Újabb űrverseny kezdődik ?

Újabb űrverseny kezdődik ?

I . - III. részig.

Tanulmány – 2010.

 2004. január 14-én jelentette be George W. Bush amerikai elnök Amerika legújabb nagyratörő űrterveit. Az oroszok csendben követték az eseményeket, majd 2009. elején ők is körvonalazták a maguk elképzeléseit. Egyre több nemzet hozza nyilvánosságra a szándékait égi kísérőnk emberes meghódításáról. A kínai, indiai, japán elgondolásokról még keveset tudunk, de más, űrkutatási és űrhajózási múlttal alig vagy egyáltalán nem rendelkező országok is csatasorba álltak. Vajon e bejelentések valósak, netán pusztán politikai célokat szolgálnak egy-egy nemzet erejének hangsúlyozására, netán fitogtatására? Nem tudni, ezt majd a jövő dönti el. Mindenesetre, a távolabbi űrcélok kapcsán meghatározott összegek - akár a Hold, akár a Mars meghódítása esetén -, irreálisan magasak, és egyáltalán nem valósak. Akár a holdutazás, akár a Mars meglátogatása dollár százmilliárdok töredékéből is megvalósítható. A Föld elhagyása tehát nem gazdasági kérdés, hanem politikai. Jelen tanulmányban  az USA és az Európai Unió tervezeit mutatjuk be. Az elképzelések – ugyancsak politikai okokból – akár hetek alatt is változhatnak és változnak is.

Amerikai tervek az űrrepülőgép felváltására

 

1. ábra. A Constellation program két fő eleme, az  Ares-V és az Ares-I rakéta.

2004-ben George Bush némileg átfogalmazta az űrkutatási prioritásokat, ehhez nyilvánvalóan hozzájárult a Columbia űrrepülőgép 2003-as tragédiája. Az új irányelvek szerint az űrrepülőgépeket 2010-ben, a Nemzetközi Űrállomás elkészültét követően ki kell vonni a forgalomból, helyette új rakéta-családot kell kifejleszteni, 2020-ra vissza kell térni a Holdra, ott állandóan lakott bázist kiépíteni, majd továbbindulni a Mars bolygó felé. Ezt a nagyszabású tervezetet foglalta össze a Constellation-program. A NASA a tervezet megvalósításához közel 200 milliárd dollárnyi forráshoz jutna az elkövetkezendő tíz évben. Gigászi összegek röpködnek a levegőben, a terv teljességgel érthetetlen, főleg annak fényében, hogy éppen akkor akarják kivonni az űrrepülőgépeket a forgalomból, amikor azok már kezdenek egészen megbízhatóan működni, a Nemzetközi Űrállomás felépítését követően lényegében kapacitásuk felszabadulna, ember és nagyobb tömegű berendezések alacsony földkörüli pályára szállítására tökéletesen alkalmas, ember jelenlétét nem igénylő eszközök pályára juttatására pedig megfelelnek a már meglévő és fejlesztés alatt levő hordozórakéták is. Semmi sem indokolja tehát a hihetetlen mértékű pénzkidobást, pláne, a megvalósítás egyre távolabbi és távolabbi jövőbe csúszik ki, azaz a realizálásra nem sok esély látszik, hasonlóképp a NASA eszközeinek túlnyomó többségére. A Constellation-program keretében tervezett Orion űrhajó jelentős technikai visszalépést jelent még a közel 30 éve repülő űrrepülőgépekhez képest is, a megbízhatóságára tehát kevés garancia látszik. Kérdésemre (a Huntsville-i Űrközpontban), vajon miért kell teljesen új hordozórendszert kifejleszteni, miért nem veszi igénybe a NASA a már meglévő és korszerűnek számítóDelta-, illetőleg Atlas hordozórakétákat személyzettel ellátott űrhajók szállítására, azt a választ kaptam, hogy az említett hordozórakéták gyorsulási paraméterei nem felelnek meg pilótás repülés céljainak. Újabb felvetésemre, miszerint a tolóerő tág határok között változtatható – már nem érkezett érdemi válasz.

Az USA fel kívánja számolni a Nemzetközi Űrállomás üzemeltetésében is a részvételét, ami teljességgel érthetetlen a ráköltött pénz nagyságrendjét figyelembe véve. Az már inkább érdekesebb, hogy magáncégeket kíván bevonni az Űrállomásra induló személyzet felszállítására, valamint a teherforgalom lebonyolítására, s ezek bizony a NASA által kalkulált összegek tizedrészénél is kevesebbért képesek ugyanazt kivitelezni. Mindenekelőtt a SpaceX cég fejlesztése ígéretes, 2010-ben már saját – hét személyes(!) – Falcon-9 (Dragon) űrhajójukat kívánják felbocsátani. Ehhez képest nem tudni mi Kerül a NASA-nak hasonló feladat - egy út során ráadásul kevesebb űrhajós felvitele és vissza hozatala -,  megoldása közel 10 évbe és tízszer annyi pénzbe.

2. ábra. Változatok az új amerikai pilótás űrhajóra.

A NASA új űrhajója lényegében nem más, mint egy kissé megnagyobbított Apolló-űrhajó, azaz közel 50 évvel ezelőtti technikához nyúlnak vissza, s azt is hihetetlenül drágán, de legalább lassan is - teszik.

            Ha mindenáron az űrrepülőgépek lecserélését tűzték ki célul, akkor használhatták volna a szinte teljesen elkészült X-33-as űrhajót személyzet-szállításra, illetőleg az ugyancsak magas készültségi fokot elérő, az X-33-ból továbbfejlesztett Venture Star teher- és személyszállító űrhajót. Mindkét program valóban újat hozott volna, hiszen az X-33 a Nemzetközi Űrállomás mentőcsónakjaként alkalmas lett volna a teljes legénység – veszély esetén történő – menekítésére, a jelen megoldás – két Szojuz űrhajó – helyett, de a személyzetcserére is megfelelt volna már létező, és magas megbízhatósággal működő hordozórakétára illeszkedve. A Venture Star már igazi továbblépésnek ígérkezett, általa megépült volna az első valóban egyfokozatú űrhajó, takarékossága, egyszerűsége (függőleges felszállás, vízszintes visszatérés – VTOL) valóban olcsóbbá tehette volna az űrhajózást. Az X-33 program félbeszakításának indoka már-már teljességgel nevetséges volt, kifogásként azt hozták fel, a hajtóanyag-tartályok nem illeszkedtek a rakéta-testbe. Ha tényleg ez volt a valódi ok, amit nehéz elhinni, az a tervező-mérnöki gárdát minősíti…

3. ábra. A Saturn óriásrakéta, az űrrepülőgép-rendszer, az Ares-I és az Ares-V méretarányos összehasonlító rajza.

            A Nemzetközi Űrállomás mentőcsónakjaként, illetve személyzetének cseréjére a szintén az utolsó símítások előtt álló X-38-as űrhajó is tökéletesen megfelelt volna, több próbarepülést hajtottak végre vele, s már annak időpontját is kitűzték, mikor viszik fel a világűrbe egyik űrrepülőgép rakterében, hogy aztán önállóan térjen onnan vissza. Semmi sem lett a tervekből, ehelyett dollár százmilliárdokat kívánnak elkölteni úgy, hogy lényegében nem látszik a konkrét cél.

            A hordozórakéták terén a NASA egykori igazgatójának elképzelése szerint a már meglévő űrsikló-rendszer elemeire támaszkodva kellene egy új, emberes űrrepülésre szánt, és annak megfelelő biztonsági követelményeknek megfelelő, hordozórakéta-családot megépíteni, nem pedig a már létező és bizonyítottAtlas, illetve Delta rakéták átalakításával. Az elképzelést tehát nem az olcsóság, a minél gyorsabb megvalósíthatóság, de még nem is a biztonsági megfontolások, hanem csakis minél nagyobb összegeknek a NASA-hoz áramoltatása vezette. Az új űrhajó koncepciójára beérkezett pályázatokat ebben a szellemben bírálták el, s nem is okozott nagy meglepetést, amikor lényegében a „felturbózott” Apolló-variánst választották, a Lockheed konzorcium elgondolását. Lényegében műszaki előrelépés nem történik, hiszen az űrrepülőgép-rendszer 40 éves technikát képvisel, azaz nemcsak régi, de olykor igen megbízhatatlan is. Nem maga az űrrepülőgép, hanem sokkal inkább a hozzá csatlakozó hordozórakéta-együttes. A jövőben szinte pontosan ugyanezt az alaprendszert kívánják használni. Azt, amelyiket negyven év alatt sem sikerült tökéletesre fejleszteni.

            Talán éppen a fentieket átgondolva, Barack Obama 2010. február 1-én lényegében törölte a NASA emberes űrprogramját.

 

4. ábra. Az X-33, a Venture Star és a jelenlegi űrrepülőgép-rendszer összehasonlítása. Ez a tervezet valóban technológiai fejlődést hozott volna, s a költségek radikális csökkenését.

 

5. ábra. Az X-38-as CRV (Személyzet Visszaszállító Jármű) egyik sikeres próbája során. Habár az űreszköz szinte teljes egészében elkészült és kipróbálták, használatától a NASA mégis eltekintett.

 

6. ábra. Az X-38-as igen egyszerűen felszerelhető lenne a már meglévő Delta hordozórakétára.

 

A leállított Ares-rendszer

A rendszer maga két különböző méretű hordozórakétát jelent, a kisebb az Ares-I, ennek hivatott az új,Orion nevet viselő űrhajót földkörüli pályára juttatni, míg az Ares-V (utalván a Saturn-V űrhajó nevére) lesz majd képes igazán nagy terhek orbitális pályára küldésére, beleértve a holdrepülés utolsó fokozatát, s magát a holdkompot is.

Az Ares-I lényegében megkapja az űrrepülőgépek egyik szilárd gyorsító-fokozatát, a négy szegmens helyet ötöt tartalmaz majd, a hossza így megnövekedik, nyilván a tolóereje is, ám a rendszert rendkívül instabillá teszi ez a felépítés. Az első fokozat a kiégése után leválik, ejtőernyői segítségével tér vissza, begyűjtése után szétszedik átvizsgálják, a legkisebb szegecséig, utána ismét összerakják, feltöltik és ismételten felhasználják. Azaz az egyszer már egymás mellett szerepelt elemek legközelebb egész máshova is kerülhetnek, tovább csökkentve a megbízhatóságot.

A második fokozat folyékony hajtóanyagú hajtóműve a J-X2 nem más, mint a Saturn-I és a Saturn-V J-2-es hajtóművének továbbfejlesztése, azaz közel 50 éves technika. A második fokozat műanyaghab-borításán sem kívánnak változtatni, pontosan ugyanaz melyet az űrrepülőgép-rendszerben ma is alkalmaznak, s hol a harkályok rágják meg, hol egyéb gondok vannak vele, egy azonban szinte minden alkalommal jelentkezik, ez pedig darabjainak a start közbeni folyamatos leválása, ez a hiányossága – a hivatalos változat szerint – okozta a Columbia űrrepülőgép pusztulását, de számos alkalommal került az űrrepülőgép ezen kívül is katasztrófa-közeli helyzetbe. Tovább erőltetik tehát a kifejezetten megbízhatatlan és veszélyes megoldás alkalmazását, abból a megfontolásból, hogy ha le is válik, nincs amiben kárt okozna…

A 2. fokozat tetején egy irányító-gyűrű kap helyet, ide építik bele a rakéta irányító-rendszereit, ezek kísérik majd figyelemmel a repülés közben a pályát, s ha pedig szükségessé válik, akkor beavatkoznak. A rakéta csúcsán helyezkedik el az Orion űrhajó, vagy pedig a legfeljebb 25 tonnányi hasznos teher. Az Orionesetében még egy mentőtorony is helyet kap, tehát visszatérnek az 50 évvel ezelőtti megoldáshoz, az oroszok által azóta is folyamatosan – a Szojuz űrhajókon - alkalmazott és jól bevált mentési módszerhez. A mentőtorony a  kilövés során bekövetkező hiba esetén mintegy letépi a parancsnoki modult, ahol a személyzet is helyet foglal, s biztonságos távolságra juttatja a hordozórakétától, majd ejtőernyővel ereszkedik alá.

