Dyna-Soar při návratu (NASA)

Už za 2. světové války pracovali manželé Eugen Sänger a Irene Bredt na studii raketoplánu Silbervogel, jenž je známý také pod přezdívkou Amerika Bomber. Ten se měl skládat z urychlovacího stupně umístěného po celou dobu své činnosti na kolejnici a samotného raketoplánu. Dosažení orbitální rychlosti nebylo v plánu. Na místo toho se měl odrážet od atmosféry jakýmisi „žabími skoky“ – v angličtině tzv. dynamickým plachtěním (dynamic soaring), odkud nakonec i název pozdějšího amerického raketoplánu Dyna-Soar.

Ve 40. a 50. létech pak vznikla ve Spojených státech amerických celá řada experimentálních raketových letounů nejen řady X, které postupně překonávaly rekordy v dosažené rychlosti a výškovém dostupu. Už v roce 1951 navrhoval Walter Dornberger z Bellu studii dvoustupňového raketoplánu Bomi (BOmber Missile). Ke spolupráci se počátkem roku 1952 pokoušel údajně přimět právě Sängera, ale neúspěšně. V květnu 1952 nicméně získal finanční prostředky na rozpracování studie od amerického letectva. Kontrakt na stavbu tří experimentálních raketových letounů X-15 ovšem dostal North American Aviation.

Ze studie Bomi nakonec vykrystalizoval alespoň další návrh raketoplánu RoBo (Rocket Bomber), který už měly podle některých návrhů vynášet původně mezikontinentální rakety. Krom jiného následně vznikly další koncepty raketoplánů, z nichž nejvýznamnější roli sehrály Brass Bell a Hywards (HYpersonic Weapons Research and Development Supporting system). Pracovat na všech najednou pochopitelně nebylo možné, a proto byly sjednoceny do jednoho jediného projektu. 24. října, pouhých 20 dní po překvapivém vypuštění první družice Sputnik, tak byl formálně zahájen projekt kosmického vojenského raketoplánu Dyna-Soar. Na starost jej nakonec dostal Boeing.

Dyna-Soar vyústěním vývoje

Dyna-Soar byl načrtnut v březnu 1960. Se svou délkou 10,77 m a rozpětím 6,35 m byl podobně velký jako menší stíhací letouny. Kabina mohla pojmout jediného pilota-astronauta, jenž měl krom samotné pilotáže nezbytně obsluhovat užitečná zařízení umístěná v nákladovém prostoru. Tepelnou ochranu celé spodní části tvořily molybdenové pláty. Reakční systém ovládání už byl pochopitelně nutností.

Prototyp Dyna-Soar (U.S. Air Force)

V listopadu 1959 byl projekt rozdělen do tří fází. První na řadě byly v podstatě experimentální hypersonické lety, poté průzkumné lety a až konečně někdy kolem roku 1974 měl Dyna-Soar získat plnohodnotné schopnosti včetně možnosti strategického bombardování. V každém případě měl být na svou dráhu vynášen konvenčním raketovým nosičem v podstatě jako náklad – až po udělení rychlosti by letěl samostatně. Pro první let bylo v plánu využít raketu Titan I, která by ještě nedokázala raketoplánu udělit orbitální rychlost. Tu měl být schopen udělit až mnohem silnější Titan IIIC s restartovatelným 3. raketovým stupněm Transtage vybavený dvojicí raketových motorů AJ10-138 spalujících oxid dusičitý a Aerozine 50 (mix hydrazinu a asymetrického dimethylhydrazinu).

V dubnu 1960 dokonce sestavilo letectvo sedmičlenný oddíl astronautů, kteří v budoucnu měli na raketoplánu létat. Projekt ale trpěl nejistotou kolem nosičů a jako velký problém se ukázalo rozložení vývoje na mnoho let dopředu. Nemalé komplikace pro Dyna-Soar poté znamenal příchod nového ministra obrany Roberta McNamary. Ten nejdříve v roce 1961 vyzval představitele letectva, aby zdůvodnili vojenský přínos raketoplánu, což mělo za následek předefinování projektu na prozatím experimentální – proto až od konce roku 1962 označení X-20. A hned počátkem následujícího roku dal vyhodnotit, zda má blíže k nasazení právě X-20 Dyna-Soar nebo kosmické lodě Gemini a projekt vojenské orbitální stanice MOL (Manned Orbiting Laboratory). Na to uvedl, že „že letectvo klade příliš velký důraz na kontrolovaný návrat, i když nemá žádné skutečné cíle pro orbitální let“. Projekt Dyna-Soar byl k 10. prosinci 1963 zrušen.

V době zrušení projektu bylo hotovo prakticky 100% výkresové dokumentace. První prototyp kluzáku měl jen měsíc do úplné kompletace a Boeing měl hotových spoustu dílů pro prvních deset raketoplánů. Z celkového rozpočtu byla utracena téměř polovina z 530 milionů dolarů určených na vývoj. Přesto zbylé prostředky byly přesunuty na projekt MOL, ze kterého nakonec také sešlo. Kosmickým raketoplánům však ve Spojených státech neodzvonilo.

