Letošní letní série TOP 5 je věnována jedné z největších (a podle autora vůbec největší) událostí v dějinách lidstva – prvnímu přistání člověka na jiném nebeském tělese. Tento epochální čin vykonala posádka Apolla 11 v červenci 1969 a prostřednictvím přímého televizního přenosu bylo zhruba 530 milionů lidí po celém světě svědky celého dění. Do té doby žádná událost nepřitáhla k televizním obrazovkám tolik diváků. Neila Armstronga a Buzze Aldrina na povrch Měsíce dostala titánská práce a úsilí přibližně čtyř set tisíc lidí a několika stovek firem a organizací. Výsledkem jejich práce byla obří raketa vysoká 110 metrů, jež udělila kosmické lodi rychlost 38 832,5 km/h, tedy nepatrně menší než druhou kosmickou rychlost. Z celkové startovní hmotnosti 2 938 314,674 kg pak při přistání do Tichého oceánu zbylo pouhých 4 931,9 kg včetně tří mužů a vzorků lunárních hornin a prachu. Pro některé čtenáře je možná tento odstavec zbytečně přeplněn daty, ovšem není to náhoda. V dnešním díle TOP 5 se na historickou misi Apolla 11 podíváme právě optikou čísel. Vybral jsem pět číselných údajů, které byly důležité pro misi samotnou nebo pro historické pozadí její realizace. Stejně jako u mnoha jiných dílů tohoto seriálu platí, že pořadí bylo velmi obtížné určit a kdokoli jiný by tento článek psal, zvolil by zcela určitě odlišné pořadí, pokud by vůbec vybral stejná čísla. A abych čtenáře neuvedl v omyl, rovnou se přiznám, že právě stran pořadí jsem malinko podváděl. Vypomohl jsem si totiž časovou posloupností mise, v níž jsou ona čísla ukotvena.

5. místo – 756,39
Předchozí čtyři mise programu Apollo postupně vyzkoušely všechny stupínky pomyslného schodiště, jež vedlo k přistání na Měsíci. Od testů mateřské lodi při letu Apolla 7, přes navigaci cestou k Měsíci u Apolla 8, důkladné „proklepnutí“ lunárního modulu a lunárních skafandrů posádkou Apolla 9, až po generální zkoušku Apolla 10, kdy posádka Stafford, Young a Cernan de facto prošla téměř kompletní posloupnost kroků, kterými měli o dva měsíce později projít astronauti Apolla 11, tedy mise, která se měla pokusit o přistání na Měsíci. Ovšem důležité je slovíčko „téměř“.

Jediný krok, který astronauti Apolla 10 neotestovali, byl samotný motorický sestup k měsíčnímu povrchu. Stejně jako jejich následovníci, i Stafford a Cernan nejprve manévrem DOI (Descent Orbit Initiation) snížili periselenium dráhy lunárního modulu „Snoopy“ na pouhých 14,4 km. To byl nejnižší bod nad měsíčním povrchem, kterého lunární modul Apolla 10 dosáhl.

Apollo 11 tak kráčelo ve šlépějích svých předchůdců až do okamžiku, kdy se lunární modul Eagle dostal na stejnou dráhu jako „Snoopy“. Od toho momentu však vstupovali Armstrong a Aldrin na neprobádanou půdu, protože to, co se chystali nyní učinit, ještě nikdo před nimi neprovedl. Právě při průletu nejnižším bodem zažehli motor sestupového stupně a začali zakřivovat dráhu Eagla tak, aby se pokud možno jeho horizontální a vertikální rychlost rovnaly nule v nulové výšce nad povrchem.

Podle plánu měl sestup na měsíční povrch trvat 714 sekund, ovšem vinou různých okolností, jež nebyly předvídány, lunární modul směřoval do oblasti zhruba 7,5 km západně od předpokládaného bodu přistání. V okamžiku, kdy se během sestupu Eagle překlopil z víceméně horizontální pozice do vertikální a Armstrong poprvé z okénka zahlédl lunární povrch, krajinu před sebou vůbec nepoznával. Navíc trajektorie letu směřovala přímo do velkého kráteru, jehož úbočí bylo poseto obřími balvany a tak musel Armstrong přejít na semiautomatický mód řízení a pole balvanů přelétnout. Nějakou dobu pak vyhledával vhodné místo k přistání.

