Az Axiom–4 küldetésre mi azért figyelünk, mert egy magyar kutatómérnök, Kapu Tibor is elrepül a Nemzetközi Űrállomásra (ISS), ahol két hétig különféle kutatásokat és kísérleteket végez majd – írja a Blikk.
A világ számára azonban ennél sokkal érdekesebb, hogy az eszköz, amellyel a misszió legénysége az oda- és visszautat megteszi, a legújabb Dragon űrhajó, amelynek van legalább egy, elképesztő új képessége.
- A Crew Dragon űrhajótípust a SpaceX fejlesztette ki az emberes űrmissziókhoz
- Kapu Tibor magyar kutatómérnök az Axiom–4 küldetés résztvevőjeként a legújabb Crew Dragon-verzió első legénységének tagja
- A Dragon-kapszula innovációi közé tartozik az újrafelhasználhatóság és a hajtóműves leszállásra való képesség
- A küldetés során az űrszemét csökkentése érdekében új eljárásokat alkalmaznak
- Az Axiom–4 lesz az első misszió, amelynek a Csendes-óceánban landol majd az űrhajója
A Crew Dragon teljesen új szintre lép a C213-as űrhajóval – Kapu Tibor is ezen utazik majd –, amelynek minden nagyszerűsége ellenére még csak kódja van, de neve nincs. A többi Dragonéhoz (Endeavour, Resilience, Endurance és Freedom) hasonló végleges nevét csak azután kapja meg, ha sikeresen orbitális pályára lépett. Ha azt megelőzően történne vele valami, a kódnevén tartanák nyilván, hiszen gyakorlatilag soha nem lett belőle űrhajó. De ez a forgatókönyv elég valószínűtlen, így hamarosan megismerkedhetünk majd a legújabb új űrsárkány nevével.
Öt éve debütált a Crew Dragon-rendszer
A Crew Dragon 2020. május 30-án repült először az ISS-re, amikor a NASA űrhajósait, Doug Hurley-t és Bob Behnkent szállította. De a cégvezető milliárdos, Elon Musk már hat évvel korábban bemutatta a hétüléses koncepciót.
A kapszula a kilövés után egészen a visszatérésig egy „trunk”, azaz csomagtartó nevű egységhez van rögzítve, amelyen napelemek, hőelvezető radiátorok, raktér és stabilitáshoz szükséges szárnyak találhatók a vészhelyzeti kilépés esetére. A kapszula és a trunk együtt körülbelül 8,1 méter magas és 4 méter átmérőjű.
A Crew Dragont 16 Draco hajtómű tartja pályán. Minden Draco 400 newton tolóerejű az űr vákuumában. Ha valami baj történne a kilövés során, a kapszulának van egy ilyenkor működésbe lépő menekülési rendszere (LES), amelyet nyolc párban álló SuperDraco hajtómű alkot, s ezek mindegyike 71 kilonewton tolóerőt ad le. Az LES ezzel a hatalmas erővel gyorsan elválasztja a Crew Dragont a rakétától. A rendszernek a visszatérésben is lehet szerepe, de arról majd később.
A SpaceX azonban nem arra készül, hogy az űrhajói alig használtan menjenek tönkre. Éppen ellenkezőleg. A C213-as fontos innovációja, hogy jelentősen fokozták az újrahasznosíthatóságát. Eddig ezeket az űrhajókat úgy tervezték, hogy akár ötször is fellőhessék őket. Ezt a számot most 10-re, sőt 15-re kívánják kitolni a NASA-val való közös fejlesztések révén. Ez ugyanis jelentősen csökkenthetné az űrhajózás költségeit. Ha ezt elérik, az űrjárművek szinte úgy röptethetnék az asztronautákat, ahogy a repülőgépeknél természetesnek tartjuk, hogy újabb és újabb járatokat teljesítenek.
Az űrhajóban visszhangzik a XXI. század
A Crew Dragon belterébe pillantva azonnal világos, hogy egy ez mostanában tervezett űrhajó. Letisztult funkcionális dizájn és high-tech kezelőszervek jellemzik. John Federspiel, a SpaceX mérnöke a BBC-nek azt mondta, a vállalat azt akarta, hogy a Crew Dragon XXI. századi űrhajónak nézzen ki. És pontosan ezt az érzetet kelti.
