Az amerikai űrhajók új generációja - I. rész

Az űrsikló 2011. július 21-én szállt le utolsó útján, de már dolgoznak a következő generáción. – írta: Cifu, 9 hónapja

A mostani helyzetig vezető rögös út...

A világűrkutatás két "nagyágyúja" az amerikai űrhivatal (NASA) és a szovjet/orosz űrhivatal (most Roszkozmosz). De még nekik is voltak hosszabb-rövidebb időszakaik, amikor nem tudtak embert küldeni a világűrbe, mivel baleset vagy csúszó fejlesztések miatt egyszerűen nem volt üzemképes, embert szállítani képes űrhajójuk. Ilyen esemény volt a NASA életében az Apollo nyugdíjazása 1975-ben, ami után az űrsikló fejlesztésének csúszásai miatt egészen 1981-ig nem tudtak embert küldeni a világűrbe. Nos, most ez ismétlődött meg, félig-meddig azzal, hogy 2011-ben leállították az űrrepülőgép-programot, de annak utódjával még mindig nem készültek el. Hozzá kell tenni, hogy a hidegháború óta nagyot változott a világ, és megoldható, hogy az oroszoktól béreljenek helyet az amerikai űrhajósoknak a Szojuz űrhajókon, tehát a világűrtől nincsenek elzárva, csak éppen önerőből nem képesek űrhajósokat felküldeni.

Hosszú-hosszú oldalakat lehetne írni arról, hogy hányszor is futott neki a NASA, hogy az űrrepülőgép-programot (kvázi a Space Transportation System, STS, kb. Űrszállító Rendszer) felváltsa valami modernebb, és mindenek előtt olcsóbb rendszerrel, de ezek nem igazán valósultak meg. Ha röviden is, de illik ezt felvezetni.


A NASA költségvetése 1958-tól 2014-ig, a teljes költségvetés százalékában, a csúcs 1966-ban volt...

Ugyanis eleve ott kell elkezdjük, hogy miért is jött létre az STS. A NASA "aranykora" gyakorlatilag a hidegháborúnak köszönhető: amikor a szovjetek először sikeresen pályára állítottak egy műholdat, majd nem sokkal később már embert is felküldtek, elkezdődött egy űrverseny, amely arról szólt, hogy melyik szuperhatalom a fejlettebb. Egy másik cikkre tartozik, hogy ez mennyire kisiklatta az addigi elképzeléseket, de a lényeg az volt, hogy határozott célok jelentek meg a világűrrel kapcsolatosan. Máig elhíresült John F. Kennedy beszéde, mely szerint az 1960-as évek vége előtt amerikai ember fog a Holdra lépni. Ez azért roppant fontos, mert egy határozott és tiszta célt jelentett a NASA számára; és ami még fontosabb, az amerikai politikai vezetés felsorakozott mögötte, hogy támogassa a NASA-t eme cél elérésében – elsősorban úgy, hogy biztosítsa a pénzügyi hátteret ehhez.

A célt elérték, csakhogy iszonyatos költségek árán: a NASA 1966-ban az Egyesült Államok teljes költségvetésének 4,41%-át kapta meg. Ez 2015-ös számokra vetítve azt jelentené, hogy közel százötven milliárd dolláros költségvetése lenne az űrhivatalnak. A realitás: 2015-ben valamivel 18 milliárd felett kaptak, ami cirka 0,5%-a az Egyesült Államok teljes költségvetésének. Mielőtt elhamarkodottan valaki azt mondaná, hogy hát miért nem ebbe önti az USA a pénzt, azért nézzünk szét, mert bizony a költségvetéséhez képest még ma is ők költik a legtöbbet a világűr kutatására. Egyszóval még mindig az Egyesült Államok törődik a leginkább vele...

