V posledních desetiletích učinila věda a technika obecně obrovský skok kupředu. S nástupem výpočetní techniky (a v poslední době také umělé inteligence) dokáží inženýři a konstruktéři simulovat a evaluovat nové principy a technologie v neporovnatelně kratším čase, než tomu bylo třeba před třiceti lety, natožpak před šedesáti. O to více je záhodno smeknout pomyslný klobouk před neuvěřitelným umem všech zainteresovaných, kteří v začátcích éry praktické kosmonautiky dokázali dostávat do vesmíru stroje pouze s využitím logaritmického pravítka a s primitivními počítači pracujícími s děrnými štítky nebo s obrovskými magnetickými pásy. Zkratky jako CFD (Computational Fluid Dynamic) byly v té době hudbou daleké budoucnosti, přesto tehdejší konstruktéři učinili první nesmělé krůčky lidstva do kosmického prostoru. První nosiče a technologie přímo vycházely z vojenských zkušeností a designů. Ovšem když bylo třeba provést malou revoluci jak v oblasti konstrukcí, tak v oblasti materiálové, logaritmická pravítka mnohdy zoufale nestačila. Na pořad dne muselo přijít testování, často iterativní typu pokus-omyl. Výjimkou nebyl ani Dyna Soar. Právě díky němu spatřil světlo světa program ASSET…

Velmi důležitý pohrobek

Návrat do atmosféry první kosmickou rychlostí je procesem extrémně divokým a extrémně žhavým. Komprese zhušťující se atmosféry dokáže před navracejícím se strojem vytvořit jakýsi polštář o teplotách tisíců stupňů Celsia. U prvních kosmických lodí byl tepelný štít konstruován na principu ablace, tedy postupného odpařování. Ovšem pokud máte v úmyslu postavit stroj, který má být využit opakovaně, ablativní tepelný štít není tou pravou odpovědí. Před konstruktéry Dyna Soar tak vyvstala potřeba využít materiálové kombinace a technická řešení, jež předtím neměla obdoby. A v neposlední řadě také bylo záhodno zjistit, jak se nové návrhy budou chovat v reálném prostředí.

Úroveň testovacích technologií nebyla v šedesátých letech natolik pokročilá, aby bylo možné autoritativně odpovědět na palčivé otázky ohledně odolnosti tepelného štítu, aerodynamiky při extrémních rychlostech a podobně. V srpnu 1959, tedy v době, kdy Dyna Soar teprve získával svou podobu, začala Laboratoř letové dynamiky USAF na základně Wright Patterson AFB pracovat na studiích zabývajících se otázkami strukturální integrity a aerodynamiky objektů v extrémních letových podmínkách.

31. ledna 1961 pak letectvo inicializovalo vznik Programu 1466, jež dostal označení ASSET. Na tomto názvu se velmi zjevně ukazuje obsese amerických úřadů a institucí ohledně akronymů. Samotné slovo „asset“ lze přeložit jako „přínos“, což docela dobře vystihuje účel programu. Nicméně ve skutečnosti se jedná o zkratku slov „Aerothermodynamic Elastic Structural Systems Environmental Tests“, tedy „Aerotermodynamické testy elastických strukturálních systémů v přirozeném prostředí“. Autor je na tomto místě nucen k zamyšlení, v čí hlavě se ony akronymy rodí, a zda je člověk, jež onu hlavu nosí, adekvátně ohodnocen. Zejména u NASA a ozbrojených složek se totiž tyto akronymy občas pohybují na velmi tenké hranici geniality a šílenství…

Program ASSET dostal za úkol zkoumat správnost a přesnost analytických metod ohledně aerodynamiky, konstrukce a materiálového inženýrství u vztlakových a okřídlených těles prostřednictvím praktických testů v extrémních podmínkách. Tento možná trochu kostrbatý popis se dá jednoduše shrnout do konstatování, že primárním „zákazníkem“ tohoto programu byl Dyna Soar, u něhož bylo nutné ověřit zejména odolnost a chování tepelného štítu, zejména špičky a náběžných hran stroje při vysokém termálním a dynamickém namáhání během vstupu do atmosféry.

