Umělá kosmická tělesa umožňující lidem pobyt v kosmickém prostoru se dají rozdělit na dva základní druhy. Jedním z nich jsou kosmické lodě, které primárně slouží k dopravě kosmonautů (astronautů) ze zemského povrchu na požadované místo. Tímto místem bývá nejčastěji oběžná dráha kolem Země, dříve se jednalo také o letech k Měsíci.
Tyto lodě jsou sestrojeny tak, aby prolétly zemskou atmosférou, po určitou dobu se pohybovaly za její pomyslnou hranicí a poté opět přistály na zemském povrchu. Obvykle jsou poměrně malé, prostor pro kosmonauty je stísněný a doba, po kterou se mohou pohybovat v nehostinném kosmickém prostoru, je omezená. Nejdelší kosmický let, během kterého se kosmická loď nepřipojila k žádnému dalšímu tělesu, trval 17 dní, 16 hodin a 59 minut. Stalo se tak již roku 1970 a uskutečnila jej dvoučlenná posádka na palubě sovětské kosmické lodi Sojuz 9.
Myslíte si, že tím druhým typem je raketoplán? Ne, raketoplán je jen zvláštním druhem kosmické lodi. Americké stroje programu Space Shuttle sice nabídly mnohem větší pohodlí než jiné typy kosmických lodí, kromě astronautů dokázaly vynášet velké a těžké náklady, ale měly řadu omezení podobně jako jiné lodě. Například nejdelší samostatný let raketoplánu trval „jen“ 17 dní, 15 hodin a 53 minut. Mise měla označení STS-80, proběhla v roce 1996 a na palubě Columbie při ní byla pětičlenná posádka. Zdánlivě je to dlouhá doba, během které se dá uskutečnit celá řada nejrůznějších experimentů. Co ovšem dělat, když potřebujeme z nějakého důvodu pobývat v kosmickém prostoru výrazně delší dobu?
Co má umět orbitální stanice
Pro takový účel je zapotřebí zkonstruovat kosmické těleso jiného typu, než jsou kosmické lodě. Takový objekt bude dlouhodobě obíhat kolem Země (v budoucnu i okolo jiných kosmických těles) po takzvané orbitě neboli oběžné dráze. Proto se mu říká orbitální stanice. Také se můžeme setkat s označením vesmírná či kosmická stanice.
Protože slouží k jinému účelu než kosmické lodě, jsou na takovou stanici kladeny odlišné požadavky. Je jich celá řada, krátce zmíníme alespoň některé. Měla by poskytovat, pokud možno, komfortní pobyt několika kosmonautům a zajistit jejich potřeby na delší dobu. S tím souvisí, že musí být schopna fungovat na oběžné dráze po dobu minimálně několika měsíců, ale spíše let nebo desetiletí. Musí umožnit připojení kosmických lodí, které budou na stanici přivážet jak kosmonauty, tak i zásoby. Také je zapotřebí, aby byla alespoň částečně soběstačná, kdyby došlo k výpadku zásobování.
Naopak u ní není třeba řešit například tepelnou ochranu, jakou mají kosmické lodě, aby zvládly průlet atmosférou během přistávacího manévru. Na rozdíl od nich totiž stanice nikdy nebude přistávat na zemském povrchu.
První nápady
Zřejmě úplně první dochovanou zmínkou o něčem, co by se s notnou dávkou fantazie dalo nazvat orbitální stanicí, nalezneme v roce 1869. Tehdy vyšla v časopisu The Atlantic Monthly na tři díly rozdělená novela The Brick Moon (Měsíc z cihel). O rok později vyšla ve stejném časopisu ještě čtvrtá část, nazvaná Life on the Brick Moon (Život na měsíci z cihel). Autorem byl americký spisovatel Edward Everett Hale, který ve svém díle popsal, jak byl sestrojen „umělý Měsíc“, jenž měl sloužit zejména k navigačním účelům. Jednalo se o dutou kouli s průměrem 200 stop (necelých 61 metrů), postavenou z cihel.
Uvnitř bylo umístěno 13 menších dutých cihlových koulí, ale přesto v něm zůstalo dost volného místa. Toho využilo několik rodin, pracujících na stavbě, a v zimě se přestěhovalo do útrob umělého měsíce. Bylo v něm totiž tepleji než v jejich dřevěných boudách. Jednoho dne dojde nešťastnou náhodou k neplánovanému vypuštění měsíce ve chvíli, kdy je asi 40 lidí ukryto uvnitř. Nejprve to vypadá, že zahynuli, ale později vyjde najevo, že díky zásobám vzduchu, jídla a vody dokážou na povrchu cihlového měsíce dlouhodobě přežívat. Z nějakého neznámého důvodu zde navíc probíhá vývoj mnohem rychleji než na Zemi, což také pomáhá k životu na této umělé oběžnici.
První člověk, který se myšlenkou na kosmickou stanici zabýval seriózněji, byl ruský (sovětský) vědec Konstantin Eduardovič Ciolkovskij. Ten je považován za jednoho z otců soudobé kosmonautiky a průkopníka raketových letů. Roku 1895 vyšlo jeho dílo Грёзы о земле и небе (Sny o Zemi a nebi), kde uvažuje například o umělých satelitech, vesmírných koloniích, mezihvězdných letech a nezapomněl ani na orbitální stanice.
Orbitálními stanicemi se více či méně zabývala i řada dalších autorů, ale ty vynecháme, uděláme nyní pomyslný časový skok do 60. let 20. století a od teoretických návrhů se přesuneme k praxi.
