Almaz – diamanty na orbitě (5. díl)

Přibližná podoba stanice Almaz

Stroj, jenž se na podzim 1971 začal zhmotňovat v továrně Chruničeva, byl svým způsobem předobrazem dlouhé řady sovětských orbitálních stanic, minimálně co se vzhledu týče. Několik válců s různými průměry bylo poskládáno za sebe, aby vytvořilo trup, na jehož boky byla vetknuta křídla slunečních baterií a na jednom z konců trupu bylo umístěno stykovací zařízení. Stanice Almaz měla být utilitárním strojem, na jehož palubě mělo být téměř vše podřízeno plnění zadaných úkolů, proto byly prostory pro posádku vpravdě spartánské. I tak ovšem kosmonauti mohli využívat některé vymoženosti, mezi něž patřil speciální jídelní stůl nebo běhací pás. Srdcem stanic Almaz pak samozřejmě byl jejich raison d’être, tedy sledovací a záznamová aparatura, s jejíž pomocí mělo být pozorováno a zachycováno území protivníka. Almaz byl v tomto ohledu vybaven velmi dobře a byť se nedařilo včas vyrobit zamýšlený superteleskop Agat, výsledky pozorování měly teoreticky být na velmi dobré úrovni. A co bylo úplně nejlepší (a vlastně se jednalo o vedlejší produkt turbulencí popsaných v předchozích dílech) – přestože se jednalo o stroj podřízený zájmům armády, na první pohled se lišil relativně málo od civilních stanic řady DOS „Saljut“. A pod falešným názvem Saljut také Almazy posléze operovaly. Konstrukce těchto vojenských kosmických pozorovatelen rozhodně stojí za bližší pohled…

Útroby Diamantu

 

První návrhy stanice počítaly s její podobou ve tvaru válce o průměru 4,15 metru a délce zhruba 11 metrů. Průměr měl být uniformní po celé délce stanice, což by jednak znamenalo technologicky relativně jednoduchou montáž trupu a také relativně velkorysý vnitřní prostor (nezapomínejme, že se bavíme o šedesátých letech minulého století). Ovšem specialisté z Chruničeva vyjadřovali své pochybnosti o dostatečné podélné tuhosti nosiče Proton, na jehož špici by byl takovýto objekt umístěn. Proto byli konstruktéři nuceni vymyslet jiné řešení, kterým se nakonec ukázalo být zúžení přední části stanice na průměr 2,9 metru. Stanice tak získala svou typickou podobu dvou válců o různém průměru naskládaných na sebe a propojených kónickým adaptérem. Během startu byla část o menším průměru zakryta aerodynamickým krytem, který se po opuštění atmosféry odhazoval. Startovní hmotnost stanice se pohybovala okolo 18,9 tuny.

Náčrt hermetických prostor Almazu s rozměry

Náčrt hermetických prostor Almazu s rozměry
Zdroj: svengrahn.pp.se (kredit: Sven Grahn)

Celkový objem hermetických prostor Almazů činil přibližně 90 m3, přičemž tyto byly pomyslně rozděleny na několik částí. V zóně menšího průměru se nacházel prostor vyhrazený zejména (byť ne výhradně) pro volný čas a odpočinek posádky. Zde měli kosmonauti místo na spaní, u jedné ze stěn se nacházel jídelní stůl s ohřívačem tub a konzerv. Z jedné strany ke stolku mohl kosmonaut usednout (pakliže se tento výraz dá v podmínkách mikrogravitace používat) na malou stoličku, směrem k přídi stanice a tedy z druhé strany stolku pak bylo jedno ze spacích míst, připomínající klasickou válendu. Na protější stěně pak byly umístěny osobní věci posádky, zásoby prádla (na let s dobou trvání do 65 dnů se pro jednu osobu počítalo se 4 komplety spodního prádla, 6 páry ponožek, jedním kompletem svrchního prádla a jedním párem bot) a hlavně aparatura pro sledování zdravotního stavu kosmonautů a také palubní lékárnička. U této „skříně“ bylo také speciální křeslo, do kterého se připoutal kosmonaut, jehož fyziologické funkce měly být sledovány pomocí aparatury Polynom-2 (tato aparatura posílala na Zemi elektrokardiogram a elektroencefalogram dotyčného kosmonauta). Našli bychom zde také zařízení pro měření hmotnosti kosmonautů.

