Dömötör
9 °C
18 °C
Index - In English In English Eng

Hogyan mondja egy űrhajós, hogy állj?

pad abort launch 3
2016.11.14. 15:56
Egyre közelebb vagyunk azokhoz a küldetésekhez, amikor a tervek szerint már nem három, esetleg hat ember megy majd az űrbe, hanem tucatnyian, sőt, akár százan is elindulnak majd egy űrhajón olyan messzi célpontok felé, mint a Mars. Az ilyen utazásokkal egy csomó, még megoldásra váró probléma van, de valamiért mindenki olyan kérdésekkel foglalkozik, melyek már csak az űrben kapnak szerepet. De mi történik, ha akkor van baj, mikor a rakéta még nem hagyta el a Föld légkörét?

Óriási láng- és füsttenger csap ki a rakétákból, pedig ez csak a start. Ha baj van, az pillanatok alatt megtörténik, alig van idő reagálni, néha még a teljesen számítógép-vezérelt repülésirányítási rendszer sem lát néhány másodperccel tovább a jövőbe. Persze amíg csak műholdak, tudományos kísérletek felszerelése, esetleg az űrállomásra küldött kaja van a csomagtérben, nincs olyan nagy baj – még akkor sem, ha a kár legtöbbször milliárdos. A közvélemény általában nincs nagyon oda ilyenkor, sőt, kevés népszerűbb videó van az óriási, de emberéletet nem követelő robbanásokat lassítva megmutatóknál.

Azonban azzal, hogy egyre közelebb jön az emberes, sőt a tömeges űrutazások új hajnala, az új személyszállító űrhajók, kapszulák és siklók tervezőinek számításba kell venniük azt, hogy néha előfordul, hogy a rakéta nem szép fokozatosan, hanem egyszerre adja le minden erejét, a pokolnál is forróbb tűzben pusztítva el mindent, ami a környéken van.

Rakétára rakéta

A megoldás egyszerű: az embereket valahogy, lehetőleg minél gyorsabban el kell rántani a környékről, még azelőtt, hogy nekik is bajuk esne. A tervezők általában mentőrakétákban gondolkoznak, amerikai és orosz rendszerek is használnak ilyesmit. A rakétatoronynak hívott szerkezet pontosan az, amit a neve sugall: egy toronyra szerelt rakétahajtómű, amit közvetlenül az utaskabinhoz rögzítenek, és ha kell, begyújtanak.

Az amerikaiaknál persze az űrsiklók külön kategóriát képeztek, ott ilyesmi rendszer nem volt. Egész pontosan az űrsiklók a felszállás közben nem rendelkeztek semmilyen menekülési lehetőséggel (a Challenger katasztrófájában ez komoly szerepet játszott, főleg, hogy az űrhajósok ott nem a robbanásba haltak bele, többségük még élt, mikor az utasokat is tartalmazó kabin az Atlanti-óceánba csapódott), de leszállás közben volt egy kis esély.

Természetesen nem a leszállásnak abban a szakaszában, mikor a sikló izzó hullócsillagként ereszkedett, hanem jóval lejjebb, akkor, mikor az űrrepülésből csak a repülés, pontosabban az irányított siklás volt igaz. Ha ilyenkor lépett fel valami végzetes probléma, az űrhajósok hátrakúszhattak egy, a külvilágba nyíló csapóajtóhoz, ahol kimászhattak volna, hogy ejtőernyővel érjék el a talajt. Ilyen menekülésre nem került sor, a Columbia tragédiájánál a legénység még azelőtt elégett a szétporladó űrsiklóban, hogy egyáltalán elgondolkozhattak volna a menekülésen. Ahhoz, hogy ezt bevezessék, viszont a Challenger tragédiája kellett. Az űrsiklóprogram leállításának számtalan oka volt, ezek közül az egyik pont a mentőrendszer kivitelezhetetlensége volt. Készültek ugyan tervek, de túl nehéz és túl bonyolult megoldás lett volna alkalmazni őket, és kicsi az esélye, hogy a két tragikus sorsú küldetésnél bármelyikben is segítettek volna.

