Amióta több mint fél évszázaddal ezelőtt az emberiség meghódította a világűrt, egyetlen dolog nem változott az űrrakéták és az űrhajók újabb és újabb generációinak használata során. Ez nem más, mint az indításkor és a Föld légkörébe való visszatéréskor keletkező g-terhelés, azaz pozitív vagy negatív nehézségi gyorsulás, vagyis amikor az űrhajósok testét a saját súlyuknak a többszöröse terheli a fellépő fizikai erőhatás miatt. Ezt tesztelték és gyakorolták december végén a HUNOR Magyar Űrhajós Program jelöltjei a tököli és a matkópusztai repülőtéren a Magyar Műrepülő Szövetség Extra 300-as műrepülőgépével.
Az űrrepülések hőskorában, az 1960-as, 1970-es években, a Vosztok-, Mercury-, Gemini- és Apollo-programok idején még jelentős túlterhelést kellett elviselniük a kozmonautáknak és az asztronautáknak a rakéták indítása után egészen addig, amíg az űrjárművük el nem érte az orbitális pályát. A holdutazásokhoz használt Saturn–V hordozó-rakéták igazi „nehézfiúk” voltak, melyek hatalmas tolóerejére azért volt szükség, hogy az Apollo űrhajók a holdkompokkal együttesen elhagyhassák a Föld gravitációs terét. A Saturn rakéták esetében az indítást követő gyorsulás során közel 6 g-s túlterhelés érte több mint tíz percig az űrhajósokat, ami egy 80 kg-os súlyú ember esetében 480 kg-os pluszsúlyt eredményezett.
Komoly változást az űrrepülőgépek rendszerbe állítása hozott a NASA-nál, ugyanis a Space Shuttle felszállások alkalmával már csak 3,5 maximális g-terhelés érte az asztronautákat a súlytalanság eléréséig tartó mintegy tizenkét perces repülés során.
Az űrrepülések történetében eddig a szovjet Szojuz 7K-T No. 39 űrhajó repülésénél mérték az űrhajósokra ható legnagyobb túlterhelést. Méghozzá azért, mert az 1975. április 5-én végrehajtott start után a T+288,6 másodpercben – amikor a második rakéta-fokozat leválik az űrhajóról, és a harmadik fokozat rakétái bekapcsolnak – a szeparáció egy műszaki meghibásodás miatt nem történt meg, és a jármű automatikus vezérlőrendszere megszakította a Föld körüli pályára állási manővert, az űrhajót pedig 145 km-es magasságból visszafordította a Földre. Mivel az űrhajó orrán lévő mentőrakéta-rendszer már jóval korábban levált a járműről, a Szojuz a saját hajtóművével hagyta el a harmadik fokozatot, majd a visszatérő parancsnoki kabin levált a szervizmodulról is. Ekkor az űrkabin már a Föld irányába repült Vaszilij Lazarev parancsnok és Oleg Makarov kutató űrhajóssal a fedélzetén. Ilyen vészhelyzet esetére maximum 15 g-s túlterheléssel számoltak a szovjet tervezők, ám utólag kiszámolták, hogy a Szojuz 7K-T légkörbe való visszatérése során a nehézségi gyorsulás elérte a 21,3 g-t. Szerencsére ennek ellenére a kapszula ejtőernyőrendszere rendben működésbe lépett és kinyílt, így a két űrhajós a tervezett 60 napos, Szaljut–4 űrállomásra történő űrutazás helyett az indítás után 21 perc 27 másodperc múlva már földet is ért a Szovjetunió területén, a kínai határtól 900 km-es távolságra.
Farkas Bertalan, az első magyar űrhajós is megtapasztalta az űrrepülés vége felé, mit jelent az emberi szervezet számára a túl nagy g-terhelés. A Szaljut–6 űrállomásról visszatérő Szojuz–35 űrhajónak ugyanis a földet érés előtt egyméteres magasságban nem kapcsoltak be a fékezőrakétái, így ő és a parancsnok, Valerij Kubaszov űrhajós mintegy 30 g-s túlterhelést kapott egy pillanatra a becsapódáskor. Ám szerencsére mindketten komolyabb sérülés nélkül megúszták a hazatérést…
A HUNOR csapat dr. Remes Péter űrorvossal kiegészülve
A HUNOR Magyar Űrhajós Program során a tervek szerint a Nemzetközi Űrállomásra el-jutó második magyar asztronautának már igen „kényelmes” dolga lesz, ha a Falcon–9 rakéta csúcsán elhelyezkedő Dragon űrhajóban repül, mivel az amerikai SpaceX által fejlesztett űrjármű az indítás után maximum 3,5 g-s túlterheléssel gyorsul 28 163 km/h-s maximális sebességre, ami a hangsebesség huszonháromszorosa. Illetve a visszatéréskor sem éri 1,7 g-nél nagyobb túlterhelés a Dragonban utazó űrhajósokat. Ennek ellenére az űrhajósjelölteknek nem árt tisztában lenniük azzal, mi az a g-terhelés és a rájuk ható nehézségi gyorsulás repülés közben. Ennek megértésére és megtapasztalására szervezett számukra műrepülő tábort a HUNOR Magyar Űrhajós Program repülésüzemi és kiképzési vezetője, Magyari Gábor, akinek Rohács Tamás berepülőpilóta, a magyar műrepülő-válogatott tagja, Domokos András műrepülő oktatópilóta és dr. Remes Péter repülőorvos, űrorvos és űrkutató volt a segítségére.
