A személyzettel végzett űrrepülések történetében bekövetkezett eddigi két legsúlyosabb katasztrófa egyértelműen igazolja, hogy az űrrepülőgépek repülésének legkritikusabb szakaszai a fel- és a leszállás. Sorozatunk jelen részében az utóbbiról ejtünk néhány szót.
A Columbia űrrepülőgép 28. útjának tragikus végkifejlete nem csak az amerikai közvéleményt, hanem szinte az egész világot sokkolta. Egészen február 1-ig kevesen gondoltak arra, hogy az űrrepülőgépek leszállásakor is bekövetkezhet egy súlyos, a legénység életét is követelő baleset: a leszállási technika ugyanis már sokkal kifinomultabb, mint akár az Apollo, vagy éppen a Szojuz űrhajók esetében (a legénység túlterhelése például mindössze 1,5 g, szemben a korábbi űrhajók 4-5, nem ritkán 8 g-s értékével). A baleset azonban bekövetkezett, és mindeddig nincs pontos információ arról, hogy mi lehetett az oka. (A közvetlen oka minden bizonnyal a Columbia bal szárnyának súlyos károsodása, ám arról még mindig nem rendelkeznek elegendő információval a szakemberek, hogy mi okozta a szárny ilyen mértékű sérülését - találgatni természetesen lehet, de kérdés, hogy érdemes-e...)
Leszállási előkészületek
Már a leszállás napján, az űrhajósok becsukják a raktérajtókat. (A repülés alatt végig nyitva kell tartani ezeket az ajtókat, mivel az űrrepülőgép rendszereinek hűtéséhez szükséges hőleadó panelek az ajtók belsejében kerültek elhelyezésre - zárt ajtók mellett tehát korlátozott a rendszerek hűtésének lehetősége.) Ezután az asztronauták felöltik a felszálláskor is használt narancssárga-vörös szkafandereiket, és elhelyezkednek üléseikben. Végül a parancsnok és a pilóta a pályáról történő letéréshez szükséges fékező helyzetbe állítja a gépet: ilyenkor az űrrepülőgép farokrésze kerül a haladás irányába, és az alja a világűr felé.
A leszállás műveletei
A végső szakasz - vitorlázó repülés
A megközelítés végén kiengedik a futóműveket, és az orbiter 350 km/h körüli sebességgel ér földet (touchdown). 1992-től kezdve (néhány kivételtől eltekintve) fékezőernyővel segítik a gép lassulását. A fékezőernyőt általában a főfutók betont érintése után, de az orrfutó földet érése előtt engedik ki. Erős keresztszél esetén azonban meg kell várni az orrfutó leérkezését is.
Teendők a földön
Közben az utasfülkében lévő űrhajósok megkezdik a rendszerek lekapcsolását, illetve készenléti állapotba helyezését. Feladatuk végeztével, körülbelül 1 órával a leszállás után, kimásznak az orbiterből. A pilóták körbejárják a gépet ("megrugdossák a kerekeket").
Mi történik az űrrepülőgéppel ezután?
Ledneczki István Kapcsolódó cikkek:
A leszállásra történő felkészülés első szakaszaként a legénység összepakolja, a lehetőségekhez képest rendezett formába hozza az űrrepülőgép utaskabinjában a küldetés során használatos eszközöket. Ez nem kis feladat a súlytalanságban...
A pakolással párhuzamosan a parancsnok és a pilóta ellenőrzi az űrrepülőgép manőverezhetőségét: a három hidraulikaegység (APU) közül egyet bekapcsolnak, és az előírt teszt-programnak megfelelően mozgatják az aerodinamikai kormányfelületeket. A kormányfelületek mellett a kisebb és nagyobb manőverező hajtóművek működőképességét is ellenőrizni kell: ezt a gép orr-, és far-részén elhelyezett kis rakétahajtóművek szimmetrikusan, párban történő bekapcsolásával teszik meg (a páros üzemeltetéssel lehet elérni, hogy a jármű térbeli helyzete és pályája ne változzék - legalábbis jelentősen).
A tervezett leszállási időpont előtt egy órával bekapcsolják a nagy manőverező hajtóműveket, hozzávetőlegesen 3-3,5 percre (Deorbit Burn). Ennek eredményeképpen a gép pályájának földközelpontja a felsőlégkör határai alá kerül.
A fékezés után mielőbb a légköri belépéshez szükséges, 40 fokos állásszögű helyzetbe kell hozni a gépet. Ezt egy 220 fokos függőleges bólintással (pitch maneuver) érik el. (Mivel az űrrepülőgép a “hátán” és a menetiránynak “háttal” repül, a dolgot úgy a legegyszerűbb elképzelni, hogy a “fenekén” lévő hajtóműegység körül, mint forgáspont körül, a Földhöz képest először egyre alacsonyabbra, majd, a vízszintes helyzet elérése után egyre magasabbra kerül az orr…)
A fékező manőver után 20 perccel az űrrepülőgép folyamatosan "belemerül" a Föld légkörébe (Entry Interface). A légköri repülés közben a géppel széles S-fordulókat vesznek, ezzel is elősegítve a sebességének csökkenését, illetve pontosabban kiszámolva a leszállási pontot.
