Vasárnap visszahozzák a Földre az eltévedt űrhajót

Szombaton, magyar idő szerint este 8-kor közös telekonferenciát tartott a NASA és a Boeing, hogy beszámoljanak a Boeing CST-100 Starliner űrhajó első, személyzet nélküli útja során kialakult helyzetről. Mint arról péntek délután az Index is beszámolt, nem a tervek szerint alakult a NASA-program, a Commercial Crew Development (CCDev) fontos mérföldkőnek számító tesztrepülése, amelynek során azt vizsgálták volna, hogy képes-e a Boeing saját fejlesztésű űrhajója biztonságban embert vinni Föld körüli pályára, tud-e gond nélkül kapcsolódni a Nemzetközi Űrállomáshoz (ISS), majd rendben vissza tud-e térni a Földre.

A start rendben zajlott, de nagyjából 45 perccel az indítás után kiderült, hogy a Starliner nem tudta elérni azt a Föld körüli pályát, amiről megközelíthette volna az ISS-t. Nem sokkal később a NASA és a Boeing is megerősítette, hogy hiába van tökéletes állapotban a Starliner, nem lehet megvalósítani a dokkolást, az alábbi animáción bemutatott küldetésnek ez a része kudarcot vallott.

A szombati sajtókonferencián – amit a NASA honlapján élőben lehetett hallgatni – Jim Bridenstine, a NASA igazgatója, Jim Chilton, a Boeing Space and Launch divíziójának alelnöke, valamint Steve Stich, a NASA Commercial Crew Program felelős menedzsere vett részt, és válaszoltak az újságírók, riporterek kérdéseire. Az illetékesek következő fő tudnivalókról tájékoztatták a nyilvánosságot:

• A Starliner továbbra is műszakilag kifogástalan állapotban van, elektromos rendszerei jól működnek, napelemei a vártnál jobb hatásfokkal termelik az energiát.
• Az űrhajó továbbra is stabil Föld körüli pályán kering, nagyjából 250 kilométeres magasságban.
• A repülésirányítók és űrmérnökök folyamatosan dolgoznak, urai a helyzetnek.
• A küldetés (Orbital Test Flight) rengeteg tervbe vett feladatát végre tudták hajtani mostanáig és a tervben szereplő többi célt is igyekeznek megvalósítani, ezek ugyanolyan fontosak, mint a kényszerűségből elmaradt dokkolás.
• A küldetésmenedzser csapat (Mission Management Team) a küldetés 3. napján, vasárnap visszahozza a Földre a Starlinert.
• A visszatérésre két időpontban van lehetőség: magyar idő szerint 13:57-kor vagy 21:48-kor landolhat az űrhajó az új-mexikói White Sands rakétatesztelő bázis területén (a NASA White Sands űrkikötőjében).

Attól eltekintve, hogy nem sikerült a kitűzött pályát elérni, a Boeing és a NASA csapata egy sor terv szerinti tesztfeladatot sikeresen végrehajtott:

• Az űrhajó hajtóműveivel végrehajtottak két pályamódosító manővert és több kisebb tesztüzemet is elvégeztek.
• Tesztelték az irányzék, a navigáció és az irányítás hardvereit, többek között sikeresen kipróbálták az űrhajó VESTA nevű kamerájának csillagkövető funkcióját, amivel az űrviszonyokra kifejlesztett GPS/INS (GPS-sel korrigált tehetetlenségi navigáció) navigációs vezérlést lehet augmentálni – ez az összetett rendszer az űrhajó szeme, ami így a csillagok állását is figyelembe tudja venni a navigáció során, összehasonlítva a látottakat a memóriájába táplált csillagtérképekkel.
• Az űrhajó belsejében uralkodó viszonyokról is pozitív visszajelzéseket kaptak, az adatok szerint a leendő űrhajósok életben maradásáért felelős rendszerek (fűtés, levegő, miegymás, összefoglaló néven Environmental Control and Life Support Systems) rendben működnek, a repülésirányítók sikeresen működtetni tudták például a szellőztetést. (Ennek Rosie, az űrkapszulába ültetett, műszerekkel telepakolt űrhajós próbaba biztos nagyon örült.)
• A küldetésirányítók sikeresen tesztelték a kommunikációs csatornákat, az irányítás és a követés rendszereit, mind földi, mind műholdas közvetítőkön keresztül, sőt az ISS-en keresztül is sikeresen tartani tudták a kapcsolatot az űrhajóval.
• Mindeközben a Starliner sikeresen demonstrálta, hogy képes a megadott Föld körüli pályán mozogni, haladási irányát, pályamagasságát, pozícióját megtartani, illetve azokat adott parancsoknak megfelelően változtatni.

A vasárnapra tervezett landolásig hátralévő időben még további feladatokat hajtanak végre: az elmaradt dokkolással összefüggésben tesztelik az űrhajó orrában lévő rugalmas befogó rendszert és a dokkoló gyűrűt amivel az ISS-hez tud kapcsolódni.

De mi történt?

