Vesmírné požáry

Hasit znamená zabránit přístupu kyslíku. To je stejné na Zemi jako na kosmické stanici. Co když ale chytne zařízení, které kyslík vyrábí?

V sci-fi povídce Na dohled Cruithne právě probíhá protipožární cvičení. Na orbitálních stanicích taková cvičení nejsou běžná, o to větší důraz se na ně klade při tréninku na Zemi. Je k tomu velice dobrý důvod, ve vesmíru už párkrát hořelo.

„Na stanici je opona,“ hlásil 16. června 1971 Vladislav Volkov z paluby první orbitální stanice Saljut 1.

„Cože?“ vyptával se kontrolor na Zemi, který si nemohl vzpomenout na význam kódového slova. V sitcomu z vesmírného prostředí by jistě následoval vtipný dialog plný nedorozumění. Volkov však uvážil priority, lehkomyslně nereflektoval na hrozbu amerického odposlechu a nezašifrovaně informoval, že hoří a běží příprava k evakuaci.

Nakonec vše dobře dopadlo, podařilo se lokalizovat a vypnout přístroj, který kouř produkoval. Vše se obešlo bez vážnějších následků, nepočítáme-li lehčí intoxikaci a bolest hlavy.

Mnohem vážnější nehoda se stala o šestadvacet let později na dosluhující stanici Mir. O práci na Miru se dodnes vypráví v černých hodinkách táborových ohňů. V roce 1997 stanici již táhlo na jedenáctý rok, což se na první pohled projevilo v haldách odpadků a nepotřebných přístrojů, kterými se kosmonauté doslova brodili. Odpadky (a nejen odpadky) měl odvážet raketoplán Buran. Po krachu projektu odvážely materiál jen bezpilotní Progresy a pilotované Sojuzy, což nestačilo.

Ale větší problém byl jinde. Především v zestárlých energetických zdrojích. Akumulátory s již nedostatečnou kapacitou se ani nestačily dobíjet ze solárních panelů poničených po letech bombardování mikrometeority. Na stanici vládlo šero a... a zápach. Environmentální systém mlel také z posledního. Stalo se normou, že po příletu nových kosmonautů byly aktivovány chemické generátory kyslíku Vika, protože regenerační systém nestíhal. 

Vika vypadal jako velká bandaska na mléko. Kosmonauti mu přezdívali Svíčka, asi proto, že jeden kus dokázal udržet naživu jednoho člověka po dobu jednoho dne. Náplň tvořil chloristan lithný. Při jeho rozkladu se však neuvolňoval pouze kyslík, ale také poměrně dost tepla, které rozpálilo vnitřek svíčky na 600°C.

Roku 1997 se počet použití svíček počítal na tisíce. Není tedy divu, že byly považovány za bezpečné. Až do osudného dne, kdy aktivovali svíčku, do které se pravděpodobně dostal útržek latexové rukavice, které pracovníci výrobního závodu používali při montáži. Krátce po otočení červeného aktivačního kohoutu vyrazil ze zařízení plamen. Během několika chvil se natáhl do asi metrové délky.

Situace byla kritická. Ze svíčky vystřikovaly roztavené kousky kovu. Bylo jasné, že je jen otázkou času, než plamen protaví protilehlou stěnu modulu. Pak bude konec. Ventilace roznášela kouř po celé stanici, hrozila intoxikace. Na druhou stranu, díky tomu se o požáru dozvědělo poměrně rychle všech šest členů posádky. Alarm tou dobou již nebrali moc vážně. Měl pouze jeden tón pro všechny druhy poplachů. Ozýval se několikrát za den, většinou byl spojený s nedostatečností akumulátorů. Stejnou znělku používal i pro budíček.

S možností požáru asi nikdo reálně nepočítal, protože jedna kyslíková maska nebyla provozuschopná, hasicí přístroj teprve odšroubovávali z transportního lůžka. Vlastního hašení se díky stísněnému prostoru účastnili jen dva kosmonauté. Jeden hasil, druhý ho přidržoval, aby kompenzoval tah hasicího přístroje.

Ostatní připravovali startovací sekvence pro evakuaci. Již tou dobou však bylo jasné, že odletí jen polovina posádky. K dispozici byly sice dva Sojuzy, každý by zachránil tři pasažéry. Jenomže k tomu druhému se nedalo dostat přes plamen Viky.

Hašení se ukázalo žalostně neúčinné. Za celou dobu hašení se nepodařilo plamen ani zmenšit, natož uhasit. Celkem vypotřebovala posádka tři hasicí přístroje. Po čtrnácti minutách svíčka spotřebovala palivo a zhasla.

Dnes možnost požáru nebere nikdo na lehkou váhu. Ještě na Zemi budoucí posádka zažije cvičné poplachy s pečlivě vypracovanými scénáři. Trénují se všechny myslitelné druhy požáru, od těch nejmenších až po ty, které by končily opuštěním stanice.

Posádka se musí důvěrně seznámit s americkou i ruskou protipožární technikou. Především jsou to dýchací masky. Americké dýchací masky jsou velice jednoduché a uživatelsky nenáročné. To je důležité. Ve stresové situaci se jednoduchost cení. Jedná se o masku s vestavěnou kyslíkovou láhví. Nevýhoda takhle malé láhve je zřejmá. Kyslík vystačí na pouhých 7 minut.

