Dobývání kosmu: Jak vypadají vesmírné skafandry pro 21. století?

V nejjednodušším slova smyslu představuje skafandr ochranný pracovní oděv, který člověka udržuje na živu v drsných podmínkách kosmu. Rozlišujeme dvě základní verze: skafandry pro pobyt uvnitř vesmírné lodi, používané zejména během startu a přistání, a ty pro práci mimo bezpečí kosmického plavidla.

Lehký, nebo těžký?

Lehké skafandry, tzv. IVA (Intra Vehicular Activity neboli „činnost uvnitř lodi“), nosí astronauti jako dodatečný bezpečnostní prvek. Kdyby v kabině poklesl tlak nebo nastalo naprosté vakuum například při hašení požáru, udrží ska­fandr napojený na systémy lodi člověka naživu. Sověti sice v minulosti jednu dobu létali bez nich, ale bohužel za to v roce 1971 zaplatili životem tři kosmonauti ze Sojuzu 11. I proto dnes, kdy jsou kosmické dopravní prostředky mnohem bezpečnější a spolehlivější, zůstává IVA skafandr povinným ochranným prvkem každého člena posádky ve všech lodích. 

Naopak těžké skafandry, tzv. EVA (Extra Vehicular Activity čili „činnost mimo loď“), představují naprostou nezbytnost pro výstupy do volného kosmu a práci ve vakuu, kde by člověk jinak nepřežil déle než několik sekund. Logicky platí, že lze verzi EVA použít také coby IVA, jak tomu bylo například v programech Gemini a Apollo. Opačný postup však možný není, přestože nám jej ukazují některé sci-fi snímky, jako například Gravitace.

Do každé lodi

Na přelomu 20. let 21. století se kosmonautika nese ve znamení nástupu řady nových vesmírných lodí, jenž nemá v historii obdoby. Pro lepší představu si je vyjmenujme: NASA finišuje s přípravami Orionu pro výpravy do hlubokého kosmu, s první plánovanou misí v roce 2021. Firma SpaceX již úspěšně provozuje Crew Dragon a přes některé obtíže dokončuje Boeing svůj Starliner. Rusko pomalu pracuje na lodi Orel pro dopravu kosmonautů na nízkou orbitu Země či k Měsíci (plán 2024). Čína aktuálně chystá na svém kosmodromu start nového pilotovaného plavidla (zatím beze jména), které zvládne letět i k Měsíci (2020). Indie nedávno oznámila záměr uskutečnit první vesmírnou misi svého občana ve vlastní kosmické lodi (2022). Společnost Virgin Galactic by mohla snad už v příštím roce začít létat s turisty v suborbitálním raketoplánu SpaceShipTwo. A Blue Origin má již také za sebou podstatnou část testů rakety New Shepard s kabinou pro posádku a rovněž začne co nevidět vozit turisty. 

I když se to možná na první pohled nezdá, každá vesmírná loď vyžaduje vlastní skafandr. Pojďme si tedy představit obleky astronautů pro 21. století.

ixEMU: Vzhůru na Měsíc!

• Určení: EVA
• Loď: (zatím neexistující) lunární modul programu Artemis
• Premiéra: 2023

Amerika po padesáti letech definitivně míří zpátky na Měsíc a s tím se pojí i nutnost vyvinout nové skafandry určené pro výstupy na jeho povrch. NASA momentálně podobnými kosmickými obleky nedisponuje, jelikož skafandry EMU alias Extravehicular Mobility Unit, používané na Mezinárodní vesmírné stanici, slouží pouze k pohybu v beztíži a jejich konstrukce chůzi neumožňuje. Agentura proto během posledních let pracovala na několika prototypech, které vyústily v návrh nazývaný xEMU neboli Exploration Extravehicular Mobility Unit.

