V období, kdy lídři kosmického výzkumu jen s finančními i politickými obtížemi lepili na oběžné dráze kolem Země tzv. Mezinárodní kosmickou stanici – ISS, začala lidová Čína svůj ostrý nástup do vesmíru pomocí osvědčené rakety CZ-2 (ve variantě 2F) a pilotované kosmické lodě Šen-čou. V říjnu 2003 pak okusil nádheru orbitálního letu první čínský tchajkonaut, Jang Li-wej.
Už v roce 1992, záhy poté, co smetla Projekt 863, schválila čínská vláda nový desetiletý program pilotovaných letů – Projekt 921, na jehož konci měl do vesmíru letět první Číňan. Start prvních lodí Šen-čou (v překladu Božská loď případně Mystická loď – můžete si vybrat…) ukázal, že čínská kosmonautika v tomto případě opustila své okřídlené plány (viz předchozí část) a ubírá se do vesmíru spíše cestou klasické kosmické lodě, jinak to osvědčené licenční kopie sovětského/ruského Sojuzu…
Otec čínské kosmonautiky Čchien Süe-šen v 90. letech
Vlastní cestou na ruských strojích
Kde nastal ten prudký zlom, že guru čínské kosmonautiky Čchien Süe-šen a jeho kolegové či žáci opustili přes dvacet let budovaný sen o vlastní kosmické lodi, nejlépe kosmoplánu?
Pravděpodobně se ukázalo, že dosud osvojené poznatky a technologie nedovolí čínským konstruktérům zvládnout vývoj vlastního kosmického plavidla, natož okřídleného, před uvažovaným rokem 2015. Svoji roli pak zřejmě sehrála i atmosféra jistého uvolnění vztahů mezi Gorbačevsko-Jelcinovským Ruskem a Čínou a do jisté míry i výprodej ruské kosmické techniky do zahraničí (mj. i do USA, a to nejen Kuzněcovových motorů pro lunární N1 či Gluškových RD-180 – odvozených od boosterů Eněrgie RD-170, ale i atomových minireaktorů pro špionážní družice Kosmos apod.).
Kdy přesně proběhla první jednání o předání licenčních práv a technických podkladů čínské straně, se mi nepodařilo vypátrat, ale muselo to být kolem devadesátého roku, ještě před rozpadem SSSR v prosinci 1991, protože prvotní představou Šen-čou se Čína pochlubila už na Astronautickém kongresu IAF v Kapském městě v říjnu 1992. Možná, že tato spolupráce byla iniciována už za návštěvy Michaila Gorbačova v Pekingu v roce 1989, kdy se vztahy mezi oběma mocnostmi tzv. normalizovaly a byly mj. uzavřeny dohody o vědecko-technické spolupráci včetně výzkumu kosmu.
Jisté je jedno: po jednání šéfa Projektu 863 Ren Xin Mina s premiérem Li Pengem v roce 1991 byl tento program skrečován a šéfkonstruktér navrhl využít existujícího nosiče CZ 2E k vynesení klasické kosmické lodě o tonáži do osmi tun. A jako odrazový můstek byl vybrán i sovětský Sojuz. Koncepce byla schválena a v následujícím období vypracovali Renovi lidé pod dohleden Čchien Süe-šena desetiletý plán, jehož vrcholem měl být první start čínského kosmonauta. V lednu roku 1993 začaly podle ruských pramenů první konstrukční práce nad Projektem 921.1, to jest „Božské lodi“. Do akce se zapojili stovky vědců a tisíce inženýrů ze 300 organizací. Lze tak říci, že teprve rok 1993 odstartoval skutečný čínský útok na vesmír.
Projekt 921 byl rozvržen na tři etapy. Číslovka 921.1 označovala projekt kosmické lodi Šen-čou, 921.2 vývoj malých družicových stanic za účelem osvojení konstrukčních prvků a spojení kosmických objektů, a Projekt 921.3 na němž se intenzivně pracuje – vybudování stálé družicové stanice s dvacetitunovými moduly odvozenými od sovětských stanic Saljut.
Pod vedením Ren Xin Mina vypracovala konstrukční kancelář První Akademie (angl. CALT – China Academy of Launch Technology) koncepci třímodulární lodě podle vzoru „Sojuz“. Ovšem od počátku Číňané zavrhli oválný tvar tzv. orbitální (obytné) sekce a zvolili tvar válcovitý s větším prostorem a později i vysokou variabilitou co se týče např. přístrojového vybavení.
