Hirdetés

Űrhajózás 2020 - Összefoglaló

Szokásos kis éves összefoglaló az űrhajózással kapcsolatosan. Elkezdett éledezni a hazai űripar is… – írta: Cifu, 3 hónapja

Mi a helyzet a többi nagy űrhatalommal?


A Nauka modul Bajkonurban, ellenőrző tesztelések közben, 2020 novemberében (@RSC Energia)

Kicsit mókás, hogy visszaolvasva a korábbi összefoglalókat, az orosz űrprogram gyakorlatilag másfél évtizede szinte tényleg csak a Nauka tudományos modul körül forog. Tervek ugyan voltak és vannak, hol reálisabbak, hol nagyravágyóbbak, de figyelembe véve, hogy a Naukát ennyi idő után sem sikerült indítható állapotba hozni, jól jellemzi a problémák méretét. 2020 elején még azt írtam, hogy Dimitrij Rogozin, a Roszkoszmosz igazgatója határozottan kijelentette, az indítást nem lehet 2020 nyaránál tovább húzni, mivel le fognak járni a fedélzeti rendszerek hitelesítései, és ezek újra végrehajtása rengeteg idő és pénzveszteséget jelentenének. Alig rá Rogozin már arról beszélt, hogy ezeket a hitelesítéseket mégis meg kell csinálni, ezért a modult vissza kell szállítani Moszkvába, az indításra így leghamarabb 2021 januárjában kerülhet sor. Hogy a nyárra tervezett indítást komolyan gondolták, jól jellemzi, hogy a Proton hordozórakéta elemei májusra már mind az összeszerelő-csarnokban várakoztak. A koronavírus-helyzet miatt azonban kétszer is meg kellett szakítani a modulon való munkát, így végül csak 2020 augusztusában tudták visszaszállítani Kazahsztánba. Októberben és novemberben már a kozmonauták részvételével zajló teszteket hajtották végre, és a jelen állás szerint 2021 májusában végre tényleg elindulhat a modul, hogy a Zarja modul Föld felé néző dokkolási pontjára (amit jelenleg a Pirsz modul használ) bedokkolhasson.


A második Angara A5 indítás 2020. december 14-én (@Roszkoszmosz)

Ami az orosz hordozó-rakéta terveket illeti, az Angara család hosszú vajúdás után lassan újra erőre kap. 2020 decemberében történik a második Angara A5 indítás (6 évvel az első után!), amely még mindig csak egy 2 tonnás súlymakettet vitt magával. A jelenlegi tervek szerint viszont 2021-ben egy Angara A1.2 és két Angara A5 indításra is sor kerülhet, de utána ködös a jövőkép. Az Angara jövőjével kapcsolatban korábban voltak kérdőjelek az Irtisz, vagyis a korábban Szojuz-5 néven ismert rakéta miatt, mivel a két rakéta igencsak hasonló képességekkel bír. Egy időben még ping-pongozott is annak a lehetősége, hogy az Orel űrhajót melyik rakéta fogja majd indítani, de a jelek szerint az Angara A5M változatra esett a választás, legalábbis az első utakon.

Hirdetés


Az RD-171MV rakétahajtómű, amely az Irtisz (Szojuz-5) első fokozatában dolgozik majd. Rogozin 2020. december 19-én bejelentette, hogy az első sikeres hajtóműteszten már túl vannak (@Energomas)

Az Irtisz, ami ugye egy átszabott, tisztán orosz alkatrészekre épülő Zenyit-2-nek indult, közben alaposan megváltozott mára. Az átmérőjét megnövelték 4,1 méterre (3,8 m-ről), ami megegyezik a Protonéval, így annak a gyártószerszámait felhasználva lehetne a fokozatokat elkészíteni és szállítani. A korábban különálló tartályoknál áttértek a közös válaszfalas megoldásra, ami hely- és tömeghatékonyabb megoldás. A rakéta első elemeit 2020 végén elkezdték gyártani, és a becslések szerint 2022 körül indulhat el az első tesztrakéta a világűrbe. A Szojuz-5 igazából az Angara A1.2 és A5 közé érkezik képességek terén, nagyjából 15-18 tonnás hasznos terhet vihet Alacsony Föld Körüli pályára és 5 tonnát GTO-ra. Főleg, hogy a Szojuz-5 első fokozata köré több azonos fokozatból épített gyorsítófokozatokkal tervezik megvalósítani a Jenyiszej szupernehéz-rakétát, ami az Orelt akár a Hold körüli pályára is eljuttathatja. Az Irtisz / Szojuz-5 illetve Jenyiszej jövőjével kapcsolatban azonban mégis bőven vannak kérdőjelek, olyannyira, hogy 2020 novemberében további nyolc hónapra eltolták az Irtisz terveinek véglegesítését (így 2021 júliusában történhet ez meg) – az ok a szükséges pénzügyi háttér hiánya.

