Hirdetés

2020. december 1., kedd

Gyorskeresés

Útvonal

Cikkek » Az élet rovat

Űrhajózás 2019 (és 2020 eleje)

A tavalyi cikk nyomán - összegzés az elmúlt egy év fontosabb eseményeiről.

[ ÚJ TESZT ]

A NASA Holdkórsága

Tavaly volt egy összegző kis cikkem arról, hogy mi történt az űrhajózás és az űrkutatás terén nagy vonalakban. Már a komment szekcióban viccelődtünk, hogy hát idén talán egy cikk kevés lesz hozzá, ugyanis elég mozgalmas korszakban élünk, ami egyfelől jó, másfelől már követni is nehéz, mi-merre-miért történik, és hát simán megtörténhet, hogy mire a kedves olvasó ezt olvassa, már rég elavult a tartalma. Hozzáteszem, ez részben az én bűnöm is, ugyanis ez a cikk 2019 nyarán kezdődött el íródni, ám egyszerűen annyi minden közbejött az életben, hogy kevés energiám maradt befejezni. Elnézést kérek tehát azért, mert a cikk (még a szokottnál is) kevésbé összeszedett...

A Hold újra célkeresztben

Már másfél évtizede eldőlt, hogy a Hold lesz az Egyesült Államok űrhajózási terveinek célkeresztjében, ám a szükséges plusz pénzek persze nem lettek ehhez kiutalva, így meglehetősen nyögvenyelősen haladt előre az egész koncepció.


Ütemterv 2004-ből arra, hogy 2019-re a NASA embert juttasson újra a Holdra,
ez volt a Constellation-program, melyet George W. Bush elnök jelentett be anno

Hirdetés


A Constellation-program holdkompjának indításáról egy fantáziarajz,
a hordozórakétát akkor Ares V-nek hívták

Hogy röviden felidézzük, a NASA több vargabetűvel oda jutott, hogy az SLS (Space Launch System, Űrbe Indító Rendszer) szupernehéz-hordozórakéta és az Orion űrhajó párosával az Alacsony Föld Körüli Pályán (LEO) túli emberes űrhajózás felé veszi az irányt. Az előbbi részben az STS űrrepülőgép-program elemeire épül (annak szilárd hajtóanyagú gyorsítórakétáinak egy hosszabb változatát, illetve az űrrepülőgép SSME hajtóműveit, később pedig azoknak egy olcsóbb változatát használná), az Orion esetében pedig a visszatérő modult a NASA számára a Lockheed cég építi, míg a műszaki modult egyfajta barter-megállapodás keretében az ESA pénzéből az Airbus gyártja le (és az ATV teherűrhajó műszaki moduljának egy elfajzott változata).


2010-ben nagyjából ilyen koncepcióban gondolkodtak: a szűkös keretek miatt két Orion űrhajó
összekapcsolódva látogatna meg egy Föld közeli aszteroidát

A vargabetűk problémája egyfelől a sok éves csúszás, másfelől a brutálisan elszaladó költségek (amelyek jó része bér- és üzemeltetés jellegű, tehát az elhúzódó fejlesztések velejárója), harmadrészt pedig mindezek mellett a költségvetés által plusz források biztosítását nem igazán kapott, így az Orion valójában egy féllábú óriás volt, valós kidolgozott célok nélkül. Elképzelések, vázlatok voltak Hold körüli űrállomásra, holdraszállásra, sőt, Mars-utazásra is, csak éppen ezek költségei olyan magasak voltak a tervekben is, hogy megvalósításukra semmi esély nem látszott, hacsak a törvényhozás nem vág a NASA-hoz hirtelen évi plusz pár milliárd dollárt. Ami elmaradt. A faramuci helyzetet faramuci megoldással szándékozták áthidalni, és az Orion számára a Föld és a Hold közötti pályán található kis méretű aszteroidák emberes űrúttal való felkeresését tervezgette a NASA.