Az űrrepülőgép hozzávetőlegesen 60-70 km magasságban, 6 km/s sebesség környékén kezd el jelentősen lassulni, és ebben a magasságban izzik fel legjobban (több ezer Celsius-fokra) a hővédő burkolata, különösen az orr-rész és a szárnyak belépőélei (a színes fotókon ezeken a pontokon látható a legmagasabb hőterhelésre tervezett szürke csempesor). A leszállásig hátralévő idő mintegy 15-20 perc (ez volt az az időszak, amikor két hete a Columbia darabjaira esett szét). Ilyenkor az űrrepülőgép még több, mint 1000 km-re van a Kennedy Űrközponttól, ám a nagy hőmérsékletre jellemző, hogy infravörös kamerákkal már ettől a pillanattól kezdve lehet követni a gép mozgását (természetesen ez a kép eleinte egy fehér foltot mutat a semmi közepén, később azonban világosan láthatóvá válik az űrrepülőgép körvonala). Éjszakai leszállások esetén egyébként a NASA TV szinte végig infrakamerák képét adja közre.
Az STS-112 vállakozás űrrepülőgépe megjelenik az infrakamera “szemében” (NASA TV, Ledneczki Archív)
A maximális lassulás néhány perce után az űrrepülőgép vitorlázó repüléssel - további S-fordulók megtételével - megközelíti a kifutópályát, miközben sebessége tovább csökken (a hangsebesség alá körülbelül 2 perccel a földet érés előtt jut - ezt kettős hangrobbanás jelzi).
A kifutópályát sohasem egy végső, hosszú egyenesen közelítik meg, hanem legalább fél kört repülnek a géppel a kijelölt leszállóhely körzetében (ez egyébként nem is olyan egyszerű művelet - fejlett technológiája ellenére ugyanis az űrrepülőgép manőverezhetősége igen rossz; nem véletlen, hogy az űrhajósok repülő téglának nevezték el). Erre azért van szükség, hogy a pilóták minél pontosabban rá tudják vezetni a gépet a kifutópálya hossztengelyére.
Az űrrepülőgép kilebegtetése. Futók kint, orr fent, a függőleges vezérsíkon (farok) az oldalkormány kissé “szétterpesztve”, - így féklapként is működik és csökkenti a sebességet. Jól látszik a csak felfelé használatos három főhajtómű, illetve kétoldalt egy-egy manőverhajtómű. Ez utóbbiak a végső pályáraállásnál, a pályamódosításoknál és a fékezésnél egyaránt üzemelnek. (NASA TV, Ledneczki Archív)
Főfutók lent, fékernyő kint… (NASA fotó)
…orrfutó lent (NASA fotó)
A teljesen szétnyitott oldalkormány (mint féklap), a működő fékernyő, és az űrrepülőgép “lejtése” együttesen növeli a lassulást (NASA TV, Ledneczki Archív)
Miután az űrrepülőgép megállt a kifutópályán, egy ideig senki nem közelítheti meg azt, viszont a kiszolgáló járművek felsorakoznak körülötte. Elsőként két, védőruhába öltözött gyalogos ember megy a gép közvetlen közelébe, és egy szenzorral körbejárják a gépet: ellenőrzik, hogy sehol sem szivárognak mérgező gázok az űrrepülőgépből. Ha minden rendben, akkor a gép farokrészén, oldalt lévő csatlakozókhoz (ahova start idején még az üzemanyag-, tápfeszültség-, és adatvezetékek csatlakoztak) kapcsolják az űrrepülőgép belső rendszereinek hűtését szolgáló egységeket. Szükség esetén a külső burkolatot egy nagyméretű szélgéppel is hűtik.
Megérkezik a járműkaraván (NASA TV, Ledneczki Archív)
Ez attól függ, hogy a gép Floridában, vagy az Edwards légitámaszponton szállt-e le.
A Kennedy Űrközpontban történt leszállás esetén a kifutópályáról az űrrepülőgépek három hangárja (Orbiter Processing Facility, OPF) közül az egyikbe gurítják, ahol megkezdődik a felkészítése a következõ küldetésre.
Ha a gép az Edwards Légitámaszponton száll le, akkor először meg kell oldani a Kennedy Űrközpontba történő visszaszállítását. Erre a célra a NASA két, speciálisan átalakított Boeing-747 (Jumbo Jet) repülőgéppel (Shuttle Carrier Aircraft, SCA) rendelkezik. Az űrrepülőgép aerodinamikai jellemzőinek javítása érdekében a főhajtóműveit a szállítás idejére egy áramvonalas kúppal fedik le.
Az űrrepülőgépet az Edwards Légitámaszponton, illetve a Kennedy Űrközpontban, a kifutópályák mellett elhelyezett egy-egy szerelőállványzat (Mate-Demate Device, MDD) segítségével helyezik fel a Jumbó tetejére, illetve emelik le arról. A visszaszállítás után, ugyanúgy, mintha helyben szállt volna le, az OPF-be kerül, ahol felkészítik következõ útjára.
Folytatjuk...
Hogyan működik az űrrepülőgép? (1. rész): A STARTELŐKÉSZÍTÉS
Hogyan működik az űrrepülőgép? (2. rész): PROBLÉMÁK A VISSZASZÁMLÁLÁSKOR
Hogyan működik az űrrepülőgép? (3. rész): IRÁNY AZ ORBITÁLIS PÁLYA!
Hogyan működik az űrrepülőgép? (4. rész): HA SIKERTELEN AZ INDULÁS
Cikksorozatunkban részletesen bemutatjuk, hogy hogyan zajlik a Space Shuttle rendszer pályára állása és visszatérése, elmeséljük, hogy mit tehet a személyzet az esetleges vészhelyzetekben. A negyedik részben áttekintjük, hogy mik a lehetőségek, ha valami balul üt ki a start után.
