Az amerikai űrsikló program hajnalán a NASA elképzelése az volt, hogy a többször használható űrjárművet olyan sugárhajtóművekkel látja el, amelyekkel önállóan lesz képes átrepülni a leszállásra kijelölt kaliforniai Edwards légierő bázisról a floridai Kennedy űrközpontba, a következő felbocsátás helyszínére. A megvalósításnak számos technikai akadálya volt, ezért a figyelem egy olyan speciális szállítógép felé fordult, amely képes a hátára venni az űrsiklót és átszállítani az országon.

A NASA két óriást vehetett számításba: a légierő Lockheed C-5A Galaxy teherszállító gépét, és a Boeing 747-est, a Jumbo Jetet, amely öt évvel korábban mutatkozott be az utasforgalomban. Az 1973-ban lefolytatott tesztek eredményei az utóbbit hozták ki alkalmasabbnak. A Jumbo biztonságosabbnak bizonyult, képes volt az Egyesült Államok leszállás nélküli átrepülésére, rövidebb futópályát tudott használni, és az élettartama is hosszabb volt. A NASA 1974 júniusára végleg elengedte azt az elgondolást, hogy az átrepülésekhez sugárhajtóműveket helyezzen el az űrsiklón, és jóváhagyta egy Boeing 747-es beszerzését és átalakítását űrsikló-hordozónak. A kiválasztott Jumbo egy 1970-es gyártású, kilencezer repült órával rendelkező Boeing 747-100-as volt, amelyet addig az American Airlines használt utasszállításra. A 30 millió dolláros költséggel tervezett átépítésre a Boeing everetti üzemében, Washington államban került sor.

A szerkezeti módosítások leginkább a törzset érintették. Az űrsiklót tartó szerkezet alá további burkolatrétegeket szereltek és a törzs extra merevítést és válaszfalakat is kapott. A függőleges vezérsíkhoz közeli szerkezetet szintén megerősítették, a vízszintes vezérsíkok burkolatának egy részét vastagabb panelekre cserélték, és a végükre az iránystabilitás miatt függőleges pótvezérsíkok kerültek. Mivel a repülőgép az űrsiklóval a tetején faroknehéz volt, a főfedélzet elejére 770 kilogrammnyi vaselemet csavaroztak. Az űrsiklót tartó hárompontos szerkezet támaszokból és rezgéscsillapítóból állt, az űrjármű háromfokos állásszögben ült rajta. A további módosítások a vízszintes vezérsík beállítását és statikus kisütőit, a magassági kormányt, a csúszásérzékelőt, az áramkör-megszakítókat, az összeütközés elleni fényeket valamint a kommunikációs antennákat érintették. Redundáns tápegységeket és hozzájuk tartozó kábelezést is beépítettek, elsősorban az űrsikló egyes rendszereinek táplálására az átrepülések során. Az átrepülésben résztvevő személyzet szállítására az utastérben 16 ülést tartottak meg, de az utasszállításnál használt egyéb belső berendezéseket eltávolították. Az ülések mögött középen egy csigalépcső vezetett a felső fedélzetre. A háromfős pilótafülkében megmaradt az eredeti analóg kijelzők és műszerek nagy része, de újak is helyet kaptak. Az így átépített repülőgép a NASA mozaikszó rendszerében a lényegre törő SCA (Shuttle Carrier Aircraft) elnevezést kapta. A berepülés és „finomhangolás” utáni következő lépés az űrsiklóval végzett tesztsorozat volt.

Párban az űrsiklóval

Az átépített, N905NA lajstromjelű, NASA 905-ös jelzésű SCA-t 1977 januárjában a kaliforniai Edwards légierő bázisra, azon belül a NASA Dryden repüléskutató központjába (jelenleg Neil A. Armstrong repüléskutató központ) repülték, hogy a csak légköri repülésekre tervezett Enterprise űrsiklóval a megközelítési és leszállási teszteket (ALT - Approach and Landing Test) lefolytassák. A tervezett tesztidőszak 1977 februárja és októbere közé esett. A tényleges repülések előtt az ALT program szélcsatorna-tesztjeit is a Drydenen valamint a NASA Ames kutatóközpontjában, a kaliforniai Moffett Fielden végezték el. Egy vészkijárati alagutat is beépítettek a 747-esbe, amely a pilótafülkéből a törzs alján található, lerobbantható ajtóig vezetett, de az ALT befejezése után ezt a rendszert eltávolították a gépből.

