Byl konec července 1969. Ještě neutichlo nadšení z první historické výpravy člověka na Měsíc, trojice Armstrong, Aldrin a Collins pobývala v karanténním středisku v Houstonu, ale v dalším centru NASA v Pasadeně už pilně sledovali vyvrcholení dalšího velice zajímavého programu. K Marsu se totiž přiblížily průzkumné sondy Mariner 6 a Mariner 7. Uskutečnil se přenos snímků pořízených Marinerem 6 při průletu nad Marsem z výšky 3 471 km, druhá sonda Mariner 7 se chystala na průlet ve výšce 3 470 km a na další snímkování.
Kosmonauti Armstrong, Aldrin a Collins si v karanténním středisku v Houstonu spolu s vědci prohlíželi vzorky měsíční horniny a první vyvolané fotografie i filmy ze svého pobytu v kosmu, hlavně na měsíčním povrchu. A nové snímky Marsu a velkolepý úspěch Apolla 11 na Měsíci pochopitelně vyvolávaly mezi lidmi optimistické otázky, kdy se člověk vypraví na Mars.
Slibný program Apollo Applications
Už v roce 1963 byla publikována studie Apollo-X, která se zabývala otázkou, jak více využít kosmickou loď Apollo, jejímž hlavním cílem byla pilotovaná lunární výprava. Kosmická loď byla určena pro delší činnost v kosmu. Navazovala na studii Apollo-A (AOL – Apollo Orbiting Laboratory) z května 1961, která doporučovala do adaptéru mezi druhým stupněm nosné rakety a kosmickou lodí instalovat rozměrnější válcovitý modul (průměr 3,9 m, výška 2,4 m). Měl umožnit pohodlnější pobyt kosmonautů na oběžné dráze po dobu až 100 dnů. Byl to tehdy vlastně první náznak možností, jak techniku určenou především pro lunární program dál využít.
V srpnu 1965 bylo v centrále NASA ustaveno nové pracovní oddělení Saturn-Apollo Applications Program Office, zkráceně AAP, později také „post-Apollo“, které navázalo na původní práci Apollo-X. Do čela byl sice oficiálně postaven generálmajor David Jones, ale za skutečného otce celého velkorysého a především ambiciózního programu, který měl následovat po prvních průkopnických výpravách kosmonautů na Měsíc, byl považován tehdejší náměstek ředitele NASA pro pilotované lety dr. George E. Mueller (později sehrál klíčovou roli také v programu raketoplánu).
Program AAP předpokládal vytvoření velké orbitální stanice, další dlouhodobé výpravy člověka na Měsíc, vypuštění astronomického dalekohledu, cestu k Venuši a výhledově přistání člověka na Marsu, které mělo být vyvrcholením celého úsilí.
Ještě však první američtí kosmonauti ani na Měsíci nepřistáli a už bylo z Kongresu slyšet nevlídné hlasy některých politiků. Válka ve Vietnamu totiž vyžadovala stále více peněz, které bylo zapotřebí odněkud odkrojit, takže obětí se stal kosmický program. Na pomoc dr. Muellerovi přišel Wernher von Braun, když navrhl zlevnit stavbu orbitální stanice využitím prázdného posledního stupně S-IVB mohutné nosné rakety Saturn V. K velkému válci raketového stupně, který by po jeho použití kosmonauti přímo na oběžné dráze upravili pro pobyt a práci posádek (říkalo se tomu „mokrá varianta“), měly být připojeny bloky s vědeckým vybavením a další bloky pro práci posádky.
Opice na oběžnou dráhu
Jednou ze zajímavých a dnes už zapomenutých částí programu Apollo Applications měly být dlouhodobé lety automatické biologické laboratoře OPS (Orbiting Primate Spacecraft) s úkolem výzkumu dlouhodobého působení stavu beztíže na primáty. Program letů dvoumístné lodi Gemini (ukončený v listopadu 1966) přinesl totiž poznatky pouze z jednoho čtrnáctidenního letu (Gemini 7, Borman, Lovell), většina letů Gemini nepřekročila 2 až 4 dny. A to bylo pro zamýšlené velké plány lunárního a především meziplanetárního programu příliš málo.
