Új utak

A NASA újraformálódó űrprogramjának hatására megváltoznak a prioritások - 1.



Amerika űrtevékenységének jövője három alappilléren nyugodott. Ezek közül az első az Integrált Űrszállítási Rendszer Terve (ISTP) a NASA felügyelete alá tartozik, és 2002. novemberében mutatták be a nyilvánosság előtt. A terv a jelenlegi űrrepülőgépek további használatára épül, de tartalmazza egy új űrrepülőgép (OSP) kifejlesztését is, beleértve természetesen az ehhez szükséges technológiai háttér kidolgozását is, mely lehetővé teszi különleges, újrafelhasználható hordozóeszközök megvalósítását is. Az ISTP program realizálása során a NASA folytatja az együttműködést az SLI tervezetben eddig szerephez jutott partnereivel.

 

Költségvetési változások

          A NASA 2003(FY)-as költségvetési tervezetét már meghatározta a Kongresszus, amikor az ISTP tervezetről a bejelentés elhangzott. Az is nyilvánosságra került, hogy a NASA nem kíván további költségvetési juttatásokat az ISTP kezdeti finanszírozására, ehelyett azokat az összegeket kívánja felhasználni, melyek a 2003-as évre vonatkozóan rendelkezésére állnak.


 

1. Művészi ábrázolás a jelenlegi űrrepülőgépek egyikének rakterében pihenő X-37-esről.


       
   A változtatások az átdolgozott, új hordozórakéták fejlesztésére irányuló program (SLI) részeként valósulna meg. A 2003-as év költségvetésére vonatkozó változtatási kérelmet a NASA akkori vezetője, Sean O˙Keefe nyújtotta be George Bush elnök hivatalán keresztül. A változtatási kérelemben foglaltak egybecsengettek az „…elnöki döntéssel, miszerint a NASA-nak a hordozórakéták fejlesztése során biztosítania kell, hogy a Nemzetközi űrállomás (ISS) elérhesse a szerződésekben foglalt `mag-kész` konfigurációt, és magasabb szintű prioritást kaphassanak a tudományos kutatások.”


Az új, Integrált Űrszállítási Rendszer Terv (ISTP) 165 millió dollár átcsoportosítását irányozza elő egyéb SLI programokból az SLI költségvetési keretén belül, mindenekelőtt új űrrepülőgép (OSP) megépítésére, valamint további 120 millió dollárt fordítana erre a célra a Harmadik Generációs Hordozórakéta program keretéből, s egyben integrálná a programot az ISTP-be.


          A 2003-as költségvetési év 882 millió dollárt irányoz elő az új űrrepülőgép „erőltetett fejlesztésére”, annak az új szállítóeszköznek, amelyet a „Nemzetközi Űrállomás kritikus elemeként” jelöltek meg. További 75 millió dollár kívánnak fordítani biológiai és fizikai kutatóprogramokra, azért, hogy lehetővé tegyék tudományos kísérleti berendezéseknek feljuttatását az űrállomásra, további űrrepülőgépes utak beütemezésével.


          Az emberes űrrepülési program további 1176 millió dollárt kapna. Ez az elképzelés csak abban az esetben kivitelezhető, ha egyéb SLI projektek költségvetését lecsökkentik 3899 millió dollárról 1755 millióra. A csökkentések azzal a következménnyel járnak, hogy a teljes nagyságú, új fejlesztésű, ismételten felhasználható hordozóeszközök megépítése előtt további tudományos vizsgálatokat végeznek el. Ezenkívül további 661 millió dollárt vonnának el a Harmadik Generációs Hordozórakéta Programtól az SLI költségvetéséhez az Újgenerációs Hordozórakéta Technológiák kifejlesztéséhez.


          A NASA hosszabbtávú költségvetési irányelveiben (2003-2007) szerepel további 1200 millió dollár átcsoportosítása az emberes űrrepülésekre. A Nemzetközi Űrállomás 706 millió dollárt kapna olyan új berendezések feljuttatására és üzemeltetésére, melyek kifejlesztése hosszú ideig tart és fontos tudományos eredmények várhatók tőlük. Az űrrepülőgépes program további 470 millió dollárt kapna, a rendszer élettartamának megnövelésére, így biztosítva az ISS működtetéséhez szükséges hátteret, valamint további űrrepülőgépes utakat az újabb tudományos berendezések űrállomásra juttatására.


          Ezek a pluszként beiktatott űrrepülőgépes utak időszakonként jelentősen megnövelnék a Nemzetközi Űrállomás legénységének létszámát lehetővé téve a tudományos kísérletek számának bővítését, mindaddig, amíg nem válik lehetségessé az űrállomás hatfőnyi személyzettel való működtetése. Ezek az elképzelések hosszabb távra szólnak, és nem érintik a 2003-as költségvetési évet.


 

2. A NASA egyik LSI (Harmadik Generációs Hordozórakéta) koncepciója az új, teljes egészében felhasználható hordozórakétára


       
   Néhány elemző úgy véli, hogy az Integrált Űrszállító Rendszer (ISTP) megteremtése legalább 9-13 milliárd dollárba kerül majd, s egyben javasolja, a NASA-nak a Kongresszushoz kellene fordulnia, hogy a 2010-es költségvetési évtől kezdődően ennek megfelelően emeljék fel a költségvetését. Ha mindez megvalósulna, akkor a NASA költségvetése végre jelentősen emelkedhetne három évtizedes mélyrepülést követően.


