Dnešní díl našeho tradičního letního seriálu bude trochu jiný, než na jaký jste možná zvyklí. U tématu top 5 sice zůstaneme a představíme si dokonce 5 zajímavých osobností mezi astronauty, nebudeme se však bavit ani o Juriji Gagarinovi, ani o Alexeji Leonovovi, Neilu Armstrongovi, Jamesi Lovellovi či jiném našim čtenářům velmi známém představiteli letů do vesmíru. Budeme se bavit o astronautech známých sice méně, přesto stále obdivuhodných a s velmi zajímavými osudy. Ukážeme si totiž 5 pozoruhodných astronautů, kteří jsou zároveň fyziky. Vzhledem k úzké spojitosti vesmírného výzkumu a fyziky patrně příliš nepřekvapuje, že mnoho astronautů vykonává či vykonávalo profesi fyzika či že tento obor vystudovali. Následující výběr je samozřejmě čistě subjektivním zhodnocením autora.

5. Jeffrey A. Hoffman

Pětinásobný astronaut z éry programu Space Shuttle se narodil roku 1944 v New Yorku. Po střední škole nastoupil ke studiu astronomie na Amherst College. Z této instituce má bakalářský titul, doktorát obhájil roku 1971 na Harvardu. Následující 4 roky pracoval na univerzitě v Leicesteru ve Spojeném království.

Po návratu do USA (1975) získal post v astrofyzikálním týmu na Massachusettském technologickém institutu (MIT), kde poznal Waltera Lewina, významného fyzika, a především popularizátora fyziky, jehož kniha „Z lásky k fyzice“ vyšla i v češtině (Argo, 2012) a Hoffman je v ní také zmíněn. Zabýval se především gama zářením a rentgenovým zářením v astrofyzice.

Do výběru astronautů NASA byl přijat v roce 1978. Na první let do vesmíru si musel počkat sedm let až do poloviny 80. let, kdy jej vybrali do mise Discovery STS-51-D, jejímž úkolem bylo vypustit dvě družice. Úkol byl bohužel splněn jen částečně. Jeden ze satelitů se, i přes opakované pokusy, nepodařilo vypustit na plánovanou dráhu. V témže roce satelit Syncom IV-3 zachytila posádka další mise STS-51-I, opravila jej a ve vypouštění byla naštěstí úspěšnější.

Členem posádky STS-51-D byl mimo jiné i senátor Edwin Jake Garn, první politik ve vesmíru. Hoffman si také připsal prvenství, stal se prvním astronautem židovského vyznání v rámci programu Space Shuttle a druhým v historii po Borisi Volynovovi.

Na druhý let si i vinou havárie Challengeru musel počkat dalších 5 let do prosince 1990. Kdy se vydal do vesmíru na palubě raketoplánu Columbia při vědecké misi STS-35. Další tři lety už proběhly v poměrně rychlém tempu, poslední z kraje roku 1996. STS-46 a STS-75 byly relativně běžnými misemi, při nichž se vypouštěly družice, byť v prvním případě došlo i k pokusu o vlečení družice za raketoplánem na kabelu.

Nejzajímavější Hoffmanovou misí byla ale STS-61, slavná mise, při níž byl v prosinci 1993 opraven Hubbleův vesmírný dalekohled, jeden z nejdůležitějších astronomických přístrojů v historii. Ten měl totiž z výroby vadu na zrcadle, tzv. sférickou aberaci. Jde o vcelku běžnou záležitost u podobných zrcadel. Drahý přístroj však kvůli ní pořizoval neostré snímky.

Vědci zvažovali možná řešení. Částečně bylo možné plánovaná pozorování uskutečnit i s chybou, někteří se proto domnívali, že by bylo nejlepší nedělat nic. Další navrhované řešení dopravy dalekohledu zpět na Zemi k opravě a opětovné vynesení se zdálo býti příliš nákladné a náročné. Nakonec proto vyhrála varianta opravy přímo na oběžné dráze.

