Az ArianeGroup, az Arianespace, a CNES, az Eumetsat, az ESA és a Thales Alenia Space mérnökei létesítményről létesítményre elmagyarázzák, hogyan jutott el együtt egy Ariane–6 rakéta és egy 3,8 tonnás meteorológiai műhold az Európai Űrkikötő indítóállásáig.
Két repülőút és több mint 7 000 kilométer, amelyet Párizstól tettünk meg, után első kézből lehettünk tanúi annak a startnak, amely Európát a világ űrtechnológiai élvonalába emelte: egy korszerű műhold pályára állításának, amely felgyorsítja a Föld felszínének feltérképezését a katasztrófák megfigyelése érdekében, és segít megelőzni, hogy árvizek és tüzek tovább pusztítsák az Öreg Kontinens országait.
HIRDETÉS
HIRDETÉS
Az Ariane 6 indítórendszerének szíve nem a kilövőálláson, hanem egy ablaktalan irányítóteremben van, néhány kilométerrel arrébb. Itt fogad bennünket az indítás helyettes vezetője, Frédéric – a vezetéknevét nem közöljük, hogy elkerüljük az esetleges kibertámadásokat –, valamint több mérnök, akik részletesen elmagyarázzák a mérföldkő technikai hátterét. Az az új európai meteorológiai műholdat pályára állító rakéta egy nagyon konkrét alapelvből született: olcsóbbnak és sokoldalúbbnak kell lennie elődjénél, az Ariane 5-nél, egy olyan nemzetközi versenykörnyezetben, amely jóval kiélezettebb, mint egy évtizeddel ezelőtt.
A hordozórakéta: rakéta, amelyet úgy terveztek, hogy ne menjen kárba az idő Kourou-ban
A kulcs – magyarázzák a mérnökök – abban rejlik, hol készül el az egyes részegység. Az Ariane 6 fő fokozatát Franciaországban gyártják és teljes körűen ellenőrzik, a felső fokozatot pedig Németországban. Mindkettő már „repülésre kész” állapotban érkezik Francia Guyanába, a Canopée teherhajóról való partraszállás után nincs szükség további funkcionális tesztekre. A szállítást az erre a feladatra épített Canopée teherhajó végzi – ez az a hatalmas vitorlákkal felszerelt hajó, amely híressé tette a társaságot –, és közben Bordeaux-ban és Rotterdamban is felvesz alkatrészeket, mielőtt befejezi útját Dél-Amerika felé.
A felszállást segítő szilárd hajtóanyagú gyorsítórakétákat viszont magában Francia Guyanában, a Regulus és az Europropulsion üzemeiben gyártják. „Sokkal praktikusabb és kényelmesebb itt készíteni a gyorsítófokozatokat, mint az ilyen típusú hajtóanyagot Európából küldeni” – foglalják össze a mérnökök. Amint minden alkatrész megérkezik a szárazföldre, az ArianeGroup csapata mindössze hét és kilenc nap közötti időre van szüksége ahhoz, hogy összeszerelje a hordozórakéta központi egységét, és repülésre kész állapotba hozza.
„Ez nem olyan, mint amikor beáll az ember egy benzinkútra, feltölti a tankot, és már indulhat is. A rakéta feltöltése két órát vesz igénybe, majd újabb másfél órát a hőmérséklet stabilizálása, mivel a folyékony oxigén mintegy –150 °C-os, a folyékony hidrogén pedig –250 °C-os” – meséli Frédéric.
Az MTG-I2 repülésének ráadásul két, műszakilag szokatlan sajátossága is volt. Ez volt az első alkalom, hogy egy Ariane 6 geostacionárius átviteli pályára (GTO) repült, vagyis olyan távoli pályára, amelyet a rakéta eddig még nem ért el, A62-es konfigurációban, két oldalsó gyorsítórakétával. És a küldetés a történelmi első indítás óta először rendelkezett két és fél órás indítási időablakkal egyetlen, pontos indítási időpont helyett, ami némi mozgásteret adott a csapatnak az esetleges váratlan események kezelésére.
