Oroszország emberes Hold-tervei

A Szovjetunió felbomlása után Oroszország sokáig komoly gazdasági problémákkal küzdött, ezt pedig az űrtevékenység is alaposan megsínylette. Ma már jobb a helyzet, jelenleg egyedül ők rendelkeznek komoly űrhajórendszerrel: a Szojuz-rendszer, melyet eredetileg részben a titkos szovjet holdprogramhoz fejlesztettek, számos változtatással ugyan, de még mindig üzemel. Bár a hajdani emberes holdprogram csúfos kudarccal végződött, sikerült neki találni méltó feladatot. A jogutód Orosz Föderáció újra holdi terveket dédelget, de ismét úgy tűnik, rögös lesz az út a csillagokig. Ezekről lesz szó a következőkben.

A Szovjetunió emberes holdprogramja 1974-ben szomorú véget ért. Az ország űrszektorának figyelme az űrállomások – és papíron a Mars – felé fordult. Ugyan születtek szovjet holdbázis-tervek is, ám ezek mindvégig csak tervek maradtak.

A Szovjetunió 1991-es szétesése végül megpecsételte az orosz űrkutatás sorsát is. Most, a XXI. század második évtizedében úgy tűnik, a jogutód Oroszország ismét az Öreg Sajtdarab felé kacsintgat. A területi változások azonban azt eredményezték, hogy Bajkonur kazah területre került, így Oroszország most már csak bérli a létesítményt. Ugyanakkor számos volt szovjet űripari cég másik utódállamba, pl. Ukrajnába került át – az általuk fejlesztett űreszközökkel együtt. Ezért az ország űr-infrastruktúrájának teljes megújítására kényszerült. Az 1967 óta üzemelő Szojuz-űrhajó és az azt szállító „igásló” lassan nyugdíjazásra szorul, noha az évtizedek során többször modernizálták a rendszert. Ezért már 1992. szeptember 15-én az Orosz Szövetségi Űrügynökség (RKA vagy Roszkozmosz) és az Orosz Űrhaderők (VKSz) tendert írtak ki egy új hordozórakéta-család megvalósítására, melyet a Hrunyicsev Állami Űrkutatási Gyártó Központ nyert meg. Ezáltal ők ellenőrizhették a gyártási folyamatokat, de más cégek is részt vettek a fejlesztésben (pl. a KB Szaljut a Bajkál gyorsítófokozattal). Az új család az Angara nevet kapta az egyik nagy szibériai folyó után, mely a Szojuz- és a Proton-rakéták felváltását hivatott elvégezni (1. ábra). Időközben megszületett egy új, immáron orosz területen felépülő űrközpont terve is, a távol-keleti régióban. A neve Szvobodnij lett, de ez nem valósult meg. Később a terveket újra elővették Vosztocsnij néven (a név a keleti elhelyezkedésre utal, 2. ábra). Mivel a történet rendkívül összetett, ezért csak azon aspektusaival foglalkozunk, melyek szorosabban kapcsolódnak az újabb Hold-tervekhez.  Az Angara szerepe pont ilyen: a korai elképzelések után a rakéták formája letisztult, bár az alapkoncepció nem változott. Eszerint a rakétákat szabványosított méretű és felépítésű egységekből, ún. URM-ekből - Universal Rocket Module, Egységes Rakétaegység - állítják össze soros és vegyes szerelésben (hasonló koncepción alapult az egykori UR-rakétacsalád kifejlesztése is). Egy URM üresen 10, feltöltve pedig 140 tonna, meghajtásáról egyetlen RD-191 hajtómű gondoskodik. Bár a fejlesztések és az űrközpont építése meglehetősen lassan halad, már sor került az első próbára: a dél-koreai KSLV-1 rakéta első fokozata egy Angara-URM volt, melynek 2009. augusztus 25-i indítása sikertelen volt. Az itt használt URM-1 egységet 2007-től a Poljot cég gyártotta le a Hrunyicsev megbízásából. 2004. december 22-től Oroszország és Kazahsztán kormányszintű megállapodást kötött egy, az Angara-rakéták legnagyobb példányának indítására alkalmas starthely megépítésére Bajkonurban. Vosztocsnij teljes kiépülése 2018-ra várható, de az Angara kisebb változata 2015-ben elindulhat. A fő vetélytárs, a Rusz-M rakéta fejlesztését 2011-ben leállították, mely Vosztocsnijból hasonló teherkapacitással indulhatott volna, mit az Angara.

