Nepostradatelná výbava: Jaké hodinky používali astronauté při cestách do vesmíru?

Výbuchem ochromená a téměř neovladatelná kovová skořápka, vznášející se nad šedobílým lunárním povrchem, je tím posledním, co dělí trojici astronautů od smrtonosného prostředí vesmíru. Veškerou zbytnou techniku vypnuli, aby loď neztrácela tolik důležitou energii z baterií. Týká se to rovněž navigačního systému, jenž má zajistit hladký průběh letu i samotného přistání na Měsíci, ke kterému však už nedojde. 

Pilot velitelského modulu Jack Swigert se přesto může spolehnout na jednu z mála věcí, jež funguje. A funguje-li správně, šance posádky na záchranu se zásadně zvýší – náramkové hodinky Omega na jeho levém zápěstí. Odměří s nimi kapitánu Jimu Lovellovi čtrnáctisekundový zážeh motoru lunárního modulu, který urychlí jejich přílet k Zemi a zároveň zpřesní dráhu plavidla. Kdyby hodinky nepracovaly bezchybně, osud tří mužů z Apolla 13 se mohl odvíjet mnohem dramatičtěji…

Stopkám na stopě

Vraťme se však o šest let zpátky. Na počátku roku 1964, šest měsíců od posledního letu Mercury s Gordonem Cooperem a dlouho před startem nové kabiny Gemini, dostal mladý inženýr NASA James H. Ragan za úkol vybrat přesný časoměřič pro posádky amerických vesmírných misí. Ačkoliv již proběhlo šest kosmických letů, z nichž čtyři byly orbitální, hodinky dosud nepatřily do povinné výbavy. Původní „sedmička“, tedy skupina prvních sedmi astronautů projektu Mercury, si proto s sebou brala hodinky vlastní (viz Co nosila původní „sedmička“?), na něž se mohla spolehnout. S postupující náročností letů a výzvami, kterým měl čelit nový projekt Gemini, si však i tato oblast vyžádala urychlené řešení na centrální úrovni.

Ragan se tedy nejprve sešel se dvěma již ohlášenými posádkami premiérových letů Gemini a důkladně s nimi probral představy, jež by měly jejich hodinky splňovat. Čtveřice se jednomyslně shodla na funkci chronografu: Jde v podstatě o běžný model, rozšířený o možnost stopování času a často také o minutový či hodinový sčítač. Stopky nebo hodinky s touto funkcí měli totiž na palubě všichni američtí astronauti vyjma Gordona Coopera – a nadmíru se osvědčily. 

Přesnost na zápěstí

Komise určená k výběru oficiálních hodinek NASA poté sestavila seznam požadavků, přičemž chronograf jako podmínka samozřejmě zůstal. Vybrané modely však musely také vydržet vysoké přetížení či střídání teplot a fungovat v beztíži. Podrobný soupis zaslala vesmírná agentura všem zástupcům významných hodinářských firem, jež měly pobočky ve Spojených státech. V líčení následujícího vývoje událostí se důvěryhodné zdroje rozcházejí, nejpravděpodobněji však NASA na svou výzvu obdržela nabídku od čtyř společností: Hamilton, Longines, Rolex a Omega. 

Firma Hamilton byla vyřazena hned zkraje výběrového řízení. Přestože dodala hodinky s požadovanou funkcí chronografu, jednalo se o kapesní model, a nikoliv o náramkové hodinky. Porušila tedy jeden z bodů zadání. 

Čas pod tlakem

Zbylé tři adepty začala NASA poměrně svérázným způsobem testovat. Hned první zkouška byla vpravdě zatěžkávací. Hodinky po dva dny čelily teplotám přes 70 °C a následně 30 minut teplotě 93 °C. Poté technici snížili hodnotu na −18 °C na dobu čtyř hodin.

Zmíněná teplotní maxima a minima zkombinovali pracovníci NASA s tlakem 6–10 atmosfér, a to v 15 cyklech. Pro představu, deset atmosfér odpovídá tlaku pod vodou v hloubce 100 m. Modely také 10 dnů odolávaly teplotám od 21 °C do 71 °C a relativní vlhkosti vzduchu 95 %, což lze přirovnat k tropickému deštnému pralesu. 

