Po havárii Columbie NASA rozhodla, že nový orbiter sa stavať nebude a zostávajúca flotila troch raketoplánov musí prioritne dobudovať Medzinárodnú kozmickú stanicu – ISS a následne ukončí svoju prevádzku. Spojené štáty americké i NASA až teraz začali vnímať raketoplán nielen ako svoju pýchu a technický zázrak, ale i ako pre astronautov nebezpečný stroj ukrývajúci v sebe nepredvídateľné zlyhania. Pre program STS (Space Transport System) Space Shuttle by znamenala strata ďalšej posádky a orbitera totálne fiasko.Vyšetrovacia komisia CAIB (Columbia Accident Investigation Board) vo svojej záverečnej správe definovala 29 požiadaviek pre zníženie rizika prípadnej podobnej havárie v budúcnosti. Pretože nedostatky boli zistené i v procese príprav k letu i v rozhodovaní pred letom a počas letu, odporúčania boli organizačného i technického charakteru. Požiadavku označenú v dokumente ako R3.2-1 „Odstrániť odpadávanie úlomkov izolácie z vonkajšej nádrže ET“ (External Tank) sa však nikdy nepodarilo uspokojivo splniť. A tak paradoxne, ak pri konštruovaní raketoplánu boli najväčšie obavy z toho, ako sa bude správať na plochu veľký tepelný štít zložený z 34 000 dlaždíc prilepených na konštrukciu orbitera, na „zradu“ a neriešiteľný problém s odpadávaním penového izolačného materiálu z ET nikto nepomyslel. (Tepelná izolácia ET bráni stratám pri vyparovaní kvapalného kyslíka-LOX a kvapalného vodíka-LH2 a znižuje pnutie konštrukcie spôsobenej značnými teplotnými rozdielmi na vonkajšej a vnútornej strane nádrže. Izolácia je z penového materiálu CPR-488.) Riziko lietania na tomto type kozmického dopravného prostriedku zvyšovali i ďalšie neriešené alebo nepoužité konštrukčné možnosti. Ak v predchádzajúcich amerických programoch prežitie posádky zabezpečoval už pred vzletom i počas vzletu záchranný raketový systém (Mercury, Apollo) alebo katapultovacie kreslá (Gemini), možnosť katapultáže pri počte 7 astronautov bol technicky neriešiteľný problém (dvojpodlažná kabína). Pri zlyhaní jedného motora SSME (Space Shuttle Main Engine) v čase do T+256 sek. musela posádka záväzne použiť manéver RTLS (Return To Launch Site) návrat na miesto štartu. V čase od T+256 sek. mohli astronauti použiť manéver AOA (Abort Once Around) núdzový návrat po jednom obehu alebo manéver ATO (Abort To Orbit) núdzové navedenie na obežnú dráhu. Z týchto troch manévrov bol použitý v celej histórii STS iba jedenkrát manéver ATO pri lete STS-51F v roku 1985. Pri zlyhaní dvoch alebo až troch SSME by bola strata raketoplánu nevyhnutná.
Obr. 1: Odpadávaniu penovej izolácie z ET sa nepodarilo zabrániť. Let STS-116 Discovery.
Čakanie na ďalší štart raketoplánu po havárii Columbie trvalo 907 dní. Štart sa uskutočnil dňa 26.7.2005, let STS-114 Discovery. Začínajúc týmto letom boli zaradené do letových plánov raketoplánov nové operácie na zvýšenie ich bezpečnosti. Okrem iných patrili k nim aj tieto:
- po dosiahnutí obežnej dráhy bola vykonaná detailná kontrola tepelného štítu pomocou senzorov umiestnených na tyči OBSS (Orbiter Boom Sensor System), ktorá sa nasadzovala na SRMS (Shuttle Remote Manipulator System)
- orbiter po priblížení k ISS robil rotačný manéver RPM (Rotation Pitch Maneuver), počas ktorého orbiter fotografovali astronauti z paluby ISS
- NASA vypracoval scenár letu záchranného raketoplánu (STS-400) k „poškodenému orbiteru“ (STS-125)
- NASA nariadil, že orbitery už nebudú vykonávať samostatné lety, ale vždy sa budú pripájať k ISS (výnimkou bol iba 5. servisný let k Hubble Space Telescope, STS-125).
