Το Διαστημικό Λεωφορείο μια Νέα Προσέγγιση στο Διάστημα

ΜΕ ένα τρομερό βρυχηθμό που τράνταξε τη γη χιλιόμετρα μακρυά, το πρώτο στον κόσμο διαστημόπλοιο που μπορεί να χρησιμοποιηθεί και πάλι, το Κολούμπια, εξακόντισε με πίεση τα αέρια στην εκτόξευσή του απ’ το ακρωτήριο Κανάβεραλ, στη Φλώριδα, και κατευθύνθηκε προς τον ουρανό, στο διάστημα. Αυτό έγινε στις 12 Απριλίου 1981, ακριβώς 20 χρόνια μετά την πρώτη επανδρωμένη πτήση με τον Ρώσσο κοσμοναύτη Γιούρι Γκαγκάριν. Μετά από 541⁄2 ώρες και 36 περιστροφές γύρω απ’ τη γη, το σκάφος μπήκε φλεγόμενο στην ατμόσφαιρα της γης, η οποία του προκάλεσε τη φωτιά, και προσγειώθηκε σε μια έκταση αποξηραμένης λίμνης στην Καλιφόρνια, στην ακριβή ώρα και ακριβώς στον προσδιορισμένο τόπο.

Αυτό το πραγματικά εντυπωσιακό κατόρθωμα ήταν το αποτέλεσμα 10 ετών εργασίας και κόστισε 10 δισεκατομμύρια δολλάρια (580 δισεκ. δρχ.). Χαιρετίστηκε με τα λόγια «εγκαινιάζει μια νέα εποχή στην εξερεύνηση του διαστήματος.» Άλλοι το περιέγραψαν σαν «τονωτική ένεση» για ένα έθνος που αμφιβάλλει για τις τεχνολογικές του ικανότητες. Ωστόσο άλλοι το χαιρέτησαν με ανάμικτα αισθήματα, λέγοντας ότι «επρόκειτο για μια τρομακτική σπατάλη χρημάτων.»

Γιατί υπήρξαν τόσο ποικίλες αντιδράσεις; Μάλιστα, τι είναι το διαστημικό λεωφορείο και τι υποτίθεται ότι θα κάνει; Αξίζει το κόστος;

Γιατί Έγινε το Διαστημικό Λεωφορείο;

Στο παρελθόν, όλα τα διαστημόπλοια εκτοξεύονταν από πυραύλους μιας χρήσεως οι οποίοι αργότερα καιγόντουσαν στην ατμόσφαιρα ή έπεφταν στα βάθη των ωκεανών. Ακόμη και τα ίδια τα πολυδάπανα διαστημόπλοια κατέληγαν συνήθως σε μουσεία μετά από ένα μόνο ταξείδι. Αλλά με το Σύστημα Διαστημικών Μεταφορών (STS), το επίσημο όνομα του διαστημικού λεωφορείου, τα πράγματα είναι διαφορετικά. Η βάση του συστήματος είναι ένας στόλος από τροχιακά οχήματα, το πρώτο απ’ τα οποία είναι το Κολούμπια που πήρε το όνομα του από το πρώτο πλοίο των Η.Π. που έκανε το γύρο του κόσμου, το 1790. Το διαστημικό λεωφορείο έχει περιγραφεί σαν ένα φορτηγό πλοίο του διαστήματος που μπορεί να κάνει επανειλημμένα ταξίδια με επιστροφή, μέχρι 100 φορές. Αυτή η νέα προσέγγιση θα επιτρέψει, όπως λέει η θεωρία, πολύ πιο οικονομικές διαστημικές πτήσεις.

Τι Πρόκειται να Κάνει;

