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