Masku je možné hadicí připojit na kyslíkový rozvod. Pak není třeba na čas hledět, nicméně hadice značně omezuje pohyb.

U ruské dýchací masky IPK se asi nedá hovořit o eleganci, ale její specifikace stojí za pozornost. Podle stupně tělesné námahy dokáže udržet uživatele naživu 20-140 minut. Běžný průměr se uvádí 40 minut. Maska totiž neobsahuje kyslíkovou láhev, nýbrž nádobu s chemikálií. Vydechované plyny, které tudy projdou, jsou zbaveny oxidu uhličitého a vodní páry, výstupem je čistý vzduch.

Práce v takové masce není jednoduchá. Před jejím navlečením se musíte nadechnout, pak masku nasadit a nakonec do masky vydechnout. Tím se nastartuje chemická reakce. Vzduch, který vydechnete, projde chemickým filtrem do nafukovacího vaku, odkud ho pak zase nadechnete.

Sama inicializace se může zdát komplikovaná, jenomže tu číhají ještě další nástrahy. Pokud se ve zmatku někomu podaří nafukovací vak se vzduchem zmačknout, přefoukne se do kapuce. Pak je třeba masku oddálit od čela, nadechnout se z kapuce a pokusit se vrátit vše do původního stavu. Kromě toho, chemická reakce čistící vzduch je poměrně exotermická a silně vzduch zahřívá. Modernizovaná verze s chladičem vzduchu je prý velkou úlevou, nadechovaný vzduch nemá více než 37°C.

V sci-fi povídce Na dohled Cruithne jsou prostory kosmické lodi při požáru napouštěny inertní atmosférou. Něco takového ve skutečnosti není zatím proveditelné. I když pomineme některé sporné aspekty takového postupu, je tu otázka technického řešení. Na kosmických stanicích by musely být instalovány těžké tlakové láhve se stlačeným plynem.

Přesto myšlenka ochranné atmosféry není úplně zatlačena. Stalo se 27.1.1967 při simulaci startu Apolla 1. V počátcích pilotované kosmonautiky přišli technici s významným zjednodušením - kabiny nebyly plněny vzduchem, ale pouze kyslíkem. Výhody zřejmé. Není třeba s sebou tahat dusík. Není třeba dvojí tlaková aparatura, stačí jedna na kyslík. Není třeba napouštět kabinu na běžný tlak, stěny mohou být tedy subtilnější. Všechny tyto faktory hrají ve prospěch menší hmotnosti kosmické lodi. Proti lze uvést jediný argument - chemický. Neředěný kyslík nejenom okysličuje velice dobře krev, ale i cokoli, k čemu se dostane. Stačí pak malá jiskra...

Na Apollu 1 se podepsal uspěchaný management. A nejen uspěchaný, často i nepochopitelný. Uspěchanost se dala vysvětlit blížícím se termínem, výměna osvědčené dodavatelské firmy za jinou vede k zamyšlení a nedokazatelným závěrům. Není tedy nikterak překvapující, že ve spleti nechráněných vodičů skutečně jiskra přeskočila. Tlak v kabině byl při cvičení vyšší než běžný atmosférický tlak (1.1x). Pro vyzkoušení hermetičnosti dobrá metoda, z hlediska požárního katastrofa. Vnitřek kabiny byl v malé chvíli v plamenech. Oblečení astronautů také. Po minutě se přerušilo spojení. Ze záznamů víme, že tlak v kabině stoupl asi na 2.5 atmosféry a bránil otevření vstupního poklopu.

Nakonec kabina pukla a unikající dým přiotrávil záchrannou četu techniků. Po pěti minutách vypáčili poklop. Požár mezitím sám uhasl ve svých zplodinách. Popáleniny astronautů nebyly smrtelné, zemřeli na udušení. Technici zasažení dýmem byli hospitalizováni.

NASA po požáru přijala mnohá opatření, aby k něčemu takovému již nedošlo. Například, výměna materiálu kombinéz za nehořlavý (koho by to napadlo!). Uvažovalo se i o inertní atmosféře, ale kvůli mnohým komplikacím zvítězilo kompromisní řešení: 60% kyslíku, 40% dusíku.

Pro úplnost třeba dodat, že k požárům zapříčiněným agresivní kyslíkovou atmosférou došlo na obou stranách železné opony. Na ruské straně tak zahynul kosmonaut Bondarenko při cvičném pobytu v kyslíkové komoře. Tato informace byla ovšem dlouho tajena.

A co nového na bojišti? Abychom mohli účinně bojovat s ohněm v beztížném stavu, musíme pochopit, jak se šíří, co ho podporuje, co mu škodí. Nejlépe uspořádat experiment. Takový experiment je ale doslova hraní si s ohněm. A přitom je tu docela jednoduchá cesta, jak ho provést, aniž by vůbec jen hrozilo, že se vymkne kontrole.

Před čtrnácti dny, 14.7.2016 opustila automatická kosmická loď Cygnus orbitální stanici ISS. Její poslání téměř skončilo. Náklad, který přivezla, byl dávno vyložen, teď ji čekal jen osud jako všechny nákladní lodě. Naložená odpadky až po poklop shořet v atmosféře. Byl tu však ještě jeden úkol - experiment Saffire. Než shoří v atmosféře, vyhoří i uvnitř. Údaje o šíření požáru se rádiově přenesou na základnu. Na zpracování naměřených údajů čekáme.