8. května 1961 podepsalo USAF kontrakt s firmou McDonnell na výrobu šesti suborbitálních těles. Ta velmi připomínala useknutou příď Dyna Soar. Dolnoplošníky s délkou 1.7 metru a rozpětím 1,4 metru se řadily mezi relativně malé stroje. Křídlo mělo šípovitost 70 ° a plochu 1,3 m². Povrch těles byl vyroben ze stejných materiálů, s jakými se počítalo přímo u Dyna Soar. Kluzáky ASSET byly vyrobeny ve dvou verzích: ASV a AEV. Posláním verze označované jako ASV (aerothermodynamic structural vehicle) bylo ověřovat dosahované teploty, tepelné toky, distribuci tlaků a také zaznamenávat chování materiálů a konstrukčních prvků za vysokých teplot. Kluzáky AEV (aerothermoelastic vehicle) měly za úkol prostřednictvím „body flap“, tedy klapky na spodní straně kluzáku s rozměry 0.3 x 0.6 metrů, otestovat vliv nestabilního aerodynamického prostředí na řídicí plochy křídla. Na spodní straně byl také umístěn malý panel z tvarovaného plátu niobu. Účelem bylo zkoumání flutteru, tedy rychlých oscilací tohoto panelu. Během letu měly být zaznamenávány desítky parametrů, konkrétně u verze ASV to bylo až 104 různých údajů přenášených telemetrií do pozemního střediska.

Díky rozdílům v zaměření a částečně konstrukci se u obou verzí lišila jejich hmotnost — ASV vážila 512,5 kg a AEV 556,7 kg.
Kluzáčky ASSET měly řídicí systém dodaný firmou Bell opírající se o údaje z palubních gyroskopů provenience firmy Honeywell. O orientaci se pak staraly motorky na principu katalytického rozkladu peroxidu vodíku. Pakliže by se během letu stroj odchýlil od zamýšleného programu, akcelerometry by aktivovaly autodestrukční systém.

Původně byl v plánu ASSET vypouštět raketami Scout, nicméně shodou okolností se v té době na druhém konci světa odehrála jedna zajímavá epizoda, jež s programem ASSET na první pohled nesouvisela. Velká Británie byla třetím státem světa (po USA a SSSR), která byla schopna vyvinout jadernou zbraň. Stalo se tak v roce 1952 a Británie hodlala z tohoto úspěchu vykřesat co nejvíce. Díky vývoji vlastní jaderné zbraně spatřila světlo světa legendární flotila „V Bombers“ — Handley Page Victor, Avro Vulcan a Vickers Valiant. Jenže jak se již v době uvedení těchto strojů do provozu ukazovalo, nasazení konvenčních letounů mělo být problematické, neboť protiletadlová obrana Sovětského svazu a jeho satelitů by dokázala poměrně účinně zničit většinu strojů ještě předtím, než by se přiblížily k cíli.

Proto bylo rozhodnuto o vývoji vlastní balistické rakety středního doletu. Projekt dostal název „Blue Streak“. Jenže na co posadit jaderné hlavice do té doby, než bude Blue Streak zařazen do výzbroje? Na pomoc přišla dohoda se Spojenými Státy, která v rámci akce s názvem „Project Emily“ umožnila od září 1958 rozmístit na půdě Spojeného Království 60 nukleárních nosičů Thor. Jako základny posloužily báze Royal Air Force, Britové se také postarali o zázemí. Američané krom raket samotných a náhradních dílů poskytli výcvik pro operátory RAF.

Pro Velkou Británii to znamenalo možnost získání zkušeností s provozem nové raketové techniky, což se podle záměru zainteresovaných mělo vyplatit při pozdějším nasazení domácích nosičů Blue Streak, Američané pro změnu získali jakýsi „doplněk“ pro své strategické letectvo s možností zasáhnout území SSSR do té doby, než budou nasazeny v té době vyvíjené interkontinentální balistické rakety Titan a Atlas.

Dohoda o rozmístění raket měla platit pět let, načež mělo USAF nechat provoz a veškeré náklady a logistiku na bedrech RAF. Během oněch pěti let však na povrch vyplynulo několik důležitých okolností. Velitelství RAF nikdy nepřišlo raketám odpalovaným ze země příliš na chuť. Navíc v roce 1960 byl projekt Blue Streak zrušen a místo něj se pozornost obrátila k americkému programu Skybolt, tedy nukleárním raketám odpalovaným z letounů. Tím z rovnice vypadla také potřeba zajistit si know-how ohledně provozování balistických střel a pozemního vybavení. Ani Američané nebyli příliš nakloněni myšlence v projektu Emily pokračovat. Jejich ICBM Atlas a Titan II byly uvedeny do výzbroje a odpadla tak nutnost mít raketové základny „na dohled“ od protivníkových hranic. Ministr obrany McNamara proto v roce 1962 Brity informoval, že po říjnu 1964 nepočítá s jakýmkoli financováním projektu Emily. Jeho protějšek, britský ministr obrany Harold Watkinson mu obratem oznámil, že Velká Británie již o tento zbraňový systém nemá zájem. Po zrušení programu Skybolt se na nějakou dobu ocitla anglická schopnost dopravovat nukleární zbraně efektivně na místo určení ve vzduchoprázdnu, nakonec se však podařilo vyjednat dohodu o dodávkách raket Polaris pro britské ponorkové loďstvo.