Návrh automatické stanice OPS z roku 1967, předložený firmou Northrop Corporation, předpokládal válcovitý modul s hermetizovanou částí pro dvě opice (macacus rhesus) připojenou k přístrojové sekci převzaté z chystaného lunárního modulu Apollo. Pilotovaná loď Apollo CSM měla OPS dopravit na potřebnou oběžnou dráhu ve výši kolem 460 km, na níž by stanice mohla v samostatném letu setrvat až jeden rok. Opice měly být umístěny v individuálních boxech, aby se předešlo konfliktům, ale přece jen s nevelkým otvorem pro sociální kontakt. Na závěr experimentu měla opět přiletět loď Apollo CSM, při výstupu do volného kosmu by kosmonauti přenesli z OPS schránky s opicemi do návratové kabiny své lodi a přepravili by je zpátky na Zemi.
Automatická biologická laboratoř OPS (vlevo) a kosmická loď Apollo CSM.
Odborníci z firmy Northrop navrhovali rozšířit využití OPS jejich dlouhodobým připojením ke stanici Skylab, anebo umístěním na upravený lunární modul s následným přistáním na Měsíci a poté s návratem zpátky na Zemi v automatickém režimu.
Firma Martin Marietta navrhovala využít loď Apollo CSM (Command a Service Module) s připojeným speciálním modulem MP (Mapping Module) pro snímkování Země, případně také Měsíce z oběžné dráhy. Z plánu však sešlo. Snímkovací aparatura byla totiž umístěna v boku přístrojového modulu lunární lodi Apollo a snímky byly pořizovány při lunárních výpravách, zatímco snímkování Země především pro vojenské účely převzaly vojenské špionážní družice řady KH.
Plánovány byly také dvoutýdenní samostatné lety lodí Apollo CSM po oběžné dráze kolem Země. Lodě při nich měly být spojeny s modifikací lunárního modulu (LM) označenou LM Lab a tvořenou přístrojovou sekcí a kabinou. Takto upravený původní LM měl sloužit jako laboratoř pro vědeckou práci. Nést měl až 10 tun vědeckých přístrojů a nezbytné podpůrné aparatury.
Automatická biologická stanice OPS byla jednou z částí programu Apollo Applications.
Zahájení misí se předpokládalo v roce 1970, ale z návrhu nakonec sešlo už před rokem 1968, kdy byly výrazně kráceny finanční prostředky na další kosmické programy. Nakonec se však návrh zachoval alespoň v podobě teleskopu ATM, který byl součástí orbitální stanice Skylab (viz dále).
Nadšení a pak konec
Nakonec byl program Apollo Applications zásadně seškrtán dokonce ještě před startem Apolla 11. V atmosféře nadšení z epochálního úspěchu však mnozí stále ještě věřili, že nastíněné velkolepé plány se uskuteční, leč stroze racionální pozorovatelé, znalí zákulisního dění v Kongresu, už nejspíš tušili, že pro rozpočet NASA nastanou krušné chvíle.
Nápad přeměnit použitý stupeň rakety Saturn S-IVB na orbitální stanici padl, protože přebudování v kosmu by bylo příliš náročné. Konstrukce nepoužitého stupně měla však být použita pro stavbu stanice, která tak bude vypuštěna v již hotovém stavu ze Země (takzvaná suchá varianta). Toto řešení bylo technicky méně složité a především umožnilo do stanice umístit mnoho dalšího vybavení a přístrojů. Od ledna 1970 nesl nový program jméno Skylab – Nebeská laboratoř. Krátce se dokonce zvažovalo vypuštění stanice na bázi stupně S-IB na oběžnou dráhu kolem Měsíce, ale vše zůstalo pouze u počáteční úvahy. Nakonec byl totiž i program výsadků na Měsíci nemilosrdně zkrácen o tři původně plánované lety.