Při pěti výstupech do volného prostoru astronauti provedli na dalekohledu řadu úprav. Vyměnili gyroskopy, solární panely, a především namontovali korekční systém COSTAR, díky němuž byly snímky dalekohledu opět ostré. Jelikož jde o tak významný přístroj pro fyziky a hlavně astrofyziky, je příznačné, že na palubě raketoplánu Endeavour byli hned tři fyzikové, všichni zařazeni do našeho výběru.

Bez zajímavosti není fakt, že Hoffman byl členem posádky i u několika zrušených letů raketoplánů. STS-41-F a STS-51-E jsou co do posádky de facto ekvivalentní uskutečněné misi STS-51-D s několika drobnými změnami. STS-61-E měla být vědeckou misí s observatoří ASTRO-1 a po katastrofě Challengeru byla zrušena. Jádro posádky utvořilo misi STS-35 se stejným zaměřením, došlo však ke změnám na místech velitele, pilota a jednoho z letových specialistů.

Opomenout bychom neměli ani skutečnost, že Hoffman se podíval do vesmíru na palubách všech raketoplánů s výjimkou Challnegeru. Na Columbii letěl dvakrát. Na Atlantisu, Discovery a Endeavouru jednou.

Po odchodu ze skupiny astronautů působil jako zástupce NASA v Paříži, kde strávil 4 roky a následně se vrátil na svou alma mater MIT. Zde získal post odborného asistenta a hned o rok později i profesora v oddělení letectví a kosmonautiky. Od roku 2008 navíc vyučuje i na univerzitě v Leicesteru.

4. Franklin Chang-Diaz

Jediný astronaut narozený ve středoamerické Kostarice a jeden z pouhých dvou (společně s Jerrym Rossem), kteří se účastnili sedmi kosmických letů.

Narodil se v hlavním městě Kostariky San José v roce 1950 jako jedno ze šesti dětí Ramóna Chang-Moralese a Marie Diaz De Chang, jeho jméno je tedy složeninou příjmení obou rodičů. Má čínské předky, jeho dědeček emigroval do Kostariky v průběhu Boxerského povstání (1899-1901).

Základní vzdělání absolvoval ještě v Kostarice, dále se už ale vzdělával v USA. Získal doktorát v oboru fyzika plazmatu. Poté pracoval ve výzkumu, mimo jiné ve slavné Jet Propulsion Laboratory (JPL), jejímž byl dokonce ředitelem. Věnoval se zejména výzkumu fúzních technologií a raketových motorů využívajících plazma. Kromě toho vyučoval i na univerzitě v Houstonu.

Mezi astronauty NASA se dostal jako člen 9. výběru (1980), výzkumu se však úplně nevzdal, i nadále se podílel na činnosti několika výzkumných pracovišť NASA, od roku 1993 dokonce vedl Advanced Space Propulsion Laboratory v Houstonu. Poprvé se podíval do vesmíru při misi STS-61-C na raketoplánu Columbia, šlo bohužel o poslední úspěšný let před Challengerem STS-51-L. Na rozdíl od Hoffmana či Nicolliera nebyl nominován do žádné zrušené mise, i on si však musel na další příležitost nějakou dobu počkat.

V říjnu 1989 se účastnil letu raketoplánu Atlantis STS-34 při němž byla vypuštěna sonda Galileo, posléze 8 roků zkoumající největší planetu Sluneční soustavy, Jupiter. Šlo o velmi úspěšný projekt, sonda se stala prvním pozemským tělesem obíhajícím jakoukoliv planetu vnější Sluneční soustavy, zkoumala atmosféru Jupiteru i jeho měsíce. Galileo byla teprve druhou meziplanetární sondu vypuštěnou z raketoplánu, prvenství má Megellan letící k Venuši (STS-30). Při misi STS-46 (opět Atlantis) se potkal ve vesmíru právě s J. Hoffmanem a C. Nicollierem.