A Boeing és a NASA illetékesei arra a kérdésre, hogy miért nem tudott a Starliner a megfelelő pályára állni, azt az előzetes választ adták, hogy az űrhajó belső órája nem a megfelelő időt mutatta, ezért az automatizált pályára állás egyes részfeladatai nem a megfelelő helyen és időben léptek érvénybe. Ez volt a "küldetésidő-anomália" (Mission Elapsed Timing anomaly) néven emlegetett fő probléma. Az előzetes megállapítások szerint a fiaskó lényegében abból következett, hogy miután levált az Atlas V rakéta Centaur fokozatáról, az űrhajó fedélzeti számítógépe egy belső időzítési hiba miatt nem adott utasítást a fő hajtóműveknek a pályaelérési égésre (angolul ez az "orbital insertion burn"). Ehelyett az irányhajtóművek kapcsolódtak be, módosították az űrhajó pozícióját, miközben meglehetősen sok üzemanyagot elpazaroltak. Egyrész tehát az űrhajó nem a megfelelő pozícióban repült, másrészt túl sok üzemanyag fogyott el úgy, hogy a közben nem emelkedett a kellő pályamagasságba.

A Starlinernek több különböző funkciójú, kisebb-nagyobb hajtóműve van, ezek egy része – a kisebbek – az űrhajó pozíciójának változtatásáért felel, míg a nagyobbak (az űrhajó fenekén) gyorsítani, lassítani képesek azt. Az alábbi képpáron az űrhajó oldalán lévő kisebb irányhajtóművek láthatók földi tesztelés közben:

Ezek pedig az űrhajó fenekén lévő, nagy tolóerejű hajtóművek (amik egyébként egy esetleges start során kialakuló vészhelyzetben elszabadítják az űrhajót és a benne ülő űrhajósokat a rakétától):

Ahhoz, hogy az űrhajó elérje azt a pályamagasságot, ahonnan meg tudta volna közelíteni az ISS-t és sikerült volna dokkolni, mindezen hajtóművek precíz időzítésű és megfelelő szekvenciájú üzemeltetésére lett volna szükség. De így, hogy az űrhajó belső órája nem járt jól, az automatizált irányítás parancsai rossz ütemben léptek érvénybe, és amikor minderre a küldetésirányítók ráeszméltek, már nem maradt elegendő üzemanyag a pályamódosításhoz és az ISS eléréshez, így nem tudtak mást tenni, mint menteni a menthetőt: fúvókáival egy alacsonyabb, 250 kilométer magas Föld körüli pályán stabilizálták az űrhajó mozgását. Csak hogy világos legyen: a Nemzetközi Űrállomás körülbelül 420 km magasságban kering a Föld körül, ahhoz hogy ezt elérje egy Földről induló űrhajó, meglehetősen sok, pontosan kiszámított mennyiségű üzemanyagra van szüksége – ha pocsékba megy ennek egy része, akkor meghiúsul a randevú.

A pénteki élő közvetítésben látható volt a houstoni küldetésirányító terem egyik kivetítőjén futó valós idejű animáció, ami a Starliner pozícióját és a fúvókáinak üzemelését mutatta – itt jól látható, hogy az űrhajó orra kissé lefelé áll, azaz orientációja nem éppen megfelelő a magasabb Föld körüli pálya eléréséhez:

Felmerül a kérdés, hogy mi okozta a Starliner órájának elállítódását? Ezt még nyomozzák a Boeing szakemberei. Jim Chilton azt közölte, hogy a Starliner a start előtt az Atlas V rendszereitől veszi az órajelet: "Az űrhajónk lenyúl az Atlas V-be, hogy megtudja a pontos időt. Ez meg is történt, csak valamiért rossz koefficienst véve alapul téves időt adott ki a kalkuláció." Chilton leszögezte, hogy nem az Atlas V rendszerei voltak a hibásak, de hogy miképp vett fel a Starliner órája téves értéket, egyelőre rejtély. "Ha tudnám miért, akkor meg sem történt volna" – mondta arra utalva, hogy rengeteg, mindenre kiterjedő, NASA által felügyelt integrált tesztet végeztek a start előtt, és ezek során nem jelentkezett ez a hiba.

Mindezek azonban csak előzetes megállapítások, a pontos ok-okozati összefüggések feltárása sok időt vesz majd még igénybe. Mindenestre a Starlinert szállító Atlas V rakéta gyártója, az ULA szombat este egy videót is közzétett, ami az űrhajó leválását, szabad repülésének első pillanatait mutatja. Az ULA ezzel is azt erősítette meg, hogy nem a Centaur fokozattal volt a gond:

A repülésirányítás a tervek szerint vasárnap magyar idő szerint 13:23-kor parancsot ad a Starliner hajtóműveinek, amik megfelelő mennyiségű üzemanyagot elégetve a Föld felé lökik majd az űrhajót, hogy az megkezdje a visszatérő manővert. Az Orbital Flight Test talán legveszélyesebb része ekkor jön, az űrhajó megfelelő pozíciót kell felvegyen és tökéletes időzítéssel kell a pályaelhagyó manővert végrehajtsa, máskülönben rossz szögben lép be a légkörbe: vagy túl meredeken és akkor gyorsan zuhanva elég, vagy túl laposan, akkor meg lepattan a légkörről és visszatérve az űrbe elveszti a Földdel a kapcsolatot.

Ha minden jól megy, a landolás maga 13:57-kor várható, és a tesztküldetés utolsó kritikus szakasza lesz: lehet izgulni, hogy rendben kinyílnak-e az ejtőernyők, ledobódik-e a hőpajzs, illetve hogy a puha landolást szolgáló ballonok felfújódnak-e.

A NASA élőben közvetíti az eseményeket, akit érdekel a Starliner sorsa, hogy sikerül-e épségben visszahozni a földre, 12:45-kor kapcsoljon a NASA TV adására. Ha valami közbejönne, este 21:48-kor újra próbálkoznak a repülésirányítók a Starliner visszahozásával.