Merre tovább NASA? (1. rész)

Utólag már mindenki lehet okos. Talán kicsit igaz ez a Columbia esetére is, hiszen a mindenre kiterjedő vizsgálat felfedte az űreszököz hibáit, melyek nyilvánvalóan jelen voltak az elmúlt huszonkét év minden repülésénél. Bár az áldozatokat már nem lehet feltámasztani, a jövő tervezésénél mindenképpen komoly segítséget jelentenek a Gehman-bizottság eredményei.

Az egyik mértékadó internetes űrportál szerint a „Columbia a bürokratikus, vezetésbeli és technológiai ügyetlenkedés szörnyűséges metafórájává vált”. Ennek mély igazsága mellett azonban a hét űrhajós elvesztésével járó baleset egyfajta katalizátorrá is lehet a hogyan tovább tekintetében, mert a mindennapi rutinba beleszürkülő űrügyek úgy tűnik most új lendületet vesznek, legalábbis politikai szinten. A cél az említett „rutin” száműzése.

A Gehman-jelentést valószinűleg mérföldkőként fogják emlegetni az emberes űrrepülés történetében, mert ma úgy tűnik, hogy ez az irat végérvényesen meg fogja változtatni a NASA negyedszázados irányvonalát. A jelentés talán legfontosabb megállapítása, hogy „az egész Space Shuttle rendszert 2010-ig le kell tesztelni és újra kell minősíteni”. Ez azt jelenti, hogy az űrrepülőgépet az utolsó alkatrészéig át kell vizsgálni és, ha valami nem megfelelő a mai kívánalmaknak, ki kell cserélni. Mivel a rendszer a hetvenes-nyolcvanas évekből származik, sok alkatrésze még akkorról való, a Columbia Vizsgálóbizottság ebbéli ajánlása akár az STS rendszer halálos ítéletét is jelentheti. Egyszerűen túl drága és időigényes lenne megfelelni a bizottság - egyébként kötelező – ajánlásának, így a jelentés szövegébe finoman elbujtatott félmondat , mintha a Space Shuttle flotta emberes repüléseinek 2010-es végső határát jelölné ki.

1. A repülőgéptest forma nem felel meg
az űrrepülés követelményeinek:
A mélyreható vizsgálatok szerint a Space Shuttle alakja is okozója lehetett a bajnak. Aerodinamikai szakértők szerint az űrsikló alakja csak egy elfogadható kompromisszum és nem a leghatékonyabb forma egy űreszköz számára. Valóban, nincs az a tervezőmérnök, aki olyan repülő testet tud alkotni, amely egyformán jól viselkedik Mach 25 és Mach 0,3 sebességnél, márpedig a Columbiának és társainak ezt kell(ett) tudnia. Egy a földi légkörbe visszatérő űrhajó számára a kísérletek szerint egy lapos fenekű kúp felel meg a legjobban (mint az Apollo, vagy Szojuz kabin), a légköri repüléshez pedig egy nagy fesztávolságú deltaszárny. Az űrrepülőgép a kettős nyilazású deltaszárnyával még „eléggé kúp” a légkörbelépés hiperszonikus sebességéhez, és már „eléggé deltaszárnyú” a leszállás előtti szubszonikus sikláshoz. Emiatt azonban a repülés kezdeti szakaszában a „kiálló” szárnyrészek extrém módon felhevülnek, amit csak az extrém módon ellenálló, de ezzel együtt eléggé sérülékeny RCC panelekkel lehet elviselhetővé tenni. Bizony itt a rendszer igazi Achilles-sarka, emiatt pusztult el a Columbia: a hővédő rendszer csak a hőnek áll ellen, a mechanikai behatásoknak már nem.

2. Az űrrepülőgép instabil repülés közben
A fent említett alakbeli kompromisszum egyben azt jelenti, hogy az űrsikló repülőgépnek is csapnivaló, ezért túlzottan is függ a komputerektől. A számítógépes repülési rendszer segítsége nélkül a pilóta képtelen lenne a levegőben tartani a gépet, ezért egy komputerhiba végzetes következményekkel járhat az űrrepülőgépre nézve. (Itt kell megemlítenünk, hogy a hetvenes évek óta a világ összes vadász- és vadászbombázó gépét eleve instabilra építik a jobb manőverezőképesség érdekében és ezeket ugyanúgy a számítógépek tartják a levegőben, tehát ez a módszer egy repülőgépépítési elven nyugszik, nem pedig a NASA tévedése. Más kérdés, hogy a harci gépek a hajtóműveik révén teljesen másképpen tudnak viselkedni a levegőben, mint a csak „vitorlázó” űrsikló.)

