Mannskapets nye livbåt

Med opptil seks vil to Sojus TM fylle rollen, men når antallet faste besetningsmedlemmer stiger til syv, må en ny, spesiell type livbåt være utviklet og prøvet.

Evakuering kan bli aktuelt i en medisinsk nødsituasjon, ved skade på stasjonen eller hvis det skulle bli stans i forsyningstjenesten fra bakken. Medisinsk nødsituasjon kan være hjerteinfarkt, brukket nakke osv., og evakueringen behøver neppe å gjelde hele besetningen. Det vil den derimot ved skade på stasjonen for eksempel etter kollisjon eller brann. Stans i forsyningstjenesten vil kunne oppstå blant annet hvis hele romfergeflåten skulle få flyforbud.

Løftskrogfartøy

En vanlig kapselform med butt varmeskjold og ballistisk tilbakevending var det første Nasa så på da behovet for en ny type livbåt dukket opp. En slik ballistisk kapsel har imidlertid forholdsvis liten manøvreringsevne på tvers av fartsretningen, noe som kan medføre opptil 24 timers venting i rommet hvis livbåten kobles fra på et ugunstig tidspunkt og det gjelder å lande på et angitt sted. Industrien antydet dessuten en pris på omkring 2 milliarder dollar for konstruksjon, bygging, utvikling og prøving av en passende kapsel.

Dermed begynte romorganisasjonen å gå gjennom noe av det som hadde skjedd innenfor området løftskrog i slutten av seksti- og begynnelsen av syttiårene. Ved at løftskrogfartøyene utvikler større mengder løft og aerodynamiske flater gir en helt annen mulighet for styring, vil de kunne manøvreres opptil 1 125 km på tvers av tilbakevendingsbanen. Dette gir minst tre landingsmuligheter i løpet av ni timer etter en hurtig frakobling i rommet, og i de fleste tilfellene vil passasjerene kunne være på bakken i løpet av 2,5 timer.

Diger paraving

Problemet besto i at løftskrogfartøyene ofte var vanskelig å lande på runwayer. De hadde en tendens til å være ustabile, og landingshastigheten kunne overstige 460 km/h. Dette krevet solid flyverbakgrunn, men hvis det fantes en pilot om bord i en romstasjon-livbåt, kunne man ikke utelukke at han var syk eller skadet. Altså må landingen skje automatisk, og dermed dukket paraving-løsningen opp.

En paraving trenger dessuten ingen runway, slik at forhåndskunnskaper om vindretningen er av mindre betydning.

Sammen med den amerikanske hær begynte Nasa å utvikle en paraving som med et areal på 698 kvadratmeter hevdes å være verdens største. På den operative livbåten, også kalt CRV (Crew Return Vehicle), vil det under en tilbakevending først bli satt ut en rund, 24 meters bremseskjerm forankret bak. Når hastigheten er nede i 0,3 M i en høyde av ca. 7 km vil bremseskjermen trekke ut paravingen, som er forankret på toppen. Paravingen åpner seg i fem trinn, og styring oppnås ved at små vinsjer trekker i liner. Synkehastigheten vil være maksimalt 8 km/h, landingshastigheten i underkant av 65 km/h. Selve landingen skjer på et enkelt meie-understell, og landingsstrekningen er bare 45 meter.

X-38

For å prøve hele konseptet bygget Nasa i tur og orden tre enkle prøvefartøyer av glassfiber. Av utseende minner de om løftskrogfartøyet Martin Marietta X-24A, bortsett fra at cockpiten og en midtre vertikalstabilisator bak mangler. X-24A fløy 28 ganger mellom april 1969 og juni 1971, men hadde før den tid vært gjennom grundig vindtunnelprøving. Det opprinnelige valget av form kunne derfor baseres på et omfattende datagrunnlag. Senere, da ESA og DLR (Deutsche Forschunganstalt für Luft- und Raumfahrt) kom inn i bildet, ble formen noe endret blant annet som en følge av arbeidet med den påtenkte europeiske romfergen Hermes.

De tre prøvefartøyene har alle betegnelsen X-38. Den første ble tatt med opp under høyre ving på en B-52 fra Nasas Dryden Flight Research Center, California, i 1997, men ikke sluppet. Første slipp fant sted i 1998. Den mer avanserte X-38 nummer to fløy for første gang i mars 1999, og etter et slipp i 11 895 m dubliserte den omkring et år senere operasjonene en virkelig CRV ville ha utført fra denne høyden ved retur fra rommet. X-38 nummer tre skal etter planen fly for første gang i november i år.

Prototyp

Den virkelige ildprøven kommer i august 2002, da X-38 nummer fire skal settes ut fra en romferge i bane for å gjennomføre en hel returferd uten mennesker om bord. Farkosten er nå under bygging ved Nasas Johnson Space Center i Houston. Den er 20 prosent større enn de tre forgjengerne, og kan betraktes som en CRV-prototyp. TU fikk i september en gjennomgang av konstruksjon og virkemåte ved X-38 prosjektsjefen Brian L. Anderson.

Aluminiumsstrukturen har utenpå et lag komposittmateriale og ytterst et varmeskjold som på utsatte steder består av silikafiber-blokker. I motsetning til romfergens har de imidlertid et belegg som er langt mer robust. Nesen vil faktisk bli varmere enn romfergens. Både her og på de utsatte skrogflaps-flatene bak på undersiden blir derfor karbonsilikat-karbid benyttet for å gi ekstra beskyttelse.

Styreflatene – to skrogflaps og to sideror bak på de litt skråstilte stabilisatorene – er elektromekanisk operert fordi man vil bort fra bruken av hydraulisk væske. Et hydraulisk system krever dessuten mer vedlikehold.

For å innlede tilbakevendingen har CRV-prototypen bak en egen, lett seksjon med åtte små bremsemotorer (445 N hver), dessuten åtte enda mindre motorer (111 N hver) for stillingskontroll. Seksjonen kobles fra etter bruk, og brenner opp i atmosfæren.

Det primære navigasjonssystemet om bord er basert på GPS, og er alt prøvet i romfergen.

Europa er så absolutt med i utviklingen – Nasa har fremdeles avtaler med både ESA og DLR. Til sammen er 22 selskaper eller organisasjoner fra åtte land involvert.

Fire livbåter

Hvis den viktige prøven i august 2002 blir vellykket, planlegger Nasa å overlate byggingen av fire operative, gjenbrukbare livbåter til industrien. Den første skal i desember 2005 fraktes med en romferge til Den internasjonale romstasjonen, og vil kunne være i beredskap der opptil tre år før den får avløsning.

Ved bruk skal opptil syv mennesker benytte seter i en kabin med et volum på 11,8 kubikkmeter. Setene er plassert slik at leggene og ryggraden vil peke omtrent langs lengdeaksen. Frakobling skal kunne skje i løpet av kun tre minutter. Forskjellige miljøsystemer drives av litium-batterier, og passasjerene skal være sikret en atmosfære med vanlig sammensetning og trykk i ni timer. Kabinen har ikke vinduer – fjernsynskameraer vil sørge for utsyn. Og selv om landingen kan gjennomføres automatisk, er grader av manuell styring mulig.

Prisen for bygging, utvikling og prøving av fire operative livbåter, simulatorer, reservedeler etc. vil være under en milliard dollar.