A Nemzetközi Űrállomás előélete
A hidegháború végével és a Szovjetunió széthullásával az emberes űrrepülés jövője is válaszút elé került. Az Egyes Államokban 1984 óta formálódott a Freedom űrállomás elképzelése, ám az túl drága volt a törvényhozásnak, így szinte végtelen ciklusba került a program terveinek felvázolása és utána a törvényhozási vita vagy elnöki rendelettel való újratervezése. Itt meg kell említeni, hogy a Japán űrügynökség (Kibo) és az európai ESA (Columbus) is csatlakozott a Freedomhoz egy-egy bővítőmodullal. A korai tervek szerint 8 fős lehetett volna az űrállomás, 6 amerikai és 2 nemzetközi (egy ESA és egy NASDA) űrhajóssal.
A Freedom terve 1991-ben, már visszavágott méretben, de európai (Columbus) és japán (JEM) modullal (forrás: NASA)
A Szovjetunióban ugyan megkezdődtek az előkészületek a Mir-2 űrállomásra, amely a Mir leváltására szolgálna, ám valójában ezen előkészületek kimerültek a tervek vázlataiban és néhány korai gyártási fázis elindításán. A Szovjetunió széthullása után az orosz űrprogramnak még a Mir üzemeltetése is kihívást jelentett, amelyet gyakorlatilag a nemzetközi vendég-űrhajós utak tartottak a felszínen. Terveket persze továbbra is készítettek, ám ezek megvalósulása finoman szólva is reménytelen volt.
A Mir-2 koncepciója 1993-ból az Enyergija cégtől, noha a Mir folyamatos energia-hiányból fakadó problémái ismertek voltak, itt is csak két nagyobb napelemszárny volt a bázismodulon (felül) lévőkön kívül
1993-ban elkészült három változat is a Freedom „végleges” változatára, de ezek egyike sem felelt meg az előírt éves 2,1 milliárd dolláros költségplafonnak, ettől függetlenül végül egy tervezet eljutott a költségvetési szavazásig, ám egyetlen szavazattal elbukott. A NASA űrállomás-terve lassan egy évtizedes egy helyben topogás lett. Az oroszok viszont felajánlották, hogy a Mir-2 és a Freedom elemeiből egy közös nemzetközi űrállomást lehetne építeni. A felvetés olyan szempontból volt vonzó a NASA számára, hogy a Progressz teherűrhajók olcsó ellátmány-utánpótlást biztosíthattak volna, a Szojuz pedig olcsó mentőhajóként szolgálhatna. Clinton elnök előtt két lehetőség aláírása volt – az egyik egy kisebb űrállomás amerikai-európai-japán együttműködéssel, és egy nagyobb „Nemzetközi” űrállomás 6 fős személyzettel, Oroszországot és más államokat is bevonva. A második támogatása mellett döntött, de utasításba adta, hogy egy olyan űrállomást vázoljon fel a NASA, amely évi maximum 2,1 milliárd dollárba kerül. Az űrállomás elnevezése terén az „Alpha” ekkoriban merült fel, először az amerikai, majd a nemzetközi tervvel kapcsolatosan.
Egy ikonikus kép a Mir űrállomásra bedokkolt Atlantis űrsiklóról, 1995. július 4-én fotózva (forrás: NASA)
1993. szeptember 2-án tehát létrejött egy együttműködési egyezmény, amely két fázist vázolt fel: az első fázis az űrsikló-Mir program, amelynek keretében a NASA űrhajósai a Mir űrállomás tartós személyzetének tagjaként dolgozhatnak. A második fázis az új nemzetközi űrállomás megépítése és üzemeltetése. A Clinton-adminisztrációt elsősorban külpolitikai érdekek mozgatták, mivel jelentősen javíthat az orosz-amerikai kapcsolatokon, mintegy „véletlenül” Oroszország a ballisztikus rakéták technológiájának továbbadását korlátozó Rakétatechnológiai Korlátozó Szabályozás (Missile Technology Control Regime, MCTR) egyezményhez való csatlakozásáról az ISS bejelentésével egy időben döntött.