Bezpilotní střely i raketoplán pro prvního kosmonauta

V roce 1965 zahájili v tehdy ještě konstrukční kanceláři Mikojana a Gurjeviče pod vedením konstruktéra Gleba Lozino-Lozinského vývoj mnohonásobně kosmického letounu, jenž měl startovat z trupu velkého nosného letounu. Celý projekt nakonec vstoupil ve známost pod názvem Spiral. O pouhou opožděnou reakci na americký raketoplán Dyna-Soar ale nešlo, jak bývá často mylně a bez větších souvislostí publikováno.

V Sovětském svazu už od roku 1954 pracovala konstrukční kancelář OKB-301 Sergeje Lavočkina na bezpilotní střele známé jako Burja, která měla nosit termonukleární hlavice na vzdálenost až kolem 8 000 km. Startovala za pomoci hned dvou urychlovacích raketových bloků vertikálně. Ke spuštění ramjet pohonu vlastního bezpilotního letounu s delta křídly docházelo až po oddělení. Uvádí se, že došlo k celkem 17 (!) startům, z nichž snad jen tři byly vyloženě neúspěšné. Paralelně s tím v konstrukční kanceláři Mjasičeva pracovali na střele známé jako Buran (nezaměňovat s pozdějším raketoplánem určeným i pro lidskou posádku). K jejímu vyzkoušení nikdy nedošlo. Přednost dostaly klasické balistické rakety, přičemž R-7 (alias Sputnik alias Vostok atd.) se stala základním kamenem sovětské kosmonautiky.

Střela Burja při přepravě na místo startu, kde byla vztyčována do vertikální polohy

Ostatně právě s raketou R-7 se počítalo i jako s nosičem celé řady uvažovaných malých pilotovaných raketoplánů. To že první kosmonaut poletí v návratové kabině Vostok nebylo od počátku vůbec tak samozřejmé, jak se dnes může zdát. Tehdejší hlavní konstruktér Sergej Koroljov uvažoval nad kosmickým kluzákem. Oslovil dokonce kvůli tomu svého známého Pavla V. Cybina, který v roce 1959 přišel s návrhem raketoplánu PKA (Planiruščij Kosmičeskij Aparat), jemuž bylo pro jeho tvar přezdíváno Lapotok, určeného pro jednoho kosmonauta. Po mnoha peripetiích mezi konstrukčními kancelářemi nakonec z plánů sešlo. Některé materiály alespoň byly předány do konstrukční kanceláře Mikojana, kde celý příběh pokračoval.

Kosmická stíhačka projektu Spiral

Vývoj byl rozdělen stejně jako celý systém Spiral na tři části. Jako 1. stupeň systému Spiral navrhoval Mikojan nemalý hypersonický letoun. Na jeho hřbetě bylo místo pro dvoustupňovou raketu, jejíž vývoj byl svěřen naopak konstrukční kanceláři OKB-1 Sergeje Koroljova. Až na její špici měl být umístěn samotný raketoplán.

Profil letu soustavy Spiral: 1) Vystoupání nosného letounu, 2) oddělení rakety s raketoplánem, 3) oddělení raketoplánu od rakety, 4) samostatný let raketoplánu

Paradoxně nejdále zašel vývoj samotného raketoplánu. Už počátkem 70. let byly zahájeny zkoušky jeho atmosférických analogů. Mezi roky 1976 až 1978 dokonce došlo na několik bezmotorových zkušebních pilotovaných letů prototypu MiGu-105 za účelem zkoumání ovladatelnosti a přistání. Na vývoji samotné dvoustupňové rakety nebylo nic nezvladatelného vzhledem k využití existujících motorů. Kupodivu nejambicióznějším se tak stala práce na samotném nosném letounu, jemuž měly náporové motory udělovat až šestinásobnou rychlost zvuku ve výšce kolem 28 až 30 km! Jen pro představu: tehdejší nejrychlejší letouny dosahovaly zhruba poloviční rychlosti, a to nemusely vynášet několik desítek tun navíc. Není proto divu, že pro první lety raketoplánu se počítalo ještě s využitím konvenčních raketových nosičů.

MiG-105 odložený na letišti Monino u Moskvy

Samotný kosmický raketoplán měl být 8 m dlouhý a 4 m široký. Jednomístná pilotní kabina o hmotnosti 930 kg byla zkonstruována jako nezávislá na zbytku letounu – v případě poškození celku se mohla oddělit, vstoupit do atmosféry a přistát pomocí padáků. Samotný raketoplán byl vybaven celou pohonnou soustavou. K dosažení požadované dráhy a brzdění měl sloužit jeden hlavní motor. Jako záložní řešení ke snížení rychlosti pro návrat konstruktéři přidali ještě dvojici zcela nezávislých slabších motorů. Při návratu mělo docházet ke sklopení do té doby chráněných vertikálních ploch se směrovkami, které by tím pádem vytvářeli další vztlak.

Také projekt Spiral doplatil na nelibost ministra obrany, v tomto případě maršála Grečka. Ten jej odmítal s tím, že na podobné fantazie není čas. Jedinou útěchou pro konstruktéry bylo alespoň to, že získané zkušenosti a technologie mohli využít v projektu kosmického raketoplánu dodnes známého jako Buran…