          Mostanában a NASA-nak azzal is szembesülnie kell, hogy az Állami Számvevőszék (GAO) minden egyes, az ISTP-vel kapcsolatos kiadását ellenőrzi, már a tervezés szintjén is, azt, hogy a kért összeg valóban elegendő-e a megjelölt célok megvalósítására. A GAO meglehetősen súlyos kritikát fogalmazott meg a NASA Nemzetközi Űrállomással kapcsolatos költségvetési eljárásait illetően, sőt, nyilvánosságra hozta, az Amerika Űrhivatal nem képes hatékonyan működtetni és finanszírozni hosszútávú űrprogramokat.
 


Hordozórakéták

        
  Az ISTP keretén belül, a NASA, tervei szerint, szeretne kifejleszteni egy olyan pilótás űrrepülőgépet, mely egy sokrétűen alkalmazható, egyszerhasználatos hordozórakétán (ELV) indulna az űrbe. Ez a döntés főként a SLI megvalósításában résztvevő szerződéses partnerek javaslatára született, főleg azért, mert az SLI keretében eredetileg tervezett űreszközök túlságosan sokba kerülnének a NASA által jelenleg finanszírozott tervezetek fényében.


          A legvalószínűbb hordozóeszköz az új űrrepülőgép hordozására a Boeing Delta-4-es rakétája lesz. Az elnevezés valójában egy modul-rendszerű hordozóeszköz-családot jelöl. A Delta-4 alapkiépítésben közepes teljesítményű hordozórakéta, az első fokozatának hajtóműve (CBC) a Boeing Rocketdyne RS-68-as, a második fokozatának hajtóműve pedig a Pratt and Whitney RL10B-2. A hordozórakéta ebben a kiépítésben 2003. március 10-én repült először.


          Különböző kombinációkban építhető fel, több szilárd gyorsítófokozat (SRB) kapcsolható hozzá, ennek megfelelően három kiépítés az alap-összeállítás mellett, a Delta-4 Közepes Plusz és a Delta-4 Nehéz változata. A Delta-4 Plusz első alkalommal a Cape Canaveral-i startkomplexum 37B jelű indítóállásáról 2002. november 20-án került felbocsátásra. E repülés alkalmával a hordozórakétát két, az Allient Technologies által gyártott szilárd rakétafokozat is gyorsította, segítve a Eutelsat W-5 műholdat geostacionárius átmeneti pályára állítását.


 

3. A NASA új tervei szerint a jelenleg üzemelő űrrepülőgépek fogják felszállítani a Nemzetközi Űrállomást elemeit, és biztosítják kiszolgálását jócskán belenyúlva a következő évtizedbe is; élettartamuk vége valószínűleg egybe fog esni az űrállomás élettartamának végével. A képen az Endeavour űrrepülőgép látható a NASA által módosított Boing-747-es hátára erősítve 2002. június 28-án, kilenc nappal azután, hogy visszatért az űrállomáshoz irányult STS-111 jelű küldetésről.


       
   Ezen hordozórakétákat alkalmazva a NASA megspórolhatja azokat a kiadásokat, melyek egy teljesen új hordozórakéta kifejlesztéséhez lennének szükségesek az ISTP keretén belül. Amennyiben Delta-4 rakéta szállítaná az új űrrepülőgépet (OSP), akkor megfelelően biztonságossá kellene tenni emberes repülések kivitelezésére.
 


Orbitális Űrrepülőgép

        
  Az orosz visszatérő Szojuz-TMA űrkapszula és az egyszerhasználatos Szojuz hordozórakéta kombinációja, valamint a teljes egészében megsemmisülő Progresz teherszállító űrhajó koncepciója éles ellentétben áll a NASA, mindkét feladatot ellátó űrrepülőgépes rendszerével. Az űrrepülőgépek ugyanis az űrállomás szerkezeti elemeinek feljuttatása mellett különböző ellátási feladatokat is ellátnak jócskán belenyúlva következő dekádba, valószínűleg az űrrepülőgépek élettartamának végéig, mely nagyjából egybeesik a Nemzetközi Űrállomás élettartamával is.


          Az űrrepülőgépek megbízhatóságának kérdése, miszerint valamennyi emberes űrkísérletet használatukkal hajtsanak végre, valamint a Nemzetközi űrállomás szerkezetéből adódóan várható élettartama arra késztette a NASA-t, hogy vizsgálja felül pilótás űrkísérleteinek jövőjét. A vezetés nemrégen megfogalmazott elképzelése szerint új űrrepülőgép szükséges, rövidtávon a jelenlegi űrrepülőgépes flotta támogatására, a későbbiekben pedig a felváltására.


          Szó sincs a Holdra való visszatérésről, vagy az emberes marsrepülések beindításáról, az új űrrepülőgép, az Integrált Űrszállítási Rendszer Terv keretében, egy viszonylag kicsiny és egyszerű felépítésű űreszköz lenne, melyet korszerű hordozórakéta indítana alacsony földkörüli pályára. Az új űrrepülőgép (OSP) orbitális pályán való tevékenysége kimerülne a Nemzetközi Űrállomáshoz indított, a szokásos személyzetcserét és hasznos terhet szállító repülésekben, valamint mentőeszközként is szolgálna; ezt a feladatot az orosz Szojuz-TMA űrhajó látja el jelenleg. Az OSP néhány napos, esetleg egyhetes, tudományos repüléseket is végrehajthat, az űrállomáshoz való küldetésektől függetlenül.


