Legendární kosmické skafandry: Vyladěný outfit pro vycházky po Měsíci i věčné Orlany
Hlavním úkolem skafandru je ochránit nositele proti vnějším, často extrémním vlivům, které přitom mohou být očekávané – jako třeba výstup do otevřeného prostoru – nebo neočekávané, například v podobě dekomprese kosmické lodi. Ne všechny skafandry to v minulosti splňovaly.
Skafandry představují malé katedrály techniky. Mají prakticky stejné schopnosti jako samotné kosmické lodě, nicméně v nepoměrně menším měřítku. A mnohdy dokonce musejí být astronauti schopní odnést si tuto svoji „osobní loď“ na bedrech.
S batohem na kolenou
- Označení: Jastreb
- Použití: Sojuz 4/5, 1969
Jen tři měsíce po letu Voschodu 2 se v Sovětském svazu rozjely práce na novém skafandru Jastreb, který měl umožnit až dvě hodiny práce ve volném prostoru, a především přechod z jedné lodi do druhé, což s sebou neslo dvě technické výzvy.
Zaprvé bylo potřeba vytvořit uzavřený okruh ventilace. U Berkutu se vydechovaný vzduch vypouštěl mimo skafandr a nahrazoval se čerstvým. Jenže to, co stačilo pro relativně krátký výstup, by u delší vycházky znamenalo nepřijatelný nárůst hmotnosti podpůrného systému v podobě „batohu“. Bylo tedy nezbytné převést vydýchaný vzduch do uzavřeného okruhu, zbavit jej vlhkosti a oxidu uhličitého a ponechat ho „v oběhu“.
Druhou výzvou se stal plán přechodu z jedné lodi Sojuz do druhé. Problém spočíval v malém průlezu na orbitálních sekcích, kterým se kosmonauti sice mohli protáhnout, ale bez rozměrné zádové jednotky. Batoh se systémem zajištění životních podmínek o hmotnosti 31,5 kg tak nesli na stehnech.
Jastreb měl jednu zvláštnost: Šlo o první skafandr vyvinutý pouze pro práci v otevřeném prostoru. Předchozí sovětský Berkut i americké G3C a G4C chránily posádku rovněž v lodi, zvlášť během startu a přistání, zatímco Jastreb si kosmonauti oblékali až na oběžné dráze. Na jednu stranu to bylo jednodušší z hlediska konstrukce, protože se nemuselo dbát na pohodlí posádky v křeslech, nicméně samotný návrh znamenal složitější úkol. Kosmonauti se totiž museli do skafandru dostat svépomocí, navíc v beztíži a ve stísněné lodi. Každopádně Jastreb použili pouze Alexej Jelisejev a Jevgenij Chrunov při přechodu ze Sojuzu 5 do „čtyřky“ v lednu 1969.
Na lunární vycházky
- Označení: A7L
- První použití: Apollo 7, 1968
Ikonou mezi skafandry se stal americký A7L, který používali astronauti v programu Apollo. Tvořil ho vlastní oblek PSA neboli Pressure Suit Assembly a zádová jednotka s bateriemi, komunikačním vybavením a obecně systémem zajištění životních podmínek PLSS alias Portable Life Support System. První verze s označením A7L se používala při misích Apollo 7–14 a počínaje „patnáctkou“ přišla ke slovu vylepšená A7LB, nabízející například rozšířené možnosti pohybu: V původním obleku se nedalo sedět, takže by astronauti nemohli využívat lunární vozidlo. Skafandry měli všichni tři členové posádky, ovšem pilot velitelského modulu oblékal „odlehčenou“ variantu, protože se neměl procházet po Měsíci.
Základní verze skafandru vážila 34,5 kg, odlehčená 28,1 kg a pozdější A7LB pak 35,4 kg, respektive 29,3 kg. K tomu je třeba připočítat zádovou jednotku PLSS o hmotnosti 38 kg a na ní ještě záložní jednotku OPS čili Oxygen Purge System, vážící 19 kg. PLSS dovolovala pracovat na Měsíci čtyři hodiny, respektive osm hodin ve verzi A7LB, zatímco OPS představovala záložní systém s třicetiminutovým zajištěním životních podmínek.
