Jak zacházet s měsíčními kameny a lunárními chybami: Osobní historie Apollónovy lunární přijímací laboratoře
50 liber měsíčních kamenů. Tak velká váha byla přidělena astronautům Apolla 11, aby přivezli měsíční vzorky na Zemi. Bylo by to však poprvé, kdy by se na naši planetu dostaly materiály z jiného světa. Co by se mělo dělat s těmito mimozemskými kameny a mohly by být hrozbou pro život, jak ho známe?
To, co začalo jako zdánlivě přímočará myšlenka na vybudování zařízení pro skladování a studium hornin z Měsíce, se nakonec stalo bojem o moc mezi inženýry budovajícími zařízení a vědci, kteří chtěli studovat horniny, a těmi, kteří chtěli zachránit svět před biologickou katastrofou. — nemluvě o ještě větším hašteření mezi různými vládními agenturami a politiky. Uprostřed toho všeho byl James McLane, Jr., jeden z inženýrů pověřených raným plánováním Střediska pilotovaných vesmírných letů – nyní známého jako Johnsonovo vesmírné středisko v Houstonu – a zejména vedl skupinu, která měla určit požadavky a návrh. koncept Lunar Receiving Laboratory NASA.
James C. McLane Jr. v roce 1971. Foto s laskavým svolením James McLane Jr.
„Spustili jsme Středisko pro pilotované vesmírné lety od nuly a kádr lidí si představil, co bychom měli mít pro pozemní zařízení vesmírného programu,“ řekl McLane v rozhovoru ze svého domova pro Universe Today. „Byla doporučena celá řada zařízení. Zhruba rok jsem přecházel od jedné recenze designu k druhé, abych přidal své dva kousky, jak by se věci daly udělat. Nová zařízení zahrnovala velkou centrifugu s lidskou posádkou, elektronické laboratoře a tepelnou vakuovou laboratoř s několika velkými prostorovými simulačními komorami pro testování kosmické lodi Apollo a její palubní posádky za podmínek podobných těm, které se vyskytují během lunárních misí. Bylo tam téměř vše, na co jste si vzpomněli, co bylo potřeba k podpoře programu Apollo.“
Zatímco inženýři v MSC byli odhodláni navrhnout jedinečná zařízení světové třídy (stejně jako rakety a kosmické lodě, které by dopravily lidi na Měsíc), vědci byli nadšeni vyhlídkou na výzkum nedotčených lunárních materiálů.
Lunar Receiving laboratorní koncept kreslení. Kredit: NASA
Během této doby byla dvojice mladých vědců MSC, chemik Don Flory a geolog Elbert King pověřeni navržením vzduchotěsných nádob pro návrat vzorků, ve kterých by se měsíční vzorky přinášely zpět na Zemi. Ale, řekl McLane, nikdo moc nepřemýšlel o tom, jak by se s horninami mělo zacházet nebo jak je skladovat, jakmile budou přivezeny zpět na Zemi. 'Opravdu nebylo mnoho pokynů, co by se mělo udělat, až je dostaneme zpět na Zemi,' řekl. 'Ach, samozřejmě existovaly vědecké výbory, ale z nějakého důvodu to bylo dole na jejich seznamu priorit.' Myslím, že více přemýšleli o výzkumu, který se chystali provést se skalami.“
Jednoho dne se ale Flory a King objevili v kanceláři jejich šéfa a řekli, že vzhledem k tomu, že mají odpovědnost za kontejner, mají trochu obavy, co se s ním bude dělat, až astronauti vrátí vzorky. Navrhli, že alespoň nádoby by se měly otevírat ve vakuové komoře.
'Zeptali se: ,Má někdo v okolí centra malou vakuovou komoru, kde bychom mohli otevřít tyto krabice? 'Byla zřízena malá kancelář pod vedením zástupce ředitele inženýrství Alecka Bonda a já jsem byl pověřen jejím vedením.' Měli jsme za úkol určit, co je potřeba k příjmu, ochraně, katalogizaci a distribuci materiálů shromážděných z povrchu Měsíce. Řídil nás a pomáhal nám výbor jmenovaný ústředím NASA, skládající se většinou z lidí, kteří byli vybráni nebo se očekávalo, že budou vybráni jako hlavní vyšetřovatelé pro některé z mnoha vyšetření a experimentů navržených pro měsíční vzorky.“
Původní plán počítal s čistou místností přibližně „deset stop krát deset stop krát sedm stop“, kde by bylo možné krabici na vzorky otevřít ve vakuu a znovu ji zabalit pro distribuci různým výzkumníkům.
Někteří představitelé NASA však dospěli k závěru, že pouze jedna místnost by nestačila, a rychle přišli s plánem na výzkumné zařízení o rozloze 2 500 čtverečních stop, kde by měsíční vzorky byly nejen uloženy, ale také studovány. Po další diskusi byla navržena verze o velikosti 8 000 čtverečních stop.