Έχοντας τη δυνατότητα να μεταφέρει βάρος περί τα 31.000 κιλά (65.000 πάουντς), το τροχιακό όχημα μπορεί να μεταφέρει στο διάστημα τηλεπικοινωνιακούς, επιστημονικούς και στρατιωτικούς δορυφόρους, καθώς και άλλα όργανα—τηλεσκόπια, μηχανές λήψεως ακόμη και πλήρη εργαστήρια. Μπορεί επίσης να μεταφέρει και ειδικούς για να κάνουν πειράματα στο διάστημα, να μελετήσουν του ουρανό και τη γη και να συντηρήσουν ή επισκευάσουν ή και ακόμη να αντικαταστήσουν ελαττωματικά όργανα. Με τον καιρό, θα υπάρξει η δυνατότητα μεταφοράς ανθρώπων και υλικών σε τροχιά για τη δημιουργία διαστημικών σταθμών εκμεταλλεύσεως της ηλιακής ενέργειας για να κατασκευάζονται αντικείμενα στο διάστημα σε κατάσταση ελλείψεως βαρύτητας. Για να τα πετύχει όλ’ αυτά η Εθνική Υπηρεσία Αεροναυτικής και Διαστήματος (NASA) κατασκευάζει ήδη τρία ακόμη τροχιακά οχήματα αξίας 500 εκατομμυρίων δολλαρίων το καθένα (30 δισεκ. δρχ.)—το Τσάλλεντζερ, το Ντισκόβερυ, και το Ατλαντίς—έτσι που ίσως 30 με 40 πτήσεις το χρόνο να μπορούν να προγραμματιστούν στα μέσα της δεκαετίας του 1980, και ίσως ακόμη και 50 περί το 1990.

Μια Ματιά στο Σύστημα

Το τροχιακό όχημα Κολούμπια μήκους 37 μέτρων (122 ποδών) και βάρους 80 τόννων μοιάζει μ’ ένα ογκώδες αεριωθούμενο με φτερά δέλτα και ανοίγματος 27 μέτρων (78 ποδών). Στην ουρά του υπάρχουν τρεις από τις πιο φοβερές μηχανές εκτοξεύσεως που φτιάχτηκαν ποτέ. Κι οι τρεις μαζί μπορούν να παράγουν περισσότερη ενέργεια απ’ όση χρειάζεται για να φωτιστεί ολόκληρη η πολιτεία της Νέας Υόρκης. Κι όμως, χωρίς το ρύγχος, έχουν μόνο 1,60 μέτρα (5 πόδια) ύψος. Ακόμα και η αντλία των καυσίμων του, με μέγεθος δοχείου λαδιού, έχει ισχύ ίση με 28 ατμομηχανές ντήζελ. Για να δημιουργηθούν αυτές οι υψηλής αποδόσεως μηχανές χρησιμοποιήθηκαν κυριολεκτικά οι πιο μεγάλες δυνατότητες της σύγχρονης τεχνολογίας, και τα προβλήματα των μηχανών αποτέλεσαν έναν απ’ τους κύριους λόγους της καθυστερήσεως του παρθενικού ταξειδιού του Κολούμπια, που είχε αρχικά προγραμματιστεί για τις αρχές του 1978.

Στην εξέδρα εκτοξεύσεως, το τροχιακό σκάφος είναι συνδεδεμένο με την εξωτερική δεξαμενή-μαμμούθ των καυσίμων ύψους 15 ορόφων, η οποία περιέχει 800 τόννους υγροποιημένου οξυγόνου. Όλη όμως αυτή η ποσότητα καίγεται απ’ τις τρεις κύριες μηχανές του τροχιακού σκάφους σε εννιά μόλις λεπτά. Ωστόσο, για να σηκωθεί όλο αυτό το βάρος στο διάστημα χρειάζονται περισσότερα απ’ όσα μπορούν να κάνουν οι τρεις μηχανές, παρ’ όλη την ισχύ τους. Γι’ αυτό δίπλα στη δεξαμενή καυσίμων προστίθενται δυο πύραυλοι εκτοξεύσεως που κινούνται με στερεό καύσιμο. Μοιάζουν με δυο υπερμεγέθη μολύβια γεμισμένα με 1 εκατομμύριο κιλά αλουμινόσκονης το ίδιο εκρηκτικό υλικό που χρησιμοποιείται στα πυροτεχνήματα—και παρέχουν ισχύ πέντε φορές περισσότερη απ’ τις κύριες μηχανές. Πρόκειται για τους μεγαλύτερους πυραύλους στερεών καυσίμων που φτιάχτηκαν ποτέ και για τους πρώτους που χρησιμοποιήθηκαν σε επανδρωμένη διαστημική πτήση.

