… a popol do Banana River – diel II.

V predchádzajúcom diele ste sa mohli zoznámiť s tým, ako sa raketoplán vyvíjal a vyrábal, aké problémy sa počas vývoja objavili, ako mal pôvodne vyzerať a ako ho poznáme dnes. Takisto sme sa čosi dozvedeli aj o historicky prvom lete raketoplánu na zemskú orbitu, o misií STS – 1 raketoplánu Columbia. V tomto článku sa dozviete, ako vyzerá typická expedícia raketoplánu, teda ako prebieha vynesenie raketoplánu na orbitu, činnosti na orbite a návrat na Zem. Programu STS sa taktiež nevyhýbali ani tragédie a aj o nich bude v tomto článku pár riadkov. Tak poďme na to a ponorme sa do tajov programu STS po druhý krát.

Ako vyzerá “typická” expedícia raketoplánu?

Myslím, že doteraz žiadnu misiu raketoplánu, by sme nemohli nazvať typickou. Každá bola totiž jedinečná, vládli počas nej špecifické podmienky a astronauti tam vykonávali jedinečné úlohy. Avšak, počas tridsiatich rokov letov raketoplánov sa už vytvoril akýsi “hrubý scenár” podľa ktorého beží každá expedícia. Tento plán vyzerá približne takto:

T – 6,6 sec. – zapália sa SSMEs a priškrtia sa na 90 % výkonu
T – 3 sec. – po preverení palubným počítačom sa začína sekvencia vznetu SRBs
T – 0 sec. – sú odpálené explozívne fixačné skrutky a motory SRBs sa vznietia
T + 7 sec. – raketoplán opúšťa štartovaciu rampu v KSC. Riadenie letu preberá Johnsonovo vesmírne stredisko a tím jeho odborníkov.



Obr. 1 – moment, keď zostava v čase T + 7 sec. opúšťa štartovaciu rampu

T + 32 sec. – raketoplán sa dostáva do pásma „Max Q“, v ktorom kulminuje dynamický tlak pôsobiaci na celú sústavu (rýchlosť sústavy sa blíži rýchlosti zvuku). Výkon motorov sa počas prechodu touto oblasťou priškrtí na 65 %, aby sa po prekonaní Max Q opäť vyhnal na 104, 5 %.
T + 52 sec. Raketoplán dosahuje a prekračuje rýchlosť zvuku. Raketoplán je už mimo pásma „MAX Q“ a výkon SSMEs sa teda opäť vyženie na 104, 5 %.
T + 2 min. – SRBs končia svoju činnosť, dočerpávajú svoje palivo a sú odhodené od raketoplánu. Ten je práve vo výške 48 km a pohybuje sa rýchlosťou 4650 km/h.
T + 8 min. – raketoplán sa nachádza vo výške 98 000 metrov, keď palubné počítače vydajú príkaz na vypnutie SSMEs. Po tomto príkaze dôjde k odhodeniu veľkej palivovej nádrže ET. V tomto momentne raketoplán letí rýchlosťou 26 870 km/h. Následne sa zažnú manévrovacie motory raketoplánu OMS, aby udelili modulu ďalšie zrýchlenie (práca týchto motorov je však pri každom lete špecifická; závisí od obežnej dráhy, ktorú má orbiter dosiahnuť)

Pri rýchlosti približne 28 000 km/h a vo výške 185 km dosiahne raketoplán tzv. “minimálnu obežnú dráhu”.