A jóval testesebb Ares-V hivatott a nehezebb terhek világűrbe szállításáért, tőle várják a tervasztalokon létező holdbázis elemeinek feljuttatását, előtte pedig természetesen az Orion űrhajó Hold felé vezető pályára állítását a Holdra leszálló egység, az Altair holdkomp kíséretében. Emellett – a korábbiakhoz képest – hatalmas tömegű űrszondákat, műszereket is indíthat, akár űrteleszkópot, űrállomás-elemeket, de akár űrgyárak, űr-erőművek alkotóit is. Űrbe jutását két szilárd gyorsító-fokozat segíti, ezek azAres-I-hez tervezetteknél is hosszabbak lennének, öt és fél szegmensből állnának. A második fokozatának tekintetében még nyitott a tervezés, a jelenlegi állapot szerint hat darab RS-68 jelű folyékony hajtóanyagú rakéta hajtaná meg, ugyancsak nem új fejlesztés, hiszen húsz éves eszközről van szó. A harmadik fokozat azAres-I-hez hasonlatosan egyetlen J-2X hajtóművet használ majd. Az óriásrakéta közel 150 tonna terhet képes alacsony földkörüli pályára állítani, illetve 71 tonnát a Hold köré. Paraméterei tehát meghaladják a Saturn-Vrakétáét, legalábbis elméletben

Az Ares rakéta-család fejlesztése korántsem halad zökkenőmentesen, az Ares-I első fokozata esetében ugyanis nem várt rezgéseket tapasztaltak, később a teljesítménnyel kapcsolatban is gondok jelentkeztek, emiatt a teljes űrhajót át kellett tervezni, azon spórolni a tömeggel, ahol csak tudtak, ahelyett, hogy a rakéta teljesítményét növelték volna, sokkal kevesebb pénzt elpazarolva. Ráadásul egyre távolabb kerül az egész tervezet attól az alapkoncepciótól, miszerint az űrrepülőgép-rendszer minél több elemét felhasználják, azaz éppen a kezdeti célkitűzést nem sikerül megvalósítani, miközben a költségek hihetetlen mértéket öltenek a – nagyrészt – semmiért.

Az Ares-I első fokozatának tesztindítása 2009. második felére csúszott, október 28-ra, mivel az indításhoz használni kívánt tornyot, a 39B jelűt még az űrrepülőgépek használják. A legoptimistább tervek szerint az Orion űrhajó leghamarabb 2015-ben startolhatott volna, személyzettel majd csak egy évvel ezt követően, az Ares-V még sokkal később, talán 2020-ban.

Barack Obama elnök szerint továbbra is igen fontos, hogy a NASA kifejlessze a maga óriás-hordozórakétáját, mivel Constellation-Program törlésre került, vele az Ares-V, így még elképzelés sincs arról, hogy ez a bizonyos óriás-rakéta miként nézzen ki, mekkora teherbírása, legyen, stb.

 

A meghiúsult Orion űrhajó

Mint említettük, az Orion űrhajó alap-elképzelése teljességgel azonos az 1960-as évek elején kifejlesztett Apolló űrhajóval. Két fő egységből áll, a csonka kúp alakú Parancsnoki Modulból (CM – Command Module) és a hengeres felépítésű Műszaki Modulból (SM, Service Module), teljes tömege előreláthatóan 20.5 tonna.

7. ábra. Az Orion űrhajó röntgenrajza.

A Parancsnoki Modul átmérője bő öt méter, magassága 3.3 méter, belső térfogata kissé meghaladja a 10 köbmétert. Eredetileg hat űrhajós befogadását tervezték, a Nemzetközi Űrállomás teljes személyzetének lecserélhetősége végett, ám a jelenlegi felállás szerint csupán három űrhajóst lesz képes az űrállomásra juttatni, a Holdra vezető pályára – elméletileg – továbbra is négyet. A tervek ésszerűségét már csupán ezen elgondolás alapján is megkérdőjelezik, hiszen éppen azért határozták meg az Orion űrhajó átmérőjét 5,5 méterben, hogy hat űrhajós szállítására alkalmas legyen, s ekkora átmérőjű űrhajót – állítólag – egyetlen ma használt hordozórakéta sem képes feljuttatni. Érdekes módon a mintha a gombhoz tervezték volna a kabátot, hiszen az űrkapszula hosszán is lehetett volna változtatni a kívánt cél érdekében.

A belső légtere nitrogén és oxigén keverékéből áll, a tengerszintnek megfelelő nyomásviszonyoknak megfelelően. Az oxigén-utánpótlás a Műszaki Egységből történik, a visszatérés során azonban, a szétválást követően a Parancsnoki Egység még néhány órás levegőtartalékkal rendelkezik a leszállás idejére. Elég kockázatos megoldás, ám az oxigén, a víz és a szennyvíz a Parancsnoki Egység és a Műszaki Egység között külső csatlakozón keresztül áramlik, ezt a szerkezetet a két egység szétválasztása előtt egyszerűen ledobják.

Az Orion űrhajó a leszállás előtt leválik a Műszaki Egységről, s ballisztikus pályán tér vissza a Földre – a Szojuz, illetve az Apolló űrhajókhoz hasonlóan. A Parancsnoki Egység alján kétrétegű hővédő pajzs található, ezek a leszállás közben leégve óvják meg az űrhajó alumínium-ötvözetekből készült testének túlmelegedését, kímélik meg a rendkívüli hőterheléstől; a légkör sűrűbb részébe érve kinyílik a korábbról már jól ismert hármas ejtőernyő-rendszer, tovább lassítva az űrkapszulát.

8.  ábra. Ami nem megy a szárazföldön…

 

9.  ábra. Próbáljuk vízre!

Az eddigiekkel ellentétben viszont a Parancsnoki Egység újra felhasználható lesz, a tervek szerint akár tízszer is.

A Műszaki Egységhez csatlakoznak az energia-ellátást biztosító napelemek, itt kapnak helyet a pályamódosítást végrehajtó hajtóművek, az üzemanyag és a kommunikációs rendszerek. A legénység által elhasznált levegőből ugyancsak a Műszaki Egységben vonják ki a széndioxidot, s pótolják vissza az elhasznált oxigént. A legénység által termelt hulladékot és szennyvizet szintén a Műszaki Egységben gyűjtik, méghozzá zárt rendszerben. Amerikai űrhajókon korábban mindig üzemanyagcellákat alkalmaztak napelemek helyett, ezért most víztartályokat kellett beépíteni.

10.  ábra. Az Ares-I-X emkelkedés közben

Az Orion űrhajó repülhet legénység nélkül is, ekkor a Parancsnoki Egység helyére TeherszállítóModult csatlakoztatnak, ebben az esetben a Nemzetközi Űrállomás személyzete számára és a folyamatos működés fenntartásához szükséges eszközöket, berendezéseket, tartalék-eszközöket élelmiszert, tudományos kísérleti egységeket szállíthat,

2009. áprilisában mutatták az új Orion űrhajó modelljét, s el is kezdték vele a különböző kísérleteket, egyebek között vízre szállási próbákat az új űrhajó hullám-állóságának megtapasztalására. Július 31-én, egy másik tesz során, C-17-es szállítógép vitte fel a magasba a modellt és dobta ki 8300 méteres magasságból. Valamennyi ejtőernyője kinyílt, az utolsót kivéve. Az eredmény - durva becsapódás…

 11. ábra. Az Ares-V megépítése helyett több, és jóval olcsóbb megoldás is szóba jöhetne. Pl. A Shuttle-C változat.

 

A – talán soha meg nem épülő -  Altair holdkomp

A Constellation-program holdkompját Altair névre keresztelték, s miként az egész tervezet, ez az elképzelés is erősen formálódó állapotban van. Az Apolló-rendszerhez hasonlóan itt is megmaradtak a két fő egységből álló kivitelezés mellett, habár mind a Lockheed, mind a Boeing is felvetette új megoldások alkalmazását az eredeti Apolló-programhoz képest, a NASA azonban elvetette a hangsúlyos és kevésbé hangsúlyos újítások lehetőségét is.

12.  ábra. Az Altair holdkomp.

A Holdkompot négy darab RL-10-es hajtómű fékezi és juttatja a felszínre, de a Leszálló Egységben kap helyet az üzemanyagon kívül a Hold felszínére juttatni kívánt hasznos teher is. A másik fő alkotó aLakó-visszatérő Egység, ezen azonban már csak egyetlen RL-10-es hajtómű található. A régivel ellentétben, az új elképzelések szerint a legénység valamennyi tagja leszáll a Hold felszínére, azaz – várhatóan – mind a négy fő, nem marad fent pilóta a Hold körüli pályán keringve, az Orion űrhajó üresen várja majd érkezésüket, a legénység visszatérését. Az űrhajósok egy egész hetet tudnak a Hold felszínén tölteni, a későbbiekben viszont, esetleges holdbázis kiépítésekor, a Holdkomp több hónapig, de akár fél évig terjedően is működhet.

A Lockheed terveiben a Lakóegység külön zsilipet kapna, így az űrhajósok nem hordanák be a holdport a Lakóegységbe. Az Apolló-program során a teljes Holdkomp szolgált zsilipként, a Hold felszínére lépéskor kiszivattyúzták belőle a levegőt, s amikor a külső munka elvégzése után visszatértek, s az ajtót bezárták, akkor töltötték fel újra levegővel, s vetették le az űrhajósok a szkafanderüket. Az így behordott holdpor viszont sok kellemetlenséget okozott. Az Altair fedélzeti irányító-rendszere pontosan olyan, mint azOrioné, azaz használata is teljességgel megegyező alapképzést igényel.

13.  ábra. Alternatív holdraszállási megoldások a Lockheed részéről.

Az Altair-Orion rendszert a Föld vonzáskörzetéből az EDS (Earth Departure State – Föld-elhagyó Fokozat) rakéta juttatja a Hold felé vezető pályára, pontosan ugyanazt a szerepet betöltve, mint a Saturnhordozórakéta esetén a Saturn IV-B fokozat. Az EDS-t és az Altairt egy Ares-V rakéta csúcsára építve bocsátják fel, majd a második fokozat leválását követően saját JX-2-es hajtóművével Föld körüli pályára áll, és itt várja majd az Ares-I-gyel indított Orion űrhajót. Az Orion hozzákapcsolódik majd az EDS-Altairrendszerhez, majd az EDS begyújtja a hajtóműveit és a komplexum rááll a Hold felé vezető pályára, elegendő sebességre gyorsítva az Orion űrhajót és az Altair holdkompot, majd leválik.

14.  ábra. Az Orion űrhajó és az Altair holdkomp összekapcsolt állapotban.

A jelenlegi elképzelések szerint az EDS 55.9 tonna hasznos terhet képes közvetlenül a Hold körüli pályára küldeni, illetve, amennyiben az Orion űrhajó is hozzá van csatlakoztatva, akkor mindösszesen 63.9 tonnát. Az EDS fokozat használható más jellegű hasznos teher, pl. hatalmas bolygókutató szondák pályára állítására is, esetleges Mars-szondák, illetve A külső bolygókhoz induló berendezések útra bocsátására.

A holdkomp-fejlesztés nem áll távol a magántársaságoktól sem, az Armadillo nemrégiben mutatta be saját - működőképes – modelljét. Hajtóművének többszörözése révén az akár azonnal is bevethető lenne. A NASA által tervezett elképesztő dollármilliárdos tételek töredékéért. A döntés tehát – nem lehet eléget ismételni – ismét csak politikai jellegű és nem tudományos-műszaki.

15.  ábra. Az Armadillo holdkompja.

 

Hogyan tovább?

A fentiekben vázolt Constellation Program tehát törlésre került, Obama elnök döntése értelmében a NASA emberes űrprogramja lényegében megszűnt, az pedig, hogy az Amerikai Űrhivatal, akárcsak a távoli jövőben is, űrhajókat bocsát majd fel emberekkel a fedélzetén, illúziónak látszik. Egy komplett új űrhajó-rendszer kifejlesztése ugyanis nagyjából tíz évet igényel, természetesen meg kell teremteni a szükséges infrastruktúrát is, a mostani döntés értelmében ilyen fejlesztésekre sor sem kerül, tehát legalább 15 évig biztosan nem fog a világ NASA űrhajóst látni az űrben.