A négyhüvelykes küldetés

A legviccesebb startok versenyét egyértelműen az 1960. november 21-én lezajlott Mercury-Redstone 1-es vezeti: a rakéta mindössze négyhüvelyknyit, vagyis úgy 10 centit emelkedett el az indítóállványról. A mentőrakéta automatikája azonban érzékelte, hogy leáll a hajtómű, ezért azonnal indított, hogy mentsen. Sajnos a rakétatorony repült csak el, a megmentendő kapszula a helyén maradt, így különösen nevetséges a hirtelen kipattanó, majd ernyedten lefittyedő ejtőernyő.

Érdekesség, hogy a szovjet űrsiklón, a Buranon volt lehetőség a gyors távozásra: az űrhajósok katapultülésben ültek – volna, ha a szovjet űrsikló valaha járt volna emberes küldetésen. Az amerikai űrsiklókon csak az első néhány repülés során volt aktív katapultülés a két pilóta alatt, így a tesztűrsikló, az Enterprise légköri próbarepüléseikor, illetve a Columbia első négy útján, aztán a későbbi küldetéseknél már teljesen elvetették ezt a megoldást.

A hagyományos, kapszula formájú űrhajóknak megvan az a nagy előnyük, mármint menekülés szempontjából, hogy elég kicsik és könnyen leválaszthatók ahhoz, hogy egy külön rakétarendszerrel egy pillanat alatt el tudják rántani a személyzetet a fő veszélyt jelentő rakétafokozatoktól. Emberes misszió során eddig egyetlen egyszer volt ilyen, 1983-ban a Szojuz T-10a küldetésekor.

Vlagyimir Titov és Genadij Sztrekalov elméletileg a Szaljut–7 űrállomásra repültek volna, hogy leváltsák az ott szolgáló társaikat, azonban a start előtti visszaszámlálás során az indítás tervezett ideje előtt másfél perccel végzetes hiba keletkezett az egyik gyorsító fokozat turbószivattyú-rendszerében, szivárogni kezdett a rakéta-üzemanyag a rendszerből. Az űrhajósok mindebből csak a szokatlan zajokat észlelték, a keletkező tűzből semmit sem vettek észre. A földi irányítás döntött a mentőrakéta indítása mellett, azonban ez sem ment egyszerűen: az indítást kiváltó jel átviteléhez szükséges kábel már elégett a rakéta lábánál egyre jobban tomboló tűzben. A tartalékrendszer egy rádiós jeladó volt, azonban ahhoz, hogy ezzel indítsák be a mentési folyamatot, két ember egyidejű gombnyomása kellett. Jó húsz másodperces küzdelem után összejött a dolog, az erre kialakított töltetek leválasztották az utaskabint a fő rakétatestről, és beindultak a kabin tetejére, egy toronyszerű szerkezetre épített mentőrakéták.

Az űrhajósokat 14-17 g terhelés érte, öt másodpercen keresztül 137-167 métert tettek meg másodpercenként. A folyamat további lépései rendben lezajlottak: levált az ebben az esetben csak ballasztként működő hőpajzs, kinyíltak a vészfékező ejtőernyők, és az utolsó pillanatban bekapcsoló fékezőrakéták is működésbe léptek. A két űrhajós számtalan zúzódást szerzett, de komoly bajuk nem esett: a mentésükre érkezőktől cigit kértek, a nagy izgalmat pedig még ott helyben vodkával öblítették le. A mentőrakéta jó négy kilométerre dobta őket, az eredeti helyszínen maradt rakéta mindössze két másodperccel az ő vészstartjuk után robbant fel. Titov egy évekkel később adott interjúban elmesélte, hogy a mentőrakéták beindulása után, mikor végre meg tudott mozdulni, első dolga volt a kabin hangrögzítőjének kikapcsolása, hogy ne maradjon meg, mennyire káromkodnak.

Olyan eset sem volt sokkal több, ahol ember ugyan nem volt az űrhajóban, de a mentőrendszer beindult. A szovjeteknél maradva egy másik eset volt, még 1966 decemberében, amikor az indítás leállítása után harminc perccel azért kapcsolt be az élesített mentőrendszer, mert az automata a Föld 8 fokos elfordulását a rakéta elfordulásának értelmezte, és ez egyike volt a korábban megállapított és bedrótozott feltételeknek. A baj csak az volt, hogy időközben a földi személyzet visszament a rakétához, a mentőrakéta beindulása óriási robbanást okozott, amelyben sokan meghaltak.

