Noha 40 évig rozsdásodott az arizonai sivatagban, 2016 októberében már kilométeres magasságban repült Guam felett. A Martin WB-57F, a NASA logójával a farkán, a troposzférába emelkedett a POSIDON nevű küldetésen, amely a cirrusfelhőket és más légköri jelenségeket vizsgálta. Nyolc és 11 mérföldes magasságok között poroszkálva egy tájfun körül repült, vulkáni füstökbe merült a kén-dioxid gáz tanulmányozására, mérte a felhők sűrűségét és vastagságát, és ózonmolekulákat szimatolt.
“A cirrusfelhők nem annyira jól ismertek” – mondja Eric Jensen, a NASA Ames Kutatóközpontjának légkörkutatója és a POSIDON küldetés egyik vezető kutatója. Ezek a struktúrák, amelyek a zivatarok üllőit alkotják, és nagyobb magasságban szabályozzák a sztratoszférába felszálló vízgőz és más részecskék mennyiségét, “az egyik nagy bizonytalansági tényezőt jelentik az éghajlatváltozás előrejelzésében….. Tehát a felhők ezen mérései, a kialakulásuk és fejlődésük megértése nagyon fontos a globális modellek javításához” – mondja Jensen.
A Csendes-óceán nyugati része tökéletes laboratórium a cirrusfelhők tanulmányozására, különösen ősszel, amikor a zivatarok mindennaposak, és a tájfunok bármikor életre kelhetnek. “Guam az akció kellős közepén van” – mondja Jensen. A sziget körüli óceánból felszálló meleg, nedves levegő különösen nagy magasságokba nyomja a felhőket. Az erős szél levágja a felhők tetejét, és kialakítja a csipkés cirrusokat, amelyek jégkristályokból álló vékony áramlatok. Az apró részecskék – a tengeri habdaraboktól az Ázsiából átfújt gyári szennyező anyagokig – felkapaszkodnak ezekbe az áramlatokba, ahonnan az egész bolygót körbe tudják szállítani.
A képződmények nagy magassága miatt nehéz őket tanulmányozni – túl magasan vannak ahhoz, hogy a legtöbb repülőgép nehéz műszerekkel elérje őket, és túl alacsonyak és szelesek ahhoz, hogy a műholdak elég nagy felbontásúak legyenek a pontos mérésekhez. De 2011-ben Jensen csapata hozzájutott egy WB-57-eshez, és a magas cirrusok elérhető közelségbe kerültek.
A repülőgép a B-57-es bombázó utolsó változata, amely nagyobb hasznos terhet képes nagyobb magasságba szállítani, mint bármely más elérhető kutatógép. “És nagyon strapabíró, így konvekció – ezek a nagy zivatarok – közelében repülhet, ami turbulens környezetet jelent” – mondja Jensen. A WB-57-esekkel a tudósok műszereket küldhetnek a felhők közvetlen mintavételezésére.
A guami küldetést teljesítő repülőgép és két másik WB-57-es – mindhárom több mint 60 éves – az egyetlen ma működő repülőgép a típusukból. A B-57-es valójában az English Electric Canberra néven jött a világra, egy brit tervezésű, sugárhajtású közepes bombázóként, amelyet a második világháború alatt terveztek, bár első repülését csak 1949-ben hajtotta végre. Egy évvel később, amikor Koreában kitörtek az ellenségeskedések, az amerikai hadsereg elkezdte keresni a Douglas B-26 Invader (amely A-26-os néven repült a második világháborúban) leváltását. A Canberra alkalmasságának demonstrációja keretében a brit bombázó végrehajtotta az első üzemanyag nélküli sugárhajtású repülést az Atlanti-óceán felett. Ez biztosította a munkát az amerikai légierőnél. A Glenn L. Martin Company kapta meg az engedélyt az amerikai változat, a B-57-es megépítésére, amely 1953-ban repült először. (A koreai harcokhoz túl későn érkezett, az 1953-as fegyverszünet védelmére küldték oda). Bár az amerikai változat hivatalosan elhagyta a “Canberra” elnevezést, a legtöbben még mindig ezen a néven emlegetik a gépet.