Vědci v Lunar Receiving Laboratory. Kredit: NASA
Práce s vědeckým poradním výborem na vytvoření funkčního plánu pro neustále rostoucí a měnící se navrhované zařízení se pro McLanea a jeho tým ukázala být zajímavou výzvou.
'Největší výzvy byly politické,' řekl McLane. 'Všichni vědci, kteří se podíleli na studiu vzorků, měli vlastní laboratoře.' Nechtěli dělat nic, pokud by to nepřineslo prospěch jejich zařízení doma. Jiní byli podezřelí, že se snažíme přivlastnit si činnosti, které nebyly v chartě Střediska pro pilotované kosmické lodě, na úkor jiných středisek NASA. Bylo tedy obtížné přimět všechny, aby spolupracovali a dohodli se pouze na počátečním postupu přijímání. Několik experimentů, jako jsou ty pro stanovení nízkoúrovňových radiačních vlastností vzorků, bylo velmi závislých na čase. Ukázalo se tedy, že zařízení a vybavení potřebné k provádění těchto experimentů by se muselo nacházet velmi blízko místa, kde byly vzorky poprvé dostupné. Tím bodem byl Houston a některé vědce to zvláště znepokojilo, když viděli, že nová nejmodernější zařízení a vybavení jsou umístěna v Houstonu spíše než v jejich domácích laboratořích.
'Nikdy předtím jsem nespolupracoval s vědci na vysoké úrovni a náš poradní výbor se obvykle skládal z lidí, kteří byli na úrovni hlavních asistentů nositelů Nobelovy ceny,' pokračoval McLane. 'Celkově to byla skvělá skupina pro spolupráci, důležitá výjimka. Každý si vyhradil právo změnit názor. Nebylo neobvyklé, že jsme urovnali sporný problém, jen abychom ho znovu otevřeli o několik týdnů později. To způsobilo skutečné problémy s rozvrhem, ale podněcovatel prosil „No, předtím jsem se prostě mýlil“ nebo „Změnil jsem názor“, přičemž často ignoroval rozvrh a realitu.
Jedním z problémů bylo například to, zda používat přihrádky v rukavicích nebo používat uzavřený kontejner s mechanickými manipulátory (McLane je přirovnal k hracím drapákovým strojům v restauracích, jen o něco milejším) pro práci s měsíčními kameny. K rozhodnutí bylo zapotřebí mnoho diskusí a debat a rozhodnutí by výrazně změnilo směr, kterým se inženýři museli vydat při budování laboratoře, a na rozhodnutí měli omezené množství času.
McLane byl také překvapen všemi různými vědeckými spekulacemi, ke kterým došlo. 'Někteří z předních vědců této země si mysleli, že Měsíc je pokryt několik set stop měsíčního prachu, a mysleli si, že když přistaneme na Měsíci, kosmická loď se ponoří do prachu,' řekl. 'To se naštěstí nestalo. Jiní si mysleli, že kameny na Měsíci, sedící v tvrdém vakuu a bombardované radiací a meteority, mohou při prvním vystavení vzduchu vzplanout nebo explodovat. Spekulace dobrých, chytrých a renomovaných lidí byly prostě neomezené. Ale myslím, že se snažili myslet na všechny možnosti. Měli jsme štěstí, že nás nikdo nenutil plánovat žádnou z těchto extrémních spekulací. Celkově naši poradci odvedli dobrou práci.“
Lunar Receving Lab krátce poté, co byla postavena. Kredit: NASA
Ale pak na jednom ze setkání ve Washingtonu, kde se měli setkat s poradci v ústředí NASA, se objevil vědec z veřejného zdravotnictví a zeptal se, jak bude NASA chránit před kontaminací Země měsíčními mikroorganismy.
McLane řekl, že první reakce všech ostatních byla: 'Co?'
Několik let malá skupina vědců (včetně mladého a relativně neznámého vědce jménem Carl Sagan) diskutovala o vzdálené možnosti, že měsíční vzorky přivezené zpět na Zemi by mohly obsahovat smrtící organismy, které by mohly zničit život na Zemi. Dokonce i kosmická loď a samotní astronauti by možná mohli přivést zpět nepozemské organismy, které by mohly být škodlivé. Několik vládních agentur, včetně ministerstva zemědělství, americké armády a Národního institutu zdraví, dostalo informace o této myšlence – a možná ji trochu vyvedlo z míry – a NASA byla nucena přijmout opatření, aby zabránila možné biologické katastrofě.
'Měsíční brouci', jak jsme jim říkali,' řekl McLane, 'nikdo ve skutečnosti nevěřil, že na Měsíci existuje život, zvláště něco, co by mohlo ovlivnit lidi - způsobit jim nemoc nebo zabít naši civilizaci, a tak.'
McLane řekl, že když o tom poprvé slyšel Deke Slayton, tehdejší hlavní astronaut, „vyletěl z okna“.
