Když na počátku šedesátých let debatovali vedoucí pracovníci americké NASA o způsobu letu lidí na Měsíc, měli na výběr dvě možnosti. První bylo setkání dvou raket Saturn 5 s nákladem v blízkosti Země – tuto možnost prosazoval Wernher von Braun, ředitel Marshallova střediska kosmických letů NASA v Huntsvillu a autor tohoto nosiče. Melvyn Savage z ředitelství kosmické agentury doporučoval přímý let na Měsíc – dvoučlennou výpravu zdokonaleným Saturnem 5, nebo tři muže v plánované superraketě Nova. Avšak termín jejího dokončení nikdo neznal.
John Cornelius Houbolt 10. dubna 1919 – 15. dubna 2014 |
Vedoucí oddělení teoretické mechaniky z Langleyho výzkumného střediska NASA v Hamptonu ve Virginii John C. Houbolt měl jiný návrh: setkání dvou těles v blízkosti Měsíce.
Maxime A. Faget, konstruktér, který získal nehynoucí zásluhy za projekt lodi Mercury a teď stavěl Apollo, v lednu 1961 útočil na Houbolta: "Vaše čísla lžou!" Rovněž von Braun nesouhlasil.
Nakonec se shodli na tom, že dva saturny spojí na oběžné dráze okolo Země. avšak řadu problémů nevyřešili. Například jak rozdělit třídílné Apollo na dvě přibližně stejné poloviny? Kromě toho by mohlo dělat potíže vypuštění dvou velkých saturnů rychle za sebou na velmi přesné dráhy.
Další možností bylo uskutečnit setkání kompletního Apolla s kosmickým tankerem v blízkosti Země. Kdo však zaručí, že bude myslitelné rychle přečerpat velké množství kapalných pohonných hmot z jedné rakety do třetího stupně druhé? O nebezpečí při zacházení s tak explozivním palivem ani nemluvě.
Mnozí inženýři z Hamptonu se jakéhokoli setkání ve vesmíru obávali. Spojování by mohlo vytvářet nebezpečné situace. Pohyb v prostoru se totiž neřídí běžnými zákony přímočarého pohybu jako na Zemi, nýbrž složitými zákony nebeské mechaniky. A ty jsou ještě komplikovány hranicemi lidského vnímání i schopností pracovat v kosmickém prostoru.
U všech variant museli počítat s tím, že expediční loď, která přistane na Měsíci, bude obludným monstrem s hmotností přes 80 tun a výškou 40 metrů. To je přirozené, musí nést dostatek paliva pro opětovný start a zpáteční cestu.
Odborníci z kalifornského JPL doporučovali vyslat do jednoho místa na Měsíc dvě lodi. A teprve tam kosmonauti přečerpají z tankeru palivo potřebné na zpáteční cestu. Tento návrh padl, jakmile byl vysloven, vždyť představoval vrchol rizika.
Houbolt z Langleyho střediska dokazoval, že kdyby se použilo techniky setkání nikoli na oběžné dráze okolo Země, nýbrž na oběžné dráze okolo Měsíce, pak by se hmotnost výsadkové lodi snížila na polovinu. Pro takovou výpravu by stačila mírně upravená loď Apollo i raketa Saturn 5.
Jako cesta na výlet
Předčasně šedivějící John C. Houbolt byl teoretický aerodynamik. Narodil se 10. dubna 1919 v Altooně ve státě Iowa, za svůj domov však považoval stát Illinois, protože vystudoval na Illinoiské univerzitě v Chicagu. V roce 1942 nastoupil do Langleyho střediska NACA a po sedmi letech byl jmenován zástupcem vedoucího oddělení dynamiky nákladů. Zkušenosti sbíral i na základně Farnborough ve Velké Británii, kde v roce 1949 pracoval v rámci výměny odborníků. V roce 1957 mu prestižní technika v Curychu udělila doktorát technických věd. Specializoval se na výzkum stability a dynamiky leteckých konstrukcí. Létání se věnoval i ve volných chvílích, vlastnil pilotní průkaz na vícemotorová letadla.
Rok po návratu ze Švýcarska se pustil do studia problémů přistání na Měsíci a na planetách. Potom přibral metodiku setkávání dvou umělých kosmických těles ve vesmíru. Podařilo se mu určit řadu teoretických podmínek, za nichž se dají uskutečnit. Mezitím povýšil na šéfa oddělení teoretické mechaniky. První sedmičce budoucích kosmonautů přednášel o kosmické navigaci.