 

16.  ábra. A katonai űrrepülőgéppé avanzsálódott X-38B.

Obama elnököt döntésében a fentiekben megfogalmazott aggályok is fontos szerepet játszottak, nem nehéz ugyanis belátni, bárki számára, aki csak kicsit is elmerül az amerikai űrprogramban, a NASA hihetetlen összegeket költött el lényegében semmire, szinte mindig a befejezés előtt törölte a terveket, azokat soha nem vette ismét elő, azaz felmerülhet az emberben a gyanú, talán mindez szándékos, lényegében a pénzköltésre irányul, nem pedig a fejlődés-fejlszetés irányába.

Ha nincs pilótás űrhajózás, akkor nem kell ugye űrhajósokat sem képezni, nincs szükség irányítási központokra, bonyolult és költséges fejlesztésekre sem. Tényleg nincs, de akkor mi mozgatná a technikai előbbre jutást? Bizonyára a haditechnika, miként azt eddig is megfigyelhettük, s újabb példával szolgálhat az X-37-es űrrepülőgép néhány hónapon belül várható indítása. Szintén olyan tervezetről van szó, melyet a NASA „leadott”, ezúttal a honvédségnek.

Féltik a világot a magánűrhajók indításától, mondván azok nem biztonságosak, kifejlesztőik nem rendelkeznek kellő szaktudással, stb. A helyzet ezzel szemben viszont az, hogy éppen a NASA emberes űrprogramjában találkozhatunk hajmeresztő könnyelműségekkel, csak az isteni gondviselés mentette meg őket még több és még súlyosabb tragédiáktól, hiszen az űrrepülőgépes utak során többször fordult elő katasztrófa-közeli helyzet, ezekről általában az űrhajósok maguk sem tudtak.

A NASA-hoz dőltek a kormány-milliárdok, ha egy-egy katasztrófa bekövetkezett, akkor még nagyobb összegek vándoroltak hozzájuk, miközben arra képtelenek voltak mérnökeik, hogy 30 év alatt megoldást találjanak a problémára, miszerint az űrrepülőgép külső hajtóanyagtartályról minden start során jelentősebb mennyiségű szigetelő-hab válik le, ráadásul ebbe a szigetelő-habba előszeretettel vernek fészket a harkályok..

Egy magáncégnek létérdeke, hogy űrhajója biztonságos legyen, hiszen ha nem az, akkor keresnek másik megrendelőt.

Obama elképzelései alapján a NASA-n keresztül (miért kell ehhez a NASA?) magáncégek súlyos dollár-milliárdokhoz jutnak majd különböző űrhajók és hordozóeszközök kifejlesztésére, a NASA pedig a jövőben a robotokkal történő kutatásra, illetve technológiai fejlesztésekre koncentrál majd, a későbbi emberes űrprogram kivitelezése érdekében. Ez utóbbi elképzelés is ezer sebből vérzik, hiszen a NASA-nak rendelkezésére áll igen jelentős tolóerővel rendelkező ionhajtómű, az X-33 program keretében kifejlesztett különleges, „kifordított” típusú fúvóka, a hatvanas évekből pedig atom- és plazmahajtómű is. A technika tehát adott, csak használni kellene.

 17. ábra. A Mars elérését néhány hét alatt lehetővé tévő VASIMR.

A Marsutazás kivitelezése sem kerülne túl nagy erőfeszítésbe, ráadásul a becsült költségek töredékéből kivitelezhető lenne, készen áll a VASMIR (Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket – Változtatható, Fajlagos Impulzusú Mágneses-plazma Rakéta), ennek felhasználásával a Mars bolygó akár már 39 nap alatt elérhető. Franklin Chang-Diaz, a világűrt hétszer megjárt veterán űrhajós, a MIT fizikusa szerint, aki a VASIMR fejlesztésének egyik vezetője,  már 2013-ban földkörüli pályára állítható egy 200 KW-os hajtóművel felszerelt rakéta, a gyorsulási paraméterei igen jók, könnyedén elérhető általa az 55 km/másodperces sebesség, a 11 millió Celsius fokra hevített plazma egyúttal kitűnő szigetelőként is felhasználható a Nap sugarainak megfékezésére, az űrhajósok biztonságban tartására.

A mágnespályán gyorsított űrhajó, illetve a léghajóról felbocsátandó űreszközök, mint technikai megoldások szintén rendelkezésre állnak, e fejlesztések eredményeként töredékébe kerülne a világűrbe feljuttatni bármiféle hasznos terhet a jelenlegi árakhoz képest, a látszat az, hogy a világűr kutatását szándékosan lassítják, érdekes lenne az okot megtudni, a döntés ugyanis szigorúan politikai és nem pedig technikai. Mint látjuk, a politikai döntés meg is született…

 

A SpaceX Vállalat és hordozórakéta-családja

18. ábra. A SpaceX Falcon-9 (Dragon) nevű űrhajója a kilövőállásban. A NASA Orion űrhajójánál akár sokkal többre is képes lehet, amellett, hogy töredékébe kerül.

            A SpaceX (Space Exploration Technologies – Űrkutatási Technológiák) nevet viselő vállalat fejlesztette ki és építette meg a Falcon-1-et, a világ első, teljes egészében magánfinanszírozású hordozórakétáját. A kétfokozatú, részlegesen újrafelhasználható űreszköz kifejlesztésével a 2000-es évek első évtizedének második felében készültek el.

Az első fokozat többször felhasználható, az óceánba ejtőernyővel tér vissza.  Meghajtásáról a Merlin-1C rakétamotor gondoskodik. A 2. fokozatot a Kestrel hajtómű gyorsítja. A hasznos tehet pályára juttatása kg-onként kevesebbe kerül 20.000 dollárnál a Falcon-1 típusnál. A továbbfejlesztett Falcon-1E változat esetében ez a költség már csak 9.000 dollár lesz.

A rakéta első három startja 2006. március 24., 2007. március 21., és 2008. augusztus 3 - sikertelen volt. Nyilvánvalóan hatalmas nyomás nehezedett a cégre, hiszen szerették volna úgy beállítani, mintha egy magánvállalkozás képtelen lenne megbirkózni ilyen szintű feladattal, amire ugye a NASA is oly gyakran képtelen volt…

 

19. ábra. A SpaceX Dragon űrhajója.

A további indítások már sikeresnek bizonyultak, s a kísérlet-sorozat eredményeképpen a kezdeti változatot kivonják a forgalomból, 2010-től váltja fel, a 450 kg-mal szemben már 900 kg-ot alacsony földkörüli pályára állítani képes Falcon-1E.

A Falcon-9 már egy jóval erősebb változat, újra-felhasználható, kétfokozatú hordozórakéta. Sokféle összeállítást dolgoztak ki, ezek teherbíró-képessége 10.450 kg és 26.610 kg között mozog alacsony földkörüli pályára és 4.540 kg, illetve 15.010 kg között geoszinkron pályára.

2010. február 23-án az első Falcon-9-es hordozórakétát indító-állásba emelték a Canaveral-fokon, a 40-es számú indítóállásba, itt várja az áprilisra tervezett felbocsátását. 2010-re még két további indítást terveznek, a második repülés alkalmával már a Nemzetközi Űrállomást is megközelítenék, a harmadik út során pedig már össze is kapcsolódnának azzal. Ha minden a tervek szerint történik, néhány éven belül már embereket is szállíthat, mindenesetre néhány űrhajóst már ki is képeztek a vele való repülésre.

A Falcon-9 hordozórakéta szállítja tehát a Dragon űrhajót, pilótás, illetőleg teher-változatát. A SpaceXvállalat szerződésben áll a NASA-val, több milliárd dollárt kaptak a fejlesztésre, és további dollár milliárdok kerülhetnek átutalásra a cég számlájára, ha minden rendben zajlik. A cég jól megfontol érdeke is, hogy így legyen.

Számos további vállalat tervez, illetve épít különböző kategóriájú űrhajókat, illetve szuborbitális eszközöket űrturisták számára. Ezekhez a kirándulásokhoz már a megfelelő űrrepülőterek is megépültek, építés alatt állnak. A Bigelow vállalat már egész felfújható űrállomás építésének tervével foglalkozik, illetve kisebb egységei már próbaútjukat teljesítik, a cél, űrhotel építése néhány éven belül, elsősorban nászutas párok számára. A fejlesztésekbe a Boeing is betársult.

A lehetőség tehát adott, a technika adott, vagy pedig fejlesztés alatt áll, ugyancsak politikai döntést igényel a továbblépés, emellett persze fontos kérdés, a katonaság mit szól hozzá, hogy civilek árasszák el a világűrt. Félő, hogy ez a fajta törekvés erős ellenállásukba ütközik majd…

20. ábra. A Falcon-9 hordozórakéta-család

 

Lezárva: 2010. március

 

Források:

http://www.nasa.gov/mission_pages/constellation/main/index.html

http://www.sg.hu/kep/2008_12/sg_2008_02_05_n.jpg

http://www.astronautix.com/

http://www.sg.hu/cikkek/70185/teszteltek_a_vilag_legerosebb_ionhajtomuvet

http://urvilag.hu

http://flyingsinger.blogspot.com/2007/02/euromoon-pgase-ctv-in-orbiter.html

http://www.esa.int/esaMI/Aurora/

http://esamultimedia.esa.int/docs/exploration/StakeholderConsultations/Moon_The_8th_Continent.pdf

http://www.marsdaily.com/reports/Scientist_eyes_39-day_voyage_to_Mars_999.html

http://sg.hu

wikipédia

Flug Revue 10/2004

II. rész.

 2004. január 14-én jelentette be George W. Bush amerikai elnök Amerika legújabb nagyratörő űrterveit. Az oroszok csendben követték az eseményeket, majd 2009. elején ők is körvonalazták a maguk elképzeléseit. Egyre több nemzet hozza nyilvánosságra a szándékait égi kísérőnk emberes meghódításáról. A kínai, indiai, japán elgondolásokról még keveset tudunk, de más, űrkutatási és űrhajózási múlttal alig vagy egyáltalán nem rendelkező országok is csatasorba álltak. Vajon e bejelentések valósak, netán pusztán politikai célokat szolgálnak egy-egy nemzet erejének hangsúlyozására, netán fitogtatására? Nem tudni, ezt majd a jövő dönti el. Mindenesetre, a távolabbi űrcélok kapcsán meghatározott összegek - akár a Hold, akár a Mars meghódítása esetén -, irreálisan magasak, és egyáltalán nem valósak. Akár a holdutazás, akár a Mars meglátogatása dollár százmilliárdok töredékéből is megvalósítható. A Föld elhagyása tehát nem gazdasági kérdés, hanem politikai. Jelen tanulmányban  az USA és az Európai Unió tervezeit mutatjuk be. Az elképzelések – ugyancsak politikai okokból – akár hetek alatt is változhatnak és változnak is.

  

Európai űrtervek

A világ űrtudományos élete kissé megfeledkezett egyéb űrhajózási hírek említéséről George Bush 2004-es bejelentését követően, miszerint 2020-ig az Egyesült államok vissza kíván térni a Holdra, mintegy a Mars-utazás előkészítéseképpen, s eközben a Nemzetközi Űrállomás működtetésétől át kívánják csoportosítani a forrásokat, az új fejlesztések érdekében pedig az űrrepülőgépeket 2010-tól nyugdíjba küldik. A bejelentést követően a NASA kidolgozta a maga terveit az Elnök elképzelésének megvalósítása érdekében, a NASA elképzelései kapták a Constellation nevet. Az Európai Űrhivatal (ESA) kifejezte csatlakozási szándékát a programhoz, azonban közeledésük elutasításra talált, majd később némileg enyhítettek a negatív állásponton, az Európai Űrhivatalt az új űrhajó megépítéséből és üzemeltetéséből zárták csak ki, az egyes küldetésekben való részvételt azonban megengedték. Az amerikai hozzáállás új helyzetet teremtett, Európának az emberek világűri küldetésekre ki kellett dolgoznia a maga terveit.

