hirdetés
hirdetés

A NASA hernyótalpas űrhajószállító járművei

Rakomány: 1 darab űrsikló

5,5 kilométer. Ennyi a távolság a floridai Kennedy Űrközpont szerelőcsarnoka és az űrrepülőgépek indítására használt 39A indítóállás között. Kényelmes tempóban ez kb. 70-80 perc alatt lesétálható, de az amerikai űrsikló-programban felhasznált Space Shuttle-ök ekkora távolságot a szó szoros értelmében két pillanat alatt (2 x 400 milliszekundum) tettek meg.

hirdetés

Persze csak az űrben, amikor a földfelszínhez képest 28 000 km/h-s sebességgel száguldottak. Amikor a „földön jártak”, akkor a kényelmesen sétáló ember is könnyen lehagyta őket, hiszen ilyenkor mindössze másfél kilométert tettek meg óránként. Persze nem maguktól, hanem egy olyan gép hátán, amely akkora, mint egy kosárlabdapálya, annyit nyom, mint a Szabadság-híd, és a fogyasztása elérheti a 30 litert; csak nem 100 kilométeren, hanem 100 méteren. Azt gondolják, ezek a legérdekesebb adatai a NASA „Crawler Transporter”-nek nevezett űrhajószállító járműveinek? Akkor olvassák el ezt a cikket!

Biztosan van olyan az olvasók között, aki elgondolkodott már azon, hogy kerül az űrsikló a leszállóhelyről az indítóállásra. Hiszen előbbi helyen „vízszintes” helyzetben van, nincs rajta az üzemanyagtartály és a két gyorsítórakéta, utóbbinál pedig függőlegesen áll az indítóállványhoz „szíjazva”, összekapcsolódva a három tartozékkal. Ráadásul nem is ugyanott van a leszállópálya és az indítóállás (sőt, több helyen is le lehet szállni).

Leszállást követően az űrrepülőgépet gondosan átvizsgálják (még vízszintes helyzetben), majd bevontatják a Kennedy Űrközpont szerelőcsarnokába (Vehicle Assembly Building – VAB), ahol a szó szoros értelmében felállítják egy nagy daru segítségével. Ezután a függőleges helyzetben levő űrsiklót összekapcsolják az (ekkor még üres) üzemanyagtartállyal és a két gyorsítórakétával (a részegységeket összehegesztik). Amikor az összeszerelés kész, egy speciális járművel aláállnak, majd az űrjármű megkezdi útjának első szakaszát, elindul az indítóállás felé. Na de milyen jármű az, amelyik képes a hátára venni egy űrhajót? A mai cikkben róla lesz szó. A neve Crawler Transporter.

A „száraz” adatok

A NASA által használt „Crawler Transporter”-ek (magyarul „Lánctalpas szállító”) a világ legnagyobb szárazföldi szállítójárművei közé tartoznak. Maga a koncepció egyszerű; az űrjárműveket egy darabban, egy hatalmas „tepsiben” szállítják az indítóállásra. Ehhez azonban szükség van a cseppet sem egyszerű járművekre és eljárásokra, amelyekről mindjárt bővebben szót ejtünk. Előbb azonban nézzük meg, mit is tud egy ilyen szerkezet.

A Crawler Transporterek (CT) tulajdonképpen óriási lánctalpas „űrhajó-hordozók”, amelyek maguktól (vontatás nélkül) képesek mozogni. A gépek méreteiről és tömegéről később esik szó, addig legyen elég annyi, hogy az űrhajók szállítására alkalmas „plató”, hivatalos nevén Mobile Launch Platform (hordozható indítóplatform) 40 méter hosszú és 35 méter széles, tömege pedig önmagában 4000 tonna. A szerkezet négy ponton kapcsolódik magához a járműhöz (ezek a pontok egy 27-szer 27 méteres képzeletbeli négyzetet feszítenek ki).

