Az ArianeGroup, az Arianespace, a CNES, az Eumetsat, az ESA és a Thales Alenia Space mérnökei létesítményről létesítményre elmagyarázzák, hogyan jutott egy Ariane 6 rakéta és egy 3,8 tonnás meteorológiai műhold együtt az Európai Űrközpont indítóállásáig.
Két repülőút és Párizstól megtett több mint 7 000 kilométer után saját szemünkkel láthattuk azt az indítást, amely Európát a világűrtechnológia élvonalába emelte: egy korszerű műhold pályára állítását, amely felgyorsítja a Föld felszínének feltérképezését a katasztrófák nyomon követésére, és segít megelőzni, hogy árvizek és erdőtüzek tovább pusztítsák az Öreg Kontinens országait.
HIRDETÉS
HIRDETÉS
Az Ariane 6 indítórendszerének szíve nem a startálláson, hanem egy ablaktalan irányítóteremben van, néhány kilométerrel arrébb. Itt fogad bennünket Frédéric, az indítás helyettes vezetője, akinek a vezetéknevét nem hozzuk nyilvánosságra, hogy elkerülje a kibertámadásokat, valamint több mérnök, akik részletesen elmagyarázzák a mérföldkő technikai hátterét. Az az európai hordozórakéta, amely az új meteorológiai műholdat pályára állítja, egy nagyon egyértelmű alapgondolatból született: olcsóbbnak és sokoldalúbbnak kell lennie elődjénél, az Ariane 5-nél, jóval kiélezettebb nemzetközi versenyben, mint egy évtizeddel ezelőtt.
A hordozó: rakéta, amelyet úgy terveztek, hogy ne vesztegesse az időt Kourouban
A mérnökök szerint a kulcs az, hol mi készül. Az Ariane 6 fő fokozatát teljes egészében Franciaországban gyártják és ellenőrzik, a felső fokozatot pedig Németországban. Mindkettő úgy érkezik Francia Guyanába, hogy már „repülésre kész”, vagyis a Canopée hajóról való kirakodás után nem kell rajtuk további funkcionális teszteket végezni. A szállítást a dedikált teherhajó, a nagy vitorláiról ismert Canopée végzi, amely Bordeaux-ban és Rotterdamban is felvesz alkatrészeket, mielőtt befejezi útját Dél-Amerikáig.
A szilárd hajtóanyagú segédrakétákat, amelyek a felszállást segítik, ezzel szemben közvetlenül Francia Guyanában, a Regulus és az Europropulsion üzemeiben gyártják. „Sokkal praktikusabb és kényelmesebb itt előállítani a segédrakétákat, mint ilyen típusú hajtóanyagot Európából küldeni” – foglalják össze a mérnökök. Amint minden alkatrész megérkezik a szárazföldre, az ArianeGroup csapatának mindössze hét és kilenc nap közötti időre van szüksége ahhoz, hogy összeépítse a hordozó központi magját, és repülésre kész állapotba hozza.
„Nem úgy működik, hogy az ember beáll egy benzinkútra, megtölti a tankot, és már indul is. A hordozó feltöltése két órát vesz igénybe, majd további másfél órát a hőmérsékleti stabilizálás, mivel a folyékony oxigén mintegy –150 °C-os, a folyékony hidrogén pedig –250 °C-os” – meséli Frédéric.
Az MTG-I2 repülésének két, műszakilag szokatlan sajátossága is volt. Ez volt az első alkalom, hogy egy Ariane 6 geostacionárius átviteli pályára (GTO) repült, ez a legmagasabb pálya, amelyet a hordozórakéta eddig elért, A62-es konfigurációban, két oldalsó segédrakétával. És a küldetés az első indítórepülés óta először két és fél órás indítási ablakot kapott egy fix indítási pillanat helyett, ami némi mozgásteret adott a csapatnak az esetleges váratlan helyzetek kezelésére.
A rakéta felső fokozata, amelyet a Vinci hajtómű mozgat, ráadásul repülés közben is újraindítható a héliumos nyomástartó rendszernek köszönhetően, amely minden egyes újragyújtás előtt a tartály aljára „ülteti” az üzemanyagot. Ez a képesség az Ariane 5-nél még nem állt rendelkezésre, az Ariane 6 pedig az ilyen típusú küldetésekkel vezeti be.
Az összeszerelés: robotok, amelyek vízszintesen építenek össze egy rakétát
A rakétát vízszintes helyzetben szerelik össze, nem függőlegesen. Irányított járművek mozgatják 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 automatikával támogatott: számos lépést a személyzetnek kell ellenőriznie és jóváhagynia, mielőtt elindítja a következő automatikus szekvenciát” – teszik hozzá a szakértők.
Attól a pillanattól, hogy a két fokozat megérkezik az összeszerelőcsarnokba, körülbelül tíz napra van szükség ahhoz, hogy a központi mag készen álljon a startállásra való átszállításra. A létesítmény két párhuzamos szerelősorral rendelkezik, így amint egy rakéta elindul a kilövőállás felé, azonnal megkezdődhet a következő összeszerelése. A program célja, hogy 2027-től évente kilenc–tíz indítást érjen el.