A NASA WB-57-esei a houstoni Ellington repülőtérről repülnek, nem messze a Johnson Űrközponttól, az ügynökség nagy magasságú kutatóflottájának részeként. Charlie Mallini szerint, aki a WB-57-es programot irányítja, a repülőgép egy kutatási rést tölt be. “Ez a NASA egyik legfontosabb repülőgépe a légköri munkákhoz” – mondja. “Csak nagyon kevés olyan repülőgép van, amelyik olyan magasságba repül, ahová mi megyünk. És sokféle dolgot tudunk szállítani – antennákat, mintavevő szondákat és egyéb hasznos terhet.”
A NASA többi nagy magasságban repülő kutatógépe, az ER-2 (az U-2 kémrepülőgép változata) és a Global Hawk drón legalább olyan magasan repül, mint a Canberra, és nagyobb hatótávolságot és időtartamot kínál. A Canberra azonban az ER-2 hasznos terhelésének háromszorosát, a Global Hawkénak pedig több mint négyszeresét képes szállítani. Ez a kapacitás lehetővé teszi, hogy a WB-57 több mint két tucat műszert szállítson, amelyek az orrban, a nagy hasznos tehertérben, a szárnyakban lévő rekeszekben és a szárnyra szerelt fülkékben vannak elosztva. A Canberra az egyetlen a három kutatóeszköz közül, amely a hátsó ülésen egy személyzeti tagot is tud szállítani, aki a műszereket kezeli és az adatokat továbbítja a földi csapatnak. “A tudósok valós idejű döntéseket hozhatnak, hogy újra megcélozzák, hová akarnak menni” – mondja Mallini. “Ez nagyfokú rugalmasságot biztosít számukra a legjobb adatok megszerzéséhez.”
Mallini 2011-ben csatlakozott a programhoz vezető mérnökként, miután a NASA Constellation programján dolgozott, amely a Holdra és a Marsra küldendő űrhajósok elvetett kezdeményezése volt. 2014-ben a WB-57 program projektvezetője lett. Ő mutatja be a repülőgépet az otthoni bázisukon, az Ellingtonban található 990-es hangárban, a légierő egykori bázisán. A NASA 927-es, a POSIDON küldetésen repült repülőgép a hangár ajtaja mellett ül, miközben Tom Parent, a Canberrák egyik pilótája a haditengerészeti tesztpilóta-iskola vendégpilótáit oktatja a gép működésére. (A központ pilótáinak kis csoportjai minden évben néhány napig a WB-57F-en gyakorolnak, így szerezve tapasztalatot a nagy magasságú repülésben.) Egy másik repülőgép, a NASA 928-as, nagyobb karbantartáson esik át; a hajtóműveit eltávolították, és a raktér nyitottan és üresen áll. A flotta utolsó tagja, a NASA 926-os a hangár másik végén ül, körülötte műszerhordozó raklapok és szerszámokkal, pótalkatrészekkel és egyéb, a Houstonon kívüli bevetésekre szánt felszerelésekkel teli konténerek.
Mallini védencei úgy néznek ki, mint az izomautók repülési megfelelői. Szárnyaik 122,5 láb hosszúak – majdnem 20 lábbal hosszabbak, mint az U-2S szárnyai -, ami biztosítja a szükséges felhajtóerőt a nyomóruhát igénylő magasságok eléréséhez, és ez adta a WB-57F becenevét: a hosszú szárny. Egy hatalmas Pratt & Whitney TF33 hajtómű, amely hasonló a B-52-es bombázókban használtakhoz, mindkét szárny közepén van felszerelve, és 31 000 font tolóerőt biztosít a repülőgépnek. Ez a teljesítmény a felszállást hangossá (a pilótafülke zajszintje elérheti a 105 decibelt) és idegesítővé teszi. “Eléggé szemet gyönyörködtető, és egy első alkalommal repülő számára kissé zavaró” – mondja Parent. “Amikor a motorok felszállási teljesítményre kapcsolnak, az egész repülőgép annyira rázkódik, hogy nehéz leolvasni a hajtóműveket és a repülési műszereket.”