Šanci ke čtvrtému pobytu v kosmu dostal počátkem roku 1994 na raketoplánu Discovery STS-60, jehož se účastnil i první Rus letící do vesmíru na americkém raketoplánu, Sergej K. Krikaljov. O dva roky později, při misi STS-75 se podruhé v posádce sešel s J. Hoffmanem a C. Nicollierem. Astronauté měli za úkol provádět vědecký výzkum, a především opakovat experiment s tažením družice na vlečném laně za raketoplánem.

Proto byla ostatně část posádky shodná s misí STS-46, která měla podobný úkol. Na rozdíl od předchozího letu se podařilo kabel uvolnit až téměř na plánovaných 20 kilometrů (u STS-46 to byly pouze stovky metrů), kabel se ale ke konci uvolňování přerušil a družice i se zhruba 19 kilometrů dlouhým lanem několik týdnů obíhala kolem Země.

V létě 1998 se účastnil deváté a poslední mise raketoplánů k ruské stanici Mir, Discovery STS-91. Na palubě orbiteru byl i Alpha Magnetic Spectrometer (AMS), jehož nástupce AMS-02 je nyní umístěn na Mezinárodní vesmírné stanici. Při posledním pobytu ve vesmíru v roce 2002 navštívil právě i ISS. Let STS-111 měl za cíl výměnu stálé posádky ISS, doplnění zásob a astronauti podnikli také tři výstupy do volného prostoru.

Celkově Chang-Diaz pobyl ve vesmíru 66 dní a 18 hodin. Podobně jako Hoffman se proletěl na všech raketoplánech s výjimkou Challengeru. Na Columbii, Discovery i Atlantisu letěl dvakrát, na Endeavouru jednou.

Po odchodu z NASA v roce 2005 založil společnost Ad Astra Rocket Company zaměřenou právě na vývoj vesmírných technologií využívajících plazma. Podílel se například na vývoji konceptu plazmového motoru VASIMR. Působí rovněž jako profesor fyziky a astronomie na Rice University v Houstonu.

3. Kathryn Thornton

Jediná žena v našem výběru, čtyřnásobná astronautka Kathryn Thornton se narodila 17. srpna 1952 v Montgomery ve státě Alabama, kde také absolvovala základní a střední vzdělání. V 70. letech 9 let studovala na univerzitě fyziku, nejprve na Auburn University, posléze na University of Virginia. Poté několik let pracovala ve výzkumu v Německu v Heidelbergu a v USA v Charlottesville. Je členkou Americké fyzikální společnosti a Americké asociace pro rozvoj věd.

Roku 1984 byla vybrána do oddílu astronautů NASA. První šance přišla v roce 1989 při STS-33, poslední misi raketoplánů v 80. letech, která vynášela družici typu ELINT pro ministerstvo obrany. Na palubě s ní byli například John Blaha, jenž má české předky nebo Franklin Musgrave, šestinásobný astronaut, který letěl na každém z pěti orbiterů.

O dva a půl roku později se účastnila letu Endeavour STS-49. Šlo o první test nového orbiteru, náhrady za zničený Challenger. Astronauté měli za úkol zachytit družici Intelsat 603 umístěnou na špatné oběžné dráze. Akers, Hieb, Thornton a Thuot uskutečnili 4 výstupy do volného prostoru, třetí v pořadí dlouhý 8 a půl hodiny byl prvním (a dosud jediným) při němž byli ve volném prostoru současně tři astronauté a až do roku 2002 rovněž nejdelším. Úkol byl nakonec úspěšně splněn, družice byla zachycena a dostala nový horní stupeň a byla znovu vypuštěna.

