50 rokov od misie Apollo 13

Prešlo už takmer trištvrte roka od Armstrongovho malého kroku a na floridskej rampe LC-39A stála už v poradí tretia raketa Saturn V s cieľom dopraviť človeka na povrch Mesiaca. Medzičasom úspešne prebehla misia Apollo 12, záujem verejnosti, médií a aj politikov o program začal pomaly upadať a všetci očakávali rutinný priebeh ďalšej misie k našej prirodzenej družici. Napokon sa misia Apollo 13 stala jednou z najznámejších v kozmonautike a úspešný návrat jej posádky jedným z najväčších úspechov celého programu a pilotovanej kozmonautiky vôbec.

Pôvodná posádka a emblém Apolla 13.
Zľava doprava: Lovell, Mattingly, Haise

Štart a prvé problémy


Veliteľom posádky bol vtedy jeden z najskúsenejších amerických astronautov Jim Lovell. Lovell sa zúčastnil na dvoch letoch programu Gemini a tiež lete Apollo 8, počas ktorého astronauti prvýkrát obleteli Mesiac a vytvorili ikonickú snímku východu Zeme (Earthrise). Pilotom lunárneho modulu bol záložník Buzza Aldrina z Apolla 11 Fred Haise a pilotom veliteľského modulu pôvodný záložník Apolla 13 John Swigert. Swigert nahradil Kena Mattinglyho, ktorého odstavilo vírusové ochorenie ružienka, len 3 dni pred štartom. A hoci záložná posádka vykonáva všetky skúšky a simulácie rovnako ako hlavná, napriek tomu musela novozložená posádka tráviť posledné dni viacero hodín v simulátoroch, aby sa zohrali a dokázali v kľúčových situáciách konať jednotne. Mattingly bol neskôr pridelený k misii Apollo 16, počas ktorej v roku 1972 pristál na Mesiaci.

K štartu rakety Saturn V s Lovellom, Swigertom a Haisom na palube došlo presne pred 50 rokmi, 11. apríla 1970 o 21:13 SEČ a prvé problémy sa objavili už o 5 minút a 30 sekúnd, kedy sa hlavný motor druhého stupňa rakety S-II automaticky vypol o 132 sekúnd skôr než bolo plánované. Dôvodom boli tzv. pogo oscilácie, teda vibrácie spôsobené nerovnomerným spaľovaním paliva. Stratu, ktorú tento výpadok spôsobil následne dohnali štyri vedľajšie motory druhého stupňa, ktoré kvapalný vodík a kyslík spaľovali o 34 sekúnd dlhšie a následne aj tretí stupeň S-IVB, ktorý pri prvom zážehu spaľoval o 9 sekúnd dlhšie než bolo plánované. Vďaka tomu sa parkovacia orbita lode okolo Zeme len minimálne líšila od tej plánovanej. To umožnilo vykonať manéver pre vstup na translunárnu dráhu, teda orbitu, na ktorej sa loď počas svojho prechodu stretne s Mesiacom a umožní jej tak vstúpiť na orbitu okolo neho. Manéver TLI (Trans-Lunar Injection) sa začal 2 hodiny a 35 minút po štarte opätovným zažehnutím motorov tretieho stupňa a trval takmer 6 minút. Pol hodinu po ukončení TLI prišla posledná kritická fáza prvej časti letu. Počas nej sa tretí stupeň rakety s lunárnym modulom Aquarius oddelil od servisného a veliteľského modulu Odyssey, ktoré sa po miernom odstupe otočili o 180°, spojili sa lunárnym modulom na vrchu tretieho stupňa a od tretieho stupňa sa všetky tri časti definitívne oddelili niečo po 4 hodinách od štartu. Posádka tak napokon miernym problémom úspešne zvládla prvú fázu letu a čakať ich mala pomerne nudná, tri dni trvajúca fáza prechodu k Mesiacu.

Priebeh misie

„Okay, Houston, we’ve had a problem here,“


Prevažnú časť tejto fázy astronauti oddychovali, vytvárali audiovizuálne záznamy, ktoré boli vysielané v televíziách po celom svete, ale aj priebežne kontrolovali systémy a vykonávali mierne úpravy dráhy. Z pohľadu ďalšieho priebehu misie bola kľúčová prvá úprava dráhy asi 30 hodín po štarte, ktorá by umožnila lodi pristáť v plánovanej oblasti Fra Mauro južne od rovníka Mesiaca. Tento manéver však zároveň spôsobil, že ak by sa počas misie prihodila nehoda, ktorá by znemožnila pristávanie, tak by bez ďalšej úpravy dráhy loď pri návrate Zem minula. Nanešťastie netrvalo dlho a nehoda sa skutočne prihodila.