Jól látszik az Enterprise leválasztási teszteknél megnövelt állásszöge

Az ALT program első fázisa három, nagysebességű gurulási tesztből állt és azt vizsgálták, hogy az SCA hogyan vezethető a földön, miközben az űrsiklót cipeli a hátán. A második fázis öt passzív repülése során azt tesztelték, hogy a Boeing 747-es a hozzákapcsolt űrsiklóval hogyan viselkedik a levegőben és milyen a vezethetősége. Ezeken a teszteken az űrsiklóban nem volt személyzet és a rendszereit sem kapcsolták be. A passzív repüléseket három aktív repülés követte, hogy meghatározzák az űrsikló leválasztásához optimális repülési profilt. Az Enterprise továbbra is az SCA-hoz kapcsolva maradt, de a pilótafülkéjében már űrhajósok ültek és a rendszerei is be voltak kapcsolva. A további cél a személyzet eljárásrendjének további pontosítása és az űrsikló bekapcsolt rendszereinek tesztelése volt. A próba sikerrel zárult, következhetett az űrsikló leválasztása az SCA-ról, és annak vizsgálata, hogy hogyan viselkedik az Enterprise a szabad repülés, a megközelítés és leszállás közben. Azért, hogy az űrsiklónak a Boeing 747-eshez viszonyított állásszöge nagyobb legyen, az első tartószerkezet rúdjai hosszabbak voltak, mint a normál szállítások során használtak. A leválasztási magasságon az SCA pilótái teljes gázt adtak, és enyhe süllyedésbe vitték a hordozógépet. Az űrsiklón a növekvő sebesség, és a nagyobb állásszög miatt olyan gyorsan nőtt a felhajtóerő, hogy az Enterprise már elbírta a hordozógépet is. Amikor a tartószerkezet mindhárom „lábán” elhelyezett terhelésmérők azt jelezték az SCA személyzetének, hogy a kapcsolódási pontok kellően feszesek, kisméretű pirotöltetek segítségével leválasztották az űrsiklót. A két gép eltávolodott egymástól és saját eljárást követve szállt le. Öt ilyen leválasztásos repülésre került sor, amelyből hármat az Enterprise-ra szerelt áramvonalazó kúppal végeztek el. Ez a kúp volt hivatott megelőzni, hogy űrsikló keltette örvények zavarják a B 747-es vezérsíkjait. A tesztekből hátralévő két repülés már a kúp nélkül zajlott, ekkor az Enterprise az eredetivel megegyező, de működésképtelen hajtóművekkel és manőverhajtómű-készlettel repült.

Leválasztási teszt beépített hajtóművekkel, áramvonalazó kúp nélkül

A következő tesztsorozatra az alabamai Huntsville-be, a NASA George C. Marshall űrközpontjába szállították az Enterprise-t, ahol 1978 márciusától kezdődően a teljes komplexumon (űrsikló, üzemanyagtartály és a két gyorsító rakéta) földi vibrációs tesztet végeztek. 1979. március 20-án már egy „valódi” űrsiklót, az akkor elkészült Columbiát vette hátára a NASA 905-ös, hogy közbenső leszállásokkal a floridai Kennedy űrközpontba szállítsa. A következő fuvaron ismét az Enterprise került a B 747-esre, hogy Huntsville-ből ezt a járművet is Floridába repítse. Ott 1979 májusától júliusig használták az űrsikló-prototípust a karbantartó platformok elhelyezésének és a személyzet vészelhagyási eljárásainak begyakorlására, aztán még abban az évben visszaszállították Kaliforniába, ahol módosították a pilótafülkét és az avionika nagy részét újakra cserélték.

Hagyományos, háromfős pilótafülke – a NASA űrsikló-szállító B 747-esei két pilótával és egy fedélzeti mérnökkel repültek

A nyolcvanas évektől elkezdődött az a munka, amely miatt az SCA-t elsősorban létrehozták: a világűrből visszatért űrsiklók szállítása a nyugati partról a keletire. A NASA 905-ös 1981. április 27-28-án első ízben szállított olyan űrsiklót, amely űrrepülést hajtott végre. A Columbia az első, STS-1 jelű küldetést követően az Edwardson landolt és onnan kellett átszállítani az ország másik felén lévő Kennedy űrközpontba. Kiváló adottságai miatt - stabil időjárási körülmények, szilárd burkolatú és a kiszáradt tómederben kijelölt hosszú futópályák - a kezdeti űrsikló küldetésekkor az Edwards légierő bázis volt a leszálláshoz preferált helyszín. Az első kilenc küldetés végét ide tervezték, nyolc esetben ez így is történt. A kivétel az STS-3-as küldetés volt, amikor Új-Mexikóban, a White Sands kísérleti központban landolt a Columbia; itt vette fel az SCA, és szállította Floridába.

