NASA - Alfa és Omega?

NASA

ISS avagy a Nemzetköziség új szintje?

Az ISS jövőképe viszonylag jól fel volt vázolva az elmúlt évben: a NASA 2030-cal befejezi az ISS üzemeltetését, és elsődlegesen az Artemis holdprogramra helyezi át a hangsúlyt, amely mellett LEO pályán keringő (amúgy a NASA-n keresztül becsatornázva jó részt állami pénzből) kereskedelmi űrállomásokon bérelne majd helyet tudományos kutatások számára.

Ezek után érthető volt a zavar, amikor Kenneth Bowersox igazgató-helyettes egy előadáson azt mondta, hogy a 2030-as dátum nem kőbe vésett, és rugalmasan kezelik az ISS jövőjét a nemzetközi partnerekkel együtt. Ezt rögtön úgy kezdték el egyes médiumok lefordítani, hogy a NASA finoman lassítaná a kereskedelmi űrállomásokra való áttérést (leginkább a költségvetési pénzek átcsatornázásával), és tovább használná az ISS-t. Bowersox végül egy nyilatkozatban tisztázta, hogy a NASA határozott célja, hogy az ISS-t 2030-ban nyugdíjba küldje, ami legalábbis nem egészen azonos az előadáson mondottakkal.

Ezzel együtt a NASA 2024-es költségvetésében megjelent egy olyan teherhajó (US Deorbit Vehicle, USDV), amely majd az ISS-hez dokkolva képes lesz azt irányítottan a légkörbe vezetni, és ezzel végül a hatalmas űrállomást megsemmisíteni. Most még csak a költségvetési hátteret kérik ehhez, amely alapján 2024-ben meghirdetnének egy tendert a szükséges eszköz beszerzésére. Ez alapján várhatóan 2025-2026-ban lehet eredményt hirdetni, és kényelmes 3-4 év marad a legyártásra és adott esetben a tesztelésre.

Az Ax-2, a Crew-6 és a Szojuz MSz-22 űrhajósai az ISS fedélzetén 2023 májusában

Ettől függetlenül az űrállomás jövője legalábbis középtávon még 2028-ig biztosan stabil, hovatovább az a korlátozó tényező, hogy a kiegészítő modulok az Axiom Space-től mikor érkeznek, lévén az Axiom által szervezett utaknál az egyik fő kérdés az, hogy helyezzenek el 11 űrhajóst az ISS fedélzetén...

Crew-5

Az Endurance űrhajó által végrehajtott 157 napos utat az Atlanti-óceánba 2023. március 11-én történt visszaérkezés zárta le. Az út érdekessége volt, hogy azt két NASA űrhajós (Nicole Mann és Josh Cassada) mellett egy JAXA (Wakata Koicsi) és egy Roszkoszmoz (Anna Kikina) űrhajós hajtotta végre, és a Szojuz MSz-22 hűtőrendszer-szivárgása után ideiglenesen Francisco Rubio ülés-betétét áthelyezték az Endurance-ra, hogy vészhelyzet esetében velük térhessen vissza. Az MSz-22 visszatérő moduljában kisebb módosításokat hajtottak végre, és mivel így csak két űrhajós (Szergej Prokopjev és Dimitrij Petelin) lett volna a fedélzetén, feltehetően jobb esélyeik lettek volna a túlélésre (a hangsúly a „jobb”-on volt). Szerencsére ezt nem kellett kipróbálni, ugyanakkor első eset volt, hogy szükséghelyzetben egy SpaceX Dragon v2 nem négy, hanem öt űrhajóssal a fedélzetén repülhetett volna.