A rakéta felső fokozata, amelyet a Vinci hajtómű mozgat, repülés közben is újra begyújtható a héliumos nyomásrendszernek köszönhetően, amely minden egyes újraindítás előtt a tartály alján gyűjti össze a hajtóanyagot. Ez olyan képesség, amellyel az Ariane 5 nem rendelkezett, és amelyet az Ariane 6 most először vet be az ilyen típusú küldetéseknél.
Az összeszerelés: robotok, amelyek vízszintesen építik fel a rakétát
A rakétát vízszintesen, nem pedig függőlegesen szerelik össze. Irányított járművek juttatják el az alsó és a felső fokozatot egy közös pozícióba, ahol a két egységet legfeljebb egy milliméteres pontossággal illesztik össze. „Ez nem teljesen automatikus folyamat, hanem automatizált, de felügyelt eljárás: számos lépést a személyzetnek kell ellenőriznie és jóváhagynia, mielőtt a következő automatikus szekvencia elindul” – teszik hozzá a szakértők.
Attól a pillanattól számítva, hogy a két fokozat megérkezik az összeszerelő csarnokba, nagyjából tíz nap telik el addig, amíg a központi egység készen áll arra, hogy a kilövőállásra szállítsák. A létesítményben két párhuzamos szerelősor működik, ami lehetővé teszi, hogy amint az egyik rakéta elindul a platform felé, azonnal elkezdődhessen a következő összeszerelése. A program célja, hogy 2027-től évente kilenc–tíz indítás ütemét érje el.
A műhold: a legérzékenyebb „utas”, amely valaha Ariane 6 fedélzetén repült
Néhány méterre innen, az encapsulációs épületben a levegőt szűrik, a hőmérsékletet szabályozzák, és a páratartalmat aprólékosan ellenőrzik. Ez az utolsó helyiség, ahol a technikusoknak közvetlen fizikai hozzáférésük van a műholdhoz, mielőtt végleg lezárják a rakéta orrkúpja alatt. A MTG-I2 esetében – egy rendkívül érzékeny, optikai meteorológiai megfigyelő műszerrel felszerelt műholdról van szó – a tisztaság nem puszta részlet: bármilyen szennyeződés rontja a későbbi képek minőségét.
A folyamat része egy fénycsapdákat használó rovar- és madárfogó rendszer is: amikor a műholdat szállító konténer éjszaka megérkezik, és az épület hatalmas kapui kinyílnak, hogy beengedjék, bármilyen véletlenül berepülő állat veszélyeztetheti a hasznos teher tisztaságát. „Nyilvánvalóan nem engedhetjük meg, hogy kinyissuk a konténert, és benne maradjon egy madár” – magyarázza az egyik felelős, aki csaknem egy éve irányítja a kampány utolsó szakaszát az űreszköz csapatával együtt.
A Júpiter irányítóterem: a visszaszámlálás parancsnoki lánca
A végső kronológia 11 órával a felszállás előtt indul, ekkor helyeződik át a súlypont a francia Nemzeti Űrkutatási Központ, a CNES Júpiter irányítótermébe. A hatalmas műveleti kijelzőn zöld jelzés mutatja az összes rendszer állapotát, a tervezett pályát és a visszaszámlálás óráit.
Középen Maxime André, az indítási műveletek igazgatója foglal helyet. Ő felel a teljes indítási zóna biztonságának koordinálásáért – emberek, létesítmények, környezet –, és ő adja meg a végső jóváhagyást a minőségbiztosítási csapat és a mérőrendszerekért felelős vezető mellett, aki a telemetriát, a radarokat és a pályakövetést felügyeli.
