Uued taevased tööhobused

Foto:

Tehnikamaailma lugejaist teab enamik une pealtki, mis on ATV – loomulikult neljarattaline maastikusõiduk ehk All Terrain Vehicle. Sama lühendi tagant leiab aga veel ühe sõiduvahendi – Automated Transfer Vehicle ehk automatiseeritud kosmoselaeva. Ja esimene lendki rahvusvahelisse kosmosejaama ISS on sel ATV-l juba tehtud.

Maa ümber tiirlev kosmosejaam ISS hakkab valmis saama ja varsti on seal praeguse kolme astronaudi asemel ametis kuus. Seetõttu nõuab jaam oma tööks ja astronautide elutegevuseks ka üha rohkem varustust. Samas jäävad praeguste plaanide kohaselt 2010. aastal kosmosesüstikud pensionile. Nõnda on juba ammu kerkinud küsimus, kuidas siis jaama toimetada aastas vajalikud 80 tonni hapnikku, kütust, toitu, vett ja seadmeid-tarvikuid.
Siiamaani on peamine raskus jaama varustamisel langenud venelaste automaatsetele transpordilaevadele Progress. Juba 1980ndail aastail tehti mehitatud kosmoselendude tarbeks loodud Sojuzid ümber veolaevadeks Progress ja need on siiamaani jaama varustanud peaaegu tõrgeteta, tehes neli lendu aastas.
Ega Progresside töö ei ole piirdunud ainult jaamaga põkkumisega. Ajapikku vajub jaam orbiidil allapoole ja vajab seetõttu ka ülespoole lükkamist – Progressi mootorite abil on ka see operatsioon probleemideta tehtud.
Alus on nurisemata teenindanud jaama ka kui prahiveolaev. Kui tal hakkab kütteaine lõppema ja saabub aeg tegevus lõpetada, laaditakse ta täis jäätmeid, kasutamisest maha võetud seadmeid ja muid tarbetuks muutunud asju ning saadetakse Maa atmosfääri, kus nad kõik üheskoos ära põlevad.
Progress oli küll usaldusväärne tööhobune, kuid nüüdseks on ta jäänud lihtsalt väikeseks: kosmosejaamas tarvitatavad suured uurimisseadmed ei mahu enam tema sisemusse ja ka jaama hooldamiseks ning tööshoidmiseks on temaga kohaletoimetatav paar tonni varustust tühine.
Kõigest sellest lähtuvalt on Euroopa Kosmoseagentuur loonud uue kosmoselaeva, juba mainitud ATV. Uus ühekordselt kasutatav laev on põhimõtteliselt moderniseeritud Progress, küll tunduvalt suurem ja teise välimusega. Jaamas kasutab ta sama põkkumisdokki mis Progress, kuid kujult on ta justkui jaama moodul ehk silinder. Sellesse saab laadida kaupa kuni 7,5 tonni, seega viib ATV ühe lennuga üles sama koguse asju kui Progress kolmega.

Automaatne põkkumine
Kuigi ATV on väliselt kujutlusvõimet mitte eriti ergastav silinder, on ta seda siiski ehk oma suurusega. Londonis ringi sõitvad kahekorruselised bussid on välismõõtmetelt temast tsipa väiksemad, Euroopa kosmoseagentuuri tehnikakeskuses ESTEC täidab ta ühe suure halli pea täiesti. Kujutlusvõimet nõuab seegi, kuidas ta mahub kanderaketi Ariane 5 tippu, mis peab siis suutma ta üles viia üle 400 km kõrgusele ja andma talle orbiidil lendamiseks vajaliku kiiruse.
Inseneride jaoks ei ole see probleem, sest suuri satelliite ja kosmoselaevu lastakse üles pidevalt. Kuigi ATV on lähedal raketi kandevõime piirile, ei teki kahtlustki, et Ariane suudab seda üles viia – nagu näitas ka märtsi lõpul toimunud esmalend ISSi juurde. Tehnilises mõttes seisneb ATV erilisus tema sisemuses, täpsemalt väikestes mustades laegastes, mis peidavad endas arvuteid ja muud vajalikku elektroonikat.
ATV on nimelt suures osas automaatne. See oskab avaruses ise lennata ja põkkuda kosmosejaamaga. Progress-laevade põkkumine toimus nii, et laeva ning jaama vahelise pideva andmeside kaudu täpsustati lõplikku navigeerimist ja põkkumist, radar mõõtis kogu aeg vahemaad ja inimene oli alati valmis sekkuma, kui automaatsüsteemides oleks lõhnanud vea järele. ATV põkkub täiesti iseseisvalt ja ei vaja selleks muud kui jaama laserpeegeldit.
Kui ATV läheneb jaamale, teeb ta kaamerate abil kindlaks jaama asendi ja leiab põkkumisdoki, kuhu kinnituda. Seejärel läheneb ta ise dokile ja kinnitub selle külge oma juhtimisseadmete abil. Kõrvalekalle võib olla vaid mõni sentimeeter, aga sellega on arvestatud.
Kuna alati on olemas võimalus mingiteks häireteks, on ATV süsteemid mitmekordsed ja peale selle on veel „ajudega turvapadi”. See on aluse teistest süsteemidest täiesti eraldi seisev üksus, mis kogu aeg jälgib jaamale lähenemist ja põkkumist. Kui ta avastab seejuures midagi kahtlast, lülitab ta ise sisse laeva pidurdusmootorid ja viib/jätab laeva jaamast turvalisele kaugusele.
Selle järel on lennujuhtimiskeskusel ja jaamas olevatel astronautidel aega mõelda, kas üritada uut põkkumist kohe või mingi aja möödudes – ja kas alus on ülepea sellises seisundis, et temaga põkkuda. Mingeid riske ei soovi keegi võtta, sest suure kiirusega jaamaga põrkuv laev võib teha palju pahandust.