Crew-6

A hatodik menetrend szerinti ISS személyzet-szállító út érdekessége volt, hogy a fedélzetén most is két nem-NASA űrhajós foglalt helyet. Szultan Al Nejadi az Egyesült Arab Emirátusok űrprogramjának űrhajósa, és egy „székcsere” keretében kerülhetett a fedélzetre. Még 2021-ben a NASA és az Axiom megállapodott, hogy az Axiom a Roszkoszmosszal illetve az Enyergija céggel megegyezve helyet biztosít egy űrhajósnak az űrállomás felé a Szojuz MSz-18 illetve visszatéréskor a Szojuz MSz-19 fedélzetén. Erre azért volt szükség, mert a NASA részére megalkotott törvények alapján az űrügynökség nem fizethet orosz cégeknek. Az Axiom viszont nem bír hasonló kötöttségekkel, így ők szépen kifizették a cechet, amit aztán egy csere-székre váltottak be a Crew-6 úton. Tehát a Mohammed bin Rashid Űrközpont fizető űrhajósa így kerülhetett a személyzetbe, az Axiomnak fizetve (amiből ők a Szojuzt fizették ki). Ismét a személyzetbe került egy orosz űrhajós, Andrej Fedajev, aki szintén székcsere révén került be, de ő a NASA és a Roszkoszmosz közötti Dragon-Szojuz székcsere program keretében. A NASA részéről a parancsnok Stephen Bowen, míg a pilóta Warren Hoburg volt, Bowent leszámítva mindegyiküknek ez volt az első űrutazása.

Fedajev, Bowen és Hoburg az ISS fedélzetén, SpaceX űrruhákban

Noha a SpaceX immár a hatodik menetrend szerint Dragon v2 küldetést indította az űrállomásra, de hogy mindig jöhetnek közbe problémák, itt is megerősítésre került. Először a február 27-ére tervezett indítás előtt mindössze két perccel került leállításra, mivel az első rakétafokozatban használt TEA-TEB gyúelegy nyomásértékei nem voltak teljesen stabilak. Mint kiderült, a földi kiszolgáló csőhálózatban a levegő és a keverék elegyéből keletkezett anyag tömítette el az egyik szűrőt. A szűrőt kicserélték, és a második indítási kísérletnél, március másodikán már probléma nélkül sikerült a világűrt elérni. Itt még egy probléma jelentkezett, az orrkúp felnyitása után (ami a dokkolózsilipet fedi) az egyik szenzor negatív jelet küldött vissza, vagyis azt jelezte, hogy az orrkúp felnyitása nem volt sikeres. Mivel azonban 35 másik szenzor azt jelezte, hogy sikeres volt, így szenzorhibának tulajdonították az esetet.

Az űrhajósok összesen csaknem 186 napot tartózkodtak a világűrben.

Crew-7

A hetedik SpaceX Crew-7 út annyiból volt különleges, hogy ez volt az első út, ahol csak egyetlen NASA űrhajós kapott helyett, Jasmin Moghbeli képében. Utastársai Andreas Mogensen (Dánia) az ESA keretében (az Orion űrhajó műszaki moduljainak barter-cseréje révén), Furukava Satosi (Japán) a JAXA megbízásából, míg Konstantin Boriszov (Oroszország) a Roszkoszmosztól érkezett egy újabb Dragon-Szojuz ülés-csere keretében. Az is érdekesség, hogy Mogensen az első nem NASA űrhajós, aki pilóta besorolást kapott a Dragon űrhajókon.

StarLiner

A sikeres, menetrend szerinti SpaceX Crew küldetések mellett látványos volt a Boeing StarLiner további bukdácsolása. A személyzet nélküli tesztrepülés, amire 2022-ben került volna sor, a hajtóanyag-rendszerben talált korrodált szelepek miatt 10 hónapot csúszott. A személyzettel végrehajtott CFT (Crew Flight Test) repülés először áprilisra, majd júliusra csúszott tovább, részben külső okok, először az Axiom Space küldetése miatt kellett partvonalra állniuk, majd az ejtőernyők jóváhagyása szenvedett késedelmet.

A Starliner az ISS-hez közeledve 2022 májusában

Utóbbi kapcsán nem győzte mind az űrügynökség, mind a Boeing hangsúlyozni, hogy nincs baj az ejtőernyőkkel, viszont a korábbi adatokat újra és újra ellenőrzik, és a szakértők jóváhagyására várnak. Ezen szépen becsomagolt szavak súlyát azonban jól jellemzi, hogy a szakértők megállapítása szerint az ejtőernyők rugalmas csatlakozásai a vártnál alacsonyabb terhelést viseltek csak el, jelentősen csökkentve a biztonsági tartalékot, amellyel a tervezésnél számoltak, így azokat le kell cserélni, amibe beletartozik, hogy az egész rendszert újra le kell tesztelni.

