KÉT HÓNAPPAL A TRAGÉDIA UTÁN: Tervezési hibák? (1. rész)
(Rovat: A Columbia utolsó útja - 2003.04.01 08:40.)

14 ember életének és 2 űrrepülőgépnek az elvesztése után egyre többen kérdezik: vajon a rendszer tervezésekor minden lehetőséget számba vettek-e az illetékesek? Tényleg - a hetvenes évek végének technikai színvonalához mérten - a lehető legjobb megoldás a ma ismert Space Shuttle rendszer? Sorozatunkban néhány pillantást vetünk a tervezésre: a tényekre és a miértekre, lehetőség szerint megvizsgálva az érveket és az ellenérveket. Az első részben a tényeket vesszük szemügyre.

Még gőzerővel folyik a NASA és a független bizottság vizsgálata, hogy mi okozhatta a Columbia február 1-én bekövetkezett balesetét, de máris találgatások jelentek meg az amerikai sajtóban arra vonatkozóan, hogy a hiba esetleg a rendszer elvi alapjaiban, tervezési sajátosságaiban rejlik. Ezen elmélkedések a rendszer egészével, tehát magával az űrrepülőgéppel (Orbiter), a szilárd hajtóanyagú gyorsítórakétákkal (Solid Rocket Booster, SRB), és a külső üzemanyagtartállyal (External Tank, ET) együtt foglalkoznak.

A biztonság tekintetében az alábbi elemeket, tervezési sajátosságokat érte kritika:

1. A rendszer párhuzamos elrendezésű, a hagyományos, soros elrendezés helyett.
Az orbiter tehát a hajtóanyagtartály és a gyorsítórakéták mellett, és nem fölöttük helyezkedik el. Így tehát a rakéták, vagy a tartály bármilyen robbanása esetén az űrrepülőgép és a legénysége gyakorlatilag menthetetlen. Az 1986-os Challenger-baleset esetén például ez volt a helyzet. (Azon lehetne vitatkozni, hogy a legénység tagjai azonnal meghaltak, vagy néhányan esetleg az ép utaskabinban túlélhették a robbanást, és csak a fülke vízbe csapódásakor vesztek oda mindannyian. A mai napig nincs azonban olyan – nyilvános, hivatalos - bizonyíték, ami a kettő közül valamelyik javára billentené a mérleget.)

2. A főhajtóművek közvetlenül az űrrepülőgépbe vannan építve.
Ha tehát valamelyik hajtómű (Space Shuttle Main Engine, SSME), vagy a hozzá tartozó üzemanyagszivattyú valamilyen oknál fogva felrobban, a jármű ismét csak menthetetlen.
Ez az elrendezés továbbá - az amerikai sajtóban megjelent találgatások szerint - azt is jelenti, hogy a hajtóművek működése miatt a keletkezett rezgések közvetlenül az űrrepülőgép szerkezetére, illetve azon keresztül az utasfülkére kerülnek át. A vibráció pedig nagyban hozzájárulhat az anyagok elfáradásához.
Ezen érv ellen szólnak az űrhajósok beszámolói, melyek szerint az űrrepülőgép főhajtóműveinek működése rendkívül stabil, és alig okoz vibrációt. A start során tapasztalható rezgések nagy része sokkal inkább a szilárd hajtóanyagú rakéták működése miatt keletkezik. Az űrhajósok úgy írják le a start pillanatát, mintha hátba rúgták volna őket, és a rendszer remegése egészen addig tart, amíg az SRB-k le nem válnak. Onnantól kezdve viszont a pályára állásig stabil, és sokkal nyugodtabb az utazás.

További fontos elem, hogy a főhajtóművek több ezer Celsius-fokos hőmérsékleten égetik el a hidrogén-oxigén üzemanyagukat. Működésük 8 és fél percig tart. Ezzel az igen magas hőmérséklettel szemben az üzemanyagvezetékek igen alacsony -100 Celsius-fok alatti hőmérsékletűek. Ezeknek a nagy hőmérséklet-különbségeknek is negatív hatásuk lehet az űrrepülőgép szerkezetére nézve.

3. A főhajtóművek együttes tolóereje 7 millió Newton.
Ezzel a tolóerővel a 100 tonnás űrrepülőgép hétszeresét lehetne tehát felemelni. Szükség is van ekkora tolóerőre, hiszen mechanikai szempontból az űrrepülőgép hordozza, emeli a külső hajtóanyagtartályt is. Emiatt viszont a tartály gyorsításához szükséges erő az űrrepülőgép szerkezetén keresztül kerül át magára a tartályra. Így tehát az űrrepülőgép teste óhatatlanul rugalmas alakváltozást szenved start közben. Ez pedig hővédő csempék elvesztéséhez vezethet. Emellett azt is jelenti, hogy az űrrepülőgép szerkezetének sokkal merevebbenk, masszívabbnak, tehát nehezebbnek kell lennie, mint ha az indító rendszer hordozná az űrrepülőgépet. A nagyobb tömeg pedig fokozottan igénybe veszi visszatéréskor a hővédő csempéket. Vagyis egy, a visszatérés folyamán bekövetkező rendkívüli esemény is előállhat az indítás során létrejövő rugalmas alakváltozások miatt.
Ez kétségbe vonhatatlan, viszont azt a tényt sem szabad elfelejteni, hogy amikor a tartályban a legtöbb üzemanyag van, tehát a felszállás kezdeti szakaszában, a gyorsítórakéták is a rendszerhez vannak illesztve, és azok közvetlenül a tartályt gyorsítják, ily módon tehát csökkentik az alakváltozás mértékét.

4. A párhuzamos elrendezés miatt az indítás közben a külső tartályról leváló törmelék, vagy jégdarab az orbiternek csapódhat, akár súlyos károsodást is okozva.

5. A szilárd hajtóanyagú rakétákat már nem lehet leállítani: ha egyszer begyújtották őket, akkor teljesen "ki kell égniük". Emiatt a repülés egyik igen kritikus szakaszában a legénységnek gyakorlatilag nincs menekülési lehetősége.