A čo na obežnej dráhe? Okamžite po vyvedení raketoplánu na výslednú obežnú dráhu sa otvárajú dvere orbitálneho modulu a to kvôli správnej funkcií systému riadenia stavu prostredia a životných podmienok (Enviromental Control and Life Support System ECLSS). Tento systém podľa potreby chladí, alebo zahrieva jednotlivé časti orbitálneho modulu, v ktorom je tlak porovnateľný s atmosférickým. Astronauti tu teda pracujú v takmer rovnakých podmienkach ako na Zemi, samozrejme v stave beztiaže.
V prípade EVA je na palube orbitálneho modulu umiestnená aj špeciálna, dehermetizovateľná komora, tzv. vzduchová zámka, ktorá odstránila potrebu dehermetizovať pri EVA celý modul. Čo sa týka rozlohy modulu, astronauti pracujú v pomerne komfortných podmienkach. Orbitálny modul má objem 71, 5 m3, astronauti tu môžu pracovať na dvoch palubách a pilot s commanderom ho môžu riadiť z ktoréhokoľvek miesta letovej paluby. Na vykladanie, alebo nakladanie užitočného nákladu slúži posádke rameno manipulátora RMS. Počas štandardnej 7 dňovej misie posádka nemá k dispozícií sprchu, môže si však umývať ruky v špeciálnych nádobách a na umývanie tela používať vlhčené utierky. Na pozorovanie Zeme a vesmíru, či už v rámci experimentov, alebo vo voľnom čase slúžia astronautom 2 horné, 2 zadné a 6 predných priezorov v kokpite.





Obr. 4 – Orbiter ukotvený k ISS, počas jednej z misií … na ISS sa okrem raketoplánov na dopravu astronautov používajú aj ruské kozmické lode rady SOJUZ

Záverečné fázy letu a deorbit na Zem

Po splnení úloh sa dvere nákladového priestoru zatvárajú a z riadiaceho strediska prichádza povolenie zapáliť OMS a povel na deorbit. Modul sa najskôr obráti chvostovou časťou k smeru obehu a následne sa asi na 2,5 minúty zapália OMS, čo zníži obehovú rýchlosť asi o 322 km/h a navedie modul na návratovú trajektóriu s dĺžkou asi 8045 km. Na to sa zapaľujú korekčné motory, ktoré orbiter obrátia nosom dolu a upravia jeho os na 40° voči smeru letu, aby na spodné nábehové hrany pri zostupe pôsobili ešte znesiteľné teploty. Korekčné motory zostávajú v prevádzke takmer počas celého deorbitu, až pokým sa modul nedostane do nižších vrstiev atmosféry a pilot ho nemôže riadiť bežnými leteckými spôsobmi. Raketoplán je totiž pri svojom návrate na Zem iba akýmsi klzákom s raketovou rýchlosťou, ktorý má na pristátie len jediný pokus. Vo výške 121 km letí modul ešte vždy rýchlosťou vyše 27 353 km/h, hoci od dotyku so Zemou ho delí už iba 30 minút. Pilot raketoplánu teda zahajuje sériu rozličných zákrut a reverzných osových manévrov, takže vo výške 16 km a vo vzdialenosti iba 35 km od pristávacej dráhy dosahuje orbiter podzvukovú rýchlosť a dvoma silnými rázovými vlnami ohlasuje štátom Florida, alebo Kalifornia svoj príchod späť na Zem.




Obr. 5 – pristávacia dráha KSC na Floride … aj tu pristávali raketoplány po svojich vesmírnych misiách

Raketoplán sa zeme dotkne asi 0.75 kilometra za prahom dráhy, v rýchlosti okolo 354 km/h. Posádka bola počas celého pristávacieho manévru vystavená maximálnemu preťaženiu 1,7 G.

Nie všetky lety však boli bezproblémové

Počas celého trvania letov raketoplánov do kozmu sa stali dve vážne nehody. V oboch prípadoch stratila NASA 7 astronautov. V oboch prípadoch bol takisto zničený aj orbitálny modul.

