NASA projekt APOLLO: AS-504

Pro časopis Letectví + kosmonautika zpracoval ASTRONAUTICKÝ KLUB - SPACE
(L+K č. 9/1969)

Po úspěšném letu Apolla 8 v prosinci minulého roku zbýval v projektu Apollo jediný lidmi nevyzkoušený článek — LM, měsíční sekce kosmické lodi. Jeho komplexní prověrka byla hlavní náplní další expedice, Apolla 9. Posádka ve složení velitel James A. McDivitt, pilot velitelské sekce David R. Scott a pilot měsíční sekce Russell L. Schweickart měla za úkol vyzkoušet manévrovací vlastnosti LM na nízké dráze kolem Země.

Poprvé tedy odstartovala kosmická loď Apollo v úplné sestavě. Pro let Apolla 9 sestávala ze čtyř hlavních částí: z velitelské sekce č. 104, z pomocné sekce č. 104, z měsíční sekce č. 3 a adaptéru pro měsíční sekci č. 012.

1. suchá váha stupně se snížila ze 137 000 kg na 133 800 kg;

2. váha při startu se zvýšila z 2 170 000 kg na 2 275 000 kg;

3. počet měření byl snížen z 891 na 666;

4. nebyly instalovány kamery pro sledování činnosti druhého stupně. Z toho důvodu odpadla i nutná baterie.

1. nominální tah motorů J-2 ve vakuu stoupl ze 102 000 kp na 104 200 kp. Tím se zvýšil celkový tah stupně S-II z 510 tun na 521 tunu;

2. přibližná suchá váha stupně se snížila z 39 800 kg na 38 500 kg. Váha mezistupňové konstrukce S-IC/S-II klesla z 5 340 kg na 5 280 kg;

3. startovní váha stupně vzrostla z 489 000 kg na 484 000 kg;

4. z přístrojového vybavení stupně byla odstraněna některá zařízení, která sloužila jen při vývoji rakety;

5. počet měření omezen z 1226 na 975.

1. suchá váha byla snížena z 11860 kg na 11450 kg (váha mezistupňové konstrukce; S-II/S-IVB, tj. 3660 kg, zůstala nezměněna);

2. startovní váha stupně klesla z 119 000 na 117 200 kg;

3. z přístrojového vybavení zmizely všechny měřicí přístroje, potřebné pouze při vývoji nosné rakety;

4. počet měření byl zredukován z 342 na 296.

Po technické stránce probíhaly přípravy bez závad. Přesto byl start odložen o tři dny pro náhlé onemocnění posádky. A tak Saturn V AS-504 opustil startovací rampu dne 3. března 1969 v 17 hodin našeho času.

Všechny tři stupně nosné rakety pracovaly perfektně, takže se kosmická loď dostala na takřka ideální dráhu jedenáct minut po startu. V kabině ale vše úplně v pořádku nebylo; nepracoval ukazatel tlaku hélia v nádržích pomocné sekce a navíc pracoval nepřesně palubní počítač. Pozemní středisko však brzy zjistilo příčinu závady. Hodiny počítače startovaly až 0,4 vteřiny po startu. Po opětném spuštění počítače na oběžné dráze se již závada neopakovala.

Prvním důležitým manévrem při letu Apolla 9 bylo přeskupení částí kosmické lodi. Velitelská a pomocná sekce se oddělily od S-IVB a vzdálily se na několik desítek metrů. Kosmonauti otočili kabinu o 180° a začali se opět přibližovat k nosné raketě, k níž byla dosud připojena i měsíční sekce. Panely adaptéru SLA byly odhozeny do prostoru. Celou operaci řídili kosmonauti ručně, aby případné závady na palubním počítači nezkomplikovaly manévr. Přesto akce trvala jen o osm minut déle, než požadoval letový plán. “Spojení bylo hladké," hlásil po dokončeném manévru Scott. “Západky pracovaly naprosto spolehlivě. Nepociťovali jsme žádné vibrace po spojení. Zdá se, že jsme se pevně chytili."