Pokud jde o nárazuvzdornost, strojky musely vydržet šest otřesů o maximální síle 40 G po velice krátkou dobu 11 mili­sekund, a to v šesti různých směrech. Během šesti minut na ně rovněž působilo přetížení rostoucí postupně až na 7,25 G. Co se týká přetlaku a podtlaku, po 1,5 hodiny ve vakuu a v teplotách přes 70 °C následovalo na hodinu 1,6 atmosféry. V případě vibrací se jednalo o tři cykly po 30 minutách ve spektru 5–2 000 Hz a na řadu přišel i akustický hluk, konkrétně 130 dB na frekvenci 40–10 000 Hz po dobu půl hodiny. 

Překvapený vítěz

Všem testům nakonec vyhověl pouze model Speedmaster od Omegy. Ostatní kusy podle všeho nezvládly hned první teplotní zkoušku. Švýcarská společnost se tedy stala certifikovaným dodavatelem hodinek astronautů, navíc se sériovým modelem, který si mohla koupit široká veřejnost. 

Sama firma si nebyla vědoma, že její strojky pomáhají za oceánem svým nositelům překonávat hranici vesmíru, neboť ji oficiální distributor ve Spojených státech na výběrové řízení neupozornil. Manažery společnosti tak příjemně překvapilo, když na fotografiích rozeznali svůj výrobek obepínající zápěstí Eda Whitea, prvního Američana ve volném kosmu. 

Do kosmu jen mechanika

Většina lidí by očekávala, že s nástupem technologií quartz éra mechanických hodinek ve vesmíru skončí. Ano, strojky poháněné baterií jsou bezesporu přesnější. Také se dají vyrobit levněji, což i ve specifickém odvětví kosmických letů znamená pozitivní aspekt. Jenže při práci mimo stanici vykazují vysokou poruchovost: Nízké teploty a radiace škodí elektronickým modulům, jež se přehřívají, zatímco pájené spoje naopak křehnou a praskají. 

Digitální hodinky, které v 80. letech nesměly chybět ve výbavě žádného kluka, pak čeká ještě drastičtější osud. LCD totiž znamená „liquid crystal display“ čili „displej tvořený tekutými krystaly“. Ty ve vesmírném vakuu mrznou, téměř okamžitě se odpaří, a čas tudíž člověku doslova proteče mezi prsty. 

Ačkoliv tedy na zápěstích dnešních posádek ISS můžeme zahlédnout všelijaké modely – LCD, quartz i mechanické –, při výstupu do kosmu se používá výhradně „mechanika“. U amerických astronautů se navíc stále jedná o model Speedmaster. Přestože doznal jistých inovací, vychází z designu a kalibru vyvinutého v 60. letech. Hodinky Omega tak představují jediný typ vybavení, který se od dob Apolla nezměnil. 

Česká stopa ve vesmíru

Jak již bylo řečeno, mechanické hodinky nemohou přesností konkurovat elektronickým modelům řízeným kmitem krystalu čili quartz. Zmíněná vlastnost se dá ovlivnit mnoha faktory, ať již použitými materiály, preciznějším obráběním dílů, nebo lepším zapouzdřením. Ovšem i nejpřesnější mechanické modely ze Švýcarska trpí rozptylem v rozmezí několika sekund denně. 

Zdánlivě neřešitelnou překážku poprvé zdolala společnost Bulova, kterou koncem 19. století založil syn českých emigrantů Josef Bulova. V říjnu 1960 uvedla firma na trh revoluční strojek pojmenovaný Accutron, ze spojení „accuracy through electronic“ čili „přesnost pomocí elektroniky“. Jde vlastně o hybrid mezi bateriovými hodinkami s křemenným oscilátorem a klasickým mechanickým strojkem. 

Namísto setrvačky používá ladičku: Magnetické pole vytvářené dvěma cívkami roztáčí tzv. ručkové kolo – miniaturní součástku, jejíž zoubky nelze pouhým okem rozeznat. Vibrační frekvence ladičkového systému činí 360 Hz, zatímco klasické strojky oscilují okolo 2,5 Hz. A v hodinářském světě platí, že čím vyšší frekvence, tím větší přesnost. Accutron dosáhl rozptylu okolo minuty za měsíc a baterie ho vydržela pohánět celý rok. Navíc běžné mechanické modely zahrnují okolo 150 součástek, kdežto v nové verzi od Bulovy se jich nacházelo jen 27, z toho 14 pohyblivých. Pravděpodobnost mechanické poruchy se tak výrazně snížila.

