První kosmická procházka bez lana před 30 lety...

Prvním člověkem, který na oběžné dráze opustil svou kosmickou loď a vykonal tak tzv. kosmickou procházku, se stal sovětský kosmonaut Alexej Archipovič Leonov. Stalo se tak 18. března 1965 během letu kosmické lodě Voschod 2 a ve volném kosmu byl 12 minut, 9 sekund. Přibližně stejný čas strávil v nafukovací přechodové komoře, připojené k lodi, takže celkově byl mimo kabinu 24 minut. Celou dobu byl připoután lanem o délce 5,35 metru. Komplikace nastaly během návratu, kdy Leonov zjistil, že se mu ve vzduchoprázdnu zvětšil objem skafandru a nemohl se vejít do přechodové komory. Podařilo se mu to až poté, co ze skafandru upustil část kyslíku. Přesto nemohl do přechodové komory vlézt nohama napřed, jak to bylo naplánováno, ale obráceně a pak se musel ve velmi stísněných podmínkách otočit. Naštěstí byl ve výborné fyzické kondici, takže se mu to nakonec podařilo a celá akce byla úspěšná.

Výstupy do volného kosmického prostoru začaly být později označovány zkratkou EVA, která vychází z počátečních písmen anglických slov Extra-Vehicular Activity. Tento výraz by se do češtiny dal volně přeložit jako aktivita mimo loď. Američané uskutečnili první tento výstup jen o pár měsíců později než Sověti, 3. června 1965 během letu kosmické lodi Gemini 4. Provedl jej Edward Higgins White II, který byl upoután lanem o délce 7,5 metru a mimo loď byl zhruba 20 minut. Aby mohl lépe ovládat své pohyby, pomáhal si ruční manévrovací jednotkou (Hand-Held Maneuvering Unit - HHMU). Té se také říkalo manévrovací pistole, protože svým vzhledem připomínala tuto zbraň. Obsahovala stlačený kyslík a fungovala na principu akce a reakce. Když z ní kosmonaut vypustil trochu kyslíku, začal se pohybovat opačným směrem, než jakým vytryskl plyn z hlavně. Inovovaná manévrovací jednotka měla být použita při letu Gemini 8, ale nakonec k tomu nedošlo. Na vině byl zaseklý ventil na jedné trysce, kvůli kterému musel být celý let předčasně ukončen. Naopak úspěšně byla používána při letu Gemini 10 v červenci 1966. Naposledy měla být ruční manévrovací jednotka použita na palubě Gemini 11, ale pro únavu astronauta z toho sešlo.

Druhou manévrovací jednotkou, která měla sloužit při pohybu ve volném kosmu, vyvinulo Letectvo Spojených států amerických (United States Air Force - USAF). Podle plánů měla být použita na palubě kosmických lodí Gemini 9 a 12, ale ani jednou se to nezdařilo. Poprvé kvůli astronautovi, který se příliš brzy unavil, a zapotila se mu přilba. Také měl problémy se vůbec dostat k manévrovací jednotce, uskladněné v zadní části lodi. Výstup byl z těchto důvodů zkrácen a k otestování jednotky nedošlo. Podruhé se uvažovalo, že se dokonce uskuteční první vycházka bez zajištění lanem, ale dva měsíce před začátkem mise byla manévrovací jednotka z výbavy lodě odstraněna. Přesný důvod není znám, spekuluje se, že to souviselo s vojenským kosmickým programem MOL (Manned Orbiting Laboratory - Pilotovaná orbitální laboratoř).

Mezi výstupy z kosmické lodi se počítají i procházky po Měsíci, které uskutečnili Američané mezi roky 1969 až 1972. Nejednalo se ale o výstupy do volného kosmického prostoru, ale na povrch kosmického tělesa. Budeme je tedy považovat za speciální kategorii, kterou v dalším textu pomineme. Na Měsíci působí gravitace, a tak žádná speciální manévrovací jednotka nebyla zapotřebí. Astronautům k pohybu stačily vlastní nohy, později k dosažení vzdálenějších cílů používali vozítka Lunar Rover (v doslovném překladu Měsíční tulák).

Další dvojice manévrovacích jednotek byla použita v rámci programu Skylab. Jednalo se o automaticky stabilizovanou manévrovací jednotku (Automatically Stabilized Maneuvering Unit - ASMU) a nožně ovládanou manévrovací jednotku (Foot Controlled Maneuvering Unit - FCMU). Obě byly zkoušeny pouze uvnitř orbitální stanice. Panovaly totiž obavy, že během jejich použití ve venkovních prostorech by mohlo dojít k poškození některých citlivých komponent Skylabu. I kdyby však k výstupu do volného kosmu došlo, opět by při něm byli astronauté spojeni s orbitální stanicí.