Parent a négy pilóta egyike a veterán repülőgépnek. A projekthez 2011-ben csatlakozott, miután nyugdíjba vonult a légierőtől. 25 éves katonai pályafutása során F-111-esek személyzetvezetőjeként szolgált, majd B-52-eseket, végül pedig U-2-eseket repült. A “Duster” becenévre hallgató Parent, akit az afganisztáni bevetése során viselt sűrű bajusza (“sütipor”) miatt “Duster”-nek hívtak, közel 8000 repült órájából több mint 900-at a Canberrában töltött. A pilótafülkében Parent és pilótatársai az 1960-as évek műszereivel szembesülnek. (A hátsó ülésen lévő érzékelőket modern üvegkijelzőkre frissítették.) “A pilótafülkében semmi sincs automatizálva, kivéve az új digitális robotpilótát” – mondja Parent. “A pilótafülke kijelzői nagyon keveset változtak a gép első repülése óta.”
A B-57-esek két évtizedig szolgáltak, többek között a vietnami harcokban is. Az 1960-as évek elején a General Dynamics megbízást kapott az F típus megtervezésére nagy magasságú felderítésre és légköri megfigyelésre. Az új-mexikói 58. időjárás-felderítő század által üzemeltetett WB-57F-eket a világ minden tájára küldték, hogy kiszimatolják a légköri nukleáris kísérletek nyomait. Az utolsó katonai B-57-eseket 1974-ben leállították, helyükre többek között a szuperszonikus SR-71-es került.
A NASA az 1960-as években kezdett Canberrákat kölcsönözni a légierőtől. Miután a típus bebizonyította hasznosságát kutatási platformként, az ügynökség véglegesen két példányt szerzett be. Az egyik kezdetben felderítőgépként szolgált, többek között a németországi Rhein-Main légibázison, míg a másik bombázóként kezdte életét, és az Egyesült Államokban teljesített szolgálatot. Mindkettőt RB-57F modellé alakították át körülbelül 10 évvel pályafutásuk után. “A történelem az egyik legszebb dolog ezekben a repülőgépekben” – mondja Parent. “Mindenki megnézi és csodálkozik, hogy még mindig léteznek. A legtöbbjük múzeumokban van. Valójában múzeumokban kerestük a legújabb repülőgépünket, amíg nem találtunk egyet a roncstelepen.”
A légierő 63-13295-ös számú, szintén RB-57F típusú repülőgépe 1972 júliusában vonult nyugdíjba a tucsoni Davis-Monthan légibázisra. Csaknem 39 évig állt ott, sülve a sivatagi nap alatt. Aztán 2011 májusában a NASA mérnökei leereszkedtek a roncstelepre, hogy feltámasszák. “Megnéztük az előttünk álló munkákat, és láttuk, hogy szükség van egy harmadik gépre” – mondja Mallini. “Ez volt az utolsó lehetőségünk. A repülőgépek lassan pusztultak. A mi gépeink pedig kezdtek elöregedni. Olyan ez, mint egy biztosítási kötvény. És gyakran áll le egy gépünk karbantartás miatt, így az új gép lehetővé teszi számunkra, hogy még mindig két repülőgép álljon rendelkezésünkre.”
A gép megfiatalítása két évig tartott, más leselejtezett repülőgépekből származó alkatrészek felhasználásával. (Egy második repülőgépváz, amely a tárolás során nagyobb károkat szenvedett, próbapadként szolgált, segítve a mérnököket abban, hogy megállapítsák, hogyan kell szétszedni és összerakni a dolgokat, mielőtt a 63-13295-öshöz csavarkulcsot vagy csavarhúzót nyúltak volna). “Puszta fémre csupaszítottuk” – mondja Mallini. “A szárnyak fel voltak szerelve és a semmiből újraépítették. Aztán lassan, de biztosan újra összeraktuk.” 2013 augusztusában az átkeresztelt NASA 927-es több mint négy évtized után először emelkedett a levegőbe – ez az egyik leghosszabb szünet a roncstelepre küldött repülőgépek közül.