A fő probléma mind az Angara, mind az Irtisz / Jenyiszej rakétával az, hogy az újrafelhasználás terén nincs semmiféle kidolgozott koncepció, tehát ezek továbbra is egyszerhasználatos rakéták.


Az Amur rakéta koncepciója, amit 2020 novemberében mutattak be (@Roskosmos, TASZSZ)

Erre válaszul 2020. október 5-én a Roszkoszmosz bemutatta az Amur hordozórakéta koncepcióját. Ez kvázi a Falcon 9 másolata, amely földgáz-üzemanyagú rakétahajtóművekkel fog rendelkezni, és az amerikai eredetijéhez hasonlóan csak az első fokozat újrafelhasználásával számolnak. Elgondolkodtató, miközben annyi más koncepció merült már fel a gyorsító fokozatok újrahasznosítása a szovjet és orosz időkben (kezdve az Enyergija hordozórakéta esetén az ejtőernyővel való visszahozáson át a repülőgépként visszatérő Bajkál fokozatig), végül mégis csupán a SpaceX megoldásának másolatára futott energiájuk a jelek szerint. A helyzetet nem könnyíti meg, hogy a rakéta gyakorlatilag összes elemét ki kell még fejleszteniük, ideértve a vadonatúj hajtóművet, vagy a függőlegesen, hajtóművek működtetésével való visszatérést. De hogy a helyzettel az orosz űripari szereplők is tisztában vannak, jól jelzi, hogy még 2020 decemberében Rogozin nyilatkozott azzal kapcsolatban, hogy felülvizsgálják a Jenyiszej rakéta terveit, és új technológiai eljárások felhasználásával fogják felhasználni a jövőben. 2021. január 13-án az Orosz Tudományos Akadémia és a Roszkoszmosz vezetői is olyan javaslatot tettek, hogy a szupernehéz-rakéta fejlesztését tolják el, és áttörő illetve gazdaságosabb (olvasd: újrafelhasználható) technikai megoldásokat használjanak fel annak kifejlesztéséhez. Ez ugyanakkor még távolabbra löki egy lehetséges orosz Hold-program megvalósulásának időpontját...


2020. június 5-én posztolt kép, ahol az Orel makettjából történő menekülési gyakorlat látható (@Roszkoszmosz)

Ha pedig már Orel, az új orosz űrhajó fejlesztése kissé göröngyösen halad. Még 2019-ben Rogozin bejelentette, hogy a Szojuz MSz marad az ISS-re kozmonautákat szállító eszköz, mivel az Orel túlságosan is drága lenne ilyen célra. Ettől függetlenül az űrhajó meglátogatja majd a Nemzetközi Űrállomást, mivel teszteléshez tökéletesen megfelelhetnek az ilyen utak. Aztán a korábban mutogatott kompozit műanyag személyzeti kapszulánál lecserélték a „hétköznapibb” alumíniumötvözetre szerkezeti anyagként, ennek a pontos okát nem hangoztatták, de feltehetően olcsóbb és már sokkal kiforrottabb a fémszerkezet használata.


Az Orel vázlata egy 2020. októberi megbeszélésről, a képességek között szerepel 4 fős Hold-misszió, 4-6 fős Föld körüli űrállomás-misszió és 2-4 fős mélyűri misszió (@Roszkoszmosz)

Még 2020 végén olyan hírek érkeztek, hogy az Orel túl nehéz lehet, a cirka 22,3 tonnás tömege jóval több, mint a korábban emlegetett kb. 19,8 tonna, így ráadásul a hordozórakéták számára is túl nehéz lehet. A helyzetet tovább árnyalta, hogy 2020 júniusában egy interjúban Fjodor Nyikolajevics Jurcsihin űrhajós kijelentette, hogy az Orel gyártása nemhogy nem kezdődött el, de még a terveit sem véglegesítették. Ettől függetlenül a projekt útjait már felvázolták, 2024-ben menne fel az ISS-re személyzet nélkül az első űrhajó, 2025-ben pedig személyzettel, 2028-ban már személyzet nélkül megkerülné a Holdat, és 2029-ben már részt vehet egy Holdra szállást célzó úton is. 2020. október 10-én pedig Rogozin a Twitteren három képet közölt arról, hogy az Enyergija megkezdte az első Orel statikus tesztmodelljének gyártását.

