Kudarcra volt ítélve a visszatérés a Holdra

A NASA Constellation nevű programjának végső célja az volt, hogy  az amerikaiak újra embert juttassanak a Holdra. A projektnek immár hivatalosan is befellegzett, miután a Fehér Ház február elsején bejelentette, hogy nem költ többet az óriási költségekkel járó programra. Sokan meglepődtek a döntésen, de a NewScientist szerint nem is lehetett másra számítani.

Kell-e ember az űrbe?

A lap először is felteszi a kérdést: van-e értelme egyáltalán az emberekkel végrehajtott űrutazásnak? A válasz egyértelműen igen, elég csak arra gondolnunk, hogy egy asztronauta a sokszorosát képes elvégezni annak a munkának, amire egy robot képes.

A NASA legnagyobb sikertörténetei közé tartozik a két Mars rover ténykedése: a Spirit és az Opportunity 90 naposra tervezett élettartamát megsokszorozva immár hat éve kutat a Marson, együttesen azonban kevesebb mint 25 kilométert haladtak a bolygón. Érdemes ezzel összehasonlítani, hogy a Lunar roverrel alig négy óra alatt 36 kilométert tett meg az Apollo 17 legénysége a Holdon 1972-ben, és a leghosszabb, egyszerre megtett út is meghaladta a 20 kilométert. Egy alapos kutatás persze nemcsak a száguldozásról szól, de az ember szinte mindenben hatékonyabb a robotoknál: az elemzésekben ugyan a gépekre támaszkodik, a kőzetek, ásványok, víznyomok megtalálásában azonban verhetetlen.

Arról nem is beszélve, hogy az embernek sokkal nehezebb útját állni: a Spirit kilenc hónapja akadt el a könnyű marsi homokban, a NASA mérnökei azóta  próbálják kiszabadítani a szerkezetet, hiába. Amikor az Apollo 15 legénységének holdjárója hasonló csávába került, az asztronauták egyszerűen lepattantak a járműről, és felemelték a 290 kilós, a Holdon alig 50 kilósnak tűnő rovert. . A robotok egész jól teljesítenek, amikor minden a tervek szerint halad, de amint nem várt akadállyal szembesülnek, menthetetlenül elakadnak.

Keveset várunk

A gépekkel végzett felfedezések tehát olcsónak tűnnek, de csak azért, mert olyan alacsonyak az elvárásaink. Ha az elvégzett kutatásnak mértékegységet adnánk, kiszámolhatnánk, hogy egy kiló kutatást jóval olcsóbb emberekkel, mint robotokkal elvégeztetni, de az űrverseny utáni szűkös anyagi körülmények közt grammokkal is beérjük, ilyen keveset azonban az ember alkatilag képtelen megkutatni. Ezzel együtt a NewScientist szerzője szerint a Constellaitonért nem kár, egész egyszerűen azért, mert eleve kudarcra volt ítélve.

A költségcsökkentés például folyamatos volt: a program kitalálása óta minden napra jutott egy kihúzott tétel, egyre kevesebbet vártak az Orion űrhajótól, míg végül már az is komoly átalakítást igényelt volna, hogy egy nap alkalmas legyen az űrhajó egy holdutazásra, nem is beszélve a Mars eléréséről.

De nemcsak a szerkezet volt alkalmatlan a nagyobb távolságok elérésére: ha minden rendben elkészült volna, valószínűleg akkor sem jutott volna pénz a misszió levezénylésére. A Constellation már a tervezési szakaszban alulfinanszírozott volt, és egy jó űrhajó megépítését a Holdra szállásról több választja el, mint a Spiritet vagy az Opportunity-t a Budapest maraton megnyerésétől.

A legnagyobb probléma azonban más természetű: ha lett volna elég szándék a fejlesztésre és elég pénz a missziókra, akkor is értelmetlen lett volna a program. Az eredeti célt, a holdbázis létesítését már az első hónapokban elvetették, a Constellation tehát csak arra lett volna alkalmas, hogy megismételje az Apollo-programot: viszonylag drágán szállított volna rövid időre embereket a Holdra, ezen azonban már rég túl vagyunk.

Persze a Constellation azzal kecsegtetett, hogy egy későbbi átalakítás után a kifejlesztett eszközök alkalmasak lehetnek egy Mars-utazás megvalósítására is, de annak idején az Apollo-program ugyanezekkel a reményekkel indult, mégsem lett belőle semmi.

Új remény

A lap szerint a projekt lefújása tehát nem egy álomnak, csak egy hamis illúziónak a végét jelenti, és a Constellation helyett belépő kutatások okot adnak az optimizmusra, persze a gyanakvásra is.

A NASA közleményében azt állította, hogy egy-egy cél megvalósítása helyett az általános kutatásfejlesztésre koncentrál, hogy olyan technológiákat tudjon létrehozni, amikkel majd messzebb, gyorsabban és olcsóbban tudunk utazni. "Képzeljük el, hogy nem egy évbe, csupán hetekbe telne eljutni a Marsra" - mondta akkor a hivatal egyik szakértője, Charles Bolden.

