Posádka Crew Dragonu může v případě problému urychleně opustit rampu pomocí záchranné lanovky
Dnes se podíváme na to, jak je možno zachránit posádku kosmické lodi a obsluhu ze startovní rampy. Na našem serveru na toto téma vyšlo už několik článků, které se však výhradně věnovaly možnostem záchrany posádky uvnitř pilotované lodi. Když však astronauté nastupují do kabiny své lodi, je s nimi při této příležitosti i obslužný personál, který je v případě problémů na rampě zachránit také. K tomu jsou obvykle využívaný speciální únikové lanovky. Platí to i pro rampu LC-39A, z které bude startovat Falcon 9 s Crew Dragonem. Jak lanovka funguje a jak se tyto systémy vyvíjely v čase?
Věž na rampě LC-39A s lany pro nouzové opuštění (Foto: NASA)
O tom, že rakety a vesmírná technika nejsou zrovna jednoduché a bezpečné systémy, není zajisté potřeba nikoho přesvědčovat. V nádržích těchto nosných raket bývají často stovky tun vysoce hořlavého paliva, které by v případě úniku a vznícení způsobily na rampě a jejím okolí veliký požár. Pro příklady nemusíme chodit daleko, každý fanoušek SpaceX si při této příležitosti vzpomene na 1. září 2016, kdy při tankování pro statický zážeh exploze zničila Falcon 9, připojený satelit a těžce poškodila rampu. V tomto případě naštěstí nikdo nepřišel k jakékoliv újmě, jelikož šlo o let bez posádky.
Situace se nám však komplikuje v případě pilotovaných misí, při kterých do kosmické lodi nastupují astronauté doprovázeni obslužným personálem. Tito pracovníci pomáhají nastoupit astronautům do kosmické lodi, upínají jim popruhy, připojují je na systémy podpory životních funkcí, uzavírají vstupní poklop atd. Dnešní článek začneme v okamžiku, kdy všichni nastupují do výtahu a směřují k nástupní lávce kosmické lodi. Od tohoto okamžiku se všichni vzdalují od země a ocitají se postupně ve výšce desítek metrů v přítomnosti rakety, která už obvykle je natankovaná, a také kosmické lodi, která má ve svých nádržích až tisíce kilogramů toxického paliva. Hlavní dva problémy, které se mohou v té chvíli vyskytnout, napadnou asi každého z vás. Prvním z nich je požár a tím druhým je pak únik raketového paliva, což v případě nádrží kosmické lodi může být smrtelně nebezpečné už při malých dávkách. Jsou v takovém případě posádka i obsluha rakety chráněni?
Dá se říct, že ano, ovšem od prvopočátku tomu tak rozhodně nebylo. Když v roce 1958 přišel konstruktér lodi Mercury, Max Faget, s konceptem záchranné věžičky umístěné na špici pilotované lodi, znamenalo to veliký pokrok pro bezpečnost. Od okamžiku zavření poklopu byli astronauté v bezpečí v případě jakéhokoliv selhání nosné rakety. Problém však byl, že jen a pouze oni. Obslužný personál zůstával stále na milost a nemilost rozmarům raketového boha. Takto proběhl celý program Mercury a ani při letech dvoumístných lodí Gemini se situace nezměnila.
Až teprve při programu Apollo se zapracovalo na bezpečnosti obsluhy a posádky v podstatě v libovolném okamžiku, dokonce i ve chvíli, kdy je na startovní rampě přerušená dodávka elektrického proudu. První únikový plán spočíval v tom, že v posádka i jejich obsluha doběhnou k výtahům, sjedou do spodního patra na rampu věže, kde poté vlezou do 60 metrů dlouhé skluzavky. Ta je dopraví do bunkru umístěného 12 metrů pod povrchem země, který dokázal zajistit bezpečí 20 lidem po dobu 24 hodin. Tyto bunkry byly dva a každý z nich se nacházel pod jednou ze startovních ramp komplexu LC-39. Když si pak SpaceX v roce 2014 rampu LC-39A pronajalo, jednou z podmínek nájemní smlouvy bylo, že tato místnost zůstane zachována jako historický artefakt. Jak samotná skluzavka a záchranný bunkr vypadaly, je možno zhlédnout na následujícím videu.
Druhá možnost, která vznikla o několik let později, nespoléhala na dodávky elektřiny na rampě a využívala prou svou činnost jen a pouze gravitaci. V tomto případě je už řeč o záchranných lanovkách. Astronauté se připnuli pomocí popruhu k lanu a pak z výšky 100 metrů během 30 sekund sklouzli do vzdálenosti 700 metrů od rampy. Dále se na věži nacházela také kabina pro celkem devět osob, která rovněž byla schopna dopravit pasažéry do bezpečí daleko od rampy. Představu o tom, jak probíhala taková záchrana kosmonautů, získáte z videa ze seriálu Ze Země na Měsíc. Kabinu pro personál je pak možno vidět na této fotce.