Η Εκτόξευση

Κατά την πυροδότηση, μπήκαν πρώτες σε λειτουργία οι κύριες μηχανές του διαστημόπλοιου. Δευτερόλεπτα αργότερα, πυροδοτήθηκαν οι πύραυλοι προωθήσεως με εκρηκτική δύναμη και το διαστημικό λεωφορείο άρχισε να ανεβαίνει, αργά στην αρχή. Σε λεπτά, οι πύραυλοι προωθήσεως είχαν καταναλώσει και τα τελευταία τους καύσιμα και αποκολλήθηκαν απ’ τη δεξαμενή καυσίμων με μικρές πυροδοτήσεις εκρηκτικών. Καθώς έπεφταν, άνοιξαν τρία γιγάντια αλεξίπτωτα για να διευκολύνουν την προσθαλάσσωση αυτών των πυραύλων αξίας 18 εκατομμυρίων δολλαρίων (1 δισεκατομμυρίου δρχ.) στον ωκεανό από κάτω. Δυο πλοία ειδικής κατασκευής, το Λίμπερτυ και το Φρήντομ, περίμεναν στην περιοχή όπου θα έπεφταν για να τούς ρυμουλκήσουν πίσω στην ακτή ώστε να ξαναχρησιμοποιηθούν κάπου 20 φορές, με κόστος 13 εκατομμύρια δολλάρια (780 εκατομμύρια δρχ.) κάθε φορά.

Εννιά λεπτά μετά την εκτόξευση, τα καύσιμα στην εξωτερική δεξαμενή καταναλώθηκαν και το διαστημικό λεωφορείο είχε φθάσει σε ύψος 120 χιλιόμετρα (περί τα 72 μίλια). Η δεξαμενή έπρεπε να εγκαταλειφτεί σ’ αυτό το σημείο ώστε να την τραβήξει η βαρύτητα πίσω στη γη. Καθώς η δεξαμενή έπεφτε, η θερμότητα, που αναπτύχθηκε κατά την επανείσοδο στην ατμόσφαιρα, την κατάκαψε και τα απομεινάρια διασκορπίστηκαν στον Ινδικό Ωκεανό. Η δεξαμενή αξίας 3 εκατομμυρίων δολλαρίων (180 εκατομμυρίων δρχ.) είναι το μόνο τμήμα που δεν ξαναχρησιμοποιείται. Αν την επιδιόρθωναν θα κόστιζε περισσότερο από καινούργια.

Τώρα το Κολούμπια ήταν μόνο του και ταξίδευε. Η πυροδότηση των δύο ακόμη αχρησιμοποίητων μηχανών του Τροχιακού Συστήματος Χειρισμού, που βρίσκονται πάνω στο σκάφος, έβαλε το Κολούμπια σε κυκλική τροχιά 250 χιλιομέτρων (150 μιλίων) πάνω από τη γη.

Σε Τροχιά

Στη μύτη του σκάφους, οι δυο πιλότοι έχουν μπροστά τους για να δίνουν εντολές 1.400 διακόπτες και μοχλούς και τρεις οθόνες τηλεοράσεως που συνδέονται με πέντε ηλεκτρονικούς υπολογιστές πάνω στο σκάφος. Ουσιαστικά, εννέα λεπτά πριν την εκτόξευση μέχρι μερικές στιγμές πριν την προσεδάφιση οι ηλεκτρονικοί υπολογιστές πιλοτάριζαν το διαστημικό λεωφορείο. Το σύστημα λέγεται «τετραπλός έλεγχος»: οι τέσσερις κύριοι υπολογιστές επεξεργάζονται τις ίδιες πληροφορίες και πρέπει να δίνουν τις ίδιες απαντήσεις. Σε περίπτωση διαφωνίας ψηφίζουν και η πλειοψηφία επικρατεί. Αν αυτό δεν μπορεί να λύσει το πρόβλημα, ο πέμπτος, ο εφεδρικός, δηλαδή, υπολογιστής τίθεται σε λειτουργία και αποφασίζει. Η τεράστια μνήμη τους περιέχει κάπου 134 εκατομμύρια στοιχεία πληροφοριών και σε κρίσιμες στιγμές της πτήσεως κάνουν 325.000 υπολογισμούς το δευτερόλεπτο.

Ένας απ’ τους κύριους στόχους της πρώτης πτήσεως ήταν να δοκιμαστούν οι πόρτες διακινήσεως του φορτίου στο διάστημα. Στο εσωτερικό τους αυτές οι πόρτες έχουν τέσσερις πίνακες ακτινοβολίας οι οποίοι πρέπει να εκτεθούν στο διάστημα για να διασκορπίσουν τη θερμότητα που παράγουν όλες οι ηλεκτρονικές συσκευές του σκάφους. Μετά απ’ αυτό το πείραμα, και μερικούς ελέγχους του συστήματος πλοηγήσεως, το Κολούμπια ήταν έτοιμο να επιστρέψει στη γη.