Na konci loňského roku zadala NASA žádost průmyslovým partnerům: Měli by na nový skafandr poskytnout zpětnou vazbu a pomoct s finalizací i optimalizací jeho výrobního procesu, provozní strategie či budoucích možných úprav a vylepšení. Nejpozději do roku 2023 by se pak měl xEMU vydat na ISS, kde se otestuje v reálných podmínkách při výstupu mimo stanici, aby byl o rok později připraven k první procházce po Měsíci v rámci mise Artemis III.

Jeho konstrukce cílí zejména na vysokou mobilitu, jež bude při práci na zemském souputníkovi nutná a které se v minulosti žalostně nedostávalo skafandrům A7L z programu Apollo. Astronauti tak bez větších problémů zvládnou sbírat věci z povrchu, ohnout se, dřepnout si či kleknout. Další přínos tkví ve větší univerzálnosti a možnosti nastavit velikost obleků, aby vyhovovaly všem tělesným proporcím. V neposlední řadě se pamatuje i na zvýšený komfort, který si namáhavá práce bezpochyby žádá. 

Na každém skafandru jsou však nejdůležitější systémy pro podporu života, tedy udržování tlaku, teploty, vlhkosti, dýchatelné atmosféry atd. Jejich konstrukce je u xEMU navržena jako modulární, tak aby se v budoucnu dalo jednoduše implementovat vylepšení přicházející s technologickým pokrokem či se změnou požadavků, plynoucí například z použití v odlišném prostředí nebo na jiném kosmickém tělese.

iOCSS: Odkaz raketoplánů

• Určení: IVA
• Loď: Orion
• Premiéra: 2024

Už víme, že posádky programu Artemis se budou na Měsíci a během případných výstupů do volného prostoru na jeho orbitě pohybovat ve skafandru xEMU. Pro práci na palubě lodi Orion však budou mít k dispozici docela jiný oblek – OCSS neboli Orion Crew Survival System. Bude sloužit ve všech kritických fázích letu, tedy při startu, přistání, motorických manévrech či připojování ke stanici Gateway u zemského průvodce. Ať už by Orion ztratil vnitřní tlak v kterékoliv fázi mise, astronauti díky zmíněnému skafandru bez problémů přežijí návrat na Zemi, jelikož je udrží na živu až šest dnů.

OCSS technologicky vychází ze známého „dýňového obleku“ ACES, používaného na palubách raketoplánů Space Shuttle. Dočkal se ovšem radikálního přepracování a vylepšení, především v oblasti bezpečnosti či mobility. Například přilba je mnohem lehčí, pevnější, lépe tlumí hluk a na rozdíl od své předchůdkyně je dostupná v několika velikostech. Přístup k rozměrům se změnil také u samotného obleku: Už se nebude dodávat v konfekčních velikostech, ale každému astronautovi se upraví na míru. Dále se u něj použily materiály lépe odolávající žáru a zlepšila se pohyblivost kloubů – zejména ramenních, jejichž volnost je nesmírně důležitá při zvedání paží a ovládání systémů lodi, obzvlášť při větším přetížení.

Svou křiklavě oranžovou barvou, pro snazší lokalizaci posádky v případě nouzového přistání a opuštění lodi, odkazuje OCSS k historii. Stejný odstín měly skafandry ACES v raketoplánech, a právě proto se jim přezdívalo „dýňové obleky“. V oranžovém oděvu se do kosmu v historické premiéře vydal i Jurij Gagarin.

TIP: Boeing vyvíjí samočistící skafandr: Má chránit před nebezpečným prachem

Na nouzové přistání, kdy se k Orionu včas nedostanou záchranné týmy, pamatuje také integrovaná výbava v podobě balíčku pro přežití, zahrnujícího nůž, signální zrcátko, radiostanici, lokátor, stroboskop, svítilnu či píšťalku. OCSS však nezapomíná ani na moderní technologie: Například inovované rukavice umožní astronautům ovládat dotykové obrazovky.

Dokončení v neděli 27. prosince