Tzv. Pátá Akademie (CAST – the China Academy of Space Technology) pracovala na dalších třech variantách – více méně se koncepce lodí lišily podle toho, kde měl být umístněný onen orbitální modul – zda jako u Sojuzu na špici soulodí, nebo uprostřed. Třetí varianta pracovala s lodí složenou ze dvou modulů – velké návratové sekce a servisního modulu a´la ruský TKS (později například známé jako moduly Kvant na MIRu či ISS).
Když také šanghajská Osmá akademie (nyní SAST – Shanghai Academy of Spaceflight Technology) vsadila na design třímodulární kosmické lodě, zdálo se, že je rozhodnuto. Šéfkonstruktér Ren Xen Min nechal vyrobit modely v měřítku 1:10 a v lednu 1992 se sešla státní komise, která rozhodla ve prospěch koncepce První Akademie s tím, že tzv. orbitální modul měl být schopen autonomního letu. Byl rovněž vypracován časový plán jednotlivých etap, který schválil premiér Li Peng.
Náčrt lodi Šen-čou – viz válcovitý orbitální modul (vlevo) – zbytek zachovává koncepci sojuzů
Také samotný nosič CZ-2 měl doznat změn – na modifikaci rakety CZ-2F, odvozené od 2C, který by plně vyhovoval jako nosič pilotovaných lodí. Především šlo o úpravy směřující k co největší spolehlivosti rakety a k zabezpečení kosmonauta při startu, přičemž řada důležitých systémů byla zdvojena. Božský šíp, jak byla později raketa pojmenována přímo prezidentem Ťiang Ce-minem, je vysoká 62 m, průměr prvního a druhého stupně dosahuje 3,35 m, v případě boosterů (4 x) se výška rovná 15,3 m a průměr 2,3 m. Celková startovací hmotnost CZ-2F je 464 tun, na oběžnou dráhu (LEO) vynese 8 400 kilogramů. Motory YF-20B jsou tradičně poháněny N2O4/UDMH.
V případě Božského šípu se změnila i technologie montáže a dopravy rakety na startovací rampu – tak říkajíc na americký způsob. Moderní montážní budova umožňuje montovat sestavu ve vertikální poloze a podobně jako americký Saturn či raketoplán, je ve vertikální poloze transportována na rampu, která byla postavena – kde jinde než na kosmodromu Jiuquan (Ťiou-čchüan).
Božský šíp ve vertikální montážní budově
V rámci Projektu 921 se začalo budovat i moderní řídící středisko kosmických letů na severovýchodním předměstí Pekingu, síť sledovacích stanic – nejen na čínském území, včetně plovoucích na zaoceánských lodích – a samozřejmě nové výcvikové středisko kosmonautů. Pro začátek se počítalo s náklady na infrastrukturu ve výši jedné miliardy dolarů. To vše se dělo za ruské asistence. A v roce 1993 vzniká čínská Národní kosmická agentura – China National Space Administration (CNSA).
Tchajkonauti do Hvězdného
Počínaje květnem 1991 přednášeli čínským konstruktérům ruští specialisté o parametrech sojuzů a už v letech 1992-94 bylo na 20 mladých inženýrů na školení v Moskvě. Když v září 1994 navštívil čínský prezident Ťiang Ce-min ruské řídící středisko (CUP) v Kaliningradu (dnes Koroljovo) u Moskvy, dostaly události rychlejší spád.
V dubnu následujícího roku přijíždí do Pekingu tehdejší šéf Ruské kosmické agentury (RKA – Roskosmos) Jurij Koptěv a podepisuje s čínskou stranou mezivládní dohodu a spolupráci v kosmickém výzkumu, což mimo jiné obnášelo transfer kosmických technologií do Číny, včetně systémů zabezpečení života v kosmických objektech, tzv. androgeního spojovacího uzlu APAS 89, skafandrů typu Sokol KV-2 a dalších osvědčených prvků ruské kosmické techniky.
V rámci této dohody odjíždí v roce 1996 do Gagarinova Střediska přípravy kosmonautů – Hvězdného městečka – první dvojice čínských kosmonautů Wu Tie a Li Čching-lung, kteří prošli kompletním výcvikovým kurzem na sovětských trenažerech a vrátili se domů jako instruktoři.