A Crawler Transporter a hordozható indítóplatform (Mobile Launch Platform) nélkül
A Crawler Transporter a hordozható indítóplatform (Mobile Launch Platform) nélkül

A szállítógépek meghajtásáról, vezérléséről és energiaellátásáról több különböző rendszer gondoskodik, mindegyiket a fedélzeti dízelmotorok látják el energiával. Az óriásjármű haladásáért 2 darab ALCO-gyártmányú, egyenként 2750 lóerős, 175 literes, 16 hengeres négyütemű turbódízel felel. Ezeket a hajtóegységeket eredetileg közepes amerikai dízelmozdonyok hajtására tervezték. A motorok persze nem a személyautókban megszokott sebességváltókon keresztül hajtanak, hanem négy darab egyenáramú dinamót (teljesítményük 1000 kW, azaz 1360 LE) forgatva termelik az áramot a hernyótalpaknak helyet adó forgózsámolyokban elhelyezett villanymotorok számára.

És ha már itt tartunk. A CT-k nem hagyományos (gumiköpenyes) kerekeken, hanem lánctalpakon gurulnak (nem is akármekkorákon). A jármű mind a négy sarkában két lánctalp viseli a rá eső járműtömeget. A lánctalpak egyenként 57 lánctalp-tagból állnak, mindegyik elem 2,4 méter hosszú és 45 centi széles, tömegük (szintén darabonként) 1 tonna – ebből kiszámolható, hogy a lánctalpak önmagukban közel 500 tonnát nyomnak összesen. Minden lánctalpat két (egyenáramú) villanymotor hajt, ezek teljesítménye 340 lóerő egyenként.

A Crawler Transporter részegységei
A Crawler Transporter részegységei

A lánctalpasoknak külön áramrendszere van vezérléséhez, irányításához és világításához is, hiszen ahhoz is rengeteg energia kell. A kiegészítő rendszer váltakozó áramú, két darab külön dízelmotor végzi az ellátást. Ezek a gépek Cummins gyártmányú 1100 lóerős, V8-as turbódízelek, egyenként egy generátort hajtanak (375 kW/db). De mihez is kell ennyi?

A kormányzáshoz, hogy mást ne említsünk. A hagyományos személyautókon minimális gépteljesítményt (vagy semennyit – lásd szervokormány nélküli autók) felhasználó kormányázás ekkora járművek esetében már elég nagy teljesítményt visz el. A négy forgózsámolyt külön-külön lehet kormányozni, mindegyiket egy-egy 100 lóerős olajszivattyú által ellátott szervomechanizmus fordítja el. A kormánygépek csöveiben iszonyatos, 350 bar-os nyomású olaj kering, összesen csaknem 10 ezer liter kell erre a célra a különleges folyadékból.

És ez még nem is a legkomolyabb rendszer, amit a Crawler Transportereken felfedezhetünk. A szállítójárművek (a meghajtás mellett) legfontosabb berendezése a rakomány stabilitását biztosító hidraulikus rendszer. A rakományt – jelenesetben az űrhajót vagy űrrepülőgépet – mindenképpen egyenesen kell tartani, mert különben a (külső üzemanyagtartállyal együtt) felállított állapotban 15 emelet magas űrrepülőgép a legkisebb széllökéstől vagy sebességváltozástól is úgy dőlne fel, mint egy üres kólásflakon (természetesen azért többszörösen túlbiztosított rendszerekről beszélünk).

Az „A” sarok a vezetőfülkével. A lánctalp méreteiről a mellette álló ember is tanúskodik. A képen jól látszik kettő a lánctalp-párt hajtó négy villanymotorból
Az „A” sarok a vezetőfülkével. A lánctalp méreteiről a mellette álló ember is tanúskodik. A képen jól látszik kettő a lánctalp-párt hajtó négy villanymotorból

Fontos tudni továbbá, hogy nemcsak az űrsiklókat szállították ezekkel a gépekkel, hanem az Apollo-program befejezéséig a holdutazásokhoz használt Saturn V-ös rakétákat is. Utóbbi űrjárművek 111 méteres magasságukkal a legnagyobbnak számítanak a mai napig (ez kb. 35 emelet, magasabbak, mint a Parlament). A platformot mozgató hidraulikus rendszert úgy tervezték, hogy a vízszinteshez képest mindössze 10 ívperc (egyhatod fok) maximális kitérést engedélyezzenek.