Legalább ennyire furcsa volt egy ezzel egy időben felfedett probléma, nevezetesen a kábelezésnél használt kábelkötegelő szalagok gyúlékonynak bizonyultak, holott tűzvédelmi okokból tűzálló anyagból kellett volna készíteni őket. Ez pedig azért volt kínos, mert a bejelentés szerint nagyon széles körben használták ezeket a szalagokat, gyakorlatilag az egész űrhajón.

Ez pedig oda vezetett, hogy a StarLiner első személyzettel végre hajtott útja leghamarabb 2024 márciusában-áprilisában kerülhet sorra, ez pedig még mindig nem a teljes értékű ISS személyzettel induló út lenne, hanem csak a NASA által előírt „bizonyítvány” megszerzését jelentené, és így esélyes, hogy 2025 előtt már nem kerülhet sor a Boeing Crew-1 útra. Viszonyítás képen a SpaceX akkor már 5 aktív Dragon v2 személyszállító űrhajóval fog bírni, és a jelen tervek alapján már a tizedik NASA ISS személyzet-cserés útján lesz túl…

A Starliner külső borítását helyezik fel 2022-ben a második tesztrepülés előtt

A Boeing számára, ha létezik ilyen, akkor ez csak újabb sóhintés a sebbe. Már eddig is nagyjából 883 millió dollár veszteséget hozott a Starliner program, amely szemben a régebben „megszokott” NASA szerződésekkel, ahol a költségek mellett nyereséget is garantáltak (más szóval a NASA fizetett, mint a katonatiszt, és a céget legfeljebb a magasabb bónusz jutalék motiválta, hogy az eredeti költségkeretben maradjon), itt bizony fix áras, vagyis a pénzügyi rizikót a cég vállalja. No, ehhez 2023 második negyedévében egyedül 257 millió dollár lett hozzácsapva, vagyis a program immár több, mint 1 milliárd dolláros veszteséget hozott az amúgy nagy múltú cégnek.

Kereskedelmi űrállomás – szolgáltatás / Commercial LEO Destinations

A CLD (Commercial LEO Destinations) eredendően azt takarja, hogy a NASA az ISS nyugdíjazása után (vagy akár már párhuzamosan is) civil cégek által üzemeltetett űrállomáson vásároljon lehetőséget, szolgáltatást arra, hogy űrhajósai különféle tudományos kísérleteket hajtsanak végre.
A NASA egész részletesen felvázolta, hogy pontosan mit is vár el a kereskedelmi űrállomás-szolgáltatás keretében.

A első CLD tender győztesei, a jobb oldali Northrop Grumman közben átpártolt a StarLab csapatba

Ez alapján, legalábbis az első körben két NASA űrhajós venne részt a feladatok végrehajtásába, nagyjából 3000 - 4000 órányi munkaidőt töltene a két űrhajós a kísérletekkel, az elvárt minimum térfogat igény 24 köbméter, és legalább 5 ablakra is igényt tartanak. Éves szinten 500 TB tárhellyel és 9 darab számítógéppel (jellemzően laptop) számolnak, illetve legalább 150 Mbps sávszélességgel. Ezen kívül 4 két irányú hang- illetve 6 Föld felé folyamatosan élő videócsatorna is szükséges lesz. Energiaigény alapján 42 kW kell a beltéri eszközöknek, illetve további 5-8 kW az űrállomás külső felületén elhelyezett eszközöknek. Évente 5 tonna, illetve 12 köbméter terhet kell feljuttatni, illetve 2 tonna és 5 köbméter hasznos terhet kell visszahozni a Földre.

Érdekes adalék, hogy a NASA nem várja el, hogy legyen zsilip, illetve űrséta lehetőség, de ha nincs, akkor viszont meg kell oldani az nyílt űrben végzett kísérletek végrehajtását, potenciálisan az ehhez kiépített robotkarok segítségével.