„Instruktoři“ Wu Tie a Li Čching-lung
A už v následujícím roce prochází výcvikem ve Hvězdném dalších šest čínských „instruktorů“. Jak ale prohlásil kosmonaut Georgij M. Grečko v interview zahraničnímu vysílání Rádia Čína, procházejí tito letci řádným výcvikem pro kosmické lety pro kosmické lodě Sojuz a na termínu „instruktoři“ trvala čínská strana. Nicméně tito muži pak v lednu 1998 vytvořili základ oddílu tchajkonautů, mužů, kteří prošli sítem výběru z roku 1995. Byli vybráni z 1504 prvotních kandidátů – většinou stíhacích pilotů, kteří splňovali tyto parametry: věk do 35 let, výška 170 cm, váha do 70 kg a minimálně 600 nalétaných hodin.
Z jara 1996 bylo šedesát vybraných pozváno do Pekingu, kde se jich ujali lékaři Hlavní nemocnice leteckých sil a k 11. dubnu jich už zbylo jen 20. Ve finále jich zůstalo pouhých 12. V prosinci 1997 se vrací z ruského Hvězdného městečka Wu Ťie a Li Čching-lung a příprava budoucích tchajkonautů se od ledna 1998 rozjíždí naplno.
Mezi elitní čtrnáctku patřili např. první Číňan ve vesmíru Jang Li-wej, Čaj Č’-kang (první Číňan ve volném kosmu – Šen-čou 7), Liou Po-ming (Šen-čou 7), Nie Chaj-šeng (Šen-čou 6, 10) či Ťing Chaj-pcheng (Šen-čou 7, 9 a 11).
Čtrnáctka tchajkonautů se představuje…
Ve Hvězdném se ještě do startu Šen-čou 5 s Jang Li-wejem vystřídalo až dvacet čínských „specialistů“ – kandidátů na kosmický let.
Samozřejmě, výcvik probíhal i ve výcvikovém středisku u Pekingu, ale některé speciální zkušenosti bylo třeba získat na ruských trenažérech – například nácvik prací ve volném prostoru ve speciálním bazénu, nebo poznání stavu beztíže při parabolickém letu speciálního dopravního letounu.
Zkoušky skafandru sovětského typu Sokol-2
A další kandidáti-tchajkonauti k základnímu čtrnáctičlennému týmu v dalších letech přibývali. Už v letech 2004-05 uvažovalo vedení čínské kosmonautiky o náboru žen do ženského oddílu, ale kolem toho se dlouho nerozhodně přešlapovalo. Nakonec padlo rozhodnutí samostatný nábor žen odložit a počkat na další kolo společně s muži. Problém byl zřejmě v tom, že mezi kandidátkami ve věku 21–24 let byly především pilotky dopravních letadel a neměly tedy návyky stíhačů. Vedení učinilo šalamounský krok – poslalo je na školy a do vojenského leteckého učiliště, kde přesedlaly i na stíhačky. V dubnu 2009 pak 16 děvčat učiliště absolvovalo na výbornou a z nich pak vybírali posilu do oddílu tchajkonautů při plánovaném „smíšeném“ náboru.
Ten se odehrál až po prvních startech tchajkonautů, po úspěšném letu Šen-čou 7, tedy koncem roku 2008. Předběžný výběr skončil až v září 2009 a mezi kandidáty zůstalo 30 mužů a 15 žen. Finální síto v březnu 2010 pak propustilo do oddílu pět mužů a dvě ženy – Wang Ja-pching a Liou Jang. Z dalšími jmény oné ženské šestnáctky se ale s vysokou pravděpodobností v kosmonautice setkáme – Čína má rozsáhlé plány a další nábor pro pilotované lety na družicové stanici má být ukončen v letošním roce. Objevily se dokonce zprávy, že čínská Národní kosmická agentura CNSA hodlá při kosmických letech ženy přímo preferovat…
Faktem je, že původní kádr tchajkonautů (nábor z roku 1996–98) stárne, průměrný věk mužů z první čtrnáctky je přes 40 let a někteří přešli na administrativní funkce, včetně Jang Li-weie (dnes zástupce ředitele výcvikového střediska). Celkem odešlo z Prvního oddílu osm mužů, z toho šest se kosmického letu ani nedočkalo.
