1. oldal
Érdekes, sok szempontból döbbenetes előadást tartott kedden a Mexikóban rendezett Nemzetközi Asztronautikai Kongresszuson Elon Musk, a SpaceX alapító igazgatója. Az sosem volt különösebb titok, hogy a dél-afrikai születésű üzletember azért vágott bele az űrbizniszbe, mert el akar jutni (de legalábbis embert akar juttatni) a Marsra. A konferencián hallottak alapján ennek megvalósítására lehet is esélye, bár a dolog nem lesz egyszerű.
A Musk által vázolt terv, vagyis az Interplanetary Transport System (Bolygóközi Szállítási Rendszer, ITS) keretében a SpaceX vezetője egymillió embert juttatna el a Marsra, ahol felépítené az első emberi várost is. Ehhez több tízezer űrhajóra és rengeteg időre lenne szükség, a megvalósítás azonban már ebben az évszázadban megkezdődhet. Ahhoz ugyanakkor, hogy bármi is legyen az elképzelésből, rengeteg mindennek össze kell jönnie, ahogy ezt maga Musk is leszögezte. A következőkben azt tekintjük át, hogy mit mutatott be kedden Musk, és hogy a tervből mi mennyire látszik megvalósíthatónak.
A SpaceX-alapító és munkatársai elképzelései szerint a marsi küldetésekre egy, a holdutazások során használt Saturn V-nél nagyobb rakétát fejlesztenének ki, amelynek tetején egy 100 ember befogadására és ellátásra alkalmas űrhajó kapna helyet. Egy-egy ilyen rakéta először Föld körüli pályára állítaná az űrhajót, visszaszállna a Földre, ráraknának egy üzemanyagtartályt, majd ezt is kilőnék vele. A tartály odafent összekapcsolódna a személyszállító hajóval, megtankolná azt, majd a szétválás után indulhatna is az utazás a Mars felé. A vörös bolygónál légköri fékezéssel lassítanák le az űrhajót, amely függőleges landolna.
Annak érdekében, hogy mindez valósággá váljon, négy kritikus mérnöki kihívást kell megvalósítaniuk a SpaceX munkatársainak. A hordozórakétának teljesen újrafelhasználhatónak kell lennie, az űrhajót Föld körüli pályán kell üzemanyaggal és oxigénnel feltankolni, megfelelő üzemanyagot kell találni a célra és meg kell oldani ennek marsi előállítását is. Egyik lépés sem lesz könnyű, de elvi akadálya nincs teljesítésüknek.
Ami a rakétát illeti, az egyelőre névtelen hordozó 122 méter magas és 12 méter széles lesz (a Saturn V 111 x 10 méteres volt). Méreteinél is döbbenetesebb azonban a jármű tolóereje, ami 130 kN lesz, vagyis 3,5-szöröse a holdrakétáénak. Az új hordozórakéta 500 tonna teher Föld körüli pályára állítására lesz alkalmas, ami példátlanul soknak tűnik. Az eddigi legsúlyosabb teher, amit eddig sikerült stabil pályára állítani, az Apollo–17 és a Saturn V harmadik, Holdig utazó fokozata volt, ezek együtt összesen nagyjából 140 tonnát tettek ki.
A nagy tolóerőre ugyanakkor szükség is lesz, hiszen az űrhajó is óriási. Az 50 méter hosszú, 19 méter átmérőjű űrjármű olyan nehéz lesz, hogy még ez a hatalmas rakéta sem elég pályára állításához. A stabil pálya eléréséhez az űrhajó saját hajtóműveit is be kell majd indítani, és a manőver fel fogja emészteni az űrjármű üzemanyag-készleteinek javát. Ezért kell a Marsra indulás előtt újratölteni az űrjárművet, mind üzemanyaggal, mind az ennek égéséhez szükséges oxigénnel.
Mindehhez újrafelhasználható rakétákra is szükség van, amelyek fejlesztésével elég jól áll a SpaceX. A Falcon–9 első fokozata hat sikeres leszálláson van túl, így Musk mérnökei pillanatnyilag mindenki másnál jobban tudják, hogy mire lehet szükség egy ennél sokkal nagyobb hordozó függőleges landoltatásához. A cég alapítója előadásában azt is elmondta, hogy ami a Falcon–9-et illeti, minden leszállásból tanulnak valamit, és éppen ezért minden landolás egyre tökéletesebb lesz.
2. oldal
Az ITS hordozórakétája elvileg 20 perccel az első kilövés után már vissza is térhet a kilövőhelyre. Ott átvizsgálják és feltankolják, majd egy „tankhajót” illesztenek a tetejére. A tanker lényegileg ugyanúgy épül fel, mint az eddigre pályára állt űrhajó, amivel szintén pénzt lehet spórolni, hiszen a két jármű az utolsó simításoktól eltekintve egy gyártósoron készülhet. Az üzemanyag-szállító ezt követően szintén Föld körüli pályára áll, majd rákapcsolódik a személyszállító hajóra. A hajtóanyagot és az oxigént áttöltik a Marsra induló űrhajó tartályaiba, majd a teljes manővert annyiszor ismétlik meg, amíg elég üzemanyaga lesz a marsi hajónak az út megtételéhez.
