Hogyan lehet súlytalanság a Virgin űrjárművén, ha csak egy vadászgép sebességével halad? 

Egyszerűbb utazás, nagy élmény

Az utóbbi időben végre lendületet kapott a több évtizede egy helyben toporgó, sőt az amerikai űrsikló-program befejezésével vissza is lépő űrhajózás. Először Elon Musk vállalata, a SpaceX hozta létre a többször használható rakétát, csökkentve a hagyományos űrhajózás költségét és nem mellesleg újra az USA földjéről embert küldve az űrbe, ráadásul most már fejlesztik hozzá az űrjárművet, ami ugyancsak visszatér, így többször lehet vele utazni.

Időközben azonban megfogalmazódott a gondolat, hogy egy sokkal egyszerűbb és ezért olcsóbb járművel is el lehetne jut a világűr határának tekintett 80 km-es magasságig, vagy azon egy kicsit túl. Ehhez az utasoknak különösebb felkészülés sem szükséges, hisz alig megterhelőbb egy repülőútnál: rövid ideig tart, de mégiscsak lényegében

ugyanazt láthatják, mint a föld körüli pályán keringő űrhajósok.

Az első fecske és a következő versenyző

Az elgondolást először a brit származású Richard Branson vetette fel immár 17 éve, majd többi sikeres vállalkozásának, a Virgin-birodalom cégeinek eredményéből meg is alapította az első magán űrcéget, a Virgin Galacticot, és megkezdte a fejlesztéseket. Mint a legtöbb tudományos úttörőnek, neki is hosszú és sok kudarccal tarkított utat kellett bejárnia, sőt sokszor úgy nézett ki, nem is jön össze a dolog, mintha annak határt szabna a fizika.

Végül azonban mégis siker koronázta az erőfeszítéseket, és bár közben megjelent az ugyanezt a célt kitűző harmadik magán űrcég, a Blue Origin, mint konkurencia, Branson úgy gondolta, hogy ha már ilyen rég dolgozik az ügyön, előbb fog repülni, mint Jeff Bezos. Így is lett, és talán még maga Bezos is úgy érezheti, hogy Bransont illette meg az elsőbbség, hisz ő maga sokkal később vágott bele a vállalkozásba.

Kisebb sebesség, kevesebb üzemanyag

De vajon miért is egyszerűbb sokkal ez a repülés, mint a Gagarin által 60 éve elkezdett űrhajózás, és mennyiben lehet forradalmi a jövő tekintetében? Nos, a hagyományos űrhajózás lényege, hogy az űrjármű föld körüli pályára áll, ahol nincs szüksége további energiához arra, hogy azon is maradjon. Ehhez olyan nagy sebességre van szükség, amelynél az űrhajóra ható gravitációs erő megegyezik a gyors föld körüli pályán létrejövő centrifugális erővel (ezért van a súlytalanság is). Ez pedig közel 27 ezer km/órás sebességet jelent, a hangsebesség jóval több mint 20-szorosát.

Ennek eléréséhez óriási energiára van szükség, aminek nagy részét csak külön, óriási tartályban szállított üzemanyaggal és folyékony oxigénnel lehet biztosítani, azonban nem csak a felgyorsulás a komoly feladat, hanem visszaérkezéskor a lelassítás is. Mivel nincs már üzemanyag arra, hogy ugyanezzel a módszerrel lehessen lelassítani is a járművet, marad a légkörbe visszaérve a közegellenállás. Csakhogy ez olyan magas hőmérsékletet hoz létre az űrhajó körül, hogy az vagy elég az utaskabin kivételével, vagy hőálló anyaggal kell befedni, ami az űrsiklóknál nem sikerült tökéletesen: ez lett az egyik jármű végzete.

A most megvalósított repülésnél ezzel szemben

nem kell ilyen nagy sebességet elérni, mivel nem állnak földkörüli pályára.

A jármű csak addig emelkedik, amíg kitart az üzemanyag, majd egyszerűen visszazuhan, és a légkör sűrűbb részében vitorlázórepülőként tér vissza. Így a hagyományos űrrepüléshez szükségesnek csak töredéke az üzemanyagigény, és miután nincs szó különösen nagy sebességről, a súrlódás sem okoz érdemi problémát.

Egy kis súlytalanság

A Virgin járművét egy repülőgép viszi fel több mint 10 km magasságig: ennek jelentősége, hogy így még kevesebb üzemanyag kell a járműbe. Ott a repülő elengedi a járművet, az begyújtja rakétáját, amihez persze már ugyanígy vinni kell a folyékony oxigént, mint az űrhajóknak, megfelelő irányba áll, és innen majdnem úgy emelkedik, mint az űrhajók. A különbség: csak a hangsebesség két és félszeresére gyorsul, mint a vadászrepülők a légkörben. Igen ám, de akkor vajon hogyan lehet az utasoknak egy kis súlytalansági élményt nyújtani?

Szabadesés

Nos, a megoldás egyszerű, sőt, ki sem lehet hagyni a folyamatból, vagy csak többlet üzemanyag felhasználásával lehetne. Az történik ugyanis, hogy amikor a jármű elérte a legnagyobb magasságot (85-90 km körül), akkor a rakétahajtómű leáll, így innentől az egyetlen erő, ami hat a járműre, az a gravitáció. Ezért

a jármű zuhanni kezd, mégpedig szabadeséssel,

mivel ebben a magasságban olyan ritka a légkör (100 km magasan a levegő sűrűsége a földfelszíni mérték egymilliomod része), hogy nincs érzékelhető légellenállás.

Szabadeséskor pedig fellép a súlytalanság,

és az sem meglepő, hogy nagyjából egy percen át látható, hogy vidáman lebegnek az utasok a kabinban, mivel ez az állapot addig tart, amíg a légkör értelmezhetően sűrűbb részét el nem érik, és itt a légellenállás már a gravitáció ellen kezd dolgozni. Ekkor az utasoknak már célszerű visszamászni a helyükre, hogy ne legyen baleset súlyuk visszatérésekor.

Fékezés és leszállás

Ez persze nem hirtelen következik be: ahogy a közegellenállás növekszik, fokozatosan tér vissza az utasok súlya, azonban 1-2 percnél ez sem több idő, mivel ekkor már igen csinos sebességgel zuhannak. Egy perc szabadesés során 2160 km/órára gyorsulnak, ekkorra 18 km-t zuhantak: a következő fél perc elteltével már 3200 km/óra lenne a sebesség és már összesen 40 km-t zuhannának, de ekkor már hatni kezd a közegellenállás, így a gyorsulás fokozatosan megszűnik. A sűrűbb légkörben már erős lassulás következik be: végül a jármű vitorlázórepülő módján teszi meg az út végét, és száll le a kiindulási repülőtérre.

Bárki utazhat

Így egy viszonylag egyszerű, rövid, de az űrutazás minden élményét kínáló utazási lehetőség jött létre: a Virgin tervei szerint jövőre már fizető utasokkal mehetnek a járművek. Az ár egyelőre magas lesz, idővel azonban a költségek csökkenésével olyan szintre mérséklődhet, ahol már, ha nem is bárkinek, de

sokaknak elérhető lesz a rövid űrutazás.