Když se konečně tyčová sonda na levé noze lunárního modulu dotkla Měsíce, Aldrin ohlásil, že se rozsvítila modrá signálka kontaktu s lunárním povrchem a Armstrong vypnul motor. Stalo se tak přesně 756,39 sekundy po jeho zažehnutí. Oněch dvanáct minut a šestatřicet sekund bylo čistým krokem do neznáma a oddělilo historii lidstva na éru „před“ a éru „po“. Ovšem sestup samotný se neobešel bez dramatu, proto je tady čtvrté místo našeho žebříčku a…

4. místo – 1202; 1201
Samotný fakt, že každou sekundou, kdy probíhal sestup lunárního modulu Eagle k měsíčnímu povrchu, se stále více dostávají na neprozkoumané teritorium, byl pro Armstronga i Aldrina dostatečným zdrojem adrenalinu. O tom, že pravděpodobně nepřistanou v plánovaném místě, astronauti věděli ještě před zážehem motoru sestupového stupně. Nepředstavovalo to však žádný velký problém – jejich úkolem bylo prostě přistát a bylo víceméně jedno, kde se tak stane. Ovšem už tak vysokou hladinu onoho hormonu vylučovaného nadledvinkami ještě pořádně zvedlo to, co se mělo začít odehrávat pět minut a sedmnáct sekund po zahájení sestupu.

V tom okamžiku se ve sluchátkách astronautů rozezní alarm a poté, co Aldrin pěti stisky tlačítek vyvolá na jednom ze tří zobrazovacích řádků displeje navigačního počítače PNGS číselný kód poplachu, hlásí Armstrong na Zem onen kód, kterým počítač sděluje, co je špatně: „Je to 1202“. Aldrin pro jistotu opakuje „1202“. Ještě nikdy se s tímto kódem nesetkali a oba napjatě čekají, jak zareaguje řídicí středisko.

U konzoly má dnes službu šestadvacetiletý GUIDO (člověk, jenž má na starosti navigační systémy včetně počítače) Steve Bales. I on je zprvu zmaten, pak si ale vybavuje podobný problém, který nastal během jednoho ze simulovaných sestupů před necelým měsícem. Ještě než stihne v seznamu alarmů najít 1202, ve sluchátku se mu ozve hlas čtyřiadvacetiletého Jacka Garmana, člena podpůrného týmu, jenž sedí v jedné z místností budovy řídicího střediska. Garman Balese ujišťuje, že pokud se alarm nebude opakovat neustále, mělo by být vše v pořádku. Zatímco oba experti analyzují situaci, Armstrong, jenž se spolu s Aldrinem blíží k měsíčnímu povrchu, už nevydrží mlčení střediska. Po patnácti sekundách od hlášení o alarmu vyzývá Zemi: „Dejte nám instrukce ohledně toho alarmu!“ Bales dává povolení k pokračování, které vzápětí CapCom Charles Duke předává lunárnímu modulu.

Co vlastně onen alarm znamená? Je to upozornění počítače, který ohlašuje, že nestíhá vykonat všechny úkoly, které má naplánovány během dvousekundového cyklu. Nedostává se mu čas, proto začíná (díky fantastické předvídavosti svých tvůrců a programátorů) prioritizovat úkony a vždy nejprve provede ty životně důležité a ty méně důležité odsouvá až na konec cyklu. Co však počítač zahlcuje? Až posléze, po důkladných analýzách vyšlo najevo, že za vším stála náhoda.

Během přistávacího manévru byl zapnutý nejen přistávací radar, ale (oproti tomu, co posléze tvrdil a tvrdí například Buzz Aldrin) zcela v souladu s checklistem také setkávací radar pro případ, kdy by bylo nutné sestup přerušit. Počítač potřeboval v tento moment vědět, kde se přesně nachází mateřská loď. Anténa setkávacího radaru byla otočná a údaje o její poloze dostával počítač prostřednictvím tzv. resolverů, tedy prvků, jež snímaly úhly natočení antény, převáděly je na elektrický signál a posílaly do počítače. Samy o sobě by tyto signály počítači nestačily, byl zapotřebí ještě tzv. referenční signál. Ten byl dodáván buďto počítačem samotným nebo systémem ovládání lunárního modulu.