Fantáziarajz az indításra kész SLS / Orion párosról

Ekkor jött ugye a 2017-es Nemzeti Űrtanács (National Space Council) első ülése, ahol Mike Pence amerikai alelnök kinyilatkozta, hogy az Egyesült Államok újra embert fog küldeni a Holdra. Az tény, hogy a NASA egyre több pénzt kap (a 2018-as pénzügyi évre 20,736 milliárd dollárt, 2019-re 21,5 milliárdot, 2020-ra pedig a tervek szerint 23 milliárdot), csakhogy a feladatok nagysága nem ezzel arányosan nő. 2018-ban a korábban Deep Space Gatewaynek, vagyis Mélyűri Kikötőnek nevezett Hold-közeli űrállomást átnevezték simán csak Gatewayre (kb. Kikötő vagy Átjáró), és nagyjából 2026-ra tervezték azt, hogy már ember is dolgozhasson a fedélzetén. Na 2019-re ez a kép alaposan megváltozott. Kinyilatkoztatásra került, hogy 2024-re embert kell küldeni a Hold felszínére. Nem egy űrállomásra, hanem a Hold felszínére. A dolog mögött először leginkább a politikai érdekeket lehetett látni – Donald Trump a jelek szerint szeretné, ha a nevéhez valami olyasmi kapcsolódna, mint John F. Kennedy nevéhez az Apollo-11 landolása a Holdon. Márpedig a holdraszállás 50. évfordulója 2019 elég jó alapot ad, ugyebár anno 1989-ben (ez volt a 20 éves évforduló) az idősebb, majd 2004-ben a fiatalabb George Bush már 2019-et adta meg céldátumnak. Mármint arra, hogy a NASA újra embert juttat el a Holdra. Ha már az nem valósult meg, az évfordulót egy újabb céldátum megadására még fel lehet használni...


Egy kép 2017-ből: az EM-1 útra szánt RS-25D hajtóművek előkészítve arra, hogy beépítsék őket

A koncepció szép, csak éppen hatalmas lyukak vannak benne, például kezdjük az SLS óriásrakétával. Az SLS ugyebár az űrrepülőgépeken is használt RS-25D (más néven: SSME) rakétahajtóműveket használná az első fokozatban, az SRB gyorsítórakéták némileg meghosszabbítva szintén onnan érkeznének, de például a tartályok, az üzemanyagrendszer és a vezérlőrendszer teljesen új. A legkönnyebb helyzetben a Rocketdyne van, a hajtóműveket gyártó cég még 2017-ben átellenőrzött és felújított négy, a világűrt űrrepülőgépekbe szerelve megjárt RS-25D hajtóművet (összesen 16 van raktáron, tehát az ötödik SLS már csak az új, olcsóbb RS-25E-re épülhet csak), így innentől a Boeingnél, az első fokozat gyártójánál és az SLS fővállalkozójánál pattogott a labda. Csakhogy egy sor nem várt nehézség jelentkezett, amelyekre megoldást kellett találni, és ha ezek még nem is lennének meg, hirtelen nagy lett a nyomás rajtuk, hogy minél előbb ember vihessen az SLS. Az a rakéta, amely még egyszer sem repült, és az EM-1 úton (egy Hold körüli repülés), személyzet nélkül lenne letesztelve. Most viszont nagy vadászat kezdődött, hogy hol lehetne a bevett és már megszervezett folyamatot felgyorsítani, ahol például azt kéne megvizsgálni, hogy az első fokozat képes-e 8 percig folyamatosan, zavarmentesen működni négy RS-25D hajtóművel, amelyek tolóerejét változtatják, illetve különféle manővereket imitálva kitérítik őket. Erre jelenleg egyetlen lehetséges megoldás van: az összeszerelt rakétát az indítóállásra helyezve hajtanák végre...