Az amerikaiaknál egy hasonló eset volt, a Mercury-program idején, 1961 áprilisában. Személyzet nem volt a Mercury-Atlas 3-asban, csak egy szenzorokkal teletömött robotűrhajós. A küldetés összesen 20 másodpercig ment rendben, a földi irányítás ekkor vette észre, hogy a rakéta nem követi az előre beprogramozott irányt, hanem egyenesen repül felfelé. Végül az ezért a döntésért felelős irányító működésbe hozta az önmegsemmisítőt, hogy a rakéta ne sodorhasson veszélybe a földön senkit. A mentőtoronyra szerelt rakéták is beindultak, a Mercury–8-as űrkabin levált, eltávolodott, és végül ejtőernyőkkel visszaereszkedett, és annyira épségben úszta meg a kalandot, hogy a következő indításnál is fel tudták használni.

A Marshoz már nem lesz elég

A mentőrendszerek a mostanában tesztelt és csak a következő évtizedekben szerepet kapó űrhajóknál is fontos szerepet kapnak. A fejlődés azonban itt is látszik: a két polgári változatnál, a SpaceX Dragonjánál, illetve a Blue Origin New Shepardjánál nem a Mercurytól az Apollókig (kivéve a Gemini-programot, ahol sima katapultülést szereltek a kapszulákba, hogy spóroljanak a súllyal) megszokott rakétatorony kap szerepet, hanem a kapszulák testébe építik be az iszonyú erős, de csak rövid ideig működő hajtóműveket. Legutóbb pont a Blue Originnél tesztelték le a megoldást, ráadásul valós körülmények között, repülés közben. A siker óriási volt: a kapszula levált, legyorsulta az alatta robogó rakétát, majd néhány kilométerrel odébb biztonságban földet ért, de úgy, hogy közben a rakétának sem esett baja. Annyira nem, hogy sikerült leszállni vele, pont úgy, mintha semmi sem történt volna.

A SpaceX megoldása ennél eggyel érdekesebb. A SuperDraco nevű hajtóművek ugyanis nemcsak a mentésnél jönnek jól, de a tervek szerint a Dragon űrhajó ezek segítségével akár landolhatna is majd a Mars felszínén anélkül, hogy ejtőernyőkre vagy bármi másra szüksége lenne.

A New Shepard mentőtesztje
A New Shepard mentőtesztje
Fotó: Blue Origin

Érdemes szót ejteni a NASA legújabb, egyelőre egyetlen tesztrepülést teljesítő űrhajójáról, az Orionról. Itt ugyanis a régi, jól bevált rakétatornyos rendszert használják annak ellenére, hogy azért az elmúlt ötven évben az is kiderült, mi a konstrukció hátránya. A dolog egyszerű: a mentőrakétákat tartó torony a kapszula tetején kap helyet, és ha nem használják el, ami azért bőven a gyakoribb eshetőség, akkor valamikor a pályára állás előtt meg kell szabadulni tőle. Mármint nemcsak azért, mert felesleges, hanem mert konkrétan útban van: a torony alatt vannak ugyanis az ejtőernyők, melyek a leszálláskor jutnak szerephez. A lényeg tehát, hogy bár a mentőtornyok ötlete kiváló, két oroszt meg is mentett (ők köszönetet is mondtak Maxime Fagetnek, a rendszer amerikai feltalálójának), de ma már meghaladott konstrukcióról van szó.

Persze hogy pontosan milyen mentőrendszerek lesznek a jövőben, az most még nem nagyon látszik, hiszen az sem teljesen világos, milyen űrhajók milyen küldetésekre indulnak. Vegyük például Elon Musk közelmúltban bejelentett tervét, amelyben arról beszélt, hogy egyszerre akár száz embert szállító óriásűrhajókat kell majd indítani a Marsra. Hogy ezeket hogyan mentenék meg, ha valami félrecsúszna, egyelőre talány – valószínűleg úgy, ahogy az Amerikába induló hajók utasait a 16. században: sehogy.

Cover fotó: SpaceX