Az emberes űrhajózás jövőjével kapcsolatosan még annyit tudunk előre, hogy 2021 decemberére van előjegyezve a Szojuz MSz-20 űrhajó, amelynek két utasa a Space Adventures cégen keresztül vásárolta meg a lehetőséget az ISS-re szóló, várhatóan 17 napos útjukra. Az egyikük már ismert, Johanna Maislinger, egy osztrák pilóta-hölgy, a másik utasról eddig csak annyit tudunk, hogy feltehetően japán nemzetiségű. A következő Space Adventures-szervezte út a Szojuz MSz-24 lenne, és 2023 nyarán indulna majd a világűrbe. Érdekessége ennek, hogy 2009 óta nem járt űrturista a világűrben. A tervezett Szojuz utak utasai közül látványosan hiányoznak az európai és japán hivatalos űrhajósok – ők mind a NASA kereskedelmi űrszállító programján keresztül, vagyis a Boeing Starlinerrel, vagy a SpaceX Crew Dragonnal utaznak immár. Egy új megrendelő viszont akad: a hírek szerint Dubaj űrügynöksége tárgyalásokat folytat a 2023 elejére tervezett MSz-23 űrhajó egyik ülésére, aminek a része, hogy űrhajósuk hat hónapot tölt majd el az űrállomáson.


Az Axiom modulok tervei, ahogy 2027 utánra egy különálló űrállomássá vállhatnak (@Axiom Space)

Az ISS egyébként ilyen téren némileg terhelt lehet – az Axiom cég jelenleg 2021 végére tervez egy saját űrturista utat, ahol három fizető vendég menne fel rövidebb időre a SpaceX Crew Dragon Resilience űrhajóval (és egy amerikai űrhajóssal, Michael López-Alegríával) az ISS-re. Az űrturisták Tom Cruise színész, Doug Liman rendező, akik egy egyelőre nem megnevezett film felvételeit fogják végrehajtani, illetve Eytan Stibbe izraeli üzletember. Az út összesen 10 napos lesz, amiből 8 napot fognak az ISS-en tölteni, egy jegy ára pedig a hírek szerint 55 millió dollár. Tervben van az ISS bővítése egy kifejezetten űrturista-modullal, amelyet folyamatosan bővítenek odáig, hogy 2027 után az Axiom által birtokolt űrállomás-rész leválasztható lesz és onnantól független űrállomásként keringhet tovább, tehát idővel az ISS egyszerűen kikerül a képletből.


A Gateway űrállomás elemei, az ESA és a JAXA közösen készíti a lakómodult, az ESA ezen kívül az Orion űrhajó műszaki modulját és az Esprit modult, Oroszország egy zsilipmodult kap (@ESA)

Ha pedig már szóba került Európa és Japán, akkor – legalábbis emberes űrrepülés terén – egyértelműen a NASA illetve az Artemis program mögé álltak be, a jelenlegi tervek szerint az Artemis V útig bezárólag három ESA és egy JAXA űrhajós fog a személyzetbe bekerülni. Mindkét esetben kvázi barter megoldásokkal biztosítják az együttműködést, lásd az ESA például az Orion űrhajók műszaki modulját fizeti ki, cserébe azért, hogy űrhajósait a NASA felvigye.


A japán H3 hordozórakéta fantáziarajza (@JAXA)

Ami a hordozórakéták terét illeti, Európa és Japán szintén a jelek szerint azonos kényszerpályán mozognak. Az ESA és az ArianeSpace döntése, hogy az Ariane 6 esetén megpróbálnak az olcsóbb gyárthatóság és nem az újrafelhasználás felé elmozdulni, hibásnak bizonyult. Az Ariane 62 és 64 várhatóan túl drága lesz a kereskedelmi piacra, így jobbára az ESA tagállamainak állami megrendeléseitől függ a program jövője, ezt mutatja, hogy az eddigi 8 lekötött indításból végül is csak kettő kereskedelmi (az egyik ezek közül a félig-meddig államinak tekinthető EutelSat, míg a másik a ViaSat amerikai műhold-kommunikációs cég). Japán hasonló csapdában találta magát a H3 rakétájával, amely alaptényezők terén megegyezik az Ariane 6-tal, két fokozatú, folyékony hidrogént és oxigént égető hajtóművekkel rendelkezik és szilárd hajtóanyagú gyorsítórakéták segítenek az indulás első szakaszában.


