Űrvilág űrkutatási hírportál (http://www.urvilag.hu)

 

Hogyan működik az űrrepülőgép? (4. rész): HA SIKERTELEN AZ INDULÁS
(Rovat: A Columbia utolsó útja, Az űrrepülőgép - 2003.02.13 21:57.)

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.

Ha az űrrepülőgép már felszállt, akkor mindenképpen végre kell hajtani a kezdeti elemelkedés fázisát: ez a gyorsítórakéták üzemelésének idejét jelenti. A Space Shuttle rendszerben használt szilárd hajtóanyagú gyorsítórakétákat ugyanis nem lehet leállítani addig, amíg teljesen ki nem égnek. (Néhány évvel ezelőtt a NASA még tervezte, hogy lecseréli ezeket a rakétákat folyékony hajtóanyaggal üzemelő, és a Kennedy Űrközpont kifutópályájára automatikusan visszatérő szárnyas rakéta-egységekre, ám ez a terv is – mint oly sok - pénzhiány miatt meghiusult…).

A rakéták leválása után viszont szükség esetén (főhajtómű, vagy a manőverező hajtóművek meghibásodása, nyomáscsökkenés a pilótafülkében, stb.) lehetőség van a repülés megszakítására. Alapvetően két kategóriába sorolható a repülés megszakítása:
* normál leszállással járó megszakítás (intact abort), illetve
* a jármű elvesztésével járó megszakítás (contingency abort).
Előbbi esetben a személyzet és az űrrepülőgép is épségben tér vissza a Földre, utóbbi a gép elvesztésével (óceánba csapódásával) járhat, ilymódon ebben az esetben csak a személyzet menekülése a cél.

Abban az esetben, amikor az űrrepülőgép is megmenthető, a következő megszakítási módok lehetségesek:
* A starthelyre történő visszatérés (Return To Launch Site - RTLS),
* kényszerleszállás az Atlanti-Óceán európai oldalán (Transoceanic Abort Landing - TAL),
* a Föld egyszeri körberepülése (Abort Once Around - AOA), illetve
* menekülés a pályára (Abort To Orbit - ATO).


Az RTLS, ATO, és AOA megszakítási módok, összevetve a normál indítás fázisaival (Forrás: NASA). Az ábra nagyobb felbontásban letölthető (linket lásd cikkünk végén.)


Visszatérés a starthelyre (RTLS)
Ezt a megszakítási módot leghamarabb a szilárd hajtóanyagú gyorsítórakéták leválása után (kb. T+00:02:20), és legkésőbb az indítást követõ 4 perc 20 másodpercen belül (T+04:20:00) lehet aktiválni. (Amikor már nem lehetséges a visszatérés, a földi irányítás egy "Negative Return" hívással jelzi ezt a legénységnek). Akkor választhatják ezt a módot a repülésirányítók, ha ebben a korai szakaszban meghibásodik az űrrepülőgép egy főhajtóműve, vagy egyéb, a legénység épsége szempontjából kritikus hiba következik be (például szivárog a levegő a pilótafülkéből, vagy meghibásodik a gép hűtőrendszere), és fontos, hogy mielőbb földet érjen a gép (ezzel a módszerrel 25 perccel a start után már leszállhatnak).
Az RTLS-megszakítás alapvetően három szakaszra osztható:
Az elsőben a gép emelkedik, (hibátlan) főhajtóművei üzelmelnek. Erre mindenképpen szükség van, hogy elfogyjon a külső üzemanyagtartályból a hajtóanyag: az a cél, hogy csak annyi üzemanyag maradjon a tartályban, aminek az elégetésével még éppen vissza lehet fordítani a gépet Florida felé. Ezt az űrrepülőgéppel végrehajtott 180 fokos "bólintó" manőverrel érik el (normál felemelkedésnél az űrrepülőgép az üzemanyagtartály alatt helyezkedik el, ezt változtatják meg 180 fokos “fél bukfenccel” úgy, hogy a tartály kerüljön alulra, miközben az orbiter már orral a Kennedy űrközpont felé mutató helyzetbe kerül). Ilymódon a főhajtóművek nullára csökkentik a kelet felé történő távolodás sebességét, illetve elindítják a gépet vissza a start helye felé. Eközben az orbiter manőverező hajtóműveit is bekapcsolják, ezzel elégetve az űrrepülőgép saját tartályaiban tárolt üzemanyagot. A hajtóanyag elégetésével csökken a gép tömege, valamint áthelyezõdik a tömegközéppontja, ezáltal jobban manőverezhetővé válik.
Amikor a külső tartályból elfogy az üzemanyag (kevesebb, mint 2 %-nyi marad), lekapcsolják az űrrepülőgép főhajtóműveit, leválasztják a tartályt, majd eltávolodnak tőle. Ez az RTLS második szakasza.
A harmadik szakaszban már "csak" a szokásos siklórepüléssel a Kennedy űrközpont kifutópályájára vezetik a gépet. Szükség esetén a személyzet a kifutópályán elhagyhatja a gépet, mielőtt a kisegítő járművek megérkeznek. Ezt egy csúszda teszi lehetővé.


