A sikeres rakétaindítás receptje

kiss.aron

Soyuz rakéta és Boldog Ádám csillagász kollégánk

… a Cheops űrtávcső fellövése nyomán

2019. december 18-án a francia guyanai kilövőállomásról magyar idő szerint 10 óra előtt 6 perccel indult útjára az a Soyuz rakéta, amely fedélzetén szállította az exobolygó-figyelő teleszkópok repertoárjának legújabb tagját: a Cheops űrtávcsövet. Az indítás sikeres volt, a fellövés után 2 óra 21 perccel pedig minden gond nélkül levált a Cheops, megtéve ezzel egy újabb kulcsfontosságú lépést a Naprendszeren túli bolygók tanulmányozása felé. Azok, akik követték – netán közösen izgulták át – az indítást megelőző időszak fejleményeit, tudhatják, hogy a rakéta fellövését a tervezetthez képest egy nappal elhalasztották. Egy kilövés elnapolása nem számít ritka eseménynek. Mivel mind a rakéta, mind az általa szállított eszközök elkészítése jelentős anyagi forrást igényel (a Cheops megépítése kb. 50 millió euró körül volt), az indítást levezénylő Arianespace munkatársainak kockázatvállalási hajlama erőteljesen a nulla felé közelít. A Cheops-ot szállító Soyuz esetében a rakéta állapotát automatikusan felmérő rendszer hibát észlelt a Soyuz ellenőrzése során, és leállította a visszaszámlálást. Az ezt előidéző hibás alkatrészt még aznap kicserélték, ennek köszönhetően a kilövés másnap hajnalban megvalósult.

Felmerülhet azonban a kérdés, hogy mégis mi szükséges egy sikeres indításhoz? Mennyi mindennek kell megfelelően alakulnia – a rakéta állapotán túlmenően – ahhoz, hogy a kilövés sikerrel záruljon? No és persze végig ott lebeg a kérdés: miért éppen Francia Guyana?

 

Miért pont Francia Guyana?

Meglepő lehet a tény, hogy Európa legfejlettebb űrközpontja a dél-amerikai esőerdőben található. Francia Guyana 99 %-át erdő borítja, annak jellegzetes állatvilágával és különféle veszélyeivel együtt. A 19. század közepétől 100 évig börtönként funkcionáló szigete volt a tartomány leghírhedtebb régiója. Ám legyen szó akár börtönről, akár a folyóparton kúszó anakondákról, egyik sem mondható kifejezetten pozitív telepítési tényezőnek egy kilövőállomás esetében. Hogy történhetett mégis, hogy egy ilyen országra esett a választás, ahova sárgaláz elleni védőoltás nélkül európai embernek belépni is tilos?

Francia Guyana

Az egyik legkézenfekvőbb előnye Francia Guyanának az óceánparti elhelyezkedése. Rakéták indításakor ugyanis lényege szempont, hogy egy fellövés során a levegőben leváló alkatrészek, vagy egy esetlegesen meghibásodó eszköz ne tehessen kárt lakott területben. A Dél-Amerika északkeleti részén található ország ebből a perspektívából nézve kiváló cél, hiszen észak felé, és kelet felé is óceán szegélyezi – vagyis az itteni állomásról két irányba is indíthatnak rakétákat. Másik, hatalmas előnye amerikai vagy orosz központokkal szemben, hogy mindössze öt fokra található az Egyenlítőtől. Hogy miért is fontos ez egy rakéta fellövésekor? Nos, a Föld folyamatosan forog saját tengelye körül, és vele együtt forgunk mi magunk is. Minél közelebb vagyunk az Egyenlítőhöz (és minél távolabb a pólusoktól), annál nagyobb lesz forgási sebességünk. Ez pedig jól jöhet akkor, ha egy rakétát szeretnénk felgyorsítani a Föld gravitációjának ellenében. A Föld forgásából adódó „rásegítésnek” hála egy Kourou-ból (a francia guyana-i kilövőállomás) indított Soyuz rakéta jelentősen több terhet tud magával vinni, mintha a Kazahsztánban található baikonur-i állomásról indítanák. Ezen szempontokat figyelembe véve esett a választás Franciaország egyik tengerentúli területére, és épült meg korunk egyik legmodernebb kilövőállomása Földünk legnagyobb kiterjedésű esőerdejének peremén.

 

