Zarja – avagy a szuper-Szojuz terve

1985. január 27-én érdekes döntést hoztak a Központi Bizottság gyűlésén: utasítást adtak egy új űrhajó kifejlesztésére. Miközben irgalmatlan összegeket költöttek el a VKK űrrepülőgép-programra, menet közben igény merült fel arra, hogy mivel az 1950-es évek R-7 rakétájának folyományát képviselő Szojuz hordozórakétával együtt a Szojuz űrhajó is elérte a korlátait, ezért célszerű lenne leváltani. Ez egyfelől azt jelentette, hogy a Szovjetunió menet közben ráébredt, hogy az űrrepülőgép-programja nem optimális például egy űrállomás ellátására, mivel egyszerűen túl drága erre a feladatra. Másfelől pedig a Szojuz űrhajó viszont túl sok korláttal bír, úgy pályamagasság, mint teherbírás és a Földre visszahozható tehermennyiség terén. Mintegy mellékesen az Enyergija gyorsítórakétájára épülő Zenyit-2 hordozórakéta kiválthatná a Szojuz hordozórakétát végre, és 11-13 tonnás teherbírása jóval nagyobb űrhajó világűrbe juttatását tenné lehetővé.

Egy Zenyit-2 rakéta az indítóállás mellett, erre a rakéta építették volna a Zarja űrhajó indítását

A malmok viszont lassan őröltek, csak 1986 decemberére határozzák meg a végleges specifikációkat, amely egy két modulból álló, részben újrahasználható űrhajót takar. A "Zarja" (Hajnal) néven futó program két lépcsőt vázol fel, az elsőben egy személy- és teherszállításra alkalmas változat készülne el, a másodikban pedig ezt továbbfejlesztve, különféle önálló (automatikusan végrehajtott) feladatok végrehajtására alkalmas változat készülne el, amely akár poláris (észak-déli irányú) keringési pályára is állítható. Utóbbi feladat leginkább katonai célú alkalmazásnál jöhet jól, de ezt az apróságot már nem teszik hozzá a források, mindössze egy fél mondatban utalnak rá. 1988 májusában kerül sor egy újabb tanácskozásra, ahol a program továbbfolytatása mellett döntenek – de komolyabb pénzmennyiséget nem tudnak letenni mellé, ezért továbbra is csak tervezőasztalon folyik a munka.

A Zarja felépítése, jól látható a "felfújt" Szojuz kapszulára emlékeztető, belül két szintes visszatérő modul, illetve az alján a műszaki modul

Az menet közben viszont már véglegesítve lett, hogy a Zarja maximális tömege 15 065 kg lehet, ennyit tud ugyanis a Zenyit-2 190 km-es magasságú, 51,6°-os hajlásszögű pályára állítani. A 4,1 méter átmérőjű űrhajó két modulból áll, az első modulja a visszatérő kapszula, amely a Szojuz visszatérő kapszulájának megnagyobbított változatának felel meg (részben ezért is kapja a nem hivatalos "szuper-Szojuz" nevet). A kapszula két szintes, a felső szinten 3 űrhajós fér el a Szojuzban alkalmazott módon, egymás mellett elhelyezve. Az alsó szint is túlnyomásos, és itt a feladatnak megfelelő hasznos terhet lehet elhelyezni, ami lehet ellátmány az űrállomás számára, vagy akár további öt űrhajós is. Két vagy három űrhajós mellett 2,5 tonna hasznos terhet vihet fel, és 1,5-2 tonnát hozhat vissza a Földre, míg ha a felső szintet is tehertérnek használják, akkor 3 tonnát vihet fel, és 2-2,5 tonnát hozhat vissza. Itt rögtön látható az is, hogy a Zarja nem csak a Szojuzt váltotta volna le, de a Progressz teherűrhajót is, és ráadásul úgy, hogy a Progressz (ekkori állapota szerint) nem képes semmit visszahozni a Földre, hanem egyszerűen elég a légkörben.

