Úton a Starliner
(Rovat: Az űrállomás és az USA, Űrturisták és magánűrhajók - 2022.05.20 06:45.)

Ezúttal remélhetőleg minden rendben lesz a Boeing CST-100-as űrhajójának repülésén.

Elöljáróban el kell árulnunk egy kulisszatitkot: ennek a cikknek az eredeti változatát már 2021 nyarán előre megírtuk, hogy a felbocsátást követően gyorsan megjelentethető legyen. Az akkori tervek szerint a Starliner július 30-án indult volna, de a Nemzetközi Űrállomásnál (ISS) a frissen csatlakozott orosz Nauka modullal történtek miatt inkább elnapolták a startot. Aztán úgy alakult, hogy további jelentős, sok hónapos késéssel a Boeing űrhajóját végül csak most, 2022. május 20-án, magyar idő szerint 0:54-kor (a helyszínen még 19-én) indították OFT-2 (Orbital Flight Test-2) jelű repülésére a floridai Cape Canaveral bázisról, a United Launch Aliance (ULA) Atlas-5 hordozórakétájával.

A hordozórakéta és az űrhajó, útban az indítóálláshoz (még az első alkalommal, 2021 júliusában). (Kép: ULA)

Mint az olvasóink előtt ismert, a CST-100 Starliner amolyan Canossa-járás a Boeing számára. A projekt (egyébként a SpaceX Crew Dragonjáhozhoz teljesen hasonlóan) jelentős határidő- és költségvetés-túllépéssel realizálódott. A NASA 2010 óta máig több mint 5 milliárd dollárt költött a fejlesztés támogatására. Több éves késéssel a Starliner végül 2019. december 20-án elindult első, automatikus útjára, de a dolgok nem éppen a tervek szerint alakultak. Az Atlas-5 rakéta és a Centaur végfokozat rendben működtek, ám nem sokkal később kiderült, hogy az űrhajó nem a tervezett pályára került, ráadásul a tervezettnél több üzemanyagot fogyasztott. Az előbbi okát akkor még keresték, de az utóbbi hamar nyilvánvalóvá tette, hogy a Nemzetközi Űrállomáshoz kapcsolódást törölni kell.

Az első hiba

A későbbi vizsgálat azután kiderítette, hogy a Starliner fedélzeti rendszere belső órájának hibája miatt az űrhajó elvesztette a helyes „időérzékét”. Hajtóműveinek a Földről való felemelkedés után mintegy 31 perc elteltével 40 másodpercen át kellett volna működni, hogy a pálya legalacsonyabb (földközeli) pontjának magasságát megemeljék annyira, hogy az űreszköz ne fékeződjön le a légkör felső rétegeiben, mielőtt meg tudna tenni egy teljes, másfél órás kört a bolygó körül. Az óra hibájából azonban a rendszer „azt hitte”, hogy a repülés egy másik szakaszában járnak, és ennek megfelelően kezdte el a Starliner térbeli irányának beállítását. Ez pedig a kelleténél több hajtóanyagot emésztett fel, így el is dőlt, hogy már nem marad belőle elég az ISS megközelítéséhez. A földi irányítók észlelték a hibát, meg is próbáltak közbelépni, de épp a kritikus időszakban, rövid időre nem volt távközlési kapcsolat a Starlinerrel, így a Földről nem tudták felülbírálni a hibás automatikát. (Az indítást követően Jim Bridenstine, a NASA akkori vezetője részvételével tartott sajtótájékoztatón elhangzott, hogy ha lettek volna emberek a fedélzeten, akkor nem csak hogy nem lettek volna veszélyben, de minden bizonnyal meg is oldották volna ezt a problémát, kézi irányításra kapcsolva.) Mire helyreállt a kapcsolat, egy kicsit már késő volt: bár végül Föld körüli pályán tudták tartani a Starlinert, nem olyanon, amilyenre szükség lett volna.

Végül is az eredetileg 8 naposra tervezett repülés 2 napos lett, a visszatérés és landolás december 22-én sikeres volt. Amerikai űrhajó ejtőernyővel szárazföldre érkezett!

A Starliner kabinja a 2019. december 22-i sikeres landolás után. A fogadó személyzet talán arra gondolt: jobb lesz gyorsan letakarni... (Kép: Boeing)

A második hiba

Az ISS-szel történő dokkolás elmaradása többek között azt jelentette, hogy a fent lévő személyzet számára küldött 300 kg élelmiszer, tiszta ruhanemű és karácsonyi ajándék nem jutott el az akkor szolgálatot teljesítő űrhajósokhoz. Ennél talán fontosabb, hogy már akkor szinte biztossá vált, hogy a NASA nem fogja engedélyezni a személyzetes repülést 2020-ban. Azután, amikor kiderült egy újabb hiba – ekkor már 2020 februárját írtuk –, hamar nyilvánvalóvá vált, hogy tényleg szükség lesz további komoly vizsgálatokra, majd fejlesztésekre, végül rengeteg tesztelésre és dokumentálásra. Amit pedig ebből már akkor sejthettek az asztronautika iránt érdeklődők, hogy nemhogy 2020-ban nem lesz személyzetes repülés, de talán még a nyilvánvalóan szükségessé váló második automatikus repülés sem biztos, hogy megvalósul 2020-ban.