„Řekl: ‚V žádném případě někdo nezasáhne a vloží do programu tato omezení. Je dost obtížné letět na Měsíc bez všech těchto opatření ohledně kontaminace.“ NASA však měla schůzku s americkým generálním chirurgem a ten zaujal postoj: „Kolik bude stát program Apollo – přibližně 20 miliard dolarů ? Nemyslím si, že je bizarní vyčlenit z toho jedno procento na ochranu před velkou katastrofou na Zemi.“
'Řekli jsme, že přijmeme výzvu ochrany před organismy, ale generální chirurg to bude muset Kongresu zdůvodnit zvýšenými náklady na program,' připomněl McLane. 'A on to udělal.' Tak se to vyřešilo. Vypracovali jsme schéma a bylo schváleno. Všichni to museli přijmout, nebylo na výběr.'
To změnilo celý pohled na to, co musel McLane a jeho tým stihnout, než se astronauti mohli vydat na Měsíc. To, co začalo jako malá čistá místnost, by nyní muselo být výzkumnou laboratoří a karanténním zařízením. Plány na zařízení se rozrostly na strukturu 86 000 čtverečních stop, která by stála více než 9 milionů dolarů.
Lunar Receiving Lab. Tento nákres ilustruje komplexní design LRL s několika různými součástmi včetně Lunar Sample Laboratory, Astronaut Reception Area, Radiation Laboratory a Support and Administration. Kredit: NASA
'Museli jsme vymyslet všechna opatření,' řekl McLane, 'stejně jako zařízení a postupy pro karanténu astronautů, stejně jako přijímání vzorků a zahájení testů na skalách, které bylo nutné provést rychle za absolutními biologickými bariérami. otestovat jakoukoli kontaminaci, než bude možné cokoliv distribuovat vědecké komunitě. Byla to velmi zajímavá práce.'
LRL měla ubytování pro všechny lidi a vybavení, které bylo třeba umístit do karantény. „Astronauti byli vyzvednuti v oceánu a museli mít na sobě speciální oblek, který byl údajně nepropustný pro ‚měsíční brouky‘,“ řekl McLane. „Astronauti byli umístěni do upraveného přívěsu Grumman Airstream a dopraveni do Houstonu, přívěs a všechno, mávali na všechny okny a mluvili s prezidentem. Byli převezeni do Lunar Receiving Lab a umístěni do karantény. Bylo tam příjemně, ale astronautům se pobyt v karanténě nijak zvlášť nelíbil. Snažili jsme se omezit počet lidí, kteří s nimi šli do karantény, ale nevyhnutelně se našlo několik lidí – většinou ambiciózní sekretářky a podobné věci – kteří úmyslně porušili proceduru a vystavili se hypotetickým lunárním broukům a přesunuli se do karantény. čtvrtletí.” Astronauti zůstali v karanténě tři týdny.
První měsíční vzorky dorazí z Apolla 11. Uznání: NASA
V době, kdy Apollo 11 spustilo, McLane přešel na jiné projekty. „Mojí součástí organizace bylo technické ředitelství a já jsem byl pověřen pouze stanovením požadavků na zařízení a personálním zajištěním zařízení,“ řekl. 'Jakmile jsme dosáhli bodu, kdy návrh přišel a personální obsazení bylo docela dobré, vedení laboratoře vyžadovalo někoho se zájmem o vědu, nikoli o inženýrství.'
Se zájmem však sledoval, jak se odehrává první mise na Měsíc. Při startu měl dokonce místo ve VIP galerii Mission Control, kde seděl hned za spisovatelem sci-fi Arthurem C. Clarkem.
Samozřejmě bylo zjištěno, že neexistují žádné „měsíční brouci“ a požadavek na karanténu byl po Apollu 14 zrušen. Ale LRL bezpečně uložena, distribuována a umožnila studium měsíčních vzorků. V roce 1976 byla část vzorků přemístěna na Brooks Air Force Base v San Antoniu v Texasu pro skladování na druhém místě.
Budova LRL je v současné době obsazena divizí NASA Life Sciences. Obsahuje biomedicínské a environmentální laboratoře a používá se pro experimenty zahrnující adaptaci člověka na mikrogravitaci.
James C. McLane Jr dnes. Foto s laskavým svolením James McLane Jr.
Lekce získané z vytvoření LRL budou jistě využity při přípravě na první návratovou misi vzorku Marsu. Nabídne McLane nyní, ve věku 86 let, nějakou radu?
'Nejlepší, co teď slyším, je, že techniky izolace, které jsme použili, by nebyly dostatečné pro vzorek vracející se z Marsu,' řekl, 'takže někdo jiný má velkou práci.'
McLane se zúčastní speciální oslavy Apolla 11 v Johnsonově vesmírném středisku – „jen pro staromilce,“ řekl.
Další informace o historii Lunar Receiving Lab naleznete v NASA 'Historie projektu lunární přijímací laboratoře.'
Další zdroj: „Moon Rocks and Moon Germs: A History of NASA’s Lunar Receiving Laboratory“, Astronautics and Aeronauts, zima 2001.