Új Szó, 2000. április (53. évfolyam, 77-99. szám)
2000-04-20 / 93. szám, csütörtök
ÚJ SZÓ 2000. ÁPRILIS 20. TÉMA: A REPÜLÉS ÉS AZ ŰRHAJÓZÁS VILÁGNAPJA 23 Nem csupán az új tudományos és műszaki eredményekről volt szó, hanem közvetve a világpolitika alakulásáról is. A világűr szirénhangjai A politikai feszültség enyhülését Slayton és Leonov szimbolizálta. Egy nemzetközi megállapodás értelmében április 12-e a repülés és az űrhajózás világnapja. 1961-ben ezen a napon emelkedett a magasba az első embert szállító űrhajó, hogy egyszer megkerülve a Földet sikeresen le is szálljon. ÖSSZEÁLLÍTÁS Jurij Alekszejevics Gagarinról és a Vosztok-1 űrhajóról az elmúlt közel négy évtized alatt sokat írtak és beszéltek, s általában egy-egy űrutazás hálás téma a sajtó és az elektronikus média számára. A szocializmus éveiben persze a kulisszatitkokról nem sokat hallhattunk. Az újságolvasókat, a rádió- hallgatókat és a tévénézőket többnyire propagandisztikus szólamokkal igyekeztek elkábítani, a szovjet tudomány és technika dicséretétől volt hangos az éter, de a be nem avatottakhoz alig jutott el érdemi információ a műszaki megoldásokról és a különböző nehézségekről. Évtizedeken át azt sem tudtuk például, ki irányította a szovjet rakétakísérleteket, s a legtöbb mérnök, konstruktőr is a névtelenség homályába kényszerült. Amerikában kissé bőbeszédűbbek voltak, s az oroszok gyakorlatától eltérően még azt is előre bejelentették, hogy mikor szeretnének egy-egy rakétát, űrhajóst úrnak inAz első szovjet-amerikai űrrepülésre 1975-ben került sor. dítani. De egy kis propagandáért és felhajtásért azért ők sem mentek a szomszédba. Nemigen tudták, s talán nem is akarták titkolni, hogy itt nem csupán az új tudományos és műszaki eredményekről van szó, hanem közvetve a világ- politika alakulásáról is. Mind az oroszok, mind az amerikaiak igyekeztek a maguk oldalára állítani az ingadozó és bizalmatlan államokat, s ehhez kapóra jöhetett egy- egy látványos technikai eredmény is. Később, amikor az amerikaiaknak sikerült embereket küldeniük a Holdra, a versengés alábbhagyott, sőt 1975 júliusában az első szovjet-amerikai közös űrrepülésre is sor került, miután három évvel korábban, Richard Nixon amerikai elnök moszkvai látogatása alkalmával aláírták a közös világűri kísérletekről szóló egyezményt. A nemzetközi együttműködésbe más államok is bekapcsolódtak, ami nem csupán gesztus volt a szerényebb gazdasági potenciállal rendelkező országokkal szemben, hanem annak a ténynek a felismerése, hogy az űrkutatás elméleti és műszaki problémáit a szellemi és az anyagi források koncentrálásával lehet igazán sikeresen megoldani. Az űrtechnika fejlesztésének igénye nagy motiváló erővel bír - ezt mind a számítástechnikában, mind az új energiaforrások kutatásában megfigyelhettük. A bolygóközi felderítésre küldött Pio- neer-10 és 11, a Voyager-1 és 2 jelzésű szondákon olyan fedélzeti számítógépeket helyeztek el, amelyek teljesítménye bizonyos vonatkozásban még a legmodernebb PC-két is túlszárnyalja. Természetesen az egyik legnagyobb problémát az üzemanyag és a kívánt sebesség eléréséhez szükséges energiajelenti. Azt már a huszadik század első éveiben felismerték, hogy az egyik Verne-regényben leírt fellövési mód - egy nagy teljesítményű ágyúból kilőni az űrhajót - számításba sem jöhet, mivel a lövedék nem képes elérni a Föld gravitációjának leküzdéséhez szükséges szökési sebességet, az űrhajósok pedig a nagy kezdősebességet nem élnék túl. Először az orosz Ciolkovszkij (1857-1935) mutatott rá arra, hogy a rakétameghajtású gépek jelentik a megoldást. 