21.  ábra. Az Európai teherűrhajó, azt ATV, az amerikai Apolló és a orosz Szojuz űrhajóval összehasonlítva.

Eközben Oroszország sem maradt tétlen, hiszen már 2000-ben az Orosz Űrügynökség felkérte az ország érdekelt vállalatait, tervezzék meg a Szojuz űrhajó utódját, a szűkös pénzügyi keretek miatt azonban a munka igen nehézkesen haladt. 2004. után az Orosz Űrügynökség megkereste az Európai Űrhivatalt, esetleges csatlakozás reményében, fejlesszék közösen az új orosz űrhajót, az ekkor már nevet is kapott Klipert. Az ESA elfogadta a felkérést, már csak azért is, mert a felek egyetértettek abban, hogy az USA Constellation-jellegű programja túl nagy megterhelést jelentene, az együttműködés megoszthatja a költségeket. Azonban a közös űrhajó kapcsán a pontos együttműködés kereteit nem sikerült tisztázni.

Felvetődött a Kliper kifejlesztésének támogatása, később pedig a CSTS (Crew Space Transportation System – Személyzetet Űrbe-juttató Szállító rendszer) elnevezés alatt foglalták össze a különböző terveket, ezek között a legutolsó változat az európai ATV (Advanced Transport Vehicle – Korszerű Szállító Jármű) műszaki egységére egy Apolló-jellegű kabint, annak orrára pedig egy orbitális egységet csatlakoztattak volna. A szép elképzeléseket évekig tartó meddő vita követte, ez arról szólt, hogy pontosan milyen űrhajó és milyen munkamegosztásban készüljön, illetve honnan bocsássák fel. A párbeszéd során azonban nem sikerült egyetértésre jutni. Az oroszok mindenekelőtt pénzt szerettek volna, míg a tervezést és az magát az építést saját kézben kívánták tartani.

22.  ábra. Az ATV röntgenrajza.

Az ideális eset az lett volna, hogy ha a majdan elkészülő közös űrhajót mind az Ariane-5, mind az orosz (Proton, Angara, vagy még ezután meghatározásra kerülő) hordozórakéta képes lett volna a világűrbe juttatni. Ez a megoldás sem tűnt kivitelezhetőnek. Az európaiak elképzelése az ATVteherűrhajó műszaki moduljának felhasználásáról orosz parancsnoki modullal csatlakoztatva ugyancsak megbukott a merev orosz hozzáállás miatt. A döntésben nyilván politikai összetevők is szerepet játszottak, hiszen az egyre erősödő orosz önbecsülést sértette volna, ha nem az övék a meghatározó és vezető szerep egy űrprogramban. Európai oldalról együttműködés csak egyenlő felek között képzelhető el, ám másik akadály is jelentkezett, Oroszország esetleges elszigetelődése a grúz válság miatt, az európaiak számoltak a helyzet esetleges elmérgesedésével és nem merték megkockáztatni adott helyzetben a szorosabb együttműködést.

 23. ábra. A CSTS, a közös európai-orosz űrhajó.

 

24.  ábra. Az európai űrhajó a Nemzetközi Űrállomáshoz dokkol.

 

25.  ábra. Az európai űrhajó belseje – meglehetősen elnagyoltan.

Eközben a Német Űrügynökség (DLR) és az EADS (European Aeronautic Defence and Space Company – Európai Légvédelmi és Űrhivatal) irányítása mellett egy másik program is körvonalazódott, ha lassan is, mégpedig a „Hopper” fantázianév keretében, az Amerikai Venture Starhoz hasonló hordozórendszer kidolgozásán fáradoztak, legalábbis a kezdeti elképzelések szerint. Viszonylag nagyméretű űrrepülőgép jelentette az alapkoncepciót, az Ariane-5 számára kifejlesztett Vulcain hajtómű feljavított változata adta volna a motort. Az indítást a Maglev (mágnesvasút) számára megépített sínrendszer használatával oldották volna meg Kourouból, az űrrepülőgép azonban nem kerülte volna meg a földet, csupán űrugrást hajtott volna végre nagyjából 130 km-es magasságig, a hasznos teher pedig további gyorsító fokozat segítségével érte volna el a megfelelő pályát.

26.  ábra. Elképzelés az európai Hopper, űrrepülőgépre vonatkozóan.

El is készült egy méretarányos modell, a Phoenix, több kísérletet is végeztek vele, a program azonban pénzhiánnyal szembesült, s manapság már csak kevés szó esik róla, ha egyáltalán. Az Európai Űrügynökség azonban nem vetette el teljes egészében az ötletet, várhatóan 2012-ben az új, kis teljesítményű Vega hordozórakétával felbocsátanak egy kísérleti űreszközt, mellyel a légkörbe való visszatéréssel kapcsolatos tapasztalatok szerzése a cél. Az Intermediate eXperimental Vehicle (IXV – Közepes Kísérleti Jármű) névvel hivatkozott űreszköz esetlegesen a jövőben megépítendő űrrepülőgép számára gyűjthet hasznos ismereteket, ami viszont biztos, megvalósítása igen csak messze évekre van.

27.  ábra. Előkísérlet az európai űrrepülőgéphez. Szárnyal a Phoenix.

A 2008. májusában a DLR és at EADS Astrium által bemutatott legújabb elképzelések a CTV-re vonatkoznak (Crew Transport Vehicle), eszerint legkorábban 2015-ben indulhatna egy visszatérő modullal rendelkező ATV (Advanced Transport Vehicle – Korszerű Szállító Jármű), immár ARV (Advanced Reentry Vehicle – Korszerű Visszatérő Jármű) néven, ennek kifejlesztése egymilliárd Euró alatt lenne – a tervek szerint legalábbis. Az ARV másfél tonnányi terhet tudna visszahozni a Nemzetközi Űrállomásról – elsősorban tudományos kísérletek eredményeit. 2020-ra készülhetne el a háromszemélyes változat, ennek kifejlesztésére viszont már további kétmilliárd Euróra lenne szükség, s minden bizonnyal egy további Ariane-5-ös indítóhely a pilótás utak kiszolgálására Kourouban – ennek költsége bizonnyal nem szerepel még a tervekben.

Az Astrium bejelentése szerint a CTV alacsony orbitális pályán (LEO) és azon túl is alkalmazható lenne, az Ariane-5 csak alacsony földkörüli pályára tudná juttatni az új, 18 tonnás űrhajót, vagyis egy holdutazáshoz egy új, nagyobb teherbírású hordozórakétára lenne szükség, netán a pályán kellene összekapcsolódni egy további gyorsító-fokozattal. Az ILA 2008 repülőnapon- és kiállításon az EADS Astrium be is mutatott egy makettet. A meglehetősen elnagyolt összeállításban a CTV kapszula belső felépítését, illetve a kezelő-szerkezeteket és a megjelenítőket láthatta a közönség.

2008. októberében az ESA végül úgy döntött, felhagy az oroszokkal közösen megépítendő űrhajó tervével és saját űrhajó megépítésébe kezd. A bejelentés korántsem számít a fentiek alapján meglepő fordulatnak, hiszen a már rendelkezésre álló Ariane-5 hordozórakéta és a nemrégiben sikeresen tesztelt, a Nemzetközi Űrállomáshoz dokkolt ATV (Jules Verne) teherűrhajó szervizmoduljának felhasználhatósága tálcán kínálta a lehetőséget. Ám az együttműködés az oroszokkal természetesen folytatódik, hiszen az ATV orosz dokkoló-rendszerrel volt felszerelve, s az oroszok is érdeklődnek az ESA által használt számítógépek, megjelenítők és fedélzeti berendezések iránt.

 

Távoli tervek

Amikor 2004-ben George W. Bush bejelentette „látomását” a pilótás űrrepülések tervezett fejlesztési irányáról, igen sokáig csak erről lehetett hallani, tudományos körökben ez az elképzelés jelentette a fő témát, holott az Európai Űrhivatal Pilótás Űrrepülés Tervező Csoportja már 2003-ban megjelentette tanulmányát ez emberes űrrepülések 2025-ig terjedő lehetséges irányáról, ám ezek az elképzelések mind a mai napig aránylag ismeretlenek maradtak.

A tervek szerint 2025-re Európának folyamatosan lakott holdbázist kell létrehoznia, nemzetközi partnereivel közösen. Ennek a célnak a megvalósításában látják a csoport szakértői a legfontosabb teendőket. „A Hold a 8. kontinens” – címet viseli a nyolc európai országból származó, 23 űrszakértő által készített tervezet.

Jörg Feustel-Büechl, az ESA Pilótás Űrrepülések és Mikrogravitáció nevű szervezetének az igazgatója adta a megbízást a szakértőknek, szerintük milyen irányt kellene adni az űrkutatásnak.

A pilótás űrrepülések témakörének további szakértőinek támogatásával a felkért tudósokat megkérték „vizionálják” az európai városlakókat érintő kihívásokat, egyúttal azokat is, melyekkel egy űrrepülés során kellene szembenézni a személyzetnek.

28.  ábra. Európai holdbázis.

A saját véleményüket kihangsúlyozva, s figyelmen kívül hagyva a politikai és világgazdasági helyzetet, 2003-ban három műhelyt alakítottak Berlinben, Rómában és Párizsban egyet-egyet. Számos hónapon át folyt a megbeszélés és a vita míg kialakult a végső álláspont és döntés, majd az elképzelés nyilvánosságra került, illetve eljuttatták az ESA Miniszterek Tanácsához is.

A történelmet mélységében tekintve – a jelentés szerzői szerint -, mindig az európaiak voltak azok, akik a leghangsúlyosabb szerepet töltötték be alakításában, az övéké volt a vezető szerep, különösen igaz ez a Föld szűz területeinek felfedezésében és meghódításában. Szégyen lenne az elődökre nézve, ha Európa nem törekedne vezető szerepe fenntartására, hiszen mi más törekvés lehetne ennél fontosabb az egyesült Európa nemzetei számára. Ha pedig nem törekedne erre, az visszaütne rá. Ugyanakkor a beszámoló arra is rámutat, Európa nagyobb, mint az Európai Unió. Azaz nyitva hagyja a lehetőséget önálló partnerek bevonására, együttműködésre számol, főként Oroszországgal és Ukrajnával, hiszen ezen két országnak igen jelentős űrkutatási tapasztalata és ereje van.

Az új célok megvalósítása egyáltalán nem igényel lehetetlen fejlesztési feladatokat a szakemberek számára, tehát politikai döntésre van szükség, az egyéb feltételek adottak, vagy pedig nem túl nagy erőfeszítések árán realizálhatók.

- gazdasági vezető-szerepre kell törekedni az integráció keretében, miközben minden résztvevő nemzetnek meg kell őriznie a saját hagyományait;

- a szociális és technológiai beruházásokat erősíteni kell;

-  a világot jól ismerő, tudásalapú társadalom megteremtése a cél az oktatás és a kutatás révén;

-  ki kell alakítani képességeinket törékeny természeti környezetünk megóvása érdekében.

A fenti célok elérése érdekében az Európa Tanács 2002. márciusában szándéknyilatkozatot fogalmazott meg Barcelonában, miszerint a teljes nemzeti összbevétel 3%-át kutatásra-fejlesztésre és technológiai beruházásokra kell fordítani. Az űrkutatás lényegében minden egyes európai lakosnak évente két Eurójába kerül, ez az összeg kevesebb mint a felébe a Flug Revue Magazinnak….

Ha Európa ambiciózus célokat szeretne megvalósítani, akkor egyértelművé kell tenni minden egyes polgár számára, hogy a Földünk lényegében egy űrhajó. Nincsenek utasok a fedélzeten, csakis a személyzet.

29.  ábra. A Marsról talajmintával a Földre induló európai marsszonda művészi ábrázolása.

Azaz mindenféle tervezés és elképzelés nem néhány „álmodozó” vágyait jeleníti meg, puszta szórakozását, hanem a teljes emberi közösséget érinti, annak valamennyi tagjának jövőjére hatást gyakorol. Semmiféleképpen nem lehet tehát „pénzpazarlásként” felfogni. „Úri passziónak”. Bármiféle űrterv megvalósítása érdekében meg kell nyerni azonban a döntéshozókat, azaz a politikusokat is, akiknek nagyon nem fűlik a foga az ilyesmihez, miközben hihetetlen összegeket szórnak szét. A tudósoktól és a technikától várják a megoldásokat azokra a bajokra, melyeket ők okoztak, miközben nem támogatják a tudományt, vagy csak tessék-lássék módjára.