Új rakétához új űrhajó is dukál, márpedig itt sincs teljes egyetértés. Mindhárom orosz űripari óriás- érthető módon – a saját elképzeléseit szeretné érvényesíteni. 2006-ban az Enyergija (az egykori OKB-1) pénzügyi okokból letett a Kliper űrrepülőgép megépítéséről, amikor az ESA kiszállt a tervezetből. Így maradt két „jelölt” a holdutazás megvalósítására – noha a Kliper amúgy sem lett volna alkalmas ennek támogatására. A Hrunyicsev is előállt saját ötletével: az egykor általuk épített TKSz-űrhajók visszatérő egységét (VA, l. korábban) jelentősen megnövelték, melyhez a feladat jellegétől függően lehetett volna egységet csatlakozni. Az űrhajó a PTK jelölést kapta. A másik, nagyobb esélyes szintén az Enyergija „gyermeke”: az amerikai Constellation-program megindulásával az oroszok sem szerettek volna lemaradni. Azonban az új holdűrhajó kifejlesztéséhez partnerre lett volna szükségük, melyre ismételten az ESA „személyében” találtak rá. Így megindulhatott a tervezgetés, az egyeztetés az új űrhajóról. Megszületett az ACTS, az „Euro-Szojuz”, majd a CSTS-járművek terve, mely jelentős megtakarítást jelentett volna mindkét fél számára.

Mindegyik elképzelés alapján a műszaki és az orbitális egységet az oroszok építették volna meg, de 2008-ra a járművek egyre inkább az Orionra hasonlítottak – nélkülözve az orbitális szegmenst. Az Euro-Szojuz pl. - a Zondhoz hasonlóan – Proton-rakétával és Blok-DM fokozattal lehetett volna holdkerülő küldetésekre indítani, ugyanakkor a gyorsítófokozat kis lakóteret is biztosított volna a személyzet tagjainak (5 vagy 6 fő). Oroszországnak azonban tapasztalt és pénzzel rendelkező partnerre lett volna szüksége, miközben saját tudásukat nem akarták átadni. Éppen ezért az európaiak joggal érezhették, csekély szerep jut nekik a közös munkában, így 2008-2009 táján ennek az együttműködésnek is vége szakadt. 2009 januárjában az a döntés született, hogy az ország egyedül fejleszti ki saját űrhajóját, mely egyelőre PPTS (Perszpektivnaja Pilotirulmaja Transzportnija Szisztyema, Leendő Pilótás Szállító Rendszer) munkanéven fut. Alapját a legutolsó ACTS-koncepció képezi. Jelenleg úgy tűnik, hogy ez kerül megépítésre, mert kielégíti az új rendszerrel szemben támasztott feltételeket:

-          képes legyen önálló repülésre 30 napig négy űrhajóssal a fedélzeten

-          ugyancsak négyfős személyzetet szállíthasson az ISS-re, és ott egy évig legyen működőképes

-          legyen alkalmas egy 14 napos önálló holdutazás megvalósítására, emellett az égitest körül keringő űrállomásra csatlakozva további 200 napig legyen üzemképes

-          használató legyen cargo változatban is

2009. április 6-án a Roszkozmosz hivatalosan is bejelentette a PPTS megépítését.  Az űrhajó hordozórakétája eredetileg a Rusz-M lett volna, melyről mint tudjuk, a projektet hamarosan törölték. Így valószínű, hogy az Angara egyik változatát fogják majd alkalmassá tenni felbocsátására.