 

4. Az X-38-as megérkezik a Dryden Repüléskutató Központba.


        
  Az OSP-vel szemben támasztott követelményeket három részletben hozzák nyilvánosságra. Az 1-es Szint követelményeit éppen átdolgozták, eltávolítva az adatok közül bizonyos statisztikai elemzéseket az új űrrepülőgép megbízhatóságával kapcsolatban, mielőtt továbbították volna az elképzeléseket a NASA vezetője, Sean O`Keefe számára, 2003. január 31-én. Az eredeti elképzelések szerint a terveket 2003. február 3-án ismertették volna meg a nagyközönséggel, az esemény azonban csúszást szenvedett a Columbia február 1-i elvesztése miatt; mindeközben O`Keefe felkérte a NASA, Fred Gregory által vezetett Végrehajtó Tanácsát, hogy ismét dolgozzák át az 1-es Szintre vonatkozó megfogalmazásokat a tragédia fényében.


          A tanácsadó testület tagjai azonban úgy határoztak, semmiféle változtatásra nincs szükség az Integrált Űrszállítási Rendszer Tervén belül az új űrrepülőgépre vonatkozó 1-es Szintű elvárások vonatkozásában, ezért az anyagot 2003. február 18-án nyilvánosságra hozták. A sajtónak ezzel kapcsolatban Fred Gregory a következőket nyilatkozta:

 

 

5. Egy korai katonai terv, a hagyományos hordozórakéta csúcsára ültetett űrrepülőgépről. A Dynasoar program nem valósult meg.


   
       „Igen fontos lépéshez érkeztünk el a Integrált Űrszállítási Rendszer Tervének megvalósítása során. Az új Orbitális Űrrepülőgép (OSP) biztosítani fogja számunka azt az alkalmazkodóképességet és hatékonyságot, mely a Nemzetközi Űrállomásra való személyzet feljuttatásához, a személyzet visszaszállításához, mentőeszközként való használathoz, valamint a kiszolgáló-repülésekhez szükséges. Ezek a kezdeti elvárások segítenek nekünk körvonalazni azzal a majdani komplett és összetett rendszerrel szemben támasztott konkrét igényeket, mely majd ténylegesen képes lesz jelenlegi űrrepülőgépes flottánk felváltásra.
 


A 1-es Szint elvárás-rendszere:

A repülések célja


Az űreszköz(ök)nek eleget kell tennie az Egyesült Államoknak a Nemzetközi Űrállomás kiszolgálási kötelezettségeinek; mentőegységként, legénység- és teherszállító eszközként kell működnie.

Elvárások


1. A rendszernek, mely több űreszközt is tartalmazhat, mentési feladatokat is el kell tudni látnia (beleértve sürgős orvosi esetet vagy pedig az űrállomás vészelhagyását), legalább négytagú űrállomás-személyzet számára, mihelyt lehetséges, de nem később, mint 2010.


2. A rendszernek el kell tudni látnia biztonságos mentést biztosító mentési feladatokat a személyzet romlott egészségi állapotú, beteg, vagy sérült tagjai számára; biztosítani kell, adott esetben a visszatérésig, az űreszköz fedélzetén az orvosi ellátást, akár 24 órás időtartamban is. A személyzet tagjainak nem szükséges túlnyomásos öltözéket viselni a fedélzeten, az űreszköz felépítése és berendezései azonban biztosítják a túlnyomásos öltözet viselhetőségét is, amennyiben a helyzet súlyos.


3. Az űreszköznek képesnek kell lennie gyorsan elválnia a Nemzetközi Űrállomástól vészhelyzet esetén, majd visszatérni a Földre.


4. A rendszer számára támasztott biztonsági követelmények a legénység mentése esetén:

          a. Legyen elérhető (a meghatározás szerint a „kompletten kifejlesztett űreszköz legyen képes megfelelni”) a célként megjelöl 98%-os biztonságnak, a minimális elvárás 95%-os.
          b. A kockázat a legénység tagjainak elvesztésére, nagy biztonsággal, alacsonyabb lesz, mint a mentés céljára jelenleg használt Szojuz űrhajóké.


5. A rendszernek el kell tudni látni személyzet-szállítási feladatokat, legalább négy űrhajós számára, a Nemzetközi Űrállomáshoz és vissza, mihelyt lehetséges, de nem később, mint 2012.


6. Biztonsági követelmények a rendszerrel szemben személyszállítás esetén: a kockázat a személyzet elvesztésére, nagy bizonyossággal, alacsonyabb lesz, mint a jelenleg üzemelő űrrepülőgép személyzet-szállító küldetései során.


7. A rendszert úgy tervezik, hogy üzemeltetése a lehető legkevesebbe kerüljön.


8. A rendszernek illeszkednie kell a Nemzetközi Űrállomás által elvárt, a látogatásokra és az összekapcsolásra vonatkozó, követelményekhez.


9. A jelenleg üzemelő űrrepülőgépes rendszerhez képest az új űrrepülőgépeknek kevesebb idő legyen szükséges a startfelkészítéshez és a repülés végrehajtásához, valamint az elvátható repüléseik számát is fokozni kell.


10. Összehasonlítva a jelenlegi űrrepülőgépekkel, az új rendszernek nagyobb orbitális manőverező-képességgel kell rendelkeznie.


 

6. A 10 m hosszú, 5 m fesztávolságú, 2.3 x 1.3 méteres rakodótérrel rendelkező X-37 űrrepülőgép orbitális pályán.


Üzemeltetési koncepció

1. Az űreszköz(öke)t elsősorban korszerű, egyszerhasználatos hordozórakétával kell felbocsátani.


2. A rendszernek legalább 2020-ig üzemelnie kell. Azonban a rendszer áttervezésével biztosítható ezen az időponton túlterjedő üzemeltetése is.


