2017 május 29

RSS Facebook

2012. június 29. péntek, 10:19

High Tech szabadesés

Értékelés:
(1 értékelés)


A szabadesés fizikai definíciója: olyan mozgás, ahol a testre csak a gravitációs erő hat. Amennyiben egy ilyen szabadesés bekövetkezik, ideális esetben a „zuhanó” test súlytalanságot él át. Mióta létezik a repülés, a szabadesést kontrollált módon is gyakorolják mind az ejtőernyősök, mind a pilóták, bár utóbbiak inkább csak ritkábban...

 







Az emberiség korának megfelelően mindig is kereste a teljesítőképessége határait, így az ember által végzett leghosszabb ideig tartó szabadesés is folyamatosan a meghódítandó célok között szerepelt és szerepel ma is.

Az ember által végzett szabadesés első hivatalos (FAI által is elismert) rekordját Jevgenyij Nyikolajevics Andrejev orosz pilóta állította be 1962-ben, aki 25 ezer méter magasból több mint négy percen át zuhant, mielőtt az ejtőernyőjét kinyitotta volna. A legek között azonban az 1960-ban ugró Joseph Kittinger amerikai pilóta ugrását tartják azóta is a legkomplettebbnek. Ő abban az évben megdöntötte a legmagasabb ballonemelkedés (repülés), a leggyorsabb zuhanás, a leghosszabb (stabilizációs ernyős) zuhanás és a legmagasabb ejtőernyős ugrás rekordját. Kittinger 31 ezer méter magasból ugrott ki, zuhanás közben több mint 900 km/h sebességre gyorsult fel, több mint négy percig zuhant egy kis stabilizációs ernyővel a hátán, mielőtt a nagy ernyőjét kinyitotta volna. Kittinger ma 83 éves, és tanácsaival aktívan segíti az általa felállított rekordot támadók felkészülését.

Ma talán a legaktívabb rekordostromló Felix Baumgartner osztrák pilóta és ejtőernyős, aki a Red Bull Stratos program segítségével készül a minden eddiginél magasabbról elvégzett ugrásra. A célja az, hogy 120 ezer láb magasból kiugorva az első ember legyen, aki zuhanás közben átlépi a hangsebességet. A célját elvileg idén nyáron szeretné elérni, és természetesen számos próbaugrást is végrehajtott már. Legutóbb március 15-én ugrott ki 37 km magasból, zuhanás közbeni sebessége majdnem elérte a 600 km-t óránként. Elsőre azt gondolnánk, hogy egy ilyen ugrás inkább emberi bátorság kérdése, mint a technikáé, pedig ez nem igaz.

Nézzünk bele egy kicsit a megoldandó problémákba, hogy lássuk milyen komplex technológiai fejlesztést kíván egy ilyen ugrás, azon túl, hogy az ugrónak maximálisan fekészültnek (és bátornak) kell lennie.

Az ugrás tervezett magassága 120 ezer láb, ami nagyjából 40 km-nek felel meg. Csak összehasonlításul: amikor kereskedelmi repülővel utazunk, és a pilóta bemondja hogy „utazási magasságunk 33 ezer láb, a külső hőmérséklet mínusz 40 fok”, akkor még csak az ugrási magasság harmadánál járnánk... Ez a magasság már a sztratoszféra, amely a troposzféra felett, 10–50 km között helyezkedik el, és a földi levegőmennyiség nem több mint egy százalékát tartalmazza. Ez azt jelenti, hogy ebben a magasságban csak különleges, űrruha kategóriájú öltözetben maradhat életben az ember. A ruhának könnyűnek kell lennie, hiszen a ballonnal végzett emelkedés miatt a súly igen fontos tényező. A ruhának biztosítania kell a fűtést (vagy a hőszigetelést), mert a külső hőmérséklet mínusz 100 fok körül van. És rendelkeznie kell hordozható oxigénellátással is, hiszen zuhanás közben legalább négy-hat percig ez a ruha látja el az ugrót oxigénnel. Egy nagy magassában bekövetkező dehermetizálódás halálos következményekkel járna. Az egyik ugrási kísérlet során megsérült az ugró kesztűje, és megszökött belőle a nyomás: hatására a kézfeje azonnal a háromszorosára dagadt, és később napokig tartott, mire visszanyerte normális állapotát.

Az űrruha meglehetősen merev szerkezet, ezért ahhoz, hogy az ugró például lássa, kinyílt-e az ernyője, tükröket szereltek fel mindkét kesztűjére. Csak így volt megoldható, hogy a feje (vagy inkább a sisakja) elfordítása nélkül tudjon dönteni arról, kell-e mentőernyőt nyitnia vagy nem.

Sokszor kérdezik, milyen haszna van egy ilyen ugrásnak. Az egyik válasz az űrruha: a következő generációs űrruhák kifejlesztését csak ilyen környezetben elvégzett kísérletekkel lehet megoldani.