Jako většina hamptonských inženýrů si i on oblíbil práci s maketami. Teorie kosmického setkávání si proto ověřoval v simulátoru – v pilotní kabině propojené s počítačem. Člověk, který seděl v křesle, manévroval jako ve vesmíru a za okénky se mu promítalo hvězdné nebe, které přesně odpovídalo jeho reakcím s řídicí pákou. Program počítače samozřejmě vycházel ze složitých zákonů nebeské mechaniky a z tažné síly imaginárních raketek. Operace vyžadovaly pouze minimum elektronických aparatur.
Kupodivu nejen zkušební piloti, nýbrž sami inženýři a nakonec i sekretářky bez vyššího vzdělání a letových zkušeností se brzy naučili simulátor ovládat. Vrcholem jejich prověrky byl závěrečný přibližovací manévru k cílovému tělesu s malým množstvím paliva.
"Napadlo mě, že setkání na cestě kolem Měsíce je něco podobného jako cesta na výlet," vzpomínal Houbolt později. "Taky s sebou netaháte celý domek, nýbrž sednete si do menšího stroje – jedete autem. Jakmile jsem si to uvědomil v širším kontextu, viděl jsem, jak je tato koncepce lákavá." Potom rychle spočítal několik údajů. "Téměř okamžitě mi bylo jasné, že tato technika vyvolá řetězovou reakci zjednodušování – ve vývoji, při zkouškách, ve výrobě, při startu, za letu."
Ostatně i von Braun a Kraft Arnold Ehricke se v časopise Collier’s Magazine v roce 1952 zmínili o možnosti setkání na oběžné dráze okolo Měsíce. Houbolt netušil, že už před čtyřmi desetiletími přišel s tímto nápadem ruský teoretik Jurij Kondraťjuk-Šargej, který zmizel ve víru druhé světové války.
O problémech setkávání na oběžné dráze debatoval Houbolt s kolegy z kalifornské firmy RAND, která byla hlavním myšlenkovým tankem pro strategii vojenského letectva, a s lidmi z NASA, kteří připravovali pilotované expedice.
Počítače lhát neumějí
Poprvé oficiálně navrhl tuto koncepci hamptonský aerodynamik na schůzi Vědeckého poradního výboru vojenského letectva v listopadu 1960 v Pentagonu. Podruhé to zkusil 10. prosince při jednání s vedoucími odborníky Space Task Group (STG), která odpovídala za pilotované lety. Všude ho zdvořile odmítli. V lednu dostal sprchu také v centrále NASA.
Potom ho vedoucí oddělení struktury a mechaniky z Marshallova střediska William A. Mrazek požádal o konzultaci při vývoji jednoho stupňů Saturnu 5. A Houbolt i jeho přesvědčoval o přednosti setkání v blízkosti Měsíce.
V červnu 1961 načrtl John D. Bird z Houboltova oddělení teoretické mechaniky tak malý "měsíční škuner", že každý ze dvou kosmonautů, kteří na Měsíci přistávají, by musel mít svůj vlastní. Šéf na okraj tohoto nákresu připsal: "Udělejte jeden, a pojedete jak v limuzíně!"
Odborníky NASA neúprosně tlačil termín, který stanovil prezident John Kennedy: Vysazení lidí na Měsíci a jejich bezpečný návrat na Zemi do konce desetiletí.
Harrison A. Storms, který řídil u firmy North American konstrukci Apolla, uvažoval: Buď udělejte silnější Saturn 5, nebo dva saturny spojte poblíž Země! Ostatní byli na rozpacích, nicméně východisko neviděl nikdo.
V červenci 1961, dva měsíce po Kennedyho projevu, ve stavu naprostého zoufalství, navrhl jeden ze členů vedení STG, aby Houboltovy výpočty přezkoušeli. Počítače jim daly šokující výsledek: technika setkání v blízkosti Měsíce je skutečně výhodnější, snazší a rychleji realizovatelná než všechny ostatní návrhy. Počítače lhát neumějí. Houbolt měl pravdu!
STG objevila spásu v něčem, co dosud pokládala za utopii. Šéf Langleyho výzkumného střediska Robert Gilruth, Faget a další začali Houbolta podporovat. Avšak lidé v centrále NASA o tom vůbec nechtěli diskutovat.
Gilruth okamžitě odjel do Washingtonu, aby informoval centrálu. Webb a jeho náměstek, nový šéf pilotovaných operací L. Brainard Holmes, nebrali jeho zprávu na vědomí. Houboltův návrh se utápěl v byrokratické spleti výborů, podvýborů a komisí.
Krátce nato oznámila NASA, že kosmonauti využijí při letu na Měsíc setkání dvou saturnů v blízkosti Země.