Od havárie Columbie uskutočnili raketoplány počas 7 rokov ešte 22 letov. Toto obdobie bolo poznačené zo strany NASA tichým, nevysloveným, nervóznym čakaním na ukončenie výstavby ISS, ktorá by bola bez raketoplánov nemysliteľná.
Obr. 2: Kontrola tepelného štítu orbitera pomocou OBSS.
Obr. 3: Takto mal vyzerať záchranný let STS-400.
Zaradenie raketoplánu Space Shuttle, prvej okrídlenej kozmickej lode pre viacnásobné použitie do kozmonautickej praxe, poukázalo predovšetkým na to, že kozmonautika absolútne univerzálnu loď nepotrebuje a takéto riešenie nie je výhodné z viacerých dôvodov. Prvým a asi najpodstatnejším dôvodom je skutočnosť, že takýto kozmický stroj je neúmerne zložitým zariadením, z čoho následne vyplýva vyššie riziko vzniku rôznych porúch až katastrof. Navrhnutie, konštruovanie, výroba a údržba je časovo náročná a finančne nákladná. Prípadné zničenie takéhoto kozmického zariadenia je potom citeľnou stratou nielen v oblasti ďalšej realizácie výskumného kozmického programu, v oblasti finančnej, ale tiež v oblasti morálnej. Strata posádky, strata ľudských životov je nenahraditeľná. A tak sa zdá, že najoptimálnejším riešením a krokom do budúcnosti kozmickej dopravy je oddelenie od seba letov ľudí a letov kozmických nákladov, zariadení. (V polovici 80-tych rokov NASA uvažoval o bezpilotnom, nákladnom variante raketoplánu, ktorý mal označenie Shuttle-C). Konštruovať kozmické lode alebo raketoplány ako jednoduchšie, užšie špecifikované stroje. Pričom výhoda viacnásobného použitia je samozrejmá. Táto stratégia budúcej kozmickej dopravy sa už začína realizovať v projektoch pilotovaných kozmických lodí Orion, CST-100, PPTS, Dragon (tiež nákladný variant) a už aj používaním automatických nákladných lodí ATV a HTV (popri starších Progressoch).
Za hlavné príčiny ukončenia prevádzky raketoplánov Space Shuttle možno určiť:
- Ekonomická nevýhodnosť prevádzky. Nepodarilo sa znížiť finančné náklady na jeden štart v porovnaní so štartmi rakiet Saturn 5 v programe Apollo. (Práve zníženie finančných nákladov na jeden štart bolo hlavným motívom realizácie projektu STS.)
- Nepodarilo sa priblížiť prevádzku i počet štartov raketoplánov bežnej leteckej prevádzke, s čím sa pri vývoji počítalo. (Pri flotile 4 orbiterov sa predpokladalo uskutočniť ročne 20 až 24 štartov.)
- Nedostatočná bezpečnosť pre pilotovanú kozmickú loď. Pri 135 štartoch 2 havárie. Úspešnosť letov 98,52 %, ale… strata 14 astronautov a 2 orbiterov (pri použití 5 orbiterov 40% strata „raketoplánového parku“).
- Technická a koncepčná zastaralosť konštrukcie. Vývoj v 70-tych rokoch minulého storočia. Problémy s údržbou aj s výrobou náhradných dielov. (Ruská kozmická loď Sojuz je ešte vývojovo staršia, ale každá loď je nový výrobok.)
Obr. 4: Diváci na Cape Kennedy sledujú posledný štart raketoplánu Space Shuttle v jeho histórii. Dňa 8. júla 2011, STS-135 Atlantis.