Magyari Gábort a túlterheléses repülé-sekkel kapcsolatos repülőtábor részleteiről kérdeztük.
– Miért volt szükség arra, hogy a HUNOR Magyar Űrhajós Program jelöltjei részt vegyenek egy ilyen kurzuson?
– A négy jelölt, Szakály András, dr. Schlégl Ádám, Cserényi Gyula és Kapu Tibor a kiválasztás korábbi fázisában már repült a Magyar Honvédség Gripen vadászgépén. Viszont abban csak g-ruhában lehet felszállni, és a harci gépnek 23 fokban megdöntött az ülése, valamint nagyobb g-terhelések esetén automatikusan százszázalékos túlnyomásos oxigént lélegeznek be a pilóták, így nem igazán tapasztalhatták meg, milyen is valójában az a nagyobb g-terhelés, amelyet el kell majd viselnie a szervezetüknek. Mi azt szerettük volna, ha legalább g-ruha nélkül történhettek volna ezek a repülések, de a biztonsági előírások ezt nem tették lehetővé. Akkor +7 és –1 g-s terhelést kaptak, fej-láb, láb-fej irányban, ami ilyen védőfelszerelésekkel nem okozott különösebb nehézséget a jelölteknek. Már a kezdetektől három különböző géptípussal terveztük a g-terheléses tréninget, hogy a legalaposabb képzést nyújtsuk. A Gripen-repülések után szerveztünk számukra egy olyan repülőtábort, ahol műrepülés közben „védőfelszerelés nélkül” tapasztalhatják meg, hogy milyen hatással van a szervezetükre a nehézségi gyorsulás. Mivel a fiúk időközben már az LAPL pilótaengedélyüket is megszerezték, teljes mértékben tisztában voltak a repülés elméletével, fizikájával, és megtanulták a repülőgép vezetésének alapjait is, így immár egészen más rálátásuk volt arra, mit is jelenthet a levegőben a túlterhelés valamilyen speciális manőver során. Rohács Tamás berepülőpilótával közösen pedig kidolgoztunk számukra egy olyan két-napos gyakorlási lehetőséget, ahol mindenkinek lehetősége nyílt arra, hogy felszállhasson a Magyar Műrepülő Szövetség kétüléses Extra 300-as „Bálna” műrepülőgépével, hogy átélhesse a különböző mértékű, irányú és más-más ideig tartó g-terheléseket. Erre egy külön, négy fázisból álló programot is kitaláltunk, amelynek keretében a földi előkészítés után fejenként négy felszállás során mutattuk be számukra a különféle irányú és nagyságú terheléseket, illetve a feladat részeként mindannyiuknak meg kellett tanulni néhány alap-műrepülőfigura végrehajtását is.
Cserényi Gyula beszáll az Extra 300-asba, az oktató a hátsó ülésen Domokos András
– Milyen elemekből állt a felkészülés?
– Először egy mindenre kiterjedő, átfogó elméleti oktatásban részesültek a jelöltek a tököli repülőtéren, amit az egyes felszállások követtek. A célunk az volt, hogy megismertessük velük a különböző irányú és nagyságú g-terheléseket, illetve hogy megtapasztalják, azok milyen hatással vannak a szervezetükre. Emellett pedig azt is aprólékosan be-gyakoroltattuk velük, hogy a g-terhelés növekedését hogyan ellensúlyozhatják egy speciális légzéstechnikával, illetve az alsó testrészükön és a hasukon lévő izmok megfeszítésével (AGSM – Anti-G Straining Maneuver). Ezek segítségével az emberi szervezet jobban képes ellenállni a növekvő g-terhelésnek, és így csak később játszódhat le a „g-lock” jelenség, vagyis a látás időleges elvesztése és egy esetleges eszméletvesztés a nagy túlterhelés hatására.
– Milyen feladatokat repültek az oktatók és a jelöltek az egyes felszállások alkalmával?
