Historie lodí Sojuz: Tažní koně sovětské kosmonautiky

Devatenáctého dubna 2008 se po šestiměsíčním pobytu na Mezinárodní vesmírné stanici vraceli domů Rus Jurij Malenčenko, Američanka Peggy Whitsonová – někdejší první žena v pozici velitele kosmické základny – a také I So-jon z Jižní Koreje, účastnice krátkodobého letu. 

Jejich loď Sojuz TMA-11 provedla brzdný zážeh a zamířila k Zemi. Posádka neměla důvod se znepokojovat a myslela zřejmě spíš na své blízké, s nimiž se zase brzy setká. Tři minuty před prvním kontaktem s atmosférou, ve výšce kolem 150 km, se odpálily pyrotechnické šrouby. Měly se tak od sebe oddělit tři moduly tvořící vesmírnou loď. Sojuz se vnořil do zemského ovzduší a za okny začala poskakovat barevná světýlka rozžhaveného plazmatu. „Že je něco špatně, nám nedošlo okamžitě. Uběhlo možná pár minut, nevím přesně, a pak Jurij řekl, že se zapalují korekční trysky, které už měly být v této fázi letu mimo hru,“ vzpomínala později Whitsonová. 

Pyropatrony totiž selhaly, takže se od návratové sekce neoddělil servisní modul a celé soulodí vstoupilo do atmosféry pod špatným úhlem, rychlostí 7,5 km/s, při teplotě kolem 1 600 °C. Soustava však naštěstí namáhání při sestupu dlouho nevydržela, servisní sekce odpadla a shořela a návratový modul s kosmonauty se díky svému jednoduchému aerodynamickému designu obrátil do správné polohy – tepelným štítem napřed. Problémy přesto nekončily…

Nejdelší minuta v životě

„Jakmile konečně odpadla servisní sekce, prakticky okamžitě jsme přešli na balistickou sestupovou trajektorii,“ uvádí Whitsonová. Počítač Sojuzu zkrátka zaznamenal vzniklé potíže a software je vyhodnotil jednoznačně: dostat posádku co nejrychleji na Zemi! Balistická varianta sestupu bohužel zahrnuje pěkně strmý pád z oběžné dráhy.

Přetížení na palubě rychle dosáhlo 8,2 G a trvalo asi minutu. Pro Whitsonovou šlo prý „po půl roce v beztíži o nejdelší minutu v životě“. Cítila se, jako by jí někdo tlačil hlavu do opěradla, a velmi špatně se jí dýchalo. Korejka So-jon musela být po návratu na pár dní hospitalizována kvůli bolestem zad, jinak ale posádka přežila strmý pád bez následků. Jakmile však návratový modul přestal žhavit okolní vzduch a pokojně se na padáku snášel do stepi, objevil se v kabině kouř. Velitel lodi Malenčenko proto vypnul ovládací panel, protože dým zdánlivě vycházel zpoza něj. 

Kvůli změně sestupové trajektorie dosedl Sojuz TMA-11 několik set kilometrů od místa, kde čekaly záchranné týmy. K lodi, jejíž brzdící motory zapálily step, tudíž jako první dorazili tamní obyvatelé. A zatímco pomáhali oběma ženám ven z modulu, Malenčenko záchranným jednotkám ohlašoval lokalitu přistání přes satelitní telefon z nouzové soupravy. 

Srdce až v krku

Posádka se tedy dostala v pořádku zpět na Zemi, načež ovšem začala pro změnu bolet hlava členy vyšetřovací komise: Stejný balistický sestup už totiž viděli u minulé výpravy! Co když pyropatrony poškozuje dlouhé působení vesmírných podmínek, zatímco Sojuz parkuje u ISS? A co čeká kosmonauty na stanici, pro které už je tam jejich návratová loď připravena? Co když má plavidlo také špatné pyropatrony? Tentokrát by všechno nemuselo dopadnout tak dobře…

Kosmonauti Sergej Volkov a Oleg Kononěnko proto v červenci 2008 podnikli výstup z ISS, aby loď zkontrolovali. Museli se pomocí vnějšího „jeřábu“ Strela ruské části stanice dostat k dolní části Sojuzu TMA-12, rozříznout ochrannou fólii přesně v místě, kde zřejmě selhal pyrotechnický šroub v předchozí misi, odmontovat jednu celkem ze dvanácti výbušných náloží a odnést ji ve speciálním ochranném kufříku do ISS pro pozdější odeslání k analýzám do pozemních laboratoří. 

Kosmonauti neměli výcvik ani instruktáž pro manipulaci s pyropatronami Sojuzu, které samozřejmě ani nebyly navrhovány pro podobné zacházení ve vesmíru. Volkov později přiznal, že během výstupu se srdcem v krku čekal, kdy mu patrona vybuchne v rukách. K explozi však naštěstí nedošlo a on i jeho kolegové se v říjnu 2008 hladce vrátili na Zemi. Problém se nakonec podařilo odhalit v chybném designovém řešení pyropatron, které se následně dočkaly příslušných úprav. 