Když potom přistoupila NASA k programu raketoplánů, v konceptu záchrany se toho mnoho nezměnilo, tedy kromě jediného, po startu astronauté na dlouhé 2 minuty neměli možnost jakékoliv záchrany v případě potíží. Od zapálení pomocných motorů na tuhé pohonné látky (SRB) do jejich vyhoření totiž neexistoval způsob, jak posádku zachránit. Všechny možnosti záchrany posádky za letu v případě raketoplánu začínaly až po odpojení SRB.
Na věž bylo nainstalováno celkem 5 (později až 7 skluzavek) se záchrannými koši, každý pro 4 pasažéry. V éře raketoplánů sjížděly záchranné koše z nadmořské výšky 59 metrů do vzdálenosti 366 metrů od rampy maximální rychlostí 89 km/h. Na videu níže je možno zhlédnout nácvik záchrany před poslední misí raketoplánu, STS-135. Jako pilot při této misi letěl podruhé do vesmíru Doug Hurley, velitel chystané mise DM-2, na videu v červené kšiltovce. Tento systém z dob raketoplánů byl naposledy zkušebně použit v březnu roku 2012. Zajímavostí je, že i když raketoplány létaly od roku 1981, systém záchranných košů byl poprvé otestován s lidmi až v roce 1988.
Než se podíváme do současnosti, zastavme se ještě na moment u toho, kam až měla pokročit evoluce tohoto způsobu záchrany v případě zrušeného programu Constellation. Sedm lanovek mělo být nahrazeno jakousi horskou dráhou, která by zvládla dopravit 15 osob (6 členů posádky, 3 členy uzavíracího týmu a 6 hasičů) za maximálně 2 minuty do bezpečné vzdálenosti.
Mobilní startovní rampa pro raketu Ares I s kolejnicemi záchranné horské dráhy (Zdroj: NASA Spaceflight)
A nyní se dostáváme do současnosti. Nebudeme naši pozornost zaměřovat na program Artemis a raketu SLS, která bude také využívat systém záchranných košů, ale podíváme se pouze na způsob záchrany posádky a obsluhy startovní rampy v podání firem Boeing/ULA a SpaceX.
Společnost ULA celou situaci vyřešila instalací čtyř lan, přičemž na každém z nich bude k dispozici celkem pět sedaček. Lana jsou umístěna ve dvanáctém patře rampy LC-41 ve výšce 52 metrů a v případě problémů budou schopna odnést veškerý personál včetně astronautů do vzdálenosti 400 metrů rychlostí 65 km/h. Video z testu tohoto způsobu úniku je možno zhlédnout níže.
SpaceX na rampě LC-39A zůstalo u původního řešení NASA z éry raketoplánů, tedy 7 lan se záchrannými koši. Došlo ale k několika úpravám. Původní systém například neměl brzdy a koše zastavila až síť na zemi. SpaceX přidalo brzdy a systém otestovalo s hmotnostními simulátory a poté také s lidmi. Další změna byla nutná kvůli tomu, že Crew Dragon se nachází výše než kabina raketoplánu, a tak musela být lana záchranného systému přesunuta do nadmořské výšky 80 metrů, tedy o 21 metrů výše než v dobách raketoplánu.
Astronauté a personál budou nastupovat do upravených košů, přičemž každý z nich dokáže pojmout až tři pasažéry místo původních čtyř v dobách raketoplánu. Během 20 sekund je koš bude schopen odnést do vzdálenosti 366 metrů od věže, kde bude čekat obrněný transportér MRAP. V něm pak může posádka a personál odjet do bezpečí. Pokud nastane mimořádná situace v okamžiku, kdy posádka už sedí v lodi, dokáže se odpoutat do 90 sekund, a celý proces úniku z rampy od opuštění lodi po nastoupení do transportéru zabere zhruba tři a půl minuty.
Obrněný transportér MRAP (Mine-Resistant Ambush-Protection) ve službách NASA (Foto: NASA)
Nácvik únikových procedur SpaceX provádělo v září 2019 a k dalším testům došlo 3. dubna 2020. Při té příležitosti NASA vydala velmi hezké video z těchto zkoušek:
Při čtení článku jste si možná položili otázku, zda vůbec někdy došlo k jejich reálnému použití při nějaké mimořádné události. Přes všemožné pátrání na internetu a dotazy různým znalcům historie a specialistům na raketovou techniku se mi nepodařilo najít jediný případ, kdy by bylo nutné tento způsob záchrany použít. Existuje však minimálně jeden příklad, který ukázal, že ani sebelépe připravené únikové cesty nejsou vždy to pravé a nejlepší. Tím pravým řešením je vždy správné rozhodnutí.