Miért essék a választás a Holdra és miért hozzunk ott létre telepeket, hiszen a mai technológiával a kutató-robotok egész garmadáját tudnánk bevetni? A válasz igen egyszerű, s magyarázható az emberi tudásvággyal, csodakereséssel és kíváncsisággal. Nem elégszünk meg azzal, ha más országokról és kultúrákról csak a televízióban látunk, szeretünk elmenni a helyszínre, a saját szemünkkel látni, hallani, megtapasztalni az illatokat és az ízeket. Az ember a természeténél fogva kíváncsi, e nélkül a nagyszerű tulajdonsága nélkül senki sem tudna talán még ma sem Amerika létezéséről, legfeljebb a kínaiak és a japánok…

Eltekintve a műholdjaink által végzett puszta kutatómunkától, amiről általában túl keveset tudunk, felmerül a kérdés, mitévők legyünk a Nemzetközi Űrállomás kora után? Folytassuk az építkezést és hozzunk létre még hatalmasabb űrállomásokat a Föld körüli pályán, vagy pedig építsünk kutatóbázisokat és húzzunk fel házakat a Holdon? Hosszú távú kutatómunka végzése a biológia, az emberi viselkedés és az orvoslás területén sokkal barátságosabb környezetben vihető végbe a Hold felszínén, mint orbitális pályán. Továbbá, a Hold ideális kísérleti laboratórium a Naprendszer felé irányuló további kutatások – különösképpen a Mars – számára, kiindulópontként.

Mivel a Holdnak nincs légköre, ideális hely csillagászati kutatások számára. Az űrteleszkópok, különösen a Hubble, megnövelték étvágyunkat, képességeinket jelentős mértékben azonban csak a Hold felszínén növelhetjük. Technológiailag egyáltalán nem jelent gondot egy-egy kráter felhasználása a cél érdekében, ha gigantikus rádiótávcsövet kell összeállítani, különösen alkalmas helynek kínálkozik a Hold túlsó oldala, a Föld hatásaitól mentes terület. Már egy 16 méter átmérőjű optikai távcső alkalmas lenne távoli naprendszerek Föld-típusú bolygóinak felfedezésére.

Mindez természetesen hatalmas összegekbe kerülne, a lépték azonban már korántsem lenne olyan félelmetes, ha azt vesszük, a költségek legalább húsz évre oszlanának el. Másrészről viszont, a Hold benépesítése rendkívüli gazdasági előnyökkel járna. A sok-sok új munkahely létrehozása és a technológiai fellendülés mellett a holdi nyersanyagkészlet igencsak érdeklődésre tarthat számot a földi ipar szempontjából. Csupán egyetlen tétel, a holdi regolit-sziklák Hélium-3 tartalma elegendő ahhoz, hogy akár az egész emberiség energia-gondját megoldják általa – itt a Földön. Ha semmi mást nem veszünk tekintetbe, csak ezt az egyetlen lehetőséget, már megérte.

Leszögezhetjük, rendelkezünk a szükséges tudományos és technikai háttérrel e „vízió” megvalósítására. Aminek viszont hiányában vagyunk, az a politikai szándék. Mintha a politikusoknak nem állnak a technikai-gazdasági fejlődés ösztönzése mellé. Vajon miért? Pedig Európának lehetősége lenne a kutatások úttörőjeként újra a világ élére állni és még szűz területek meghódításával biztosítani saját gazdasági, technológiai, társadalmi jövőjét.

 

Az Auróra-program

Az Auróra-program elsődleges célja, hogy először is felvázolja, majd meghatározza Európa hosszú távú tervezetét kezdetben robotokkal, majd pilótás űrhajókkal folytatva a Naprendszer égitesteinek felkutatását, nem titkoltan, a Földön kívüli élet reményében.

Az Auróra-program igyekszik támogatást adni az ESA-n belül már futó tervezeteknek és technológiai fejlesztéseknek, nemzeti célkitűzéseknek, ezeket integrálni, áttekinthető és összefüggő, közös európai keretbe foglalni, a fejlesztésekhez egységes hátteret nyújtani.

Az emberiség történelmének hajnala óta a kutatás iránti vágy vezetett bolygónk teljes benépesítéséhez. Manapság ez a terjeszkedés immár túlmutat planétánkon, a Naprendszer térségeibe, jelenleg elsősorban robotfelderítőkkel. Vajon folytatódni fog-e az emberi faj terjeszkedése? A társadalmi tudat jelenlegi szintjén, mindez csak idő kérdése.

2025-re, pilótás űrrepülés a Marsra, már valósággá válhat. A Holdat fel lehet használni ehhez ugródeszkának, illetve a nagy útra való felkészülésre is. Egy ilyen jellegű út nehézségei már leküzdöttnek tekinthetők, a szükséges technológia rendelkezésünkre áll, illetve rövid idő alatt kifejleszthető és megteremthető.

Az emberi űrkutatás terén kellő tapasztalatot felhalmozva, köszönhetően a Nemzetközi Űrállomáson végzett nemzetközi munka eredményének, az európaiak – ha úgy döntenek -, kulcsszerepet játszhatnak a jövő pilótás űrkísérleteiben. Amennyiben pontos menetrend születik, akkor az európai tudósok máris hozzáláthatnak a Nemzetközi Űrállomás működtetése során gyűjtött tapasztalatok új küldetések megvalósítása érdekében történő átkonvergálásához. El kell dönteni, mely területeken kíván Európa vezető szerephez jutni, egyáltalán akar-e, s ha igen, akkor az adott területek tudósait mozgósítani kell sürgősen. Természetesen a jövendőbeli partnereket sem lehet kihagyni.

A következő húsz évben robotok-vezette küldetések készítik elő a pilótás űrrepüléseket, annyi tudományos és műszaki adatok összegyűjtvén, amennyit csak lehetséges, anélkül, hogy a tudósok a helyszínen dolgoznának. Ezek az automata berendezések hozzájárulnak és egyben igazolják az emberes Mars-repülések biztonságos kivitelezhetőségét.

Néhány kulcsfontosságú technológiai alkalmazás igencsak fontos szerepet tölt majd be a pilótás küldetésekben, a vörös bolygón az élet keresése in situ körülmények között, valamint a naprendszer más égitestein, bolygókon és holdakon. A lágy és pontos leszállás, a talajmintavétel és a minta vissza hozatala nemcsak az adott technológia alkalmazhatóságát igazolja. Ezek a vállalkozások rendkívül fejlett exobiológiai kísérleti berendezéseket szállítanak magukkal, néhány alapvető fontosságú kérdésre keresvén választ, mint például az élet eredetére a Naprendszerben, s kipusztulásának néhány lehetséges okára.

Ezek a kezdeti küldetések nagyban hozzájárulnak technológiai teljesítőképességünk továbbfejlesztéséhez, ezáltal az Auróra-program a fejlesztések központi kerete lehet. Hatással bír majd az érzékelési technikára, az információs technikára, az űreszköz számára bizonyos önállóság rendelésére (a jelek a Marsról való megérkezésének késlekedési ideje tekintetében), biokémiai technológiára (az élet kutatása során meg kell értenünk a földi élet mibenlétét, azt, milyen különböző formákat ölthet, hogyan azonosítható, miként őrizhető meg szennyezetlensége), a navigációs és kommunikációs technológiára (pontos leszállás és nagymennyiségű adat továbbítása), de érinti még a meghajtás, az energia-ellátás, a konzerválás, az adatátvitel, a jó működőképesség megőrzését és a raktározási technikát, a hőmérséklet-kontrollálás, az extrém hőmérsékleteknek való ellenállás, a káros sugárzás hatását az elektronikára, a helyszíni nyersanyag-felhasználás lehetőségét, az aerotermodinamika, stb. - tudományterületeket.

A program puszta felvázolása is már mutatja, a tudomány részéről interdiszciplinális megközelítésre van szükség, a tudományterületek, a technológia és az űrtevékenység összehangolására. Az Auróra-programra tehát úgy lehet tekinteni mint az emberi felfedezés iránytűjére, ahol rendkívül sok tudományos eredményt kamatoztathatnak az űrhajózástól akár egészen távoli területek is.

2008. novemberében azonban az ESA miniszteri szintű ülésén olyan döntéseket hozott, mely a fentiekkel gyökeresen ellentétes. A hosszú távú űrkutatás-fejlesztés vonatkozásában döntöttek a jövőről. A személyzettel ellátott CTV fejlesztésének alapjául szolgáló, az ATV-ből kifejlesztendő ARVűrhajónak 2015-re kellett volna elkészülnie, így ki tudta volna még szolgálni a jelen tervek szerint 2020-ig üzemelő Nemzetközi Űrállomást, s lehetőség nyílt volna a személyzettel ellátott űrhajó éles körülmények közötti kipróbálására. Erre 300 millió Eurót kért az ESA a 2009-2011-es költségvetése keretében. Mindösszesen 21 milliót meg is szavaztak neki…

A kért összeg semmire sem elég, ezért ARV-re és a CTV-re is lényegében végzetes csapást jelent. Semmiféle értelmes magyarázat nincs a döntés mögött.  Európa döntéshozói, akik a fejlődés mellett is dönthettek volna, Európa vezető szerepének helyreállítása mellett, ismerve az amerikai álláspontot, mégis jobbnak láttak más utat választani, mely lényegében sehova sem vezet.

30.  ábra. Vajon lép-e valaha európai űrhajós a Marsra?

 

Lezárva: 2010. március

Források:

http://www.nasa.gov/mission_pages/constellation/main/index.html

http://www.sg.hu/kep/2008_12/sg_2008_02_05_n.jpg

http://www.astronautix.com/

http://www.sg.hu/cikkek/70185/teszteltek_a_vilag_legerosebb_ionhajtomuvet

http://urvilag.hu

http://flyingsinger.blogspot.com/2007/02/euromoon-pgase-ctv-in-orbiter.html

http://www.esa.int/esaMI/Aurora/

http://esamultimedia.esa.int/docs/exploration/StakeholderConsultations/Moon_The_8th_Continent.pdf

http://www.marsdaily.com/reports/Scientist_eyes_39-day_voyage_to_Mars_999.html

http://sg.hu 

wikipédia

Flug Revue 10/2004

III. - rész.

2004. január 14-én jelentette be George W. Bush amerikai elnök Amerika legújabb nagyratörő űrterveit. Az oroszok csendben követték az eseményeket, majd 2009. elején ők is körvonalazták a maguk elképzeléseit. Egyre több nemzet hozza nyilvánosságra a szándékait égi kísérőnk emberes meghódításáról. A kínai, indiai, japán elgondolásokról még keveset tudunk, de más, űrkutatási és űrhajózási múlttal alig vagy egyáltalán nem rendelkező országok is csatasorba álltak. Vajon e bejelentések valósak, netán pusztán politikai célokat szolgálnak egy-egy nemzet erejének hangsúlyozására, netán fitogtatására? Nem tudni, ezt majd a jövő dönti el. Mindenesetre, a távolabbi űrcélok kapcsán meghatározott összegek - akár a Hold, akár a Mars meghódítása esetén -, irreálisan magasak, és egyáltalán nem valósak. Akár a holdutazás, akár a Mars meglátogatása dollár százmilliárdok töredékéből is megvalósítható. A Föld elhagyása tehát nem gazdasági kérdés, hanem politikai. Jelen tanulmányban  Oroszország és Kína űrterveit mutatjuk be. A helyzet persze gyorsan változhat, akár napok alatt is.

Oroszország – az örök Szojuz

            Oroszország elődje, a nagy Szovjetunió, fontos mérföldköveket fektetett le az űrhajózás történetében. Oroszország, a „szövetségbe forrt szabad köztársaságok” önállósodása után, igen kellemetlen helyzetbe került, s habár vitathatatlanul tapasztalatok terén igen kevés nemzet veheti fel a versenyt az orosz szakemberekkel és űrhajósokkal, a jövő terén mégis sok a kérdőjel.