Ha mindez megvan, a személyszállító hajó elhagyja a Föld körüli pályát, bolygóközi sebességre kapcsol, majd néhány hónap alatt eléri a Marsot. Itt az űrsiklókhoz hasonló módszerrel, légköri fékezéssel fog lelassulni, majd hajtóműveit begyújtva függőlegesen landol. Ezen a ponton azonban nincs vége a történetnek, ami a szállítást illeti. Ahhoz ugyanis, hogy megfizethetővé és kétirányúvá váljon a marsutazás (és ne legyen tele a bolygó készleteikből kifogyott űrhajókkal), haza is kell juttatni az űrjárművet, mégpedig olyan üzemanyaggal, ami helyben, a Marson kerül legyártásra.
Pillanatnyilag a terv ezen része tűnik a technikailag legnehezebben megvalósíthatónak. A rakéta és az űrhajó Raptor hajtóművekkel lesz felszerelve, amelynek első prototípusa már elkészült, és a napokban tesztelték is. A Raptor sokkal erősebb lesz a SpaceX által jelenleg használt Merlin hajtóműveknél, és rendkívül hideg, folyékony metánnal fog üzemelni. A folyékony metánnak számos előnye van a jelenleg használt rakéta-hajtóanyagokkal szemben, hiszen ezt alkalmazva nagyobb tolóerejű és méretű rakéták építhetők, ráadásul a marsi vízből és szén-dioxidból elvileg helyben is legyártható lehet az anyag.
A metánt használó hajtóművek megépítése ugyanakkor nem lesz egyszerű feladat, ahogy az sem teljesen világos, hogy pontosan hogyan fognak az első marsutazók a vörös bolygón metánt előállítani. A folyamat kémiája persze ismert, de a gyakorlati megvalósításhoz tetemes mennyiségű jeget kell bányászni, ezt meg kell tisztítani a szennyeződésektől, és csak ezt követően kezdődhet meg a tényleges üzemanyaggyártás. Mindehhez nagy méretű gépekre lesz szükség, amelyek marsi körülmények közt sem romlanak el, hiszen javításuk és pótlásuk az első földi látogatók megérkezését követően még hosszú ideig problémás lesz.
A gondok sora ezzel nem ér véget. Egyrészt még soha, senki nem próbálkozott egy ekkora méretű újrafelhasználható rakéta megépítésével. Másrészt meg kell oldani az autonóm űrbéli dokkolást. (Ennek rendszerét egyébként már jövőre tesztelik a Dragon űrhajó és a Nemzetközi Űrállomás között.) Harmadrészt rövid időn belül többször ki kell lőni ugyanazt a rakétát. Végül pedig arról sem szabad elfeledkeznünk, hogy a SpaceX eddig még nem küldött embert az űrbe. Ezek persze kellő idő és pénz ráfordításával mind megoldható problémáknak tűnnek, de az is látszik belőlük, hogy még hosszú időbe telhet, mire a Musk által bemutatott látványos animáció megvalósul.
A marsi metángyártás mellett továbbá felmerül még egy gond, amelyre jelenleg még nem nagyon van kiforrott megoldás. Az ITS-szel egy marsi utazás 80–140 napot vesz igénybe, ami alatt az űrhajósok sugárzásvédelméről is gondoskodni kell. Ez a holdutazások idején a küldetések rövidsége miatt kevésbé volt probléma (illetve nem is nagyon foglalkoztak vele), az űrállomást pedig megvédi a Föld magnetoszférája, de a nyílt űrben komoly gondot jelenthet a sugárzás.
Bár a bolygóközi térben az ionizáló sugárzás rendszerint nem túlságosan veszélyes, egy-egy napkitörés során gyakran indulnak útnak halálos részecskefelhők. Annak az esélye persze nagyon kicsi, hogy egy ilyen eltalálja az űrhajót, de a valószínűség minden űrben töltött nappal, és minden újabb űrhajóval növekszik. Musk pedig űrhajók tízezreiről beszél, ennyi utazás esetén pedig már ezt a veszélyt sem lehet figyelmen kívül hagyni.
3. oldal
A víz persze remek sugárvédelmi eszköz, így az űrhajó tervezésekor érdemes lenne ennek szállítását úgy megoldani, hogy a készletek a sugárzás ellen is bevethetők legyenek. Ezzel elérkeztünk egy egész csokor újabb problémához. Az űrhajókon meg kell oldani a levegő és a víz újrafelhasználását, ellátmányról és elfoglaltságról kell gondoskodni az utasoknak, és azt is meg kell oldani, hogy ezek kibírják a több hónapos összezártságot a viszonylag kis helyen. Az sem világos egyelőre, hogy mi lesz, ha az első hajó megérkezik a Marsra. Az utasoknak ugyanis a bolygó felszínén is szükségük lesz valamilyen védett helyre, amely a sugárzástól és a portól is megóvja őket, és élhető körülményeket biztosít számukra.