Opciók egy feladatra: az Orion EM-1 úthoz egy ideig mérlegelt megoldások,
balra az SLS, jobbra a Falcon Heavy

A NASA tehát kellemetlen helyzetben találta magát: az SLS csúszik, közben az Orion már egy sikeres tesztrepülésen túl van (igaz csak a kapszula, a műszaki modul még nem repült), hovatovább a helyzethez képest még a határidőknél sincs olyan csúszásban, mint a hordozórakéta. Egy ideig felmerült, hogy adott esetben az SLS helyett más rakéta orrán hajtanák végre az EM-1 utat, ami egy Hold-megkerülés lenne az Apollo-8 útjának mintájára, csak személyzet nélkül (az is szóba került, hogy személyzettel hajtanák végre a repülést, de ezt végül elengedték biztonsági okokból). Az egyetlen reálisan szóba jöhető megoldás a Falcon Heavy teljesen „eldobható” módban, ahol az első fokozatokat sem hozzák vissza. Némi lamentálás után a NASA végül úgy döntött, hogy nem választja szét az EM-1-et, az továbbra is az SLS első, és az Orion második, igaz „éles” műszaki modullal első tesztrepülése lesz.

2019 májusában Jim Bridenstine NASA igazgató bejelentette, hogy a Hold-program neve Artemis lesz, aki Apollo ikertestvére (ugyebár az eredeti Hold-program Apollo névre hallgatott) a görög mitológiában, és (közvetve) a Hold istennője. A küldetéseket innentől Artemis névvel és az út számát kiírva jelölik, tehát az EM-1 út innentől Artemis-1 lett. Az Artemis program első lépései így néznek ki a 2019 szeptemberi tervek szerint:


Az Artemis-1 tervezett útja

Artemis-1 (2020, 2021): Egy 25 és fél napos személyzet nélküli Orion űrrepülés, amelyben az űrhajó Hold-körüli pályára áll, ott nagyjából 6 napig kering, majd visszatér a Földre. Másodlagosan 13 kisebb Cubesatot fog magával vinni, és pályára állítani.


Az Artemis-2 tervezett pályája

Artemis-2 (2022): Egy nagyjából 10 napos küldetés 4 űrhajóssal a fedélzeten, amelyben megkerülik a Holdat. Ahogy az Artemis-1 esetében, itt is visznek majd magukkal Cubesatokat.

Power and Propulsion Element (2022): A Gateway űrállomás első eleme a pályastabilizálás és energiaellátás feladatkörét látja majd el (a rövidítés alapján PPE-nek írom innentől), kereskedelmi hordozórakétával fogják feljuttatni.

Minimal Habitation Module (2023): Egy kis méretű lakó- és dokkoló modul, amely lehetővé teszi azt, hogy két űrhajó (egy Orion és egy holdkomp) bedokkoljon rá, a személyzet pedig átszálljon egyikből a másikba. Ezt is kereskedelmi rakéta fogja indítani, és összekapcsolódik a PPE-vel.

Holdkomp (2023): Egy olyan új űrhajó, amely képes a Gatewayről űrhajósokat a Hold felszínére lejuttatni, majd onnan visszahozni a Gatewayre. Ennek egy példányát 2023-ban vinné fel egy kereskedelmi rakéta a világűrbe, és a Gatewayre bedokkol majd, mielőtt indul az Artemis-3.


Fantáziarajz arról, hogy az Artemis-3 út Orion űrhajója bedokkolni készül a Gateway űrállomásra,
illetve az ott kikötött Holdkomp is látható (balra)

Artemis-3 (2024): 4 űrhajóssal a fedélzetén egy Orion bedokkol a Gatewayre. Két űrhajós (az egyikük nő) átszáll a holdkompba, majd leszállnak a Hold déli sarkán egy kiválasztott helyre, ahol nagyjából egy hetes tudományos kutatóprogramot hajtanak végre, majd visszatérnek a Gatewayre, ott átszállnak az Orionba, és az Orionnal mind a négy űrhajós visszatér a Földre.


Az első fázis elemei egy képen, amit én még nem részleteztem,
a Holdra küldendő robotszondák és roverek

Eddig viszonylag kikristályosodott a kép, innentől már némileg ködösebb:

Gateway: A Hold körüli űrállomás több modullal is bővülne folyamatosan, ezek egy része nemzetközi gyártású lenne (többek között egy nemzetközi lakómodul is szerepel az elképzelésben), illetve évente teherűrhajók vinnének ellátmányt számára.


