Az Egyesült Államok szeretne visszatérni a Holdra, sőt ennél ambiciózusabb álmokat is dédelget, a következő célpont ugyanis a Mars, ahová a történelemben először embereket küldenénk. A kulcsot ehhez – jelenleg legalábbis úgy tűnik – a gigantikus rakéta, az SLS (Space Launch System) jelenti – ezt azonban tegnap immár másodszor próbálták fellőni sikertelenül. Pedig a mostani teszt során még legénység nélkül ellenőriznék mindössze az eszköz működését, az emberrel végrehajtott küldetésekre legkorábban 2024-ben kerülhetne sor, az Artemis 2 küldetés keretében. Cikkünkben több miérten keresztül jutunk el ahhoz, hogy miért nem sikerült a mostani kilövés, és mi áll a kudarcsorozat hátterében.

Miért nem jött össze sem az első, sem a második kilövési kísérlet?

A Spacejunkie szépen összefoglalta a tegnapi nap eseményeit, és ebből jól látható, hogy ismét a hidrogén szivárgott hasonlóan az első startkísérlethez. A szivárgásra ismét az úgynevezett gyorsleválású karnál (erre még visszatérünk) került sor, amit a harmadik próbálkozásra sem sikerült megszüntetni tegnap. Mostanra az sem kérdés, hogy az SLS-t szeptemberben már nem fogják fellőni, a következő indítási periódus szeptember 20. és október 4. között lesz, de az akkor induló SpaceX Crew–5 küldetés, melynek célja a Nemzetközi Űrállomás, elsőbbséget fog élvezni. A legesélyesebb legközelebbi időablak így tehát a 27. számú periódus október 17. és 31. közt.

Már megint a hidrogén

A hidrogén, a periódusos rendszer eme legkisebb eleme tehát eddig kétszer is elszabotálta a történelmi küldetést – joggal merülhet fel a tisztelt olvasóban így a következő „Miért?”. A válaszhoz ismerkedjünk meg ezzel az elemmel: a hidrogén tehát a legkisebb, így a legkönnyebb elem is az univerzumban, ugyanakkor ez fordul elő a legnagyobb mennyiségben. A problémát azonban épp a hidrogén mérete okozza – mivel ennyire kicsi, nagyon könnyen átjut a legapróbb réseken is. Ez egyébként nem olyan nagy probléma környezeti hőmérsékleten és nyomáson, de túlhűtött hőmérsékleten és magas nyomáson a hidrogén könnyen kiszivárog minden rendelkezésre álló nyíláson. Annak érdekében tehát, hogy a rakéta üzemanyagtartályai feltöltve maradjanak, a földi rendszerekből kivezető hajtóanyag-vezetékeknek az indítás pillanatáig a nyomásfokozóhoz rögzítve kell maradniuk. Az utolsó másodpercben ezek a vezetékek a fentebb már említett gyorsleválású karral sebesen lekapcsolódnak a rakétáról. A nehézséget az okozza, hogy a rakéta leválasztása érdekében ezt a berendezést nem lehet elég szorosan összecsavarozni, hogy teljesen kizárja a hidrogénatomok átjutását – magyarázza az Ars Technica cikke.

Épp ezért a NASA eleve kalkulál némi szivárgással – ugyanakkor egy bizonyos mértékű szivárgás már olyan hidrogénkoncentrációt eredményez, ami gyulladásveszélyesnek minősül. Mike Sarafin, a NASA Artemis 1 küldetésvezetője a szombati hidrogénszivárgás kapcsán azt mondta, hogy ennek a koncentrációnak a két-háromszorosát is tapasztalták. A küldetésvezető elmondta azt is, hogy ekkor már tudták, hogy nem lesznek képesek elhárítani a problémát, mivel eddig akárhányszor szivárgást észleltek, az gyorsan túlszaladt az említett, még elfogadható koncentráción.

A következő „miért”: Miért pont a hidrogén?