3. A NASA elképzelése szerint a rendszer személyzet-szállítást, illetve –mentést végző elemei ugyanazon típusú űreszköz, a célnak megfelelő, módosított változatát jelenthetik.


4. A rendszernek folyamatosan képesnek kell lennie teherszállítási feladatokat ellátni a Nemzetközi Űrállomásra és vissza, minimális tudományos feladatokat is ellátván.


5. A rendszernek el kell tudnia látni a Nemzetközi Űrállomás normális ütemben történő személycseréjét, 4-6 hónapos periódussal.

          Bármilyen változtatási igényt az 1-es Szint elvárási rendszerével szemben, jóvá kell hagynia az Orbitális Űrrepülőgép Program Irodájának, és továbbítani kell a NASA Végrehajtó Tanácsa elé.

          Az Orbitális Űrrepülőgép (OSP) felépítése a már jelenleg is, vagy pedig a közeljövőben elérhető technológián alapul. A jelenleg még rendelkezésre nem álló megoldásokat a technológiai kísérleti berendezéseken, az X-gépeken fogják kipróbálni. Azokat a technológiai megoldásokat, melyeket az új hordozórakéták kifejlesztése során eddig megvalósítottak, szintén alkalmazhatják az új űrrepülőgéphez.
A NASA szerződést kötött a Boeing vállalattal, hogy az X-37-es gépet felhasználva, tesztelje az új fejlesztéseket, beleértve a hővédelmet, valamint a megközelítési és leszállási technikákat, mely elemeket esetleg az OSP-nél is alkalmazni fogják. A Lockheed Martin is szerződéshez jutott, az ő feladatuk egy olyan mentőrendszer kifejlesztése, mely az új űrrepülőgépet leválasztja a hordozórakétájárál - abban az esetben, ha a rakétán valamilyen katasztrófával fenyegető hiba észlelhető -, s a legénység biztonságban vissza tud általa térni a földre. A Boeing Rocketdyne elkészített egy kb. 100.000 kg tolóerőt szolgáltató rakétahajtóművet a kilövőállás elhagyása céljából (PAD). A tervek szerint hét kísérletet fognak végrehajtani demonstrálási célokkal, miszerint az új menekülő- és kereső-mentő rendszer megfelel a jövő űrrepülőgépe számára elvártaknak.

 


7. Fantáziarajz a Nemzetközi Űrállomás felé közelítő X-37 űrrepülőgépről.


         
Az új űrrepülőgép megvalósításához szükséges technológiai megoldásokat és a megbízhatóságuk igazolását legkésőbb 2006-ig meg kell valósítani abban az esetben, ha a Nemzetközi Űrállomás mentőegységeként (CRV) szeretnék már 2010-ben használni, 2012-től pedig üzemszerű körülmények között, az 1-esz Szint elvárásainak megfelelően.


          A 2-es Szint követelményrendszere az Orbitális Űrrepülőgéppel szemben jelenleg kidolgozás alatt áll. Ezek a tervek a Rendszerrel Szembeni Elvárások (SRD) címet viselő dokumentumban fognak megjelenni, az elképzelések szerint 2003. vége előtt.


Spaceflight, 2003.06
 


 

Új utak - a NASA újraformálódó űrprogramjának hatására megváltoznak a prioritások – 2.

 A Columbia űrrepülőgép tragédiájának kivizsgálása nyomán megszületett a döntés: az Egyesült Államoknak folytatnia kell a fejlesztési- és kutatási munkálatokat a következő generációs ember-vezette űrhajó megépítéséhez. Az Orbitális Űrrepülőgép (OSP), valamint a technológiai megoldásokat demonstráló eszközök, segíteni fogják ezt a fejlesztést. 

 

Kapszula-jellegű OSP

           2003. márciusának elején találkozón vett rész öt egykori Apollo-program menedszer, hogy megvitassa a fejlesztési lehetőségeket egy kapszula-jellegű OSP megépítéséről, szemben a szárnyakkal felszerelt űrrepülőgéppel, illetve az emelő test koncepcióval.

Elképzeléseik négyszemélyes visszatérő űreszközre (CRV) vonatkozott, szerviz modul nélküli, leváló hajtóműrendszerű megoldásban. Nagyobb méretű kapszula, hozzá csatolt szervízmodullal már hét űrhajós kiszolgálását is lehetővé tenné. A tanulmány foglalkozott személyszállító űreszközzel (CTV) is, az eredeti Apollo parancsnoki modul és a hozzácsatolt műszaki egység  átdolgozásával. Mindezen elképzelések megvalósítása már meglévő, korserű anyagok és rendszerek integrálásával történne. A csoport következtetése szerint a kapszula-jellegű OSP valamennyi vonatkozásban megfelel az 1-es szint elvárás-rendszerének a CRV és a CTV vonatkozásában. A javaslatok ellenére, melyek szerint alaposabb és részletesebb kidolgozásra lenne szükség, a NASA semmiféle további lépést nem tervez a tanulmánnyal kapcsolatban, mindössze megkeresi a lehetséges szerződő feleket az elkészült munka egy példányával. A jelentés emellett megfelelő sajtó és média támogatásban is részesül.

Ipari Jellegű Információk

            2003. március 6-án a NASA nyilvánosságra hozta részleteiben is az Információkérés az OSP stratégiájára vonatkozó különböző megoldások vonatkozásában – című felhívást. A felkérés a Védelmi Minisztériumtól érkezett és a vele szerződési kapcsolatban lévő vállalatokhoz irányult.