A sikeres landolás után kiderült ki, hogy volt egy második hiba is, mely az előzőnél is súlyosabb volt, és személyzetes repülés esetén közvetlenül veszélyeztette volna a legénység életét! De mi is volt ez? Miután a földi szakembereknek sikerült elérni, hogy a december 20-án végrehajtott indítás után pályára álljon a Starliner, és rájöttek az első hiba okára, elővigyázatosságból elkezdték áttekinteni a többi kritikus folyamatot. Ennek során vették észre, hogy rosszul voltak konfigurálva azok a hajtóműmanőverek, amelyeknek a feladata a visszatérés előtt, a légkörbe való belépést megelőzően a szolgálati egység biztonságos eltávolítása volt. Ezek a manőverek a repülés rossz fázisára voltak programozva. Ha nem találták volna meg idejében a hibát, előfordulhatott volna, hogy a henger alakú szervizmodul összeütközik a legénységi modullal, akár annak pörgését, vagy a hővédő burkolat sérülését okozva. Ez pedig könnyen végzetes lehetett volna a bent ülő űrhajósokra nézve – már ha az első próbaúton lettek volna emberek a kapszulában.

Szétválás után távolodik egymástól a Starliner parancsnoki-visszatérő egysége és a műszaki-hajtómű egység. Ha az első hiba miatt nem nézik át ismételten a programsorokat, a szétválás talán nem lett volna olyan sima, mint ezen a fantáziarajzon… (Kép: Boeing)

Az újabb késés oka 2021-ben

Ahogyan azt akkoriban részletesen megírtuk, 2021. augusztus elején az indítás lefújását a Starliner meghajtórendszerének szelepeivel kapcsolatban az utolsó ellenőrzések során felfedezett probléma okozta. A Starliner műszaki egysége 28 kisebb hajtóműfúvókát használ. Rajtuk kívül még 20 nagyobb tolóerejű manőverező fúvóka található rajta. Ezeken túl a start közben fellépő rendellenességek esetére rendelkezésre álló, a személyzeti kabint lerepíteni képes mentőrendszer négy, még ennél is sokkal erőteljesebb hajtóművel van felszerelve. Mindezek hajtóanyaga az erősen mérgező monometil-hidrazin, amelynek az égését nitrogén-tetroxid oxidálószer biztosítja. A reakció a két vegyület érintkezésekor indul be. A hajtóanyag tartályaiból a manőverező hajtómű fúvókáihoz összesen 48 szelepen keresztül vezet az út, 24 az üzemanyag, 24 pedig az oxidálószer továbbításáért felelős. További 16 szelepen át magas nyomású hélium nemesgáz áramlik, amely az üzemanyagnak az összetett vezetékrendszeren át történő áramlásához biztosítja a kellő nyomást. A szelepek szerepe a hajtóművek és a tartályok elválasztása, működés közben nyitott állapotban vannak.

Augusztus 3-án a probléma az oxidálószert továbbító alrendszer 13 szelepével kapcsolatban merült fel, amelyek zárt állapotban beragadtak. Az indítóállásban való várakozás ideje alatt a nedves floridai levegőből vízpára került a rendszerbe, ami a nitrogén-tetroxiddal reakcióba lépve salétromsav képződésével járt, ez pedig korrodált egyes szelepeket. Az űrhajót vissza kellett szállítani az új-mexikói gyártócsarnokba, a szelepek hibáit pedig kijavítani. Ezt egyelőre a rendszer áttetvezése nélkül, a pára bejutását megakadályozva oldják meg. Most mindenesetre nem az eredetileg az OFT-2 repülésre kijelölt szervizmodul repül, hanem az, amelyiket az űrhajósokkal végrehajtandó első küldetéshez építettek.

A mostani repülés és a további tervek

A második, még mindig személyzet nélküli repülés elején a Föld körüli pálya elérése mintegy 31 percet vett igénybe, a hordozórakéta pedig (eltérően a SpaceX Falcon-9 rakétájától) teljes egészében megsemmisült. Az űrhajó mintegy 24 órás ellenőrzést és manőverezést követően kapcsolódhat a Nemzetközi Űrállomáshoz, ahova kb. 200 kg utánpótlást is szállít. A fedélzeten egyébként második útjára (!) indult Szegecselő Rózsi!

Rosie the Riveter (Szegecselő Rózsi), a II. világháborús amerikai hadiipar munkavállaló nőire emlékeztető figura „civilben”. (Kép: Boeing)

Rosie a Starliner IVA-szkafanderben, immár a parancsnoki ülésbe szíjazva. Az „okos bábun” szenzorok serege fogja mérni a gyorsulásokat, a sugárzást és a zajterhelést. (Kép: Boeing)

Amennyiben a mostani, egy hetes repülés sikeres lesz, és az azt követő, hosszas adatelemzés sem tár fel hibát, következhet az első személyzetes repülés, a remények szerint még 2022 vége előtt. A személyzet mindenesetre gőzerővel készül a küldetésre. A Boe-CFT jelű repülésen a maximum 7 személyes űrhajóban hárman utaznak majd.

Az Atlas-5 rakéta és a Starliner indítóállásra szállítását, valamint az egész repülést megkülönböztetett figyelemmel kíséri a majdani berepülést végző első személyzet, Sunita Williams, Michael Fincke és Barry Wilmore (balról jobbra), a NASA űrhajósai. (Kép: Boeing / John Grant)

A CST-100 Starliner második automatikus repülésének legfontosabb eseményeiről a következő napokban természetesen mi is tudósítani fogunk.