Fantáziarajz arról, hogy 1994-ben milyennek tervezték az elkészült ISS-t (forrás: NASA)
A Nemzetközi Űrállomás (International Space Station, ISS) jóváhagyott verziója végül úgy nézett ki, hogy két orosz építésű modul lesz az alapja, az egyik az irányításért, manőverezésért és energiabázisként szolgáló egység, amely az Almaz program FGB moduljának alapjaira épül – ez lesz a későbbi Zarja. A másik pedig egy lakómodul, a DOSz űrállomás-vonal nyolcadik példánya (DOSz-8). Oroszország vállalta, hogy évente két Szojuz űrhajót indít az űrállomáshoz, amelyek mentőhajóként funkcionálhatnak a tartós személyzet számára egy későbbi végleges megoldás idejéig. Szintén vállalták, hogy Progressz teherűrhajókkal megoldják az űrállomás pályaemelő manővereit és utánpótlás-ellátásának egy részét. A Zarja ugyan orosz építésű, de a NASA fizeti és ő lesz a tulajdonosa is – eredetileg a Lockheed-Martin cég által építendő Bus-1 modul látta volna el ezt a feladatot, de a tervek szerint az 450 millió dollárba került volna. A Hrunyicsevi gyáregység képviselői viszont felajánlották, hogy fele ennyiből meg tudják ők is oldani ezt, egy már félig kész FGB modullal. A NASA illetékeseinek meg kellett emészteni a dolgot. Kevés tapasztalatuk volt az oroszokkal való együttműködés terén, viszont a Freedom űrállomás tervek alapvetően úgy néztek ki, hogy csak a teljesen kész űrállomás lehet tartósan lakható. Nem volt dedikált mentőkabin (noha tervek készültek ilyen célból), így a félkész állomáson addig tartózkodhatott személyzet, ha egy űrsikló is be volt dokkolva. Az FGB vezérlő / manőverező és a DOSz-8 lakómodul viszont azt jelenti, hogy már az építés kezdeti fázisától lehetséges lenne a folyamatosan lakott űrállomás megvalósítása. Vonzó ajánlat, főleg, hogy kevesebbe is kerül, így könnyebben át lehet tolni a törvényhozás bürokratikus útvesztőjén.
Ekkoriban került a NASA élére Daniel Goldin igazgató, aki elkezdte megreformálni az űrügynökséget. A NASA hagyományosan szerette a kezében tartani a dolgokat, így hiába alvállalkozók gyártották le az űrhajókat, különféle eszközöket, infrastruktúrákat, az egészet a NASA szigorú felügyelete és irányítása alatt hajtották végre. Ez hajdan az Apollo-program miatt alakult így, és akkor úgy vélték, így lehet az alvállalkozó cégek „kilengéseit” megfelelően kezelni. Nos, az űrsikló program megvalósításakor kiderült, hogy ez egy roppant körülményes és nehézkes döntéshozást, brutálisan drága megvalósíthatóságot hozott magával, valamint az innováció és a megvalósíthatóság közös nevezőre hozása terén kihívásokkal küszködött. Goldin egyik első dolga az volt, hogy az Űrállomás Program irodáját bezárta, és megbízott egy alvállalkozó céget, a Boeinget azzal, hogy legyen a fővállalkozója a programnak, és vezényelje le azt. A különféle részfeladatokban továbbra is részt vesznek a NASA űrközpontjai, de a korábbi szigorú felügyelet a múlté lett (legalábbis e téren). A fővállalkozó motiválása terén előre meghatározott célokat határoztak meg, amelyek időben való teljesítése esetén plusz bónusz járt.