Sklamal však raketoplán aj ako všestranný kozmický robotník? Nazdávam sa, že nesklamal. Pri jeho vývoji sa predpokladalo jeho využitie v oblastiach kozmických technológií, biológie a medicíny, komunikácie, geografie a pozorovania zemského povrchu, národnej obrany i medzinárodnej spolupráce. Tieto ambície boli naplnené. V nákladnom priestore boli umiestňované výskumné pretlakové moduly Spacelab (príspevok Európskej kozmickej agentúry – ESA, prvý let STS-9) a Spacehab, vypúšťané družice (Anik C2, Palapa 3 – STS-7), kozmické sondy (Magellan – STS-30, Galileo – STS-34). Raketoplán dopravil na obežnú dráhu i Hubble Space Telescope (STS-31) a uskutočnil k nemu 5 servisných letov. Bol hlavným budovateľom Medzinárodnej kozmickej stanice – ISS, zabezpečoval jej zásobovanie i striedanie posádok. Na jeho palube mohlo letieť až sedem astronautov, čím sa počet ľudí, ktorí nahliadli do vesmíru zvýšil na dnešných už viac ako 500. Raketoplán dokázal zaujať, priblížiť a popularizovať kozmický výskum a kozmonautiku ľuďom na celom svete.
Obr. 5: Orbiter Endeavour pripojený k Medzinárodnej kozmickej stanici. Let STS-134.
Ak by sme chceli urobiť akýsi záverečný odpočet činnosti raketoplánu, musíme začať peniazmi. Tie významne ovplyvnili priebeh celého programu. Program Space Transport System Space Shuttle (vývoj, prevádzka, modernizácia) stál podľa posledných odhadov 209 miliard USD (v cenách z roku 2010). Z toho vyplývajúca cena za jeden štart je 1,55 miliardy USD. Pre porovnanie štart rakety Saturn 5 na začiatku 70-tych rokov stál 280 miliónov USD (pri vtedajšom kurze USD). Raketoplán uskutočnil 135 štartov. Počet nočných štartov 35. Najväčší počet štartov sa podarilo realizovať v roku 1985 – 9 štartov. V roku 1987 a v roku 2004 sa neuskutočnil ani jeden štart. Počet havárií 2. Úspešnosť letov raketoplánu je 98,52 %. Orbitery uskutočnili 78 pristátí na Kennedy Space Center na Floride, ostatné pristátia boli na Edwards AFB v Kalifornii. Raketoplány vykonali 9 pripojení ku orbitálnej stanici Mir, 37 pripojení ku ISS a 5 servisných letov k HST. Orbiter Columbia uskutočnil 28 letov, Challenger 10 letov, Discovery 39 letov, Endeavour 25 letov a Atlantis 33 letov. Počas všetkých letov bolo z nákladného priestoru vypustených 180 umelých družíc a kozmických sond. Najdlhší let trval 17,66 dňa (STS-80). Všetky orbitery nalietali spolu viac ako 1 300 dní.