A dokumentum nyilvánvalóvá tette, hogy a kormányzat (NASA) rugalmas magatartást tanúsít egyetlen, vagy akár a kivitelezők egész csoportjának kiválasztásával kapcsolatban. Még arra is lehetőség van, hogy az OSP programban kiválasztott közreműködők esetleg csak az ellenőrzés- és tesztkísérleteket végzik el, míg a végleges űreszközt másik vállalat(csoport) gyártja.

Költségvetés

            Két nappal később, március nyolcadikán, az Űrkutatási- és Űrhajózási Albizottság kiadta az első jelentést a Kongresszus számára a NASA ISTP kezdeményezéséről, mivel az elképzelések érintették a 2003-as költségvetési tételeket. Az Albizottság tagjai lehetőséget kaptak rá, hogy szóban is kifejtsék általánosságban véleményüket az OSP-ről és az ISTP-ről. (Integrált Űrszállítási Rendszer Terv). A legtöbb hozzászólás azonban jóval túlmutatott egyszerű vélemény-nyilvánításon.

1 ábra. A Delta és az Atlas hordozórakéták az első számú esélyesek az OSP felrepítésére a Nemzetköri Űrállomáshoz, ahol akár kilenc hónapot is tölthet összekapcsolva. A képen egy Atlas V rakéta startja látható a Légierő floridai bázisáról, 2003. július 17-én, amint a Rainbow-1 mesterséges holdat juttatja pályára.

A jelentés első része beszámol azokról az okokról, amiért a NASA számos programját beszüntetett az utóbbi két évtizedben: az X-33 túlmutatott az akkoriban rendelkezésre álló technológiai kapacitáson; az X-34 esetében a várható eredmények nem álltak összhangban a program fejlesztési költségeivel; míg az X-38 úgy tűnt, túlságosan is csak a CRV koncepcióra fókuszál.

A tagok bírálták az ISTP megbízhatóságát, az űrrepülőgépekkel kapcsolatos tapasztalatokból kiindulva, illetve kétségeket fogalmaztak meg az új OSP megépítésével kapcsolatban a szűkülő anyagi támogatások fényében. A NASA-t súlyos bírálat érte a költségvetési problémákra hivatkozva megtett lépése, az X-38 CRV program leállítása miatt, hiszen alig három évvel később előálltak az  OSP megépítésére vonatkozó elképzeléssel, mely pontosan ugyanazt a Nemzetközi Űrállomást látná el CRV feladatokkal, amire eredetileg az X-38-ast is tervezték, mindezt azonban jelentősen magasabb költséggel, mint az X-38-as tette volna. A hivatal további súlyos kritikákat fogalmazott meg a korábbi programok leállítása miatt is, mint amilyen pl. az X-33/Venture Star volt és a hordozórakéták új generációjának kifejlesztésére indult kezdeményezés (SPL). „Az amerikai állampolgárok igen keveset láttak viszont befektetéseikből.”

Ugyanezek a képviselők arra is rávilágítottak,, hogy a NASA-nak meg lett volna a lehetősége a költségvetése alapján, hogy az elmúlt öt évben megépítsen az OSP koncepciójának megfelelő űreszközt, mindezt azonban nem tette, s amikor 2002. novemberében a NASA meghirdette az ISTP programot, semmiféle elvárást nem fogalmazott meg arra vonatkozóan, hogyan is nézzen ki az új űrhajó, milyen paraméterekkel rendelkezzen, s miként működjön.

2. ábra. A Lockheed Martin a NASA-val közösen dolgozik az OSP koncepciójának kialakításán. Az itt mellékelt művészi ábrázoláson ezek közül kettő látható.

            A NASA főtisztviselője, Fred Gregory védekezésképpen kijelentette, hogy az X-38 túlságosan is a mentőűrhajó koncepcióra épült, míg az új Orbitális Űrrepülőgép egyaránt elláthat mentő- és személy-szállító feladatokat is. Azt is állította, hogy a pénzmegtakarítás nem a legfontosabb tényező az ISTP/OSP program meghirdetésében, mely program az Nemzetközi Űrállomás személyzetének biztonságos menekülését, illetve –feljuttatását hivatott megvalósítani. Gregory rámutatott, hogy a Nemzetközi Űrállomás a NASA egyetlen favorizált emberes űrprogramja, s várhatóan legalább 2012-ig működőképes marad.

A NASA-val szemben kifogásként hozták fel, az OSP üzemeltetéséhez korszerű hordozórakétákat (EELV) kell majd bérelni kereskedelmi áron, s mindez azzal fenyeget, hogy az OSP üzemeltetése még a jelenleg használt űrsikló flottánál is többe fog kerülni. Válaszában a NASA kihangsúlyozta, valamennyi embert szállító űrhajó, beleértve az űrrepülőgép-rendszert is, korszerű hordozórakéták használatán alapszik, ezek megfelelő biztonsági paraméterekkel rendelkeznek emberek szállítására.

Előrelépések

3. ábra. A Lockheed Martin egyik OSP koncepciójának egy küldetése a starttól a leszállásig.

            A NASA három, egyenként 45 millió dolláros megbízást adott ki A Lockheed Martin, a Boeing és a Northrop/Orbital Sciences részére tanulmányok elkészítésére. A három szerződő félnek részletesen ki kell dolgoznia a saját OSP verzióját. A tervek elkészülte után a NASA meghatározza a rendszerrel szemben támasztott követelményeket, ezután megszülethet a döntés a teljes léptékű fejlesztés megindítására 2004-ben.

A NASA 750 millió dollárt költ 2003 és 2006 között a különböző technológiai fejlesztések demonstrálására. Lehetséges OSP technológiákat az X-37 kísérleti űrrepülőgéppel kívánják tesztelni.

