Történelmi korszak zárult az utolsó űrrepülőgép landolásával

Az Atlantis csütörtöki landolásával egy harmincéves korszak fejeződött be, amelynek része volt a Nemzetközi Űrállomás létrehozása és a Hubble-űrtávcső pályára állítása is. Az űrrepülőgépek amerikai utódjául szolgáló űrhajó már készül, de még jó ideig orosz Szojuz űrhajók szállítják majd a NASA asztronautáit a Nemzetközi Űrállomáshoz. Áttekintjük, mit teljesítettek az űrrepülőgépek az elmúlt harminc évben.

Magyar idő szerint csütörtökön délben érkezett vissza a Földre négy utasával az utolsó űrrepülőgép. Az Atlantis landolásával befejeződött a NASA űrrepülőgép programja, egy történelmi időszakot zárva le az amerikai űrügynökség életében.

Az 1972-ben indult NASA Space Shuttle program célja az volt, hogy egy ember és teher együttes szállítására alkalmas, többször is felhasználható hordozórendszere legyen az űrügynökségnek. A terv az volt, hogy az űrrepülőgépek komoly terheket, köztük a Nemzetközi Űrállomás egységeit is felviszik Föld körüli pályára, ahol az űrhajósok azonnal szerelési műveleteket is végezhetnek rajtuk. Azért esett a választás a többször felhasználható rendszerre, mert a tervek alapján ezzel lényegesen csökkenthetőnek tűnt a felbocsátások költsége.

Az első űrrepülőgép, a Columbia 1981. április 12-én startolt. A következő harminc évben összesen 135 repülést hajtottak végre, és ezalatt 1316 napot, tehát együttesen három és fél évet tartózkodtak a világűrben. A Föld körüli pályán az űrrepülőgép általában 320 kilométer körüli magasságban keringett, és maximálisan ennek kétszeresére tudott felemelkedni. A leghosszabb küldetés 17 és fél napig tartott, és összesen 836 ember jutott a világűrbe űrrepülőgépekkel.

A rendszerből az űrrepülőgépek teljesen újrahasznosíthatók voltak, bár minden küldetés után több apró részt kellett javítani rajtuk. A két oldalsó, szilárd hajtóanyagú segédrakéta, miután kiégett, ejtőernyővel szállt le a tengerre, tehát ez is többször használható volt. Az egyetlen nem újrahasznosítható egység a fő hajtóanyagtartály volt, amely a visszatérés során a légkörben elégett.

Az űrrepülőgépek küldetéseinek összefoglaló táblázata

Az űrrepülőgépek üzemelése

Egy levált szigetelésdarab

Indításkor megfelelő időjárás esetén a rendszert egy hernyótalpas szállítójárművel vitték ki a starthelyre, ahol feltöltötték a fő üzemanyagtartályt, és ideális esetben, ha az idő még mindig alkalmas volt, és nem adódott technikai probléma, elindult az űrrepülőgép. A startot két szilárd hajtóanyagú segédrakéta segítette, amelyek az indulás után 2 perccel, közel 80 kilométer magasan kiégtek, majd leváltak a rendszerről. Innen kezdve az űrrepülőgép a nagy üzemanyagtartályban lévő megmaradt folyékony hidrogént és oxigént használta, saját hajtóművével emelkedett tovább. A startot követően nyolc és fél perccel kifogyott a fő üzemanyagtartály, és az űrrepülőgép elérte a kívánt keringési magasságot.

A start során gyakran nemcsak a változékony időjárás és a kisebb technikai problémák okoztak nehézséget. A rendszer egyik veszélyforrása volt, hogy az extrém hideg folyékony hidrogénnel és oxigénnel feltöltött üzemanyagtartály falára a légköri vízpára kifagyott, és nagy jégtömböket alkothatott. Ezek az emelkedés során leválhattak, és ha erre az első két percben került sor, a légellenállás miatt annyira lelassulhattak, hogy az űrrepülőgépnek ütődve súlyos sérülés okozhattak. A Columbia űrrepülőgép esetében a szárny belépő élén keletkezett egy repedés, s ettől semmisült meg a visszatéréskor.