Nyilván persze az 1960-as évekbeli állapotok hosszútávon nem voltak fenntarthatóak, tehát a NASA-nál cél lett, hogy egy olcsó és hatékony tervvel álljon elő. A másik oldalról viszont a NASA-nál és az alvállalkozó cégeknél dolgozók elkezdtek egyre távolabb tekintgetni, hiszen ha leszálltak a Holdon, akkor tovább kell(ene) lépni. Ki is dolgozták az STS (Space Transportation System – Űrszállító Rendszer) programot. Ennek főbb elemei:

1.: Egy kémiai rakétahajtóművekkel működő, újrafelhasználható jármű, amely embereket és hasznos terhet vihet fel a Földről a világűrbe. (Earth-to-Orbit Shuttle, nehezen magyarítható, maradjunk az Űrsiklónál)
2.: Egy kémiai hajtóművekkel működő orbitális jármű, amely a világűrben való közlekedésre és teherszállításra szolgál, ideértve adott esetben a Hold körüli pályáról a Hold felszínére való közlekedést is. (Space Tug, szintén nehezen magyarítható, kb. űrvontató)
3.: Egy nukleáris hajtóművel (a NERVA-val) működő orbitális jármű, amely az égitestek közötti személy- és teherszállításra használható, úgy a Föld-Hold, mint a Föld-Mars és még távolabbi útvonalakon. (Nuclear Ferry vagy Nuclear Shuttle, kb. nukleáris űrkomp).
4.: Egy tartósan működő űrállomás, amely először 6-12 embert tud befogadni, majd később, az 1980-as évekre, 50 fősre is bővíthető, illetve ennek alapján megépíthető egy Hold körül keringő űrállomás is (Space Station). Itt jegyezzük meg, hogy szinte minden korai terven forgó modulokkal létrehozott mesterséges gravitációt biztosító állomásról volt szó.

A NASA védelmében meg kell mondani, hogy a terv átgondolt és jól felépített volt, megvan minden eleme, amely a világűr meghódításához szükséges, és egymásra épülnek. Viszont ez a terv arra épült, hogy a NASA költségvetése az 1960-as évek közepén tapasztalt szinten marad. Az új STS rendszernek az 1970-es évek közepére el kell készülnie, addig pedig az Apollo program folyik tovább (az akkor utolsónak szánt Apollo 20 repülés 1969 elején még 1972-re, 1969 végén már 1974-re volt időzítve). Csakhogy az amerikai törvényhozás már nem lelkesedett annyira a világűrért, pláne, hogy ha ennyit kell ráfordítani, és nehezen kézzelfoghatóak az eredmények. Az oktatás, az iskolák fejlesztése és az egészségügyi fejlesztések lettek az új célok, meg persze a hidegháború folyamán a katonai kiadások, amelyek már jó ideje a gerincét adták azoknak. A politikai széljárás megváltozása elsöpörte a NASA reményeit, szépen lassan ízekre szedték az STS-t, és először az űrvontatót és a nukleáris űrkompot húzták ki, majd fokozatosan az űrállomást is.
Maradt az első eleme, az űrsikló, amely megörökölte az STS nevet. Viszont az űrsiklónak nem volt mit kiszolgálnia...


1969-es terv arról, milyen űrsiklóindítások várhatóak 1975 és 1985 között; itt még a műholdindítás mellékes képesség, elsődlegesen az emberes űrállomás, majd a Holdra való visszatérés a fő tényező
(klikk rá a teljes méretért)

Itt ismét hosszasan lehetne felvázolni az űrsikló megszületésének körülményeit, erről itt írtam bővebben, annak a cikk elején a korábbi részekre is ott vannak a linkek, akit bővebben érdekel, javaslom, olvassa át.

