Mobilní odpalovací plošiny – Hvězdárna v Rokycanech a Plzni

Toto je 21. článek z 28 ze série Program Space Shuttle

Existují celkem tři a byly postaveny v letech 1963 až 1965, původně pro rakety Saturn V. Jejich účelem bylo fungovat jako základna, na které se raketa sestavovala. V americkém vesmírném programu totiž probíhá montáž rakety nebo raketoplánu přímo ve svislé poloze a to ve speciální budově, která podle toho nesla původně výstižný název Vertical Assembly Building (svislá montážní hala). Později byla přejmenována na Vehicle Assembly Building (montážní hala nosičů), ale zkratka VAB jí zůstala. Po dokončení montáže a všech potřebných prověrek se plošina i s raketou či raketoplánem naloží na pásový přepravník a odveze na startovací komplex. Rusové tyto mamutí stroje nepotřebují, protože mají odlišný postup, při kterém se rakety montují ve vodorovné poloze, na startovací rampu se dopravují takto a teprve zde vztyčují.

Odpalovací plošiny jsou velmi mohutné stroje, o kterých si nejlépe uděláme představu, když se podíváme na nějaký obrázek, kde je můžeme porovnat s lidskou postavou. Mají dvě patra a jejich délka je 48,8 m, šířka 41,1 m a výška 7,6 m. Základní kostra je tvořena ocelí, která má v některých místech tloušťku až 15 cm. Co se týká hmotnosti, vyskytují se na Internetu dvě rozdílné série hodnot. První udává, že samotná plošina váží 3 730 tun, spolu s raketoplánem bez pohonných hmot pak cca 5 000 tun. Druhá varianta hovoří o 4 190 tunách v případě prázdné plošiny, 4 550 tunách u plošiny s raketoplánem bez paliva a přidává i hodnotu 6 220 tun, což by měla být hmotnost plošiny s plně natankovaným raketoplánem. Protože i na stránkách NASA jsou uváděny obě varianty, nelze jednoznačně určit, která hmotnost prázdné plošiny je správná. Hmotnost samotného raketoplánu se proti tomu dá dohledat spolehlivě z jiných zdrojů a podle ní se mohou zkontrolovat zbylé údaje. Kompletně sestavený, naložený a natankovaný raketoplán váží kolem 2 050 tun, z toho něco přes 120 tun připadá na samotný orbitální letoun, 750 tun váží plná externí nádrž (102,6 tuny vodík, 616,5 tuny kyslík, cca 31 tun samotná nádrž) a 2x 590 tun zbývá na dvojici pomocných startovacích raket SRB (Solid Rocket Booster). Snadno se pak dá zjistit, že při prázdné externí nádrži bude hmotnost raketoplánu asi 1 330 tun. Pokud si chcete sami vypočítat, jaké vycházejí hmotnosti sestavy plošiny s raketoplánem, stačí jen dosadit jednu z výše uvedených hmotností prázdné plošiny.

Je však nutné podotknout, že v průběhu své služby prodělaly plošiny řadu úprav, při kterých se jejich hmotnost měnila. Je proto možné, že jsou dobře obě uváděné hodnoty, jen se každá vztahuje k trochu jiné konfiguraci. Například ve svých počátcích, během programu Apollo, byla na každé mobilní plošině umístěna ještě odpalovací věž o výšce 120 metrů, která raketu přidržovala, obstarávala její propojení s plošinou a přístup techniků i astronautů. V angličtině se nazývala „Launch Umbilical Tower“, zkráceně LUT, což by se dalo doslovně přeložit jako „odpalovací pupečníková věž“. Pojmenování odráželo fakt, že raketa byla propojena značným množstvím kabeláže s věží a celou plošinou, prostřednictvím které získávala přístup k potřebným zdrojům. Samotná plošina se tenkrát označovala Mobile Launcher (mobilní odpalovač) nebo zkratkou ML. Mobile Launcher s číslem jedna (ML-1) vyjel poprvé z VAB na cestu ke startovacímu komplexu 25. května 1966. Vezl tehdy maketu rakety Saturn a zkoumalo se, zda vše probíhá, tak jak má. Další zkouška proběhla 19. července 1967, kdy již byl na jeho palubě letuschopný exemplář Saturnu. Protože se neobjevily žádné zásadní problémy, 9. listopadu téhož roku přepravil ML-1 na startovací komplex LC39A raketu Saturn V i se zatím bezpilotní kosmickou lodí Apollo 4 a zde z něj úspěšně vzlétla do vesmíru. V dalších letech z ML-1 startovaly do kosmu různé mise včetně té zřejmě nejslavnější – Apollo 11, během které člověk poprvé stanul na povrchu Měsíce. Druhá z plošin, s označením ML-2, si svou premiéru odbyla 4. dubna 1967, kdy se z ní vydala do vesmíru kosmická loď Apollo 6. Poslední z trojice odpalovacích plošin (ML-3) byla poprvé použita 18. května 1969 a to k dopravě a startu Apolla 10.