Montáž lunárního záchranného prostředku LED z dílů lunárního modulu.
Orbitální stanice Skylab byla po tomto předčasném ukončení lunárních misí vypuštěna. Pouze však v jediném exempláři. V letech 1973 - 1974 postupně na její palubě pracovaly tři tříčlenné posádky. Na oběžnou dráhu je dopravily lodě Apollo. Součástí stanice byl i produkt programu Apollo Applications, astronomický teleskop ATM (Apollo Telescope Mision, později přejmenovaný na Apollo Telescope Mount), postavený s využitím konstrukce lunárního výsadkového modulu. Byl připojen ke stanici Skylab a společně s ní vyslán na oběžnou dráhu. Sloužil především k pozorování Slunce.
Na Měsíci až 200 dní
Pro pobyt lidí na Měsíci byla připravena další etapa. Kosmonautům měly začít sloužit elektromobily, které slibovaly značné rozšíření možností průzkumu krajiny v okolí místa přistání. V tisku se nadále objevovaly nákresy nákladních lunárních modulů, umožňujících nejen delší průzkumné pobyty dopravou potřebných zásob, ale také výstavbu malé lunární laboratoře a posléze osídlení Měsíce stálou vědeckou posádkou. Kromě nákresů existovaly dokonce fotografie již hotových modelů prvních přístřešků. Nikdo proto nepochyboval, že jde o již blízkou skutečnost.
Podle původních představ programu Apollo Applications měla raketa Saturn V dopravit na Měsíc loď Apollo (velitelský a servisní modul) bez posádky, vybavenou přistávacím stupněm. Měla vytvořit základ příští lunární stanice. Následoval by totiž druhý Saturn V, který by na Měsíc přivezl dva kosmonauty, zatímco třetí měl zůstat ve velitelské lodi na oběžné dráze. Na povrchu měli oba kosmonauti používat zdokonalené průzkumné vozidlo, ale také další transportní prostředky, včetně létajících, a některé z nich měly posloužit k vybudování většího úkrytu. Protože se počítalo až s 200 dny pobytu na Měsíci, existovala varianta, že bude zrušena „stráž“ třetího kosmonauta na oběžné dráze, protože dlouhodobý pobyt v naprosté izolaci by kladl značné nároky na jeho psychiku i celkové zdraví. Proto byla připravena modifikace výsadkového modulu pro tři kosmonauty.
Průzkumné vozidlo MOLAB (Mobile Lunar Laboratory) mělo nést hermetizovanou kabinu pro kosmonauty. V pozadí je výsadkový modul LM z programu Apollo.
- Část I. 1969 – 1971: „Apollo, úvodní část“ - Zkušební čtyři výpravy a prověrky možnosti letů člověka na Měsíc (program v podstatě odpovídal uskutečněným letům Apollo 11 až Apollo 14).
- Část II. 1972 – 1973: „Výzkum Měsíce“ - Měl zahrnout čtyři expedice s využitím zdokonaleného lunárního modulu ELM (Extended Lunar Module) s větší kapacitou. Délka pobytu posádky na Měsíci se měla pohybovat mezi třemi a čtyřmi dny (tento program lze do určité míry srovnat se skutečnými expedicemi Apollo 15 až Apollo 17).
- Část III. 1974: „Polární dráha“ - Výzkumný let lodi Apollo po polární oběžné dráze kolem Měsíce v délce 28 dnů.