1903 és 1914 között - amikor még a repülőgépekkel is csak az első szerény repüléseket végezték - jelent meg (több részben) A világűr kutatása sugárhajtású eszközökkel c. alapvető munkája. 1929-ben publikálta a Kozmikus rakétavonatok c. könyvét, amelyben már a többlépcsős rakéták elvét is megfogalmazta. Hogy a téma a levegőben volt, azt az is bizonyítja, hogy 1915-ben Robert Goddard (1882-1945) amerikai fizikus kimutatta: a rakéta a légüres térben is mozoghat. Walter Höhmann (1880-1945) német tudós 1925-ben jelentette meg a bolygóközi utazás lehetőségeit elemző Az égitestek elérhetősége c. könyvét. A történelmi Magyar- ország is hozzájárult a rakétatechnika fejlődéséhez. Az erdélyi születésű Hermann Oberth (1894- 1989) 1922-ben doktori disszertáció gyanánt a bolygóközi utazás témakörével foglalkozó dolgozatát nyújtotta be a müncheni egyetemnek, s később tucatnyi cikket és számos könyvet is írt a rakétatechnikáról, a holdautóról, a napenergia hasznosításáról, az űrruháról, az űrben végzett munkáról, az űrhajósok biológiai és pszichológiai problémáiról stb. Az amerikai rakétaprogram kidolgozásában és megvalósításában két európai származású tudósnak és mérnöknek jutott kulcsfontosságú szerep. Wemher von Braun (1912-1977) német tudóst az amerikaiak „hadizsákmányként” vitték magukkal a második világháború után, hiszen ő volt a rettegett V-l és a V-2 rakéták megszerkesztője. Számos amerikai műholdnak és hordozóraké- ■ fának (Explorer-1, Pioneer-4, Satum stb.) volt a konstruktőre és fontos projektek végrehajtását irányította. A másik mérnök-tudós magyar volt: Kármán Tódor (1881-1963), aki az 1930-as évektől kezdve dolgozott az Egyesült Államokban és már 1936-ban rakétakutató csoportot alapított, 1944-ben pedig létrehozta a Jet Propulsion Laboratoryt („sugárhajtás- laboratórium”). Végül említsük meg a szovjet űrrakéták fő- konstruktőrét is, akinek a nevét csak 1966-ban bekövetkezett halála után ismerhette meg a világ: Szergej Pavlovics Koroljovról van szó, aki 24 éves kora óta (1931- től) foglalkozott rakétakutatással és a világháború alatt repülőgépindító rakétákat tervezett. A sors furcsa fintoraként az oroszok - egy próbálkozást leszámítva - nem foglalkoztak komolyabban az űrrepülőgép szerkesztésével, annál nagyobb sikerrel alkalmazzák ezt az űrjárművet az amerikaiak. A rakéta-hajtóanyaggal szemben támasztott követelmények sokszor egymásnak is ellentmondanak Kémiai vagy nukleáris meghaj tás? FELDOLGOZÁS Azt könnyű belámi, hogy hagyományos repülőgépekkel csak korlátozott magasságig - kb. 20-25 km-ig - emelkedhetünk a Föld felszíne fölé, a légritka térben más elven működő meghajtásra van szükség. Aki ült már csónakban, az tapasztalhatta, hogy a vízi járművet a parttól ellökve lehetett mozgásba hozni. De ha valamilyen nehezebb tárgyat dobunk ki a csónakból, a jármű akkor is az ellenkező irányban mozdul el. A rakétákban ugyanezt az elvet alkalmazzák, a probléma csak az, hogy mi legyen a kidobandó vagy pontosabban: a kilökődő anyag. Az elmúlt évtizedekben a rakétahajtóműveknek két típusa alakult ki: a kémiai, valamint a nukleáris anyagokat felhasználó hajtóművek. A rakéta-hajtóanyag lehet folyékony, szilárd és gáznemű. Míg a kémiai rakétahajtóművekben a tolóerőt létrehozó munkaközeg a hajtóanyag égésének az eredménye, addig a nukleáris hajtóművek tulajdonképpen kis atomreaktorok, amelyekben maghasadás megy végbe és a felszabaduló hőenergia a rakéta fúvócsövében mozgási energiává alakul át. A rakétahajtóanyaggal szemben