Az Orbital Reef űrállomás, amely a Sierra Space üdvöskéje lesz....

A működési koncepciónál leszögezik, hogy a CLD szolgáltatás magába foglalja az üzemeltetést is, tehát a külső partner lesz felelős az olyan feladatokért is, mint például a vészhelyzeti tervek elkészítése, az ezekhez tartozó tesztek és gyakorlatok megszervezése és végrehajtása.

Nincs meghatározva pontosan az sem, hogy milyen űrjárművel juttassák fel az űrhajósokat, mindössze annyi az elvárás, hogy a NASA vagy az FAA, illetve bármely más Egyesült Államokbéli hatóság által jóváhagyott megfelelőségi tanúsítvánnyal bírjon.

Artemis program

Az Artemis-1 kiértékelése három komolyabb hibát azonosított, a legsúlyosabb a hővédő pajzs vártnál nagyobb mértékű „fogyása”. Ugyan még így is bőven volt tartalék a rendszerben, de ettől még egy aggasztó eset, hiszen ez kritikus eleme az űrhajónak.

Az Artemis-1 útról visszatért űrhajó hővédő pajzsán látható néhány aggasztó sérülés...

Az út alatt egy megszakító két tucatnyiszor is kinyitott külső parancs nélkül, ami végül is nem okozott komolyabb problémát, de ettől még a rendellenes működést mindenképpen igyekszik a gyártó Airbus minél alaposabban kivizsgálni, jelenleg leginkább valamilyen elektromos interferenciára gyanakodnak.

A harmadik probléma az indításkor fellépő károsodás az indítótoronyban. A pneumatikus vezetékhálózat a szilárd hajtóanyagú gyorsítórakéta égéstermékei miatt korrodált, illetve a liftek működésképtelenek lettek az indítással járó rezonancia és hőhatások miatt.

Az Artemis-2 személyzete: Christina Koch, Victor Glover (hátul), Reid Wiseman és Jeremy Hansen

Addig is, április 3-án bejelentették az Artemis-2 út személyzetét. Reid Wiseman parancsnok, Victor Glover pilóta illetve Christina Koch a NASA űrhajósai, Jeremy Hansen pedig a kanadai űrügynökségtől érkezik. A három NASA asztronauta már mind járt a világűrben (bár mindegyikük csak egyszer), míg a kanadai kollégájuknak ez lesz az első útja. Még 2024-ben kellene sort keríteni a SpaceX StarShip alapú HLS holdkomp tesztrepülésére, majd 2025-ben kerülhet sor a holdraszállásra az Artemis-3 keretében.

Innentől egy kicsit azért bizonytalan még a jövő. A GateWay űrállomás első eleme (PPE / HALO műszaki modul) 2025-ben indulna és 2026-ban érné el a végleges pályáját. Viszont utána már egy évet csúsztak az ütemtervek a korábbiakhoz képest, csak 2028-ban épülne tovább a GateWay az I-Hab modullal, és indulna az első teherhajó is hozzá. Csak ekkor kerülne sor az Artemis-4 útra, amely már a GateWayre látogatna.

2028-tól kezdve évente egy Artemis út indulna, jelenleg szeptemberre ütemezve, 2029-ben bővülne az űrállomás az ESPRIT-tel, 2030-ban az űrzsilippel. Még 2029-ben egy kis terepjárót kaphatnak a holdraszállást végrehajtó űrhajósok, majd 2031-től már túlnyomásos, hosszabb utakra is alkalmas járművel látják el őket.

Az AxEMU űrruha bemutatója, a végleges NASA verzió feltehetően fehér színű lesz

Az Axiom bemutatta közben az AxEMU űrruhát, amit a holdsétához fognak használni az űrhajósok. Az ígéretek szerint nagyobb mozgékonyságot biztosít, jobb védelmet nyújt, illetve egy sor téren modern újításokkal bír, például a fedélzeti elektronika terén, amelybe integrált fényforrások és kamerák is helyet kaptak.