Tento úkol a všechny dále uvedené se však neuskutečnil
- Část IV. 1975 – 1976: „Setkání na Měsíci“ - Nákladní výsadkový modul bez posádky LPM (Lunar Payload Modul, původně také LM Truck) s nosností 5 tun se po třech měsících měl stát cílem pilotovaného lunárního modulu s posádkou. Zdokonalený nákladní modul (Apollo LM Shelter) nenesl motory vzletového stupně a jejich nádrže pohonných hmot. Na měsíční povrch mohl proto dopravit o to více nákladu pro více než 14 dnů pobytu kosmonautů a poskytnout jim nezbytné přístřeší. Kosmonauti měli začít používat zdokonalený výsadkový modul Apollo LM Taxi. A pro přepravu na Měsíci využívat létající transportní prostředek MOBEV F-2B (připomínal „létající babiččinu truhlu“), který byl však odmítnut už v roce 1968, tedy ještě před skutečným zahájením výprav člověka na Měsíc. Podobně bylo odmítnuto hermetizované průzkumné vozidlo MOLAB (Mobile Lunar Laboratory).
Záchrana z povrchu Měsíce
Součástí komplexního programu Apollo Applications byly také návrhy záchranných prostředků pro případ, že by selhal návratový motor výsadkového modulu, aby se kosmonauti přesto dostali k velitelské kabině CM s přístrojovým modulem CM na oběžné dráze kolem Měsíce. Předběžný návrh firmy North American Rockwell předvedl nákres jednoduchého dvoumístného raketového křesla LESS (Lunar Escape System), zaručujícího vzlet z Měsíce a setkání s lodí Apollo (CSM) na oběžné dráze.
Představa použití tohoto osobitého létajícího prostředku přinášela pochmurné představy, ale samozřejmě to bylo lepší než jistá smrt během pár hodin z nedostatku kyslíku v měsíční pustině. Ostatně i kliďas Neil Armstrong později přiznal, že nečinný startovací motor výsadkového modulu byl černou můrou jeho nočních snů.
Přiblížení LESS s kosmonauty k lodi Apollo na oběžné dráze kolem Měsíce.
S podobným nápadem na záchranu lunárních kosmonautů přišla firma General Dynamics. Už v roce 1964 představila návrh záchranného systému LED (Lunar Escape Device). Kosmonauti, kteří by vinou závady výsadkového modulu byli odsouzeni zůstat na Měsíci, měli mít možnost rozebrat některé k tomu uzpůsobené díly modulu a z nich sestavit jednomístné, nebo dvoumístné záchranné zařízení.
Oba návrhy však měly zcela zásadní háček. I kdyby se totiž podařilo odstartovat z Měsíce až na oběžnou dráhu, bylo velice obtížné dostat se do blízkosti vyčkávající mateřské lodi Apollo a přiblížit se k ní tak, aby kosmonauti mohli vstoupit dovnitř.
Lunární základna - úvodní etapa
Po prověrce možnosti prodloužených pobytů na Měsíci měla podle plánů programu Apollo Applications přijít ke slovu další etapa označená LESA (Lunar Exploration System Apollo). Cílem byla stálá obydlená základna na Měsíci s možností rozšiřování obytné kapacity. Využity měly být osvědčené prvky z programu Apollo, především nosná raketa Saturn V, velitelská a přístrojová sekce kosmické lodi a výsadkový modul, po předchozích popsaných etapách vše již podstatně zdokonalené.
Návrh obsahoval představu o počtu členů posádek a délce jejich pobytu:
- 2 muži – 14 dnů (obytný výsadkový modul a nákladní výsadkový modul)
- 2 muži – 14 až 30 dnů (přístřešek, nákladní modul nebo větší modul MOLAB)
- 3 muži – 90 dnů, LESA I (obytný modul)
- 3 muži – 90 dnů – LESA I (obytný modul, obytné vozidlo MOLAB, větší náklad)
- 6 mužů/180 dnů – LESA II (obytný modul, přístřešek, průzkumné vozidlo)
Kolem Venuše
Původně byl součástí programu Apollo Applications také pilotovaný průlet tříčlenné posádky kolem Venuše. Hlavní konstrukční díly tohoto velkolepého kosmického letu měly vycházet z prvků lunárního programu. Nezávazně byl stanoven start na 31. října 1973, průlet kolem Venuše se měl odehrát 3. března 1974 a návrat k Zemi 1. prosince 1974.