(v okamžiku navedení na dráhu)

---------------------------------
Část                        Hmota
                             [kg]
---------------------------------
Velitelská sekce
suchá váha                  5 447
Palivo RCS-CM                 180
Velitelská sekce            5 627
---------------------------------
Pomocná sekce
suchá váha                  5 762
Palivo SPS a RCS-SM        10 639
Pomocná sekce              16 401
---------------------------------
Přistávací stupeň LM
suchá váha                  1 935
Palivo DPS                  8 139
Startovní stupeň LM
suchá váha                  2 300
Palivo APS                  1 876
Palivo RCS-LM                 274
Měsíční sekce              14 524
Adaptér SLA                 1 863
---------------------------------
Přístrojový úsek IU         1 948
Suchá váha S-IVB           11 476
Zbývající palivo           82 882
Poslední stupeň            96 306
---------------------------------
HMOTA PŘI NAVEDENÍ 
NA DRÁHU                  134 721
---------------------------------

Pozemní středisko je na oplátku potěšilo zprávou, že palubní počítač již pracuje dobře, takže se na něj v průběhu dalšího letu budou moci spolehnout.

Asi půl hodiny po oddělení posledního stupně, když byla kosmická loď již v bezpečné vzdálenosti, byl motor J-2 znovu zapálen na 62 vteřiny a tím se raketa dostala na dráhu s apogeem 3 000 km. Kosmonauti pozorovali práci motoru.

Drobné závady však posádku nepřestaly obtěžovat. Přístroje jim signalizovaly nadměrnou spotřebu kyslíku v klimatizačním zařízení. Ale opět se ukázalo, že šlo o planý poplach, způsobený špatnou činností měřícího zařízení.

Když kosmická loď přelétávala nad Havajskými ostrovy, upravila posádka motorem SPS dráhu na 200,7 až 232,8 km. Současně kosmonauti dostali z Houstonu povolení k letu na dalších 24 hodin. Tím skončil první pracovní den posádky Apolla 9, která se pak odebrala k spánku.

4. března v půl dvanácté našeho času kosmonaut Ronald Evans, který sloužil v řídicím středisku, vzbudil posádku. Scott oznámil, že jejich spánek byl čtyřikrát rušen záhadným vysíláním, které podle jeho slov vypadalo jako čínské. Kontrolní středisko brzy zjistilo, že čínský vysílač byl ve skutečnosti radiomajákem amerického námořnictva. “Nejsem sice v tomhle oboru zvláštní expert," podivoval se nad tímto zjištěním Scott, “ale znělo to dost cize."

Na programu toho dne byla další zapálení motoru pomocné sekce. Při prvním manévru se dostala loď na dráhu 199,6 - 351,4 km, druhým zvýšila posádka apogeum na 503,7 km. Posledním manévrem byla stočena rovina dráhy tak, aby v době plánovaného setkání s LM byly optimální světelné i sledovací podmínky.

Teprve třetího dne letu se vydali McDivitt a Schweickart do měsíční sekce, poté, co si oblékli těžké skafandry pro pobyt mimo loď. Vstup do LM byl hned na počátku opožděn, neboť došlo k poruše stabilizace kosmické lodi. McDivitt vyžadoval naprosté odstranění této závady, a tak k uvolnění průlezu došlo až po osmdesátiminutovém zpoždění. První přelezl Schweickart, následován McDivittem. Po hodinovém pobytu v LM požádal McDivitt o spojení s Houstonem přes neveřejný kanál a jeho prostřednictvím oznámil, že Schweickart se necítí dobře a že dvakrát zvracel. V televizním přenosu, který se uskutečnil toho dne z měsíční sekce, bylo ostatně patrné, že Schweickart skutečně není ve své kůži. Podle názoru dr. Berryho nešlo o kinetózu, ale o následky virového onemocnění, jež postihlo všechny tři kosmonauty krátce před letem.

Hlavním úkolem třetího dne bylo spuštění přistávacího motoru měsíční sekce. Přes Schweickartovy zdravotní potíže se podařilo tento program splnit a kosmonauti se mohli vrátit zpět do velitelské sekce k zaslouženému odpočinku. Než šli spát, upravili ještě motorem pomocné sekce dráhu kosmické lodi na kruhovou.

