Időjárási feltételek
(Rovat: Amerika hordozórakétái, SpaceX , Időjárás és előrejelzése - 2021.03.11 07:15.)

Az Űrhaderő időjárási hadosztályának előrejelzéseit használva sűrűbbé szeretnék tenni a Falcon rakéták startját, csökkentve a kedvezőtlen időjárás miatti kényszerű halasztások számát és időtartamát.

Ahogy sokasodnak a rakétaindítások, úgy válik egyre zsúfoltabbá az indítási naptár, ezért az indítást végző cégek a Cape Canaveralre érvényes időjárási korlátozások újragondolását sürgetik, beleértve a rakéták villámvédelmét, valamint a napi két indítási ablak kijelölését, hogy az időjárási okokból elrendelt kényszerű starthalasztások minimális időtartama egy nap helyett fél nap lehessen. Az elképzelést az USA Űrhaderejének illetékesei is támogatják.

Stephen Purdy dandártábornok, a 45. Űrhadosztály parancsnoka februárban, az űrrepülőterek üzemeltetőinek 47. csúcstalálkozóján elmondta, hogy az űrindításokat végző cégek az elmúlt 12 hónapban 297 indítási lehetőségre jelentettek be igényt. Ebből a hatóságok 225 kérést elfogadtak, amelyek közül 55 jutott el a visszaszámlálás megkezdéséig, és 32 esetben történt meg ténylegesen az indítás. A tábornok kijelentette, hogy szeretnék, ha a Cape Canaveral komplexumon a jövőben egyetlen indítási lehetőségre vonatkozó kérelmet sem kellene elutasítaniuk, és az indítóközpont üzemeltetése egyre inkább az állami kezelésben lévő repülőterekére hasonlítana, amihez elsősorban a gondolkodásmód átformálása szükséges. Ehhez az indítások minden feltételét alaposan át kell vizsgálni, beleértve az időjárási feltételeket is, hogy csökkenteni lehessen a startok kedvezőtlen időjárási körülmények miatti halasztását. Cape Canaveral környékén a legnagyobb időjárási kockázatot a villámcsapások jelentik.

Cape Canaveral legjelentősebb felhasználója jelenleg a SpaceX, amelynek Falcon-9 rakétái számára az indítási ablak mindössze egyetlen másodperc, legyen szó akár személy- vagy teherszállító űrhajók indításáról az ISS-hez, vagy Starlink startokról. A Falcon-9 rakétát a start kitűzött időpontja előtt 35 perccel kezdik kerozinnal és folyékony oxigénnel feltölteni. Ezután szűkül az indítási ablak egy másodpercre, mert a rendkívül alacsony hőmérsékleten tárolt hajtóanyagok egyébként túlságosan felmelegednének. Ha az indítási ablak több óra hosszúságú lenne, akkor a SpaceX szakembereinek elég idő állna rendelkezésére ahhoz, hogy megszakítsák a visszaszámlálást, újra megfelelő fizikai állapotba hozzák a hajtóanyagot, újra elölről kezdjék a visszaszámlálás és az üzemanyag-betöltés folyamatát, majd még aznap másodszor is megkíséreljék az indítást. Az egy másodperces indítási ablak miatt a SpaceX rakétáinak startját más cégek eszközeinél gyakrabban kényszerülnek időjárási okból elhalasztani.

Hans Koenigsmann, a SpaceX vezető tanácsadója szerint a legfontosabb cél a hordozórakéták villámcsapással szembeni ellenálló-képességének fokozása, majd ezt követően az időjárási előírások ennek megfelelő módosítása, és a start biztonságosnak nyilvánítása a villámcsapás nagyobb kockázata esetén is. Egyben elismeréssel szólt az Űrhaderő időjárásért felelős 45. hadosztályának munkájáról, előrejelzéseik részletességéről és pontosságáról. Ugyanakkor ő is az egy másodpercre zsugorodó indítási ablakot nevezte a legnagyobb problémának. Egyik megoldási lehetőségként a SpaceX két különböző indítási tervet dolgozott ki egyetlen startra, először a március 4-én végrehajtott indításra. Az eredetileg kitűzött magyar idő szerinti 9:24-es start utánra kijelöltek egy tartalék időpontot, 11:42-re, ha az első startot időjárási vagy technikai okból el kellett volna halasztani (mivel az első időpontban sikeres volt a start, a tartalék bevetésére nem volt szükség). A tartalék startidőpont használata esetén természetesen a rakomány, a 60 Starlink műhold más pályasíkra került volna. Mivel a Starlink műholdak 72 különböző pályasíkra kerülnek, egyelőre bőven van választási lehetőség az eltérő pályasíkot használó tartalék időpontok kijelölésére – a start akkor hajtható végre, amikor éppen a kiszemelt pályasík alá fordul az indítóhely. A március 4-i starttal egyébként már meghaladta a Föld körül 550 km magasságban keringő Starlink holdak száma az 1200-at, így rohamosan közeledik a műholdsereg 1440 műholdból álló első generációjának teljes kiépítése.