Három hatvanéves repülőgép repülésének fenntartása időigényes lehet. A régebbi rendszereikhez alkatrészeket csak múzeumokban és roncstelepeken lehet találni. A NASA 927-es felújításánál tesztalanyként szolgáló repülőgép törzsét például Utahba szállították egy katapultülés-frissítés tesztelésére. Ezután Houstonba küldték, ahol a NASA karbantartó személyzete leszerelte a gázkarokat és más karokat, vezetékeket és “számos más apróságot” – mondja Mallini. “Annyi mindent összeszedtünk, amennyit csak tudtunk. Nagyon kevés repülőgép-specifikus alkatrészt lehetett találni.”
A helyzetet tovább rontja, hogy az eredeti műszaki rajzok néha hiányosak vagy egyáltalán nem léteznek. Ennek eredményeképpen a csapatnak néha vissza kell fordítania az alkatrészeket, kézzel vagy 3D nyomtatóval elkészítve azokat. Néhány rendszer túl van a finomhangoláson és az újraalkotáson. Ilyen volt például az 1960-as évekbeli analóg robotpilóta, amely vákuumcsöveket használt – olyan elemeket, amelyeket nem találsz meg a helyi Fry’s-ban vagy akár az Amazonon. “Az emberek az interneten kerestek csöveket” – mondja Alyson Hickey, a Canberra program főmérnöke. “Végül az egészet lecseréltük egy modern digitális robotpilótára.” Ezen kívül a program kicserélte a katapultüléseket az F-16-osokon használt modellre, korszerűsítette a futóművet, és új műholdas kommunikációs rendszert telepített.
A Canberra-program úgy segít kifizetni ezeknek a kiterjedt módosításoknak és javításoknak a számláját, hogy más kormányzati szervek, a tudományos élet és a kereskedelmi szektor számára repül műszereket. Tíz évvel ezelőtt az egyik legjobb megrendelő a Védelmi Minisztérium volt, amely hetekre lefoglalta a repülőgépet a Battlefield Airborne Communications Node programja számára. A Canberra olyan berendezéseket szállított, amelyek “univerzális fordítóvá” alakították át. Az egymással nem kompatibilis kommunikációs rendszereket használó repülőgépek és egyéb eszközök a Canberra segítségével beszélhettek egymással. A NASA-logóval átfestett repülőgépeket 2008-tól Afganisztánban vetették be, ahol 50 bevetést hajtottak végre. A külföldi bevetések 2012-ben értek véget, amikor a szerepet más repülőgépek vették át, de a WB-57-esek még mindig fejlesztési teszteket végeznek a program számára az Államokban.
A Canberrák mindennapi munkájának nagy része azonban a légi tudományos tevékenység végzése. Ez a repülőgép ideális üzembe helyezésre, amikor egy szokatlan feladatra kerül sor. 2017 augusztusában például két, egymástól mintegy 50 mérföldre repülő WB-57-es közel nyolc percig figyelte meg a teljes napfogyatkozást a Nap útvonala mentén az Egyesült Államokon keresztül. Jellemzőbb, hogy a WB-57-esek a levegőt tanulmányozzák. A 2015-ös viharszezonban az egyik Canberra négy alakzat felett teljesített küldetést: A Joaquin hurrikán és az Erika trópusi vihar az Atlanti-óceánon, valamint a Marty és Patricia hurrikánok a Csendes-óceánon. A repülőgép 60 000 lábon vagy annál magasabb magasságban repült, 4-es és egyéb mintákat követve, amelyek repülésenként egy-három alkalommal közvetlenül az egyes viharok középpontja fölé vezették. “Soha nem kellett aggódnunk amiatt, hogy valaki azt mondja: “Ez a hurrikán túl magas ahhoz, hogy átrepüljünk fölötte”” – mondja Daniel J. Cecil, a NASA alabamai Marshall Űrrepülési Központjának kutatója és az egyik viharfelmérő műszer vezető kutatója.