Osudová chvíľa misie nastala takmer 56 hodín po štarte vo vzdialenosti asi 330 000 kilometrov od Zeme. Posádka len nedávno ukončila 49-minútový živý prenos pre televíziu a systém zaznamenal pokles tlaku v nádrži na kvapalný vodík servisného modulu na čo upozornil pilota. Podobné alarmy boli pravidelnou záležitosťou, ktorá si vyžadovala len aktiváciu vrtulí na premiešanie obsahu nádrže. Z riadiaceho strediska v Houstone tak aj tentokrát prišiel rovnaký povel, a teda premiešať obsahy nádrží s kvapalným vodíkom ale aj kyslíkom. Swigert tak vykonal a už asi o 90 sekúnd sa objavil vážny problém. Najprv došlo k výraznému poklesu napätia v servisnom module a následne aj výbuchu na jednej jeho strane, po ktorom sa Swigert riadiacemu stredisku ozval so slovami: „Okay, Houston, we’ve had a problem here,“ (Dobre, Houston máme problém). Vďaka filmu Apollo 13 sa neskôr toto hlásenie preslávilo avšak z úst Lovella (Tom Hanks) a v pozmenenej podobe (Houston, we have a problem). Lovell neskôr riadiacemu stredisku zahlásil, že im niečo uniká do voľného priestoru a už o necelú minútu vypadol celý palivový článok č. 1, ktorý práve kombinovaním vodíka a kyslíka produkoval elektrickú energiu. Asi o 30 minút vypadol aj palivový článok č. 3, a tak bola posádka nútená prejsť do núdzového režimu a vypnúť všetky zariadenia okrem nevyhnutných. Riadiace stredisko si uvedomilo, že situácia je vážna nariadili okamžité ukončenie misie a zvolali všetky dostupné tímy, aby našli spôsob ako dostať posádku bezpečne na Zem.

Príčinou straty palivových článkov a oboch nádrží na kvapalný kyslík bola narušená teflónová izolácia elektrického kábla, ktorý napájal vrtuľu v jednej z kyslíkových nádrží. Keď Swigert začal s premiešavaním obsahu tejto nádrže v mieste narušenej izolácie vznikla iskra, ktorá vo vysoko horľavej atmosfére kyslíka vytvorila požiar. Ten v nádrži postupne vytvoril trhlinu a tá pod obrovský tlakom explodovala, pričom odstrelila jeden z panelov servisného modulu, a zároveň poškodila aj zvyšnú kyslíkovú nádrž, ktorej obsah začal unikať do vesmíru.

Zloženie lode po oddelení od tretieho stupňa rakety Saturn V

Boj o prežitie


Po hodine a pol od výbuchu už bolo jasné, že posádka bude musieť využiť lunárny modul Aquarius ako záchrannú loď. Ten mal samostatný zdroj energie, zásoby pre životne dôležité funkcie a systém navádzania a navigácie bol presmerovaný z Odyssey do neho. Prvou nevyhnutnou úlohou tímov na Zemi bolo nájsť spôsob ako dostať posádku na dráhu, ktorá by umožnila jej vstup do zemskej atmosféry pod presným uhlom, aby sa loď od atmosféry neodrazila ale ani v nej nezhorela. Na to bolo potrebné vykonať niekoľko úprav dráhy motorom lunárneho modulu. Prvý manéver bol vykonaný asi päť a pol hodiny po výbuchu a na navigáciu bola využívaná poloha Slnka. Lovell podľa pokynov Houstonu nasmeroval loď do presnej polohy voči Slnku, pričom aby bola zmena dráhy úspešná nesmel loď nasmerovať o viac než pol uhlového stupňa ako od neho žiadali. V tomto prípade sa ukázala silná vlastnosť astronautov a Lovell sa s nasmerovaním nemýlil. Pri oblete okolo Mesiaca následne posádka zažehla motor ešte raz, aby svoju cestu urýchlila.

S kurzom to teda vyzeralo dobre, no druhým problémom bolo nájsť spôsob ako dokáže Aquarius poskytnúť astronautom všetky životne dôležité funkcie. Lunárny modul bol totiž stavaný pre dvoch ľudí s maximálne 45 hodinovým pobytom v ňom. To bolo potrebné prispôsobiť na troch ľudí a asi 90 hodín. Nevyhnutné bolo zabezpečiť dostatočné množstvo energie pre chod potrebných prístrojov. To sa zabezpečilo hlavne tým, že všetky menej potrebné systémy boli vypnuté a niektoré znížené na čo najnižšiu možnú spotrebu. Výsledkom bol napríklad pokles teploty v kabíne až na 3 °C. Ďalším problémom bola voda, ktorá neslúžila len na konzumáciu pre astronautov, ale aj ako chladiace médium niektorých prístrojov. Opäť boli prijaté najprísnejšie opatrenia čoho výsledkom bola dehydratácia astronautov, strata ich hmotnosti v priemere o asi 5 kilogramov a u Haise sa objavila aj obličková infekcia. Kyslíka bolo našťastie dostatok, no nepríjemnosti spôsoboval plyn, ktorý astronauti vydychovali. Aquarius totiž nemal dostatok nádob s hydroxidom lítnym, ktoré odfiltrovávali oxid uhličitý zo vzduchu. Ako riešenie sa ponúkalo zapojenie nádob z Odyssey, ktoré však neboli kompatibilné zo vstupom pre zapojenie nádob v Aquariuse. Riadiace stredisko však našlo spôsob ako využitím plastovej tašky, lepenky a rôznych iných dostupných materiálov toto prepojenie vytvoriť.