Vnitřní kompozice stanice Almaz

Vnitřní kompozice stanice Almaz
Zdroj: warspot.ru (kredit: НПО машиностроения via warspot.ru)

Své místo zde měla původně mít i souprava pro udržování fyzické kondice posádky. Tato souprava s názvem KST (komplexní sportovní trenažér) v sobě zahrnovala jednak ergometr a také konstrukci připomínající žebřiny se systémem gumových pásů, s jejichž využitím by mohli kosmonauti provádět cvičení zaměřená na různé svalové skupiny. V průběhu projektování stanice však byl tento trenažér zaměněn za systém KTF (komplexní trenažér pro fyzické cvičení). Ústředním bodem KTF byl běhací pás, což s sebou přineslo malý hlavolam pro konstruktéry. Pokud by byl KTF umístěn v „obývacím úseku“, nemohli by na něm kosmonauti běhat vzpřímeně – naráželi by hlavami do stropu. Proto se běhací chodníček KTF přestěhoval do zadní části pracovního úseku o širším průměru, kde již bylo možné běhat ve vzpřímené pozici.

Pokud bychom postupovali z obytné zóny směrem k zadní, širší části stanice, nejprve bychom se ocitli v konickém adaptéru, jenž v rámci trupu spojoval ony zmíněné válce o různém průměru. Právě k tomto konickém úseku se skrývalo pro kosmonauty zřejmě nejdůležitější místo stanice: ve směru letu nalevo byl umístěn pult ovládání stanice, oficiálně nazývaný „pult velitele posádky“. Pomocí tohoto pultu mohl kosmonaut sledovat nejdůležitější údaje ohledně polohy komplexu v prostoru a vůči Zemi, práce orientačního a pohonného systému, zde také mohl zadávat data do palubního výpočetního komplexu.

Hlavní ovládací pult stanice Almaz (plastové křesílko pochopitelně do výbavy nepatřilo)

Hlavní ovládací pult stanice Almaz (plastové křesílko pochopitelně do výbavy nepatřilo)
Zdroj: https://warspot.ru (kredit: Новости космонавтики via warspot.ru)

Vpravo od pultu se nacházely okuláry hledáčku OD-5 spojeného s panoramatickou optickou aparaturou POU-II. Pomocí této soustavy mohl kosmonaut pozorovat detaily zemského povrchu s rozlišením zhruba 30 metrů, což bohatě dostačovalo k detekci potenciálně zajímavých cílů pro hlavní optickou aparaturu stanice. Soustava OD-5/POU-II mohla pracovat jak v automatickém režimu, tak v režimu manuálním. V prvním případě palubní počítač sám navedl soustavu do polohy, která zajišťovala, aby naprogramovaný cíl byl v zorném poli a upozornil kosmonauta na začátek sekvence, kdy bylo možné cíl vidět. V manuálním režimu cíl vyhledával sám kosmonaut pomocí dvou malých páček po stranách okulárů.

Pomocí aparatury POU-II mohli kosmonauti vyhledávat oblasti, jež měly být zachyceny srdcem celé stanice, tedy teleskopem Agat-1. Jak už bylo řečeno v jednom předchozích dílů seriálu, ohnisková vzdálenost teleskopu činila 6,375 metru a primární zrcadlo mělo průměr 0,88 metru, přičemž tato kombinace zajišťovala rozlišení objektů o rozměrech zhruba 2 metry (v reálu bylo pravděpodobně dokonce lepší, některé zdroje hovoří o fotografiích, na nichž bylo možno rozeznat objekty o velikosti 0,43 m!). Scenérie, jíž teleskop zobrazoval, byla zaznamenávána na fotoaparát ASA-34R, který okupoval místo na samém vršku aparatury.

Celkově měla aparatura na výšku 4 metry a vážila (včetně rámů a nezbytného vybavení) 1 200 kg. Agat-1 byl ukryt ve velkém konusu uprostřed pracovní sekce stanice. Vzhledem k jeho rozměrům a také k rozměrům interiéru Almazu nebylo možné kompenzovat pohyb stanice nad snímanou oblastí pomocí závěsů, jež by teleskop nakláněly. Bylo proto využito zachycování zemského povrchu skrze štěrbinu, jíž byl průběžně protahován filmový pás. Pás byl protahován rychlostí, jež korespondovala s úhlovou rychlostí stanice vzhledem k povrchu.

Pro Agat-1 bylo využíváno několik druhů filmových pásů. Jeden druh o šířce 420 mm a délce 500 metrů byl určen pro klasickou fotografii; druhý typ pak byl používán jako základ pro fototelevizní přenos informací na Zem, v tomto případě při stejné délce jeho šířka činila 530 mm. Informace v podobě filmových pásů mohly být k rukám analytiků dopraveny buďto prostřednictvím fototelevizní aparatury téměř v reálném čase (samozřejmě s kompromisy v oblasti rozlišení), prostřednictvím speciální automatické kapsle nebo až po přistání transportní lodě s kosmonauty a exponovaným filmovým materiálem.