Na raketopláne leteli astronauti (okrem Spojených štátov amerických) z Ruska, Nemecka, Francúzska, Talianska, Švajčiarska, Holandska, Japonska, Saudskej Arábie, Španielska, Kanady, Švédska, Ukrajiny… Prvým Európanom v raketopláne sa stal Nemec Ulf Merbold (STS-9). Najstarším astronautom na palube bol John Herschel Glenn Jr. (prvý Američan na obežnej dráhe – Mercury MA-6, v roku 1962), v čase letu mal 77 rokov (STS-95). Najviac si na raketopláne „zalietali“ astronauti Jerry Ross a Franklin R.Chang-Diaz – 7 letov. Po 6 letov uskutočnili Story Musgrave, James Wetherbbe a Curtis Brown. Zo žien najviac letov – 5 uskutočnili Shannon Lucid a Bonnie Dunbar. Prvou Američankou vo vesmíre sa stala Sally K.Ride (STS-7). Na raketopláne letelo 355 astronautov, z toho bolo 48 žien, ale iba 3 sedeli v kresle pilota. Prvou ženou – pilotom i veliteľom raketoplánu sa stala Eileen M.Collins (STS-63, 84, 93, 114), ktorá bola svojho času aj na čele internetovej súťaže o najkrajšiu ženu v raketopláne. Ďalšou veliteľkou bola Pamela A.Melroy (STS-92, 112, 120) a pilotom Susan L.Still-Kilrain (STS-83, 94). V raketopláne sa „zviezla“ i tretia ruská kozmonautka Jelena V.Kondakova (STS-84). Azda najatraktívnejšie meno astronauta v posádke raketoplánov bolo Sultan bin Salman bin Abdul-Aziz Al-Saud (STS-51G, princ zo Saudskej Arábie). Oddiel astronautov NASA zažil v roku 2007 aj nepríjemnú mileneckú aféru s kriminálnym pozadím, po ktorej boli Lisa M.Nowak (STS-121) a William A.Oefelein (STS-116) z neho vylúčení. Osobnú statočnosť preukázal Mark E.Kelly (STS-108, 121, 124, 134), ktorý aj po ťažkom zranení manželky Gabrielle Giffords (stalo sa tak pred jeho posledným letom) zostal vo funkcii veliteľa raketoplánu z vlastného rozhodnutia.
Obr. 6: Astronautka Eileen Collins, prvá žena – pilot i veliteľ raketoplánu Space Shuttle.
A ešte jedna zaujímavosť, kuriozita. Azda za najnepoužiteľnejšie zariadenie vyvinuté pre program STS možno označiť „lietajúce kreslo“ MMU (Manned Maneuvering Unit). MMU sa skúšalo počas troch letov (STS-41B, 41C, 51A) v roku 1984. Malo umožniť astronautom pohyb v priestore pri servise umelých družíc. Konštruktéri si však akosi neuvedomili, že pri riadení MMU neostanú astronautom voľné ruky na prácu. MMU sa ako príliš nebezpečný stroj do služby nedostal.
Obr. 7: „Lietajúce kreslo“ MMU v expozícii Udvar-Hazy Space Hangar, Virginia.
Po oficiálnom ukončení programu STS Space Shuttle budú orbitery odstrojené, ošetrené a vystavené v múzeách. Dňa 12. apríla 2011 vyhlásil NASA nasledovné umiestnenie orbiterov:
Enterprise (dávno vyradený exemplár iba pre skúšobné lety v atmosfére) – Interpid Sea, Air & Space Museum, New York, NY
Discovery – Steven F.Udvar-Hazy Center, VA (neďaleko letiska Dulles International Airport), detašované pracovisko Smithsonian´s National and Space Museum, Washington D.C.
Endeavour – California Science Center, Los Angelos, CA
Atlantis – Kennedy Space Center, Cape Kennedy, Florida, FL.
Prvý realizovaný projekt kozmických raketoplánov skončil. Banana River, 50 km dlhá morská zátoka na Floride, tichý svedok tohto raketoplánového času, si bude musieť počkať niekoľko rokov na štarty nových kozmických lodí s ľuďmi na palube.
Obr. 8: Orbiter nad hladinou Banana River mieri na Runway 33.
Zdroje informácií:
www.lib.cas.cz/space.40/INDEX1.HTM
www.kosmonaut.cz
www.kosmo.cz
www.nasa.gov
Mgr. Antonín Vítek CSc.: Letové operace kosmického raketoplánu. Letectví+kosmonautika roč.1981, č.9
Mgr. Antonín Vítek CSc.: Rockwell International OV-102 Columbia. Letectví+kosmonautika roč. 1981, č.10Zdroje fotografií:
www.nasa.gov