A visszatérés a földet érést kivéve általában automatikus üzemmódban történt, de manuális beavatkozásra is volt lehetőség. A fékezést követően 120 kilométeres magasságban kezdett el lassulni az űrrepülőgép a légellenállástól, ekkor még az adott magasságban jellemző hangsebességnek 25-szörösével (közel 30 ezer kilométer/órával) haladt. Az ereszkedés során úgynevezett S manővereket végzett, amikor oldalra fordult, de átlagosan tartotta az eredeti irányt. Az űrrepülőgépek a leszállás végén közel 350 kilométer/óra sebességgel értek talajt, lassulásukat 12 méter átmérőjű fékezőernyő segítette.

A program mérföldkövei

1981: a Columbia első útja, amely csak két napig tart
1982: az űrrepülőgép programban hivatalosan is rendszeres repülések indulnak, már nem kísérleti céllal
1983: a Challenger első útja és az első űrséta az űrrepülőgépről
1984: a Discovery első útja és az első köldökzsinór nélküli űrséta
1985: az Atlantis első útja
1986: a Challenger katasztrófája, amely hét áldozattal járt
1988: újraindul a megtorpant űrrepülőgép-program a Discovery startjával
1989: űrrepülőgépről indítják el a Galileo űrszondát a Jupiter felé
1990: az űrrepülőgép felbocsátja a Hubble-űrtávcsövet
1992: a felrobbant Challangert helyettesítő Endeavour első útja
1993: első szervizküldetés a Hubble-űrtávcsőhöz
1994: első orosz űrhajós az űrrepülőgépen
1995: első összekapcsolódás a Mir űrállomással
1998: a Mercury űrhajóval repült 77 éves John Glenn űrrepülőgéppel tér vissza az űrbe
2003: a Columbia űrrepülőgép katasztrófája, amely hét áldozattal jár
2005: újraindul a megtorpant űrrepülőgép-program a Discovery startjával
2011: a Discovery, az Endeavour és az Atlantis utolsó startja

Az űrrepülőgépek eredményei

Az űrrepülőgépek kifejlesztése és üzemeltetése során sok technikai megoldás és tapasztalat született, amelyek továbbra is segítik az űrtevékenységet. A konkrét eredmények között a legfontosabb, hogy az űrrepülőgépekkel hozták létre a Nemzetközi Űrállomást, az emberkéz alkotta legnagyobb tömegű szerkezetet a világűrben. A tudományos kutatásokra szolgáló Spacelab modul (amely a Föld körüli pályán is az űrrepülőgép rakterében maradt) 1983 és 1998 között huszonkét alkalommal járt a világűrben. A laboratóriumban csillagászati megfigyelések mellett mikrogravitációs kísérleteket hajtottak végre, különböző fizikai, kémiai és biológiai folyamatok lezajlását vizsgálták a súlytalanságban.

Több műholdat és űrtávcsövet állítottak pályára az űrrepülőgépekkel, ilyen a Chandra- és a Hubble-űrtávcső is. A Magellan, a Galileo és az Ulysses űrszondákat szintén az űrrepülőgépek szállították fel. Négy alkalommal látogatták meg segítségükkel a Hubble-űrtávcsövet, és megnövelték annak élettartamát, valamint fejlesztéseket is végrehajtottak rajta. Az űrrepülőgépek legénysége rendszeresen látogatta a Nemzetközi Űrállomást, és több alkalommal jártak a Mir űrállomáson is. Mindezek felett fényképezték és radarral is mérték bolygónk felszínét az űrrepülőgépek fedélzetéről.

Látványos pillanatok az űrrepülőgépek történetéből

Mennyibe került az űrrepülőgép-flotta?