Po desetihodinovém spánku se kosmonauti probudili a opět zahájili práci. Na doporučení lékařů byla Schweickartova procházka vesmírem nejprve vůbec zrušena, později, když se jeho zdravotní stav podstatně zlepšil, dali kosmonautům možnost, aby se sami rozhodli. Schewickart se rozhodl pro vycházku, ale omezil dobu pobytu mimo loď místo původně plánovaných dvou hodin na pouhých 39 minut.

Rovněž plánovaný nácvik přestupu z měsíční sekce do velitelské sekce zvenčí se neuskutečnil. Mezi další úkoly patřilo vyzkoušení měsíčního skafandru typu A7L, inspekce povrchu měsíční sekce a odebrání vzorků materiálů, vystavených působení kosmického prostředí a plynů z trysek řídicích motorků.

Po celou dobu pobytu mimo loď stál Schweickart na zápraží spodního průlezu LM, nohama uchycený v tzv. “zlatých střevíčcích". Fotografoval Zemi, Měsíc, žertoval s oběma kolegy, pozoroval řadu předmětů, které vyplouvaly ze dveří velitelské sekce, kolem vykloněného Scotta. “Kluci, to je pohled," liboval si Schweickart, nad nímž se tyčila kosmická loď. Nad ní plul cíl projektu Apollo Měsíc a tri sta kilometrů pod nim zvolna defilovaly Spoiené státy.

Schweickart se patrně cítil velmi dobře. Tomu nasvědčuje i ta okolnost, že měl při pobytu mimo loď jen 77 pulsů za minutu. V projektu Gemini měli kosmonauti za těchto okolností tep většinou značně převyšující hodnotu 100.

7. března vyvrcholil let samostatnou zkouškou měsíční sekce. McDivitt a Schewickart přelezli potřetí do LM. Po tříhodinovém prověřování — při kterém zjistili dva vadné vypínače — stiskl Scott knoflík, který měl uvolnit všech dvanáct západek, pevně spojujících obě kosmické lodi. Protože se zcela neuvolnily, byl donucen k tomu, aby údery pěstí do průlezu zaseknuté západky uvolnil. Pak se lodi od sebe vzdálily na několik metrů. V okamžiku oddělení byly nad Atlantikem, v perigeu dráhy 233 až 237 km, a vzdalovaly se rychlostí 18 m/min. Schweickart a McDivitt nejprve seřizovali radar a navigační zařízení a zkoušeli stabilizační systém měsíční sekce, který se skládá z 16 motorů, rozmístěných ve čtyřech skupinách vně startovacího stupně. “Vidím vás perfektně," poznamenal Scott, pozorující hoření těchto motorků. “Ozařujete celou oblohu."

“My nevidíme nic zvláštního," odpověděl mu McDivitt, “jenom tvůj nos."

Manévrování kosmických lodí zahájil Scott zapálením motorů RCS, které změnily rychlost velitelské a pomocné sekce o 1,5 m/s. Za tři čtvrti hodiny, tedy v polovině oběhu kolem Země, byla tělesa od sebe vzdálena asi 5 km. Obě části se pohybovaly po ekviperiodických drahách. To znamená, že jejich oběžné doby byly stejné, a tedy po jednom oběhu kolem Země by se setkaly opět ve výchozím bodě. (Podmínkou ekviperiodičnosti drah je jejich stejná průměrná výška nad povrchem Země.)