Všichni proti generálnímu řediteli
Tvrdošíjný Houbolt nemínil sklonit meč. "Dost už volání na poušti!" napsal 15. listopadu 1961 náměstku ředitele NASA Robertu Seamansovi. Vášnivými slovy vysvětlil "názor menšiny" na způsob lunární výpravy. "Jsem přímo zděšen způsobem myšlení některých jednotlivců a výborů. Umožněte mi realizovat tuto myšlenku, a přistaneme na Měsíci velmi brzy."
Seamansovi se dopis líbil, poslal jej šéfovi pilotovaných operací Brainardu Holmesovi. A ten ho předal k vyřízení svému náměstkovi Josephu F. Sheaovi. Náměstek odjel do Hamptonu po Novém roce. Diskutoval s vědci a inženýry, nechal si předložit výpočty. A i on začal horovat pro Houbolta.
Týden po jeho odjezdu byli členové štábu Střediska pilotovaných letů (Manned Spacecraft Centrum) z Houstonu, kam se přesunul někdejší STG, a Houbolt pozváni na poradu do Washingtonu. Opět předložili studii o setkání u Měsíce i srovnání s ostatními technikami letu. Většina členů vedení NASA se této nabídky chytila jako tonoucí stébla. Dokonce i von Braun, původně Houboltův nejtvrdší odpůrce, se 7. června 1962 přiklonil na jeho stranu.
"Když von Braun změnil svůj názor, velmi jsem se mu za to obdivoval," napsal později Houbolt. "A byl jsem přesvědčen, že jsem vyhrál." Spisovatel Norman Mailer to potvrdil: "Dalo by se říct, že měsíční program začal, teprve když von Braun změnil názor … Poprvé v dějinách se mohutná byrokracie pustila do surrealistického dobrodružství, což má znamenat, že význam plánovaného činu byl hmatatelný pro všechny, ale nikdo nedokázal vysvětlit jeho logiku."
Půlstoletí kosmonautikyJedinečný seriál Karla Pacnera a Antonína Vítka na Technet.cz Jednotlivé díly najdete v tomto rozcestníku. |
Ředitelství nařídilo všechny předložené techniky znovu prověřit. Cenu, čas, spolehlivost, bezpečnost, složitost. To nebyl výraz nedůvěry k Houboltovu návrhu, ale snaha po co nejdůkladnějším zhodnocení všech existujících variant. Takovou práci nemohou udělat vědci a počítače jediného ústavu.
Mezitím obletěly Zemi dvě kabiny Mercury s kosmonauty.
Několik měsíců pitvaly stroje ve federálních laboratořích, na univerzitách a v průmyslových laboratořích čtyři typy návrhů lunární výpravy. I z této nelítostné zkoušky vyšlo setkání v blízkosti Měsíce jako neobyčejně výhodné.
Generální ředitel NASA James Webb, zastánce techniky setkání v blízkosti Země, změnu zarazil. Nemohl připustit, aby jeho spolupracovníci přišli s úplně jiným návrhem.
Projekt Apollo uvázl na mrtvém bodě. V červnu 1962 oznámila firma North American Aircraft, která vyráběla samotnou loď, že nemůže pokračovat v její konstrukci, dokud nebude rozhodnuto o způsobu letu. Setkání u Země a přímý let vyžadují značně velký lunární modul, zatímco při setkání u Měsíce by stačil výsadkový člun poloviční. Přes Webbův zamítavý postoj napsal von Braun jménem Marshallova střediska centrále NASA, že Houboltovu myšlenku považuje za nejvhodnější.
Hádka před prezidentem
Najednou se vynořila pátá varianta expedice. Odborníci z Amesova výzkumného střediska NASA v Moffett Fieldu se vrátili k přímému letu Saturnem 5. Podle jejich výpočtů by jedině tato raketa, ve srovnání s uvažovanou Novou asi poloviční, dokázala vynést lidi na Měsíc bez doplňování paliva a podobně. Bylo by však nezbytné snížit počet členů posádky ze tří na dva anebo snížit hmotnost navigačního a řídicího systému, pro manévrovací motorky použít vysoce energetické palivo a konečně menšími úpravami zvýšit účinnost samotné nosné rakety.
Odborníci v Houstonu se tvářili skepticky. Měli pocit, že by to byl příliš velký hazard. Zato North American Aircraft a prezidentův vědecký poradní výbor v čele s profesorem Jeromem Wiesnerem "vylehčený" přímý let přijali. A v záloze si nechali setkání u Země.
Přes víkend prověřili Holmesovi inženýři výpočty z Kalifornie. Výsledky potvrdily jejich obavy: kolegové ze západního pobřeží udělali nějakou chybu.