Az olvasó lassan felfedezhet egy mintázatot: a hidrogénnel elég sok a probléma, ha rakéta-hajtóanyagként kívánjuk felhasználni – de akkor a NASA miért ragaszkodik hozzá mégis? A kérdésre a válasz egyik része az, hogy a hidrogén bár nehezen kezelhető, de nagyon hatékony üzemanyag, ami azt jelenti, hogy rakétahajtóművekben használva jobb „futásteljesítményt” biztosít. A másik, lényegesebb ok az űrsikló program. Az űrsikló (space shuttle, vagy hivatalosan: Space Transportation System/STS) kilövése ugyanis nagyon sokszor elcsúszott épp hasonló okok miatt. Az űrsikló lenyűgöző és rendkívül összetett jármű volt, amelyet két szilárd-hajtóanyagú gyorsítórakéta (ezek működési elve kábé a petárdához hasonló), valamint a külső tartályban (external tank/ET) tárolt folyékony oxigén és folyékony hidrogén által hajtott főhajtóművek együttesen juttattak pályára:

A mérnöki szempontból bámulatos, de roppant bonyolult rendszer miatt gyakran meghiúsult az űrsikló startja is – akadt olyan jármű, amely esetében a kilövés csak a hatodik kísérletre jött össze. A háttérben az STS komplex feltankolási folyamata állt, melyben – mily meglepő – gyakran a hidrogén kavart be.

Ez tehát nagyjából világos, kérdés azonban, hogy mi köze az űrsiklónak az SLS-hez? A nagyon lebutított válasz az, hogy az SLS lényegében az űrsikló.

Az űrsikló

Arról, hogy mi történt az űrsikló programmal, korábban mi is írtunk, a lényeg röviden annyi, hogy ennek a járműnek a koporsójába az utolsó szöget Bush elnök verte be 2004-ben, amikor is bejelentette, hogy az STS-t 30 évnyi szolgálat után 2010-ben kivonják a forgalomból. Mindennek oka ironikus módon az ugyanabban a beszédben bejelentett vízió az űr további felfedezéséről, ami ekkor egy új űrhajó fejlesztését jelentette: ez lett volna a Crew Exploration Vehicle vagy röviden csak CEV. A CEV segített volna visszatérni a Holdra, és idővel eljutni a Marsra – és ez fejlődött lényegében a Constellation-ön át az Artemis számára oly kritikus (? – erről kérdőjelről még majd beszélünk) SLS-sé. A múltba visszaugorva: mindez ott és akkor nagyon szépen hangzott, de akadt vele egy kis bökkenő: az elnök nem biztosított extra forrást a fejlesztésre, vagyis a NASA-nak a már meglévő forrásait kellett átcsoportosítania.

A NASA pedig a szükséges összeg nagy részét az STS programból vonta el két okból is: egyrészt az űrsikló program űrrepülőinek, az Orbiterek karbantartása egyre drágább lett, ahogy ez elmondható az egész program működtetéséről. Másrészt bár az űrsikló fontos volt a Nemzetközi Űrállomás megépítésében, ugyanakkor az új tervekben, amelyek a Hold és a Mars eléréséről szóltak, már nem jutott szerep ezeknek a régi eszközöknek. Értelemszerűen azért, mert új eszközt akartak fejleszteni – ami viszont nem nagyon ment pénz nélkül. 2010-ben így aztán a kongresszus felhatalmazása alapján megszületett az SLS-hez elvezető program, de ez egyben arra is utasította a NASA-t, hogy ehhez

„felhasználja a meglévő szerződéseket, beruházásokat, munkaerőt, ipari bázist és az űrsikló, valamint az Orion és az Ares 1 projektekből származó terveket, beleértve (…) az Egyesült Államok már meglévő meghajtórendszereit, beleértve a folyékony tüzelőanyag-hajtóműveket, a külső tartályhoz vagy tankhoz kapcsolódó eszközöket és a szilárdhajtóanyagú-motorokat”.