Az időjárási helyzet értékelését bonyolítja, hogy a Falcon-9 startjai esetében nemcsak Cape Canaveralen, hanem a rakéta visszatérő első fokozatának tervezett leszállási helyén is kedvező időjárásnak kell uralkodnia. Ugyanez a helyzet a személyszállító Crew Dragon űrhajók esetében is, ahol ráadásul figyelni kell a repülés esetleges megszakításakor szükséges vészleszállóhely időjárását is. A személyszállító űrhajók indításakor arra is kell figyelni, hogy az indítóhelyen elég erős a tenger felől fújó szél, hogy ha vészhelyzetben a mentőrakétával kell leválasztani a kabint a hordozórakétáról, akkor a szél a szárazföld felé sodorja azt, minél távolabbra az indítóhelytől.

A SpaceX Falcon-9 rakétája a Kennedy Űrközpont 39A indítóállásán a Crew Dragon űrhajó 2020. májusi Demo-2 küldetésére készülve. (Kép: NASA / Bill Ingalls)

A rakéták időjárásállóbbá tételének legfőbb akadálya, hogy emiatt a rakéta tömege megnőne. Összegzésként Koenigsmann elmondta, az a céljuk, hogy a jelenlegi kéthetenkénti indítás helyett előbb hetente, majd később akár naponta képesek legyenek rakétáik az űrbe indulni, miközben biztonságos újrahasznosításukról változatlanul gondoskodnának.

Purdy tábornok arról is beszélt, hogy a floridai startok annak köszönhetően is sűríthetők, hogy a jövőben teljes körűen rendszerbe állítanak egy automatikus küldetés-megszakító rendszert. A rakétára szerelt eszköz automatikusan meghatározza, ha a rakéta letér kijelölt pályájáról, és szükség esetén dönt a rakéta megsemmisítéséről. A SpaceX máris használja a rendszert, 2025-re várható, hogy minden felhasználó áttér az automata rendszer használatára, szükségtelenné téve a biztonsági tiszt és csapata munkáját.

Az indítások sűrítését más tényezők is korlátozzák, például a Blue Origin által használt 36-os indítóállás közel van a SpaceX hordozórakétáinak 1. számú leszállási zónájához, ezért a kettő egyszerre nem használható. A Blue Origin New Glenn rakétájának indításakor a SpaceX nem használhatja a leszállóterületet, a Falcon leszállásakor viszont ki kell üríteni a 36-os indítóállást.

A Pleszeckből felemelkedő Szojuz-2.1b rakétát néhány másodperccel a felszállása után érte villámcsapás. (Kép: Spaceflight Now / Roszkoszmosz / Orosz Védelmi Minisztérium)

Az Űrhaderő egysége azon is dolgozik, hogyan lehet a startokat biztonságossá tenni akkor is, ha a villámlások az indítóhelytől a mostani előírás szerinti 8 km helyett csak 6,5 km távolságban következnek be. A villámlás Floridában gyakoribb, mint a világ bármely más indítóhelyén, de ennek a veszélye másutt is fennáll. 2019-ben például egy Pleszeckből indított Szojuz rakétát ért emelkedés közben villámcsapás, de a rakéta ennek ellenére sikeresen pályára állította hasznos terhét. Cape Canaveralre azt követően dolgozták ki a szigorú villámbiztonsági szabályokat, miután 1969-ben felszállás közben villám csapott az Apollo–12-t indító Saturn–V rakétába. Később, 1987 márciusában egy Atlas-Centaur rakétát 49 másodperccel a startja után ért villámcsapás, ami a rakéta szétesését okozta.