A NASA jelenlegi tervei alapján ez lesz várhatóan a GateWay űrállomáson is az űrsétákhoz használt megoldás, de az is tervben van, hogy még az ISS fedélzetén is próbára teszik. Az űrruha kapcsán a legfeltűnőbb a színe – itt sötétszürke színt használtak narancs és kék csíkokkal, ám ez csak marketing. A végleges változat a „megszokott” fehér színű lesz várhatóan. Azt is hozzá kell tenni, hogy a Collins cég szintén kapott egy űrruha-megbízást, de az elsődlegesen az űrállomásokon végrehajtott űrsétákra koncentrált. Viszont a NASA szeretné, ha a két cég „keresztbe” is fejlesztene, tehát szükség esetén lehessen mindkettőt mindkét célra használni.

A Collins Aerospace-féle Artemis űrruha

A program kapcsán bejelentették a második holdkomp megrendelést is. Az Artemis-3 útnál a SpaceX Starship fedélzetén fognak a NASA űrhajósai leszállni a Holdra, de a versenyt erősítve egy második holdkompot is megszavazott a törvényhozás. A nyertes pedig a Blue Origin cég Blue Moon elnevezésű megoldása lett, amely jelentősen átalakult a korábbi kinézetéhez képest, a személyzetet szállító modul az aljára került, a hajtóanyag-tartályok pedig a tetejére. A hét méter átmérőjű járművet a New Glenn fogja majd a GateWay űrállomáshoz eljuttatni, és négy űrhajóssal a fedélzetén legfeljebb 30 napos működésre tervezték. A tervek szerint az Artemis-5 út esetén ezt használnák majd először az űrhajósok. Az Artemis HLS keretében ez a NASA-nak további 3,4 milliárd dollárba fog kerülni…

Az Mk.1 változat teherszállító járműként 3 tonnányi terhet tud bárhova szállítani, egy vagy két ilyen jármű demonstrációs céllal fog a Holdra szállni, várhatóan 2026-ban.

Az Artemis egyezmény is szépen halad, immár 33 ország írta alá, az elmúlt egy évben olyan országok, mint Csehország, Spanyolország, Izland, Hollandia, Bulgária, Angola, Németország, és némi meglepetésre, India. Utóbbi azért figyelemre méltó, mert jelzi India és az Egyesült Államok közeledését az űrkutatás és űrpolitika terén.

Dream Chaser

A harmadik NASA által szolgáltatásként igénybe vett teherűrhajó a SpaceX Dragon és a Northrop Grumman Cygnus mellett a Sierra Nevada Dream Chaser elnevezésű mini-űrrepülőgépe. Az első valóban űrbéli repülésre épült járművet Tenacity-re keresztelték el, és 2023 novemberében készült el, miután hatalmas hajrát indítottak a cégnél, több száz alkalmazottat felvéve (amelyek egy részét aztán szélnek is eresztették, miután elkészültek). A nyomás nagy volt, mert bár az ULA Vulcan hordozórakéta késlekedése határozza meg, hogy mikor indulhatnak a világűrbe, valójában a gyártás is sokkal lassabban haladt, mint eredetileg számoltak.

A DreamChaser Tentacity a Neil Amstron tesztközpontban

A NASA hét Dream Chaser utat rendelt meg, amelyekben 5 tonna túlnyomásos és 500 kg nem túlnyomásos terhet tud felvinni az űrállomásra, illetve 1750 kg-ot visszahozni, valamint további 3250 kg-nyi szemetet tud elégetni a visszatéréskor. Utóbbi a jármű végéhez dokkolt műszaki-teher modul, a „Shooting Star” kapacitását takarja, ez a modul egyfelől két napelemszárnnyal 5 kW elektromos energiát biztosít a járműnek, illetve ez biztosítja a tehertér nagy részét.

A cég eredetileg személyszállító járműnek álmodta meg a Dream Chasert, de nem tudott elég pénzt összeszedni a megvalósításhoz, így végül a NASA teherűrhajó-megrendelése biztosította számára a megfelelő tőkét. Ez már lehetővé teszi a várakozásaik szerint, hogy később a személyszállító verziót is megépíthessék, amely 3-7 utast vihet majd fel a kereskedelmi űrállomásokra később.