– Az oktatók először bemutatták a levegőben a különböző irányú g-erőket, amelyek az emberi szervezetre hatnak odafenn, illetve azt is, hogy mi a különbség a rövid ideig fennálló nagy g-hatás és a hosszabb ideig tartó kisebb g-terhelés között. Ezt egy süllyedő spirál manőverrel demonstrálták, ami azt jelenti, hogy folyamatos süllyedő forduló során a repülőgéppel egyre szűkebben manővereznek, ami 2 g-s túlterheléssel kezdődött, majd a végén 6 g-re növekedett. Ezt a
6 g-s túlterhelést pedig 40 másodpercig megtartották, úgy, hogy az Extra 300-asban nincs semmilyen g-ruha, ami rásegítene a pilótának a túlterhelés elviselésében, az üléstámlája is függőlegesen áll, s nincs megdöntve a kisebb g-terhelésért. Ezután nagy g-terheléssel járó szimmetrikus felvételek következtek, amikor vízszintes repülésből húzták fel a műrepülőgépet függőleges emelkedésbe. A gyorsítástól függően ilyenkor 4–7,5 g túlterhelés érte a jelölteket, akik meglepően jól viselték ezeket a manővereket. Ahhoz, hogy a negatív g-terhelést is bemutathassuk nekik, vízszintes háton repüléssel folytattuk, először kétszer tíz másodpercig, majd pedig a háton kinyomást is megtapasztalhatták, amikor a legnagyobb negatív g-terhelés, –3,5 g érte a szervezetüket. Illetve Tamás és András olyan figurákat is bemutattak, amelyek során oldalirányú g-terhelés hat a repülőgépben ülők szervezetére.
– Hogyan bírták az űrhajósjelöltek ezeket a „viszontagságokat”, utasként ugyanis nem nagy élmény egy műrepülő-bemutató…
– Azt kell hogy mondjam, mindannyian nagyon jól vették az akadályokat, és probléma nélkül bírták a különböző nagyságú g-terheléssel járó figurákat, sőt azt is megkérdezték a levegőben, hogy lehetne-e a 7,5 g-s túlterhelést még fokozni…
– Mennyire számított az, hogy a HUNOR Magyar Űrhajós Program jelöltjei már rendelkeznek alap szakszolgálati engedéllyel, vagyis önállóan vezetnek repülőgépet?
– Ezt kihasználva összeállítottunk számukra egy olyan műrepülő alapgyakorlatsort, amelyet először az oktatók bemutattak nekik, majd közösen is elgyakorolták, végül pedig egyedül is – természetesen az oktatóval a hátsó kabinban – végig kellett repülniük. Azt nagyon fontos hangsúlyozni, hogy az Extra 300-as repülőgép vezetése sokkal nagyobb precizitást igényel, mint bármilyen egymotoros iskolagépé, ezért amikor kézbe kapták a műrepülőgépet, ők is megtapasztalhatták, hogy sokkal nagyobb odafigyelésre van szükség a vezetéséhez. Ez szintén jelentős mértékben javított a repülőtudásukon, s mindannyian hamar felnőttek ehhez a feladathoz. Ahhoz képest, hogy a tábort megelőzően semmilyen műrepülő-gyakorlatuk nem volt, nagyon gyorsan és alaposan felkészültek erre a speciális kihívásra. Mind a négyüknek sikerült lerepülniük az összeállított műrepülő gyakorlatsort, amely a következő figurákat tartalmazta: 45 fokos gyorsítás, 45 fokos leborítás, bukfenc, amerikai vagy más néven Immelmann-forduló, másfél pördületes talpon dugóhúzó, vízszintes orsó, legyező forduló és kubáni nyolcas.
Kapu Tibor mellkasán a „kotta”, amelyen a teljesítendő műrepülő figurák szerepelnek
– Utasként is jelentős teljesítmény egy ilyen program lerepülése, nemhogy pilótaként…
– Igen, ahhoz képest, hogy milyen kevés repült órájuk van a fiúknak, komoly teljesítmény volt a részükről, hogy ilyen gyorsan megtanulták, miként kell ezeket a manővereket pontosan végrehajtani először külön--külön, majd összefűzve egy programként.
– Ezzel be is fejeződött annak betanítása, hogy miként védekezzenek a „g-lock” idő előtti bekövetkezte ellen?