Na další příležitost podívat se do vesmíru si musela počkat jen zhruba rok a půl. Tehdy se účastnila historické mise STS-61, opravující Hubbleův vesmírný dalekohled, o níž jsme tady už mluvili. Členy posádky byli i C. Nicollier, F. Musgrave nebo T. Akers. Při letu působila jakožto velitelka užitečného zatížení a společně s Thomasem Akersem absolvovali druhý a čtvrtý z celkových pěti výstupů do volného prostoru, a právě oni instalovali korekční systém COSTAR.

Čtvrtý a poslední let Kathryn Thornton byla mise STS-73 orbiteru Columbia. Hlavní náplní byl let laboratoře Spacelab. Téměř celá posádka byla přitom tvořena nováčky, jediným dalším astronautem s letovou zkušeností byl velitel Kenneth Bowersox, který se účastnil i mise STS-61. Bez zajímavosti není ani to, že právě při tomto startu se do vesmíru poprvé dostal Michael Lopez-Alegria, velitel plánované turistické mise Axiom-1 na lodi Crew Dragon.

Dlouho držela ženský rekord v počtu a délce vycházek do volného prostoru, absolvovala celkově 3 o délce více než 21 hodin. Dnes už jsou však její rekordy několikrát překonané a aktuální rekordmankou v obou kategoriích je Peggy Whitson, jež strávila při deseti výstupech více než 60 hodin ve volném prostoru.

Po odchodu ze skupiny astronautů NASA se vrátila na univerzitu ve Virginii, kde získala post profesorky strojního a leteckého inženýrství. Nějaký čas zde působila i jako proděkanka. Jakožto milovník hor neopomenu zmínit ani její sportovní úspěch, v roce 2019 totiž přešla Appalachian Trail dlouhý 3 500 km, jeden z nejznámějších a nejoblíbenějších trailů v USA.

2. Claude Nicollier

Člen prvního výběru evropských astronautů a dosud jediný Švýcar v kosmu, Claude Nicollier přišel na svět v září 1944. Pochází ze západu své země z kraje nedaleko Ženevského jezera, jednoho z největších ledovcových jezer v Alpách.

Gymnázium absolvoval v roce 1962, následně studoval fyziku na univerzitě v Lausanne (bakalář 1970) a v Ženevě (1975). Při studiu zároveň pracoval na astronomickém institutu. Mezitím působil také jako pilot, nejprve od roku 1966 u švýcarské armády, následně jako dopravní pilot u Swissair.

Po absolvování univerzitního studia nejprve krátce zastával post na Ženevské observatoři, ale už roku 1976 nastoupil do Výzkumného a technologického střediska ESA v Noordwijku (ESTEC). O dva roky později byl vybrán i mezi astronauty ESA a začal se připravovat k letům na raketoplánech. Na základě dohody mezi NASA a ESA se připravoval jako člen 9. skupiny astronautů NASA a získal kvalifikaci letového speciality pro mise v programu Space Shuttle. Později nebylo úplně neobvyklé, aby letoví specialisté byli neameričané, Nicollier byl však prvním.

Jmenování do konkrétní mise se dočkal v roce 1984, jeho let STS-51-H na raketoplánu Atlantis byl však brzy zrušen. Posádka při něm měla pozorovat Zemi a na palubě měla být i laboratoř Spacelab. Dalšími astronauty jmenovanými pro tuto misi byli třeba Vance Brand známý z programu Apollo-Sojuz, Owen Garriott známý ze Skylabu a také Michael Smith, pozdější pilot nešťastného Challengeru.

Právě havárie raketoplánu Challenger negativně ovlivnila i Nicolliera, neboť byla zrušena mise STS-61-K, na níž měl letět opět s Vance Brandem nebo Owenem Garriottem a při níž mělo být na raketoplánu podruhé v historii osm astronautů.

První let proto absolvoval až v létě 1992, mimo jiné s Hoffmanem a Chang-Diazem. Šlo o zde již několikrát zmíněný let STS-46. I STS-61 na orbiteru Endeavour jsme tady již zmínili. Jednalo se o první servisní misi k Hubbleovu teleskopu, při ní byl Nicollier letovým specialistou, jako jediný z 5 astronautů s touto funkcí se přitom neúčastnil výstupů do volného prostoru.

