MOL – špion, který se nekonal (9. díl)

Celkový vzhled stanice MOL

V původních záměrech vedení amerického letectva měla stanice, jež později vstoupila ve známost pod názvem MOL, sloužit zejména k ověření práceschopnosti člověka v neznámém prostředí mikrogravitace a stísněných prostor. Z původního, navenek bohulibého, záměru, se ovšem v průběhu času vyklubal projekt, jehož těžiště leželo v „černé“ sféře. MOL měl být zajisté stanicí, na jejíž palubě měly být prováděny experimenty ku prospěchu vědy a poznání, ovšem hlavní náplní práce posádky měla být obsluha optického špionážního komplexu. DORIAN, jak byla kódovým jménem tato optická soustava označována, byla na svou dobu velmi výkonným nástrojem s výborným rozlišením. Navíc, právě díky přítomnosti lidské posádky, mělo jít o velmi pružný systém, který dovoloval výběr cílů a předběžnou analýzu získaných dat téměř v reálném čase. Pro podrobné zkoumání pak měly být filmové pásy dovezeny na palubě návratové kabiny Gemini na Zem spolu s piloty. Na první pohled tento systém vypadal velmi důmyslně, nicméně ke své funkci vyžadoval neméně důmyslný hardware. Pokud by existoval nějaký druh alternativní reality, ve které by stanice dospěla do fáze realizace, naskytl by se případnému kolemjdoucímu, který by překonal bezpečnostní opatření na Vandenbergu (čímž by ovšem z principu přestal být pouhým kolemjdoucím) po spatření stanice samotné pohříchu fádní pohled. Přibližně osmnáct a půl metru dlouhý válec o průměru něco přes tři metry navenek nedával ničím najevo, jaké špičkové vybavení se skrývá uvnitř…

 

Srdce MOL

 

Oficiálně tento válec nesl pojmenování „Laboratory Vehicle“ a byl rozdělen do dvou segmentů. Prvním segmentem byl „Laboratory Module (Laboratorní modul)“, který byl určen pro posádku a nutné vybavení pro její práci, druhým segmentem pak byl „Mission Module (cosi jako Pracovní modul nebo Modul mise) “, ve kterém byl umístěn optický systém. Piloti se měli zdržovat výlučně v Laboratorním modulu, jehož větší část byla hermetická, Mission Module byl pro ně za normálních podmínek nepřístupný, byť jisté scénáře počítaly s možným angažmá pilotů při odstraňování lehkých závad. Opatrnost je pochopitelná, pokud vezmeme v úvahu křehkost a citlivost optického vybavení. K tomu, aby se piloti nějakým způsobem chtěli dostat do Mission Modulu, koneckonců nebyl během nominální mise důvod. Všechno, co potřebovali pro ovládání systému a vůbec život během třiceti dní, měli pěkně pohromadě v Laboratorním modulu.

Laboratorní modul měl tvar válce o průměru 3,05 metru a délce 5,8 metru. Byl rozčleněn na několik oddílů, přičemž přímo k Gemini-B přisedal nepřetlakovaný adaptér. V něm byl umístěn přechodový tunel a kolem něj pak našly své místo nádrže kryogenik a palivové články. V adaptéru se také nacházel environmentální systém a nádrže paliva pro orientační motorky, které měly své místo na povrchu této části Laboratorního modulu.

Motorky se měly starat o orientaci stanice v prostoru a byly rozmístěny do čtyř skupin po obvodu LM. Každá skupina obsahovala jeden větší motor o tahu 444,8 N a čtyři menší motorky o tahu 112 N. Pohonné látky byly klasickými hypergoly – palivem byl nesymetrický dimetylhydrazin a okysličovadlem oxid dusičitý. Motorky měly být schopny zajistit orientaci ve všech osách s přesností 0,5° při toleranci 0,004°/s. Pro třicetidenní misi se počítalo zhruba s 907 kg pohonných látek rozmístěných v osmi nádržích. Na palubě tedy nebyly žádné silové setrvačníky, jako tomu bylo například u Skylabu nebo u sovětských špionážních stanic řady Almaz.