A műhold: a legérzékenyebb utas, amely valaha Ariane 6 fedélzetén repült
Néhány méterrel arrébb, a burkolócsarnokban a levegőt szűrik, szabályozzák a hőmérsékletét, és szigorúan ellenőrzik a páratartalmát. Ez az utolsó helyiség, ahol a szakembereknek még közvetlen fizikai hozzáférésük van a műholdhoz, mielőtt az a rakéta orrkúpja alatt végleg lezárásra kerül. Az MTG-I2 esetében, amely rendkívül érzékeny a szennyeződésekre, optikai meteorológiai megfigyelőműszerként, ez a tisztaság egyáltalán nem mellékes szempont: bármely porszem rontja a későbbi felvételek minőségét.
A folyamat még fénycsapdákat is tartalmaz rovarok és madarak számára: amikor a műholdat szállító konténer éjszaka megérkezik, és a csarnok hatalmas ajtói kinyílnak, hogy beengedjék, bármely bejutó állat veszélyeztetheti a hasznos teher tisztaságát. „Nyilván nem nyithatjuk ki a konténert úgy, hogy esetleg egy madár is kijöjjön belőle” – magyarázza az egyik, az üzemért felelős szakember, aki csaknem egy éve hangolja össze a kampány utolsó szakaszát az űreszköz csapatával.
A Júpiter irányítóterem: a visszaszámlálás parancsnoki lánca
A végső kronológia 11 órával a felszállás előtt indul, és a súlypont a francia Nemzeti Űrkutatási Központ, a CNES Júpiter irányítótermébe kerül át. A nagy kezelőfelületi kijelzőn minden rendszer állapota zöld színnel látható, megjelenik a tervezett pálya és a visszaszámláló órák.
A terem közepén foglal helyet Maxime André, az indítási műveletek igazgatója, aki felelős az egész indítási körzet biztonságának összehangolásáért – emberek, infrastruktúra, környezet – és aki a minőségbiztosítási csapattal, valamint a mérőrendszerekért felelős szakemberrel együtt, aki a telemetriát, a radarokat és a helymeghatározást felügyeli, gyakorlatilag a végső „hangot és szemet” jelenti, amely jóváhagyja az indítást.
Az utolsó percig a küldetés csapata kapcsolatban marad a műhold saját irányítóközpontjával, amely mintegy négy kilométerre található a Júpiter-teremtől, hogy folyamatosan megerősítse: minden rendben van, és ezt a visszajelzést lépésről lépésre továbbítsa egészen a műveleti igazgatóig.
A villámtilalom: a meteorológia, amely leállíthatja az indítást
Néhány méterre az indítókomplexumtól egy kis csapat ugyanakkora figyelemmel kémleli az eget, mint amilyen figyelemmel a mérnökök a rakétát. François Laforge, az űrközpont meteorológiai állomásának elemzője két paramétert figyel mindennél szorosabban: a villámokat és a szelet. „Az eső vagy a hőmérséklet nem túl fontos; ami igazán számít, az a zivatartevékenység és a szél, a felszínen és nagyobb magasságban egyaránt.”
A kritériumok szigorúak: nem lehet vihar tíz kilométeres körzetben a bázis körül sem az előkészítés, sem magának az indításnak az idején; és nem lehet 6 500 méternél magasabb felhő ugyanebben a körben, mert egy ilyen magasan húzódó felhőzeten való áthaladás statikus elektromosságot kelthet, amely villámot idézhet elő. Ennek ellenőrzésére a csapat olyan radarokat használ, amelyek mérik a felhők magasságát, valamint három antennából álló triangulációs rendszert, amely valós időben lokalizál minden elektromos kisülést.
A radioszondával felszerelt meteorológiai ballonok, amelyeket a visszaszámlálás alatt többször is felbocsátanak, a magassági szélprofilról adnak adatokat. Ezeket Leonard Bouchaillot, a repülésbiztonsági mérnök használja a csapattal együtt annak ellenőrzésére, hogy a biztonság kedvéért előzetesen kiszámított „indítási folyosó” – az a térség, ahol egy esetleges rakéta-megsemmisítést repülés közben szimulálnak – továbbra is érvényes-e.
Ez – magyarázza – a francia űrtörvényben rögzített követelmény, amely a lakosság biztonságát garantálja. Az utolsó meteorológiai ellenőrzés mindössze tíz perccel a felszállás előtt érkezik. 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 szinte azonnal megszűnik valós fenyegetés lenni. A valódi kockázat – hangsúlyozzák – a földön van.
6 milliárd eurós program, amelynek haszna meghaladja a 61 milliárdot
James Champion, az Európai Űrügynökség (ESA) MTG-projektjének vezetője ismertette a meteosat-műholdprogram 16 évnyi munkáját. Közel két évtizedet töltöttek azzal, hogy olyan technológiára készüljenek, amely akkor még nem állt rendelkezésre, de amelyre szükségük volt ahhoz, hogy pályára állítsák az MTG-I2-t.