První výstup do volného kosmu z raketoplánu uskutečnili Donald Herold Peterson a Franklin Story Musgrave v dubnu 1983 během mise STS-6. Opustili při něm raketoplán Challenger na 4 hodiny a 10 minut, ale i tentokrát se jednalo o upoutaný výstup. Nás bude proto zajímat až ten druhý, který se odehrál při misi STS-41-B. Shodou okolností to byl opět Challenger, kdo dopravil pětici astronautů na oběžnou dráhu. Pokud si dáme práci a spočítáme všechny výstupy z kosmických lodí a započteme i vycházky po Měsíci, zjistíme, že tento výstup měl pořadové číslo 48. Sověti do té doby uskutečnili osm výstupů, zbylých čtyřicet (včetně tohoto) připadalo na americké astronauty. Výjimečnost tohoto výstupu do volného kosmu spočívala v tom, že poprvé v historii nebyli astronauté žádným způsobem spojeni s kosmickou lodí, ale pohybovali se na ní zcela nezávisle. Dalo by se říct, že se na několik hodin stali prvními lidskými satelity Země. Aby to bylo možné uskutečnit, museli být vybaveni zařízením, pomocí kterého mohli ovládat své pohyby. Jinak by se velmi snadno mohlo stát, že by odlétli od raketoplánu a bez možnosti se vrátit by zahynuli. Tímto zařízením byla pilotovaná manévrovací jednotka, známá pod zkratkou MMU (Manned Maneuvering Unit). Někdy se jí také říkalo raketové křeslo.

MMU vyvinula firma Martin Marietta a náklady na ni se odhadují na 45 miliónů dolarů. Jednotka sama pak měla hodnotu 10 miliónů dolarů. Její hmotnost byla asi 110 kg, i s astronautem, jeho skafandrem a další výbavou, zajišťující životní podmínky, pak přibližně mezi 220 a 320 kg. Pohon obstarávalo celkem 24 trysek, které byly rozděleny do dvou skupin po dvanácti kusech. Tyto skupiny byly na sobě zcela nezávislé a i v případě, že by fungovala jen jedna, byla schopna plně pokrýt manévrovací schopnosti. Jednalo se o jištění, kdyby jeden z okruhů postihla nějaká závada. K přesunům se používaly čtyři současně zapnuté trysky, pro otáčení stačily dvě. Pohonnou látkou byl dusík, jehož zásoby o celkové hmotnosti 18 kg byly umístěny ve dvou válcových nádržích o velikosti 254 x 762 mm, kde byl stlačen pod tlakem 20 MPa. Toto množství stačilo na několik hodin práce v kosmu. Navíc po ukončení vycházky se jednotka ukládala do nákladového prostoru, kde se mohla napojit na zdroje raketoplánu, zásoby dusíku doplnit a poté znovu použít. Aby byla spotřeba dusíku co nejmenší, ke stabilizaci MMU se používaly také tři gyroskopy. Elektronika byla podobně jako soustava trysek zdvojená a napájena dvěma stříbrozinkovými bateriemi. Ovládání měl astronaut na výklopných opěrkách rukou - pravou ovládal otáčení, levou pak pohyb ve všech osách.

Jak již bylo řečeno, první neupoutaný let s MMU se uskutečnil 7. února 1984, pátý den kosmické mise STS-41-B. Byl to čtvrtý let raketoplánu Challenger a desátý kosmický let programu Space Shuttle. Výstup začal tím, že dvojice astronautů - Bruce McCandless II a Robert Lee Stewart - se vydala k manévrovacím jednotkám, uloženým na přední stěně nákladového prostoru. McCandless se dostal k MMU číslo jedna, po prověrce funkčnosti si ji navlékl a vyplul s ní do přední části nákladového prostoru Challengeru. Během letu prohlásil: "To by byl asi malý krok pro Neila, ale pro mě je to po čertech velký krok." Narážel tak na známou větu, kterou řekl Neil Alden Armstrong, když poprvé vstoupil na povrch Měsíce. Nejprve manévroval pouze v nákladovém prostoru a jeho těsné blízkosti. Zkoušel při tom ovladatelnost jednotky. Když šlo vše dobře, dostal od velitele mise Vance DeVoe Branda povolení vzdálit se od raketoplánu na 45 metrů. Cesta do této vzdálenosti a zpět mu trvala 12 minut, a protože ani tentokrát se neobjevily žádné problémy, mohl uskutečnit let do vzdálenosti 90 metrů. Podle palubního radaru se nakonec vzdálil od Challengeru dokonce na 98 metrů.

Stewart mezitím pracoval v nákladovém prostoru, kde manipuloval s montážní plošinou na konci dálkového manipulátoru (Remote Manipulator System - RMS), což se mu příliš nedařilo. Po návratu McCandless po Stewartově pomoci zkoušel spojení stykovacího adaptéru s maketou kotvičky. Toto zařízení mělo být později použito k zachycení družice Solar Maximum Mission (SMM). Poté si let s manévrovací jednotkou mohl vyzkoušet i Stewart. Nejprve měl povoleno se vzdálit od raketoplánu jen na 45 metrů, ale když se ukázalo, že dusíku je dostatečné množství, mohl uskutečnit let až do vzdálenosti 93 metrů. McCandless se mezitím upoutal k dálkovému manipulátoru a nechal se na něm přenášet. Do útrob raketoplánu se oba astronauté vrátili až po bezmála šesti hodinách, strávených ve volném kosmu.