A právě pokud byl referenční signál přebírán z tohoto systému, mohlo se stát, že měl oproti signálu z resolverů posunutou fázi takovým způsobem, že počítači výsledná data naprosto nedávala smysl a tím, jak se je snažil interpretovat, spotřebovával asi 15 % výpočetní kapacity navíc oproti normálu – a to stačilo, aby přestal být schopen plnit všechny naplánované úkoly. Ono posunutí fáze bylo naprosto náhodné a záviselo na tom, v jakém rozestupu byl ještě před odpojením od mateřské lodi zapnut systém ovládání a počítač samotný. Takové vzájemné posunutí fází, které se objevilo u přistávacího modulu Apolla 11, se podle programátorů vyskytovalo přibližně ve dvou případech ze sta…

Celkově se alarm během přistávacího manévru objevil pětkrát, z toho čtyřikrát jako 1202 a jednou jako 1201, tedy podobný typ problému. Díky pohotové reakci řídicího Steva Balese a Jacka Garmana a chladné hlavě Neila Armstronga, který nezmáčknul tlačítko „abort“, vstoupila čísla 1202 a 1201 do dějin jako jediné větší vady na kráse jinak zcela úspěšného přistání na Měsíci.

3. místo – 21 836,086
Výprava astronautů na Měsíc byla v první řadě politickou záležitostí. USA se, stejně jako SSSR, snažily přesvědčit svět i samy sebe, že právě jejich společenský systém je efektivnější a přistání člověka na měsíčním povrchu mělo být vrcholným důkazem tohoto tvrzení. Nicméně pouze přistát a zapíchnout do lunárního prachu vlajku – to by nejen vědecká obec, ale i veřejnost považovala za totální plýtvání prostředky. Pro výpravy Apollo byl proto vypracován vědecký program, jehož součástí bylo i sbírání vzorků měsíční půdy a hornin.

Pro první lunární výpravu byly připraveny dva speciální kontejnery – schrány připomínající cestovní kufry, do nichž měli astronauti naskládat sáčky s nasbíranými vzorky, jichž vzhledem k omezenému času historického prvního měsíčního výšlapu nebylo mnoho. Letový plán Apolla 11 počítal s tím, že Neil Armstrong začne sbírat první vzorek zhruba čtvrt hodiny po sestoupení ze žebříku lunárního modulu. Jednalo se o tzv. „contingency sample“, tedy nouzový vzorek pořízený náhodným odběrem speciální lopatkou bez detailní dokumentace. Tento vzorek měl zajistit, aby se v případě nenadálých problémů a předčasného ukončení EVA astronauti nevrátili s prázdnou.

Nakonec Armstrong sebral nouzový vzorek oproti plánu dokonce dříve – podle oficiální časové osy mise začal s jeho sbíráním přibližně devět minut po onom památném „malém kroku pro člověka“. Trvalo mu to zhruba tři a půl minuty a teflonový sáček s prachem a několika malými kamínky putoval do kapsy na jeho nohavici. Sběr dalších vzorků byl naplánován zhruba na čtyřicátou minutu výstupu, ovšem vinou různých okolností, jako byl třeba neplánovaný rozhovor s prezidentem Nixonem, se sběrem začal Armstrong zhruba s dvacetiminutovým zpožděním.

Vzorky, které měli astronauti Apolla 11 přivézt domů, byly několikerého druhu. O nouzovém vzorku již byla řeč, druhým typem byl tzv. „Bulk Sample“, tedy hromadný vzorek, u kterého šlo v zásadě o to, nacpat do kontejneru co nejvíce čehokoli. Jednalo se o smíšené vzorky půdy a kamenů, jejichž hmotnost celkem činila zhruba 15 kilogramů. Dalším druhem byly tzv. „Core Samples“, tedy vrtná jádra. Astronauti měli k dispozici dvě duté tyče s vnitřním průměrem 2 cm, které zarazili do lunárního povrchu. Po jejich vyjmutí se v nich uchoval průřez lunární půdy, v jednom případě do hloubky 10 centimetrů, ve druhém pak 13,5 cm po povrchem. Posledním typem vzorku byl „Documented Sample“, tedy vzorky, které byly na rozdíl od Bulk Sample sbírány cíleně pro jejich možnou geologickou hodnotu. Na sběr tohoto typu vzorků se zaměřil Armstrong v poslední fázi EVA.