A NASA költségvetési terveiben 4 milliárd dollár szerepel az OSP megépítésére 2003 és 2008 között, miközben a teljes bekerülési költséget 9 és 13 milliárd dollár közé teszik, azonban ez az összeg még növekedhet, tekintetbe véve, hogy melyik változat mellett döntenek majd véglegesen. 

Korszerű hordozórakéták

            2003 júliusában a Boeing kivonta a kereskedelmi célú műholdfelbocsátások piacáról a Delta-IV korszerű, modulrendszerű hordozórakétáját (EELV), meghagyva pusztán a katonai célú alkalmazások számára. Egy héttel később a Delta-IV tíz startlehetőséget vesztett el, alulmaradva a tárgyalásokon a rivális Lockheed Martin Atlas-V rakétájával szemben. Mindeközben a Boeing büntetést kapott a Légierőtől, mert eltulajdonította a Lockheed Martin 25 000 oldalas, „Buy-1” nevet viselő, az EELV hordozórakéta fejlesztésére vonatkozó dokumentumgyűjteményét.

4. ábra. A Boeing egyik OSP tervezete.

 A büntetés következtében a Boeing nagyjából 1 milliárd dollár értékű üzleti megrendeléstől esett el, s került az így át a Lockheed Martinhoz. Ráadásul a Boeingot az a veszély is fenyegeti, hogy a Delta-IV teljesen kikerül a forgalomból, hiszen a Légierő dönthet úgy is, hogy ez a hordozórakéta nem felel meg neki valamilyen szempontból.

A Légierő kijelentette, elvárják, hogy a Boeing kövessen el mindent annak érdekében, hogy hasonló incidens ne fordulhasson elő a „Buy-4” dokumentum kapcsán, mely a katonai műholdak következő nemzedékét orbitális pályára juttatandó hordozórakétákra vonatkozik.

 

Az Orbitális Űrrepülőgép fejlesztésének gyorsítása

            2003. június 28-án a NASA nyilvánosságra hozta a „Előzetes Észrevételek az Orbitális Űrrepülőgép tervezése, kifejlesztése és működtetése vonatkozásában”. A dokumentum javaslata szerint, célszerű a végleges kivitelezőt abból a hármas csoportból kiválasztani, melynek tagjai már eddig is tanulmányozták az OSP megvalósításának lehetőségét.

Egyéb vállalat meghívását nem tervezik a végleges döntés meghozatala előtt. A dokumentum leszögezi, a NASA-nak fel kell gyorsítani az OSP fejlesztését, át kell ütemeznie azt, így a OSP mentőűrhajónak 2008-ban, az OSP szállítóűrhajónak 2010-ben üzemképesnek kell lennie.

A döntés, a versenyhelyzet leszűkítésére, megfelel a FAR 6.302-2 számú ajánlásnak, melynek része a 10 USC 2304©(2) cikkely, miszerint amennyiben az Űrhivatal, sürgető helyzete miatt, azonnali döntés meghozatalára kényszerül, és a kialakult helyzetet a Kormányzat is hasonlóképpen ítéli meg, akkor az Űrhivatalnak lehetőségében áll, hogy korlátozza a versenyben résztvevő felek számát, mely felek kidolgozzák az előtanulmányokat, s a szerződést megkötő üzlettársat is közülük kell választani. A Columbia űrrepülőgép elvesztése és a megmaradt űrrepülőgépes flotta használati idejének bekorlátozása a NASA számára ilyen helyzetet teremtett.

 

A rendszerterv áttekintése

            Az OSP rendszer terveinek áttekintését 2003. szeptemberében fejezték be. A NASA által vezetett, a lehetséges szerződő felekkel közösen végzett munka, a 2003. februárjában kiadott 1-szint Követelményrendszerén alapult. Az elemzés során meghatározták azokat a követelményeket is, melyeket az OSP technikai dokumentációinak tartalmaznia kell majd az Orbitális Űrrepülőgép - korszerű hordozórakéta-rendszer megbízhatóságáról, biztonságosságáról és üzemeltethetőségéről.

Az áttekintés során meghatározták a 2-szint Követelményrendszerét, ez útmutatásokat tartalmaz a biztonságra, a kilövés körülményeire, a kényszerleszállásra, a személyszállításra, a kilövések gyakoriságára és a repülések hosszára, illetve a hasznos teherrel kapcsolatban és a dokkolási módszerrel a Nemzetközi Űrállomással.

A 2-szint Követelményrendszere tartalmazza a személyzetre ható terhelés limitjét mind a fellövés, mind a visszatérés során, a személyzet egészségi állapotának monitorozását, a Földdel és a Nemzetközi Űrállomással való kapcsolattartást. A 2-szint Követelményrendszere számos dokumentumot is tartalmaz, melyek egészen pontosan leírják, hogy a szerződő felek hogyan léphetnek tovább erről a pontról.

 

2-szint Követelményrendszere

            A 2-szint Követelményrendszere a legénység biztonságán, és a repülés bármelyik fázisában való menekülési lehetőségén alapszik. A működés során egyetlen egy hiba sem fordulhat elő, nemhogy kettő, mely a személyzet életébe kerülne. a számukra gyors menekülési lehetőséget kell biztosítani a fedélzetről a kilövőálláson is. Ha a repülés során következne be súlyos hiba, a legénységnek el kell tudnia hagynia az űrrepülőgépet akár katapultülés, akár mentőkapszula segítségével. A legénység túlélése elsődleges fontosságú szempont még akkor is, ha az OSP elveszik.

