Magyarország, 1984. január-június (21. évfolyam, 1-26. szám)

1984-04-08 / 15. szám

Űrkutatás Fotelból Az ember mint műhold elem, mert a lassú forgó mozgást az űrhajós (ha nincs tájékozódási pontja) nem érzékeli, és mivel a mozgás erőhatás nélkül az űrben megmarad, az asztronauta tíz perc alatt akár 120 fokkal is elfordul­hat anélkül, hogy ezt észrevenné, s így a hajtómotorok egész más irányba tolják, mint szeretné. Az űrfotelbe épített stabilizáló alépítmény automatikus, azaz ál­landóan működik, kivéve, amikor a forgó mozgást kiváltó motorok be vannak kapcsolva, vagyis ami­kor maga akkar fordulni. Ez a berendezés nagyon meg fogja könnyíteni az űrfotel felhasználá­sával elvégzendő első gyakorlati feladatot, az 1980-ban a napsugár­zás tanulmányozására felbocsátott és meghibásodott Solmax nevű műhold megközelítését és elvon­­tatását az űrrepülőgéphez. Az öt méter hosszú és két méter átmé­rőjű műhold ugyanis lassú for­gást végez egy olyan tengely kö­rül, amely a geometriai tengel­lyel 14 fokos szöget zár be. M A'G Y A R O R S Z A G 1984/15 A második amerikai űrrepülő­gép, a Challenger negyedik útjának eredményei vegyes képet mutatnak: az út elején egy­más után három, lassan már ru­tinfeladatnak számító kísérlet nem sikerült, viszont a leglátványosabb és a további munkák szempontjá­ból legfontosabb kísérlet, az űrfo­tel kipróbálása teljes sikerrel járt. Február 7-én került sor erre, az egész program legizgalmasabb ré­szére. Fedélzeti idő szerint déli egy óra volt, a Challenger éppen Hawaii felett repült a Föld árnyé­kában, azaz teljes sötétségben. A NASA kutatói azért választották a sötétséget a szerkezet kipróbálá­sára, amelyben egy ember először válik önálló műholddá, mert attól tartottak, hogy a Nap ragyogása (amely az űrben kétszerese a leg­erősebb trópusi napfénynek) el­vakítja az űrhajóst, és ez zavarni fogja munkájában, így az űrha­jós első „lépéseit” a mindennél sötétebb űréjszakában tette meg az űrrepülőgép hasa alatt, ame­lyet eközben erős reflektorokkal világítottak meg, hogy ne veszít­hesse szem elől. Köldökzsinór nélkül Bruce McCandless űrhajós, mi­után még egyszer gondosan át­vizsgálta az űrfotelt, helyet fog­lalt benne. Azután elkezdte a nit­rogén kilövellését a Challenger alja felé, hogy ellökje magát tő­le. És lassan távolodott, sebes­sége néhány centiméter volt má­sodpercenként. Pár perc múlva visszahúzták az űrfotelt a Chal­lengerrel összekötő, 16 méteres biztonsági kötelet, a „köldökzsi­nórt”, és McCandless elkezdte a manőverezést, amelyet annyiszor gyakorolt már Denverben, a szi­mulátorban. Két alsókarját a fo­tel karjáb­a helyezte, hogy jól kézben tudja tartani a vezérlőfo­gantyúkat. Bal kezében egy irányítófogantyú volt. Ha ezt előretolta, az űrfotel előre kezdett haladni, mert egy, körülbelül 25 megapascalos nyo­mású nitrogént tartalmazó tartály­ból gáz áramlott hátrafelé az űr­be. A nitrogén két, henger alakú, üvegszálerősítésű műanyagból ké­szült tartályban volt, amelyek az űrhajós hátára voltak erősítve. Innen a nitrogént 24 csőbe lehet vezetni, amelyekből 8—8 a tér há­rom irányában rögzített, 4 pedig bármerre forgatható. Ha az űrhajós csak egy csövet kapcsolt be, a tolóerő 7,5 newton volt. Tekintve, hogy felszerelésé­vel, a 