První lunární výprava, stejně jako vzorky, po přistání na Zemi zamířily do LRL („Lunar Receiving Laboratory – Lunární příjmová laboratoř“), speciální laboratoře, jež byla vybudována tak, aby se zabránilo možné kontaminaci našeho životního prostředí potenciálními patogeny. V LRL také trávili astronauti prvních několik týdnů v karanténě. Oba kontejnery do laboratoře zamířily přímo z paluby lodi USS Hornet, která velitelský modul Apolla 11 vylovila z Pacifiku, nouzový vzorek pak dorazil o pár dní později společně s astronauty. Kontejnery byly v lunární laboratoři opatrně otevřeny při zachování vakua, proběhla jejich pečlivá dokumentace a začala také analýza, která probíhá dodnes.

A kolik kilogramů vzorků tedy vlastně na Zem astronauti Apolla 11 přivezli? V literatuře se vyskytují různé hodnoty, nicméně revidovaný katalog lunárních vzorků Apolla, který vznikl v roce 1977 přímo pod hlavičkou NASA uvádí, že jejich celková hmotnost činí 21 836,086 gramů. Nejenže se během mise Apolla 11 člověk poprvé dotknul Měsíce, ale navíc si kousek Měsíce v neporušené formě dovezl i s sebou. Těžko rozhodnout, co je větším úspěchem…

2. místo – 195:18:34.37
Každý horolezec, který pokořil osmitisícovku, zná základní pravidlo přežití: dostat se na vrchol, je ta jednodušší část cesty. Všechno úsilí, všechny přípravy, náklady, veškerá vynaložená energie totiž přijde vniveč, pokud z onoho vrcholu nesestoupíte dolů a nedorazíte zpět tam, odkud jste vyšli. Stejně tak to platí i pro jiné odvětví lidské činnosti a ono pravidlo je železným zákonem také v kosmonautice. Žádná mise není úspěšná do okamžiku, než se astronauti vrátí bezpečně zpět na Zem.

Lunární výpravy s sebou nesly značnou dávku rizika. Jako příklad slouží fakt, že třeba nosná raketa Saturn V byla zkonstruována z několika milionů součástí. I kdyby 99,9 % součástí fungovalo bez problémů, stejně tady bylo několik tisíc součástí, které potenciálně selžou.

Když se manželka Franka Bormana Susan ptala před misí Apolla 8 ředitele letových operací Chrise Krafta, jaká je šance na to, že se jí manžel vrátí v pořádku zpátky domů, dostalo se jí upřímné odpovědi: padesát na padesát. Další mise už nešly tak úplně do neznáma, proto Armstrong před startem Apolla 11 odhadl šance na přežití sebe a své posádky na 90 %. Ovšem šance na úspěšnou výpravu, tedy přistání na povrchu Měsíce už odhadoval jen na pouhých 50 %.

Rizik, kterým musela posádka Apolla 11 čelit, bylo mnoho. Ta která se týkala sestupu na Měsíc a opětovného startu a setkání s mateřskou lodí, byla relativně neprozkoumaná. Nakonec se však objevilo jen pár významnějších problémů. Krom oněch alarmů během sestupu bylo dalším momentem, kdy oběma astronautům mírně zatrnulo, například zjištění, že během doby, kdy se pohybovali v kabině s neforemnými batohy životní podpory na zádech, podařilo se jednomu z nich ulomit spínač, kterým se odjišťoval motor vzletového stupně lunárního modulu. Pokud by se motor nepodařilo zažehnout, Armstronga a Aldrina by čekala jistá smrt – bez motoru vzletového stupně se neměli jak z Měsíce dostat.

Ale ani potom, co proběhl start z povrchu a spojení s mateřskou lodí, nebylo vyhráno. Stejně tak musel na první dobrou fungovat motor SPS v servisním úseku Apolla, který měl loď poslat z oběžné dráhy Měsíce zpět k Zemi, naprosto bezvadně musel fungovat tepelný štít velitelského modulu, který chránil loď před výhní několika tisíc stupňů během průletu atmosférou, žádnou chybu si nemohl dovolit ani padákový systém. Podobných prvků, jež musely fungovat naprosto spolehlivě, by se během celé mise našla celá řada.