Επιστροφή

Για να μην πάθει το Κολούμπια το ίδιο που συνέβη στη δεξαμενή καυσίμων κατά την επανείσοδό του στην ατμόσφαιρα, το 70 τοις εκατό της εξωτερικής του επιφάνειας προστατεύεται από 31.000 περίπου πλακίδια σιλικόνης με κεραμεική επένδυση που το προφυλάσσουν από τους 1.371° C (2.500° F) θερμοκρασίας που προκαλεί η ατμοσφαιρική τριβή. Η πρόκληση της κατασκευής αυτής της θερμικής ασπίδας που μπορεί να ξαναχρησιμοποιηθεί, ήταν ακριβώς τόσο μεγάλη όση και η κατασκευή των τριών κύριων μηχανών. Τα πλακίδια, που ούτε δύο δεν μοιάζουν μεταξύ τους, σχεδιάστηκαν και κόπηκαν από ηλεκτρονικούς υπολογιστές και κολλήθηκαν με το χέρι σαν ένα γιγάντιο παζλ. Τα τεράστια προβλήματα που αντιμετωπίστηκαν κατά την τοποθέτηση και δοκιμή των πλακιδίων αποτέλεσαν έναν απ’ τους κύριους λόγους που καθυστέρησε το πρόγραμμα.

Καθώς το Κολούμπια κατέβαινε με την κοιλιά, κι έφτασε κάπου 128 χιλιόμετρα πάνω από τη γη (80 μίλια), τα πλακίδια άρχισαν να πυρακτώνονται, και η φλογισμένη λάμψη απ’ το σκάφος διέκοψε όλες τις ραδιοφωνικές επικοινωνίες. Για 16 λεπτά το Κολούμπια ήταν μόνο του σ’ αυτή την κρίσιμη φάση της πτήσεως, και το προσωπικό ελέγχου στο έδαφος κρατούσε την αναπνοή του. Το ίδιο και το πλήθος που περίμενε στο διάδρομο προσγειώσεως Μότζεϊβ Ντέζερτ.

Και τότε, ξαφνικά, ακούστηκε ο δυνατός ήχος βόμβος—δυο δυνατά τραντάγματα που δήλωναν ότι το Κολούμπια είχε περάσει το κρίσιμο σημείο με ασφάλεια και ερχόταν τώρα να προσγειωθεί. Για ένα περίπου λεπτό 10.000 ζευγάρια μάτια είχαν κολλήσει στο διαστημικό λεωφορείο των 80 τόννων, καθώς κατέβαινε με μια γωνία επτά φορές πιο οξεία από οποιοδήποτε αεροπλάνο που κατεβαίνει για προσγείωση. Το σύστημα προσγειώσεως κατέβηκε, και δευτερόλεπτα αργότερα ακούμπησε στην αποξηραμένη λίμνη με 345 χιλιόμετρα την ώρα (215 μίλια την ώρα). «Καλωσόρισες σπίτι Κολούμπια! Όμορφα, όμορφα,» φώναξε ο υπεύθυνος ελέγχου των επικοινωνιών της αποστολής. Έτσι τέλειωσε η πρώτη πτήση του διαστημικού λεωφορείου.

Γίνονται σχέδια για να ετοιμαστεί το Κολούμπια για το επόμενο ταξείδι του σε έξι περίπου μήνες. Μετά απ’ αυτό θα ακολουθήσουν δυο δοκιμαστικές πτήσεις επτά ημερών το 1982, οι οποίες και θα ολοκληρώσουν την πειραματική φάση του προγράμματος.

Αξίζει τον Κόπο;

Τα οικονομικά πλεονεκτήματα του STS (Σύστημα Διαστημικών Μεταφορών) βασίστηκαν στην πρόβλεψη ότι ο στόλος των διαστημικών λεωφορείων θα πετούσε περί τις 50 φορές το χρόνο μεταξύ 1979 και 1990. Αν γίνονταν μόνο 30 πτήσεις το χρόνο, το κόστος κάθε πτήσεως θα ήταν περίπου το ίδιο με μιας πτήσεως με συμβατικούς πυραύλους. Προς το παρόν, το πρόγραμμα απαιτεί πάνω από 20 πτήσεις το χρόνο, και το μέλλον θα δείξει αν υπάρξει ζήτηση για περισσότερες πτήσεις. Το ένα τρίτο περίπου των πτήσεων κλείνονται απ’ το στρατό και, μάλιστα, έχει λεχτεί ότι χωρίς το στρατό, το διαστημικό λεωφορείο θα εγκαταλειφτεί πολύ πριν. Πολλοί φοβούνται ότι πρόκειται για μια κλιμάκωση στρατιωτικών ενεργειών με πολιτική μεταμφίεση.