Schéma kosmické lodi pro let kolem Venuše sestavené z raketového stupně S-IVB (vlevo) a kosmické lodi Apollo CSM (vpravo).
Návrh počítal s raketou Saturn V, a především s využitím jejího stupně S-IVB podle původní „mokré“ varianty výstavby orbitální stanice na oběžné dráze kolem Země. Tím měl být získán dostatečný prostor pro dlouhodobý pobyt posádky. Nejprve by však raketový stupeň zajistil start z parkovací dráhy k Venuši a teprve poté po vyčerpání zbylého paliva a odvětrání by byl přestavěn na obytné a pracovní prostory.
Vše vypadalo nadějně i vzhledem k předpokládaným finančním nákladům. Mise měla trvat rok. Ke korekci dráhy a posléze k návratu na Zemi měl být využit hlavní motor přístrojového modulu (SM) lodi Apollo. Aby se zvýšila bezpečnost, měly být v přístrojovém modulu lodi (SM) instalovány místo původního jednoho motoru dva motory původně z lunárního modulu.
Protože zvolené postupy musely být naprosto spolehlivé, předpokládalo se, že vypuštění zbytků paliva ze stupně S-IVB, jeho provětrání a posléze přebudování na obytný a pracovní prostor budou prověřeny během rok trvajících prověrek (fáze A) na oběžné dráze kolem Země. Podílet se na nich měli kosmonauti, kteří měli v S-IVB poté pracovat jako v orbitální stanici. Následovat měla fáze B, zahrnující prověrku lodi Apollo se stupněm S-VIB na vysoké oběžné dráze (přes 40 tisíc km) kolem Země opět při letu s posádkou. Třetím krokem (fáze C) byl již samotný průlet kolem Venuše.
Vhodné podmínky pro start s nejnižším energetickými nároky měly být koncem října a začátkem listopadu 1974. Od startu z parkovací dráhy na trasu k Venuši měla mít posádka přibližně hodinu na to, aby v případě zjištěných technických problémů odpojila loď Apollo (CSM), zážehem jejích motorů se dostala na eliptickou dráhu návratu a za dva až tři dny se vrátila k Zemi. Po zmíněném prvním dnu meziplanetárního letu bylo však vše už jen „sázkou na přijatelné riziko“.
Zde je zajímavá animace celého zamýšleného letu:
zdroj: www.youtube.comNejen seškrtání rozpočtu pro NASA, ale nakonec i příroda sama se postavila proti příliš optimistickému plánu vydat se s kosmonauty v roce 1974 na průlet kolem Venuše. Návrh sice již v roce 1967 počítal s tím, že k letu dojde v době minima sluneční aktivity, ale v roce 1967, kdy se vše plánovalo, nebyly ještě k dispozici přesnější metody pro sledování Slunce. V létě 1974 došlo k silným slunečním bouřím. Země byla ochráněna magnetickým polem a atmosférou, ale kosmonauti, kteří by se právě v té době blížili k Venuši, by byli vážně ohroženi, protože jejich kosmická loď by jim nedokázala poskytnout potřebnou silnou radiační ochranu. Radiační nebezpečí je spolu s dlouhodobým působením beztížného stavu dodnes jednou z bariér pronikání člověka do hlubin planetární soustavy.
Cílem byl i Mars
Smyslem programu Apollo Applications bylo co nejširší využití techniky, původně určené pro lety na Měsíc. Venuše a pouhý průlet kolem této planety se zdály být skromným cílem. Na řadu proto přišel Mars. Možná také proto, že z utajovaných pracovišť v SSSR prosákly v polovině šedesátých let zprávy, že let člověka na Mars připravují. Už v roce 1965 proto ve středisku NASA v Huntsville vypracovali první reálný návrh letu kolem Marsu s využitím několika raket Saturn V a techniky chystané pro lunární program Apollo. O pouhý rok později byla k dispozici další studie s návrhem průletu kolem Marsu v roce 1975, opět s využitím techniky z programu Apollo.