Hogy pontosan mire gondolhatott Bolden, az nem derült ki, de az egyik reménybeli kutatás, az ionhajtómű például igazi áttöréssel kecsegtet: segítségével a fél évig tartó és rendkívül sok kozmikus sugárzással járó Mars-utazás alig 39 napig tartana. A mainál ötször nagyobb sebesség elérésére képes ionhajtómű a hagyományos, kémiai alapon működő hajtóművekkel ellentétben az argon- vagy xenongáz ionjait (vagyis töltéssel rendelkező atomjait) gyorsítja fel. A töltött részecskék óriási sebességgel távoznak a hajtóműből, és ennek a lökésnek az ellenereje gyorsítja az űrhajót.

Hiába óriási az ionok sebessége, a tömegük nagyon kicsi, így az általuk termelt hajtóerő is csekély – a tavaly élesben is kipróbált ionmotor, ami a GOCE műholdat hajtotta, alig néhány grammnak megfelelő erőt tudott kifejteni. Viszont az űrben nincs súrlódás és légellenállás, így a gyenge, de állandó erő hosszú távon óriási sebességre gyorsítja fel a járművet.

A VASIMR (Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket) kódnevű hajtómű ennek a sokszorosára lenne képes, egy font, vagyis csaknem fél kilónak megfelelő erőt tud kifejteni. A nagy áttörést a technológiában a rádiófrekvenciás generátor jelentette, amivel egymillió fok körüli hőmérsékletre forrósítják fel az üzemanyagot, az argonatomokból álló plazmát. Szintén újítás, hogy az extrém nagy energiájú atomok gyorsítását mágneses mezővel végzik, az eddigi ionmotorokkal ellentétben, ahol ezt elektromos térrel tették, különböző feszültség alatt álló fémrácsokon átáramoltatva a plazmát.

Fejleszteni kell

A VASIMR most a földi teszteken 50 kilowatt teljesítményen működik, amit 200-ig szeretnének feltornászni. Ez a szimulációk szerint elég lenne ahhoz, hogy egy kéttonnás járművel 19 hónap alatt letudja a Nap és a Jupiter közötti távolságot. Persze először hagyományos kémiai elven működő rakétával kell pályára állítani, az ionmotor ugyanis képtelen a Föld gravitációs mezejét legyőzni.

A 39 napos Mars-utazáshoz a most tesztelt energiaszintnél nagyjából ezerszer több energia kellene. Ezt a tervek szerint egy miniatűr atomreaktorral oldanák meg. Ilyen reaktorokkal a szovjet tudósok már a hatvanas években kísérleteztek, de az utóbbi évtizedekben nem igazán foglalkozott senki a technológiával. A VASIMR első éles, űrbéli tesztjeit 2012-2013-ra tervezik a nemzetközi űrállomáson.

A NewScientist írója szerint a kutatásfejlesztés akkor is jót tesz az iparágnak, ha nem futurisztikus eszközök kidolgozásán, hanem a meglévők tökéletesítésén dolgoznak. Vannak ugyanis olyan évtizedek óta megoldatlan problémák, amik komoly akadályai a nagyobb utazásoknak. Például nagy szükség lenne egy robusztus, többször használható, kevés karbantartást igénylő hőpajzsra, és bár már közel ötven éve vannak ígéretes elképzelések, ezek többségét még csak el sem kezdték tesztelni.

Döntsön a piac

Jó út a kereskedelmi célú űrutazások bevonása is: egyre több cég fejleszt olyan technológiákat, amikkel lehetséges a világűr határának elérése, ezek támogatása, felhasználása nemcsak remek spórolási lehetőség, de egyben friss ötleteket is adhat a NASA mérnökeinek. Eddig azért tartózkodott ettől a lehetőségtől az űrkutatási hivatal, mert azt állította, hogy a kereskedelmi partnerek képtelenek garantálni a megfelelő biztonságot, de ezen a téren a NASA sem áll különösebben jól.

Az űrrepülő például minden ötvenedik repülésénél végzett a teljes legénységgel. A Challenger katasztrófája után a programra szánt keret ugyan nőtt, de a NewScientist szerzője szerint nem ez a jó irány, amit igazol a Columbia felrobbanása. Ellenpéldaként ott van a Boeing Delta III-as rakétája, amiből egyik partner sem rendelt többet, miután az első két start kudarccal végződött, így nem egy rossz koncepció hibáinak minimalizására koncentrált a piac, hanem újabb, jobb technológiák után nézett.

Az általános célú alapkutatások támogatása és a kereskedelmi partnerek  bevonása azonban még nem jelenti azt, hogy egy nap bázist létesítünk a Holdon, vagy elérjük a Marsot. A NASA-nak világosan deklarálni kell céljait, hogy azokat a piaci szereplők képesek legyenek kiszolgálni. Bár a Constellation-program számos sebből vérzett, legalább megrajzolta a következő évtizedek ívét. Most viszont nem lehet tudni, merre is akar elindulni a NASA. Ideje lenne dönteni, különben az űrrepülők idei nyugdíjazása után azt sem lehet majd tudni, mikor lesznek egyáltalán újra képesek önerőből embert küldeni az űrbe az amerikaiak.