Skafandr A7L měl také zajímavý způsob tepelné regulace, a to pomocí sublimátoru. Jeho základ tvoří kovová deska s množstvím mikroskopických otvorů, k nimž se přivádí voda z chladicího systému a zamrzne v nich. Teplo ze skafandru pak led rozpustí a teplá voda se odpaří. Jakmile potom teplota v systému klesne, voda v otvorech opět zamrzne. Elegantní princip dodnes využívají ruské i americké skafandry, a právě zásoba vody pro tepelnou regulaci limitovala délku pobytu na Měsíci.
Zádovou jednotku PLSS astronauti před odletem odhazovali na lunární povrch a po dobu otevření průlezu zůstávali napojeni na systémy modulu. Když pak při Apollu 15–17 uskutečnili Alfred Worden, Thomas Mattingly a Ron Evans na cestě k Zemi výstup z lodi, měli vždy jen záložní jednotku OPS, přičemž kyslík a energii dostávali skrz kabel z mateřského plavidla. Stejně tak si každý z nich půjčil přilbu od svého velitele, jelikož disponovala sluneční clonou. Jejich vlastní helma zmíněnou vymoženost postrádala, protože skafandr je měl primárně chránit během startu a přistání.
Sokol pro lodě Sojuz
- Označení: Sokol-K
- První použití: Sojuz 12, 1973
Představitelé sovětského kosmického programu žili v přesvědčení, že dehermetizace kabiny není pravděpodobná. Proto se rozhodli, že v lodích Sojuz budou kosmonauti startovat a přistávat bez skafandrů. Ušetřila se tím hmotnost i prostor, takže se do těsné kabiny vešli tři muži. O jak bláhový předpoklad se jedná, se ukázalo v červnu 1971, kdy ze Sojuzu 11 unikl vadným ventilem vzduch a celá posádka zahynula. Kdyby na sobě Georgij Dobrovolskij, Vladislav Volkov a Viktor Pacajev měli skafandry, mohli žít…
Pro další pilotované lety tak vznikly nové obleky Sokol, respektive došlo k úpravě stejnojmenných skafandrů, které továrna Zvezda vyvinula o něco dřív pro sovětské letectvo. Některé prvky z nich zmizely, včetně kalhot chránících proti ztrátě vědomí při přetížení, jiné jako pevná přilba naopak přibyly.
Skafandr dostal označení Sokol-K jako „kosmičeskij“, váží asi 10 kg, kosmonaut v něm může zůstat až 30 hodin a v případě dekomprese ho oblek ochrání dvě hodiny. Při nástupu do kabiny nesou členové posádky malé „kufříky“ s ventilátorem bránícím přehřátí a později se připojují na systémy lodi.
V jednom ze Sokolů-K letěl na oběžnou dráhu dokonce i Vladimír Remek. Používají se přitom dodnes, přestože v modernizované podobě. Původní modely se potýkaly s řadou nedostatků, jež se ukázaly při provozu: Patřil mezi ně omezený výhled, neohrabanost při případné dekompresi kabiny a složité oblékání skrz otvor na břiše. Později byly vyrobeny samostatné kalhoty a torzo, ale v nejnovější generaci se konstruktéři opět vrátili k navlékání přes břišní část. Každopádně skafandr se zatím do penze nechystá a probíhá vývoj nových verzí Sokol-M a MP.
Věčný Orlan
- Označení: Orlan
- První použití: Saljut 6, 1977
Ztělesněním sovětského snu o dobytí Měsíce se stal skafandr Krečet (později Krečet 94), vyvíjený od roku 1961. Scénář počítal s letem dvou kosmonautů, s tím že jeden by na oběžné dráze našeho souputníka přestoupil ve skafandru do výsadkového modulu, vydal by se na lunární povrch a následně by se vrátil do mateřské lodi. A v případě nouze by mu jeho kolega přišel na pomoc ve skafandru Orlan. Zmíněný kosmický oblek sice k Měsíci nikdy nezamířil, ale vytvořil základ úspěšné řady používané dodnes na Mezinárodní vesmírné stanici.