Oroszország és egyben a világ eddigi legsikeresebb űrhajó-családjának tekinthető a Szojuz. AVosztok és a Voszhod űrhajók örököseként elvárták tőle a világűrben végrehajtandó komolyabb manővereket, űrállomás-kiszolgálást, sőt, a holdutazást is. A lehetőség szerint igen rugalmasan alkalmazható űreszköz három fő résszel rendelkezik.

1. ábra. Az immár közel fél évszázados Szojuz űrhajó

A Műszaki Egység feladata a napelemek általi energiatermelés, de itt találhatók az űrhajó hajtóművei is. A Visszatérő Egység lekerekített csonka kúp formájú, ebben foglal helyet a legénység leszálláskor, de a kilövési eljárás idején is. Az irányító-rendszereket ugyancsak itt találhatjuk. Végül, az űrhajó csúcsa felé haladva legfelül kapott helyet az Orbitális Egység, benne a hasznos teher, tudományos műszerek és egyéb berendezések, a legelején pedig dokkoló-rendszer foglal helyet, zsilipajtóval. A visszatérés megkezdése előtt az Orbitális Egységet leválasztják, majd a hajtóművet beindítva fékezik az űrhajót. Később leválik a Műszaki Egység is, a Visszatérő Egység pedig belép a légkörbe, az alján hővédő pajzs óvja az áthevüléstől, végül ejtőernyős fékezést követően ér földet, az utolsó métereken kicsiny fékezőrakéták enyhítik az ütközés erejét.

A Szojuz űrhajó első három kísérleti indítása kisebb nagyobb balesetekkel találkozott, ennek ellenére 1967. április 23-án már pilótával bocsátották fel, Vlagyimir Komarovval a fedélzetén.  Az út mindjárt tragédiába is torkollott, a műszaki hibák sorozata miatt félbeszakított repülés végén, az ejtőernyős ereszkedés fázisában sem a fő, sem a tartalék ernyő nem nyílt ki, a leszállóegység nagy sebességgel a földbe csapódott, az űrhajós szörnyet halt.

A katasztrófa után az ejtőernyő-rendszert áttervezték, ám a munka lassan haladt, hiszen öt különböző Szojuz űrhajót fejlesztettek egy időben, más-más hordozórakétákhoz. A listán szerepelt többek közt egy Holdat megkerülő típus (Szojuz 7K-L1), egy Holdra szálló változat (Szojuz 7K-LOK), az előbbiProton hordozórakétával, az utóbbi pedig az N1-essel repült volna, míg a többi Szojuz típus az R-7-essel.

A Szojuz űrhajók esetén az automatizálást részesítették előnyben, pl. a dokkolás emberi beavatkozás nélkül zajlik le, míg az amerikaiak általában a kézi vezérlést részesítették előnyben, automatikus dokkolásra csak az Amerikai elnök által nemrégiben törölt Constellation Program Orion űrhajója lett volna képes, azaz az orosz technikához képest 50 éves lemaradással.

Az Apolló-8 holdkerülését követően a Szojuz 7K-L1 program már nem volt politikailag számottevő, így személyzet nélkül repült, mint Zond űrszonda (Az első példány a Vénusz felé indult, a Zond-2 már 1964-ben plazmahajtóművet(!) használt a Mars felé vezető pályája során, a többi Zond a holdkutatásban kapott szerepet.), közülük négy sikeresen vissza is tért a Földre. Az N1-es hordozórakéta sorozatos kudarca viszont a orosz holdkomp égi kísérőnk felszínére juttatását akadályozta meg, s szégyenteljes kudarcok beismerése helyett azok letagadását választották, a szovjet holdprogram létezéséről csak évtizedekkel később szerezhettünk tudomást, a Szovjetunió széthullását követően.

A szovjet űrprogram a holdverseny elvesztését követően az űrállomások építése felé fordult, a civilDOS és a katonai Almaz program űrállomásait egyaránt Szaljut néven állították pályára, összesen hetet, két kudarc mellett.

Az első Szaljut-küldetés ugyancsak tragédiával végződött, habár sikeresen dokkolt, szállt át az űrállomásra, s dolgozott annak fedélzetén, a háromfős, szkafandert nem viselő legénység a visszatérés során életét vesztette egy idő előtt kinyílt nyomáskiegyenlítő szelep miatt.

2. ábra. A leglátványosabb fejlődést a lényegében a Szojuz űrhajó belsejében láthatjuk. A legkorábbi Szojuz űrhajók vezérlőpultja.

Az űrhajó belső terét ezután áttervezték, s a továbbiakban már csak két személyt szállított, akik a fel- és leszálláskor viszont már űrruhában voltak. A napelemek lekerültek az űrhajóról, helyette akkumulátorokat alkalmaztak, így a működési ideje ugyan megrövidült, viszont úgyis az űrállomáshoz repült, nem is volt lényegében szükség tartós, önálló repülési képesség megtartására. Az így megalkotott Szojuz7K-T sorozat 31 alkalommal járt az űrben. Farkas Bertalant is ez a típus szállította a Szaljut-6 űrállomásra, megbízható űrhajóként szolgálva a szovjet űrprogramot.

A következő típus, a Szojuz-T az 1960-as években még mint Szojuz 7K-VI-ként kezdte pályafutását, a hadsereg számára tervezték, majd a cél többször módosult, s végül az 1970-es évek közepére készült el. Ez az űrhajó már ismét háromszemélyes volt, ám magassági és súlykorlátok bevezetése mellett.

3. ábra. A Szojuz-T űrhajó vezérlőpultja.

Digitális repülésirányító rendszert használt, visszatértek a napelemes változathoz, üzemanyag-mennyiségét is megnövelték, így sokkal komolyabb pályamódosításokat is végre tudott hajtani.

A Szojuz-T változathoz köthető egy máig egyedülálló manőver végrehajtása, a 15-ös példány előbb aMír űrállomással kapcsolódott össze, majd az űrhajó két fős személyzettel felkereste a nagyjából 4000 km-re keringő Szaljut-7 űrállomást, azt megjavították, majd újra visszatértek a Mírre.

A Mír, modulrendszerű űrállomás építésével új korszak kezdődött, ehhez kapcsolódott volna az orosz űrrepülőgép, a Burán is, a Szojuz űrhajókat tartalékként használva amennyiben az űrrepülőgéppel probléma adódna. Az űrrepülőgép-programot azonban törölték, viszont a Szojuz űrhajót továbbfejlesztették, könnyebb és erősebb szerkezetet kapott, puhább földet érést biztosító rendszereket alakítottak ki, az új változat pedig a Szojuz TM nevet kapta.

A szovjet űrprogram súlyos válság elé nézett, egyedül a Mír űrállomás maradt, mint jelentős program, s vele a Szojuz TM űrhajó. Egyre több bérmunkát voltak kénytelenek vállalni, a működési költségek egy része külföldről érkezett. Az USA űrállomás-programja vajúdott, többször átdolgozták, a NASA is betársult aMír üzemeltetésébe. Lényegében az első űrturistát is a szovjet űrállomás fedélzetén köszönthették, újabb korszakot nyitva a világűr meghódításában, a Japán TBS tévétársaság 28 millió dollárt fizetett ezért, és egyben japán első űrhajósaként így jutott fel az űrbe.

4. ábra. A Szojuz-TM űrhajó vezérlőpultja.

A Míren hosszú távú repüléseket hajtottak végre, modulrendszere korábban lehetetlen bővítéseket biztosított, a Kvant, Kvant-2, Szpektr, Krisztall, Priroda és az űrsiklók dokkolásához használt dokkoló-modullal kiépítve teljes tömege meghaladta a 124 tonnát.

A Mír-2 már nem épült meg, miként az önálló USA űrállomás sem, az orosz elemeket a Nemzetközi Űrállomásba integrálták. A kiszolgálásához új űrhajó-változatot dolgoztak ki, a személyzetre vonatkozó korlátozásokat kitolták, így az adott űrhajós akár már 190 cm magas és 95 kilogramm is lehet. A fékező ejtőernyőket és a –rakétákat is módosították a puhább földet érés érdekében, változott a fedélzeti kezelőpanel. A módosításoknak ára volt, így már csak 100 kg hasznos terhet vihettek fel és 50-et hozhattak vissza.

Az eredeti elképzelések szerint a Szojuz TMA csak mentőegységként szolgált volna vész esetén, a Nemzetközi Űrállomás 3 fős legénységének menekítésére, azonban az amerikaiak törölték lakómoduljuk felvitelét, miként a mentőcsónak tervezetüket is, így a Szojuz TMA maradt az űrállomás személyzetcseréjének egyetlen eszköze a Columbia űrrepülőgép katasztrófáját követően, s lesz majd a jövőben is, az amerikai űrrepülőgépek 2010-es nyugdíjazását követően hosszú évekig. A korszerűsítési munkák folyamatosan zajlanak, 2010. Szeptember 30-.án indul a világűrbe a legfrissebb változat első példány Szojuz TMA-01M néven.

5. ábra. Végül az immár teljesen digitális Szojuz-TMA.

A Szojuz és hordozórakétája nagyszerű tervezését bizonyítja, hogy az 1960-as években történt kifejlesztésüket követően még 50 évvel is egészen biztosan repülni fognak majd, kiszolgálván az ISS-t, az emberiség eddigi legnagyobb léptékű űrvállalkozását.  

Sőt, történelmi pályája akár még magasabbra ívelhet, hiszen a már most is rendelkezésre álló BlockD/DM, illetve a Fregatt rakétafokozattal megtoldva akár a közeljövőben is képes lenne egy holdkörüli repülésre, űrturistáknak 100 millió dollárért kínálják a lehetőséget; illetve, kisebb változtatásokkal, a nem túl távoli jövőben akár a holdraszállás is kivitelezhető vele. Sikertörténete tehát páratlan.

 

A Burán űrrepülőgép és a Energia hordozórakéta

Amikor az USA bejelentette űrrepülőgép-programját, nem titkoltan katonai szerepet is szánva neki, a szovjetek lemaradni látszottak. Nekiláttak tehát ők is a fejlesztéseknek, hogy az 1980-as évek végére megfelelő választ adjanak, megépítsék a maguk újrafelhasználható űrsiklóját. A szovjetek számos megoldást az amerikaiaktól vettek át, a formát mindenképpen.

6. ábra. A Burán űrrepülőgép büszkén emelkedik az Energia óriásrakéta hátára erősítve.

Az amerikai megoldáshoz képest a szovjet rendszer sokkal rugalmasabb, hiszen a hordozórakéta-komplexumot az űrrepülőgép nélkül is lehet használni, ellentétben az amerikaiakéval. Erre később a NASA is rájött, de soha nem jutott el a fejlesztésekben a megvalósításig. Az orosz űrrepülőgépet is szállító Energia rakéta teherbíró-képessége egészen páratlan, akár 200 tonnát is képes lenne a földkörüli pályára juttatni – kiépítésétől függően.

Az orosz óriásrakéta hivatott nehéz terheket a világűrbe szállítani, közte a Burán Űrrepülőgépet. Az orosz űrrepülőgép lényegében azonos méreteiben az amerikai nővérével, ám hasznos terhet többet tudott szállítani, révén a főhajtóművek magán az Energia rakétán kaptak helyet, így azok nem jelentettek plusz terhet a Burán számára, viszont nem is voltak újrafelhasználhatók. Az Energia rakéta oxigén-hidrogén keverékkel működött.

Jóval nagyobb szerepet kívántak a Buránnak szánni, mint az amerikaiak a saját űrrepülőgépüknek, kezdve a szovjet rakétapajzs kiépítésétől a Mír-2 űrállomás felépítésén át a nukleáris hulladékot a Napba szállító űreszközök felbocsátásáig, beleértve természetesen a Hold és a Mars benépesítését is.

Az Energia nehézrakéta első kipróbálására 1987-ben került sor, amikor a Poljusz katonai műholdat kívánták vele felbocsátani, ám annak irányítórendszere hibája miatt ez nem sikerült. A főpróba tehát megtörtént, indulhatott a Burán, ám pilóta nélkül. 1988. november 15-én startolt és alig 206 perc múlva már vissza is tért, teljesen automatikus vezérlés mellett. A siker ellenére azonban soha nem repült újra. Egyszerűen nem volt pénz a működtetésére. Következő repülésének időpontját ki sem tűzték.