Az ESA Columbus tudományos moduljának metszete (forrás: ESA)
Menet közben a nemzetközi együttműködés mikéntje is elkezdett formálódni, az ESA (európai) és a NASDA (japán) űrügynökségek is az elején még saját űrjárművel kacérkodtak, amely teherszállításra, és / vagy személyzet szállítására is alkalmasak lehetnek. A pénzügyi támogatás az európaiaknál folyt el hamarabb – 1995-re olyan rossz lett a finanszírozási helyzet, hogy még az is felmerült, hogy kimaradnak a programból. Végül megegyeztek a NASA-val, hogy barteregyezmény keretében részegységeket (két „node” vagyis csatlakozó modul, a Harmony és Tranquilitiy) és különféle tudományos eszközöket valamint fagyasztókat gyárt le az amerikai tudományos modulba, cserébe az európai Columbus modult egy űrsikló úttal viszik fel. Európa vállalta továbbá öt utánpótlásszállító teherhajó, ATV (Automated Transfer Vehicle, Önműködő Szállítójármű) indítását is.
A teljesen kiépült Kibo rajza
Japán a Kibo (きぼう, Remény) űrállomás modul feljuttatásáért fizetett, illetve vállalta hét H-II teherhajó indítását. A Kibo maga három különálló modul, egy nagyobb túlnyomásos tudományos modul, a tetején egy kisebb hengeres logisztikai modul (más szóval raktár), míg a külső végére egy platform kerül. A tudományos modul egy kis légzsilippel is el van látva, illetve egy saját robotkarral, amely lehetővé teszi, hogy a világűr hajtásainak kitett tudományos eszközöket űrséta nélkül helyezhessék ki vagy gyűjthessék be. A japán űrügynökség saját Hope űrrepülőgép-programja viszont nyögvenyelősen vagy inkább semennyire sem haladt, noha eredetileg szintén tervezték az ISS-re való úthoz...
Az ISS 51,6°-os dőlésszögű pályája (piros) és hozzá képest a Hubble űrteleszkóp 28,5°-os pályája (kék).
A Hubble a Floridából való indításhoz lett ideális pályára állítva, az ISS pályája meredekebb .
Az űrállomás pályájának meghatározásánál viszont gondban voltak a tagországok: a Freedom űrállomás eredetileg 28,5°-os pályaszögre volt tervezve, ami nagyjából ideális volt a Floridai űrközpontból (északi szélesség 28°60' illetve 28°62') induló űrrepülőgép számára. Csakhogy Oroszország a maga rakétáit az északi szélesség 46°-on lévő bajkonuri indítóállásról tudja csak indítani, vagyis az ez alatti pályaszög nem optimális. Hovatovább a Proton nem is lenne képes a Zvezda és Zarja modult ilyen pályára állítani. Így végül az a döntés született, hogy a Nemzetközi Űrállomás az oroszoknak ideális 51,6°-os pályaszögre lesz állítva. Bajkonurból azért nem 46°-os pályára indítanak, mivel ez esetben a visszahulló rakétafokozatok Kína területén érnének földet, ami több okból sem megengedhető. A meredekebb pálya viszont hasznos is, hiszen a Föld nagyobb része felett halad el, így a Föld-megfigyeléssel kapcsolatos feladatok elvégzésénél mindenképpen előnyt jelentetett.
Bajkonur és az adott hajlásszögű pályák irányai; ha 46°-os pályára indítanának, Kína felett repülnének át a rakéták...
Ami viszont magával hozta azt, hogy az amerikai űrrepülőgép teherbírása jelentősen csökken – amíg a 28,5°-os, 204 km magas keringési pályára cirka 27,5 tonnát tud felvinni, a nemzetközi űrállomás által megcélzott, 51,6°-os, nagyjából 360 km magas pályára már csak nagyjából 12 tonnát. Ez természetesen azt jelenti, hogy a 14,5 tonnás Destiny amerikai tudományos modult sem tudja felvinni. A mérnökök végül azt a megoldást találták ki, hogy az űrsikló külső hajtóanyag-tartályát egy igen könnyű alumínium-lítium ötvözetből (Al 2195) gyártják le, ami a nagyjából 30 tonnás tartály esetében 3,1 tonnával kisebb tömeget jelent, plusz az űrsikló SSME hajtóműveinek teljesítményét sikerült megnövelni, így végül mintegy 16 tonnát tudtak végül az ISS pályájára felvinni – ez a probléma is megoldódott tehát.
A cikk még nem ért véget, kérlek, lapozz!