150 kilogrammos űrfotellel együtt összesen 343 kilogramm tö­megű volt, a tolóerő mindössze két ezred­­ körüli gyorsulást ho­zott létre. Ily módon háromtized másodperc alatt az elért sebesség két centiméter volt másodpercen­ként. McCandless először ezt a berendezést próbálta ki, hogy gya­korolja az ilyen kis sebességvál­­toztatásaikat minden irányban. Minden kapcsolás után 10—20 másodpercig várnia kellett, hogy meggyőződjék a kívánt hatás el­éréséről, mivel a kismértékű gyor­sulásokat a fotelben ülve nem ér­zékelte. Ezután a jobb kezében levő fo­gantyút kezdte használni, amely­­lyel két, ellenkező oldalon elhe­lyezett, nitrogént kilövellő csövet kapcsolt be, így bármelyik irány­ba meg tudott fordulni. Mint utó­lag elmondta, a berendezés keze­lése az űrben sokkal könnyebb volt, mint a szimulátorban. Ekkor nagyobb utazásba kezdett oly mó­don, hogy a tolóerőt több másod­percen át működtetve eltávolo­dott a Challengertől. Majd „tel­jes gázt” adott, egyszerre bekap­csolva a négy forgatható csövet. Ezek összesen 30 newton tolóerőt szolgáltattak, így háromtized má­sodperces bekapcsolásukkal má­sodpercenként nyolc centiméteres sebességre tett szert. Mint az eddigi adatokból is lát­ható, sebessége nagyon kicsi volt: az egész űrséta alatt végig lassab­ban mozgott (a Challengerhez vi­szonyítva), mint egy gyalogló em­ber. A cél azonban nem is az volt, hogy valamilyen sebességi rekordot állítson fel, hanem hogy kipróbálja: megfelelő manővere­zéssel bárhová el tud jutni. Nem szabad megfeledkezni arról, hogy az űrben a legkisebb sebesség is „megmarad”, és a megtett út az idővel arányosan növekszik. Ez egyébként a veszély is: az űrrepü­lőtől való távolság még kis sebes­ségnél is egyre nőtt volna, ha Mc­Candless nem kapcsolta volna be az ellenkező irányú tolóerőt kifej­tő motort. Az eltávolodás veszélye ellen több tényező is védte az űrhajóst. Egyrészt nagyon valószínűtlen volt, hogy egy olyan hideg motor, amely csak sűrített gázt lövell ki, felmondja a szolgálatot; másrészt óvatosságból a motor 24 csöve két, 12—12 csőből álló, egymástól tel­jesen független rendszerre volt osztva, amelyeket külön nitrogén­tartály táplált. A két rendszer egyidejű elromlásának esélye pe­dig még kisebb. Gyakorlatilag csak akkor képzelhető el súlyos veszélyhelyzet, ha az űrhajós esz­méletét veszti. De a Challenger még ez esetben is képes lett vol­na úgy manőverezni, hogy „fel­szedhesse”, mert az űrfotel sebes­sége legfeljebb másodpercenként 22 méterre nőhetett volna, míg az űrrepülő akár másodpercenként 100 méteres sebességgel is utána tudott volna menni. Az űrfotelnek ez a másodper­cenként 22 méteres végsebessége 7085 newton tolóerőnek felel meg másodpercenként, a nitrogéntartá­lyok kiürüléséig, vagyis 234 má­sodpercig, ha mind a négy motor teljes erővel, egy irányban műkö­dik. Ez egyúttal a manőverezési lehetőségek korlátja is. De semmi akadálya nincs annak, hogy az asztronauta újból feltöltse hajtó­anyaggal az űrfotelt. Ebből a cél­ból a Challenger alsó részére olyan szerkezetet szereltek, amely­ből újra 10 kilogramm nitrogént lehetett tölteni az űrhajós hátán elhelyezett tartályokba. Ezt a le­hetőséget McCandless ki is pró­bálta, noha útja alatt üzemanya­ga nem fogyott ki. A földi