Az első tervekben a fedélzeti rendszerek (számítógépek, kezelőpanel, Vzor optika, stb.) a Szojuz TM űrhajóból érkeznének, illetve amennyiben elkészülnek új rendszerek (például számítógépek), azokat menet közben le lehetne cserélni. Viszont ahogy halad előre a terv, vérszemet kapnak, és egyre több elemet cserélnének le új, modernebb eszközökre. Az visszatérő kapszula érdekessége lenne viszont, hogy a VKK hővédő pajzsának tapasztalatai alapján olyan új hővédelmet kapna, amely lehetővé tenné a kapszula újrafelhasználását 30-50 alkalommal, és ezáltal csökkentené az űrrepülés költségeit. A visszatérés érdekessége, hogy 24 darab, folyékony hajtóanyagú (hidrogén-peroxid / kerozin hajtóanyagú) fékezőrakétákat használtak volna fel és nem ejtőernyőket. A rakétahajtóművek körben lettek volna elhelyezve a kapszula oldalán, némileg ferdén, (és ha valaki hasonlóságot vél felfedezni a SpaceX Dragon űrhajójánál alkalmazott megoldásra, akkor az nem a véletlen műve...). A frontlégierő aggodalmát fejezte ki eme megoldás miatt, ezért katapultülések beépítését követelték, amelyek az indításkor és visszatéréskor menekülési lehetőséget adnának a legénységnek. Erre vonatkozólag is készültek tervek, két sorban két-két katapultüléssel, ám így a szállítható űrhajósok száma 4 főre csökkent volna, ezért a tervezőiroda képviselői ellenezték ezt a megoldást. A kapszulában 16 kormányhajtóművet is elhelyeztek a manőverek végrehajtására, ezek egykomponensű, hidrogén-peroxid hajtóanyagúak lettek volna. A folyékony hajtóanyagú hajtóművek ugyanakkor érdekes opciókat tettek volna lehetővé, például más (légkör nélküli) égitestekre is le lehetett volna szállni vele, például a Holdra. Ez esetben nyilván egy erősebb hordozórakéta orrán kell elindítani – és milyen meglepő, éppen ott volt az Enyergija erre a célra, amelyik 32 tonnát tudott Hold körüli pályára eljuttatni. Noha erre vonatkozólag (nekem legalábbis) nem sikerült megerősítést találni, de feltételezhető, hogy maga Valentyin Glusko állhatott a program elindítása mögött, hogy a dédelgetett Hold-programját feltámaszthassa. Rakétája már készülőben, de űrhajója még nem volt – a Zarja megoldást nyújthat erre.

A leszállás végső fázisában a körben elhelyezett hajtóművekkel fékező Zarja,
így talán érthető, honnan van a SpaceX Dragon v2 inspirációja

A kapszula alján foglalt helyet a műszaki modul, amelyik a keringési pályamódosítások végrehajtásához két hajtóművel, manőverező fúvókákkal és hajtóanyag-tartályokkal rendelkezett. A tervek szerint 200-tól 550 km-es keringési magasságig lehet majd a Zarját használni – szemben a Szojuz TM mintegy 300-400 km-es magasságával. A nagyobb keringési magasság viszont egy űrállomás esetén kevesebb pályaemelő manővert jelent, ami kevesebb hajtóanyag-utánpótlást, vagyis egyszerűbb logisztikát is jelent.

Az űrhajó feladatainál kvázi mindent összelapátoltak, amit csak találtak: használható "önmagában", speciális feladatokra (olvasd: katonai célokra), használható űrállomás-ellátásra (mind csak személyzet, személyzet + teher és csak teherszállító feladatkörben), használható mentőhajónak, például a VKK űrrepülőgépek személyzetét kimentendő (ha valamiért a VKK nem lenne képes biztonságosan visszatérni a Földre) – sőt, egy plusz fokozat alkalmazásával, személyzet nélküli módban akár 36 000 km-es keringési magasságú (geostacionárius, tehát folyamatosan a Föld adott pontja felett maradó) pályára is küldhető.

Konsztantyin Petrovics Feoktyisztov, a Vosztok, a Voszhod és a Szojuz főmérnöke,
aki a Zarja tervezését is vezette

A program tervei noha teljesen elkészültek, és csak az elhatározásra (no meg a pénzügyi támogatásra) vártak, hogy meginduljon a gyártás, amikor 1989 januárjában, hivatalosan pénzügyi okokból az egészet kukázták. Ha a fent említett Glusko-kapcsolatot valami alátámasztja, akkor az bizony ez a dátum – Glusko 1989. január 10-én, 79 évesen elhunyt. A Zarja látványos változásokat hozhatott volna, és ha az újrafelhasználás lehetőségét is a mérlegre tesszük, feltehetően nem lett volna nagyságrendileg drágább a Szojuz rakéta / űrhajó párosnál – a Zenyit-2 maga mintegy másfélszer ugyan drágább lett volna, mint a Szojuz hordozórakéta, ám ezt a különbözetet az űrhajó újrafelhasználása visszahozta volna. Csakhogy a gyártás / tesztelés drágább megoldás, mint a Szojuz fejlesztése, ráadásul 1989-ben még ott volt a VKK űrrepülőgép-program is a gyártósoron, azt pedig senki se merte megkérdőjelezni, hogy a VKK-ra szükség lesz – noha a napnál is világosabb kellett volna legyen, hogy túl drága lesz, de tartott a hurráoptimizmus, hogy márpedig akkor is meg tudják valósítani...

Csakhogy közben a Szovjetuniót súlyos belső problémák gyötörték, Mihail Gorbacsov pedig megindította reformterveit, hogy megújítsa a kommunista állam alapjait, ami nélkül annak aligha lehet jövője. A reformok viszont végül csak meggyorsították a folyamatot, és a Szovjetunió menthetetlenül elkezdett széthullani, űrprogramjával együtt...

Folytatása következik....

Főbb források:
Astronautix.com
Russianspaceweb.com
SpaceFacts.de
b14643.de
David M. Harland - The Story of Space Station Mir (978-0-387-73977-9)