Na tiskové konferenci 11. července 1962 NASA oznámila: K letu lidí sice využijeme setkání v blízkosti Měsíce. Zároveň budeme pokračovat ve studiích, jak využít Saturnu 5 k setkání v blízkosti Země, i "vylehčené varianty". Ani práce na raketě Nova nezastavujeme. Pustíme se i do zkoumání způsobu dopravy po měsíčním povrchu.
Dne 25. července 1962 vypsala kosmická agentura konkurz na stavbu lunární výsadkové kabiny.
Ani to však ještě neznamenalo, že Houboltova koncepce definitivně zvítězila. Vlivný poradce prezidenta profesor Jerome Wiesner vedl neoficiální jednání s některými firmami o jiných způsobech cesty na Měsíc.
Na sklonku léta jel Kennedy, doprovázen britským ministrem obrany Peterem Thorneycroftem a viceprezidentem Lyndonem Johnsonem, na návštěvu některých kosmických středisek. Při prohlídce Marshallova střediska v Huntsvillu 11. září jim von Braun ukázal makety Saturnu 5. Přitom poznamenal, že jediný způsob, jak dostat člověka na Měsíc, je setkání v jeho blízkosti. Wiesner ho okamžitě přerušil: "To není pravda!"
Von Braun se samozřejmě nenechal umlčet. A tak se před prominentními hosty a desítkami novinářů, kteří pečlivě zaznamenávali každé slovo, odehrála prudká hádka. Šéfkonstruktér Saturnu utloukl washingtonského profesora argumenty. Hádku dvou vědců ukončil až prezident nějakým žertem.
Koncem října 1962 i Webb kapituloval.
Na milion hodin strávilo 700 vědců, inženýrů a techniků v první polovině roku 1962 studiem nejvýhodnějšího způsobu letu na Měsíc. Výsledek shrnul Holmes v září na sympoziu o moderních metodách řízení.
"Ukázalo se, že metoda setkání v blízkosti Země vykazuje nejnižší stupeň spolehlivosti. Potom následuje setkání v blízkosti Měsíce a nakonec přímý let. Dále jsme srovnávali požadavky na přesnost systému řízení. Nejnáročnější byla spojení u Země a u Měsíce. Pro přímý let by stačily mnohem jednodušší řídicí systémy. Nejdůležitějším kritériem při výběru způsobu letu byla bezpečnost při plnění úkolu. Proti všem, nejspíše instinktivním předpokladům jsme zjistili, že přímý let a setkání v blízkosti Měsíce jsou přibližně stejně výhodné. Naděje na setkání v blízkosti Země byla asi o třetinu nižší."
Setkání v blízkosti Měsíce současně zvýšilo naději, že tato výprava odstartuje o několik měsíců dříve, než kdyby bylo použito kterékoli z obou ostatních variant. Navíc její cena by měla být asi o desetinu nižší.
Houboltovu "předvídavost a vytrvalost", jak se píše v diplomu, ocenila i NASA a udělila mu Mimořádnou cenu za vědecký úspěch.
Time: "Opomenutý hrdina"
Jakmile v roce 1963 padlo rozhodnutí, Houbolt kosmickou agenturu opustil a přijal místo viceprezidenta výzkumné firmy Aeronautical Research Associates v Princetonu. Pustil se tam do řešení různých teoretických problémů včetně expedice na Mars.
V červenci 1969, když Neil Armstrong a Buzz Aldrin vstoupili na Měsíc, patřil Houbolt mezi prominentní hosty na balkoně hlavního sálu řídicího střediska v Houstonu. Týdeník Time ho označil za "opomenutého hrdinu". George Low, který byl v té době náměstkem ředitele NASA a aktivně se podílel na Apollu, později řekl: "Kdybychom nevybrali setkání v blízkosti Měsíce, Apollo by nemělo úspěch."
V roce 1976 se Houbolt vrátil do Hamptonu jako letecký šéfinženýr. Zůstal tam dalších devět let, potom odešel do důchodu. Jako důchodce pracoval pro různé firmy, které ho považovaly za prestižního vědeckého poradce.
Do dějin moderní vědy a techniky se zapsal jako tvůrce setkání u Měsíce. Za tuto myšlenku sbíral ceny i v následujících letech. A v roce 1990 ho zvolili za člena Národní inženýrské akademie.
John Houbolt zemřel v domově důchodců ve Scarborough ve státu Maine, kde žil. V posledních letech trpěl Parkinsonovou nemocí. Pečovala o něho jeho žena Mary.