– Nem teljesen. Úgy gondoltuk, hogy mindezek után az oktatók valamennyiüket felviszik egy komolyabb freestyle bemutató műrepülésre, ahol olyan manővereket, figurákat is átélhetnek, ahol hirtelen változó irányú és nagyságú terhelések érik a szervezetüket. Ennek az volt a célja, hogy megtapasztalják azokat a fizikai hatásokat, zavarokat, amelyek a vesztibuláris rendszerüket érhetik az ilyen giroszkopikus manőverek végrehajtása során. Például egy olyan forgás esetében, amikor a repülőgép a három tengelye körül forog, egyszerre téves információkat kap az agy, ami könnyen összezavarja a pilóta egyensúlyérzékét. Összesen öt különböző giroszkopikus manővert mutattak be nekik az oktatók talpon és háthelyzetben, többek között lapos dugót, szárny körüli forgásokat vagy az „abrakadabra” manővert, amikor szinte minden irányban egyszerre pörög a műrepülőgép a levegőben.
– Decemberben azért nem könnyű repülésre alkalmas időjárást találni...
– Nagy szerencsénk volt az időjárással, mert mind Tökölön, mind Matkópusztán olyan időjárási körülmények fogadtak bennünket azokon a napokon, amikorra kitűztük a tábort, amelyek lehetővé tették a felszállásokat. Illetve külön köszönet Talabos Gábornak, a tököli repülőtér vezetőjének, aki nagyon sokat segített abban, hogy Tökölön is zökkenőmentesen repülhettünk, és ezáltal nem zavartuk a repülőtér normál forgalmát. Igaz, aznap, amikor ott gyakoroltunk, olyan erős szél fújt, hogy tulajdonképpen rajtunk kívül senki sem szállt fel az országban, legalábbis a rádióforgalmazásból ez derült ki számunkra… Másnap Matkópusztán viszont tényleg ideális körülmények vártak minket, és gond nélkül le tudtuk repülni a betervezett, még hátralévő repülőprogramokat.
Dr. Schlégl Ádámon az ejtőernyő, jöhet a műrepülő-bemutató, az oktató Rohács Tamás műrepülő-válogatott
– Dr. Remes Péter űrorvos hogyan kapcsolódott be a műrepülő tábor menetébe?
– Remes főorvos úr már korábban is tartott előadást a jelölteknek az űrorvostannal összefüggésben, illetve ő vezette anno az 1970-es évek végén azt a magyar katonai repülőorvosi csapatot, amely részt vett az első két magyar űrhajósjelölt, Farkas Bertalan és Magyari Béla kiválasztásában a kecskeméti ROVKI-ban. Remes doktor úrnak jelentős űrorvosi szakmai tapasztalatai vannak, hiszen emellett részt vett 1980-ban Csillagvárosban a magyar űrhajósok felkészítésében, illetve Farkas Bertalan űrrepülésében is. Ez egy baráti meghívás volt részünkről, és úgy gondoltuk, hasznos lenne, ha ott lenne velünk. Megosztaná a tapasztalatait, tanácsokkal látná el a jelölteket a repülés előtti és utáni eligazításokon.
A mostani repüléseknél minden űrhajósjelölt kapott egy holter EKG-t, amelyet viselnie kellett a műrepülő felszállások során. A repülések után a holter EKG-ról letöltött adatok alapján jól nyomon lehetett követni, hogy milyen hatással van a szív elektromos görbéjére az extrém fizikai túlterhelés, amit majd a a HUNOR Magyar Űrhajós Program űrorvos-tani partnere, a Semmelweis Egyetem szakemberei részletesen kiértékelnek. Ez a speciá-lis vizsgálat így is rendkívül tanulságos volt számunkra, és nagy örömmel töltött el minket, hogy a főorvos úr 82 éves korában is segít bennünket. Az általa vezetett kecskeméti katonai repülőorvosi csapat évtizedekkel ezelőtt végzett már hasonló holter EKG méréseket MiG–21-es pilótákon is, így volt mihez hasonlítani az általunk készített felvételeket.
– Ezek szerint a leendő magyar űrhajóst már biztosan nem éri majd váratlanul a Falcon–9 rakéta repülésekor fellépő túlterhelés, hiszen a Gripen vadászgépen és az Extra 300-as műrepülőgép ülésében immár jó néhányszor megtapasztalhatta azt.
– Igen, úgy gondolom, hogy a hazai felkészítési fázis egyik legfontosabb és legizgalmasabb eleme volt ez a kétnapos műrepülő tábor, és ennek során valóban mind a négy űrhajósjelölt átélhette, hogy mit jelent a szervezete számára a rövid ideig tartó nagy intenzitású g-terhelés vagy a kisebb, de hosszabb ideig elhúzódó nehézségi gyorsulás. Ez eszébe jut majd akkor is, amikor a Dragon űrhajóban ülve startol a Nemzetközi Űrállomásra második magyar űrhajósként.
Szakály András beszáll a „Bálnába”
Cikkünk a Külgazdasági és Külügyminisztérium támogatásával készült
Fotó: Hunor magyar űrhajós program