3. Az űrrepülőgépen újra megjelent a fokozott tűzveszély
Mindemellett a repülési képesség további kockázatot is teremtett: a repüléshez szükséges kormányszervek hidraulikus működésűek, és az ezekhez használt hidraulikafolyadék fokozottan tűzveszélyes. Miközben az Apollo 1 tragédiája után az összes lehetséges tűzveszélyes anyagot megpróbáltak eltávolítani az űrhajótól, az utódnál ez a szempont áldozatul esett a többször felhasználhatóságnak (az olcsóságnak)…

4. Anakronisztikus ablakok
Az ablakok a szakértők szerint egyértelműen a repülőgép dizájn részeként kerültek rá az űrrepülőgépre, miközben funkciójuk megkérdőjelezhető. A Space Shuttle által végzett feladatok általában a pilótafülkéből nézve hátul (a raktérben, vagy felette), vagy felül (pl. dokkolás) zajlanak, tehát az orrban lévő ablakokból nem látni belőlük semmit. Az ablakok a repülési szakaszban is csak a „szép kilátást” biztosítják az elöl ülők számára, hiszen a légköri repülés és a leszállás alatt végig a robotpilóta kormányoz, mindössze pár méterrel a beton előtt veszi át a parancsnok az irányítást (mintegy szimbolikusan), így a repüléshez sem kell elvileg ablak. Viszont jelenleg nincs olyan anyag, amely eléggé átlátszó és eléggé hőálló volna, hogy helyettesítse az ablak üvegét, így a visszatéréskor az űrhajó térbeli helyzetét úgy kell megválasztani (úgy kell bedönteni), hogy a légáramlat ne érje el az ablakot, mert az egyszerűen átolvadna.

5. Megbontott integritású hőpajzs
Szintén a repülőgépes repülési rendszer rekvizítuma a futómű, mely nélkülözhetetlen a leszálláshoz. Ám a futóművet el kell rejteni a gép hasában, ami futóakna-ajtókat követel meg. A futóaknaajtók pedig nem helyezhetők el máshol, csak a gép hőnek leginkább kitett alsó részén. Az aknaajtók szükségszerűen megbontják a hőpajzs integritását, ami sérülékennyé teszi az egész űrsiklót.

6. Gumikerekek a vákuumban
A kerekek is a repülőgépes elképzelés alkatrészei, ám a hetekig vákuumban feszülő gumiabroncsok a földetéréskor robbanással fenyegetnek.

7. Túlsúly
Az űrrepülőgépes koncepció talán legnagyobb tévedése a súllyal kapcsolatos. Az űreszközök pályára állításának egyik legköltségesebb része a felbocsátás. Minden egyes kilogramm plussz tömeg – hajtóanyagtól függően - 30-40-szer annyi üzemanyag elégetését teszi szükségessé. Ha fel kell vinni a leszálláshoz szükséges eszközöket, vagy az űrhajó térbeli méretei pont a leszálláshoz nélkülözhetetlen berendezések miatt növekszik meg, akkor a felbocsátás szükségszerűen kerül (jóval) többe. Egyszerűbben szólva a szárnyak, futóművek, hidraulikarendszer, aerodinamikai kormányok kényszerű űrbe juttatása sokba kerül, tehát a többször használatos eszköz sem válik olcsóbbá.

8. Korlátozott felhasználhatóság
A Space Shuttle a szárnyai miatt csak alacsony Föld körüli pályán képes repülni, mert csak erről a pályáról visszatérve marad a hőterhelés az elviselhetőség határán, míg egy holdi visszatérésre a nagyobb légkörbelépési sebesség miatt már alkalmatlan lenne. Az Apollo űrhajó például egyaránt alkalmas volt a Föld körüli pályán való műveletekhez (Apollo 7, Skylab repülések), mint a Hold eléréséhez, sokoldalúságával tehát messze lekörözte az űrrepülőgépet.

9. Párhuzamos szerelés a hordozórakétára
A tervezés során felvállalt kompromisszum, miszerint a felbocsátáskor a hasznos tömeget jelentő űrsikló nem a hordozórakéta csúcsán, hanem mellette repül, váratlan és nagy terheléseket, terhelésváltozásokat ró a szerkezetre, gyakorlatilag ide-oda csavargatva a felszálló űrhajórendszert. Ez az anyag korai fáradásának melegágya, melynek hatását még erősíti, hogy az űrhajókat nem maximálisan, hanem csak éppen elégségesen masszívra tervezik a súlykorlátozások és a belső túlnyomás miatt.

Persze botorság lenne azt hinni, hogy a technika mai szintjén lehetséges lenne 100 %-ig biztonságos és hatékony űreszközt gyártani. De az űrrepülőgép felett sajnos eljárt az idő. A jövőbeli űrrepülésekhez már más elgondolások kellenek. A NASA-nak mindössze 6 éve maradt, hogy kifejlesszen egy új űreszközt, vagy űreszköz családot, amellyel rövidtávon megoldhatja a Nemzetközi űrállomás személyzetcseréjét és „teherforgalmát”. Erre meg is született már korábban az OSP (Orbital Space Plane – Orbitális Űrrepülőgép) program, de a politikusok kezdik már nem az ISS-ben látni a jövőt.

Folytatjuk...

Forrás: space.com, spacedaily.com

Dancsó Béla

Kapcsolódó cikkek:
Legkorábban egy év múlva újítják fel a Shuttle repüléseket
15 éve történt az első nagy visszatérés
Gondolatok a Columbia jelentés okán (1.): Már az Atlantis is...
Gondolatok a Columbia jelentés okán (2.): Csempejavítás a világűrben
Gondolatok a Columbia jelentés okán (3.): A NASA irányt vált (?)