szimulációs kísérletek alapján úgy vélték, hogy az űr­hajós az üzemanyag mintegy ne­gyedrészét fogja a forgó-, és há­romnegyedét a haladó mozgások­hoz felhasználni, és hogy a moto­rokat az űrben tartózkodás idejé­nek 8 százalékában fogja működ­tetni. A gyakorlatban ez a becs­lés pesszimistának bizonyult; Mc­Candless jóval takarékosabban tu­dott bánni az üzemanyaggal. Stabilizáló alépítmény Felvetődhet a kérdés, hogy ha az űrséta ilyen könnyen és simán ment, miért csak most kerülhetett rá sor? Ne feledkezzünk el arról, hogy milyen súlyos műszaki prob­lémákat kellett megoldani addig, míg az űrhajós szabadon manő­verezhetett az űrben. Csak utalunk rá, hogy ehhez ki kellett fejlesz­teni a hosszabb tartózkodásra al­kalmas űrruhát olyan szélsőséges hőmérsékleti körülményekre, ame­lyekkel az űrben szembe kell néz­ni: árnyékban az űrhajósöltözék kívülről mínusz 130 fokra hűl le, míg ha napsütés éri, plusz 150 fokig melegedhet fel. Mindez ér­vényes a manőverezést szolgáló űrfotelre is. Azok a kísérletek, amelyeket Edward White hajtott végre a Gemini 1865-ös útja során, már sejttették, hogy az űrbéli moz­gás, a hajtás pontos mértékének és irányának szabályozása milyen roppant nehéz feladat. Az amerikaiak először az űr­állomás belsejében próbálták ki a manőverezésre szolgáló űrfotel modelljét. Itt ugyanis a mikro­­gravitációs viszonyok ugyanolya­nok voltak, mint az űrben, vi­szont normális atmoszféra és hő­mérséklet lévén, nem kellett űröl­tözéket viselni. E kísérletek ered­ményeként született meg a feb­ruárban kipróbált űrfotel, amely­nek az elmondottakon felül lénye­ges része egy, az akaratlan forgó mozgás ellen stabilizáló alépít­mény. Ez azért rendkívül fontos „Felszedik” a Solmaxot A tervezett befogási művelet úgy fog kezdődni, hogy az űrhajós 10—20 méterre megközelíti a Sol­maxot, majd űrfoteljét a mű­hold forgástengelyével párhuza­mos tengelyű, azonos szögsebessé­gű forgásra állítja be, vagyis úgy, hogy számára a műhold mozdulat­lannak tűnjön. Ezután következik az összeköttetés megteremtése: az űrhajós kis sebességgel, óvatosan benyomul a Solmax napelemeket tartalmazó „szárnyai” közé, és összekapcsolja a műhold és az űrfotel kapcsolóelemeit. Az űrfo­tel motorjainak mintegy 10 má­sodperces üzemeltetésével leféke­zi a forgást, majd visszatér az űr­repülőgéphez. Miután most sokkal nagyobb tömeget kell mozgatnia (a Solmax tömege mintegy 1800 kilogramm), az űrfotel motorjai­­nak teljes tolóerejével is csak na­gyon kis sebességet fog elérni, ami azonban elégséges a vissza­téréshez és kedvező a művelet be­fejezésekor. Az űrrepülőgép robot­karjának hatótávolsága 10 méter; ezt használták eddig arra, hogy a műholdakat kibocsássák. Most első ízben fogják felhasználni az ellenkező műveletre, egy műhold felszedésére. Az űrfotelnek, illetve tökéletesí­tett változatának nagy szerepet szánnak az amerikai űrkutatás távlati terveiben. 1985-ben fog elkezdődni az a program, amely­nek célja, hogy 1992-re olyan nagyméretű, állandó űrállomást létesítsenek, amelyen egyidejűleg 6—30 főnyi legénység dolgozhat. Itt lesz majd szükség az űrfotel­ben önállóan manőverezni tudó űrhajós szerelőkre. DR. WOLFNER ANDRÁS A SIKERESEN KIPRÓBÁLT ŰRFOTEL Ha az űrhajós eszméletét veszti

Next