Henry Hartsfield byl 26. června 1984 na palubě raketoplánu Discovery při startu mise STS-41D jediným astronautem se zkušeností s vesmírem a měl při tomto letu na krku bandu nováčků. Když v čase T-6 sekund nedošlo k zážehu hlavních motorů, byl přerušen start a posádka lodi dostala příkaz být v pohotovosti kvůli případnému nouzovému opuštění raketoplánu. Z oken raketoplánu se vše zdálo v pořádku, nikde nebyl vidět žádný požár. Nejbezpečnější možnost pro posádku se tak nabízela sama, odpoutat se od křesel, přeběhnout nástupní rameno, dostat se k záchraným košům a sjet dolů, daleko od nebezpečného raketoplánu. Velitel se však rozhodl nechat posádku na palubě raketoplánu a počkat, než se situace vyřeší. K rozhodnutí zůstat v raketoplánu přispěla také výše zmíněná skutečnost, že záchranné koše v té době nebyly nikdy otestovány s lidmi.
Start raketoplánu Discovery na misi STS-41-D v srpnu 1984 (Foto: NASA)
V následujících 20 minutách v okolí raketoplánu celkem čtyřikrát vypukl požár, než se podařilo raketoplán zchladit natolik, aby už nemohlo dojít k dalšímu vznícení vodíku. Posádka opustila stroj teprve v čase T+40 minut. Že rozhodnutí setrvat na palubě bylo správné, se ukázalo při pozdějším vyšetřování incidentu. Vodík totiž hoří člověku neviditelným plamenem a při podrobnější kontrole byly na řadě míst, včetně nástupního ramene, objeveny stopy spálenin. Kdyby posádka nouzově opustila raketoplán, nevyhnula by se přinejmenším vážným popáleninám.
Falcon 9 s Crew Dragonem na rampě před testem únikového systému v lednu 2020 (Foto: SpaceX)
Na závěr je nutno zmínit ještě jednu věc, která může přispět k bezpečnosti astronautů a personálu SpaceX u misí s Crew Dragonem. Posádka totiž v případě amerických pilotovaných letů vždy nastupovala do již natankované rakety. Falcony ale využívají hluboce podchlazené pohonné látky a aby se co nejvíce omezilo jejich ohřívání po natankování, které snižuje nosnost, rakety startují už krátce po dokončení tankování. U pilotovaných misí Crew Dragonu je tedy potřeba, aby astronauté nastoupili do lodi ještě před zahájením tankování. Tato skutečnost může v případě raket Falcon 9 dozajista omezit nebezpečí pro obslužný personál, jelikož tankování rakety začne až poté, co obslužný personál opustí rampu. Tím pádem se značně snižuje riziko ohrožení personálu požárem. A pokud se objeví nějaký problém během tankování, astronauty může kdykoli dostat do bezpečí záchranný systém Crew Dragonu využívající motory SuperDraco. Tento únikový scénář byl otestován už v roce 2015.
Podpořte projekt ElonX
- Mise Starlink 6-52 - 17. 4. 2024
- Mise Starlink 6-51 - 14. 4. 2024
- Mise Starlink 6-49 - 9. 4. 2024
Podpořte projekt ElonX
- Mise WorldView Legion 1 - 11. 4. 2024
- Mise USSF-62 - 8. 4. 2024
- Novinky o Starlinku: Přibývají zákazníci v Austrálii, SpaceX experimentuje s levnějším tarifem a je terčem zlodějů - 6. 4. 2024
Tahle věta evokuje dojem, že předchozí varianta dodávku elektřiny vyžadovala, ale i u ní je uvedeno, že si poradí s výpadkem el. energie. Teď nevím jestli je to nešťastná formulace, nebo chyba v předchozím odstavci. Krom toho je tam typo “prou”.
Nejprve musí použít výtah. Nejspíše by šlo výtah udělat i bez nutnosti použití elektrické energie. otázkou je, jestli to to tak skutečně bylo nebo ne.
Možná to nebyla nejlepší formulace, máš pravdu. Prostě vymysleli jeden plán, a pak přidali druhý. V tom prvním odstavci bylo napsané, že jsou dva, a první z nich rozebraný, v tom druhém se už pak mluví o způsobu bez proudu. Možná jsem o tom proudu měl mluvit až v druhém odstavci, ten první skutečně proud vyžadoval.
V pohodě, právě že si dokážu představit i výtah bez el. energie, tak mi to bylo divný 😉
huiiiii!