Vážený čtenář se nyní možná ptá, jakou má toto historicko-politické expozé souvislost s programem ASSET. Samozřejmě, že zde pojítko existuje. Šest desítek nosičů, které byly v Británii rozmístěny, totiž nezamířilo en bloc do šrotu nebo do muzea. Přestože bylo několik Thorů zařazených pod britskou kuratelu použito při testovacích odpalech (a tři nakonec skutečně zamířily do muzeí), pětapadesát kusů bylo zakonzervováno a do konce září 1963 přepraveno letecky zpět do USA.

Spojené státy a zejména letectvo se najednou ocitly ve vcelku záviděníhodné situaci, kdy jim náhle do klína spadlo několik desítek kusů zcela funkčních nosičů, pro něž bylo třeba vymyslet uplatnění. Ono uplatnění Thory nalezly v kosmonautice, přičemž poslední z těchto „Britů“ byl vyslán za hranice atmosféry v červenci 1980. Za těchto okolností si představitelé letectva uvědomili, že pro ASSET nebude zapotřebí spoléhat na Scout, jenž byl omezen nosností a výkony. Namísto toho by bylo výhodné zaangažovat právě Thor. Už jen proto, že Thorů, které byly hotové a zaplacené, bylo náhle na skladě více než dost.

Původně se počítalo se zahájením letů ASSETů v lednu 1963, nicméně přechod ze Scoutu na Thor tyto plány lehce zpomalil. 18. září 1963 byl však první ASSET ASV-1 připraven ke startu na rampě komplexu LC-17 základny Cape Canaveral. Thor zafunoval bezvadně a po urychlení na 4 911,9 m/s (17 682, 7 km/h) dosáhl výšky 59,4 kilometrů. Stroj dosedl na padáku na hladinu Atlantiku poté, co doklouzal na vzdálenost 1 851 kilometrů od místa startu. Po celou dobu byly údaje senzorů prostřednictvím retranslačních plavidel přenášeny do řídicího střediska na Cape Canaveral. Přenos fungoval taktéž bezvadně, což se ukázalo být velmi šťastnou okolností, protože po dosednutí na vodu se nenafoukl plovák, jenž měl udržet stroj na hladině a ASV-1 tak klesnul na dno oceánu bez šance na vyzvednutí.

Pro druhý let označovaný jako ASSET-2, který odstartoval 24. března 1964, byl Thor doplněn o druhý stupeň Delta. Tato kombinace slibovala o poznání vyšší výkony a tím pádem také „tvrdší“ podmínky pro kluzák ASV-2. Ovšem tentokrát o bezproblémovém letu nemohla být ani řeč. Právě druhý stupeň, respektive jeho motor Aerojet AJ10-118 se v předpokládaný moment zažehl, okamžitě se vypnul, opět se zažehl a tak pořád dokola, než se odporoučel nadobro. Celá epizoda s opakovanými zážehy trvala několik sekund a odsoudila ASV-2 k zániku. Stroj dopadl zhruba 800 kilometrů od místa startu, nedaleko ostrova San Salvador. Poletové rozbory ukázaly na pravděpodobný problém v podobě příliš nízké výšky, v níž se měl motor druhého stupně zažehnout. Napříště byla výška zahájení práce druhého stupně zvýšena z 60 km na 65,5 kilometru.

Další pokus ASSET-3 přišel 22. července 1964. ASV-3 byl urychlen na 5 364 m/s (19 312 km/h) a po 25 minutách doklouzal do vzdálenosti 2 736 kilometrů. Krátce po dosednutí na hladinu jej zpozorovala posádka pátracího letounu a vysazení potápěči kolem kluzáku upevnili nafukovací límec, aby se zabránilo částečnému debaklu z prvního letu. Kluzák byl pečlivě prohlédnut, proklepán a zanalyzován a dnes jej lze obdivovat v muzeu USAF v Daytonu ve státě Ohio.