– A Dragon egyik legerősebb jellemzője valószínűleg az érintőképernyő-trió. Nemcsak a funkcionalitásukra, hanem a felhasználói élményre is figyelmet fordítottunk a tervezés során – mondta a mérnök.
Ezeket a kijelzőket, amelyeken a parancsnok és a pilóta figyelemmel kíséri és irányítja az űrhajót, egy világ választja el a korábbi járművek, például az űrsikló pilótafülkéjében található analóg gomboktól és tárcsáktól.
A kabinban a földfelszínihez hasonló a nyomás és a hőmérséklet, ezért itt helyezik el a rakománynak azt a részét is, amely a világűrben uralkodó viszonyokat nem képes károsodás nélkül elviselni.
Kapu Tibor négy ujja arra utal, hogy az űrhajón a hívójele a Seat 4, azaz a négyes ülés. A Crew Dragont az asztronauták érintőképernyőkről irányítják / Fotó: Kapu Tibor Facebook-oldala
A Crew Dragonba három különböző méretű ülést lehet szerelni, amelyek habszivacs betétjét minden űrhajós számára egyedileg alakítják ki, hogy az űrbe tartó és onnan visszavezető út a lehető legkényelmesebb legyen számukra. Ez igaz az űrruhákra is, amelyek sokkal inkább hasonlítanak egy sajátos utcai viselethez, mint a korábbi vaskos szkafanderekhez. Az űrruha jobb combján található egy csatlakozópont, ahol beköthetik azt a köldökzsinórt, amely az öltözék életfenntartó rendszereit működteti, beleértve a levegő- és áramellátást.
Kapu Tibor, aki szerint a kapszula beltere egyszerű és funkcionális, a közösségi oldalán elmondta, hogy „Seat 4”, azaz „4-es ülés” lesz a hívójele onnantól kezdve, hogy beültek a Dragon-kapszulába, mert az ülésük számával azonosítják magukat a kommunikáció során.
– Egy biztos: a négyes ülésből nyílik az egyik legjobb kilátás! – jegyezte meg a magyar mérnök.
Két hibát tolerál
A Crew Dragon a floridai Kennedy Űrközpontból indul – Kapu Tiborék egészen konkrétan a 39A indítóállásról fognak startolni – a SpaceX Falcon 9 rakétájának speciálisan az emberes küldetésekhez átalakított változatával. A Crew Dragont úgy tervezték, hogy „két hibát toleráljon”. Ez azt jelenti, hogy bármely két dolog meghibásodhat, például a repülési számítógép és a hajtómű, ám az űrhajó még így is biztonságban hazajuttathatja a legénységet – írja a BBC.
Az ISS-hez tartó küldetések során a SpaceX járműve önállóan dokkol az űrállomáshoz, vagyis emberi irányítás nélkül. A Dragonon GPS-érzékelők vannak, de kamerák és képalkotó érzékelők is, például Lidar (lézeres távolságmérő) is dolgozik az orrkúpján, amikor az űrállomáshoz közeledik. A beérkezési adatokat a repülési számítógép dolgozza fel, és az algoritmusai meghatározzák, hogyan kell bekapcsolni a hajtóműveket ahhoz, hogy a dokkolás tökéletesen sikerüljön.
A jármű pályán töltött élettartama néhány hónapra korlátozódik, mert napelemei a zord űrkörnyezetben megrongálódnak és idővel már nem eléggé hatékonyak.
Hazatérés, űrszemét és az űrhajók temetője
A legnagyobb és legnyilvánvalóbb változás, ami a C213-assal megjelenik, az a landolás fejlesztése. Az amerikai űrhajók hagyományosan ejtőernyővel a tengerre, az Atlanti-óceán vízére ereszkednek Florida partjainál, azaz elég közel az indulási helyükhöz. Ez azonban az Axiom–4-küldetéssel megváltozik, mert az űrhajó a Csendes-óceánba fog majd csobbanni, méghozzá elég erős érvek hatására.
– A kevesebb űrszemét mellett a csendes-óceáni partvidék általában kevesebb szélsőséges időjárási eseménynek és hurrikánnak van kitéve, ami potenciálisan nagyobb kiszámíthatóságot ad a személyzettel ellátott küldetések befejezésének ütemezéséhez – jegyezte meg egy nemrégiben tartott tájékoztatóján Sarah Walker, a SpaceX igazgatója, aki a Dragon-küldetések felelőse.