Krok za krokem na orbitu
Na přelomu tisíciletí se čínské kosmonautice začalo dařit. Ukázalo se, že cesta, kterou čínské vedení zvolilo v Projektu 921 na počátku 90. let, byla optimální. Osvojení sovětské/ruské kosmické techniky umožnilo zkrátit dobu vývoje kosmických plavidel a vyhnout se složitým zkouškám (zejména aerodynamickým u návratového modulu) a zbytečně neopakovat cesty či chyby kosmických velmocí z 60. let minulého století.
Čínští vědci nemuseli zkoumat, zda je člověk schopen přežít kosmický let, jaké jsou hranice pobytu v beztížném stavu, zda může kosmonaut pracovat mimo kosmickou loď, jak připravit kosmickou stravu, nemuseli principiálně řešit kosmické skafandry a pohyblivost člověka v nich v lodi či ve volném kosmu, balistiku kosmického letu či přistání a manévrů na oběžné dráze včetně spojení dvou objektů a tak dále. To vše už za ně před desítkami let řešili a vyřešili Rusové a Američané. Číňané v 80. a posléze 90. letech minulého století jen nasáli co nejvíce už odtajněných informací, ať už technických, nebo lékařsko-biologických, a vyrazili do vesmíru. Krok za krokem, bez zbytečných efektů a tentokráte beze ztrát. Každý jejich pilotovaný let byl kvalitativním posunem vpřed.
Průřez „Božskou lodí“
K první letové zkoušce „čínského Sojuzu“ – kosmické lodi Šen-čou došlo 20. listopadu 1999, tedy šest let po zahájení vývoje. Loď čtrnáctkrát oblétla Zemi a návratová kabina úspěšně přistála v určené oblasti Vnitřního Mongolska. Pravda, proslýchá se něco i o dvou neúspěšných startech…
Řadu problémů řešili čínští konstruktéři nejprve pod vedením šéfkonstruktéra Čchin Farena (prototyp) a posléze od roku 1993 Wang Jun-čžiho (absolventa Moskevské vysoké školy letecké Ordžonokidzeho – 1961) přímo v Rusku. Například testovali v ruských zařízeních tepelnou ochranu návratové sekce či motorickou část servisního modulu. Velké problémy jim činila tzv. záchranná věžička SAS na vrcholku krytu kosmické lodi a rozdělení jednotlivých segmentů lodi při havarijním startu, neboť pilotní kabina je stejně jako u sojuzů umístněná uprostřed sestavy Šen-čou. Ruští odborníci jim byli po ruce i při řešení dalších, drobnějších problémů, stejně jako při výcviku kosmonautů. Podle Číňanů samých je ovšem jejich kosmická loď modernější než její ruský předobraz a doznala takových změn, že lze hovořit o „unikátní čínské technologii“.
Božská loď – Šen-čou o vzletové hmotnosti 7 790 kg, celkové délce 8,86 m a maximálním průměru 2,8 m, se sestává ze tří částí: válcovitého hermetizovaného orbitálního modulu o průměru 2,5 metru, opatřeného na rozdíl od sojuzů bočním průlezem (pro výstup do volného vesmíru), kde může posádka přespávat a připravovat si nejen stravu, ale provádět i experimenty. Orbitální modul (opět na rozdíl od ruské lodi) je schopen autonomního letu s variabilním přístrojovým vybavením včetně nehermetické přístrojové palety, pokud není instalován spojovací uzel. Má i vlastní systém zabezpečení životních podmínek, vlastní korekční motory i panely slunečních baterií. Zajímavý je i na ní umístněný spojovací uzel (pokud má loď na programu spojení se stanicí), odvozený od sovětského APAS 89, který byl vyvinut pro let Apollo-Sojuz (1975) a modifikován jako univerzální pro ISS. Teoreticky se tak může Šen-čou tímto modulem spojit jak s mezinárodní stanicí, tak ruským Sojuzem.