Érdekes és egyedi módon kívánják megvalósítani az emberes Holdra szállást, mely a már ismertetett EOR és LOR módszerek sajátos ötvözete lenne: a holdi űrhajórendszer egyes elemeit kisebb, legfeljebb 50 t-s rakéták állítanák LEO-ra, ahol – szükség esetén – összekapcsolják ezeket. Az elképzelések szerint először a VPK ideiglenes nevű holdkomp indul útnak, amelyhez LEO-n egy gyorsítófokozatot kapcsolnak. Ezt követi a személyzetet szállító űrhajó a saját gyorsítófokozatával. Végül a két egység a Hold körüli pályára állást és a fokozatok leválasztását követően csatlakozik. Ekkor a négy kozmonauta átszáll a kompba és végrehajtja a Holdra szállást. Az űrhajó addig üresen kering kísérőnk körül. A visszatérési folyamat gyakorlatilag azonos az Apollo-programban leírtakkal. A tervek között távlati lehetőségként szerepel egy Hold körül keringő űrállomás (LOS), majd egy állandóan lakott holdbázis telepítése is. A LOS a Holdról és a Földről egyaránt képes lesz űrhajósokat fogadni, szerepe egy esetleges műszaki hiba esetén lehet különösen fontos - az űrhajón bekövetkező üzemzavar során a legénység itt várhatná meg a mentőhajó érkezését. Felépítése hasonló az ESA által tervezett űrállomáshoz, hat dokkolóegységgel látják el. A LOS-t 2030 után indítanák az Angara legerősebb változatával. A holdbázist a holdkompok leszálló fokozataiból kívánják létrehozni és az idők során folyamatosan bővítenék. A személyzetek 3-6 hónaponként cserélődnek majd. Az előkészületeket a Lunnij Poligon projekt keretein belül kezdik meg. Azonban az oroszok számára sem a Hold lesz a tervezett végállomás, hanem ugródeszka lesz távolabbi célok, elsősorban a Mars eléréséhez.

Nagy vonalakban tehát elmondható, hogy Oroszország emberes holdprogramja lényegében azonos elemekből áll, mint a már leállított Constellation-program és többi ország holdprojektjei. Részleteit tekintve azonban sok újdonsággal is szolgálhat, ha megvalósul. Számukra az űreszközök alacsony földkörüli pályán (LEO-n) történő összekapcsolása már nem jelent különösebb gondot, az elmúlt évtizedek során számtalanszor végeztek el ilyen műveleteket. Tehát ne számítsunk a hajdani N-1-hez hasonló orosz hordozórakétákra, hiszen az Angara legerősebb változata is mindössze 28 t-s teherkapacitással fog bírni – az adat Bajkonurra vonatkozik, a jóval északabbra fekvő Pleszeck esetében ez 26 t-ra csökken. Tehát kb. a mai Ariane-5–höz hasonló képességei lesznek. Reméljük, hogy ezek a nagyszerű elképzelések kiállják az idő – és a gazdasági helyzet – próbáját. Ha megvalósulnak, Oroszországnak minden esélye meglehet arra, hogy vezető helyre kerüljön az űrhatalmak sorában.  Azonban mások is szeretnének minél nagyobb szeletet a „holdtortából”, pl. Kína is...

Európai diák-projekt a Holdhoz: az ESMO

Feltehetőleg nem sokan találkozhattatok az ESMO-programmal még akkor sem, ha napi rendszerességgel értesültök a legújabb űreseményekről. Ez nem csoda, hiszen sajnos e nagyszerű kezdeményezésről kevés szó esik, ami a magyar nyelvi irodalomra különösen igaz. De miről is szól az ESMO és miért olyan különleges? Erről szól a következő bejegyzés. 