A következő évben, 1982. július 4-5-én a második űrsiklót, a Challengert szállították le Floridába, 1983-ban pedig megújult az SCA. Az addig használt piros-kék-ezüst kombinációt - az American Airlines színeit - a NASA fehér és kék színvilága váltotta fel. Friss, modern köntösében nagyszabású légi bemutatókra és kiállításokra szállította az Enterprise-t - például az 1983-as párizsi légiszalonra – majd még abban az évben, november 6. és 9. között a harmadik űrsiklót, a Discoveryt vette hátára és költöztette a Kennedy űrközpontba. Az 1984-es esztendő egy különleges teszttel indult. A Dryden szakemberei azt vizsgálták, hogy az SCA-n alkalmazható-e a légi utántöltés. A teszthez két tankert vontak be, egy KC-135-öst és egy KC-10-est. Kilenc tesztrepülésre került sor, hat alkalommal az Enterprise is a NASA 905-ös tetején volt. Az űrsiklót és szállítógépét egyaránt szenzorokkal szerelték fel, hogy kiértékelhessék az üzemanyag-feltöltés szerkezeti hatásait. A kísérlet vélhetően nem vált be, mert később nem alkalmazták a légi utántöltést. 1984 további érdekessége volt, hogy az SCA segítségével az Enterprise eljutott a New Orleansban megrendezett világkiállításra, és a Kennedy űrközpont elsődleges leszállóhellyé lépett elő. Az első küldetés, amely nem csak a Kennedyről indult, hanem 1984. február 11-én ott is ért véget, az STS-41B volt. Ezzel csökkent, de nem szűnt meg a Kalifornia és Florida közötti átrepülések szükségessége. Még tíz további leszállás történt az Edwardson különösen azután, hogy 1985. április 19-én a floridai leszálláskor fékhiba miatt a Discovery egyik gumija szétszakadt. Ez arra késztette a NASA-t, hogy elsődleges leszállási helyként időszakosan visszatérjen az Edwards használatához.

1985-ben is akadt feladat. Áprilisban a negyedik űrsiklót, az Atlantist repítette át az SCA Floridába, júliusban pedig az átépített Columbiát szállította a kaliforniai Palmdale-ből a keleti partra. Szeptemberben az Enterprise-t kellett egy kiállításra a Kennedy űrközpontba szállítani, majd az első, űrben sosem járt űrsikló november 18-án új, bár nem végleges otthonába, a washingtoni Nemzeti Repülési és Űrhajózási Múzeumba került.

Az 1986-os Challenger-katasztrófát követő és a teljes űrsikló programot érintő felülvizsgálat nyomán, 1988 februárjában a NASA bejelentette, hogy a szállítási kapacitás növelése érdekében egy második Boeing 747-es repülőgépet szerez be. Két hónappal később meg is találták a megfelelő Jumbót: egy 1973-as gyártású, 32 ezer repült órát teljesített, rövidebb hatótávolságú B 747-100SR-t, amelyet a Japan Air Lines használt belföldi járatain. A Boeing a kansasi Wichitában lévő üzemében végezte el a repülőgép átalakítását és átfestését. A program a gép vételárával együtt 55 millió dollárba került és az újabb SCA N911NA lajstromjellel, NASA 911 jelzéssel 1990. november 20-án állt szolgálatba. Első feladata a megsemmisült Challenger pótlására épült Endeavour leszállítása volt a Kennedy űrközpontba 1991 májusában.

Első ízben repül kötelékben a két SCA. Az első ránézésre egyforma gépeket a “púpon” lévő ablakok számáról lehet megkülönböztetni

Az 1991 augusztusa és 2001 márciusa közötti időszakban az űrsiklók két különböző mélységű karbantartáson és felújításon estek át. Ehhez mindkét SCA számos utat teljesített a kaliforniai Palmdale és a floridai űrközpont között. Csak a Columbia hat transzkontinentális utat tett meg a NASA 905 hátán és az űrsikló programban egyedülálló eseményre is sor került azzal, hogy egyidejűleg két szállítási feladatot hajtottak végre az SCA-k. A Columbia karbantartás céljából Palmdale-ben volt, és a tervek szerint 2001. február végén a NASA 905-össel szállították volna vissza Floridába, de február 20-án landolt az Edwards légierő bázison az Atlantis, befejezve az STS-98-as küldetést. Mivel az Atlantis hamarabb repült volna újra, mint a Columbia, a NASA úgy döntött, hogy a Columbia szállítása nem hátráltathatja az Atlantisét, és egyik sem zavarhatja a Discovery március 8-ra tervezett indítását. Ezért két különálló átrepülést terveztek be: a Columbia a NASA 905-tel jutott Floridába, az Atlantis pedig a NASA 911-el. Mindkét szállítógép március 4-én érkezett meg célállomására; az Atlantis a Kennedy űrközpontba, a Columbia pedig a szomszédos Cape Canaveral légibázisra. Miután az Atlantist leemelték az SCA-ról, március 5-én a Columbiát is átszállították a Kennedyre.