Az Artemis második fázisának elemei

Artemis-4, 5, 6 (2025, 2026, 2027): három emberes űrrepülés lenne SLS / Orion párossal, mindegyiknél két űrhajósnak a Hold felszínére való leszállásával együtt, miközben két űrhajós a Hold körüli tudományos kutatásokat hajt végre a Gateway fedélzetén. Időtartamuk hozzávetőleg egy-egy hónap, amelyből nagyjából 1-2 hét lenne a Hold felszínén eltöltve.

Artemis-7 (2028): Egy SLS / Orion emberes küldetés, amely a holdbázis kiépítésének első fázisát hajtaná végre az Artemis-8 küldetéssel együtt. Időtartama akár két hónapnál is hosszabb lehet, és ez lenne az első olyan Artemis út, amikor négy űrhajós egyszerre száll le a Hold felszínére.

Artemis-8. (2028): Egy SLS teherküldetés, amely a tartós holdfelszíni bázis kiépítésének magját juttatja el a Holdra.

Középtávon is vannak tervek, miközben a holdbázis építését tovább folytatják, a Gatewayjel tapasztalatokat gyűjtenek egy hosszabb Mars-utazáshoz. Valamikor a 2030-as években pedig ezen tapasztalatokat felhasználva egy Marsra szállás következik majd.

Kritikák továbbra is akadnak bőven. Leginkább annak kapcsán, hogy mi értelme ebben a formában a Gatewaynek, lévén hasznosabb lenne, ha a Földről közvetlenül a Holdhoz küldenénk az űrhajósokat, vagy legalábbis a Föld körüli pályáról indulnának a Holdra. Egy plusz Hold körüli megálló csak akkor hoz hasznot, ha már létező infrastruktúra van a Holdon a hajtóanyag (vízbányászat és ebből folyékony hidrogén és oxigén) gyártásához, amelyet fel lehetne használni arra, hogy a Gateway egyfajta „benzinkút” legyen. De ez a megálló a Mars felé tartó utaknál fizetődne ki csak igazán – nem feltétlenül egy holdraszállásnál.


A PPE lesz a Gateway űrállomás első eleme, amelyet a Maxar cég épít a NASA részére

Persze a NASA komoly lobbyk között őrlődik (erről lesz később még szó), az SLS és az Orion is immár több, mint 30 milliárd dollárba került, a jövőben is komoly összegeket kívánnak rájuk fordítani, amely az érintett államok és az alvállalkozók számára jelentős bevételeket jelent. Hovatovább az SLS rakéta önmagában 1 milliárd dollárnál is drágább lehet (az RS-25E hajtóművek gyártósorára és az első hat hajtóműre a Rocketdyne 1,5 milliárd dollárt kért és kapott). A korábbi tervekhez képest már így is nyitásnak tekinthető, hogy a Gateway elemeit kereskedelmi hordozórakéták vihetik majd a Holdhoz, miközben korábban még az SLS-t szánták erre a célra, feltehetően azonban az Artemis miatt szükséges SLS-ek mellett egyszerűen nincs fölös SLS kapacitás (a korábbi tervekben az egyik évben egy űrállomás-modul, a másik évben pedig egy Orion űrhajó indult volna az SLS-en, tehát az évi egy indítás akkor is megvolt). A megfelelő képességgel nagyjából két rakéta rendelkezik, az egyik a SpaceX féle Falcon Heavy, a másik pedig a Blue Origin cég New Glenn rakétája. Egy sor kisebb cég viszont már most is lehetőséget kapott arra, hogy a NASA szárnyai alatt különféle műholdakat és robotszondákat indítson a világűrbe illetve a Holdhoz. Vagyis szeletelik a piacot, hogy a „klasszikus” óriások mellett a kisebb cégek is lehetőséget (és pénzt) kapjanak.