A Nemzetközi Űrállomással összekapcsolt állapotban az OSP-nek biztosítania kell – adott esetben – a hermetizált menekülési lehetőséget legalább 12 órán át. Vészhelyzetben, amennyiben a személyzetnek el kell magát szigetelnie az űrállomástól, s az OSP fedélzetére lépnie, mindennek három percen belül meg kell történnie. Vészhelyzetben, az űrállomástól való elszigetelődést követően további 10 percen belül meg kell történnie a szétkapcsolódásnak. A vészhelyzetben való szétkapcsolódás nem okozhat kárt sem az űrállomásban, sem a hozzá kapcsolódó egyéb berendezésekben.

Az új űrhajó nem teszi lehetővé, hogy fedélzetéről közvetlenül kilépjenek a világűrbe, azonban külső felületén kapaszkodókat tartalmaz, amennyiben az űrállomásról végrehajtott űrséta során meg kívánják vizsgálni űrhajósokkal az OSP borítását, akkor munkájukat könnyebbé tegyék.

A Nemzetközi Űrállomás személyzetének jelenleg bevett gyakorlati munkáját figyelembe véve, évi négy Orbitális Űrrepülőgépes út szükségeltetik az űrbázis személyzetcseréinek végrehajtására.

A Rendszerterv 2003. novemberére elkészült áttekintése meghatározza azt az időpontot is, amikorra a 3-szint Követelményrendszerének el kell készülnie. A NASA megkeresést küldött el az általa választott lehetséges szerződő feleknek, azzal a tájékoztatóval, hogy a végleges döntés 2004. vége előtt megszületik.

 

Technológiai támogatások

            Miközben az OSP tényleges megvalósításáról lassan megszületik a döntés, és kiválasztásra kerül az első számú szerződő fél, számos új technológiai megoldás, valamint kísérleti repülőtestek  kipróbálása folyik ezzel párhuzamosan. Ezek a következők:

 

Menekülés a startasztalról

Amikor az OSP kifejlesztésre kerül, a legénység valószínűleg egy katapultálható Személyzet Menekítő Modulban (CEM)  helyezkedik majd el. Ha esetleg az indításkor következne be hiba, a Személyzet Menekítő Modul biztonságban elszállítja a legénységet, akkora sebességgel és olyan távolságra, hogy az esetlegesen felrobbanó hajtóanyag tűzgolyója és a kirepülő törmelékfelhő már ne tehessen benne kárt. A Személyzeti kapszula (CC) ezután sima, ejtőernyős leszállást hajt végre.

Az OSP program fejlesztésének egyik kulcseleme lesz a startasztalról való menekülés demonstrálására (PAD) végrehajtandó hét kísérletből álló sorozat a Személyzet Menekítő Modullal. A NASA és a Lockheed Martin kidolgozta mindazokat az elvárásokat, melyeknek majd a végrehajtandó teszteknek meg kell felelniük, beleértve annak szükségszerű bizonyítását, hogy az OSP személyzete biztonsággal menthető az alkalmazandó korszerű hordozórakétáról (EELV) annak hibája során. A sikeres igazolása a start körülményei közepette bekövetkező hiba esetén a biztos menekülésnek, alapvető fontosságú annak igazolására, hogy az OSP képes pilótás repülések végrehajtására.

5. ábra. Az Európai Űrügynökség által korábban kidolgozott konfiguráció a Nemzetközi Űrállomásról történő menekülésre, hét űrhajós számára.

2003. november 20-án a NASA egy 53 millió dolláros szerződés keretében megbízta a Lockheed Martint, fejlesszen ki egy újrafelhasználható, a startasztalról menekülést lehetővé tévő kísérleti berendezést. A PAD berendezés hozzávetőlegesen 11 méter hosszú lesz, 3-5 méter átmérőjű. Acél maggal rendelkezik majd és üvegszállal erősített külső burkolattal. A Személyzet Menekítő Modulban két ülés lesz elől, ezekben két, teljes műszerezettséggel felszerelt emberi bábú foglal majd helyet, s mérik a startasztal vészhelyzetben történő elhagyása során rájuk ható erőket, gyorsulásokat, végső célként bizonyítva, hogy a legénység túlélheti mindezt.

Bár még nincs döntés az OSP konkrét külső kinézetére és konfigurációjára, a Lockheed Martin hozzálátott a tesztsorozat lebonyolításához, egy magstruktúrát alkalmazva, mely a későbbiekben beépíthető lesz majd az OSP-be, ha majd megszületik a végleges döntés felépítéséről.

A tesztek alkalmával a NASA Bantam nevű,  kisteljesítményű hordozórakéta programja számára kifejlesztett hajtómű négy példányát építik majd be a kísérleti eszközbe. A motorok etanolt égetnek folyékony oxigénnel, s mindegyikük 25 000 kg tolóerőt ad. Amint az eszköz közelít repülésének legmagasabb pontja felé, egy kicsiny ejtőernyő nyílik ki, hogy stabilizálja és lassítsa a menekülő-egység repülését. 1700 méter magasban nyit ki a 7500 négyzetméteres főernyő, ez lassítja le az ereszkedést és tesz lehetővé biztonságos földet érést. A jelenlegi tervek az X-38 számára kifejlesztett ejtőernyő felhasználását célozzák a CRV kísérleti berendezés tesztelésekor.

A PAD meghajtó-rendszerének tesztjei 2003-ban elkezdődtek a NASA Stennis Űrközpontjában, az egybeépítet hajtóműházzal pedig 2004 elején. A tényleges, a startasztalról történő menekülési kísérletsorozatot 2005. áprilisában szeretnék megkezdeni. Egy-egy kísérletre háromhavonta kerülne sor, egészen 2006. októberével bezárólag. Valamennyi  tesztrepülésre a White Sands-i Rakétakísérleti központban, Új Mexikóban kerül sor.