A nukleáris jövőkép

Évtizedek óta folyamatos kérdés, hogy a nukleáris energiát hogyan lehetne az űrhajózásban felhasználni. Az energiasűrűsége jóval magasabb, mint a kémiai megoldásoknak, de egy sor technikai és jó pár morális kérdés is felmerül vele kapcsolatban. Az 1960-as években a nukleáris rakétahajtóművekkel egy sor földi tesztet hajtottak végre (Kivi-program), és készen voltak a tervek a NERVA hajtóműre is. Itt egy fissziós reaktor aktív zónáján folyékony hidrogént áramoltattak volna át, amely a magas hőmérséklet hatására kitágulva tolóerőt adhatott volna. Mindezt pedig tömegarányosan akár másfélszer-kétszer jobb hatásfokkal, mint egy hidrogén-oxigént elégető hagyományos kémiai rakétahajtómű.

A NERVA nukleáris hajtómű az 1960-as években előrehaladott állapotba jutott el

A NERVA projektet az űrrepülőgép-program költségvetése és a törvényhozás részéről az űrkutatás terén általános költségmegszorítások életbe léptetése kaszálta el, de a bolygóközi űrutazásnál a jelenlegi technikai szinten nehéz jobb megoldást az asztalra tenni.

A DARPA és a NASA még 2022-ben indította el a Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations (DRACO) programot, amelynek első köre a koncepció, második köre a teszthajtómű megépítése és földi tesztelése, míg a harmadik köre a világűrbéli demonstrációt takarná. A második kör 2023 augusztusában lett lezárva, és a Lockheed Martin illetve a BWXT cégek kaptak lehetőséget (és közel 500 millió dollárt), hogy a második kört megkezdjék. A tervek szerint 2025-2026 körül kerülhet sor a földi tesztekre, 2027-ben pedig akár már a világűrben is tesztelhetik a hajtóművet.

Kérdés persze, hogy valóban van-e igény ezekre. A SpaceX féle hajtóanyag-újratöltési koncepció potenciálisan egyszerűbben kivitelezhető, és a költségek újrafelhasználható rakétákkal jóval olcsóbbak lehetnek, mint a nukleáris meghajtásra építkezni. Az olyan megoldások, mint a DRACO is, alapvetően a hidrogén tartályának újratöltésével tudna rentábilis lenni, csak ehhez még hozzájárulnak a nukleáris meghajtás problémásabb vonulatai, például a kérdés, hogy az elhasznált fokozattal mitévők legyenek...

A hajtómű azonban nem az egyetlen irány, korábban még az Artemis program keretében egy, a Hold felszínén is használható, 40 kW elektromos teljesítményű nukleáris reaktor program is elindult. A NASA számára azért szükséges ilyen energiaforrás, mert napelemekkel egy folyamatosan lakott Holdbázist nem lehet ellátni, hiszen két hétig „éjszaka” van, majd két hétig „nappal”, az előbbi időszak pedig értelemszerűen nem teszi lehetővé a pusztán napelemekre való támaszkodást.

A költségvetés kérdése…

A NASA számára a számtalan feladat közben keserű pirula lehetett, hogy 2024-re nemhogy több, de kevesebb pénzt ígér a törvényhozás, mint amit 2023-ra kapott. Eredetileg 27,185 milliárd dollárt igényeltek, ami nagyjából 7%-kal magasabb, mint a 2023-as évre kapott 25,384 milliárd dollár. Ehelyett 2023 júliusában „mindössze” 25 milliárd dollárt hagyott jóvá az törvényhozás.

A legnagyobb vágást a bolygóközi kutatások, mint a Veritas Vénusz-szonda voltak kénytelenek elviselni, de gyakorlatilag majdnem minden téren a kértnél kevesebb pénzt kap az űrügynökség, ami így ha lehet, még jobban megszorul a feladatok alatt...

A cikk még nem ért véget, kérlek, lapozz!