Poté, co byly ukončeny mise Apollo a začal se rozvíjet program Space Shuttle, muselo dojít na plošinách k řadě úprav. Na převoz raketoplánů již nebyly zapotřebí odpalovací věže a proto byly z plošin demontovány. Většina materiálu z nich byla znovu použita, zejména na dostavbu startovacích komplexů LC39A a LC39B. Ty bylo totiž zapotřebí rozšířit o obslužné věže a tak například část odpalovací věže z ML-2, označovaná LUT-2, byla použita jako nosný rám při stavbě nepohyblivé části obslužné konstrukce (Fixed Service Structure – FSS) na LC39A. Výjimku tvoří věž LUT-1, která „zažila“ nejvýznamnější lety do vesmíru. Byla u startu Apolla 4 (první start rakety Saturn V), již zmíněného Apolla 11, všech tří pilotovaných letů ke kosmické stanici Skylab a také posledního letu Apolla v rámci mise Sojuz-Apollo. Tato věž měla být po demontáži dána do šrotu, ale část veřejnosti se postavila proti. Chtěla zachovat tento důležitý prvek americké kosmonautiky a nakonec dosáhla alespoň částečného úspěchu. Dva segmenty věže spolu s jeřábem, který byl na její špici, byly opraveny a nyní jsou vystaveny v Návštěvnickém centru Kennedyho vesmírného střediska. Zbylé části bohužel chátrají a pomalu reziví za velitelskou budovou KSC. Stejný osud potkal i vysoký kovový podstavec, nazývaný „milkstool„. Takto se říká jednoduchým stoličkám, obvykle se třemi nohami, které se původně používaly zejména k dojení. Na ty se můžete postavit, pokud potřebujete například dosáhnout někam vysoko a přesně tak sloužil i tento podstavec. Byly na něj stavěny menší rakety Saturn IB, aby mohly startovat z odpalovacích věží, přizpůsobených pro Saturn V.

Další změny se týkaly samotné plošiny. V té samozřejmě musí být otvor, kterým odchází rozžhavené výfukové plyny z raketových motorů. Pro rakety Saturn V postačoval jeden čtvercový o velikosti 13,7 x 13,7 metru, ale u raketoplánů je to jinak. V zadní části letounu je totiž trojice hlavních motorů SSME (Space Shuttle Main Engine), kterým při vzletu pomáhají dva raketové motory na tuhé palivo SRB, umístěné po stranách externí nádrže. Proto byly plošiny upraveny tak, že nyní mají tři otvory. Jeden se používá pro motory SSME a má velikost 10,3 x 9,4 metru, další dva pak odvádí spaliny ze SRB a jejich rozměry jsou 12,8 x 6,1 metru. Na plošinu byly naopak přidány dva sloupy (Tail Service Mast – TSM), které jsou umístěny po obou stranách ocasní části orbitálního letounu a zajišťují jeho propojení s pozemními systémy. Konkrétně se jedná o napojení na zdroje provozních kapalin, plynů, elektrické energie a komunikační prvky. Výška sloupů je 9,4 m, délka 4,6 m a šířka 2,7 m a jsou zkonstruovány tak, aby do sebe při startu vtáhly spojovací uzel, zakryly jej prostřednictvím otočného krytu a nemohlo tak dojít k jeho poškození spalinami z motorů.

Jako první byly dokončeny změny na plošině ML-3, ze které se uskutečnil úplně první start raketoplánu 12. dubna 1981 a také jeho další čtyři lety do vesmíru. V programu Space Shuttle se její jméno změnilo na MLP-1. Tato plošina byla nejvíce využívána, raketoplán z ní startoval celkem 52x. Naposledy to bylo 15. března 2009, poté byla opět upravena a uskutečnil se z ní testovací let rakety Ares I. Po tomto startu byla plošina vyřazena z provozu a zřejmě dojde k její likvidaci. Jen o pár startů méně absolvovala plošina MLP-2, dříve ML-2. Do května 2009 jich bylo 45. Poprvé byla použita pro premiérový start Challengeru 4. dubna 1983 a ironií osudu z ní startoval i ke své poslední misi STS 51-L, během které explodoval. Nejméně se pro raketoplány používala plošina ML-1. Poté, co z ní v červenci 1975 odstartovalo poslední Apollo, zůstala po dlouhou dobu nevyužita. Pak však nastala potřeba mít dva raketoplány současně na startovacích rampách (samozřejmě včetně MLP) a třetí plošina musela být v záloze pro případ nějaké nečekané situace. Proto došlo k úpravám i třetí plošiny, která získala označení MLP-3 a první start raketoplánu z ní se uskutečnil 9. ledna 1990, kdy z ní vzlétla Columbie k misi STS-32. Od té doby do května 2009 jí ožehly motory raketoplánu, startujícího do vesmíru celkem 29x.
Pokud se zrovna někde nepoužívá, je plošina uložena na šesti podstavcích o výšce 6,7 metru severně od montážní haly VAB. Jakmile se začne připravovat let do vesmíru, přijede pro ni pásový přepravník a odveze ji do budovy VAB. Tady se na plošině nejprve z jednotlivých dílů sestaví startovací rakety SRB, poté k nim připojí externí nádrž ET a nakonec i samotný orbitální letoun. Sestava pak prochází různými prověrkami a pokud dopadnou dobře, je dán souhlas k tomu, aby byla pásovým přepravníkem dovezena na startovací komplex. Po cestě, trvající většinou mezi pěti až osmi hodinami, dorazí MLP s raketoplánem na startovací rampu. Plošina je zde usazena a napojena na pozemní komunikační rozvody, přívody elektřiny, paliva, dalších kapalin a plynů. Do nákladového prostoru se naloží potřebné vybavení a opět se provádí předstartovní zkoušky a kontroly. Po celou dobu, od montáže až do samotného startu, je raketoplán uchycen k MLP prostřednictvím dvou pomocných raket SRB. Obě mají ve spodní části čtyři duté přídržné podpěry kuželového tvaru o výšce 1,5 metru a základně o průměru 1,2 metru, které zapadají do podpěr na MLP. Vzájemně jsou spolu spojeny šrouby o délce 71 cm a průměru téměř 9 cm. Na horních vrcholech šroubů jsou rozbitné matice, které mají v sobě dva detonátory. Jakmile je dán povel k zažehnutí pomocných raketových motorů, dojde k aktivaci detonátorů, ty rozlomí matici, šrouby klesnou dolů a spojení se uvolní. Nyní již raketoplán nic nedrží a může se vydat do vesmíru.