Az első két kísérleti repülés alkalmával az eltávolodási sebességre és a fellépő gyorsulásra koncentrálnak, ennek során a kísérleti eszköz az indítóállványon fog állni, startra készen. A későbbi kísérletek során már a teljes OSP konfigurációt használják majd, beleértve a személyzeti üléseket és a személyzet életfenntartását biztosító rendszereket is.

 

Az X-37 kísérleti eszköz

Az X-37 kísérleti eszköz kifejlesztése 1999. júliusában kezdődött, mikor is a Boeing egy négyéves, a NASA-val folytatott együttműködési program keretében hozzákezdett a munkálatoknak. A berendezés maga a Légierő X-40A modelljének 120%-os mértékben megnövelt változata.

Annak megakadályozására, hogy minimalizálják az X-37 leszálláshoz közelítő és leszállást végző kísérlet eszközt elvesztésének kockázatát, az X-40A-t, az X.-37 elődjét, 7 alkalommal bocsátották szabad repülésre egy Chinok helikopterről. 2001. folyamán. Valamennyi ejtési kísérlet sikeres volt.

2002. november 20-án a Boeing sikeresen pályázott egy 301 millió dolláros megbízásra, így elnyerte a szerződést két darab, személyzet-nélküli X-37 kísérleti repülőeszköz megépítésére. A két megépítésre kerülő X-37-es segíteni fogja az OSP fejlesztési programját. Az első X-37-es leszálláshoz közelítő és leszállást végző kísérleti eszköz szerkezeti tesztjeire 2003 július 24-től került sor.

A földi tesztek során nyomás alá helyezték a berendezést, a repülési körülmények közepette fellépő terhelések szimulálására. A teszteket követően a kísérleti eszközt visszaszállították a Boeing központi telepére, ahol további szerkezeti szerelésen megy majd át a légkörben végrehajtandó közelítési- és leszállási kísérletek elvégzéséhez. A tesztek során az X-37-est egy B-52-es szárnya alól bocsátják útjára 15 km-es magasságból, ezután a kísérleti eszköz olyan leszállási pályát követ, mely a lehető leginkább hasonlít az OSP közelítési pályájához. Az öt  közelítési és leszállási kísérletből álló sorozat 2004. nyarán kezdődik.

A második X-37-es eszköz orbitális kísérletekhez készül, képes lesz űrszállítási- és kutatási feladatokat ellátni, visszatérni, és szabályos leszállást végezni. Az orbitális eszköz akár kilenc hónapos földkörüli tevékenységre is képes lesz. Az első orbitális repülést 2006. nyarára tervezik.

6. ábra. Az Autonóm Űrrandevú-Technológia Demonstrálására (DART) elkészítendő kísérleti űreszköz azokat a megoldásokat hivatott tesztelni, melyek a világűrben történő helymeghatározás és dokkolás végrehajtásához szükségesek. A DART küldetés abból a szempontból lesz különleges, hogy minden manővert automatikusan hajtanak majd végre, nem lesz asztronauta a fedélzeten a műveletek kontrollálására, valamennyi lépést számítógépek irányítanak. Az elképzelést az Orbital Science Corporation dolgozta ki, a DART berendezés maga pedig egy Pegasus rakéta csúcsáról indul majd, hogy teszteljék általa a manőverezési  képességeket és a kapcsolattartás technikai megoldásait egy stacionárius mesterséges hold és az őt megközelítő kísérleti eszköz között.

Az Orbitális példány 5 tonnás starttömeggel rendelkezik, s korszerű hordozórakéta viszi földkörüli pályára. Körülbelül 9 méter hosszú lesz és 5 méter széles szárnyfesztávolsággal rendelkezik majd. Kicsiny rakteret is építenek testébe a kísérleti berendezések elhelyezésére.

Az X-37-est az OSP-hez szükséges kulcstechnológiák tesztelésére fogják használni, beleértve a továbbfejlesztett irányítási, navigációs, ellenőrzési és hővédelmi rendszereket, a magas hőmérsékleten üzemelő szerkezeti elemeket, az újrafelhasználás következtében fellépő anyagfáradást, a hővédő pajzsot és a belépő éleket. Az orbitális kísérleti eszköz demonstrálni fogja az autonóm űrrepülést, a visszatérést és a leszállást.

 

Technológiai demonstrátor

Az Autonóm Űrrandevú-Technológia Demonstrálására (DART) készülő kísérleti űreszközt arra tervezték, hogy automata űrrandevú technológiákat teszteljenek, melyek aztán az OSP-hez igazíthatók. A pilóta nélküli űreszköz lesz a NASA első olyan kísérleti berendezése, mely teljes egészében önálló autonóm űrrandevú technológiákat alkalmaz.

A DART űreszközt az Orbital Sciences fejleszti majd ki, abból a célból, hogy a számítógéppel vezérelt autonóm űrrandevú rendszert orbitális pályán teszteljék. 2004-ben a DART egy L-1011 jelű szállítógépről indított Pegasus rakéta csúcsáról startol majd 17 km-es magasságban a Csendes-óceán felett. Amikor a DART pályára kerül, egy e célra kifejlesztett mesterséges holddal fog autonóm űrrandevút végrehajtani, miután számos közelítési manővert és együttrepülést végez. A küldetés 24 órát fog tartani.

Fordítás: John Catchpole, Spaceflight 2004. Áprilisi cikke alapján

 

 

Vissza a nyitólapra