Šesť minút ticha


Postupne sa tak podarilo vyriešiť všetky problémy, no posádka napriek tomu musela od výbuchu stráviť ďalšie takmer 4 dni v pomerne nehostinných podmienkach. V ešte menej prijateľných podmienkach sa nachádzal veliteľský modul, ktorý bolo potrebné pred návratom opäť sfunkčniť. Na stenách a prístrojoch sa postupne vytvorila námraza, a tak keď sa posádka doň tri dni po nehode vrátila objavili sa oprávnené obavy, že dôjde ku skratu, čo by pravdepodobne znamenalo nešťastný koniec misie. Avšak aj vďaka opatreniam, ktoré sa prijali po nehode Apolla 1 aktivácia základných systémov prebehla bez problémov a mohla sa tak začať príprava na pristávanie.

Pohľad na poškodený a už oddelený servisný modul

Približne šesť hodín pred vstupom do atmosféry sa využili motorčeky lunárneho modulu RCS (reaction control system) na poslednú úpravu dráhy a o asi pol hodinu bol odhodený poškodený servisný modul, vďaka čomu mohla posádka prvýkrát vidieť čo sa vlastne udialo. Aquarius bol následne odhodený iba 70 minút pred vstupom do atmosféry, aby sa z neho čo najdlhšie dala získavať energia. Posledná obava smerovala k tepelnému štítu veliteľského modulu, v ktorom sa posádka vracala do atmosféry. Pri výbuchu mohlo dôjsť k jeho poškodeniu, čo by znamenalo, že prechod atmosférou loď nemusela prežiť a v atmosfére tak zhorieť. Počas návratu lode do hustejších častí atmosféry vo vysokej rýchlosti sa začne v jej okolí vytvárať plazma, ktorá preruší komunikáciu medzi riadiacim strediskom a posádkou. Spravidla toto okno trvá okolo štyroch minút, a tak keď sa Apollo 13 po uplynutí tohto času neozývalo obavy začali narastať. Napokon sa posádka opäť ohlásila až po vyše šiestich minútach a na polozelených tvárach v riadiacom stredisku sa konečne mohla objaviť radosť. Posádka úspešne pristála v Pacifiku 17. apríla o 20:07 SEČ po 142 hodinách a 54 minútach od štartu a o 45 minút neskôr ju prišla vyzdvihnúť loď U.S.S. Iwo Jima.

Posádka na lodi U.S.S. Iwo Jima.
Zľava doprava: Haise, Swigert, Lovell

Misia spôsobila členom posádky dočasné zdravotné a s veľkou pravdepodobnosťou aj psychické problémy. Možno aj preto po misii ako astronaut pokračoval už iba Haise. Najprv bol zvolený za veliteľa posádky Apolla 19, no misia bola neskôr spolu s Apollo 18 zrušená. Haise tak bol predelený do programu raketoplánov, kde pilotoval tri skúšobné lety raketoplánu Enterprise a v roku 1979 definitívne opustil NASA. Swigert sa rozhodol pre politickú budúcnosť a v roku 1982 bol zvolený do Kongresu, no nikdy doň nezasadol, keďže ešte pred zložením sľubu podľahol rakovine kostnej drene. Lovell podobne odišiel od NASA a prešiel do súkromnej sféry, kde zastával vyššie funkcionárske posty vo viacerých firmách. V roku 1994 v spolupráci s Jeffreym Klugerom napísal knihu Lost Moon: The Perilous Voyage of Apollo 13, ktorá sa stala námetom pre film Apollo 13 od Rona Howarda s Tomom Hanksom v úlohe Jima Lovella. V závere filmu sa objavil aj samotný Lovell ako kapitán záchrannej lode U.S.S. Iwo Jima.



Zdroje informácií:
https://www.nasa.gov/mission_pages/apollo/missions/apollo13.html
https://www.airspacemag.com/need-to-know/did-ron-howard-exaggerate-the-reentry-scene-in-the-movie-apollo-13-17639496/
https://history.nasa.gov/SP-4029/Apollo_13a_Summary.htm
https://www.space.com/17250-apollo-13-facts.html


Zdroje obrázkov:
https://sk.wikipedia.org/wiki/Apollo_13#/media/S%C3%BAbor:The_Original_Apollo_13_Prime_Crew_-_GPN-2000-001166.jpg
https://en.wikipedia.org/wiki/Apollo_13#/media/File:Apollo_13_timeline.svg
https://medium.com/@Cakeee/houston-weve-got-a-problem-4790e36039e3
https://en.wikipedia.org/wiki/File:Apollo_13_Service_Module_-_AS13-59-8500_(cropped).jpg
https://www.planetary.org/explore/space-topics/space-missions/apollo13.html