Aparatura Agat-1

Aparatura Agat-1
Zdroj: warspot.ru (kredit: Новости космонавтики via warspot.ru)

Tyto optické aparatury nebyly jedinými záznamovými zařízeními na palubách Almazů. Celkově se zde nacházelo hned 14 fotoaparátů a kamer (pokud počítáme i Agat-1) a několik periskopů a hledáčků, pomocí nichž kosmonauti sledovali nejen zemský povrch, ale také okolí lodě, hvězdnou oblohu a podobně. Dalo by se vlastně říci, že Almaz byl jedním velkým okem na orbitální dráze.

V „zóně širokého průměru“, jak byla označována část stanice s průměrem trupu 4,15 metru, se také nacházely další prostředky a vybavení nutné pro práci stanice a posádky. Jak už bylo řečeno, právě zde našel své místo trenažér pro fyzická cvičení posádky, toaleta, patrony regenerace atmosféry a další zařízení. Jak už však bylo řečeno, prim zde hrála aparatura Agat-1, která okupovala většinu prostoru pracovní zóny.

Pracovní zónou však Almaz nekončil. Pokud bychom interiérem proplouvali ještě dále dozadu, narazili bychom na poslední část hermetických prostor stanice – přístrojový úsek. Základ tohoto úseku tvořila přechodová komora. Měla velmi zhruba sférický tvar, přičemž proti průlezu do pracovní zóny se nacházel stykovací uzel pro připojení transportní lodě. Pokud by náš zrak padl směrem „dolů“, na „podlahu“ přechodové komory, nemohli bychom přehlédnout speciální přechodovou komůrku, ze které byly vypouštěny kapsle s exponovaným materiálem. Protože kapsle byly poměrně těžké (zhruba 400 kg, k jejich konstrukci se dostaneme později), byl k manipulaci s nimi využíván manipulátor – cosi na způsob malého jeřábu, který pomáhal kosmonautům kapsli přesunout z pracovní zóny a vložit kapsli do přechodové komůrky. Na „stropě“ přechodové komory byl umístěn příklop do další přechodové komůrky, tentokrát určené pro výstup kosmonautů do volného prostoru. Nutno podotknout, že k výstupu posádky do volného prostoru v reálu nikdy nedošlo.

Kolem přechodové komory byly rozmístěny nádrže s pohonnými látkami pro motory korekce dráhy. Korekce zajišťovaly dva motory 11D24 s tahem po 400 kg pro hrubé korekce a čtyři motory 11D434 s tahem po 40 kg určené pro jemnější doladění parametrů dráhy. Stabilizaci polohy v prostoru zajišťovalo 16 motorů 11D433 s tahem po 20 kg a 12 motorků 11D432 o tahu 1,2 kg rozmístěných na exteriéru Almazu. Všechny motory a motorky využívaly kombinace nesymetrického dimetylhydrazinu coby paliva a tetroxidu dusíku v roli okysličovadla. Když ale hovoříme o udržování orientaci stanice, což je u orbitální výzvědné platformy extrémně důležitý aspekt, vážené čtenáře možná překvapí množství pohonných látek potřebných k jejímu udržení: na udržení polohy v prostoru během jednoho obletu Země padlo pouhých 10-15 gramů pohonných látek! Jak je možné, že Almaz dosahoval na svou dobu tak neuvěřitelné hospodárnosti? Odpověď na tuto otázku je jednoduchá: gyrodyny.

Pro orientaci stanice v prostoru zvolili konstruktéři právě tento prostředek, který je dnes běžný, nicméně ve své době představoval technologický limit a extrémně pokročilé řešení. Pod pojmem gyrodyny bychom si správně měli představit silové setrvačníky. Jedná se o prvky s podstatnou hmotností, které se točí okolo své osy. Pakliže je ona osa v nehybném stavu, otáčející se masa zajišťuje relativní nehybnost prvku, na který je ona osa přichycena, v tomto případě stanice. Pokud osou otočíme (k čemuž je kvůli gyroskopickému efektu zapotřebí poměrně velká síla), změní se nejen orientace osy v prostoru, ale také orientace stanice.

Silové setrvačníky byly využívány již na americké orbitální stanici Skylab, v případě Almazu se však konstruktéři rozhodli pro novátorské a velmi neobvyklé řešení. Gyrodyny na Almazech byly dvojího typu. Pro stabilizaci a změnu náklonu sloužil setrvačník v podobě velké obruče o průměru 2,7 metru a hmotnosti 65 kg, která byla umístěna v „nose“ stanice a otáčela se rychlostí maximálně 80 ot/min. Díky tomuto setrvačníku mohla stanice vykonávat náklony v rozsahu až 90° rychlostí 1°/s.