O přísun energie se zpočátku vedly spory. Konzervativnější křídlo navrhovalo osvědčené solární panely a v rané fázi projektu byla tato varianta skutečně posuzována. Nakonec však vyhrála varianta jiná a pokud vážený čtenář někde uzří obrázek MOL s jedním nebo se dvěma solárními panely, nechť je ujištěn, že v takovéto podobě se na orbitu stanice dostat neměla. Přísun elektřiny totiž měly zajišťovat palivové články. První zkušenosti s touto technologií získala NASA v polovině šedesátých let v rámci programu Gemini a pro USAF toto řešení skýtalo několik výhod. Solární panely totiž byly samy o sobě relativně těžké a jejich využití navíc mohlo limitovat možnost namířit optický systém žádoucím směrem. Pakliže by byly umístěny na nějakém druhu otočného závěsu, jejich pohyb by mohl zanášet do konstrukce vibrace.

Volba tedy padla na palivové články, které reakcí vodíku a kyslíku vytvářejí teplo, elektřinu a vodu. Stanice měla mít na palubě tři články, které byly schopny dlouhodobě zajistit 1,83 kW energie s tím, že v případě potřeby byly schopny pokrýt poptávku po 4,5 kW. Elektrická síť pracovala s napětím 28 V a stejnosměrným proudem. Kryogenika měla být uchovávána v nádržích podobných těm, jež byly použity v programu Apollo (ostatně i samotné palivové články byly téměř totožné s těmi v Apollech). Kapacita měla stačit na třicetidenní misi s velkorysou rezervou šestnácti dní.

Na adaptér přiléhala sekce, která sloužila jako pracoviště i obytná část pro piloty. Jednalo se o dvoupatrovou strukturu, přičemž obě patra nebyla prakticky ničím oddělena. Stěny každého z těchto dvou pater byly uspořádány do osmistěnu, přičemž stěna se nazývala „bay (oddíl nebo výklenek)“ a měla své určení ve formě jakýchsi pracovních nebo užitkových míst, která by se dala přirovnat ke dnešním rackům na palubě ISS.

Řez laboratorním modulem

Řez laboratorním modulem
Zdroj: astronautix.com (kredit: astronautix, Mc Donnell-Douglas)

Pokud bychom prolétali stanicí „shora dolů“, tedy od Gemini-B směrem k Mission Module, nejprve bychom se ocitli v horním patře, které sloužilo hlavně jako zázemí pro posádku. V oddíle číslo jedna se nacházel skladovací prostor. Bay 2 ukrývala část environmentálního systému a jeho ovládací prvky. Bay 3 sloužila k zajištění hygieny a byla zde umístěna toaleta. Bay 4 sloužila jako pracovní místo k biochemickým experimentům. Bay 5 a 6 obsahovaly velkou přechodovou komoru pro experimenty a případné výstupy do volného prostoru. Do roku 1967 bylo také v plánu, aby odtud měli piloti možnost během mise vypouštět návratové pouzdro – „kyblík (bucket)“ s průběžně získanými daty a záznamy. V rámci Bay 7 bychom našli glovebox určený pro práci s kapalinami, pod ním se nacházela část zásob potravin. Bay 8 obsahovala úložné prostory. V horní části tohoto oddílu bylo paralelně se „stropem“ umístěno lůžko pro jednoho z pilotů.