Az űrrepülőgépek kifejlesztése az eredeti tervek alapján 7,4 milliárd dollárba került volna (ez az inflációt is számolva mai értéken 43 milliárd dollárt jelent). Egy-egy repülés költségét 9,3 millió dollárra (mai értéken 54 millió dollárra) tették, és a becslések alapján a rendszer egy kilogramm hasznos terhet 260 dollárért (mai áron 635 dollárért) tudott volna Föld körüli pályára állítani. A gyakorlatban a rendszer kifejlesztése és üzemeltetése mai áron, tehát inflációval is számolva 196 milliárd dollár volt, közel négyszerese az eredeti becslésnek. Egy-egy küldetés pedig közel 450 millió dollárba került, és sokkal ritkábban sikerült űrrepülőgépet indítani, mint tervezték.

Jó tudni az űrrepülőgépekről

• rakétához hasonlóan függőlegesen indult, és repülőgéphez hasonlóan vízszintesen szállt le
• hasznos teher: 22 700 kilogramm, személyzet: 2-7 űrhajós
• hossza 37 méter, fesztávolsága 24 méter, magassága 18 méter
• a külső hajtóanyagtartály hossza 47 méter, átmérője 8,4 méter, térfogata 2025 köbméter
• a szilárd hajtóanyagú gyorsítórakéták hossza 45 méter, átmérőjük 3,7 méter
• a start során fellépő maximális gyorsulás: 3 g
• a raktérben szállítható teher maximális átmérője 4,6 méter, hossza 18 méter

A programban közvetlenül több mint ötezer személy dolgozott, és még közel ötször annyian voltak valamilyen munkakapcsolatban az üzemeltetéssel. Közülük sok szakembernek a további foglalkoztatása nem megoldott, bár többen más programokban fognak szintén űrtevékenységgel foglalkozni.

Az űrrepülőgépek után

A flotta tagjait száz repülésre és tízéves élettartamra tervezték eredetileg. Az űrrepülőgépek kialakításának egyik célja az olcsó üzemeltetés volt, azonban az évek alatt kiderült, hogy ez nem valósult meg, és a rendszer fenntartása is igen költséges. Részleges pótlásukra dolgozták ki az Orion űrhajó és az Ares hordozórakéta tervét, a Holdra történő visszatérés tervével együtt. A programot azonban Barack Obama amerikai elnök leállíttatta, és jelenleg nincs ember szállítására alkalmas űreszköze az Egyesült Államoknak. A tesztelés alatt álló Dragon űrhajót várhatóan néhány éven belül üzemelik be, de addig az orosz Szojuz űrhajók szállítják majd borsos áron, fejenként 51-60 millió dollárért az amerikai asztronautákat.

A nyugdíjazott űrrepülőgépeket a nagyközönség számára az alábbi helyszíneken állítják ki, és ezek mellett egy-egy részegységük még további helyszínekre kerül:

• Atlantis - Kennedy Űrközpont, nagyközönségnek fenntartott látogatóközpont
• Discovery - Nemzeti Légügyi és Űrkutatási Múzeum, Smithsonian Intézet
• Endeavour - California Space Center
• Enterprise (földi példány, nem járt az űrben) - Intrepid Tengeri, Légügyi és Űrkutatási Múzeum

Az űrrepülőgépek kétségtelenül sok hasznos tapasztalatot nyújtottak, és számos fejlesztéssel, felismeréssel jártak. Legfontosabb eredményük a Nemzetközi Űrállomás létrehozása, amelynek igazi célja, a tudományos és technikai eredmények, felfedezések megvalósítása még jórészt hátravan - hiszen eddig főleg fejlesztették, és nem kifejezetten használták. Kétségtelen, hogy érdekes és hasznos kísérlet volt az űrrepülőgép-program, de az idő mára eljárt az eredeti ötlet felett, és az igények is jelentősen változtak - ezért szükséges a váltás.