Další neupoutaný výstup do volného kosmického prostoru uskutečnili stejní astronauté o dva dny později, 9. února 1984. Tentokrát k tomu použili manévrovací jednotku číslo 2. Bohužel kvůli závadě na dálkovém manipulátoru si nemohli vyzkoušet létání proti němu, což mělo simulovat situaci, kdy se přibližují k pohybující se družici. Místo toho jim musely stačit vybrané cíle v nákladovém prostoru. Jako první s manévrovací jednotkou létal Stewart. Vše probíhalo bez problémů až do okamžiku, kdy ji vracel do nákladového prostoru. V tu chvíli se uvolnil adaptér k uchycování nohou a začal pomalu odplouvat pryč. Po ověření situace začal velitel Brand manévrovat s raketoplánem tak, aby se McCandless dostal do blízkosti adaptéru a mohl jej zachytit rukou. To se podařilo a zařízení bylo zachráněno. Obdobně by se postupovalo, kdyby z nějakého důvodu nebyl astronaut schopen se sám vrátit do raketoplánu. Po této události si ještě let s MMU znovu vyzkoušel McCandless a Stewart mezitím simuloval doplňování paliva do družice na oběžné dráze. Celkově kosmická vycházka trvala 6 hodin, 17 minut.

Tento typ manévrovací jednotky byl použit celkem při třech letech raketoplánu. Kromě již popisované mise STS-41-B to byla hned následující kosmická výprava Challengeru, označená STS-41-C (6. až 13. dubna 1984) a pak STS-51-A (8. až 16. listopadu 1984), což byl teprve druhý let raketoplánu Discovery. Při misi STS-41-C manévrovací jednotka posloužila 8. dubna 1984 při zachytávání poškozené družice Solar Maximum Mission (té, na kterou se astronauté připravovali během mise STS-41-B). To sice nebylo úspěšné, ale po řadě komplikací se ji podařilo zachytit manipulátorem a uložit do nákladového prostoru. Další testy MMU proběhly o tři dny později, když se podařilo družici opravit. Potřetí se MMU vydaly na oběžnou dráhu s raketoplánem Discovery v listopadu 1984. Hlavním cílem mise bylo "ulovení" porouchaných družic Palapa B2 a Westar 6 a jejich dopravení zpátky na zem. Obě tyto družice byly vypuštěny v únoru téhož roku při několikrát zmiňovaném letu STS-41-B. Tentokrát se obě družice podařilo astronautům za nezbytné pomoci manévrovacích jednotek zachytit a dopravit do nákladového prostoru.

Poté už se MMU nikdy do kosmu nevydaly. Na vině bylo několik faktorů. Časem se ukázalo, že zachytávání a opravy družic, během kterých měly být použity, není cenově tak výhodné, jak se myslelo. Často bylo jednodušší vypustit družici zcela novou, než se pokoušet opravit vadnou. Také se řada operací dala provést stejně dobře, ne-li lépe pomocí dálkového manipulátoru raketoplánu nebo klasického upoutaného výstupu. Definitivní tečku pak udělala havárie Challengeru 28. ledna 1986, během které zahynula celá posádka, a raketoplán byl zničen. Po ní bylo používání MMU přehodnoceno a označeno jako příliš riskantní. Navíc po této nehodě raketoplány ztratily důvěru u armády i některých soukromých subjektů a tak se výrazně snížil počet potencionálních zakázek na opravy.

Manévrovací jednotky byly dlouhou dobu uskladněny v takzvané čisté místnosti firmy Lockheed v městě Denver. Součástí této společnosti se totiž po sloučení stala i firma Martin Marietta, původní výrobce jednotek. Jednu z MMU získalo později Národní muzeum letectví a kosmonautiky (Smithsonian's National Air and Space Museum) a nyní je k vidění v Udvar-Hazyho středisku (Steven F. Udvar-Hazy Center), nedaleko Dullesova mezinárodního letiště ve Virginii. Nalézá se v hale, kde je hlavním exponátem raketoplán Discovery. Druhou manévrovací jednotku si můžete prohlédnout na Floridě, v Návštěvnickém centru Kennedyho vesmírného střediska (Kennedy Space Center Visitor's Center), ve společnosti raketoplánu Atlantis.

Vybrané zdroje:
   •  STS-41-B: v prostoru bez lana
   •  Užitečné zatížení STS-10
   •  Manned Maneuvering Unit
   •  Manned Maneuvering Unit - Users' Guide
   •  List of spacewalks and moonwalks 1965-1999
   •  Astronaut propulsion unit
   •  Hand-Held Maneuvering Unit

Převzato: Hvězdárna a planetárium Plzeň, novinky na Facebooku