Az utalás annak szólt, hogy a Dragon nemcsak embereket szállít, hanem fontos feladatai vannak a hulladékgazdálkodásban is. Az űrhajó 37 köbméteres csomagterét (amely nagyjából akkora, mint egy lakószoba) a visszatérés előtt ugyanis telerakják mindenféle amortizálódott alkatrésszel, többé már nem használt kísérleti berendezéssel és felszereléssel, meg egyéb hulladékkal, hogy a légkörbe lépés előtt, 100-120 kilométer magasan leválasztva a visszatérő kapszuláról a sorsára hagyják. Ez annyit tesz, hogy a légkörbe érve a raktér felhevül a súrlódástól, majd elég. Néha azonban nem semmisül meg minden, s ha sűrűn lakott területek közelében történik a visszatérés, az égi áldás az emberek nyakába hullhat.
A Csendes-óceán távoli régiója felett ilyen veszély nincs, és a SpaceX elkerülheti az esetleg pereket, amelyek csúnya kártérítésbe futhatnak. A rakományt a Nemo-pont, az óceán egy teljesen elhagyott területe felé próbálják irányítani, amelyet az űrhajók temetőjének is neveznek, mert számos űreszköz (illetve az, ami megmaradt belőlük) ott landolt eddig is. A SpaceX-nek a landolás áthelyezésével sokkal szabadabb keze van abban, hogy a rakományt mikor „dobja le”, hogy ne veszélyeztesse ezzel az embereket a partokon vagy a hajózási útvonalakon.
A félelem nem alaptalan, a SpaceX ugyanis elég masszívra építette a rakteret, és hiába a hatalmas hőhatás, egyes darabok még ezt is képesek túlélni. Az egyik légköri ártalmatlanítás nem sikerült tökéletesen, 2024. május 22-én az észak-kariolinai Clyde-ban rátaláltak a SpaceX Crew 7-küldetésből származó jókora törmelékdarabra a kedvelt Sunset Summit túraútvonaltól pár száz méterre.
A Nap felszínén lévő hőnek is ellenállna
Amikor az űrhajósok készen állnak a visszatérésre, a Crew Dragon először leválik az űrállomásról, majd hajtóművei segítségével pályáról történő kilépést hajt végre. A műveletet Sarah Walker szerint egy szoftvermódosítással úgy változtatják meg, hogy a pályától való távolodást az űrhajó fejezze be, mielőtt a megsemmisítésre szánt hulladéktároló egységet leválasztanák, hogy az az óceán egy lakatlan területe felé zuhanjon.
A kapszula végül belép a légkörbe, s ahogy a hangsebesség 25-szörösével süllyed a felszín felé, a súrlódás miatt elégne, ha nem volna hőpajzs a jármű alján. Ennek a szerkezetnek magasabb hőmérsékletet is ki kell bírnia, mint ami a Nap felszínén uralkodik. A hőpajzsban használt úgynevezett ablatív anyag magas hőmérsékleten lassan elég, hogy elvezesse a szélsőséges hőt.
Amikor a jármű túljut ezen a tüzes szakaszon, a légkör ellenállása miatt már annyira lelassul, hogy kinyithatja négy ejtőernyőjét, amelyek tovább fékezik a zuhanását. Végül a Crew Dragon a Csendes-óceánba csapódik Los Angeles, Oceanside vagy San Diego közelében, ahol a mentőhajók biztonságban kimenthetik az űrhajósokat és a kapszulát.
Azonban mindig lehetnek váratlan helyzetek a landoláskor. Ezek megoldására tavaly szeptember 27-én mutatták be azt a biztonsági funkciót, amely most már működőképesen megjelenik az űrhajóban. Ha meghibásodnának az ejtőernyők, a beépített Super Draco hajtóművek képesek lennének leszállítani a kapszulát, elkerülve a csillapítatlan becsapódást. Hogy ez lehetséges, nem túl nagy meglepetés azok után, hogy a SpaceX különféle rakétái az ilyen visszatérési műveleteket sorozatban hajtják végre. Az már inkább, hogy egy ilyen kis méretű járműben is működik már a rendszer, egy második biztonsági réteget adva a földet érésekhez. De tudni kell, hogy ez nem egy meglévő technológia adaptációja, hanem a Crew Dragont kezdettől fogva úgy fejlesztették (amikor még a Mars meghódítására szánták őket), hogy hajtóművel legyen képes leszállni, s csak később váltottak át ejtőernyőre. Mostantól mindkettő működik a Dragonban.
