Mi hullik fellövés közben a hordozórakétákról?

Ha úgy általában űrhajózásra vagy rakétákra asszociálunk, legtöbbször az Apollo-program rakétáiról készült közeli, lassú képsorok ugranak be, amelyeken az induló Saturn V-öt elengedik az indítóállás rögzítőkarjai, miközben fehér törmelék záporozik lefelé. Aki arra tippel, hogy amit látunk, az jég, annak igaza van.

A Saturn rakéta hajtóanyaga kerozin, folyékony oxigén és hidrogén volt. Az oxigén és a hidrogén a bolygó felszínén megszokott hőmérsékleten gáz-halmazállapotúak, a folyékony halmazállapothoz nagyon le kell hűteni őket. Az oxigén esetében a hideg üzemanyagot egy acéllemez választja el a levegőtől, így annak felületére, akár egy hűvös söröskorsóra, lecsapódik a pára, amely vastagon rá is fagy. A rakétaindításkor elszabaduló energiák, a hang és a vibráció hatására pedig az összegyűlt jég lehullik.

A folyékony hidrogén más eset, mivel az jóval hidegebb hőmérsékletet igényel, a tartály felületére nemcsak a pára, de a levegő nitrogénje és oxigénje is ráfagyna. Ha ez a jég leválna, az a hidrogén felforrásához és robbanáshoz vezethet. A rakétának ezt a részét ezért szigetelés védte. Ez kezdetben ráépített üveggyapot volt, később poliuretánt használtak, amit hab formájában egyszerűen ráfújtak. Mindkét esetben vízlepergető záróréteg vette körül a szigetelést, ha ez megsérült, a poliuretánba szívódó folyékony oxigén fizikai behatás nyomán kigyulladhatott, ami egy hidrogénnel teli tartály közelében enyhén robbanásveszélyes dolog.

Az indítóállásra hulló jég önmagában nem jelentett veszélyt, egészen az űrsiklóprogramig. Ekkor azonban már nem volt kívánatos, hogy indításkor a jég a hordozórakétára rögzített űrsikló hővédő burkolattal ellátott aljára zuhogjon. A hordozórakétát ezért tetőtől talpig poliuretán habbal burkolták. A kezdetben sárga, a napon narancssárgára öregedő szigetelőanyagot azóta is használják a Delta IV, az SLS, az Atlas V és a Vulcan Centaur rakétákon.

A poliuretán azonban nem minden esetben védte meg az űrsiklót, előfordult ugyanis, hogy szuperszonikus sebességnél a légellenállás nagyobb darabokban hámozta le a hordozórakétáról. Egy esetben ez majdnem végzetes volt. Később, a Columbia űrsikló esetében tragédiához is vezetett:  

A Columbia űrsikló a sérülés miatt a légkörbe való visszatérés során 2003. február 1-jén széthullott. A balesetben a teljes hétfős legénység életét vesztette.

Az űrsiklóprogram a Hubble űrteleszkóp 2009. májusi javításával véget ért, a tanulság pedig az lett, hogy a legoptimálisabb, ha a szigetelés rögtön a fellövés kezdetekor lehullik.

Ez látható a kínai Hosszú Menetelés rakétákon és az az európai Ariane rakétákon is, amelyekről az indítóálláshoz rögzített drótokkal húzzák le a szigetelést. Csavar a történetben, hogy az említett rakéták egyikében sincs hűtést igénylő üzemanyag, hanem szobahőmérsékleten folyékony hipergolikus, öngyulladó dinitrogén-tetroxiddal működnek. A szigetelés azért kell, mert a hipergolikus üzemanyag is érzékeny a hőmérsékletre, például megfagyhat. Kínában ezért a hideg ellen szigetelik a rakétákat, míg az Európai Űrügynökség a guyanai Kourou űrkikötő egyenlítői forrósága miatt szigeteli azokat.

A szigetelés még a korai eltávolítással együtt is gondot okozott a kínaiaknak. Egy esetben az egyik Hosszú Menetelésről leváló darab beleragadt az egyik szárnyba, ami végül az egész küldetés kudarcához vezetett.

Az egyik legérdekesebb eset a Minotaur rakéta. A Minotaurokat a nukleáris robbanófejeket hordozó Minuteman interkontinentális ballisztikus rakétákból fejlesztették ki, és használják a 90-es évek óta az Egyesült Államokban katonai és kémműholdak olcsó felbocsátására. Ezek szilárd hajtóanyagú rakéták, amelyek hatásfoka ugyancsak ingadozhat a hőmérséklettől függően. A Minotaurok esetében a szigetelés egy indításkor drótok segítségével lehántolt csinos sárga réteg, amitől az indítás nagyon látványos, kissé olyan, mintha a rakéta első fokozata egy szétnyíló banánhéjból emelkedne ki.