Végül Kazahsztán birtokába került, ahol egy hangár rászakadt és összetört, a másik – majdnem teljesen kész – űrrepülőgép a Picska nevet kapta, ugyancsak Kazahsztánban található – a szabad ég alatt rohad…

További két példány van félkész állapotban, s történtek próbálkozások a program feltámasztására, de erre kevés esély van. Az Energia hordozó-rakéta is rendkívüli képességekkel rendelkezik, ezt bizonyította is, újbóli használata ugyancsak politikai döntés kérdése, s az ugyancsak hiányzik. Az új orosz fejlesztési tervekben nyoma sincs.

 

7. ábra. Majd ér gyászos véget évekkel a sikeres útját követően a ráomlott hangártető alatt…

Az Angarától a Klipperig

A Szovjetunió felbomlása jelentősen kihatott az űrprogramra is. Oroszország vette át a programok nagy részét, de csak a kezdeti sokkhatást követően. Számos terv esett áldozatul a pénzhiánynak, de volt, hogy az adott programot ugyan nem törölték, de egy kopejkát sem áldoztak rá többé. Így járt a Buranűrrepülőgép és az Energia hordozórakéta is. Egyetlen reménységük a Mír űrállomás maradt, ennek fenntartásába viszont a külföldi partnerek, mindenekelőtt az USA is beszállt.

Az űrtechnikát a teljes összeomlástól a Nemzetközi Űrállomásba kapcsolódással kívánták megakadályozni, az egyik alapegység, a Zarja NASA pénzből készült. Az első teljesen orosz egység aZvezda így is másfél évet késett. Az orosz egységek közül 2010. tavaszáig csak egyetlen újabb került fel, aPirsz. Bő 8 évnek kellett eltelnie tehát a következő orosz modult csatlakoztatásáig, még ha csak egy igen szerény méretű dokkoló és zsilipkamráról van is szó. Az MRM-1 és a Ruszvet  (Hajnal) kettőséről van szó, ez utóbbi pedig igen hasonlatos a Pirszhez. Csatlakoztatásával négy dokkoló-egység van immár az ISS-en. Komolyabb orosz kutató-egység felvitele 2012 előtt nem esedékes. Viszont a Nemzetközi Űrállomás működése és működtetése lehetetlen lenne az elkövetkezendő években az orosz Szojuz TMA használata nélkül.

A szovjet korszak befejeződésével az oroszokat talán a legnagyobb csapásként érte a kazahsztáni űrrepülőtér határon kívülre kerülése. 1995-ig eléggé zavaros állapotok uralkodtak ott, a sorvadás látványos volt, ám egy 1995-ös egyezmény alapján a város orosz felügyelet és -költségvetés alá került, az űrközpont bérleti jogát elég különleges módon oldották meg, így került pl. az első két orosz űrrepülőgép kazah tulajdonba.

2005-ben az egyezményt megújították, az oroszok jelenléte így 2050-ig garantált, évi 115 millió dollárért, évente újabb 50 millió dollárt a létesítmények használatáért. Az egyezményt Kazahsztán csak 2010-ben ratifikálta, miután az oroszok más egyezmények felbontásával fenyegettek. A kedélyek azóta sem csillapodtak, ami Oroszországnak igen kellemetlen, hiszen a Proton és a Zenit hordozórakéták csak Kazahsztánból indíthatók. A Szojuzokat ugyan fel lehetne bocsátani Pleszeckből, de már csak pilóták nélkül. A probléma áthidalására egyeztek meg az ESA-val és építettek fel indítóállást a Szojuzok számára Kourouban, illetve új hordozórakéta fejlesztésébe kezdtek.

            A megoldás másik útja teljesen új űrközpont felépítése, ennek bejelentése 2008-ban meg is történt. A helyszín az orosz-kínai határvidék, azaz távol-kelet, Vosztocsnij. Az építkezést 2010-ben kezdték. 2015-re a legtöbb létesítménynek már állnia kell, azonban emberek felbocsátása erről az új űrközpontról csak 2018-ban várható. Az űrközpontot kiegészíti majd egy komplett légi bázis, új kozmonauta-kiképzőközpont, kutató-fejlesztő állomás, egy vadonatúj város a dolgozóknak, s természetesen egy elnöki birtok. A tervek szerint 2020-tól már a teljes orosz űrprogramot innen kívánják bonyolítani.

Nem elég, hogy a legfontosabb űrrepülőtér nem orosz területen van, de egyes hordozórakétákat sem „otthon” gyártják, pl. a Zenit, vagy a Ciklon típusokat Ukrajnában. A megoldást teljesen új, modul-rendszerű hordozórakéta kifejlesztésében látták, s már az 1990-es évek elején elkezdték tervezni azAngara-család elemeit, a Ciklon, a Zenit, a Proton és a Szojuz hordozórakéta-családok teljes ki- és felváltására.

Az 1992-es változatok még kissé furcsán hatottak, azóta a tervek nagyban módosultak, a legfrissebb elképzelések 2008-ban születtek.  

8. ábra. Az Angara hordozórakéta különböző kiépítései.

Az Angara modul-rendszerű, alapegysége az üresen 10 tonna tömegű URM (Univerzális Rakéta Modul),  feltöltve 140 tonna, s egyetlen RD-191-es hajtómű gyorsítja. A nagyobb változatok több ilyen fokozat párhuzamos elhelyezéséről szólnak.

Az Angara-7 már hét darab URM fokozatot tartalmazna, teherbíró-képessége ezáltal 43 tonnára növekedne, ami a Proton rakétáknak a duplájánál is több. Az Angara-100 terveivel is megismerkedhettünk már 2005-ben, ez már nem az URM elemekre épül, hanem megnagyobbított részelemekre, s a hajtómű is más, RD-170 és RD-180-as. Az RD-170-es még a Zenit rakétákhoz készült, az RD-180 ennek „félbevágott” változata, jelenleg az amerikai Atlas hordozórakéta első fokozatát gyorsítja. Az Angara-100 teherbírása már eléri a 110 tonnát, a jövőbeni Hold- és marsrepülések kiszolgálására készül.

Habár a pénzhiány még átmenetileg gondot okoz, az RD-191 hajtómű fejlesztése elég lassan halad, még csak egyetlen URM készült el, felbocsátása csak 2011 végén várható, újabb rakétacsalád körvonala is egyre jobban kibontakozik.

Az Hrunyicsev vállalat mellett a másik óriás is letette a maga terveit az asztalra, hiszen a Roszkozmosz sem akart lemaradni, az elképzeléseiket pedig már eleve az új, a Vosztocsnij Űrbázis adottságaihoz hangolták. Nemrég készült el a Szojuz-2, illetve Szojuz-3 változat, immár nagyobb teljesítménnyel.

Első fokozata 3 db RD-180-as hajtóművet tartalmaz, a második fokozat pedig 4 db RD-1024-est. A pilótás változatnak 18.8 tonnát kell tudnia pályára juttatni, teherszállító változatai 23, 35, illetőleg 50 tonnát. A gyártási felügyeletet a Progresz Tervezőiroda nyerte el. A végleges terveket 2010. szeptemberéig kell letenni az asztalra.

A határidőket tekintve az új rakéta nem állhat szolgálatba korábban 2015-nél a Vosztocsnij Űrközpont elkészülte előtt. A hírek szerint a RUSz-M nevet viseli. Az Orosz Űrügynökség két, nagyjából hasonló hordozórakéta-család kifejlesztését rendelte meg tehát, a döntés mögött olyan elképzelés is állhat, miszerint nem akarnak egyetlen típustól függeni, hiszen ha bárhol gond merülne fel, az egész űrprogram veszélybe kerülhetne.

9. ábra. A RUSz-M hordozórakéta változatai.

A Szovjetunió széthullását követően három nagyobb, űrhajók tervezésével és építésével foglalkozni kívánó cég maradt az orosz űriparban. Az Orosz Űrügynökség 2005-ben írt ki pályázatot a Szojuz űrhajók kiváltására mind az ISS, mind a későbbi űrprogramokban. A sorban az első a Molnyija, az orosz űrrepülőgépes program meghatározó résztvevői.

A Molnyija az 1990-es években hozakodott elő a MAKS tervezettel, az Antonov-225 óriás teherszállító repülőgép hátáról világűrbe induló űrrepülőgépre vonatkozó elképzelésével. Több verziót is kidolgoztak. 1993-94-ben teszteket is végrehajtottak, arra voltak kíváncsiak, vajon lehetséges-e az óriásgép hátáról űreszközt indítani. Az ESA pénzelte a kísérleteket. Habár a MAKS kifejlesztése is hasznos információkhoz jutott volna, ha folytatják, igazából az angol HOTOL űrrepülőgép fejlesztése jutott gazdag tapasztalatokhoz, melynek indítását ugyancsak az Antonov-225 hátáról tervezik.

A Molnyija nem kapott támogatást, ennek az is oka lehet, hogy az Antonov gyár Ukrajna területén található. Orosz rendszerre volt szükség.

A sorban a második a Hrunyicsev vállalat. Űrállomás-építésben rendelkeznek gazdag tapasztalatokkal. Ők állnak az Angara fejlesztések mögött is. A Szaljut és az Almaz űrállomásokkal megépítésével szereztek hírnevet. Az utóbbi katonai célokat szolgált, s ki is fejlesztettek hozzá egy személyszállító űrhajót, mely a TKS nevet kapta. Annak idején még Csalomej tervezte, a katonai célok mellett a Hold-repülésekhez is felhasználták volna.

A TKS alapvetően különbözött mind a Szojuz, mind az Apolló típustól. Három fő egység alkotta, a méretes FGB egység volt a hasznos teher raktere, a személyzet élettere. Saját hajtóművekkel és hajtóanyagtartályokkal rendelkezett, külön építőelemként is alkalmazható volt, az ISS orosz modulja, a Zarjais lényegében egy átalakított FGB egység.

10.  ábra. Az épülő új orosz űrtámaszpont helyszíne, Vosztocsnij.

A második fő része a Visszatérő Egység (VA), emlékeztet az Apolló Parancsnoki Egységére, de annál kisebb. A harmadik rész a VA modul Hajtóműegysége. Fő feladata a fékezés. A TKS-t pilótás módban soha nem próbálták ki, űrállomás-modulként azonban többször is felhasználták.

A Hrunyicsev a TKS-en alapuló terveket nyújtott be, űrhajója a PTK nevet kapta. A VA Egységet jelentősen megnövelték, aljára pedig az adott feladathoz megfelelő modult lehet csatlakoztatni attól függően, hogy hosszú távú repülésről van szó, vagy csak a űrállomáshoz kell csatlakozni. Készült teherűrhajó változat is.

11.  ábra. A Klipper űrhajó.

A harmadik és legnagyobb a sorban az Energia, ők gyártják a Szojuz (R7) hordozórakéta-család egyes típusait, a Szojuz űrhajókat és a Progresz teherűrhajókat. Még 2000-ben kezdték meg a tervezést egy „emelő test” típusú űrhajóval. Ez a változat ejtőernyővel ért volna földet. Később a terveket módosították, az űrhajó kis szárnyakat is kapott, hogy kifutópályára is leszállhasson.

A fejlesztés egy ideig párhuzamosan haladt, végül a szárnyas verzió győzött. Hővédelméről az amerikai és orosz űrrepülőgépeken megismert, ám továbbfejlesztett csempék gondoskodnának. Az űrhajó végéhez Orbitális Egység csatlakoztatható, némileg megnövelvén az életteret, továbbá egy kis Műszaki Egység a pályaváltoztatáshoz, a magasabb pályák eléréséhez. Az űrhajó a Klipper nevet kapta.

A Műszaki Egységet később „Parom” nevű Kiszolgáló Egység váltotta fel, mely külön hordozórakétával indul, a világűrben dokkol a Klipperhez, agy juttatva fel az űrhajót az űrállomáshoz. Az FGB Egységhez hasonló Parom nemcsak a meghajtásért felel, a két végén egy-egy összekapcsoló-berendezéssel is ellátták, s némi plusz élettérrel is rendelkezett.