Érdekes elképzelés született a közelmúltban, mely szerint európai egyetemisták részére építenek egy keringőegységet és azt az Európai Űrügynökség (ESA) egy alkalmas hordozórakétájával Hold körüli pályára juttatják. Ez lenne az ESMO (European Student Moon Orbiter, Európai Tanulói Holdi Keringőegység), melynek programjához jelenleg 19 európai egyetem társult (francia, német, olasz, lengyel, brit, spanyol, szlovén, belga, cseh, észt és román egyetemek csoportjai). A projekt az ESA oktatási irodájának gondozásában fut. A fejlesztések csendben és lassan haladnak. Az indulást 2014 elejére tervezték – egy szakértő véleménye szerint az ESMO komoly költségvetési gondokkal küzd, mely a program végét is jelentheti. Az űrügynökség által indított Education Satellite Programme negyedik tagja, fejlesztését az ESTEC (az ESA űrküldetéseket irányító részlege, központja a hollandiai Noordwijkban van) koordinálja. A projekt célja az első olyan holdszonda megépítése és működtetése, melyet teljes egészében az ESA tagállamaiban és/vagy együttműködő államaiban tanuló egyetemi hallgatók terveznek, építenek és üzemeltetnek. Ide értendő az űreszköz odajuttatása, felvételek készítése és a Földre továbbítása oktatási célokra, mérések végzése valamint korszerű technológiák demonstrációja. Nem utolsó szempont, hogy a jövő űrmérnökei valódi tapasztalatokat szereznek szakterületükön. A kivitelezéshez szükséges űripari beszállító a Surrey Satellite Technology Ltd. lett még 2009-ben. Az ESMO egy megközelítőleg 190 kg tömegű, és 76ˣ74ˣ74 cm-es dimenziójú test lesz, fedélzetén a következő berendezésekkel:

-          Kis látószögű kamera. Felvételek készítésére alkalmas. Az elképzelések szerint középiskolások (is) választhatnák ki az aktuális holdfelszíni alakzatokat.

-       Technológiai demonstrációs eszköz (LunaNet). Az Internethez hasonló hálózat alkalmazhatóságát hivatott kipróbálni. A későbbi holdi űreszközök egymás közti kommunikációjára lesz alkalmas.

-        Sugárzásfigyelő

-       Radar a holdfelszín letapogatásához.

- Passzív mikrohullámú radiométer a regolit hőmérsékleti és dielektromos tulajdonságainak meghatározására.

Az ESMO energiaellátásáról a testre szerelendő napelemek gondoskodnak, 170 wattos kezdeti teljesítményt szolgáltatva. Navigációját az ADCS (Attitude Determination and Control System) végzi két csillagkövető, négy napszenzor, két pályameghatározó egység és négy lendkerék segítségével. Az űreszköz három tengely körül stabilizált lesz, pályamódosításra nyolc hideggázas fúvóka áll majd rendelkezésre. Kommunikációja S-hullámsávon történik majd, a jelek vételét a raistingi, a villafrancai, a perthi és kouroui követőállomások végzik (utóbbiak csak indításkor és a földközeli manőverek során játszanak majd szerepet). Az ESMO más műhold(ak) társaságában fog GTO-pályára kerülni, ahonnan saját hajtóműveivel indul a Hold felé ( négy, egyenként 22 N tolóerőt adó MON/MMH üzemű rakétamotorral). Három hónapig utazik egyre elnyúltabb pályán a Nap-Föld rendszer L-1 pontjáig. Innen újabb pályamódosítással jut el kísérőnkhöz, ahol elméletileg hat hónapig fog dolgozni.

Az ESMO jelenleg tervezési fázisban van. A projekten több mint 200 diák dolgozik annak ellenére, hogy megvalósulása kérdésesnek tűnik. Mindenesetre bízzunk abban, hogy ez a nagyszerű kezdeményezés nem csak kezdeményezés marad…