Az egyik kísérlet során a repülőgép több mint 800 kis szondát, úgynevezett dropsondákat dobott a négy viharba, amelyek mindegyike valamivel rövidebb és szélesebb volt, mint egy papírtörlő cső. A 10-15 perces süllyedés során a GPS által meghatározott magassággal együtt a szélsebességet és -irányt, a levegő hőmérsékletét és nyomását, a páratartalmat és a tengerfelszín hőmérsékletét továbbították vissza a repülőgépnek. Egy második kísérletben mikrohullámokkal mérték a szélsebességet az óceán felszínén. “Nehéz közvetlen mérést végezni a nyílt óceán felett, különösen akkor, amikor a felszínt 100 mérföld/órás szél kavarja” – mondja Cecil. “A műholdakon lévő műszereket pedig elvakítja az eső, vagy nem képesek felbontani a szélsebességet”. Cecil műszere a felvert sűrű tengeri hab által kibocsátott megnövekedett mikrohullámú sugárzást méri; a sugárzás intenzitása jelzi az azt létrehozó felszíni szél sebességét.
“A Patricia volt a legérdekesebb vihar” – mondja Cecil. “Körülbelül egy nap alatt trópusi viharból a világnak ezen a részén valaha mért legerősebb hurrikánná robbant. A középponton való áthaladás során megmértük az egész szemet és a szemfalat. Nagyon jó, részletes mintavételezést végeztünk.”
A legambiciózusabb légköri küldetés azonban talán a POSIDON, a 2016-os Guam projekt volt. (A küldetés neve a Pacific Oxidants, Sulfur, Ice, Dehydration, and cONvection rövidítése.) Úgy tervezték, hogy fényt derítsen a fizikai és kémiai folyamatokra a tropopauza közelében, a légkör alsó rétege, a troposzféra és a következő, feljebb lévő réteg, a sztratoszféra közötti határon. “Az ott kialakuló cirruszfelhők a levegő végső “fagyasztva szárítását” szolgálják a sztratoszférába vezető úton, de a folyamat részletei bonyolultak” – mondja Troy Thornberry, a Colorado Boulder Egyetem kutatója, aki a Nemzeti Óceán- és Légkörkutató Hivatal munkatársa, és aki a POSIDON több műszerének vezető kutatója volt. “Történelmileg az éghajlati modellek figyelmen kívül hagyták a sztratoszférát, mert azt gondoltuk, hogy ott fent nincs semmi érdekes” – mondja. “Ahogy azonban a modellek egyre részletesebbé váltak, világossá vált, hogy a sztratoszférával kapcsolatos ismereteinkben vannak olyan hiányosságok, amelyekkel foglalkoznunk kell.” Ez az átmeneti terület az, ahol az aeroszolokhoz hasonló részecskék is a sztratoszférába kerülhetnek, majd a Föld körül keringenek, szórják a napfényt, és az ózon pusztulásához vezetnek. Thornberry és mások most próbálják megérteni a sztratoszférában zajló folyamatokat, mielőtt az emberi tevékenység tovább módosítaná azokat.
A vizsgálatok elvégzéséhez több tucat tudós, mérnök, pilóta és technikus tette meg a 7500 mérföldes utat Houstonból Guamba. Az Andersen légibázison a hangárokat éppen átépítették, ezért a repülőgép – a NASA 927-es számú repülőgépe – a United Airlines karbantartó hangárját osztotta meg a guami nemzetközi repülőtéren, ahol a légitársaság személyzete gyakran meghívta a tudományos csapatot az ebédbüféjükbe.
A szigeten töltött három hét alatt a csapatok kilenc tudományos repülést hajtottak végre. “Kihívást jelentő küldetés volt, főleg a hőség miatt” – mondja Tom Parent, aki több repülést is vezetett. “Olyan meleged volt, és annyira kiszáradtál, hogy mire felszálltál a levegőbe, egy kicsit le voltál győzve. Aztán körülbelül hat órát repültél, és benzinnel kellett takarékoskodnod, amikor visszatértél egy szigetre, ahol nem volt sok eltérési lehetőség, ami egy kicsit aggasztó volt.”