Rovněž o STS-75 jsme v tomto článku již hovořili. Poslední let absolvoval na orbiteru Discovery v prosinci 1999. Šlo o třetí servisní misi k Hubbleovu vesmírnému dalekohledu. Během tří výstupů vyměnili astronauti Nicollier, Grunsfeld, Smith a Foale všechny gyroskopy dalekohledu, senzor pro jemnou navigaci, počítač a tepelnou izolaci. Všechny výstupy přitom patřily k nejdelším v dějinách, trvaly totiž déle než 8 hodin. Nicollier byl zároveň prvním astronautem ESA, který uskutečnil EVA.

Po odchodu z oddílů astronautů se částečně vrátil do Švýcarska, kde přednášel na univerzitě v Lausanne, částečně zůstal v NASA, aby se podílel na činnosti oddělení pro výstupy do vesmíru a byl vedoucím astronautem ESA v Houstonu. Také on letěl se čtyřmi různými orbitery, každý svůj let absolvoval na jiném. Ve vesmíru strávil 42 dní, z toho 8 hodin ve volném prostoru při EVA.

NASA definitivně opustil roku 2007 a stal se řádným profesorem v Lausanne. Je členem Švýcarské astronomické společnosti, Švýcarské akademie technických věd nebo Britské meziplanetární společnosti. Získal mimo jiné medaili Alberta Einsteina, mezi jejímiž laureáty je jediným astronautem. Pro lepší představu o významnosti ocenění si řekněme některé další držitele medaile. Jsou jimi například Nobelisté Roger Penrose, Murray Gell-Mann, Michel Mayor, Kip Thorne, Rudolf Mössbauer, George Smoot, Saul Perlmutter, Adam Riess, Reinhard Genzel, Chen Ning Yang a Joseph Taylor. Opomenout nelze ani držitele Fieldsovy medaile a strunového teoretika Edward Wittena, nebo tvůrce moderních modelů černých děr Roye Kerra.

Čestné zmínky

Pochopitelně, že jsem ve svém výběru musel řadu významných astronautů vynechat. Nezmínil jsem podrobně například první Američanku v kosmu Sally Ride nebo původem geofyzika Andrewa Feustela. Důvod je prostý. Oba jsou velmi známí a přišlo mi zbytečné zde znovu vytahovat mnohokrát opakované informace.

Do výběru se nedostala ani řada evropských astronautů, namátkou Alexander Gerst, Reinhold Ewald, Franco Malerba, Gerhard Thiele nebo Umberto Guidoni. Další fyzičkou mezi astronautkami je pak třeba Linda Godwin.

A opomenuta jistě zůstala i řada osob z programu Apollo a Space Shuttle, opět namátkou třeba Walter Cunningham, Joseph Allen, James Newman, Don Lind nebo Thomas Jones.

Nakonec musím říci, že jsem vyřadil z výběru již předem dvě skupiny osob. Předně jde o astronauty, kteří sice byli k letům vybráni, a tedy byli členy nějaké oficiální skupiny astronautů či kosmonautů, ale do vesmíru se nikdy nepodívali. Za všechny jmenujme třeba jediného sovětského fyzika mezi kosmonauty Georgije Katyse. Dále jsem rovněž vyřadil astronauty, kteří nejsou nebo nebyli fyzikové ale inženýři, byť v oboru velmi blízkém fyzice (například jaderné inženýrství apod.).

1. Edward Gibson

Pouze jeden astronaut z našeho výběru nelétal na raketoplánech, ale účastnil se zlaté éry americké pilotované kosmonautiky, programu Apollo. Je jím Edward Gibson. Narodil se nedaleko Niagarských vodopádů ve městě Buffalo (stát New York). Úspěšně absolvoval základní a střední vzdělání.