Mehitatud versioon?
ATVsid valmistab kosmosekeskus (EADS, Astrium Space ja Alenia Spazio), kellelt ESA on neid tellinud esialgu seitse. Jaama juurde saadetakse neid poolteise aasta tagant. Esimene laev sai nimeks Jules Verne ja enne saatmist Kourou stardiplatsile testiti teda pikalt ESTECi keskuses Hollandis.
Nagu seda selliste hiigelprojektidega sageli juhtub, plaanid ei püsinud graafikus. Esmalend pidi toimuma juba aastaid tagasi, kuid automaatjuhtimissüsteemi aina täiustati ja kontrolliti. Kuna ka ISSi ehitamine on edasi lükkunud süstikuid tabanud õnnetuste ning kontrollimiste tõttu, polnud ATV üleslennutamisega otsest kiiret. Viimane viivitus tuli sellest, et 2007 maikuus rikkus rahe ameeriklaste süstiku kütusepaakide kaitsekihti, mistõttu lükkus edasi laboratooriumimooduli Columbus ülesviimine. Viivitused olid aga kasulikud ATV jaoks.
Kogu kallis ATVde projekt ei piirdu siiski vaid väheste teeninduslendudega ISSi juurde, nagu algselt oli kavandatud. Praegu võib juba üsna kindel olla, et kosmosejaam jääb üles märksa kauemaks, kui algul kavandatud. Ameeriklased tahavad nii mõndagi jaamas katsetatut oma tuleviku Kuu-jaamades kasutusele võtta, aga ka katsetamist vajavat on veel väga palju.
Kuid ATVdele nähakse ka muid rakendusi. Esimeseks ja kõige kergemini teostatavaks võiks olla ATV kui iseseisvalt lendava uurimislaboratooriumi kasutamine. Sinna saaks panna eriti tundlikke uurimisseadmeid, mida kosmosejaamas selle suur mass segaks, ja saata laev-jaam mitmeks kuuks iseseisvale lennule. Lennu lõppemisel saaks ta teadlaste soovi korral põkkuda ISSiga, kus astronaudid võiksid uurimustulemusi töödelda või neid jätkata.
Teine võimalus on varustada ATV maandumiskapsliga, mis võiks tuua uurimusmaterjale ja muidki materjale kosmosejaamast tagasi Maale. Kui maandumiskapsel oleks ATV sees, siis põleks alus ise atmosfääri sisenemisel ära, kuid kapsel elaks selle üle ja maanduks langevarjude abil Maale.
Kolmas võimalus on kasutada seda mehitatud kosmoselendudeks. ATV loomisel kaasa löönud astronaut Jean-François Clervoy on mõttest üsnagi innustunud: „ESA on ju juba testinud maandumissüsteeme, nii et kui ATV lastiruumi asetada Maale laskumiseks suuteline mehitatud kapsel, olekski eurokosmoselaev valmis. Arianne 5 loomisel võeti arvesse ka tema kasutamine mehitatud kosmoselendudeks, nii et põhiolemuselt ta selleks sobiks.”
Mehitatud kosmoselaeva loomiseks kulub aga siiski vähemalt viis aastat. Teisalt on ESA koos venelastega loomas Sojuzide baasil uut kosmoselaeva, mistõttu ATVde osaks võib siiski jääda mehitamata laevade roll. Automaatne lennujuhtimistehnika teeb võimalikuks nende kasutamise iseseisvalt Kuule lendavate transpordilaevadena, kosmoseteleskoopide hooldusalustena ja muukski. Võib-olla lendavad ATVde edasiarendused kunagi koguni Marsile.

Esmalend
Nagu eespool sai mainitud, põkkus esimene, Jules Verne’i nime kandnud ATV 3. aprillil ISSiga. Järgmisel päeval avati vaheluuk jaama ja laeva vahel ning lülitati kaheksaks tunniks tööle laevas paiknenud õhupuhasti, et eemaldada sealt astronautide huvides kõik võimalikud gaasid ja tolmuosakesed. Järgmisel päeval lülitasid astronaudid ATVs sisse valgustuse, paigaldasid tulekustutussüsteemi ja käsipuud, et oleks kergem kontrollitult liikuda. Paigaldati ka ventilatsiooniks vajalik toru ja selle järel sai ATVd kasutada kui jaama osa. ATV tõi jaama 1150 kg kaupa. Zvezda-moodulisse pumbati ümber 856 kg kütust, 270 kg joogivett ja 21 kg hapnikku. Peale selle oli seal veel astronautidele mõeldud riideid ja mitmesugust varustust. Muu hulgas oli kaasas ka kaks Jules Verne’i originaalkäsikirja ning tema 19. sajandil ilmunud raamat „From the Earth to the Moon” („Maalt Kuule”).
ATV jääb jaama juurde augustini. Selleks ajaks kogutakse ATVsse 6,3 tonni jäätmeid, mis saadetakse Maa poole, et need koos laevaga atmosfääri sisenemisel ära põletada.
Kes soovib nendest laevadest rohkem lugeda ja vaadata videoid jaama külastusest, võib sisestada arvutis www.esa.int/esaMI/ATV.

Lisa kommentaar

Turvaküsimus: *