Mivel a rakomány ugyanakkora szögben tér ki függőlegesen, mint a plató vízszintesen (egymás merőleges szárú szögpárjai), ez a 111 méteres rakéták hegyénél 30 centit jelentett. Talán nem tűnik olyan nagyon kicsinek, de arányaiban olyan, mintha egy másfél literes ásványvizes flakont csak kb. 1 milliméternyit téríthetnénk ki. És mindezt ezzel a rendszerrel kell(ett) megoldani, üzembiztosan! A járművek egyébként lézerirányzék segítségével tudnak egyenesen haladni; így minimalizálható az irányváltoztatások száma, amelyek további megterhelést jelentenek a hidraulikus rendszereknek.

A platformot tartó hidraulika „tünteti el” a dőlést akkor is, amikor a Crawler Transporterek az indítóálláshoz vezető 5 %-os rámpán viszik fel az űrhajókat (a platót tartó 50 centi átmérőjű munkahengerek 185 centis szintkülönbséget tudnak „kisimítani”, és mind a négy sarok külön-külön süllyeszthető-emelhető). A rendszer 8 darab szivattyúja percenként 200 liter 200 bar nyomású olajat használ fel.

A fenti méretek ismeretében talán nem meglepő a CT-k tömege, amely üresen (a platform nélkül) is eléri a 2700 tonnát. Maga a platform ugyebár 4000 tonnás, tehát amikor az 1800 tonnás (még fel nem tankolt, de már összeszerelt) űrsiklót is ráhelyezték, akkor összesen 8500 tonnát kellett hordoznia a nyolc hernyótalpnak. Érdekes tény, hogy a csaknem tízezer tonnás tömeg ellenére lánctalpak által a talajra kifejtett nyomás (azok nagy érintkező felülete miatt – 20 négyzetméter/lánctalp) nem sokkal nagyobb egy hagyományos személyautóénál (mintegy 5 bar); persze a CT-k nem aszfaltúton, hanem kavicságyon szállítják az űrhajókat, mert az nem olyan sérülékeny, nem púposodik fel, és könnyebben lehet utólagosan javítani, pótolni

Nem véletlen, hogy még az összesen 5500 lóerős dízelmotorokkal is mindössze 1 mérföld/órás (1,6 km/h) sebességet tudott elérni terhelt állapotban (terheletlenül 2 MPH-t, azaz 3 km/h-t). A fedélzeti dízelmotorok összfogyasztása ekkor elérte a mérföldenkénti 125 gallont, azaz 1 kilométeren mintegy 300 liter zúdult be a dízelmotorok égéstereibe (ez időegységre vetítve egyébként a jármű méreteihez és a szállított tömeghez képest nem olyan nagyon sok; tekintve, hogy 100 métert a jármű 4 perc alatt tett meg, ez 500 liter/órát jelent). A fogyasztás tekintetében egyébként a 19 ezer literes üzemanyagtartály nem is mondható kicsinek, főleg annak tudatában, hogy az űrhajószállítók egyszerre csak néhány kilométert tesznek meg (egy „menet” 5-8 óráig tartott a szerelőcsarnoktól az indítóállásig).

A Crawler Transporterek 50 éves története

Az űrhajószállító koncepciója természetesen már akkor felvetődött, amikor az amerikai űrprogram 1958-ban megkezdődött. Az építés még sürgetőbbé vált, amikor elindultak az első emberes küldetések, pláne akkor, amikor Kennedy elnök megtette híres bejelentését, miszerint az 60-as évek végéig embert küldenek a Holdra. Több elgondolás közül (hagyományos gumiköpenyes járművek, vontatott „szárazföldi uszályok”) végül a saját meghajtással rendelkező lánctalpas szállítóeszközöket választották. Olyan elképzelés is volt, hogy az indítóállás egybe legyen építve az űrhajó-hordozóval, de végül a leszerelhető platform mellett döntöttek.