28. január 1986; 16:38:00 UTC; L 39B – STS – 51 L launch
STS – 51L bola posledná misia raketoplánu Challenger
– cieľom letu bolo vypustenie komunikačnej družice TDRS – B na obežnú dráhu. Malo k tomu dôjsť cca 6 hodín po štarte. Úlohou tejto družice bolo skvalitniť spojenie medzi riadiacim strediskom a raketoplánom.
– Čo bolo dôležitejšie, v nákladovom priestore raketoplánu bola umiestnená aj astronomická družica Spartan/Halley. Vypustená mala byť približne 1 deň po úspešnom štarte.
– V deň štartu bolo v KSC veľmi zima. Teploty sa pohybovali okolo – 6 °C, fúkal silný vietor a na rampe L 39A (odkiaľ mal štartovať Challenger) bola silná vrstva námrazy. Jednoducho podmienky, za ktorých by raketoplán mal štartovať, nemal. Vo vnútri NASA sa však ale rozpútal veľký boj, či štartovať, alebo štart odložiť. Štart sa napokon konal, a ako dopadol to dobre vieme.
– V čase T + 73 sec. došlo k masívnej explózií, pri ktorej bola zničená celá zostava. NASA táto tragédia stála životy 7 skúsených astronautov, z toho dvoch žien. Jedna z astronautiek, Judith Resnikova mala dokonca slovenské korene.
– Za tragédiu mohli podľa správy vyšetrovacej komisie (patril do nej aj Neil Armstrong – prvý človek, ktorý sa prešiel po mesiaci) dva faktory. Vitonové tesnenia, ktoré spájajú jednotlivé segmenty SRBs stratili kvôli nízkym teplotám svoju pružnosť, a keď sa raketoplán počas stúpania dostal do silných vzduchových prúdení a motor pravého SRB sa vychýlil, začalo cez vzniknutú medzeru unikať palivo.

Obr. 6 – posádka letu STS – 51L orbiteru Challenger; 7 hrdinov, ktorý zomreli kvôli banálnej chybe v údržbe SRB Obr. 7 – autentická snímka zachytáva štart letu STS – 51 L; v červenom výreze je znázornený priesak spalín cez tesnenia SRBs
Obr. 8 a 9 – moment, počas ktorého vyhŕkla nejednému človeku z oka slza, keď sa stroj za 4 miliardy USD vo vzduchu rozletel na kusy, berúc životy siedmim astronautom

1. február 2003; 13:59:32 UTC; STS – 107 RE – entry

– STS – 107 bola posledná misia raketoplánu Columbia
– štart prebehol bez väčších problémov, počas stúpania sa pod vplyvom obrovského tlaku odtrhol z ET kus penovej izolácie a narazil na nábežnú hranu krídla raketoplánu. Keďže sa to ale neudialo prvý krát, nikto nezisťoval, či nedošlo k poškodeniu tepelnej izolácie. Tento krát však k poškodeniu došlo a to k veľmi závažnému. Došlo k prerazeniu tvz. RCC panela, hlavnej súčasti tepelnej ochrany orbitera.
– cieľom misie boli prevažne techologické a biologické experimenty v prostredí mikrogravitácie a po ich splnení sa posádka chystala na návrat.
– počas prechodu orbitera atmosférou sa tepelná energia, ktorá normálne pomocou roztavených čiastočiek tepelnej izolácie uniká z pod raketoplánu, dostala cez poškodený RCC panel do krídla a začala z vnútra ťaviť konštrukciu raketoplánu.
– o niekoľko minút sa celý raketoplán vo vzduch doslova rozpadol na kusy.

Obr. 10 – posádka letu STS – 107 orbiteru Columbia Obr. 11 – moment, ktorý rozhodol o budúcom osude astronautov Columbie, keď zmrznutý kus peny prerazil RCC panel na nábežnej hrane krídla
Obr. 12 – orbiter Columbia sa vplyvom poškodeného tepelného štítu rozpadá nad územím USA Obr. 13 – znak letu STS – 107, tento krát zo skafandra

Zdroje informácií: Malá encyklopedie kosmonautiky (mek.kosmo.cz), Človek a vesmír, Stránky národného úradu pre letectvo a kozmonautiku USA (www.nasa.gov)
Zdroje fotografií: www.nasa.gov; www.wikipedia.com; www.spacefacts.de

Prečítajte si aj prvý a tretí diel seriálu.

Pridaj komentár

Vaša e-mailová adresa nebude zverejnená. Vyžadované polia sú označené *