění bude občas připomínat tragikomedii. Zatím však bylo vše v pořádku a stanice vstoupila do roku 1990, jenž přinese nové posádky, nové výzvy a také pár nečekaných situací…

   
(článek má pokračování)
   

Zdroje obrázků:

https://en.wikipedia.org/wiki/File:Mir_Kvant_1-Base_Block-Kvant_2.jpg
https://en.wikipedia.org/wiki/File:Kvant_2_module_drawing.png
https://en.wikipedia.org/wiki/File:Kvant-2_-_Mir_module.png
http://quest.nasa.gov/smore/photos/images/quail.jpg

Svět nad planetou (13. díl), 5.0 out of 5 based on 24 ratings
Pin It
(Visited 3 286 times, 1 visits today)
Kontaktujte autora článku - hlášení chyb a nepřesností, rady, či připomínky

Hlášení chyb a nepřesnostíClose

VN:F [1.9.22_1171]
Rating: 5.0/5 (24 votes cast)
(Visited 3 286 times, 1 visits today)
Níže můžete zanechat svůj komentář.

Více se o tomto tématu dočtete zde »
(odkaz vede na příslušné vlákno diskuzního fóra www.kosmonautix.cz)


29 komentářů ke článku “Svět nad planetou (13. díl)”

  1. Stepan Krnansky napsal:

    Dalsi skvele pokracovani…

    Diky moc! Akorat zas musim tyden cekat na dlasi…

    A pomalu se zaciname priblizovat dobe kdy ten perfektne mazany stroj ( myslim Sovetskou/ruskou kosmonautiku) zacne reznout 🙁

    • Ondřej Šamárek napsal:

      Dííky, moc si cením pochvaly. 😉
      A – ano, sovětská kosmonautika už začínala mít problémy, to ovšem nic není proti tomu, co přišlo v dalších letech…

  2. Kluzo napsal:

    Mám dotaz, počítač Argon-16 jsem našel http://www.computer-museum.ru/english/argon16.htm ale počítač Saljut-5B? Není to chyba?

  3. Knedlo napsal:

    Pane Šamárek parádní počtenícko.Jen jsem tu sérii začal číst od začátku a ne jako u Saljutu po zveřejnění všech článků.Moc vám děkuji za tyto výlety do minulosti a už se nemůžu dočkat dalšího dílu.

  4. maro napsal:

    Skvělý článek.
    Ty setrvačníky venku mají i výhodu ve větší účinnosti, protože jsou dál od těžiště, takže účinnější stabilizace při stejných otáčkách. Navíc tady to byla i nuttnost kvůli tomu, že byly namontovány na tom válci s menším průměrem.

    • Ondřej Šamárek napsal:

      Díky!
      Ad setrvačníky – nějaký rozdíl tam asi byl, ale podle mého názoru nijak významný.

    • Tomáš Hruš napsal:

      Setrvačníky udržují svou orientaci a pokud by měly fungovat jako stabilizátory orientace, působily by na stanici momentem. A u momentu je jedno, kde působí, narozdíl od síly, která působí na nějakém rameni. Takže o větší účinnosti takto umístěných setrvačníků se nedá mluvit.

  5. Jirka napsal:

    Nechápu, odkud se vzala informace, že Argon-16 byl analogový. Všechny Argony byly normální digitální počítače (viz např. http://www.computer-museum.ru/english/argon16.htm) Příkladem analogového navigačního přístroje je Globus…

    • Ondřej Šamárek napsal:

      Oj, mea maxima culpa! Tohle jde na mou hlavu, omlouvám se a opravuji! Díky za postřeh!

    • maro napsal:

      Tak analogový počítač to je náhodou super věc. To prostě lepíte k sobě integrační, derivační, proporciální a konstatní články, kterými modelujete diferenciální rovnici a na osciloskopu pak přímo vidíte řešení té diferenciální rovnice. Docela na bednu.

  6. Roman L. napsal:

    Mir je tak obsáhlé téma, že už jenom pokus sepsat o něm seriál o rozumné délce je obdivuhodný čin. Díky za něj.
    K vyosenému těžišti Miru po připojení Kvantu-2, ví někdo jak je na tom dnes s těžištěm ISS? Předpokládám, že bude někde blízko osy hlavních modulů (Zvezda-Harmony)

    • Ondřej Šamárek napsal:

      Výzvy jsou od toho, aby se do nich člověk pustil. 🙂
      Stran toho těžiště ISS – řekl bych, že se to sice mírně, ale často mění – stěhuje se vybavení, montuje nové, staniční nádrže se plní a vyprazdňují… Bude to asi zhruba tam, kde jste napsal.

  7. ptpc napsal:

    Perfektný diel! 🙂
    Inak, kto by mohol byť ten Slovák… 🙂

  8. Rado napsal:

    Perfektný článok, ako vždy veľké díky. A super diskusia kde som sa dozvedel ďalšie nové info.

  9. Radek napsal:

    Pořád mně vrtá v hlavě tvar Kvantu 2 (a spol.) v úseku připojení k základnímu modulu – trup se zvětší na těch 4,1 m a pak hned zase o trochu zmenší, přitom přetlakový trup má průměr méně než 3 m – váhově i objemově to musí vycházet celkem blbě – nevíte někdo proč takové řešení? Nejspíš při vývoji TKS pro vojáky obyvatelný objem neřešili a pak už se to všechno vezlo setrvačností.

    • Ondřej Šamárek napsal:

      Nejsem si jist, co přesně máte na mysli, ale tvar Kvantu-2 vycházel z lodi TKS, kde v místech, kde Kvant-2 měl přechodovou komoru, byla návratová kabina VA. V širokém průměru je kolem přetlakové části situována většina důležitých systémů. Je dobré si uvědomit, že převzetí konstrukce TKS (tedy FGB) šetřilo čas a peníze. Já osobně na tom tvau nic divného nevidím… 😉

      • Radek napsal:

        Myslel jsem to tak, že máte 20 t těžký přídavný modul, který je ale tvořen úzkým přetlakovaným tunelem (dost stísněný interiér – podívejte se na fotky), obklopeným z venku dalším vybavením. Nikde pořádný prostor jako v Kvantu nebo základním bloku. Sověti použili to, co měli v pokročilém stavu vývoje a výroby, ale mohli aspoň převzít velkoobjemový díl z Kvantu a k tomu připojit zbytek TKS. Získali by podstatně víc užitného objemu. Takhle to ale bylo rychlejší a levnější, což v situaci druhé poloviny 80. let bylo nejspíš rozhodující.

  10. Petr Hájek napsal:

    Opět skvělá práce ,hluboká úcta k Panu spisovateli Šamárkovi za souvislý ,ucelený ,navazující a celkově poutavý text jenž se stále více stává vyjímkou v současné literatuře faktu a historie. Velký dík za Vaši práci.

    • Ondřej Šamárek napsal:

      Šmankote, nechte na hlavě! 🙂
      Jsem rád, že se někomu líbí to, co mě baví dělat. Díky!

Napište komentář k frank