Az utolsó percig a küldetés csapata kapcsolatban marad a műhold saját irányítóközpontjával, amely nagyjából négy kilométerre található a Júpiter-teremtől. Onnan érkezik a folyamatos visszaigazolás arról, hogy minden rendben működik, és ezt a lánc minden szintjén továbbítják egészen a műveleti igazgatóig.
A villámtilalom: időjárási feltételek, amelyek megállíthatnak egy indítást
Néhány méterre az indítókomplexumtól egy kis csapat ugyanolyan intenzitással figyeli az eget, ahogyan a mérnökök a rakétát. François Laforge, az űrközpont meteorológiai elemzője két paramétert helyez minden más elé: a villámokat és a szelet. „Az eső vagy a hőmérséklet nem különösebben számít; ami igazán lényeges, az a zivatartevékenység és a szél, a felszínen és nagy magasságban egyaránt.”
A kritériumok szigorúak: a bázis körül tíz kilométeres körzetben sem az előkészületek, sem maga az indítás idején nem lehet vihar; és ugyanebben a körben nem lehet 6 500 méternél magasabban húzódó felhő, mert egy ilyen magasan lévő felhőn áthaladó rakéta statikus elektromosságot generálhat, amely villámkiváltó hatású. A csapat a felhőmagasságot mérő radarokat kombinál három antennából álló villám-lokalizáló rendszerrel, amely valós időben mutatja meg minden egyes kisülés helyét.
A visszaszámlálás során többször felengedett rádiószondás meteorológiai ballonok a magaslégköri szélprofilt mérik. Ezeket az adatokat Leonard Bouchaillot, a repülésbiztonsági mérnök a csapat többi tagjával együtt használja annak biztosítására, hogy az előre kiszámított „indítási folyosó” – az a zóna, ahol biztonsági okokból egy esetleges rakétamegsemmisítést modelleznek repülés közben – továbbra is érvényes maradjon.
Mint magyarázza, ez egy a francia űrtörvényben rögzített követelmény, amely a lakosság biztonságát garantálja. Az utolsó meteorológiai ellenőrzés alig tíz perccel a felszállás előtt érkezik meg. Amint a rakéta a levegőbe emelkedik, a kockázat természete megváltozik: kevesebb mint 50 másodperc alatt átlépi a hangsebességet, és kevesebb mint két perc alatt eléri az 50 kilométeres magasságot, így a szél nagyon gyorsan elveszíti valós veszélyjellegét. A valódi kockázat – hangsúlyozzák – a földön van.
Egy 6 milliárd eurós program, amelynek haszna meghaladja a 61 milliárdot
James Champion, az Európai Űrügynökség (ESA) MTG-projektjének felelőse részletezte a meteosat-program 16 évnyi munkáját. Közel két évtizeden át készültek olyan technológiákra, amelyek akkor még nem léteztek, de amelyekre szükségük lesz az MTG-I2 pályára állításakor.
A program költsége a mai gazdasági viszonyok között körülbelül 6 milliárd euró, miközben a hasznát 61 milliárd felett becsülik, ha az infrastruktúrákat is beleszámítják, nem beszélve az életek ezreiről, amelyek a műhold adatai alapján kidolgozott evakuálási terveknek köszönhetően megmenekülhetnek. Ez a műholdcsalád kulcsszerepet játszik majd a kedvezőtlen időjárási jelenségek előrejelzésében és megelőzésében.
A tudomány: „éber sólyomszem” Európa fölött minden 2,5 percben
Amikor a műhold már csak néhány órára van pályára állításától, Cristian Bank, Eumetsat programelőkészítésért és -fejlesztésért felelős igazgatója a startot a valódi kontextusába helyezi: egy kontinensére, amelyet egyre több szélsőséges időjárási esemény sújt. „Az elmúlt öt évben évente 10 milliárd eurós veszteséget halmoztunk fel Európában a károk miatt, és ezrek vesztették életüket. Szerencsére a halálos áldozatok száma csökken, mivel az előrejelzéseink és a riasztásaink javulnak, de az infrastruktúrákban okozott kár továbbra is óriási. Ellenállóbbá kell válnunk” – figyelmeztet.