A program költsége a jelenlegi gazdasági környezetben mintegy 6 milliárd euró volt, miközben a hasznok – az infrastruktúrákat is beleszámítva – meghaladják a 61 milliárd eurót. Ehhez jön az a számtalan élet, amelyet a műhold adatai mentenek majd meg, például azáltal, hogy segítenek evakuálási tervek kidolgozásában. Ez a műholdcsalád kulcsfontosságú lesz a kedvezőtlen időjárási jelenségek előrejelzésében és megelőzésében.
A tudomány: „éber sólyomszem” Európa felett, 2,5 percenként
Alig néhány órával azelőtt, hogy a műhold pályára állna, Cristian Bank, az Eumetsat programelőkészítésért és -fejlesztésért felelős igazgatója helyezi el az indítást a valós összefüggéseiben: egy kontinensén, amelyet egyre gyakoribb szélsőséges időjárási események sújtanak. „Az elmúlt öt évben Európában évente 10 milliárd eurónyi kár halmozódott fel, és ezrek vesztették életüket. Szerencsére a halálos áldozatok száma csökken, mivel előrejelzéseink és riasztásaink egyre jobbak, de az infrastruktúrában esett kár továbbra is óriási. Ellenállóbbá kell válnunk” – figyelmeztet.
Az MTG-I2 egy hármas rendszer harmadik eleme. Az első, 2022-ben indított műhold féltekeképet ad Európáról, Afrikáról és az Atlanti-óceánról egészen az Indiai-óceánig, és a globális időjárási modelleket táplálja. A második, 2025-ben indított és már csaknem üzemképes műhold a légkört vizsgálja nagy részletességgel – a páratartalmat, a hőmérsékletet, a szelet, a nyomást. A most indított harmadik pedig Európára, különösen a mediterrán térségre összpontosít, amelyet különösen súlyosan érintenek a kedvezőtlen időjárási események, és adatait minden két és fél percben frissíti.
„Ez az időbeli felbontás létfontosságú az európai és mediterrán térségre vonatkozó helyi időjárás-előrejelzésekhez, de a polgári védelem számára is: a tűzoltóság számára az erdőtüzek, aszályok, illetve az egyre gyakoribb és pusztítóbb mediterrán tornádók korai észleléséhez.”
Bank úgy számol, hogy az új műholdnak körülbelül fél évre lesz szüksége ahhoz, hogy üzembe helyezzék, integrálják és kalibrálják „testvéreivel”. Várhatóan 2027 áprilisa körül a három műhold már egyetlen rendszerként működik majd.
A műszaki adatlap: 500 millió pixel tízpercenként
Graeme Mason, az ESA meteorológiai programjainak vezetője ismertette azokat a számokat, amelyek az MTG-I2-t az egyik legfejlettebb, valaha pályára állított megfigyelőműszerévé teszik. Miközben a család első műholdja minden tíz percben 500 méteres felbontással pásztázza végig a Föld látható korongját – egy teljes letapogatás során mintegy 500 millió pixelt, 16 csatornára osztva –, az MTG-I2 kizárólag a felső kvadránsra, Európa központi térségére összpontosít, és ezt 150 másodpercenként ismétli meg.
Második műszere, a villámérzékelő a spektrum egy nagyon keskeny sávjában dolgozik, az oxigén 777 nanométeres emissziós vonalán, és másodpercenként 1 000 mintát vesz. Ahhoz, hogy 36 000 kilométeres magasságban, geostacionárius pályáról 500 méteres részleteket tudjon felbontani a Föld felszínén, a műholdnak extrém stabilitást kell tartania mindhárom tengelye mentén.
A program jól mutatja az európai űripar erejét: több mint 17 európai ország és 70 vállalat vesz részt benne, több mint 200 alvállalkozói szerződéssel, és több mint 2 200 ember dolgozik a projekten.
„Ez a képalkotó egység a világ legjobb geostacionárius képalkotója (»imager«). A villámérzékelő a világ legjobb, villámok megfigyelésére szolgáló kamerája (»lightning imager«), olyan technológia, amely még az Egyesült Államokét is megelőzi. Tíz éven belül az ESA a következő műholdcsaládot tervezi útnak indítani, hogy továbbra is az éghajlat és hatásai megfigyelésének és elemzésének élvonalában maradjon.
Az Ariane 6 irányítóterme, a műhold burkolócsarnoka és a Kourou feletti minden felhőt figyelő meteorológiai állomás között az MTG-I2 indítása valójában több tucat műszaki döntés összessége, amelyeket olyan csapatok hoztak meg, amelyek ritkán kerülnek reflektorfénybe magával az indítással együtt.
Az új műhold pályára állításával Európa teljessé tette harmadik generációs meteorológiai konstellációjának első, teljes értékűen működő hármasát. Ez a rendszer várhatóan legalább a 2040-es évek derekáig kíséri majd a kontinens klímájának megfigyelését.