Ještě však před tím, než dojde k oddělení raketoplánu od plošiny, přijde ke slovu speciální systém, který během krátké chvíle zaplaví celou plošinu 1,14 miliónu litrů vody. Anglicky se jmenuje Sound Suppression Water System, tj. vodní systém na tlumení zvuku a jeho činnost začíná 16 sekund před zapálením SRB. Je to nutné proto, že startující raketové motory a jejich plameny, odrážející se od odpalovací plošiny i rampy pod ní vydávají tak silnou akustickou energii, že by mohlo dojít k vážnému poškození orbitálního stupně. Na tuto skutečnost se přišlo po prvním startu raketoplánu, kdy byla takto poškozena tepelná ochrana Columbie. Při letech Apolla se tento jev příliš neprojevil, protože kosmická loď byla od plošiny podstatně dále – až na vrcholu rakety o výšce téměř 111 m. U raketoplánu, jehož orbitální stupeň má ve svislé poloze výšku jen 37,24 m, je však nebezpečí mnohem větší a proto se hledalo řešení, jak tuto energii alespoň částečně utlumit. Nakonec byl zvolen systém, ve kterém se používá na potlačení energie velké množství vody. Ta je připravena severovýchodně od rampy, v nádrži o výšce 88 metrů, z které vede potrubí s úctyhodným průměrem 2,1 metru. Po spuštění začne nejprve téct voda z 16 trysek do otvorů v MLP a na rozrážeče plamenů (deflektory), umístěné pod ní. V okamžiku zapálení SRB se přidá šestice velkých trysek, umístěných na horní plošině MLP. Těm se říká „rainbirds„, jsou 3,7 metru vysoké, dvě středové mají průměr 107 cm, zbývající čtyři pak 76 cm. Kromě toho je kolem SSME rozmístěno dalších 22 trysek o průměru 15 cm, které se starají o chlazení zadní části orbitálního letounu. Systém současně plní i protipožární funkci a je v provozu pouhých 41 sekund. Po uplynutí tohoto času se zcela vyprázdní zásobovací nádrž a zároveň se raketoplán dostane tak vysoko, že již k jeho poškození nemůže dojít. Ohromná oblaka dýmu, pozorovatelná během startu, jsou způsobena tím, že se voda při styku se žhavými plyny raketových motorů mění v páru.

Plošina zajišťuje i další funkce. Jedné z nich jste si mohli všimnout, pokud jste někdy pozorně sledovali start raketoplánu. V okamžiku, kdy zbývá do startu posledních 10 sekund, se objeví v blízkosti trysek hlavních motorů SSME několik gejzírů jisker, podobných těm, jaké vznikají při svařování. Kapalný vodík, tvořící pohonnou hmotu, se totiž neustále odpařuje a může se nebezpečně hromadit v blízkosti trysek. Pomocí zmíněných zařízení (říká se jim také chrliče jisker) se přebytečný vodík spálí a tím se prostor vyčistí.

Po úspěšném startu se musí plošina důkladně očistit a zbavit zbytků vysoce korozivního paliva z raketových motorů. Samozřejmě také projde kontrolou, při které se zkoumá, jaké škody na ní zanechal startující raketoplán. Nalezené závady se opraví a MLP se připraví na další úkoly. Jestliže se v brzké době chystá další výprava do vesmíru, na které se bude daná plošina podílet, její cesta nakonec skončí opět v montážní hale VAB. V opačném případě bude uložena na již zmíněné parkovací ploše severně od haly VAB, kde bude čekat na další využití.

Vybrané zdroje:

Navigace v sérii<< Atlantis – první raketoplán ve výslužběPásové přepravníky Crawler-Transporter >>