V okamžiku, kdy byly kosmické lodi od sebe vzdáleny pět kilometrů, zapálil McDivitt přistávací motor LM na 24,9 vteřiny a změnil tím rychlost lodi o 25,9 m/s. Ústí motoru směřovalo svisle k Zemi, takže měsíční sekce přešla na eliptickou dráhu 205—251 km, opět ekviperiodickou s drahou CSM. Měsíční sekce se na této dráze pohybuje proměnnou rychlostí, zatímco Apollo 9 má na takřka kruhové dráze rychlost prakticky konstantní. Proto se v apogeu dráhy LM za velitelskou sekcí opožďuje, ale v okolí perigea ji opět dohání. Maximální vzdálenost obou těles v této fázi letu obnášela 90 km. Po dokončení jednoho oběhu, když se opět k sobě obě části přiblížily na pět kilometrů, dostali kosmonauti z Houstonu povolení k dalšímu manévru, tzv. simulovanému navedení na dráhu. Když dosáhli v 16.39 SEČ apogea, zapojili znovu motor přistávacího stupně LM na 24,6 vteřiny při 10 % výkonu. Tentokrát mířil motor vodorovně dozadu, takže loď přešla na přibližně kruhovou dráhu ve výši apogea původní eliptické dráhy (251 km). Na této dráze se pohybovala pochopitelně pomaleji než velitelská sekce a opožďovala se za ní. Ve vzdálenosti 130 km za CSM nad sledovací stanicí Tannanarive odhodili oba kosmonauti přistávací stupeň a manévrem motory RCS-LM snížili rychlost tak, že přešli opět na eliptickou dráhu s perigeem ležícím asi 20 km pod drahou velitelské sekce. Po dosažení nejnižšího bodu dráhy opět snížili rychlost, tentokráte startovacím motorem LM, takže se dostali na prakticky kruhovou dráhu ve výši 209 km. Na této dráze začali dohánět Apollo 9. Poslední dva manévry TPI a TPF zajistily setkání obou lodí, ke kterému došlo v 18.34 SEČ. S výjimkou prvního manévru (fázovacího), který byl řízen záložním autopilotem, použili piloti měsíční sekce vždy primárního navigačního a řídicího zařízení (PGNCS).

Vzhledem k potížím, které měli kosmonauti při odpojování lodí, požádal McDivitt, aby ke spojení došlo okamžitě po setkání, neboť hrozilo nebezpečí, že spojovací mechanismus je poškozen a že nebude možno lodi pevně spojit. V tom případě by bylo nutno přestoupit z LM do velitelské sekce zvenčí. Proto chtěl McDivitt stihnout pokus o spojení ještě za denního světla. Jeho obavy však byly zbytečné, spojení se podařilo, zámky zaklaply a lodi se pevně spojily.

Piloti připravili palubní počítač LM pro poslední manévr a přešli zpět ke Scottovi. Po uzavření průlezu byla měsíční sekce odhozena a její startovací motor byl ještě jednou, naposledy zapálen, tentokráte v automatickém modu, řízen pouze palubním počítačem.

V průběhu posledních pěti dní byly uskutečněny ještě dvě korekce dráhy. Zhoršující se počasí v přistávací oblasti si vynutilo prodloužení letu o jeden oběh, a tak Apollo 9 přistálo po perfektním návratu do atmosféry v dohledu vrtulníkové letadlové lodi USS Guadalcanal nedaleko ostrova Grand Turk dne 13. března v 17.00.53 UT.

Fotografie a schéma k článku: (Snímky: NASA-USIS, ČTK, Air & Cosmos)

1) Tento snímek pořídil Schweickart při své vycházce do vesmíru. V otevřených dveřích velitelské sekce stojí Scott.

2) Schéma pohybu LM vzhledem k CSM. Svislá osa míří neustále do středu Země, DPS — přistávací motor LM, APS — startovací motor, RCS — motory řídicího systému, CSI — přechod na koncentrickou dráhu, CDH — navedení na dráhu s konstantním výškovým rozdílem, TPI — zahálení závěrečného přibližovacího manévru, TPF — zakončeni závěrečného manévru.

3) Televizní záběr vnitřku měsíční sekce. Nad pootevřeným příklopem průlezu je vidět vodicí kužel stykovacího zařízení.

4) Proti světlému pozadí zeměkoule se rýsuje silueta měsíční sekce. Všimněte si tyčkových detektorů výšky nad povrchem na patkách přistávacích noh.

5) Po kosmonautech se posléze dostala na letadlovou loď Guadalcanal i kabina Apollo. Na snímku zhotoveném při vytahování na palubu jsou zřetelné stopy po průletu hustými vrstvami atmosféry.

6) Foto na titulní straně L+K č.13/1969 : David R.Scott ve dveřích velitelské sekce Apolla 9 (Snímek: R.L.Schweickart - NASA)

[ Obsah | Pilotované lety | Apollo | Apollo 9 ]