Druhým typem pak byl setrvačník umístěný ve spodní části přídě stanice. Tento setrvačník zajišťoval orientaci a obraty ve všech třech osách a měl podobu koule o průměru 64 cm a hmotnosti 70 kg, otáčející se rychlostí až 800 ot/min. Kulový setrvačník byl používán v případech, kdy nebylo zapotřebí větších korekcí polohy. I tak však oba setrvačníky dokázaly udržet polohu stanice v prostoru s přesností na 3 úhlové minuty s odchylkou 0,007°/s. Jejich hlavní přínos však spočíval v tom, že se díky nim podařilo výrazným způsobem omezit spotřebu pohonných látek a staly se (zejména onen kulový setrvačník) předobrazy pozdějších gyrodynů používaných například na orbitální stanici Mir nebo na dnešní ISS. Toto řešení samozřejmě přinášelo i jisté nevýhody – zvýšená hluková zátěž v oddíle vyhrazeném pro odpočinek a spánek se stala jednou z nejvýraznějších výtek kosmonautů směrem k podmínkám na stanici, tento systém zvyšoval nároky na energetickou bilanci a v neposlední řadě bylo zapotřebí velmi sofistikovaného systému řízení, který musel být schopen pracovat i s tímto způsobem orientace stanice.

Co se energetické náročnosti týče, o dostatek elektřiny se u Almazu starala dvě křídla slunečních baterií, jež byla upevněna na bocích přístrojového seku. Plocha dvou křídel činila zhruba 52 ma solární články byly schopny dodávat za ideálních podmínek až 3,12 kW energie do osmi olovo-zinkových baterií. Křídla byla otočná kolem jedné osy a pro zajištění ideálního osvícení Sluncem mohla být nastavena v úhlech -23°, 0° a +23°, přičemž náklon mohl být iniciován povelem z řídicího střediska nebo z hlavního pultu stanice.

Přestože řídicí systém Almazu byl analogový, všechna výzvědná aparatura na palubě byla ovládána prostřednictvím komplexu založeném na počítači Argon-12A. Jednalo se o stroj s kapacitou 512 24-bitových slov v RAM a 2 x 4 096 24-bitových slov v ROM. Samotný počítač vážil 131 kg a zabíral prostor 240 dm3, přičemž jeho terminál byl vyveden na hlavní pult stanice.

Dvousložková kyslíkovo-dusíková atmosféra v interiéru byla udržována na úrovni tlaku zhruba odpovídající pozemské. Posádka mohla regulovat teplotu obytných prostor v rozsahu 17°C až 25 °C, hermetické prostory s aparaturou si zachovávaly teplotu v rozmezí 15°C až 34°C. Pro vyzáření přebytečného tepla byly na plášti stanice nainstalovány radiátory.

Možná trochu paradoxní je skutečnost, že přestože byla stanice Almaz koncipována pro trojčlennou posádku, nikdy na ní trojice kosmonautů nepobývaly. Jak již bylo uvedeno v minulých dílech seriálu, pro první etapu se počítalo s využíváním transportních lodí 7K-T Sojuz. Po katastrofě Sojuzu-11 v červnu 1971, kdy se posádka ve složení Dobrovolskij, Volkov a Pacajev stala obětí nečekané dekomprese a absence skafandrů, byl projekt lodi Sojuz zásadně změněn. Napříště tyto lodě startovaly s dvoučlennou posádkou vybavenou ochrannými skafandry Sokol-K. Platilo to pochopitelně jak pro stanice DOS Saljut, tak i pro stanice OPS Almaz. Na druhou etapu programu, při které se počítalo s používáním lodí „domácích“ lodí TKS z dílny CKBM, již bohužel nedošlo.

Jak již bylo několikrát řečeno, stanice OPS Almaz měly být protipólem americké stanice MOL. Ovšem oproti americkému programu měla OPS dva zajímavé prvky navíc. S jedním z nich, o němž již částečně byla řeč, se původně počítalo i v rámci amerického programu MOL, ale nakonec byl z amerických plánů vynechán. Druhý prvek je vpravdě unikátní a přes jisté pochybnosti o jeho praktickém využití dodnes vzbuzuje živý zájem veřejnosti i odborníků. Ony prvky nesly název KSI a Štít-1…

 

(článek má pokračování)

 

Zdroje obrázků:

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Mir-39.jpg
http://www.svengrahn.pp.se/histind/Almprog/almbasy.gif (kredit: Sven Grahn)
https://warspot-asset.s3.amazonaws.com/articles/pictures/000/068/297/content/ris04-9635e7b843908cbd0ba7850dd74aa590.jpg (kredit: НПО машиностроения via warspot.ru)
https://warspot.ru/14511-pervaya-orbitalnaya-stantsiya-kak-almaz-stal-salyutom/images?name=%2F000%2F068%2F299%2Fcontent%2Fris06-232436104fa2bc71c13b484e76f705b0.jpg (kredit: Новости космонавтики via warspot.ru)
https://warspot-asset.s3.amazonaws.com/articles/pictures/000/068/298/source/ris05-3ec5e523d0b2afe9901415a4eb9c100b.jpg (kredit: Новости космонавтики via warspot.ru)

 

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

15 komentářů ke článku “Almaz – diamanty na orbitě (5. díl)”

  1. tonda napsal:

    Hezky ty diamanty brousíš Ondřeji,děkuji!Nechtěl jsem riskovat studený kafe,tak jsem si radši počkal do popůlnočního vydání.Dobře jsem udělal,v kombinaci sčervenou Frankovkou pokojové teploty to nemělo chybu!

  2. Branislav Pecho napsal:

    Ako vždy, fantastické informácie.
    Koľko kapslí na exponovaný materiál bolo na palube? Prepravovali aj iný materiál, ako bol film? A posledná otázka, v ktorej časti ZSSR pristávali, prípadne mali nejaký samodeštrukčný systém, ak by minuli cieľovú oblasť, prípadne by smerovali mimo ZSSR?

    • Ondřej Šamárek napsal:

      Díky za chválu, pokud se mi podařilo najít i nějaké informace, které zatím nebyly širší veřejnosti příliš známy, jsem moc rád.
      A co se týče oné kapsle, odpovědi na Vaše otázky jsou součástí dalších dílů seriálu, přičemž hned ten příští se bude kapslím věnovat docela podrobně. 😉

  3. Libor Lukačovič napsal:

    Vynikajúci diel! Ako obvykle… 🙂

  4. MilanV napsal:

    Díky za zajímavý článek. Je pro mě až neuvěřitelné, kolik informací jste dokázal zjistit o sovětském vojenském programu, ačkoliv už starším.

    Co se mi nezdá, je ta šíře filmového pásu pro fototelevizní vysílání. Nemá to být o nulu méně? Nevím, jak by musela vypadat optika, která kreslí na políčko široké přes půl metru, k tomu skenování na převod do TV signálu – a k čemu to všechno, když výsledné rozlišení obrazu je cca setinové i oproti tomu 40 mm pásu, tedy desettisíckrát menší než co by umožňoval takovýto půl metru široký film. Nehledě na manipulaci s takovým filmem: jeho hmotnost, velikost, velikost mechaniky na jeho přesné převíjení atp. Opravdu to máte potvrzené? Kam by to tam dali?

    • Ondřej Šamárek napsal:

      Předně děkuju za chválu, ty prameny už dnes jsou běžně dostupné, stačí jen zvládat ruštinu. 😉
      Ohledně těch šířek pásů – ano, byla tam jedna chybka, ovšem nikoli v jednotkách, ale ve vypadlém čísle, pro klasické fotky používali pás o šířce 420 mm, nikoli 40 mm, v textu je to už opraveno. Tu šířku mám z důvěryhodného zdroje – přímo z publikace NPO Mašinostrojenija věnované Almazům (bude ve zdrojích na konci seriálu a je to naprostý poklad s obrovským množstvím detailů a fotografií).
      Stran umístění – ony tři šedé krabice na fotce s Agatem-1 (dvě nahoře a jedna po straně) – to jsou právě kazety s filmy. Nahoře pro fotografii, po straně pro fototelevizní zpracování.

      • MilanV napsal:

        Děkuji za odpověď a musím přiznat, že mě to ne jen překvapilo, spíš přímo šokovalo. Musím si najít čas o tom zjistit víc, včetně toho převodu na TV signál.

        Ohledně těch informací je to asi pravda, sám jsem před pár lety našel až nečekaně mnoho podrobností k projektu Sojuz-Apollo i ze sovětské strany, ale dát z toho dohromady souvislý text a všechny ty informace navázat, to je práce na mnoho dlouhých zimních večerů… Díky vám za to!

  5. Michal Andrej napsal:

    Stanica pre chlapov projektovaná chlapmi. 4 spodky na 65 dní, k tomu nejaké konzervy a posilňovňa – to je všetko čo chlap potrebuje na prežitie

Zanechte komentář

Chcete-li přidat komentář, musíte se přihlásit.