Spodní patro, jak jsme již uvedli, nebylo od horního patra nijak odděleno – jedna z výhod architektury určené pro beztížný stav. Také zde stěny tvořilo osm „racků“. Bay 1 obsahovala pohyblivou židli, pomocí níž se určovala hmotnost pilotů (podobná zařízení fungovala a fungují na všech typech orbitálních stanic). Bay 2 tvořila skříň s aparaturou pro testování práce optického systému. Bay 3 sloužila k ovládání systému pro zajištění životních podmínek. Na bay 4 měli piloti testovat fyziologii svého těla v podmínkách mikrogravitace. Bay 5 byla určena pro fyzická cvičení a zde byly uloženy skafandry posádky. Bay 6 ukrývala mimo jiné kyslíkové masky pro případ nouze (pomalá dekomprese nebo požár). Bay 7 obsahovala některé ovládací prvky stanice a hlavně okénko. Bay 8 byla klíčovým místem – odtud se ovládala stanice i optický systém jako celek. V podlaze se nacházel průlez, kterým by se piloti v závislosti na konfiguraci stanice mohli dostat v případě nutnosti do pracovního modulu.

Řez laboratorním modulem

Řez laboratorním modulem
Zdroj: astronautix.com (kredit: astronautix, Mc Donnell-Douglas)

Celkový hermetický prostor v laboratorním modulu činil přibližně 28,3 m3, přičemž po odečtení vybavení pro piloty samotné zbývalo pouhých 11,3 m3 volného objemu. Relativně malý prostor a na onu dobu dlouhé plánované mise kladly nemalé nároky na systém zajištění životních podmínek. Jak už bylo řečeno v jednom z předchozích dílů, atmosféra uvnitř hermetických prostor byla tvořena dvěma komponenty – kyslíkem a héliem při nominálním tlaku zhruba 345 hPa, v případě nouze bylo možno interiér naplnit čistým kyslíkem, jehož bylo v kryogenních nádržích více než dost (navíc byl superkritický kyslík používán i pro práci palivových článků, takže se vlastně „zabily dvě mouchy jednou ranou“). Nouzový systém využíval akumulátor plynného kyslíku, díky němuž bylo možno v případě, že by se v plášti objevil otvor o průměru 2,5 cm, udržovat nominální tlak v interiéru po dobu 5 minut.

O přijatelnou hladinu CO2 (nominální hodnotou parciálního tlaku CO2 bylo 5 mm rtuťového sloupce, tedy zhruba 6 hPa) se měla postarat dvě redundantní molekulární síta. Teplota se mohla pohybovat v rozmezí 20-25,5 °C. S touto hodnotou souvisela práce termoregulačního systému stanice. Ten využíval dvě smyčky. Primární smyčka obsahovala coby chladivo vodu, která odváděla přebytečné teplo z atmosféry stanice a z palubních přístrojů a aparatur. Skrze tepelný výměník se pak teplo přeneslo do sekundární smyčky, jejíž náplní byl Freon-21. Ten teplo odvedl k radiátoru na plášti laboratorního modulu. O to, aby se naopak teplo nedostalo k plášti stanice zvenčí, se starala izolace tvořená třiceti vrstvami aluminizovaného mylaru.

K laboratornímu modulu přisedal pracovní modul („Mission Module“), v němž se skrývalo samotné srdce stanice MOL, optický systém s krycím označením DORIAN. Hlavní částí DORIANu byl velký teleskop a na něj navazující systémy sběru dat. Na svou dobu se jednalo o velmi pokročilý komplex a přestože byla v letech 2014-2015 odtajněna velká část dokumentů, fotografií, schémat a dat ohledně programu MOL, právě v částech, kde je popisován specificky DORIAN, často najdeme začerněné pasáže, jež znamenají, že ani po padesáti letech se NRO nedomnívá, že by bylo dobré na veřejnost vypustit kompletní technické specifikace…

Mission module

Mission module
Zdroj: NRO.gov

Napohled byl Mission Module pokračováním stanice. Jednalo se o nehermetický válec s délkou 18,85 metru a průměrem 3,05 metru. Stejně jako stěny Laboratorního modulu (mimo část, kde se na MM nacházel radiátor) byly jeho stěny z velké části tvořeny plechem z berylia (kvůli termálním poměrům), přičemž některé strukturální prvky pláště a závěsy optického systému byly vyrobeny ze slitiny Invar. Tento materiál je slitinou niklu a železa a jeho hlavní předností je mizivá expanze či kontrakce při změnách teplot.