222 űrsikló szállítás, öt leválasztási teszt és két pilóta nélküli repülőeszköz szállítás matricái a NASA 905-ösön

Költségtakarékossági okokból az űrsiklók felújítását és korszerűsítését a NASA 2002 szeptemberétől Kaliforniából Floridába helyezte át, így a két B 747-esnek már nem kellett annyiszor ingáznia a nyugati és a keleti part között. Az élet azonban úgy hozta, hogy 2005 augusztusa és 2009 szeptembere között öt küldetés az Edwardson ért véget. Két ilyen repülés űrsiklóját a NASA 905-ös, a másik hármat a NASA 911-es szállította vissza Floridába. A 905-ös utolsó repülése az űrsikló programban 2007. július 1-3. között zajlott, „utasa” az Atlantis volt. Két évvel később a 911-es is teljesítette utolsó átrepülését. A jeles esemény 2009. szeptember 19-21. között zajlott, amikor a Discoveryt juttatta el az Edwardsról a Kennedyre.

Átrepülés két part között

Az űrsikló szállításának gyakorlati megvalósítása azzal kezdődött, hogy az űrjárművet a fel- és lecsatlakoztatásra szolgáló, MDD-nek (Mate-Demate Device) nevezett szerkezet segítségével a Boeing 747-eshez csatlakoztatták. Az MDD-ből volt egy a Drydenen, egy másik a Kennedy űrközpontban és Palmdale-ben, ahol az űrsiklók karbantartása zajlott, is volt egy egyszerűbb emelőkeret. Először egy farokkúpot rögzítettek az űrsiklóra, ezután felemelték, alávontatták az SCA-t, majd az űrsiklót leeresztették és három ponton rögzítették. Ez a három pont megegyezett azokkal, amelyekkel az űrsiklót a nagyméretű külső üzemanyag tartályhoz csatlakoztatták. A felcsatlakoztatás nagyjából tizenkét órás munkafolyamat volt.

Ilyen felépítmény segítségével végezték az űrsikló fel- és lecsatlakoztatását

Az SCA-űrsikló páros maximális felszálló súlya legfeljebb 322 tonna lehetett. Amikor az űrsiklókat eredetileg leszállították Floridába, a súlyuk hajtóművek nélkül 72 tonna (Columbia) és 68 tonna (Endeavour) között mozgott. A nagyobb módosítások után ezek az értékek 70 és 73 tonna közé módosultak. A valaha szállított legnehezebb űrsikló a Discovery volt az STS-114-es küldetés után, amikor egy többcélú logisztikai modullal a tehertérben közel 104 tonnát nyomott. Az átrepülések során az egyensúly érdekében háromezer kilogramm kőőrleményt helyeztek el konténerekben az SCA alsó rakterének első szakaszában.

Az átrepülést mindig a nappali órákra tervezték, állandó útvonal nem volt, azt nagyrészt az időjárás határozta meg. A rossz időjárást elkerülték és az űrsiklóval - hogy megelőzzék a burkolat károsodását - nem repültek esőben. A levegő hőmérséklete és abszolút nyomása további korlátozó tényező volt, emiatt az SCA általában alacsonyan, 3 300 és 4 800 méter közötti magasságban repült, maximum 460 km/h-s sebességgel. A több szakaszban teljesített átrepülés minden egyes szakasza előtt időjárási eligazítást tartottak, hogy megállapítsák, hogy a repülés folytatható-e.

Tökéletes felülnézetben az Endeavour és a NASA 911-es párosa

Az átrepülést teljesítő személyzet két pilótából és egy vagy két fedélzeti mérnökből, valamint az utastérben utazó csapatból – mérnökökből, repülőműszakiakból, meteorológusokból és biztonságiakból - állt. A Kalifornia és Florida közötti transzkontinentális út során egy nehezebb űrsikló szállítása esetenként három-négy technikai leszállást igényelt, tankolás céljából. Erre a célra az SCA az Egyesült Államok déli részén több mint húsz katonai légibázist és néhány polgári repülőteret vehetett igénybe. Természetesen előnyben részesítették a légierő bázisait azok biztonsági szintje és támogató képessége illetve hosszú futópályáik miatt. Optimális körülmények között - jó idő és könnyű űrsikló - az országon átívelő utat egy nap alatt, két szakaszban tették meg, rossz időben négy napig vagy tovább is eltarthatott egy átszállítás. A rekorder az Endeavour volt, amelynek átadást követő leszállítása hatszakaszos utat igényelt. (Az Endeavour volt az egyetlen űrsikló, amelyet a gyártó üzemből, Palmdale-ből egyenesen Floridába szállítottak, a többi űrsiklót az átvétel után először az Edwardsra vitték, csak utána kerültek át a Kennedy űrközpontba.)