Végül néhány szó az anyagiakról. Musk elmondása szerint jelenleg teljes egészében a SpaceX állja a fejlesztési költségeket, évente néhány tízmillió dollárt fordítva a marsmissziók megvalósításához szükséges kutatásokra. (A Raptort is saját zsebből fejlesztik, bár az amerikai légierő nemrégiben már beszállt valamennyivel a projektbe.) Mielőtt teljes lendülettel nekieshetnének ennek a projektnek, be kell fejezniük a Falcon Heavy fejlesztését, amire remélhetőleg a jövő évben sor kerül.
Az már most világos, hogy az ITS megvalósítását a SpaceX nem tudja egyedül fedezni. Egyetlen rakéta, űrhajó és tanker legyártása több mint 500 millió dollárba kerül majd, ami még akkor is rengeteg pénz, ha mindezen elemeket újra és újra felhasználják. Musk pedig több ezer ilyen együttest akar megépíteni. A SpaceX-es csapat azt reméli, hogy idővel a NASA és a többi magáncég is beszáll a projektbe. Ennek a másik oldalról is lenne haszna, hiszen a többiek megspórolhatják a kutatási és fejlesztési fázist, és egyszerűen lemásolhatják a SpaceX-es terveket. Ha pedig beindul az ITS, egy idő után profitot is fog termelni, hasonlóan a cég jelenlegi műholdszállító szolgáltatásához.
A SpaceX malmára hajthatja a vizet, hogy az ITS jelen állás szerint jóval olcsóbb lesz, mint a NASA által fejlesztett Space Launch System (SLS), amely repülésenként több mint egymilliárd dollárba fog kerülni és nem újrafelhasználható elemekből áll. A SLS még messze nincs kész, így a következő években kiderülhet, hogyan vethető össze az ITS-szel. Musk reményei szerint 2020-ra elkészül az első ITS-rakéta prototípusával, és tíz éven belül embert küld a Marsra.
Ez – ismét csak elvileg – megvalósíthatónak tűnik. A SpaceX 2018-ban tervezi a vörös bolygóra küldeni első, még legénység nélküli űrhajóját. Ha a projekt egy kicsit is késik, ki kell várniuk a 2020-as indítási ablakot, amikor a Mars és a Föld pozíciója kedvező. 2024-ben pedig elindulhat az első emberszállító hajó is. Ahhoz azonban, hogy ez megvalósulhasson legalább 10 milliárd dollár befektetésére lesz szükség, mielőtt bármiféle profitot hozna a projekt. Musk előadásában arról beszélt, hogy a végső cél az lenne, hogy 100–200 ezer dolláros jegyeket árulva is hasznot hozzon a vállalkozás. Ezt minden bizonnyal lesz, aki hajlandó kifizetni, egy kényelmes marsi útért cserébe, kérdéses azonban, hogy ki fogja állni a cechet, amíg felépül odaát egy élhető komplexum, és alacsony kockázatúvá válik az utazás.
A Musk által vázolt grandiózus projekt tehát kétségkívül lehetséges, ám hogy mikorra és hogyan lesz megvalósítható, az más kérdés. A SpaceX alapítója ugyanakkor jeleskedik a lehetetlennek tűnő helyzetek megoldásában. A magáncég kis híján csődbe ment, mire a Falcon–1-et feljuttatták az űrbe, de végül sikerült a mutatvány, és azóta is műveltek néhány csodaszámba illő dolgot. Ki gondolta volna például akár két évvel ezelőtt is, az éles tesztek megkezdése idején, hogy össze lehet hozni a függőleges landolást, ráadásul egy tengeren hánykolódó drónhajón? A tavalyi és a legutóbbi baleset persze enyhe megtorpanásokat okozott, de a SpaceX még mindig 90 százalék fölötti sikeraránnyal működik.
Arról, hogy egyáltalán miért akarna bárki is a Marsra menni, Musk a következőket mondta: „Hihetetlen kaland lenne. Azt hiszem ez a leginspirálóbb dolog, amit el tudok képzelni. Az életnek többnek kell lennie a mindennapi problémák megoldásánál. Ideje felébredni és izgatottnak lenni a jövő miatt.” Ha összejön a dolog, az valóban lenyűgöző és hihetetlen teljesítmény lesz. Hogy ebben egyelőre Musk is csak reménykedni mer, azt mi sem jelzi jobban, minthogy a SpaceX alapítója első Marsra induló személyszállító űrhajóját Arany Szívnek tervezi elkeresztelni a terv valószínűtlensége miatt.