Az MTG-I2 egy háromtagú konstelláció harmadik eleme. Az első, 2022-ben indított műhold félgömbnyi látómezőt biztosít – Európát, Afrikát, az Atlanti-óceánt egészen az Indiai-óceánig –, és a globális meteorológiai modelleket táplálja. A második, 2025-ben indított és már csaknem teljesen üzemkész műhold a légkör függőleges profilját méri (páratartalom, hőmérséklet, szél, légnyomás). Most pedig annak a harmadik műholdnak az indításánál lehettünk jelen, amely Európára, különösen a mediterrán térségre összpontosít majd – ezt a térséget sújtják leginkább a kedvezőtlen időjárási jelenségek –, és minden két és fél percben frissíti az adatait.
„Ez a gyakoriság létfontosságú az európai és mediterrán térségi helyi időjárási előrejelzéshez, de a polgári védelem számára is: az erdőtüzeket kereső tűzoltók, a szárazságok, vagy a mediterrán tornádók mind olyan jelenségek, amelyek egyre gyakoribbak és hevesebbek.”
Bank számításai szerint az új műholdnak nagyjából fél évre van szüksége a teljes üzembe helyezéshez, mielőtt a két „testvérrel” együtt integrálják és kalibrálják. Várhatóan 2027 áprilisa körül a három műhold egyetlen, közös rendszerként működik majd.
A műszaki adatlap: 500 millió pixel tíz percenként
Graeme Mason, az ESA meteorológiai programjainak felelőse mutatta be azokat a számokat, amelyek az MTG-I2-t a valaha pályára állított legfejlettebb megfigyelő műszerek egyikévé teszik. Miközben a család első tagja tízpercenként pásztázza végig a teljes, látható földi korongot, 500 méteres felbontással – egy teljes letapogatás nagyjából 500 millió pixelt jelent, 16 csatornára osztva –, az MTG-I2 kizárólag a felső földi kvadránsra, Európára koncentrál, és 150 másodpercenként megismétli a felvételeket.
Második műszere, a villámérzékelő, a spektrum egy nagyon keskeny sávjában, az oxigén 777 nanométeres emissziós vonalában dolgozik, és másodpercenként 1 000 mintát vesz. Ahhoz, hogy 36 000 kilométeres magasságból, geostacionárius pályáról 500 méteres részleteket is képes legyen feloldani, a műholdnak rendkívül stabilnak kell lennie mindhárom tengelye mentén.
Ez a program jól mutatja az európai űripar erejét: több mint 17 európai ország és 70 vállalat vesz részt benne, több mint 200 alvállalkozóval és több mint 2 200 emberrel, akik a projekten dolgoznak.
„Ez a képalkotó rendszer a világ legjobb geostacionárius »imager« műszere. A villámérzékelő a világ legjobb »lightning imager« kamerája, olyan technológia, amely még az Egyesült Államokét is megelőzi. Az ESA tíz éven belül várhatóan elindítja a következő műholdcsaládot, hogy továbbra is az élen maradjon az éghajlat és annak hatásai megfigyelésében és elemzésében.
Az Ariane 6 irányítóterme, a műhold encapsulációs csarnoka és a kourou-i meteorológiai állomás között az MTG-I2 indítása valójában tucatnyi technikai döntés összeadódó eredménye, amelyeket olyan csapatok hoztak, amelyek ritkán kapnak akkora figyelmet, mint maga az indítás.
Ezzel a műholddal a pályán Európa teljessé teszi harmadik generációs meteorológiai konstellációjának első, működő hármasát, azt a rendszert, amely várhatóan legalább a 2040-es évek derekáig kíséri majd nyomon a kontinens éghajlatát.