Samotný Mission Module se skládal ze dvou částí, přičemž přední část o délce 4,26 metru v sobě ukrývala většinu vybavení potřebného pro provoz teleskopu, jako akcelerometry, čidlo hvězd a podobně, zbytek délky modulu sloužil coby tubus teleskopu. Zde se také nacházelo velké výkyvné sledovací zrcadlo (tracking mirror), na které dopadalo světlo (a tedy i obraz povrchu Země) skrze velký výřez v trupu Mission Modulu. Zrcadlo bylo uloženo na závěsu tak, aby bylo možné zachycovat cíle s dostatečnou přesností a současně během fotografování kompenzovat relativní pohyb zemského povrchu. Z tohoto zrcadla bylo světlo odráženo na primární zrcadlo v zadní části modulu.

Jak sledovací, tak primární zrcadlo bylo ve své době divem optické techniky. Obě měly stejný průměr 181, 6 centimetru. Stejná byla také konstrukce. Základ tvořila struktura zvaná „egg crate“, tedy cosi jako „bednička s vejci“. Pod tímto názvem se skrývala voština s jednotlivými buňkami čtvercového tvaru s délkou stěny 7,62 cm. Výška buněk činila 0,55 cm. Na přední straně této konstrukce byla umístěna samotná odrazová plocha z extrémně čistého křemenného skla. Jeho vrstvička měla tloušťku 2,3 cm a její optická tolerance byla jedna desetina vlnové délky viditelného spektra. Zadní stěnu zrcadel pokrývala opět vrstvička křemenného skla o tloušťce 1,27 cm. Jak primární, tak sledovací zrcadlo vážily úctyhodných 462,7 kg.

Konstrukce primárního zrcadla

Konstrukce primárního zrcadla
Zdroj: NRO.gov

Soustava dvou menších zrcadel pak světlo z primárního zrcadla nasměrovala ke kameře v Laboratorním modulu. Tento výrobek firmy Eastman Kodak zachycoval obraz zemského povrchu na speciální film. Fotografie měly kruhový tvar o průměru 23,9 cm, na kterém byla podle úrovně přiblížení zachycena oblast o průměru 1,3 – 2,7 kilometru. Teoretická rozlišovací schopnost systému DORIAN byla pravděpodobně přibližně 10 cm, s přihlédnutím k atmosferickým disturbancím by bylo bývalo možné v reálu zachytit detaily o minimální velikosti 22 cm. V době, kdy nebyl systém DORIAN používán, zakrývaly výřez trupu Mission Modulu posuvné dveře, které bránily kontaminaci povrchů zrcadel a pomáhaly udržovat termální poměry v tubusu.

Piloti měli ověřovat cíle vhodné k fotografování pomocí dvou teleskopů na svém pracovišti. Jejich zorné pole v „hrubém módu“ zabíralo oblast o průměru zhruba 12 kilometrů, přičemž rozlišovací schopnost těchto teleskopů se pohybovala kolem 9 metrů. Pokud by piloti cítili potřebu detailnějšího pohledu, vyhledávací teleskop mohli nastavit tak, aby zorné pole zabíralo oblast 1,28 kilometru, v tomto módu byli piloti schopni registrovat detaily o velikosti 1,1 metru.

Z výše uvedeného by se mohlo zdát, že výběr a vyhledávání cílů byly čistě v gesci posádky. Opak však byl (lépe řečeno – měl být) pravdou. Koordináty známých cílů a potenciálních oblastí zájmu byly odvysílány na palubu MOL, kde byly nahrány do počítačového systému. Ten byl schopen pracovat zcela samostatně a v příhodnou dobu dokázal otevřít dveře v plášti Mission Modulu, příslušně naklopit sledovací zrcadlo a začít fotografovat. Role pilotů spočívala v tom, že cíle vizuálně kontrolovali a mohli do procesu zasahovat tak, aby byla práce DORIANU co nejefektivnější.

Srovnání zorného pole KH-7 a MOL na příkladu snímání kosmodromu Bajkonur. Kroužky znázorňují zorné pole DORIANu.