A következő kérdés a ballon. Az emelkedést egy óriási, héliummal töltött ballon biztosítja. Mivel a tervezett magasságban a levegő mennyisége elenyésző, ezért a ballonnak ebben a légritka térben kell biztosítania a kapszula és a benne lévő ugró tömegének emelését. Ez megoldható, de a ballon méretének hatalmasnak kell lennie. És éppen a méretek jelentik az újabb gondot. Az alkalmazott ballon anyaga vékonyabb, mint az uzsonnás szendvicsek csomagolására használt otthoni folpack vastagsága, súlya a méretei miatt mégis nagy. A „vonat”, ahogy a fejlesztők nevezik a teljes, a ballonból, a kötélzetből és a kapszulából álló komplexumot, felfújt állapotban több száz méter magasra nyúlik fel.

Külön tervezést kívánt a kapszula indítása is, hiszen a ballon elrugaszkodásakor óriási erővel rántja magával az embert tartalmazó kapszulát. Ezért ha bármivel ütközne az induláskor – például a földdel vagy járművekkel –, az ugró élete is veszélybe kerülhetne. De az igazi veszély az időjárás és a hosszúkás komplexum viszonyában van. Rossz időjárási helyzetben olyan szélnyírás alakulhat ki a néhány száz méteres magasságkülönbségek között, hogy a ballon teteje jobbra, alja pedig balra tartana a különböző szélirányok (jetek) miatt. A végkony fólia viszont nem bírná el ezt a terhelést, és a ballon szétszakadhat. Ezért a fellövés előtti szakaszban az időjárást előrejelző vezető volt a legfontosabb szereplő, szó szerint élet és halál ura. Természetesen a magasabb légteret több mérőszonda fellövésével folyamatosan figyelték, és így határozták meg a felengedés pontos időpontját.

A kapszula elsődleges feladata az ugró felszállítása a kívánt magasságba, valamint az ugráshoz szükséges körülmények biztosítása. A kapszulában enyhe túlnyomást biztosítottak a mintegy két óra hosszat tartó emelkedés során. Az enyhe túlnyomásra elektronika figyelt, hiszen ha túl nagy lett volna a nyomás, az ugrás előtt az ugró nem tudta volna kinyitni az ajtót, mert azt a belső nyomás erősen beszorította volna. Az űrruhában nagyjából 15 ezer lábnak megfelelő nyomást állítottak elő és tartottak fenn a teljes repülés során.

A kapszulát úgy készítették el, hogy az ugró a teljes földi telemetria megszakadása esetén is képes legyen a legfontosabb paramétereket nyomon követni és a rendszereket működtetni (beleértve a kamerákat is). Ennek megfelelően több kilométernyi kábellel szerelték fel az érzékelők és műszerek összekötéséhez, az aljában pedig több száz amperórányi akkumulátor-kapacitás rejtőzött. A kapszula az ugrás után robbanópatron segítségével levált a ballonról, és szabadesés után automatikus ejtőernyőnyitással ért földet. Természetesen mindezt csak azután, hogy az ugró már leszállt a földre.

Az ugrást a mai kornak megfelelően tervezték dokumentálni. Ennek a reklámérték mellett tudományos jelentősége is van. A hitelesítéshez, a későbbi fejlesztésekhez és a finomhangoláshoz elengedhetetlen, hogy az ugrás minden mozzanatát rögzítsék (és ha lehet, HD minőségben, esetleg teljes online sugárzással közvetítsék). Itt minden szó helyett magáért beszél a youtube-on található videóösszeállítások sora az eddigi ugrásokról. Érdemes megnézni őket.

A kamerák előkészítését külön csapat végezte, akik már gyakorlatot szereztek nagy magasságban végzett forgatások során, például számos Zero G repülést követtek már. A megoldandó feladatok közül néhányra érdemes kitérnünk. Az első a kamerák hő- és nyomásérzékenysége. Ehhez több kamerát is különleges, nyomás alatt tartott saját kapszulában helyeztek el. Ilyen a képeken is látható, az ajtó fölötti kinyúló karon álló főkamera, amely egy fűtött és nyomással ellátott dobozban kapott helyet. De három kamerát szereltek fel az ugró ruhájára és sisakjára is. Az egyik a derekán elhelyezett telemetriás dobozból 120 fokos szögben mutatta az ugró arcát (sisakját), testének egy részét és a Földet is. A webkamerák biztosították az olcsóbb telemetriát, ahol azonban a majdnem nulla nyomás és az extrém alacsony hőmérséklet szintén megoldandó feladatot jelentett. A kapszulából élő kameraképeket közvetítettek mikrohullámú átvitellel, így az ugrást és közben az ugró szinte minden rezdülését élőben lehet követni a weben.

Az ugrás helyszínéül olyan helyet kellett keresniük, ahol az időjárás megfelelő, és lehetőség szerint nem túl sűrűn lakott. Ilyen az új-mexikói Roswell városka, ahol a korábbi ugrásokat is végrehajtották.

Arról nincs pontos hírünk, hogy mikor kerül sor a következő, immár 120 ezer láb magasból végzett ugrásra, de a csapat szerint már az idén nyáron sort kerítenek a rekordkísérletre.

Akit érdekelnek a felkészülésről készült izgalmas képek és videók, mindenképpen nézzen körül a weben, nem fog csalódni a látványban.

Maradi István

Fotó: Red Bull