Ve středu lodi je umístněná pilotní neboli návratová, zvonovitá kabina o výšce 2,06 m, maximálním průměru 2,5 m a s vnitřním prostorem o objemu 6 m3 . Faktem je, že zkonstruovat návratovou kabinu pro posádku bývá z aerodynamického hlediska nejtěžším oříškem, a tak i proto čínští konstruktéři vsadili na osvědčenou ruskou koncepci. Pouze mírně zvětšili průměr zvonovité kabiny o zhruba 30 cm, čímž vytvořili posádce větší „životní“ prostor zhruba o dva kubické metry – a to je velmi podstatné. Jděte se podívat do leteckého muzea v Praze-Kbelích na Remkovu kabinu a pochopíte, o čem je řeč.
Celkový objem vnitřního hermetizovaného prostoru lodi pak činí cca 10 m3 a poskytuje tchajkonautům věší obytný prostor, než měli např. astronauti v kabinách Apollo.
Návratový modul Šen-čou se na první pohled od Sojuzu neliší…
Ostatně jak prohlásil Jurij Grigorjev, svého času zástupce technického ředitele NPO Eněrgia: „Číňané využili naše zkušenosti, ale naši techniku slepě nekopírovali… Koupili náš velitelský modul, vzali ho jako základ a vytvořili vlastní kabinu, poněkud odlišnou od Sojuzu…“
Servisní sekce válcovitého tvaru pak nese hlavní korekční a brzdicí motor, tvořený čtyřmi nezávislými spalovacími komorami a 24 motorků pro orientaci a stabilizaci lodi na dráze. Energii obstarávají celkem čtyři výklopné panely slunečních baterií, po dvou u servisního a orbitálního modulu s celkovým příkonem elektrické energie kolem 1,5 kW. Vnitřní vybavení pilotní kabiny pak odpovídá současné úrovni elektroniky a je převážně čínské provenience.
Na snímku interiéru Šen-čou je dobře vidět poměrně malá palubní deska se třemi displeji
První bezpilotní zkušební let v zásadě dopadl na jedničku, ale čekali jsme více jak rok na další start. Číňané si dávali na čas – nijak nespěchali. Šen-čou 2 startovala až 9. ledna 2001 a nesla na palubě malý zvěřinec – opičku, psíka a králíka. Šlo tedy o prověrkou systémů podpory života.
Opět sedmidenní let Šen-čou 3, která opustila kosmodrom Ťiou-čchüan 25. března 2002, měl znovu otestovat systémy na podporu života ve vesmíru, ovšem na figuríně, která dovolovala simulovat lidské fyziologické signály – tlukot srdce, puls, dýchání a metabolismus. Kromě toho byl orbitální modul napěchován dalšími 45 experimenty.
Manekýn „nasedá“
Sérii bezpilotních zkušebních letů ukončila 29. prosince 2002 Šen-čou 4, již plně vybavená i palubní deskou a všemi systémy, potřebnými pro pobyt člověka, kterého opět simuloval manekýn ve skafandru. U této lodi je zajímavé i to, že před jejím startem v ní místo trenažéru trénovali kosmonauti, chystající se k prvnímu startu. Čtyřka nesla také 52 experimentů jak materiálových, tak astronomických, a pochopitelně i z fyziky, biologie (např. 100 semen pivoňky) či medicíny. Orbitální modul byl proto vybaven jako vědecká laboratoř a na rozdíl od velitelské sekce, která přistála pouhých 40 km od vypočteného bodu u starobylého Modrého města, centra provincie Vnitřní Mongolsko Chöch chot 5. ledna 2003, pokračoval v autonomním letu až do září 2003. To jen potvrzuje domyšlenost celé koncepce této lodi, tedy i fakt, že nešlo o prostý reinženýring Sojuzu. Zatímco orbitální sekce ruských lodí dodnes slouží v nejlepším případě jako odpadkový koš, který shoří v atmosféře, čínští konstruktéři jej zkonstruovali jako samostatnou jednotku včetně solárních panelů.
Šen-čou 4 s laboratorním orbitálním modulem / Návratový modul Šen-čou 4 po přistání
Letové řídící středisko si při tomto letu vyzkoušelo i spolupráci sledovacích stanic rozmístěných po celé zeměkouli včetně plovoucích „základen“ u pobřeží jižní Afriky, v jižním Atlantiku, Indickém oceánu poblíže australského pobřeží, v severním i jižním Pacifiku.
A Čínská kosmická agentura se netajila tím, že pokud bude let „čtyřky“ úspěšný, příště poletí tchajkonaut.