Tengerentúli vészleszállás (TAL)
Ha a felszállásnak abban a szakaszában következik be hiba, amikor már nem lehetséges a starthelyre visszatérni (RTLS), de még nem hajtható végre a Föld egyszeri megkerülése (AOA, lásd alább), az űrrepülőgép leszállhat Európában vagy Észak-Afrikában is. Az űrrepülőgép ballisztikus pályán repül át az Atlanti-Óceán felett. A kiválasztott leszállóhelynek rendelkeznie kell az amerikai védelmi minisztérium jóváhagyásával. Jelenleg a lehetséges leszállóhelyek Moron (Spanyolországban), Dakar (Szenegálban) és Ben Guerir (Marokkóban). Ezek közül, még a start előtt, mindig a repülés tervezett pályájához legközelebb esőt jelölik ki, szükség esetére. Természetesen, csakúgy, mint az űrrepülőgép normál leszállásakor a fő leszállóhelyeken (Kennedy Űrközpont és Edwards Légitámaszpont), a kijelölt vészleszállóhelyen is megfelelőnek kell lennie az időjárási viszonyoknak. Többször elõfordult már, hogy a visszaszámlálást azért állították le a start előtt, mert rossz volt az időjárás a kijelölt TAL-helyen.
TAL során, az RTLS-hez hasonló módon elégetik a gép saját tartályaiban lévő üzemanyagot (tömegcsökkentés, tömegközéppont áthelyezése), majd a főhajtóművek kikapcsolása után a normál leszálláshoz hasonló légköri visszatérést hajtanak végre, végül siklórepüléssel megközelítik az alternatív leszállóhelyet, és a normál leszállással egyező módon leszállnak.


A TAL üzemmód vázlata (Forrás: NASA)


A Föld egyszeri körberepülése (AOA)
Ha az űrrepülőgép valamely rendszerének meghibásodása a felszállásnak abban a fázisában következik be, amikor a gép túl nagy mozgási energiával rendelkezik ahhoz, hogy TAL-leszállást hajtsanak végre, de még nem elég a mozgási energia ahhoz, hogy ATO-manővert (lásd alább) alkalmazzanak (vagy olyan kritikus meghibásodás következik be, ami lehetetlenné teszi a küldetés normál végrehajtását, és a személyzet mielőbbi visszatérését igényli - pl. kabinnyomás csökkenése), akkor a Föld egyszeri megkerülése (AOA) lehet a kiút a vészhelyzetből.
Ilyenkor a normál felszálláshoz igen hasonló felemelkedést hajtanak végre, azzal a kivétellel, hogy ezúttal a kialakuló pálya sokkal alacsonyabb lesz a normálisnál. A főhajtóművek lekapcsolása után még a manőverező hajtóművekkel is meg kell emelni a gép pályáját, hogy az űrrepülőgép a Föld egyszeri megkerüléséhez szükséges minimális magasságot elérje.
AOA esetén az OMS-2 manőver helyett már a pályáról történő letérést eredményező fékezőmanőver (Deorbit Burn) következik, amivel megindul a normál leszálláshoz igen hasonló visszatérés, akár a Kennedy Űrközpontba, akár az Edwards Légitámaszpont egyik kifutópályájára.


Menekülés a pályára (ATO)
Ezel a manőverrel az űrrepülőgép biztonságosan pályára állítható. Nyilvánvalóan csak a felszállás végső fázisaiban bekövetkezett, nem kritikus meghibásodás (pl. egy hajtómű leállása a tervezett időpont előtt, de ahhoz igen közel) esetén jöhet számításba.
Ebben az esetben nem tesznek mást, mint az OMS-1 és OMS-2 manőverekkel "hozzák helyre" azt a hibát, amit pl. az egyik főhajtómű kiesése okozott. Ilymódon tehát a normál repülést lehet végrehajtani, a teljes programmal. Amennyiben szükséges, a program végrehajtása előtt elemezni lehet a hibát, hiszen az űrrepülőgép ilyenkor már biztonságos pályán van. Szükség esetén a repülésirányítás a Föld körül megtett néhány kör után elrendelheti a leszállást, amit a normál leszálláskor megszokott módon hajtanak végre.


A gép elvesztésével járó felszállás-megszakításokra
akkor kerülhet sor, ha az űrrepülőgép két főhajtóműve meghibásodik (teljesen leáll), vagy egy meghibásodik, és egy másik csak alacsonyabb teljesítménnyel képes üzemelni. Egyéb kritikus rendszerek meghibásodása esetén is szükség lehet ilyen megszakításra. Ilyen esetekben az űrhajósok elhagyják az űrrepülőgépet, ami magára hagyva az óceánba zuhan. (Az űrhajósok gépelhagyása egy elég speciális ejtőernyős-ugrást jelent, - ezzel majd sorozatunk utolsó részében fogunk megismerkedni. Ennek érdekében szkafandert viselnek – képünkön éppen az elvesztett Columbia ún. közép-fedélzetét látjuk, az előtérben az izraeli űrhajóssal, az indulás előtt.)




Ledneczki István

Folytatjuk…

Teljes verzióMinden jog fenntartva - urvilag.hu 2002-2021