A tak teprve 195 hodin, 18 minut a 34,37 sekundy poté, co se Saturn V s Apollem 11 na špici lehce nadzvednul nad startovní rampu, bylo jasno, že vše dopadlo dobře: velitelský modul Apolla 11 se třemi živými a zdravými astronauty a dvěma desítkami kilogramů lunárních vzorků dosednul na hladinu Tichého oceánu ve vzdálenosti 3,15 kilometru od středu cílové oblasti. Bez čísla 195:18:34.37 by neměla mise Apolla 11 žádný smysl…

1. místo – 2 983
Každý důležitý a přelomový čin v historii lidstva potřeboval ke svému uskutečnění nějaký spouštěcí impuls. Pro Kolumba to bylo hledání nové výhodné trasy do Indie, pro Lindbergha to bylo 25 000 dolarů, které byly nabízeny newyorským hoteliérem Raymondem Orteigem tomu, kdo jako první přeletí Atlantik bez mezipřistání.

Motivem pro lety lidí do vesmíru a koneckonců i pro let na Měsíc, byla politika. V období studené války se Amerika a Sovětský svaz přetahovaly o vedoucí pozici v mnoha oblastech a kosmonautika patřila mezi ně. A politika stála i za bezprostředním impulsem, který závod o dosažení Měsíce odstartoval.

Když se prezident Kennedy po několika měsících od inaugurace ohlédl za svými úspěchy, mnoho jich nebylo. Jeho popularita klesala a fiasko s vyloděním v kubánské Zátoce sviní jej ukazovalo jako váhajícího a nerozhodného prezidenta, který byl na hony vzdálen onomu rozhodnému muži, který ještě před nedávnem vedl vítěznou prezidentskou kampaň.

Kennedy potřeboval něco, co jej ukáže jako velkého státníka, jako člověka, který vidí dále, než jen na konec svého funkčního období. Jako nosné téma si vybral vesmír a viceprezident Johnson, pod nějž kosmická agenda spadala, mu po konzultacích s poradci a klíčovými osobnostmi NASA přednesl možný cíl.

25. května 1961 pak předstoupil Kennedy před Kongres Spojených států s projevem o urgentních otázkách národního významu. Během něj pronesl památnou větu: „Věřím, že tento národ by se měl zavázat k tomu, aby ještě před koncem této dekády dopravil člověka na Měsíc a bezpečně zpět na Zemi.“ Právě tímto projevem začal skutečný lunární závod.

Ačkoliv to Američané netušili, Sověti tento závod de facto prohráli hned zpočátku, když odmítali uvěřit, že jejich rival myslí onu věc s přistáním na Měsíci opravdu vážně. Až v roce 1964 začaly probíhat první práce na sovětském lunárním přistávacím programu. Pro Američany to však byl také závod s časem. Mnozí zasvěcení nevěřili tomu, že takový titánský úkol lze do konce dekády zvládnout. Ovšem po tragické smrti Kennedyho, který zahynul střelou atentátníka v listopadu 1963 se jeho slova stala něčím více, než pouhou výzvou ambiciozního politika. Pro NASA a mnoho Američanů se ze slov „člověk-Měsíc-konec dekády“ stal téměř mystický cíl. Tento cíl se nakonec podařilo splnit. Okamžik, kdy zazněla slova „Houstone, tady základna Tranquility, Orel přistál!“ dělilo od Kennedyho projevu v Kongresu 2 983 dní…

Jsem si vědom, že pro mnoho lidí jsou čísla spolehlivým „repelentem“, který neomylně odradí od pouhého pohledu na psaný text. Ovšem některá čísla mají hlubší význam než se na první pohled zdá a skrývá se za nimi celý příběh nebo jeho podstatná část. Pokud se mi podařilo neodradit čtenáře s alergií na čísla od čtení tohoto článku a ostatní alespoň trochu zaujmout, jsem tomu velmi rád. Vivat Apollo 11!

Zdroje obrázků:

https://plus.maths.org/content/sites/plus.maths.org/files/articles/2017/1012/numbers.jpg
https://spaceflight.nasa.gov/gallery/images/apollo/apollo11/html/s69-39011.html
foto: autor
https://spaceflight.nasa.gov/gallery/images/apollo/apollo11/html/s69-45002.html
https://spaceflight.nasa.gov/gallery/images/apollo/apollo11/html/s69-21698.html
https://en.wikipedia.org/wiki/File:Kennedy_Giving_Historic_Speech_to_Congress_-_GPN-2000-001658.jpg