Pilotovaná orbitální laboratoř
V prosinci 1963 byl veřejnosti představen americký pilotovaný kosmický program nazvaný The Manned Orbiting Laboratory (MOL, Pilotovaná orbitální laboratoř). Jeho cílem bylo postavit a vyslat na oběžnou dráhu orbitální stanici, na které by mohla pobývat dvoučlenná posádka. Za vznikem tohoto programu stálo Letectvo Spojených států amerických (United States Air Force – USAF).
Původně měla stanice sloužit primárně k testování vlivů dlouhodobého pobytu v kosmickém prostoru na lidský organismus, ale poměrně záhy se její hlavní cíl změnil na špionážní činnost. Nesmíme zapomínat, že to bylo období studené války a zjišťování informací o protivníkovi bylo velmi žádané. Padaly návrhy, že na stanici bude umístěn radar, velmi citlivá televizní aparatura, nebo dokonce dalekohled s průměrem 1,8 metru. Výška stanice měla být 21,92 metru, průměr 3,05 metru a její obyvatelný prostor dosahovat objemu 11,3 metrů krychlových. Celková hmotnost byla plánována 14 476 kilogramů a na oběžné dráze měla pracovat až 40 dní.
První start programu MOL se uskutečnil 3. listopadu 1966 ze základny Eastern Test Range (Východní zkušební střelnice) ležící na mysu Canaveral. Nosná raketa Titan IIIC vynesla na oběžnou dráhu několik těles. Byly mezi nimi dvě zkušební telekomunikační družice, jedna vědecká družice, ale hlavně jeden objekt o hmotnosti 9 680 kilogramů. Bylo to vlastně upravená palivová nádrž mezikontinentální balistické rakety Titan I, která v tomto případě sloužila jako maketa orbitální stanice. Bylo to poprvé, kdy se na oběžnou dráhu dostal alespoň model tohoto typu zařízení.
S tímto letem se váže ještě jedna zajímavost. Spolu s vyjmenovaným nákladem letěla také kosmická loď Gemini, jež měla později podle plánů obstarávat dopravu astronautů. Startovala by vždy spolu s orbitální stanicí a po dosažení oběžné dráhy se dvoučlenná posádka měla přesunout z ní do stanice, kde by plnila přidělené úkoly. Po skončení mise by se astronauté vrátili zpět do lodi, odpoutali od stanice a přistáli na Zemi, zatímco samotná stanice MOL by zůstala na orbitě.
Než se však měla uskutečnit první pilotovaná mise, muselo se vše řádně otestovat. Lodě Gemini již v té době sice měly za sebou dva nepilotované a devět pilotovaných letů, ale pro program MOL se musely nejprve upravit. Zřejmě největším zásahem do konstrukce bylo vytvoření průlezu, kterým se astronauté měli dostávat do stanice. Ten byl umístěn v tepelném štítě a bylo nutné odzkoušet, zda těmito úpravami nedošlo k jeho narušení a loď bude schopná bezpečného návratu.
Proto na samotném vrcholku sestavy, která odstartovala zmíněného 3. listopadu 1966, byla návratová kabina Gemini. Nebyla to úplně nová loď, ale již jednou použitý exemplář, který 19. ledna 1965 pod názvem Gemini 2 (někdy též Gemini-Titan 2, zkráceně GT-2) vykonal suborbitální let a dosáhl maximální výšky přes 171 kilometrů. Délka letu byla 18 minut, 16 sekund a kabina přistála více než 3 400 kilometrů od místa startu.
Při letu s maketou stanice MOL se Gemini oddělila od nosné rakety ve výšce 159,5 kilometrů a po několika minutách přistála do vln Atlantiku nedaleko záchranné lodi USS La Salla. Prohlídka ukázala, že tepelný štít fungoval bez problémů a dokázal by ochránit posádku.
Díky těmto dvěma letům se kabina Gemini stala první kosmickou lodí, která opakovaně překonala výšku 100 kilometrů nad hladinou moře, což je považováno za hranici kosmického prostoru. Není však prvním člověkem vyrobeným zařízením, kterému se to podařilo. Již v roce 1963, konkrétně 19. července a 22. srpna, zmíněnou výšku překročil americký experimentální raketový letoun North American X-15. V obou případech jej pilotoval Joseph Albert Walker.
Ale vraťme se k programu MOL. Na maketě, označované OV4-3, OPS 0855 nebo MOL Canister bylo několik experimentů. Testoval se zde například prototyp vodíkového palivového článku, dynamika tekutin v prostředí mikrogravitace, přenos tepla v kosmickém prostoru nebo dvojice detektorů mikrometeoritů. Tyto experimenty měly naplánovanou životnost 75 dní, ale přestaly pracovat již po 30 dnech. Samotná maketa zanikla v zemské atmosféře po necelých 67 dnech, 9. ledna 1967.
Jak se program MOL dále vyvíjel, ukazovalo se, že zajistit vhodné životní podmínky pro dlouhodobý pobyt člověka v kosmickém prostoru bude složitější, než se původně čekalo. Program stál nemalé finanční prostředky a postupem času se přišlo na to, že požadovanou špionážní činnost levněji a efektivněji zvládnou vykonávat automatické družice. Proto byl projekt 10. června 1969 oficiálně ukončen. Start makety z 3. listopadu 1966 se tak stal prvním a zároveň i posledním kosmickým letem celého programu.
Konec prvního dílu. Ve druhém se budeme věnovat prvním orbitáním stanicím Saljut.