Od tajných složek po NASA

O revoluční novinku samozřejmě projevila zájem vláda Spojených států, respektive její tajné složky: CIA nechala Accutrony umístit do palubní desky nově vyvíjeného letadla A-12, jehož úkolem bylo sledovat a fotit tajné cíle v Sovětském svazu. Stroj se dokázal pohybovat trojnásobkem rychlosti zvuku a létal ve výšce 26 km. Drtivá většina součástek pro něj vznikala přesně na míru. Mechanika Accutronu zvládla přetížení, podtlak, teplotu i otřesy způsobené rychlostí letadla bez sebemenšího poškození či poklesu přesnosti. NASA tedy logicky sáhla po prověřené technologii a vlastní letový hardware také vybavila výrobky firmy Bulova.

Kupuj americké

Víc než mnohá jiná odvětví se hodinářský svět pojí s marketingem. Strojky Bulova sice pomáhaly americkým astronautům bojovat se Sověty v závodě o Měsíc – ale obyčejnému spotřebiteli jen těžko vysvětlíte, aby si hodinky koupil proto, že jejich princip slouží v lodích Mercury, Gemini či Apollo. Mnohem lépe by se prodával výrobek, který nosí na zápěstí hrdinové ve vesmíru. Zájem firmy se tak logicky obrátil k náramkovým hodinkám. 

Když ovšem přišlo zadání NASA zpracované týmem Jamese Ragana, zklamání nemohlo být větší. Bulova totiž nedisponovala jediným chronografem. Jeho vývoj se nacházel teprve v počátcích a v době výběrového řízení se rodil první prototyp. Nepomohly ani přímluvy u vedení NASA. Testy prokázaly spolehlivost hodinek Omega a nebyl důvod je čímkoliv nahrazovat. 

Existovalo však něco, co mohlo Speedmastery velice rychle vyřadit ze hry: Od roku 1933 platil ve Spojených státech zákon, který vládní orgány zavazoval upřednostnit nákup zboží vyrobeného v USA před dovozem – a to i v případě, že byl srovnatelný domácí produkt dražší. Bulova tak měla jakožto americká firma oproti švýcarské Omeze jednoznačnou výhodu.

Srdce versus obálka

V roce 1972 došlo ke druhému výběru, v němž se rozhodovalo pouze mezi dvěma zmíněnými firmami. Jenže Bulova utrpěla těžkou a poměrně nespravedlivou porážku. Omega totiž, vědoma si amerického zákona, začala vyrábět sklíčka a pouzdra v Michiganu a Pensylvánii. Díly se následně zaslaly do Švýcarska, kde se osadily strojkem, a komplet se vrátil do Houstonu. Většina z objemu i hmotnosti hodinek tedy vznikala v USA, přestože veškerý vývoj a inovace týkající se jejich srdce – strojku – probíhaly ve Švýcarsku. 

Postup Bulovy byl zrcadlově obrácený: U svých švýcarských partnerů nechala vyrábět komponenty ke strojku a sama prováděla náročný vývoj nového chronografu. Po přezkoumání obou společností došla NASA k závěru, že Bulova paradoxně porušuje zákon z roku 1933, a vyloučila ji i z druhého výběru.

Na Měsíc vlastní cestou

Hodinky Bulova se však nakonec na Měsíc podívaly, a to na zápěstí Davida Scotta, velitele Apolla 15. Firma jej oslovila, zda by si s sebou nechtěl vzít na misi prototyp jejího chronografu. Dave souhlasil pod podmínkou, že mu dají i kapesní stopky, které by mohl využít při odpočtu startu z Měsíce. Náhoda tomu chtěla, že sklíčko jeho Omeg někdy během druhého výstupu na povrch našeho souputníka vypadlo. Když si toho Scott po návratu do lunárního modulu všiml, vyměnil Omegy za své vlastní Bulovy, které pak bezpečně fungovaly až do přistání na Zemi.

I tento příběh má zajímavou dohru: Astronaut se po letech rozhodl zmíněné hodinky prodat. Na rozdíl od všech Speedmasterů, jež jsou majetkem NASA a po misi se vracejí do depozitářů, byly Bulovy jeho a vesmírná agentura mu je po prozkoumání musela vrátit. V roce 2015 se tak dostaly do aukce jediné měsíční hodinky, které může vlastnit obyčejný smrtelník. Vydražily se za astronomických 1,3 milionu dolarů.