Gyilkos légkör

Ahhoz, hogy megértsük Jim Lovell teljesítményét, amivel az Apollo 8-at visszaterelte a Földre, miután véletlenül kitörölte a repülési tervet a fedélzeti számítógépből, meg kell értenünk, hogy mekkora para visszatérni a Föld légkörébe. A természetfilmek általában elcsukló hangon áradoznak a "kék bolygó" szépségéről, a Föld légkörénél azonban kevés gyilkosabb dolog létezik az űrhajósok számára. Légkörbe ugyanis háromféleképpen érkezhetünk, feltéve, ha élve szeretnénk eljutni az áhított felszínre: ballisztikus, sikló és – bármilyen hülyén hangzik - ugrópályán. És slussz. Ráadásul, a három alternatíva közül csak az első kettőt próbálták ki úgy, hogy ember is volt a fedélzeten.

Az alábbi sematikus ábra jól szemlélteti lehetőségeinket. A középső, sráfozott kör a Föld, a szaggatott vonal a légkör felső határa - ez kábé 100 kilométerrel van a felszín fölött, és Kármán-vonalnak hívják. A külső, vastagvonalú kör mutatja a Föld körüli pályát. A képen mindhárom verziót megtaláljuk: a ballisztikus pályát (a), a siklópályát (b) és az ugrópályát (c).

Az elsődleges különbség ezek között az, hogy milyen távolságot tesz meg az űrhajó attól a ponttól, amikor először eléri a légkört, egészen addig, ahol landol. Ezt alapvetően a felhajtóerő határozza meg, ami akkor keletkezik, amikor az űrjármű áthalad a légkörön.

Az Apollo-k - akárcsak az űrjárművek többsége - ballisztikus pályán léptek be a légkörbe. Ennek során nagyon kevés felhajtóerő jön létre, kábé annyi, mint egy toronyházból leejtett kő esetében. Az űrhajósokat szállító kapszula gyakorlatilag bezuhan a légkörbe, átvág rajta, miközben a gravitáció és a légellenállás teszi a dolgát.

Utóbbi fékezi a járművet, de eközben nem kevés hő termelődik, ezért van szükség a hőpajzsra. A landolás helyét az határozza meg, hogy hol lépnek be a légkörbe. A pilótának nincs lehetősége megváltoztatni a pályát, vagy a landolás helyét azután, hogy elhagyta a földkörüli pályát, és ballisztikusan belecsobbant a légkörbe. Vagy addig korrigál, vagy utána már nem tud.

Mivel a kapszula leginkább függőlegesen zuhan keresztül a légkörön, a belépés pontja és a földetérés helyszíne között nincs nagy távolság. Az Apollo-kon kívül a Mercury- és Gemini-program űrutazásai végén is így tértek haza az asztronauták. Meg így is fognak hazatérni, ha egyszer elkészül az Orion fedőnevű űrhajó, ami az űrsiklók után a gyökerekhez való visszatérést jelenti a NASA számára. (Most tesztelik, az alábbi fotón látható egység tér majd vissza a Földre, benne az űrhajósokkal.)

A másik visszatérési módozat a siklópálya, meglepő módon ezt használták a tavaly nyugdíjba vonult amerikai űrsiklók is. Ennek során a jármű repülőgép módjára hatol át az atmoszférán. A gép meredeken felhúzott orral csípi meg a légkört, és felhajtóerőt produkál. Emiatt képes a légkörbe lépés földrajzi helyétől messzebbre lévő landolási helyre leszállni. Hiszen nem úgy esik mint egy kődarab, vagy mint az előbb taglalt ballisztikus behatolók.

Ennek a technikának a lényege, hogy a pilótának sokkal nagyobb beleszólása van a jármű pályájába, és – legalábbis elméletben – ő választhatja ki a leszállóhelyet is. Persze, ez nem korlátlanul értelmezendő: a nyolcvanas években például a Csendes-óceán fölötti légkörbelépéssel nem juthatott volna el az űrsikló mondjuk a Szovjetunióba. (Nem mintha el akart volna jutni oda.)

A harmadik módszerrel már igen, azt viszont sohasem használták emberes küldetéseken. Ez az ugrópálya. Azt jelenti, hogy a jármű bele-belekóstol a légkörbe, de minden nyalintással fékeződik egy kicsit. Eközben azonban felhajtóerő is keletkezik, amivel megint elhagyja az atmoszférát: gyakorlatilag úgy pattog a légkör tetején, mint a kavics a vízen.

Ezt sokszor megismétli, de ezt sem lehet a végtelenségig, hiszen a légkörrel való minden egyes érintkezés alkalmával fokozatosan csökken a sebessége egészen addig, amíg biztonságosan – akár ballisztikus, akár siklópályán – megérkezik a kívánt leszállóhelyre.
Előnye, hogy ezzel a módszerrel a légkörbelépés pontjához képest nagyon messzire elpattoghat. A pozitívumok ezzel véget is érnek: a legnagyobb hátránya, hogy jóval nagyobb hő képződik az ismételt légkörkóstolgatások közben, emiatt nagyobb tételben kell hőpajzzsal ellátni a járművet. Ami viszont plusz tömeg, és az űrhajózásban ezt nem nagyon szeretik. Az ugróiskolás technikához hasonlót idegen – és persze légkörrel rendelkező – égitestekre látogató műholdaknál alkalmazzák, hogy lefékezzék a cuccost, és pályára állítsák a bolygó körül: kezdetben elnyúlt, elliptikus pályára állnak, mivel ahhoz kevesebb nafta kell, és minden keringésnél lekoccolják a légkör tetejét, fokozatosan így körösítve a pályát.

A fentiekben megkíséreltük bemutatni az összes lehetőséget, amivel túl lehet élni a Föld légkörébe való belépést. Jim Lovellék - és az Apollo-k - ballisztikus pályán futottak be. Nem mindegy azonban, hogy az ember földkörüli pályáról érkezik, vagy időközben meglátogatott egy másik égitestet is például, a Holdat. Ahogy az sem mellékes, hogy milyen szögben kapjuk el a légkört. Erről következő, holnapi posztunkban lesz szó. (Folyt.köv.)


Juttasd el neved a Holdra! Holdjárónk, a Puli, már ezer forintos támogatás esetén magával viszi neved a Holdra, hogy az örök időkre ott maradjon! De a következő meteorbecsapódásig mindenképp. Ehhez csak be kell lépni a Kis Lépés Klub-ba,  kisvállalkozásoknak pedig irány a Puli Indítóállás!

Uralkodj magadon!
Új kommentelési szabályok érvényesek 2019. december 2-től. Itt olvashatod el, hogy mik azok, és itt azt, hogy miért vezettük be őket.