Az időzítés

A helyszín mellett az indítás legkritikusabb része maga az időzítés. Ez különösképpen igaz volt a Cheops fellövése esetén, hiszen mindösszesen egy 6 perces indítási ablak állt rendelkezésre a kilövés végrehajtásához. Az indítási ablak azt az időszakot jelenti, amely során a rakétát fellőve az általa szállított szatellitek a kívánt pályára állíthatók. A Cheops küldetésének kidolgozásakor egy olyan pályát szabtak ki a távcső számára, amely során végig a Föld terminátorának1 vonalán marad. A fellövést ezért közvetlen napfelkelte előtt kellett végrehajtani, a speciális pálya miatt pedig az indítás egy 6 perces intervallumon belül kellett, hogy megtörténjen.
A december azonban az esős évszak beköszöntét jelenti Francia Guyanában. A kilövésre érkezők minden bizonnyal keresztbe tett ujjal reménykedtek, hogy abban a bizonyos hat percben az időjárási viszonyok megfelelőek legyenek ahhoz, hogy a rakétát felbocsáthassák. Visszatekintve valószínűleg a jelenlévők is „örömmel” nyugtázták az indítás elhalasztását – 17-ikén hajnalban ugyanis jelentősen esősebb és viharosabb idő uralkodott, mint másnap. Az elhalasztás napján viszont a csalódottság, és még inkább az aggódás volt tapasztalható. Ennek oka, hogy a rakéta üzemanyaggal való feltöltését követően (ami 17-ikén megtörtént) a kilövésnek három napon belül meg kellett történnie (máskülönben egy új rakétát kell készíteni erre a célra). Emiatt volt kulcsfontosságú a Soyuz esetében, hogy a hibás fedélzeti számítógépet időben pótolni tudták.

 

Épp, mint a filmvásznon

A kilövőállomás vezérlőterme

Ha egy sikeres rakéta indítást szeretnénk elképzelni, valószínűleg egy hollywoodi filmek által megalapozott kép tárul lelki szemeink elé: számítógépekkel és hatalmas képernyőkkel megpakolt vezérlőterem, ahol a kilövés koordinátora hangosan visszaszámol tíztől, majd a ’Liftoff!’ szó elhangzása után elképesztő robajjal elhagyja a földfelszínt a többtíztonnás monstrum, a teremben lévő emberek pedig tapsvihar közepette boldogan gratulálnak egymásnak. A helyzet az, hogy nem is járunk messze az igazságtól. Persze egy-két helyen sérül a történet: a franciák által üzemeltetett központban az indítást a „3…2…1… décollage!” parancs jelzi, az a bizonyos robaj pedig csak másfél perc múlva érkezett meg a kilövőállomástól majd 30 kilóméterre lévő vezérlőteremhez. A hangulat azonban épp olyan volt, mint a filmeken – különösképpen miután a Cheops is sikeresen pályára állt. Ez volt az a pillanat, amikor a teleszkópon nyolc éve dolgozó mérnökök, csillagászok és programozók igazán fellélegezhettek.

 

A kourou-i kilövőállomás

Az Ariane 5, az Arianespace jelenleg épülő legnagyobb rakétája

A kilövést követő napon egy szervezett túra keretén belül lehetőség volt bejárni a kilövőállomást, és megtekinteni azt a helyet, ahonnan egy nappal korábban útjára indult a Soyuz, a Cheops-szal a fedélzetén. A hatalmas állvány alatt, mely a kilövés előtt kinyílik, utat engedve ezáltal a rakétának, egy mély katlan húzódik, melynek feketéllő betonja arról árulkodik, hogy az a fellövés során a láng elvezetésére szolgál – ezzel egy gigászi lángszóró képét idézve elő. Az előző napi kilövés nyomaként szolgált még néhány peches, közel tenyérméretű rovar maradványa, melyek a begyulladó üzemanyag útjába tévedtek. A túra során bepillantást nyerhettünk az Arianespace jelenleg épülő legnagyobb rakétája, az Ariane 6-os építkezési területére is. Ennek első indítását 2020 második felére tervezik. Habár francia vállaltról van szó, más európai cégek is dolgoznak az Arianespace alkalmazásában az űripar újabb óriásának elkészítésében. A Franciaországot érintő sztrájkok ellenére sem álltak le az építkezésen a munkálatok, habár ezeknek a guyana-i tartományban is – elsősorban a közlekedés szempontjából – érezhető hatásuk volt. Egyik legkellemetlenebb folyománya a térségben a repülőjáratokat érintő sztrájk. Mivel Párizs és Cayenne (a francia guyanai főváros) között kb. 7000 km-es távolság van, a légi közlekedés az egyetlen gyors módja az utazásnak. A kilövésre meghívott ’A’ kategóriás vendégek számára az Európai Űrügynökség (ESA) biztosított charter járatot, míg a többi meghívott a menetrend szerinti járatokra foglalt helyet. A sztrájk az utóbbiakat érintette: volt, akiknek három órás késéssel indult a gépük, volt, akiknek nem is szállt fel.

A vad és veszélyes környezet, a különféle trópusi betegségek, az állandó forróság, a rengeteg csapadék és az európától távoli elhelyezkedés ellenére is, a francia guyanai kilövőállomás az egyik legoptimálisabb helyszín egy rakéta fellövésére, amely számos előnnyel rendelkezik amerikai és orosz társaival szemben. Érdemes hát nyitott szemmel járni, és figyelni: vajon milyen újabb űreszköz fellövését tartogatja nekünk az új évtized? Legyen szó távcsőről, katonai műholdról, vagy az egészen kisméretű CubeSat-okról, tudni fogjuk, hogy valahol Dél-Amerika partjain egy csapat európai mérnök éppen összeszorított foggal és megfeszített izmokkal figyeli a kijelzőket, amint elhangzik a parancs: „3…2…1…décollage!”

 

 

1: A terminátor egy égitest nappali és éjszakai oldalát elválasztó vonal. Bárminemű egyezés Arnold Schwarzeneggerrel pusztán a véletlen műve.