KÉT HÓNAPPAL A TRAGÉDIA UTÁN: Tervezési hibák? (3. rész)

Cikksorozatunkban arra kerestük a választ, hogy a hetvenes évek végének technikai színvonalához mérten - a lehető legjobb megoldás-e a ma ismert Space Shuttle rendszer? Sorozatunkban néhány pillantást vetettünk a tervezésre: a tényekre és a miértekre, lehetőség szerint megvizsgálva az érveket és az ellenérveket. Most, a harmadik - befejező - részben bemutatunk egy lehetséges alternatívát.

Az űrrepülőgéphez hasonló tömegű (100 tonna körüli) eszköz világűrbe juttatásához a jelenlegi rendszerhez hasonló tömegű (kb. 2300 tonna) indítórendszerre van szükség. (Ne feledjük, hogy továbbra is a hetvenes évek techikai színvonalán kell gondolkoznunk.) Ilymódon tehát az indításhoz szükséges tolóerőnek is hasonlónak kell lennie.
Az űrrepülőgép három hajtóművének és a két gyorsítórakétának az együttes tolóereje valamivel több, mint 30 millió newton. Ez hozzávetőlegesen négy F-1 típusú, kerozin - folyékony oxigén hajtóanyaggal üzemelő rakétahajtómű tolóerejének felel meg (egy F-1 tolóereje 7,89 millió newton). Az F-1 hajtóműveket a Saturn-5 rakétáknál (az Apollo űrhajókat ezzel a rakétatípussal indították a Holdhoz vezető útra) alkalmazták. Fajlagos tolóerejük rosszabb ugyan az űrrepülőgép főhajtóműveinek fajlagos tolóerejénél, de sokkal jobb, mint a szilárd hajtóanyagú rakétáké.
Ráadásul, az F-1 hajtómű és a működéséhez szükséges üzemanyagtartályok üres tömege sokkal kisebb, mint a jelenleg használt gyorsítórakétáké. És akkor még nem említettük az SRB-k működésekor keletkező, a környezetre igen káros anyagokat...

A fentiek alapján belátható, hogy négy, F-1 hajtóművel felszerelt, kerozint és folyékony oxigént elégető gyorsítórakétával ugyanúgy el lehetne indítani egy hasonló tömegű rendszert, mint a jelenleg használt 3 SSME és két SRB kombinációjával. Miután ez a négy gyorsítórakéta elégette az üzemanyagát, be lehetne kapcsolni egy, a középső fokozaton elhelyezett F-1-es hajtóművet. Ennek tolóerejével a hordozórendszer tengelyén (tehát sorosan) elhelyezett űrrepülőgépet pályára lehetne állítani.

A rendszert tehát a következőképpen lehetne elképzelni: a hajtóművek nélküli űrrepülőgép egy közdarab segítségével illeszkedik a rövid, középső fokozat tetejéhez. Ezt a középső fokozatot veszi körbe a négy gyorsítórakéta. Maga az űrrepülőgép hasonló lehetne a jelenlegi űrrepülőgépekhez, azonban saját hajtóművei nem lévén, kisebb lenne a saját tömege, tehát nagyobb hasznos tömeget vihetne pályára.
A négy gyorsítórakétát újra felhasználnák, azok - az SRB-khez hasonlóan - ejtőernyővel ereszkednének le az óceánra. "Begyűjtésük" azonban az alacsonyabb üres tömegük miatt könnyebb lenne, mint az SRB-k kiemelése a vízből. Mindössze tehát a középső fokozat semmisülne meg, hasonlóan a jelenlegi űrrepülőgép-rendszer külső tartályához.
Bármilyen vészhelyzet esetén a mentőrendszer leválaszthatná az utaskabint, és biztonságos távolságra juttathatná a meghibásodott egységektől.

Egy ilyen rendszernek tehát több előnye lenne:
- mindössze egy F-1 hajtómű és a hozzá tartozó üzemanyagtartályok (a középső fokozat) megsemmisülése árán el lehetne érni, hogy soros elrendezésű legyen a rendszer, több nagyságrenddel növelve ezzel a személyzet biztonságát (ld. a sorozat első részét),
- a rendszer fejlesztési és üzemeltetési költségei alacsonyabbak lennének,
- a hordozórendszer könnyen átalakítható lenne ember nélküli eszközök indítására is,
- az üzemeltetése sokkal kevésbé lenne káros a környezetre, mint a jelenlegi rendszeré.

Néhány szó a Buranról
A nyolcvanas évek végére kifejlesztett szovjet Buran űrrepülőgép és hordozórendszere tervezésekor állítólag az egyik változat egy ehhez hasonló rendszer volt. Ám a kétpólusú világrend megkövetelte a szovjet mérnököktől, hogy bebizonyítsák: ők is képesek nagy hatásfokú, hidrogén-oxigén üzemanyagú rakétahajtóművek kifejlesztésére. Ehhez pedig ugyanolyan nagy hajtóanyagtartályra van szükség - az Enyergija hordozórakétába integrálva -, tehát a Burant is a hordozórendszerrel párhuzamosan kellett elhelyezni. Így a szovjet rendszer hátrányai is hasonlóak lettek az amerikai rendszeréhez...

Végül egy személyes megjegyzés...
Jelen cikksorozat írója az ember által valaha épített egyik legcsodálatosabb szerkezetnek tartja a Space Shuttle rendszert. Maga a tény, hogy egy indítás során kétmillió alkatrésznek kell együtt dolgozni, önmagában is lenyűgöző. A szerző hiszi, hogy a rendszer újra feltámad, és még sok kellemes percet okoz, Földön és égen egyaránt...

Kapcsolódó cikkek:
KÉT HÓNAPPAL A TRAGÉDIA UTÁN: Tervezési hibák? (1. rész)
KÉT HÓNAPPAL A TRAGÉDIA UTÁN: Tervezési hibák? (2. rész)
KÉT HÓNAPPAL A TRAGÉDIA UTÁN: Azt már tudjuk, hogyan történt...