Srovnání zorného pole KH-7 a MOL na příkladu snímání kosmodromu Bajkonur. Kroužky znázorňují zorné pole DORIANu.
Zdroj: thespacereview.com (kredit: Dwayne Day/NRO)

Pokud byl cíl pokryt oblačností, mohli snímání zablokovat. Mohli také označit příhodnější cíl poblíž původně zamýšleného. Jak řekl Dick Truly, jeden z pilotů, který se podílel na vývoji softwaru pro MOL, „(…) pokud se teleskop zaměřil na odpalovací rampu, měli jste mít jen pár sekund na rozhodnutí: ‚Je cíl pokryt mraky? Je na rampě raketa? Vidíme něco zajímavého nebo nic zajímavého nevidíme? Je rampa prázdná?‘ A během těchto pár sekund bylo třeba počítači sdělit, jaká je potenciální hodnota cíle.“

Výpočetní komplex na palubě MOL pracoval s úrovněmi priority cílů, které byly přednastaveny ze země. Ovšem zásahy pilotů se v reálném čase ony úrovně priorit mohly výrazně měnit. Je jasné, že takový úkol vyžadoval na tu dobu velmi pokročilý systém. Pro tyto účely sloužily dva identické redundantní počítače firmy IBM, k nimž patřila pomocná paměťová jednotka, zobrazovací systém, klávesnice a dvě tiskárny. Každý z počítačů pracoval se 16 000 32-bitových slov. Do paměti byl každý z počítačů schopen uložit 2 miliony bitů dat, přičemž vyvolání z paměti probíhalo rychlostí 600 000 bitů/min. Každý z počítačů byl schopen veškeré nároky zvládat sám o sobě.

Jak si možná pečlivý čtenář povšimnul, při popisu Laboratorního modulu padla zmínka o „kyblíku“, tedy návratové kapsli. „Kyblíky“, oficiálně nazývané DRV – „Data Return Vehicle“ byly používány od dob prvních družic řady CORONA. Pro MOL se počítalo s jedním DRV z dílny firmy General Electric, do něhož se vešlo 27 kg nákladu, v tomto případě filmu. V roce 1967 tento prvek z konceptu pilotované stanice MOL zmizel, pro úplnost je nicméně vhodné jej alespoň několika slovy popsat. Návratová kapsle měla být v příhodný moment odhozena z přechodové komory stanice, zpomalena motorkem na pevné pohonné látky, rotačně stabilizována a následně měla provést balistický sestup atmosférou s využitím padáku, na kterém se měla snést ideálně do míst, kde byly nachystány vyhledávací jednotky s letadly se záchytnými trapézami. Podle plánu měli piloti vyslat DRV s filmy po jednom týdnu, zbytek filmového materiálu měl být dopraven na Zem až na konci mise společně s nimi. Celkově se na palubě MOL mělo nacházet 4 136 metrů filmového pásu (což odpovídalo hmotnosti přibližně 136 kg). Tato zásoba dostačovala zhruba na 14 000 snímků nebo 7 000 stereoskopických párů snímků.

Porovnání pilotované a jedné z bezpilotních verzí MOL

Porovnání pilotované a jedné z bezpilotních verzí MOL
Zdroj: NRO.gov

Při všem úsilí, které bylo věnováno opodstatnění přítomnosti posádky na palubě fotografické rozvědné platformy, je kuriózní, že souběžně s pilotovanou verzí MOL byla vyvíjena i nepilotovaná verze. Lákadlem pro její využití byl fakt, že oproti měsíční misi s piloty byla automatická verze schopna pracovat až 60 dní. Co do hmotnosti bylo v tomto případě možné ušetřit přibližně 455 kg zásob a systémů nutných pro přežití pilotů a získanou rezervu využít ve prospěch filmového materiálu a návratových kapslí (nepilotovaná verze pochopitelně vyžadovala instalaci některých systémů nutných pro automatický provoz, čímž by byla poněkud snížena hmotnostní rezerva).