Az ArianeNEXT jelenlegi koncepciója (@CNES)

A japán és az európai űrügynökségek együttműködnek a Callisto tesztjármű terén, amely az első fokozat függőleges, hajtóművel történő leszállásának szimulálására és tesztelésére születik, de a jövő terén még ködösek az elképzelések. Annyira, hogy a CNES az újrafelhasználásra szánt, jelenleg Ariane Next néven emlegetett rakéta terén egész egyszerűen egy lemásolt Falcon 9-et képzel el, annyi változtatással, hogy az első fokozatban hét metánt égető Prometheus rakétahajtómű lenne. A Prometheus fejlesztése némi késedelemmel, de elkezdődött, így legalább e téren fel tudnak valamit mutatni. De kérdéses még, hogy pontosan hogy is képzelik a jövőt. A probléma egyértelmű: amire az Ariane Next elkészülne, a SpaceX-nek már rég készen lesz a Starship-Super Heavy párosa, vagyis egy teljesen újra felhasználható rakétája lesz. Az, hogy lemásolják a Falcon 9 megoldását, ezen nem fog segíteni – más szóval egy komplett generációval továbbra is lemaradásban lesznek. A tanácstalanság szinte tapintható a hordozórakéta-fejlesztések kapcsán, és némileg viccesnek is tekinthető, hogy mind az ESA, mind a Roszkoszmosz jelenleg maximum a SpaceX Falcon 9 lemásolásával tud akár csak tervek szintjén is előhozakodni.


Az Ariane 5 VA241 startja 2018. január 25-én (@Bernard Dupont / Wikipédia)

Hogy még egy kicsit visszatérjünk a jelenbe, érdemes megjegyezni, hogy az ArianeSpace feje felett sötét felhők gyülekeznek. Eddig alapvetően amire támaszkodhatnak megítélés szempontjából, az ugyanaz, mint amit az ULA is hangoztat: szinte szeplőtlen a rakétáik megbízhatósága. Az első botlást még 2018-ban az Ariane 5 szenvedte el, mikor SES-14 és az Al Yah geostacionárius műholdak indításakor a repülési idő 9 perc 30 másodpercében megszakadt a rakétával a kapcsolat. Mint kiderült, a műholdak sikeresen leváltak a rakéta orráról, de rossz pályára álltak, és csak a hajtóanyaguk jelentős részének elégetésével tudták elérni a kitűzött pozíciójukat, feláldozva így az élettartamuk egy részét (amelyet a fedélzeten lévő hajtóanyag határoz meg). A kudarcért emberi hiba tehető felelőssé, mely miatt a rakéta élesen eltért a pályájáról már rögtön az indítás után, ez mégsem tűnt fel jó ideig senkinek...


A Vega VV17 az indítóálláson (@ESA)

Aztán a másik „saját” hordozórakéta, a Vega került nehéz helyzetbe, 2019 júliusában az Egyesült Arab Emírségek Falcon Eye 1 kémműholdját kellett volna pályára állítania, de ez meghiúsult, miután a harmadik fokozat nem indult be. A pontos okot nem tudják, a feltételezés szerint a második fokozat hővédelmével akadhatott probléma. A következő indításra több mint egy évet kellett várni, hogy a szükséges hibafeltárást és lehetséges okok kizárását megtehessék. A VV16 azonosítójú indítás sikeres lett, noha feltehetően két kisebb cubesat beragadt a kibocsátó-konténerbe. Így következett a VV17, 2020. november 17-én, fedélzetén egy spanyol Föld-megfigyelő és egy ESA légkörkutató műholddal, amely a negyedik fokozat beindulása után egyre látványosabban elkezdett letérni a tervezett pályájáról, és végül elégett a légkörben. A legvalószínűbb ok az AVUM fokozat hajtóművét kitérítő vezérlés kábeleinek felcserélése, amely miatt nem a megfelelő irányba lett a hajtómű kitérítve. A hibát emberi hibának titulálták, ami persze érthető, hiszen egy tervezési hiba súlyosabb problémának minősül, de hát a jelek szerint két fontos kábel könnyen felcserélhetősége, illetve ezek hiányos ellenőrzése eleve komolyabb gondokat jelez.


Az AVUM fokozat alulról nézve, jól látható az apró RD-868P hajtómű (@ESA)

Ezek a hibák elméletben a „sajnálatos, de előfordul” szinten mozognának. Az ArianeSpace árai versenyképesek lennének, ám a LEO pályára nagyjából 2 tonnát felvinni képes Vega listaára valahol 40 millió dollár körül mozog, vagyis hozzávetőleg azon a szinten, ahol a sokkal nagyobb teljesítményű, újrafelhasznált fokozattal repülő Falcon 9. Noha az indítás költségeit egy sor egyéb tényező befolyásolja (például a VV17 út műholdjai un. napszinkron, vagyis hozzávetőleg Észak-Dél irányú pályára lettek volna indítva), az az indok, amivel eddig ezeket az árakat alátámasztották (nevezetesen a nagy megbízhatóság), bizony léket kapott…

Hirdetés

A cikk még nem ért véget, kérlek, lapozz!

Előzmények