V mládí trpěl závažným onemocněním, zánětem kostní dřeně. Kvůli tomu strávil řadu měsíců v nemocnicích a málem přišel o nohu, což se naštěstí nestalo. Je jedním z lidí, kterým zachránil život tehdy nový lék, penicilin. Aby se vrátil zpět do formy, začal se aktivně věnovat sportu, zejména plavání.

V roce 1959 získal titul na University of Rochester a o 6 let později obhájil doktorát z fyziky na Kalifornském technologickém institutu (Caltech), jedné z nejprestižnějších univerzit na světě, pokud jde o výuku a výzkum v přírodních vědách a ve fyzice. Zaměřoval se na sluneční fyziku a fyziku plazmatu, napsal dokonce i knihu o Slunci „The Quiet Sun“, která byla dokonce přeložena i do ruštiny.

Po dokončení vysoké školy odešel do soukromé sféry, podílel se na výzkumu u firmy Philco Corp., kde experimentoval s lasery. Zde nicméně vydržel jen krátce, neboť byl přijat mezi astronauty NASA jakožto člen 4. oddílu, v němž byli vědci, mezi nimi i geolog Harrison Schmitt, až dodnes bohužel jediný vědec na Měsíci.

Podílel se i přímo na programu Apollo, zejména komunikoval s astronauty Apolla 12 v průběhu jejich práce na povrchu Měsíce. Poté byl zařazen do programu Skylab, na rozdíl od několika kolegů jej alespoň nemuselo mrzet, že nebyl v jednom ze tří zrušených přistání na Měsíci.

Účastnil se letu Skylab 4, třetí pilotované mise ke stanici. Velitelem byl Gerard Carr, pilotem William Pogue a vědeckým pracovníkem právě Gibson. Šlo tedy o posádku dosti výjimečnou, neboť všichni tři astronauté byli nováčci, jednalo se o jejich první a ve všech případech i poslední kosmický let. Mise trvala 84 dní, což byl na celé 4 roky světový rekord až do mise Jurije Romaněnka a Georgije Grečka na stanici Saljut 6, od té doby už drží rekord pouze sovětští, respektive ruští kosmonauté.

V průběhu téměř tří měsíců provedli 4 výstupy do volného prostoru, Gibson se účastnil hned tří z nich. Dále provedli mnoho lékařských či biologických experimentů, fotografovali prstencové zatmění Slunce viditelné na Štědrý den 1973 a také Kohoutkovu kometu v ultrafialové oblasti spektra. Provedli i řadu pozorování Slunce.

Pobyt na stanici však neprovázely jenom úspěchy. Astronauty zpočátku trápila silná nevolnost Williama Pogueho. Tuto skutečnost navíc nějakou dobu tajili před řídícím střediskem, pochopitelně k nepříliš velké radosti činovníků NASA.

Krátce po skončení letu na Skylabu Gibson NASA opustil a odešel do soukromého sektoru ke společnosti Aerospace Corp., kde se věnoval poznatkům získaným na Skylabu jakožto i práci na připravovaném projektu Spacelab. Od roku 1977 opět působil v NASA, pomáhal s výběrem a přípravou astronautů vědců, komunikoval s posádkou při první misi raketoplánu STS-1, ale sám už zájem letět neměl. Roku 1982 od NASA odešel definitivně, tentokrát ke společnosti TRW Inc.

Později založil vlastní společnost Gibson International Corp., věnoval se i psaní, je autorem dvou románů, učebnice sluneční fyziky a editoval knihu o kosmonautice „The Greatest Adventure“. Je držitelem řady ocenění, za zmínku stojí třeba zlatá medaile měst New York a Chicago nebo čestný doktorát z University of Rochester.

Dnes je mu 84 let a je posledním žijícím členem mise Skylab 4, William Pogue zemřel v roce 2014, Gerald Carr zesnul v loňském roce.

Zdroje obrázků:

nasa.gov

wikimedia.org

aiche.org

spacefacts.de