Čtvrtý let ASSET-4 byl současně premiérou kluzáku verze AEV. AEV-1 startoval 27. října 1964 a po dosažení výšky 51 kilometrů a rychlosti 3 962 m/s (14 265 km/h) začal klouzavý sestup. Zhruba po 15 minutách však byl proud telemetrických údajů přerušen a kluzák se při zpomalení na rychlost Mach 2 stal nestabilním. Stroj dopadl neřízeně na hladinu přibližně 1 150 kilometrů od místa startu a potopil se. Výzkumníkům to nicméně přílišné vrásky nedělalo, protože s vyzvednutím kluzáků AEV se tak jako tak nepočítalo. Sesterský stroj AEV-2 zamířil coby ASSET-5 vzhůru 8. prosince 1964 a po dosažení výšky 57 kilometrů a podobné rychlosti jako jeho předchůdce je čekal také stejný osud. AEV-2 dopadl do Atlantiku po překonání vzdálenosti 1 537 kilometrů od místa startu. U obou strojů fungovala telemetrie velmi dobře a získaná data se ukázala být velmi cenná.

Poslední šestý start programu ASSET proběhl 23. února 1965. Kluzák ASV-4 byl pro něj připraven lehce odlišně oproti předchozím ASV. Na jeho povrchu bylo upevněno dvanáct vzorků refraktivních kovových materiálů a 2 000 „puntíků“ nanesených termálně citlivou barvou. Výzkumníci doufali, že se jim díky různému zabarvení vlivem odlišných teplot na různých místech povrchu stroje podaří získat jeho termální mapu během fáze nejvyššího termálního namáhání. Právě díky těmto bodům získal tento kluzák přezdívku „polka-dot glider“. Tentokrát kluzák dosáhl rychlosti 5 944 m/s (21 397 km/h) a výšky 62,5 kilometrů. Vše šlo podle plánu a kluzák dosedl 4 426 kilometrů od místa startu. Jenže opět nezafungoval správně plovák, a tak se ASV-4 poroučel pod hladinu. Díky datům z telemetrie byla nicméně většina letového programu naplněna a USAF tak považovalo tento let za úspěšný.

Program ASSET přišel USAF a tím pádem daňové poplatníky přibližně na 40 milionů dolarů, z čehož o něco více než polovinu tvořily kluzáky a obsluha, zbytek pak cena přípravy nosičů. Na programu pracovaly v době vrcholu financování čtyři stovky osob. Všech cílů bylo dosaženo a byla také potvrzena většina predikcí, přičemž jedinou výjimku tvořila hodnota předpokládaných úhlu náběhu pro ustálený let hypersonickou rychlostí, která byla o něco vyšší oproti předpokladům. Výsledky programu ASSET byly letectvem v omezeném rozsahu šířeny již rok po skončení programu a prosinci 1966 se dokonce na Floridě konalo sympózium věnované výhradně programu ASSET, respektive závěrům z jeho provedení.

Je paradoxem, že program, jenž stál za vznikem ASSETu, byl škrtem pera ministerstva obrany zrušen ještě předtím, než proběhl start ASSET-2. ASSET se tak stal de facto pohrobkem Dyna Soar, nicméně data, jež program přinesl, nalezla své uplatnění v mnoha jiných projektech a lze se vší vážností tvrdit, že byla klíčová pro program raketoplánu Space Shuttle, X-37B a dalších okřídlených kosmických těles. Bez oněch pidikluzáčků na špicích bývalých jaderných nosičů by dnešní kosmonautika zřejmě vypadala dosti odlišně.

Vraťme se však k Dyna Soar. Jak bylo řečeno v minulém dílu našeho povídání, v červenci 1962 byla schválena dokumentace, jež detailně popisovala konstrukci X-20. Tehdy se ještě vše zdálo být na dobré cestě. Možná si však vážený čtenář klade otázku — v tak pokročilém stádiu projektu již přeci musela být známa jména těch, kteří měli Dyna Soar sedlat. Skutečně tomu tak bylo, a byť zprvu byla jejich jména utajována, minimálně jednoho z pilotů měl za pár let znát nejen každý fanoušek letectví a kosmonautiky, ale doslova celý svět…

(článek má pokračování)

Zdroje obrázků:
https://media.defense.gov/2014/Nov/19/2000985648/-1/-1/0/141119-F-IO108-004.JPG (koláž: Chat GPT)
https://en.wikipedia.org/wiki/File:ASSET_USAF2.JPG
https://harringtonmuseum.org.uk/wp-content/uploads/2016/09/Thors-on-pads.jpg (kredit: Harrington Museum)
https://en.wikipedia.org/wiki/File:ASSET_THOR.jpg
https://en.wikipedia.org/wiki/File:ASV-3_ASSET_Lifting_Body.jpg
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:ASSET_THOR2.jpg