A Boeing fantáziarajza a NASA számára felajánlott holdkompról

Hogy megvalósítható-e Trump álma a 2024-es holdraszállásról? Nos, elég valószínűtlennek tűnik, figyelembe véve, hogy szinte már történelmi szinten kijelenthető, hogy minden emberes NASA program jelentősen csúszik az Apollo-program óta a tervezetthez képest. Sok kérdőjel van még az SLS hordozórakéta terén, még sehol sincs a holdkomp, amihez 2019 novemberéig várták a terveket. Ezzel kapcsolatban egy érdekesség: ahogy a kereskedelmi személyszállítás esetén, itt is két döntős lesz, és mindkettőtől rendelnek egy „éles” holdkompot a jelenlegi tervek szerint. Ennek a logikája az lenne, hogy versenyre ösztönözné a cégeket. A két pályázó végül a Boeing lett illetve egy cégcsoportosulás, amit a Blue Origin vezet, tagjai még a Lockheed-Martin, a NorthropGrumman és a Draper.


2019. október 16-án mutatták be az NASA új űrsétára (és holdsétára) szánt űrruháját, az xEMU-t

Viszont a másik oldalról a NASA éves költségvetése nem ugrott meg, hiába emelik évente cirka egy milliárd dollárral, ez a pénzromlást is beleszámolva még mindig nem éri el azt a szintet, amit 1990 és 1993 között kapott, az 1960-as évek közepi szint pedig még messzebb van. Ugyanakkor érdemes azt is megjegyezni, hogy a NASA be is nyújtott egy módosítást a 2020-as költségvetéséhez, további egy milliárd dollárt kérve az új holdkomp és a Gateway fejlesztésére. Ez a törvényhozásban húzódó költségvetési viták miatt az asztalon hevert, ami miatt nem tudnak pénzt biztosítani az alvállalkozók számára. 2019 októberben a kongresszusi meghallgatásokon nyakatekert módon, de kvázi kimondták, hogy 2024 helyett 2028 lesz megcélozva az újabb amerikai holdralépésre. Ez úgy helyből át is húzta az addig lefektetett és sietve elindított terveket, de másik oldalról némi stabilitást is adott az egész Artemis programnak. Például a Boeing rögvest megbízást kapott az első 10 (!) Artemis útra szóló rakétafokozatok legyártására, illetve ugye a Lockheed megbízást kapott 4+6 Orion kapszula (visszatérő modul) legyártására, illetve a NASA kérte az ESA-t, hogy ennek megfelelő számú Orion műszaki modult biztosítsanak majd.

2028 egy nagyságrenddel vállalhatóbb az adott körülmények mellett (nem győzöm hangsúlyozni: az SLS-Orion párossal), főleg, hogy e sorok írásakor egyre több jel mutat arra, hogy az Artemis-1 út leghamarabb csak 2021 közepén indulhat. Vagyis a 2024-es céldátum már most súlyos kihívásokkal küszködik. Csakhogy a törvényhozás (vagyis a politika) nem hagyja ennyiben a dolgot, a 2020-as NASA költségvetést végül 22,629 milliárd dollárban állapították meg, és szerepelt benne a holdkomp kifejlesztésére kért összeg is. Viszont most nézzünk ismét egy kicsit a körmére a NASA-nak: a GAO decemberi vizsgálata szerint az űrügynökség valójában 2020 júliusában tudja csak megmondani, hogy mennyibe fog kerülni és hogy lehet megvalósítani az emberes Artemis-3 küldetés! Egyszerűen a tervek véglegesítése nem lehet korábbi, viszont mennyire reális mindössze három és fél évvel a megállapított határidő előtt véglegesíteni a pontos végrehajtást?

Ezzel együtt az már nem kérdéses, hogy a NASA vissza fog térni a Holdra, és egy viszonylag összeszedett tervet tett le az asztalra. Legalább ebből a szempontból van egy határozott elképzelés és mögötte kellő politikai támogatás.

A cikk még nem ért véget, kérlek, lapozz!

Előzmények

Hirdetés

Copyright © 2000-2020 PROHARDVER Informatikai Kft.