A 6.8 tonnás Parom újratölthető és többször felhasználható. Élettartamát 15 évre szánták, folyamatosan kiszolgálhatta volna tehát a Klipper űrhajót és a teherhajókat. A Paromnak az adta létjogosultságát, hogy kettébontották vele a Klippert, a két eszköz így két kisebb hordozórakétával is indíthatóvá vált, nagyobb méretű rakéta helyett tehát akár két Szojuz-2. A Klipper a két pilóta mellett további négy embert tudott szállítani.

2006-ban azonban eltolták a döntéshozatalt, pedig már az életnagyságú modellt is büszkén mutogatták, az ESA ugyanis 2005. decemberében közölte, nem kíván részt venni a közös programban.

2006. júliusában az Orosz Űrhivatal bejelentette, egyelőre lemondanak a Szojuzok lecseréléséről, az eddigi tervek tehát tervek maradnak.

12. ábra. Az ACTS tervezet Föld körüli- és a Holdhoz tervezett változata, összevetve a Szojuz-TM űrhajóval.

 

A PPTS – avagy az Orionszkij

Az oroszok mihamarabb szerettek volna választ adni Bush elnök Constellation tervezetére, s ehhez igyekeztek is szövetségest találni, aki lehetőleg minél több pénzzel és tapasztalattal beszáll a fejlesztésekbe, ám az orosz űrtitkokat lehetőleg ne kelljen megosztani. Így adódott a közös európai-orosz űrhajó ötlete, nyilván nem kis megtakarítást hozott volna. Az ACTS az űrállomás kiszolgálása mellett, holdraszállás kivitelezésében és holdbázis kiépítésében is szerepet kapott volna. A Klippernek fontos szerep jutott volna ebben az elképzelésben, az európai fél azonban visszakozott.

Az elképzelések módosultak, az európai ATV-hez kapcsolódó új orosz Parancsnoki Egység következett, ez 5-6 fős személyzetet tudott volna szállítani, majd kialakult az Euro-Szojuz, vagyis a SzojuzŰrhajó Visszatérő Egysége és egy európai Orbitális Egység kettőse. A holdkerülő vagy holdkörüli pályára álló vállalkozáshoz egy Proton rakétára szerelt Block DM fokozattal számoltak, ez utóbbi kis lakóteret is tartalmazott a kényelmesebb utazáshoz.

A tervek többnyire már létező eszközök felhasználására épültek, mindösszesen a holdkompot kellett volna kifejleszteni hozzá. Így alacsony költségek mellett aránylag gyorsan kivitelezhető elképzelésről volt tehát szó.

2007-ben a Szojuz-alapú terveket csiszolgatták, de konkrét lépések még nem történtek. 2008-ban újra lángra kapott a közös munka iránti lelkesedés, újabb tervek jöttek elő, egyre jobban kezdtek hasonlítani az amerikaiak Apolló, illetve Orion űrhajójához. A Műszaki Egységet továbbra is Európa, míg a Parancsnoki Egységet az oroszok építették volna. Földkörüli pályára 6, holdra vezető útra négy fős személyzettel kalkuláltak.

A tervekkel kapcsolatban a két fél között még komolyabb egyeztetés sem történt, például az oroszok egészen más tömeg-paraméterekkel számoltak az űrhajójukat illetően, mint az európaiak. Az elképzelések végül is annyira összegubancolódtak, hogy az ESA Miniszteri Tanácsa 2008. végén elvetette a közös európai-orosz űrhajóra vonatkozó terveket. Az ESA saját, pilótás űrhajó kifejlesztését választotta, ám erre szinte semmi pénzt nem szavaztak meg. Oroszország válaszul 2009. januárjában úgy döntött, hogy egyedül fejleszti ki saját, következő generációs űrhajóját. A program jelenleg PPTS (Leendő Pilótás Szállító Rendszer) név alatt fut, alapvetően a legutolsó ACTS elképzelésre épül.

13.  ábra. Az ACTS űrhajó a Föld körüli pályán.

 

14.  ábra. Az ACTS űrhajó a Hold felé vezető pályán, a gyorsító-rakétájával.

 

15.  ábra. Az ACTS űrhajó röntgenrajza.

 

16.  Ábra. Az ACTS a Hold felett.

 

17.  ábra. A Parom rakétafokozat.

 
A PPTS vagy a PTK NP - a jövő orosz űrhajója?

A 2009-es bejelentés természetes következménye volt az ESA lépésének. Az új űrhajóval szembe a következő követelményeket támasztották:

- legyen képes 4 űrhajóssal a fedélzetén 30 napos önálló repülésre

- 4 űrhajóst az űrállomásra eljuttatva dokkolni és egy évig működőképesnek maradni

- a holdpálya elérése, 14 napos önálló repülés keretében, a Hold körül keringő űrállomáshoz dokkolva pedig 200 napig maradjon működőképes

- legyen használható teherűrhajóként is

A felsorolásból látszik, milyen irányt kívánnak szabni az orosz pilótás űrprogramnak. Folytatni kívánják a Nemzetközi Űrállomás kiszolgálását, az önálló repülések viszont az űrturizmus fejlesztése mellett, az ISS-től függetlenül végzett kutatásokat is tartalmaz. Távlati célként konkrét megfogalmazást nyert a holdraszállás, valamint a holdbázis kiépítése. Mivel az USA lényegében feladta ilyen irányú terveit, Oroszország újra a világ vezető űrnagyhatalma lehet, ezt a pozícióját pedig hosszú évtizedekre be is betonozhatja. Medvegyev orosz elnök álláspontja is ezt tükrözi, miszerint országának mindenekelőtt az űrkutatás és az informatika területére kell beruháznia.

Korábban úgy tűnt, egyfajta újabb űrverseny van kibontakozóban, de a versenytársak sorra elfogytak, az USA mellett az ESA sem ismerte fel az űrkutatás jelentőségének fontosságát, s kihatását az egész társadalom közérzetére. Az oroszok mégsem „nyugodhatnak meg”, hiszen új versenytársak jelentek meg a színen, mindenekelőtt Kína, India és Japán.

2009. április 6-án a Roszkozmosz megnevezte az RKK Energiát, mint az új űrhajó végleges terveit elkészítő céget. Kis idővel később a Progresz tervezőirodát is, mely cég egyben a Rusz-M hordozórakéta-család fejlesztője is. Az Energiának 2010. júniusára, a Progresznek 2010. szeptemberére kell elkészülnie a tervekkel, s ezt követné a gyakorlati munka megkezdése. Az első Rusz-M hordozórakéta 2015-ben emelkedhet fel Vosztocsnijból, az első embert is szállító PPTS pedig legkorábban 2018-ban.

Mindezeket a célokat Oroszország az amerikai űrköltségvetés töredékéből fogja megvalósítani. Igaz, az amerikaiak már jártak a Holdon, az is igaz, hogy erre a szovjeteknek is minden esélye megvolt, néhány napon-héten csúsztak el.

18.  ábra. Az ACTS – időközben átkeresztelt, PPTS űrhajó, gyorsító-fokozattal a Hold felé tart.

 

A cél: a Hold

A mostani orosz tervek, ellentétben a törölt amerikai holdprogrammal, nem számolnak gigászi hordozórakétákkal. Legfeljebb 50 tonnás részegységekben gondolkoznak, ezeket pedig - szükség esetén -, Föld körüli pályán kapcsolják össze.

A holdexpedíciók során előre küldik a Holdkompot (jelenleg a VPK nevet viseli), mely földkörüli pályán összekapcsolódik egy gyorsító fokozattal, s annak segítségével jut el holdkörüli pályára. Ha mindez rendben végbemegy, akkor indul el a PPTS űrhajó a maga gyorsító fokozatával a Hold felé vezető pályán. A Holdat elérve 100 km-es magasságú pályára áll, majd a gyorsító fokozat leválik.

Ezt követően dokkol az űrhajó és a Holdkomp, majd a 4 kozmonauta átszáll a Holdkompba és végrehajtja a leszállást. Az űrhajó pedig üresen kering tovább. Visszatéréskor a Holdkomp Visszatérő Egysége repíti fel az űrhajósokat, dokkol az űrhajóval, a személyzet átszáll, a Holdkomp Visszatérő Egységét lekapcsolják. A legénység a Föld felé indul. Bolygónkat elérve leválik a Műszaki Egység, végül leszáll a Parancsnoki Egység.

19.  ábra. Az űrhajó lényegében ugyanaz, a név kicsit más, PPTS – PTK NP. Megjelennek a hővédő csempék.

Lehetséges továbblépésként egy Hold körül keringő űrállomás megépítése szerepel. A Holdkomp és az űrhajó is ehhez kapcsolódna. Ennek a megoldásnak több szempontból is kiemelt jelentősége lenne, mindenekelőtt ha az űrhajó hibája miatt veszélybe kerülne a visszatérés, akkor a mentőexpedíció megérkeztéig itt tartózkodhatnának a kozmonauták, az űrállomás lehetővé tenné akár az űrhajó újratöltését is.

A Hold körüli űrbázistól eltekintve, az orosz tervek nagyjából fedik az amerikai változatot. Az oroszok nemcsak az orosz zászlót kívánják kitűzni, hanem tartósan szeretnének berendezkedni égi kísérőnkön. Bázist kívánnak kiépíteni. Ehhez eleinte a Holdkomp Leszálló Egységeit használnák. Később fokozatosan bővítenék a telepet. 3-6 hónapos váltásokban gondolkoznak.

Miként minden űrprogram kapcsán, az orosz holdbázis létezésével összefüggésben is feltehetjük a kérdést: mi szükség van rá? Mindenekelőtt a tudományos és technikai kihívás. Később akár a hasznosítás is szóba jöhet, bányászat mindenekelőtt. De nem lehet kihagyni a szórakozás nyújtotta  előnyöket, pl. a sportot, a turizmust, de a gyógyászatot sem.

20.  Ábra. Különböző orosz holdkompok. A múltból, a jelenből és a jövőből.

A Holdról sokkal könnyebben lehet továbblépni, hiszen nincs légköre, tömegvonzása csak hatoda a földinek. Kisebb és gyengébb szerkezeti elemekből álló rakétákat lehet tehát felbocsátani felszínéről a Naprendszer külső és belső térsége felé, a visszatérő űrhajósok számára mint rehabilitációs központ, de akár mint karantén is működhet.

Egy ilyen holdbázison gyűjthető tapasztalatok felbecsülhetetlen értékkel bírnak az egész emberiség számára, az élet alapvető kérdéseire adhatnak válaszokat, s hozzásegíthetnek helyünk pontosabb meghatározására a Világegyetemben.

2010. tavaszán Oroszországban 520 napos mars-szimulációs program kezdődött, önkéntesek bevonásával. Magyar pszichiáterek is részt vesznek a kísérletben. A Holdnál tehát nem kívánnak megállni, máris gondolkodnak a további lehetőségeken..

Ám miként minden jelentősebb előrelépés, ez is komoly áldozatot igényel, s mindenekelőtt politikai döntést. Úgy tűnik, a döntés megszületett. Úgy gondolom, 2011. április 12-én, Jurij Gagarin repülésének 50. évfordulóján, igen komoly űrhajózási bejelentésnek lehetünk majd tanúi, egyben pedig annak, hogy Oroszország újra a világ vezető űrnagyhatalmává válik. Vagy egyedül, vagy Kínával közösen.

21.  ábra. Orosz űrállomás a Hold körül. Művészi ábrázoláson.

 

22. ábra. Holdkörüli pályára tervezett orosz űrállomás. A Földről- és a Holdról érkező űrhajók fogadására egyaránt alkalmas.

 

Lezárva: 2010.04.10.

Források:

http://www.astronautix.com/

http://urvilag.hu

http://sg.hu

http://www.russianspaceweb.com/

http://www.cnsa.gov.cn/n615709/cindex.html

http://hu.wikipedia.org/wiki/Sencsou-7

http://www.hirado.hu/Hirek/2009/12/03/08/2010_ben_indulhat_a_masodik_kinai_Hold_szonda.aspx

http://spacedaily.com

http://www.astronautix.com

http://www.zky.de/buran

wikipédia