Ennek köszönhető, hogy az SLS lényegében a négy évtizede épített űrsiklóból lett összelegózva, így több problémán is osztozik az elődjével. Az Ars Technica egyébként a napokban megkérdezte Bill Nelsont, a NASA jelenlegi fejét, hogy ez a 2010-es döntés jó ötlet volt-e. Nelson 2010-ben Florida állam szenátoraként ugyanis egyike volt azoknak, akik ennek a döntésnek a szerzői voltak. Nelson annyit válaszolt ezzel kapcsolatban, hogy:

„A szakértőkre hallgattunk.”

A fagyi, amely magát nyalja

Nem mindenki osztja azonban Nelson véleményét, Lori Garver, a NASA korábbi igazgatóhelyettese frissen megjelent könyvében, az Escaping Gravity-ben az SLS-programra is kitér. A szerzővel a Space.com készített interjút. Garver itt elmondja azt is, hogy ahogy a Commercial Crew program (ez a SpaceX programja) egyre határozottabb formát öltött, a NASA saját Constelllation programját is újra kellett gondolni. Ezt a szerző úgy festette le, hogy a két program úgy száguldott egymás irányába, mint két mozdony ugyanazon a sínen – miután pedig elült a por, a Constelllation-ből megszületett az SLS, ami azonban Garver hasonlatával élve csak egy újabb gombóc azon a fagyin, amely önmagát nyalja.

A SpaceX eddig ugyanis hétszer juttatott sikeresen embereket az űrbe – négyszer NASA szerződés részeként. Ez azt jelenti, hogy a magáncég rengeteg, dollármilliárdokban mérhető kormányzati megbízáshoz jutott hozzá – ami nem kevés pénz, de elhalványul a Constellation és az SLS fejlesztési költségeihez képest, amely 50 milliárd dollárba került. Erre jön még a kilövésenkénti 4 milliárd dollár „extra”, és ehhez jön tehát az is, hogy az SLS-t egyelőre legénység nélkül sem sikerült fellőni. Garver jóslata szerint egyébként a sikeres SLS-kilövések száma nem fogja meghaladni a kétszámjegyű összeget a legjobb esetben sem.

Tovább rontja az SLS kilátásait a SpaceX Starshipje, amely a NASA Human Landing Services (HLS) program részeként el fogja szállítani amolyan leszállóegységként az asztronautákat a Hold felszínére. Azonban a Starship ennél jóval többre képes: landolhat a Holdon, majd onnan vissza is térhet a Földre, és ehhez nincs szükség sem az SLS-re, sem az Orion űrhajóra – magyarán az Artemis a jelenlegi formájában a közeljövőben erősen megkérdőjeleződhet. Garver szerint egyébként nem csak a hatékonyság miatt választhatják a teljes utazásra a Starshipet, de enélkül az Artemis teljes jövője válhatna kétségessé. Mint fogalmaz:

„A SpaceX csillaghajójába történő előzetes befektetés nélkül az Artemis nem lenne több, mint egy jól csengő név egy emberi űrrepülési program számára.”

Garver végső elképzelése így egy olyan NASA, amely kiszáll az emberes űrrepülés borzalmasan költséges fejlesztéséből, és ezt azokra a magánvállalatokra bízza, amelyek már eddig is hajlandóak voltak pénzt fektetni ezekbe a fejlesztésekbe. Az anyagilag így tehermentesült NASA pedig koncentrálhatna a robotokkal végrehajtott felfedezésekre, az élet keresésére a Naprendszerben, valamint egyéb szintén fontos tevékenységre.

Hogy az SLS hova vezet tehát, azt nem a mostani kudarcok vagy akár siker dönti majd el, hanem remélhetőleg a józan költségvetési megfontolások. Az egyébként biztos, hogy a mostani kudarc lényegében már a hatodik sikertelen kísérlet volt, amely során az SLS-t megpróbálták teljesen feltankolni (ezeket nevezik egyébként „wet dress rehearsal” tesztnek) a kilövő állásban – és eddig a dolog egyszer sem jött tehát össze. Tegnap egyébként a tankok mindössze 11 százalékos töltöttségen álltak, mikor a kilövést lefújták.