A Saturn V rakéta elhagyja a szerelőcsarnokot (VAB)

Ezen a képen is látszik, mekkora mérnöki feladat lehetett ezeket a járműveket megépíteni. A hatalmas lánctalpasok is eltörpülnek az indítóállvány és a 111 méter magas rakéta mellett (pontosabban alatt). A Saturn V-ről egy érdekesség: nemcsak a legnagyobb űreszköz volt, hanem az ember által valaha épített legnagyobb teljesítményű jármű is. Az első fokozat teljesítménye két és fél percig elérte a hihetetlen 190 GW-ot, azaz a 260 millió lóerőt! Ekkor a rakéta másodpercenként mintegy 5000 liter üzemanyagot fogyasztott (hidrogén + oxigén + RP-1 kerozin).

A járművek tervezése 1963 márciusában kezdődött meg Ohióban, az építést az amerikai Marion Power Shovel cég vállalta (emiatt a járművek egyik beceneve is Marion), 1963 decemberében a csaknem kész járművet átszállították Floridába, ahol 1964 novemberében lett kész teljesen, de csak 1966-ban állították szolgálatba (a lánctalpak golyóscsapágyai több hónapos fejtörést okoztak a tervezőknek, ugyanis nem bírták az igénybevételt). A többes szám egyébként nem véletlen, ugyanis nem egy, hanem két ilyen jármű áll a NASA szolgálatában (becenevük Hans és Franz). A CT-k ára 14 millió dollár volt 1962-es árfolyamon (ez 2014-es dollárban 110 millió, azaz 27 milliárd forint).

A CT-k közlekedését lehetővé tevő speciális útpálya építése 1965-ben fejeződött be (az út kavicsborítású, alatta vékony aszfaltréteggel, az alatt pedig mészkő). 1966 májusában próbálták ki, hogy a hordozható indítóplatformos rendszer működőképes-e a valóságban is; a teszt sikerrel járt. A járművek első éles bevetése 1967. augusztus 26-án volt, amikor az Apollo-4 küldetés keretében a cikkben már említett Saturn-V-ös rakétákat szállították az indítóállásra (ez még ember nélküli misszió volt). 1968. október 9-én az Apollo-8 (az első emberes Apollo-küldetés), majd a híres 1969. júliusi Apollo-11 küldetésnél is ezek a gépek vitték az űrhajókat az indítóállásra. A járművek az egész Apollo-programot kiszolgálták, utána a 70-es években az amerikai Skylab, illetve az amerikai-szovjet Apollo-Szojuz programban is hasznukat vették.

Az Ares I-X rakétával 2009 októberében (Fotó: J. Pfaller)
Az Ares I-X rakétával 2009 októberében (Fotó: J. Pfaller)

Amikor a fenti programok befejeződtek, a 70-es évek végén az indítóplatformokat átalakították, hogy alkalmasak legyenek az új űrsiklók szállítására. A lánctalpasokhoz nem nyúltak hozzá különösebben (1980-ban viszont mindkét gép új, japán gyártású lánctalp-garnitúrákat kapott – ez csaknem 1000 lánctalp-tag cseréjét jelentette). 1979-ben próbálták ki az új rendszert az űrrepülésre egyébként alkalmatlan Enterprise űrsiklóval, majd 1980-ban a Columbiával. A Crawler Transporterek végigszolgálták a több mint száz küldetést számláló űrsikló-programot, közel 50 évig gyakorlatilag hiba nélkül üzemeltek, eközben egyenként 5500 kilométert tettek meg (ez valamivel több, mint Los Angeles és New York távolsága) Csak egy komolyabb konstrukciós hiba volt, amikor 2003-ban néhány lánctalp-tag megrepedt, ezért 2005-ben újra lecserélték őket.

A lánctalpas szállítók jövője

A Space Shuttle-ök 2011-es nyugdíjazása, de még inkább az új Hold- és Mars-programnak nevezett Constellation-tervezet leállítása miatt a Crawler Transporterek mára gyakorlatilag rendszeres munka nélkül maradtak. Az egyik példányt 2012-ben felújították, hogy az új, nehezebb indítóplatformot is elbírja. Állítólag a felújított jármű akár 8000 tonnát is képes lesz így elszállítani, tehát valószínű, hogy a jövő űrprogramjaiban is számolnak a hernyótalpasokkal.

Veit András
a szerző cikkei

hirdetés
Ha hozzá kíván szólni, jelentkezzen be!
 
hirdetés
hirdetés
hirdetés

Kiadónk társoldalai

hirdetés