V případě použití nepilotované verze by na konci stanice nebyla umístěna loď Gemini-B, ale speciální adaptér zvaný Support Module (Podpůrný modul), ve kterém by našlo své místo až osm DRV. Dodnes však není zřejmé, zda by nepilotovaná verze nesla na palubě větší množství filmového materiálu než její pilotovaný protějšek. Není však zároveň znám žádný důvod, proč by tomu tak nemělo být.

Oproti MOL s posádkou by se samozřejmě nepilotovaná verze musela potýkat s několika handicapy. Odpadla by evaluace a detekce cílů v reálném čase, automat by snímal vybrané oblasti tak, jak byl naprogramován, bez ohledu na to, zda jsou pokryty oblačností nebo se změnila jejich důležitost (například přesunem jednotek protivníka jinam). Důležitým faktorem byla i nemožnost správně interpretovat některé poruchy a detekovat degradaci optického nebo orientačního systému. O případném problému by se v mnoha případech operátoři dozvěděli až poté, co by na Zem dorazil DRV s nepoužitelnými snímky.

Přesto se v původních plánech počítalo s tím, že minimálně šestý s sedmý let MOL bude proveden právě v nepilotované konfiguraci. Na podzim 1967 však definitivně převážil názor, že přínos posádky pro zdárný průběh mise je nezastupitelný a zastánci automatů se ocitli ve druhém plánu (byť nezmizeli ze scény zcela). Vše ukazovalo na to, že stanice bude, pokud ne výhradně, pak v absolutně drtivé většině misí, mít podobu stroje s posádkou.

Vážený čtenář nyní zná základní charakteristiky nosiče, transportní lodě i stanice samotné. Ale k tomu, abychom mohli popis komplexu a jeho systémů považovat za úplný, chybí ještě jeden důležitý prvek. Tento prvek, tedy spíše některé z jeho fyzických exemplářů, byly více než dekádu skryty lidským očím a jejich návrat na denní světlo tak trochu připomínal napínavý film…

 

(článek má pokračování)

 

 

Zdroje obrázků:

https://www.nro.gov/FOIA/MOL/
http://www.astronautix.com/graphics/m/mollm2.gif (kredit: astronautix, Mc Donnell-Douglas)
http://www.astronautix.com/graphics/m/mollm1.gif (kredit: astronautix, Mc Donnell-Douglas)
https://www.nro.gov/FOIA/MOL/
https://www.nro.gov/FOIA/MOL/
https://www.thespacereview.com/archive/3461h.jpg (kredit: Dwayne Day/NRO)
https://www.nro.gov/FOIA/MOL/

 

Kontaktujte autora článku - hlášení chyb a nepřesností, rady, či připomínky
Prosím čekejte...
Níže můžete zanechat svůj komentář.

16 komentářů ke článku “MOL – špion, který se nekonal (9. díl)”

  1. Jan Jancura napsal:

    Hádám asi člověk jako obsluha.

  2. Jan Jancura napsal:

    A doplňuji, díky za článek.

  3. jirik napsal:

    Tak to bylo opravdu zajímavé. Můžeme se někde dočíst víc o těch židlích na měření hmotnosti? Je to poprvé, co jsem o nich slyšel.

  4. Petasvo napsal:

    Pane Šamárek, opět velké poděkování:-)
    Dnes mě dostal „kyblík“. Úplně mě fascinuje představa, jak v přesně stanovený čas astronaut vyhodí pouzdro ze stanice. To se správně zorientuje, přibrzdí si a přistane na správném území. Díky.

  5. JirkaCV napsal:

    Nemá být optická tolerance zrcadla dokonce 1/10 vlnové délky? Je to na jednom z obrázků.

  6. Libor Lukačovič napsal:

    Vynikajúci článok – ako inak… 🙂

    Ale tentokrát mám otázku – prečo bolo kremenné sklo aj na zadnej strane primárneho a sledovacieho zrkadla?

Zanechte komentář

Chcete-li přidat komentář, musíte se přihlásit.