Az Űrsikló újrafelhasználhatóságát itt kiemelném. A hagyományos rakétáknál minden elem elveszik az indításnál, az űrsiklónál eredetileg semminek se kellett volna elvesznie, minden visszatér a földre, amely utána egy ellenőrzés és feltöltés után újrafelhasználható. Utóbbi kifejlesztése elég bonyolult és költséges dolog, de megtérülhet, ha sok indítással számolunk. Nos, a NASA minden létező indítást ezzel képzelt el, és így heti egy űrsiklórepülést vázolt fel terveiben. Papíron legalábbis versenyképes lehet az űrsikló – ezen verzió esetén.

Mármint elvben. Csakhogy az eredetileg ~10 tonna hasznos teherre szánt, közepes méretű űrsikló helyett az Amerikai Légierő (illetve az ekkor hétpecsétes titok NRO, a Nemzeti Felderítési Iroda, a kémműholdakat felügyelő szervezet) ragaszkodott a nagy méretű, nagy tömegű műholdakat feljuttatni képes űrjárműhöz, ami értelemszerűen nagy űrsiklót is eredményez. A nagy méret mellé csúnyán sikerült mellényúlni sok más téren – például a hővédő pajzs vadonatúj megoldása, a szilikát bázisú hővédő téglák, amelyek csak és kizárólag kézzel, egyenként ellenőrizhetőek és javíthatóak.


Egy szilikát hővédő tégla cseréje, az eredeti elképzelés szerint a téglák cseréje rövid idő alatt kivitelezhető, és roppant tartósak lesznek, repülésenként csak pár darabos veszteséggel számoltak.
A gyakorlat: téglánként a csere/pótlás 25-40 munkaóra, és átlagosan százas nagyságrendű cserére érett/elvesztett tégla repülésenként.

Ezek mind oda vezettek, hogy egy űrsiklórepülés nemhogy olcsó nem lett, hanem egyenesen a legdrágább módja a világűrbe jutásnak. Szegény NASA egymás után kapta a pofonokat, és végül ott állt egy túlméretezett és drága rendszerrel, amely sose lesz versenyképes a hagyományos, egyszer használatos rakétákkal.


Ez volt az elképzelés: az Űrsiklót csak gyorsan átnézik két repülés között
– ahogy egy utasszállító repülőgép esetén teszik ma


Ez meg a gyakorlat: a Discoveryt így készítették elő az utolsó útjára az Orbiter Processing Facility-3-ban

Hovatovább az űrsikló fiaskója fájdalmas utóhatásokkal terheli a mai napig az űrhajózás világát, mivel intő jel arra vonatkozólag, hogy a bonyolult újrafelhasználható rendszerek esetén magas a rizikófaktor is. Ez olyan jól beleivódott a tudatba, hogy az újrafelhasználható technológiákra épülő megoldásokat sok szakmai oldalon/fórumban élből elutasították / elutasítják, miszerint gazdaságosan nem megoldhatóak.


A következő generációs Orosz Föderáció űrhajó render képe – az oroszok is lemondtak az űrrepülőgépről, és hagyományos kapszulás kialakítású űrhajóban gondolkodnak

Természetesen azt ilyenkor azért elfelejti mindenki, hogy a "hagyományos" rakétatechnológia kifejlesztéséhez milyen rögös út vezetett, és összességében mennyi pénzt is költöttek el rá, illetve mennyi idő telt el, mire a mostani szintre eljutottunk.

Ettől függetlenül a NASA is tett egy ilyen fordulatot, míg az 1980-as és '90-es években még az űrrepülőgépek következő generációját szerették volna megcsinálni, a 2000-es évek után a már bevált technológiák felé fordultak. Ez 2001-ben Sean O'Keefe-vel kezdődött, majd 2005-ben Michael Griffin vezetőségénél csúcsosodott ki: ő kerek perec kijelentette, hogy a jövőben egy Apollo 2.0 rendszerre van szükség, egyszer használatos hordozórakétákkal. Pont. Ezen az útvonalon indult el az űrügynökség, és ezt az utat rója a mai napig.

A cikk még nem ért véget, kérlek, lapozz!

Azóta történt

Előzmények