Ακόμη κι από επιστημονική άποψη μερικοί είναι απογοητευμένοι. «Αυτό που συνέβη,» είπε Τζόζεφ Βαβέρκα, εισηγητής της Ομάδας Εργασίας επί της Επιστήμης των Κομητών, της NASA, «είναι ότι το πρόγραμμα της διαστημικής επιστήμης στη χώρα, αυτή έχει σχεδόν καταστραφεί.» Και αυτό γιατί «πάρθηκαν χρήματα από επιστημονικά προγράμματα για να ολοκληρωθεί το διαστημικό λεωφορείο.» Ακόμη και η ΝΑΣΑ αναγκάζεται να παίξει τον άχαρο ρόλο του διαστημικού φορτηγατζή για εμπορεύματα άλλων γιατί η ίδια έχει μείνει μ’ ελάχιστα χρήματα για να αναπτύξει οτιδήποτε άλλο.

Μια ομάδα επιστημόνων ενώ επαίνεσε το STS σαν «άξιο και παραγωγικό,» δήλωσε στο περιοδικό της Αμερικανικής Ακαδημίας Τεχνών και Επιστημών ότι το πρόγραμμα αυτό δεν θα προωθούσε «καμμιά θεμελιώδη αρχή της φυσικής, ούτε τα άμεσα βιολογικά θέματα ούτε τα ερωτήματα γύρω απ’ τη σωστή μηχανολογική εφαρμογή.» «Αντίθετα» είπε ο Λέστερ Ρ. Μπράουν, του Ινστιτούτου Γουώρντγουωτς στην Ουάσιγκτον, «αγνοούνται επείγοντα προβλήματα.» Ανάφερε παραδείγματα όπως η διάβρωση των καλλιεργουμένων εδαφών και το εθνικό χρέος.

Δεν υπάρχει αμφιβολία ότι η σχεδόν άψογη πρώτη πτήση του Κολούμπια αποτελεί ένα μεγάλο τεχνολογικό επίτευγμα. Εξ αιτίας του, πολλοί έχουν την άποψη ότι η νέα προσέγγιση στο διάστημα που εγκαινιάστηκε απ’ το διαστημικό λεωφορείο θα σημάνει ένα καλύτερο μέλλον για την ανθρωπότητα. Αλλά, καθώς λιγοστεύει η αισιοδοξία που δημιούργησε η πρώτη πτήση, θα υπάρξουν πλήθος ευκαιρίες για ανασκόπηση κι επανεκτίμηση αυτής της πιο περίπλοκης ιπτάμενης μηχανής που έφτιαξε ποτέ ο άνθρωπος.

[Εικόνες στη σελίδα 25]

Το διαστημικό λεωφορείο

Οι τρεις κύριες μηχανές προωθήσεως παράγουν ισχύ 23 φορές μεγαλύτερη απ’ αυτή που παράγει το φράγμα Χούβερ

Ένας χειριστής από μακρυά ενεργοποιεί τους δορυφόρους, τα διαστημικά εργαστήρια κι άλλους μηχανισμούς

Άδεια δεξαμενή καυσίμων αξίας 3 εκατομμυρίων απορρίπτεται ύστερα από 9 λεπτά

Υπολογιστές πάνω στο σκάφος εκτελούν μέχρι και 325.000 πράξεις το δευτερόλεπτο

Ρουκέττες επιβραδύνουν το τροχιακό σκάφος στα 24.000 χλμ. Την ώρα (14.000 μίλια την ώρα) κατά την επανείσοδο στην ατμόσφαιρα με γωνία 40 μοίρες

Ασπίδα από σιλικόνη που αντέχει στη θερμοκρασία των 1371⁰ C (2500⁰ F) ή και περισσότερο που αναπτύσσεται κατά την επανείσοδο στην ατμόσφαιρα

Πύραυλοι προωθήσεως παρέχουν ώθηση που ισοδυναμεί με 25 αεριωθούμενα τζάμπο

Προσεδάφιση με ταχύτητα 340 χλμ. την ώρα (200 μιλ. την ώρα) σε προκαθορισμένο διάδρομο προσγειώσεως