Az űrsiklót cipelő SCA nem egyedül repült. Nagyjából 180 kilométerrel előtte egy másik repülőgép, egy „pathfinder” repült, fedélzetén a szükséges felszereléssel és egy 30-35 fős csapattal. Ennek típusa változó volt, alapesetben a NASA egyik KC-135-öse vagy C-9-ese repült ebben a szerepben. Télen, ha az SCA éjszakára megszakította az átrepülést és a hőmérséklet várhatóan több mint négy órán át 7 Celsius fok alá süllyedt, előírás volt az űrsikló meleg levegős fűtése. Ehhez speciális berendezésre volt szükség, amelyet a légierő C-141-es vagy C-17-es szállítógépe vitt és ilyenkor ez a gép szolgált pathfinderként. Pilótái rádiókapcsolatban álltak az SCA pilótákkal, folyamatosan tájékoztatták őket az útvonalon tapasztalt időjárásról, és szükség esetén javaslatot tettek az útirány módosítására.

A közbenső leszállást egy biztonsági ellenőrzés követte, és a személyzet csak ezután hagyhatta el az SCA-t. A Kennedy űrközpont gépen utazó szakemberei elvégezték az űrsikló vizuális ellenőrzését és az egyéb teszteket. Egy éjszakai megállás esetén az érintett légibázis biztonsági személyzete az SCA-tól minimum 60 méterre védőgyűrűt állított fel egyetlen belépőponttal, majd ellenőrzésük alatt tartották a teljes területet. Amikor az SCA leszállt a Kennedyn, ismét egy ellenőrzést végeztek, majd a gépet az MDD alá vontatták és az űrsiklót leemelték Boeing hátáról.

Az utolsó feladatok

2010. december 13-án a NASA 905-ös a Boeing hadiipari részlegénél gyártott, mindössze 11 méter hosszú, pilóta nélküli kísérleti repülőgépet, a Phantom Rayt szállította egy 50 perces tesztrepülés során a Missouri állambeli St. Louis egyik repülőterére. Ez volt az első alkalom a SCA-k történetében, hogy az űrsiklókon kívül más repülőgépet is szállítottak, majd másnap a Phantom Rayt visszavitték az Edwardsra. 2011. augusztus 2-án a két SCA először repült géppárban – a NASA 911-esen az egyik pilótát ellenőrizték, a NASA 905-ös pedig egy karbantartást követő berepülésen volt.

Phantom Ray az SCA hátán

A NASA 911-es utolsó, 20 perces repülésére 2012. február 8-án, az Edwards és Palmdale között került sor. Kivonása után Palmdale-ben a Joe Davies emlékparkban állították ki. A NASA 905-ös utolsó szolgálata 2012 áprilisa és szeptembere között zajlott, amikor három űrsiklót szállított a fogadó múzeumokhoz közeli repülőterekre. Április 17-én a Discoveryt a Kennedy űrközpontból a Washington Dulles nemzetközi repülőtérre szállította, amelyet a Smithsonian Intézet repülési és űrhajózási múzeumának Steven F. Udvar-Hazy Centerében állítottak ki. Április 27-én az Enterprise-szal a New York-i John F. Kennedy nemzetközi repülőtérre repült, hogy onnan az űrsikló prototípust átvigyék kiállítási helyére, az Intrepid repülőgép-hordozó fedélzetén működő tengeri, légi és űrhajózási múzeumba. Űrsiklóval a hátán utoljára 2012. szeptember 17-én hagyta el a Kennedy űrközpontot, és két közbenső leszállással az Endeavourt Los Angelesbe szállította. A NASA 905-ös a texasi Houstonba, a Lyndon B. Johnson űrközpontba került, ahol egy űrsikló replikával, az Independence-szel a hátán állították ki.

***

A cikk nyomtatott változata az Aeromagazin 2025. decemberi / 2026. januári számában jelent meg. Fotó: NASA / Carla Thomas / Dimitri Gerondidakis