Politiky v Kongresu však ani tato koncepce nepřesvědčila. Přesto vedení NASA již dříve sestavilo a nadále udržovalo speciální pracovní skupinu vedenou skvělým manažerem dr. George Muellerem, která se měla věnovat pilotovaným meziplanetárním výpravám. Součástí práce měly být prověrky nejen techniky, ale i možností člověka dlouhodobě pobývat v kosmu, zahrnuté do programu Apollo Applications.
Scénář podle společného návrhu střediska NASA v Huntsville a firmy Douglas z roku 1966 počítal se čtyřmi starty raket Saturn V, které měly na oběžnou dráhu kolem Země vynést díly dvou meziplanetárních lodí. Start první meziplanetární lodi z parkovací dráhy se měl uskutečnit v listopadu 1981. V krátkém časovém odstupu měla odstartovat i druhá loď. Každá se šesti členy posádky, z nichž vždy tři měli přistát na povrchu Marsu. Na Zemi se expedice měla vrátit v srpnu 1983 po průletu kolem Venuše. Do roku 1985 měly následovat další dvě výpravy na Mars a v polovině roku 1987 tam měla začít působit první obydlená základna. Na projektu se měl významně podílet Wernher von Braun se svým týmem. Netajil se tím, že let člověka na Mars je jeho dávným snem.
Výsadková loď MEM (Mars Expedition Module) z předběžného návrhu tvarem připomínala velitelskou kabinu z programu Apollo. Byla však podstatně rozměrnější a technicky složitější, protože musela nést přistávací a současně také startovací stupeň.
Pro další etapy se počítalo s jaderným pohonem NERVA stavebnicové meziplanetární lodi, tedy s pohonem, jaký do kosmické praxe dodnes nebyl zaveden.
Schéma výsadkového modulu MEM (Mars Excursion Module) pro přistání 3 kosmonautů na Marsu podle návrhu z roku 1966.
Návrh meziplanetárního letu byl sice v září 1969 předložen prezidentu Nixonovi, ale mezitím von Braun současně přišel s levnější a jednodušší variantou. Předložil ji takřka symbolicky den poté, kdy sonda Mariner 7 proletěla v srpnu 1969 kolem Marsu a vyslala další soubor fotografií povrchu planety. Nebyly příliš povzbuzující.
Již v červenci 1965 jsme totiž vydechli údivem nad snímky povrchu Marsu pořízenými sondou Mariner 4. Mars vypadal jako Měsíc, na jednotlivých záběrech bylo množství kráterů nejrůznější velikosti. Legendární kanály „zavlažovacího systému“ tajemných obyvatel Marsu však nikde vidět nebyly. A když se přidala upřesnění výsledků měření, potvrzující krajní nepřívětivost podmínek na Marsu, a tím pádem značnou obtížnost, jak zajistit bezpečné přistání, pobyt a hlavně návrat kosmonautů, začala se vidina blízkého meziplanetárního letu vzdalovat. Zejména, když se navíc ukázalo, že bude nutné vyřešit velmi složité technické problémy se zajištěním bezpečné a především dlouhodobé činnosti palubní aparatury meziplanetární lodi, především systémů zajištění života, a také řádně prozkoumat, zda lidský organismus vůbec zvládne dlouhodobý pobyt v beztížném stavu a v extrémních podmínkách meziplanetárního letu, a další podobné překážky.
Výpravu na Mars s využitím techniky z programu Apollo do určité míry přibližuje tento odkaz:
zdroj: www.youtube.comNadšená kosmická nálada pod dojmem bez nadsázky epochálního úspěchu letu Apollo 11 v červenci 1969 panovala spíše ve veřejnosti a mezi novináři. Z velkorysého programu Apollo Application zůstala totiž už tehdy jen pouhá torza. Bylo totiž jasné, že by si program vyžádal obrovské finanční náklady a na ty ani bohatá Amerika tehdy neměla.