támasztott követelmények sokszor egymásnak is ellentmondanak, hiszen a kiáramló anyag nem lehet egyszerre nagy sebességű, kémiailag stabil, egészségre ártalmatlan és könnyen tárolható. A tolóerő fokozásával arányosan növelhető a világűrbe vihető hasznos teher is. Komoly műszaki feladatot jelent az űthajósok sugárvédelme. Míg a hatvanas évek elején csupán néhány tonnányi tömegű űrkabinokat lehetett a magasba emelni, alig egy évtized leforgása alatt elkészültek a legnagyobb teljesítményű -100 méternél is magasabb és közel 3000 tonna tömegű - amerikai Satum hordozórakéták, amelyek a Holdra szállást célul kitűző Apollo-program megvalósításában játszottak fontos szerepet. A Föld vonzóerejét - ahogy azt már Ciolkovszkij is felismerte - egylépcsős rakétával nem lehet leküzdeni, az első és a második kozmikus sebesség eléréséhez további foko- zat(ok)ra van szükség. A hordozó- rakéták kezdeti lendületes fejlődése az 1970-es évek második felében lelassult és gyakorlatilag meg is állt. Ennek részben anyagi és gazdasági okai vannak, hiszen a berendezés és a hajtóanyag igen sokba kerül, de a méretek további növelésének technikai akadályai is vannak. A leggyakrabban alkalmazott kémiai hajtóanyag a folyékony oxigén és folyékony hidrogén keveréke, amelyet elégetnek és a kiáramló forró vízgőz tolja előre a rakétát. Természetesen más ve- gyületeket is alkalmazhatnak, pl. kerazint, hidrazint, hidrogén-per- oxidot, ammónium-nitrátot, ká- lium-perklorátot stb. A folyékony hajtóanyag nagyobb gázkiáramlá- si sebességet és fajlagos tolóerőt biztosít, a szilárd hajtóanyag viszont jóval előnyösebben tárolható. A hosszú távú - bolygó- és csillagközi - űrutazások esetén azonban a kémiai hajtóanyag nemigen jöhet számításba, mert az asztronautáknak hatalmas készleteket kellene magukkal vinniük. Már a Marsra sem lehetne kémiai hajtóanyaggal elindulni, hiszen a visz- szatéréshez szükséges üzemanyagot nem lenne hol tárolni. Ezt már az ötvenes években felismerték a szakemberek és az első kísérleti atomrakéták 1959-ben elkészültek. Az újzélandi futómadárról Kiwi-re keresztelt nukleáris hajtóművet azonban csak a Földön próbálták ki, az orosz Jantar elektromos rakétahajtóművet viszont 1966-ban a világűrben tesztelték és később sikerrel alkalmazták a Zond-2 Mars-szonda irányító hajtóműveként. A maghasadás során felszabaduló energiát hasznosító hajtóművekkel az a gond, hogy a sugárszennyezés miatt csak a vüágűr- ben indíthatók be, emellett komoly műszaki feladatot jelent az űrhajósok sugárvédelme is. Mégis, a bolygó- és csillagközi űrhajók számára az atomenergia tűnik az egyetlen perspektivikus hajtóerőnek. ÉRDEKESSÉG Fúziós hajtómű? Hans Bethe, George Gamow és Teller Ede már az 1930-as években papírra vetette azt az elképzelést, hogy a csillagokban termelődő hatalmas energia tulajdonképpen a könnyű atommagok egyesüléséből vagyis fúziójából származik. Ezt később a hidrogénbomba megszerkesztésével maga Teller Ede igazolta. Azóta is folynak a kutatások, hogyan lehetne a fúziós energiát szabályozott módon előállítani, mivel ez az energiaforrás gyakorlatilag kimeríthetetlen, s a kiégett nukleáris fűtőanyagok elhelyezésének gondjával sem terhelne bennünket. Sajnos nagyon sok műszaki nehézséget kell még leküzdeni, s eddig csupán bíztató próbálkozásokra futotta. Ennek ellenére az űrkutatók a fúziós hajtóművekkel, mint reális lehetőséggel számolnak, és nem kizárt, hogy éppen nekik sikerül majd olyan megoldást találniuk, amely az emberiség energiagondjait is enyhítheti. A fúziós hajtóművet