A küldetések közül sokszor a repülőgép nagy konvektív viharcellák közelében repült, 43 000 lábról 60 000 lábra emelkedve és vissza, hogy mintákat gyűjtsenek. Két repülésen a Canberra a Haima tájfun kiáramlását tanulmányozta, utolsó repülésén pedig a Pápua Új-Guinea szigeteiről származó vulkáni gázok felhőjébe merült, hogy kénvegyületeket vegyen. A repülések némelyikén ballonról indított műszerek ugyanazt az égboltot vizsgálták, mint a NASA 927, így ellenőrizve a hasznos teher adatait.
A műszercsoportok a United hangárjából figyelték a repüléseket, és az időjárási műholdak képei alapján irányították a repülőgépet a legjobb mintavételi helyekre. “Nagyon interaktív volt” – mondja Eric Jensen. “A repülési útvonalaink szinte folyamatosan változtak, hogy a legérdekesebb adatokat kapjuk.” Jensen az 1990-es évek közepe óta vesz részt légi tudományos projektekben, és a POSIDON-t “pályafutásom egyik legjobb kampányának” nevezi. Nem tudok elég jót mondani az űrhajósokról. Több mint hajlandóak voltak felszállni és leszállni esőben, amit az ER-2 nem szívesen tesz meg, a Global Hawk pedig még csak nem is gondolkodik rajta. Egyszerűen ideális volt a feladathoz.” Jensen további küldetéseket javasol a Japán körüli, az afrikai partoknál és az Északi-sarkvidéken uralkodó körülmények tanulmányozására. “Ez segíteni fog abban, hogy teljes képet kapjunk az aeroszolok globális eloszlásáról” – mondja.”
A Canberrák azonban már hosszú karriert futottak be, és nem biztos, hogy még meddig lesznek repülőképesek. Különösen egy nagy mérnöki kihívás merül fel. A NASA 926-os és 928-as repülőgépek szárnyainak minden nagyméretű, eredeti megmunkált alkatrésze a 7079-T6 nevű alumíniumötvözetből készült. A repülőgépek gyártásának idején “ez volt az anyag – nagyszerű anyag volt” – mondja Kevin Krolczyk, a WB-57 vezető mérnöke. “Évekkel később azonban rájöttek, hogy rossz feszültségkorróziós tulajdonságokkal rendelkezik – nagyon hajlamos a feszültségkorróziós repedésekre”. Bármilyen feszültség, beleértve a szárnyak “lecsüngését”, amikor a repülőgépek a földön vannak, súlyosbítja a problémát. “Már senki sem használja. De nem is tehetjük, mert az egész szerkezet ebből az anyagból készült” – mondja Krolczyk. A karbantartó személyzet rutinszerűen ellenőrzi a szárnyakat, és a csapat kicserélt néhány kisebb gerendadarabot – összesen körülbelül 10-15 százalékát. (Mivel a csapatnak amúgy is nagyrészt át kellett építenie a NASA 927-est, megragadták az alkalmat, hogy új szárnyakkal szereljék fel). “Sokat vizsgálunk, és jó javítási eljárásokat alkalmazunk, de végül ez nem lesz elég” – mondja Krolczyk. “A kérdés az, hogy ez két év múlva lesz, vagy 20 év múlva? Nagyon nehéz megmondani.”
Mégis Charlie Mallini szerint nincs ok az aggodalomra, hozzátéve, hogy a tudomány, amit nyújtanak, megéri a fáradtságot, hogy ezeket a repülőgépeket még sokáig megtartsák azon a napon túl is, amikor a többi gépüket legeltetni fogják. “Tovább fogjuk folytatni” – mondja. “Nem tervezzük, hogy nyugdíjazzuk ezeket a repülőgépeket”… már megint. Arizonának még egy darabig várnia kell arra, hogy a NASA 927-es visszatelepedjen a roncstelepre. Egy hurrikánon kell átrepülnie.
Előfizetés az Air & Space magazinra most
Ez a történet az Air & Space magazin október/novemberi számából való válogatás
Vásárlás