Spolehlivý tahoun 

Život tehdy posádce zachránila jednoduchost koncepce Sojuzu. Tato robustní loď létající za každého počasí slouží už od 60. let minulého století, prošla mnoha úpravami a vylepšeními a dnes tvoří kvůli odstávce raketoplánů páteř pilotované kosmonautiky. V prosinci 2015 vzlétnul do vesmíru již 128. exemplář s kosmonauty na palubě od roku 1967. Existuje rovněž bezpilotní varianta Progress, která zásobuje orbitální stanice už od dob Saljutů. 

Lodě Sojuz se také postupně modernizují. V roce 2002 byla ve vesmíru zalétána nová verze TMA ve snaze vyhovět požadavku Američanů, aby bylo možné vozit na ISS astronauty s méně přísným výškovým limitem. O osm let později se dočkala premiéry verze TMA-M, často přezdívaná „digitální Sojuz“, jež dnes dopravuje posádky na vesmírnou stanici a zpět.

Modernizace v jejím případě zahrnovala výměnu starších přístrojů, neboť některé se už přestaly vyrábět, a celkové zavedení pokročilejší řídicí elektroniky a softwaru. Změn se dočkal i systém regulace teploty na palubě. Celkem 36 starších zařízení nahradilo 19 nových. Snížila se tak rovněž hmotnost plavidla, jež nyní uveze o 70 kg víc. Do výroby byly zavedeny nové materiály, zjednodušila se práce techniků na kompletaci Sojuzu a nový letový software lze snáz modifikovat a rozšiřovat. Nicméně radikálnější a dražší návrhy – například na přemístění hlavního řídicího počítače do návratového modulu či na kompletní výměnu solárních panelů a elektroinstalace v lodi – byly prozatím smeteny ze stolu. 

Od roku 2016 pak už létá vylepšený Sojuz MS, který nabízí právě efektivnější solární panely, lepší spojovací mechanismus pro přistání u ISS, modifikace hlavního motoru a také změny komunikačního a navigačního systému, využívajícího mimo jiné data z GPS. 

Scénář lunární mise

Plavidla Sojuz vznikala v Sovětském svazu v době, kdy se za oceánem točila na plné obrátky kolečka americké kosmické mašinérie, aby se naplnila Kennedyho výzva dostat do konce 60. let člověka na Měsíc. S podobným cílem se přitom rodily i Sojuzy. Verze LOK (ruská zkratka pro lunární orbitální plavidlo) se sice v praxi nakonec nikdy nevyužila, hlavně kvůli haváriím superrakety N-1, přesto je scénář jejího měsíčního letu zajímavý. 

Od klasického Sojuzu se LOK lišil hlavně absencí solárních panelů – energii mu mělo dodávat míchání kapalného vodíku s kyslíkem uvnitř palivových článků, z jejichž činnosti by posádka získávala i kyslík k dýchání a pitnou vodu. Rozvinuté systémy zajištění životních podmínek, jako třeba recyklátor vody v uzavřeném okruhu, by umožňovaly uskutečnit až třináctidenní lunární expedici. Loď by byla také o něco těžší (10 t oproti 7 t v případě TMA-M) a na oběžnou dráhu okolo Měsíce by dopravila dva kosmonauty. 

TIP: Kosmická stanice Saljut: První domov na orbitě

Další scénář už se velmi podobal projektu Apollo: Jeden člen posádky by zůstal v LOK a kroužil by okolo Měsíce, zatímco jeho kolega by dosedl na povrch tělesa ve výsadkovém modulu a poté by se po našem souputníkovi prošel. Podle některých návrhů by dokonce v oblasti přistání čekal Lunochod s naváděcím radiomajákem. Jen návrat by byl ve srovnání s Apollem těžší – stykovací uzel LOK a přistávacího modulu totiž nezahrnoval přetlakový tunel, takže by kosmonaut musel do mateřské lodi přestoupit ve skafandru vnějším prostorem a vzít s sebou i vzorky hornin. LOK by posléze lunární modul odhodil, zažehl by hlavní motor a dopravil by posádku domů. Škoda, že Sovětský svaz tyto plány po úspěchu Apolla 11 zavrhl… 

Přísně tajní turisté

Sojuz se však s Měsícem možná nerozloučil navždy. V roce 2014 svět obletěla zpráva, že americká firma Space Adventures (která svého času vozila platící turisty na ISS právě v lodích Sojuz) jedná o úpravě plavidla s koncernem Energija – s moskevským závodem vyrábějícím Sojuzy a Progressy pro provoz Mezinárodní vesmírné stanice. Modifikovaná verze lodi by pak měla se dvěma platícími zákazníky a s velitelem z řad profesionálních ruských kosmonautů absolvovat pasivní oblet Měsíce. Sojuz by k tomu ovšem potřeboval lepší komunikační a navigační systém, odolnější tepelný štít pro návrat do atmosféry druhou kosmickou rychlostí a také nový obytný modul. 

Space Adventures dokonce uvedla, že dva zájemci už složili zálohu z celkových 150 milionů dolarů za osobu, a po konzultaci s Rusy by se prý výlet k Měsíci mohl uskutečnit již v roce 2018. Jenže nic takového se nestalo...