Zajímavé je, že zádová jednotka se odklápěla na pantech a vzniklým otvorem vstupoval kosmonaut dovnitř. Oblékání se tím velmi usnadňovalo i zkracovalo, a především ho zvládl jeden člověk, zatímco do amerických skafandrů si dodnes musejí astronauti navzájem pomáhat. Ruský kosmonaut jednoduše vstoupil dovnitř, uzavřel zádovou jednotku madlem a dvojnásobně ho zajistil. Lunární Orlan se konstruoval na dvě vycházky v délce 2,5 hodiny. Dnešní verze dokážou zajistit až osmihodinový výstup s půlhodinovou rezervou a dají se během čtyř let použít i patnáctkrát.
V éře raketoplánů
- Označení: EMU
- První použití: STS-6, 1983
V raketoplánech NASA se nejprve využívaly mírně upravené skafandry S1030A neboli Ejection Escape Suit z programu letounů Lockheed SR-71 Blackbird, jež měly astronauty chránit maximálně do podobných výšek, v jakých se pohybovaly zmíněné stroje. A jelikož v raketoplánu mohla být nanejvýš dvě vystřelovací sedadla, pro velitele a pilota, padlo rozhodnutí, že početnější posádky budou létat ve slušivých modrých overalech. Jenže stejně jako v případě zmíněného sovětského nařízení šlo o fatální chybu – jak se ukázalo v lednu 1986 při zkáze Challengeru.
S obnovenými starty raketoplánů oblékali astronauti při vzletu a přistání skafandry S1032, známější jako LES neboli Launch and Entry Suit, jež měly také původ v letectví – konkrétně v programu špionážních letounů U-2. NASA poté financovala vývoj ryze kosmického skafandru ACES alias Advanced Crew Escape Suit, který jinak nesl typové označení S1035 a jeho výhoda spočívala ve vyšší mobilitě a pohodlí, stejně jako v nižší hmotnosti.
Počátkem 80. let se na raketoplánech poprvé objevily skafandry EMU čili Extravehicular Mobility Unit pro práci v otevřeném prostoru, jejichž novější verze dodnes slouží na ISS.
Oblek se dělí na dvě hlavní části: kalhoty LTA neboli Lower Torso Assembly a horní torzo HUT, tedy Hard Upper Torso. Obě jsou k dispozici v různých velikostech, které lze spojovat díky standardizované přírubě v pase, čímž vzniká velká uživatelská variabilita.
Základní verze vážila 115 kg, u té pokročilé, používané od roku 1998, jde o 145 kg. Kromě zhruba padesátikilového skafandru zahrnuje uvedená hodnota i zádovou jednotku. Celkem vzniklo 18 skafandrů a 11 z nich zůstává ve službě dodnes: Nacházejí se střídavě na ISS a v servisu na Zemi, takže takto kolují mezi oběžnou dráhou a údržbou.
Inspirováno Ruskem
- Označení: Feitian
- První použití: Shenzhou 7, 2008
Skafandr pro starty a přistání v čínských lodích Shenzhou (Šen-čou) vznikl zkopírováním ruského Sokola. Přesto je na obleku o hmotnosti 15 kg vidět vývoj a v poslední době se od svého vzoru čím dál víc odlišuje. Pro výstupy do otevřeného prostoru pak lidová republika vyvinula model Feitian (Fej-tchien) neboli „sokol“, s možností až osmihodinové vycházky. Jeho hmotnost dosahuje 120 kg a měl by být použitelný minimálně patnáctkrát. Do loňského listopadu uskutečnili tchajkonauti celkem třináct výstupů ze svých kosmických lodí a stanic.