sokan úgy képzelik el, hogy aprócska hidrogénbombákat kell felrobbantani és az így nyert hatalmas tolóerő nagy sebességre tudná felgyorsítani az űrhajót. Szállodák a világűrben Föld körüli pályára állítani vagy a világűrbe juttatni egy szerkezetet sokkal több energiát igényel, mint az egyszer már fellőtt berendezést üzemeltetni. Egy jól megépített űrállomás - mint pl. a szovjet Mir- viszonylag elfogadható körülményeket biztosíthat a több hónapos űrbéli tartózkodáshoz és akár másfél évtizeden át is szolgálhatja a kutatómunkát. Az első űrállomást - a Szaljut-l-et - az oroszok állították Föld körüli pályára, az amerikaiak 1973-ban bocsátották fel a Skylab típusú űrállomásukat. Az űrállomásokkal azonban az orosz asztronautáknak és mérnököknek nagyobb tapasztalataik vannak, és csak sajnálhatjuk, hogy Oroszország jelenlegi gazdasági helyzete nem teszi lehetővé annak az intenzív űrprogramnak a folytatását, amely még az ötvenes években kezdődött. A most épülő nemzetközi űrállomás (Alpha International Space Station vagy rövidítve: ISS) komoly anyagi és műszaki kihívásokat jelent a legfejlettebb országok - az USA, Kanada, Japán, Franciaország, Németország és Nagy-Bri- tannia - számára, de ha a tervezett időpontig (2004-ig) elkészül, minden bizonnyal nagy szolgálatot tesz majd a világűr kutatóinak és bázisává válhat egy még nagyobb űrállomás megépítésének. Egyre nyilvánvalóbb ugyanis, hogy a világűrben létesített űrbázisokról könnyebben lehet majd hosszabb űrutazásokra indulni, emellett bizonyos gyártási folyamatokat is célszerűbb lesz itt elvégezni. De mielőtt túlságosan belemerülnénk a lehetőségek ecsetelésébe, el kell mondani, hogy a több hónapig tartó űrutazás igen megviseli az emberi szervezetet, s noha a tudomány már rendelkezik ezirányú ismeretekkel, még sok problémát meg kell oldani, hogy az űrhajósok egészségét a hosszú űrbéli élet ne viselje meg. A több rétegű űrruha A világűrben semmilyen többsejtű élőlénynek nincs esélye rá, hogy túlélje az ott uralkodó szélsőséges viszonyokat. Az abszolút nulla fokot megközelítő „dermesztő” hidegben még a molekulák mozgása is lelassul, a különböző sugárzások és részecskék pedig rövid idő alatt szétroncsolnák az élő szöveteket. Ezeket a megpróbáltatásokat egy jól elkészített űrruhában - szkafanderben - azonban néhány órán át el lehet viselni. A ruha több rétegből áll: a legbelső, a testtel közvetlenül érintkező réteg len-gyapot keverékből készül és az izzadságot átereszti. A fölötte elhelyezkedő rétegek a gázcserét, a hőelvezetést és az állandó nyomást biztosító nylon, bétaműszálas vagy gumírozott anyagból készülnek. A test hűtését, a testhőmérséklet állandó szinten tartását zárt csőrendszerben cirkuláló víz biztosítja. A legkülső réteg alumíniumból és teflonból készül, ellenáll a mikrometeorpomak és részben kiszűri a kozmikus sugárzás veszélyes komponenseit is. A fémvázas űrruhák külső rétege a medence és a végtagok ízületei felett harmonikaszerűen van kiképezve vagy egymáson akár 90 fokos szögben elcsúszó technikai megoldású részekből áll, hogy a mozgás lehetőségét biztosítsa. Egyébként kétféle űrruhát alkalmaznak: a mentő szkafander általában „köldökzsinórral” kapcsolódik a kabinhoz, míg az autonóm szkafanderhez kívülről egy „dobozt” csatlakoztatnak, amely segítségével fenntartják a szükséges hőmérsékletet, kémiai úton kivonják a kilélegzett szén-dioxidot és a vízgőzt, ugyanakkor pótolják az elfogyasztott oxigént. A legkülső réteg alumíniumból és teflonból készül... Az oldal anyagát összeállította: Lacza Tihamér
