Hogyan szállt le az űrrepülő hajtóművek nélkül?
A Space Shuttle egyik legkülönlegesebb tulajdonsága az volt, hogy bár rakétaként indult az űrbe, visszatérve valójában egy hatalmas vitorlázórepülőgépként viselkedett. A küldetés legveszélyesebb szakaszai közé tartozott a leszállás, hiszen mire az űrrepülőgép elérte a kifutópályát, már nem használta a hajtóműveit, amely újra gyorsíthatta vagy emelkedésre késztethette volna. Nem létezett második próbálkozás. Ha a megközelítés során hiba történt volna, nem lehetett volna átstartolni, ahogyan azt a hagyományos repülőgépek teszik. Ez azt jelentette, hogy a személyzetnek és a fedélzeti számítógépeknek már több tíz kilométerrel a kifutópálya előtt pontosan el kellett találniuk azt a pályát, amely biztonságosan a betonra vezette az orbitert.
Ebben a cikkben ezt a bonyolult és veszélyes végső megközelítési manővert nézzük meg közlebbrúl.
A STS–100 küldetés során az Endeavour mindössze négy és fél perccel a földet érés előtt még közel 16 kilométeres magasságban repült, körülbelül 48 kilométerre a kifutópályától. Sebessége ekkor még meghaladta a 800 km/órát, és éppen átlépte a hangsebességet. Innen kezdődött a leszállás leglátványosabb része.
A Space Shuttle nem egyenes vonalban közelítette meg a repülőteret. Először egy különleges manővert hajtott végre, amelyet Heading Alignment Cylindernek, röviden HAC-nek neveztek. Ez valójában a navigációs rendszer által meghatározott képzeletbeli henger a kifutópálya közelében. Az orbiter ennek a „hengernek” a környezetében egy több mint 218 fokos fordulót repült, miközben fokozatosan veszített magasságából.
Ennek a manővernek több feladata is volt. Egyrészt az űrrepülőgép így állhatott rá pontosan a kifutópálya tengelyére, másrészt lehetőséget adott arra, hogy a fedélzeti számítógép korrigálja a még rendelkezésre álló energiát. Mivel hajtóművek már nem álltak rendelkezésre, a „túl sok” és a „túl kevés” energia egyaránt problémát jelentett. Ha az orbiter a vártnál gyorsabban vagy magasabban érkezett, hosszabb íven fordult rá a pályára, hogy több energiát veszítsen. Ha viszont valamivel kevesebb energiája maradt, szűkebb fordulót repült, így rövidebb utat tett meg. Ez volt az egyetlen lehetőség arra, hogy finomhangolják a leszállási pályát.
A fordulót a parancsnok kézzel vezette. Az Endeavour eközben még mindig körülbelül 800 km/órával haladt, ami egy utasszállító repülőgép utazósebességének felel meg, csakhogy néhány kilométeres magasságban, a leszállás utolsó perceiben.
Amikor az orbiter elérte a forduló 90 fokos pontját, már csak mintegy 4000 méter magasan repült. Innen már csupán a forduló utolsó negyede maradt hátra. Ahogy a HAC-manőver véget ért, az Endeavour szárnyait vízszintes helyzetbe állította, és pontosan ráfordult a 22-es futópálya középvonalára.
Egy hagyományos utasszállító repülőgép általában körülbelül 3 fokos siklópályán közelíti meg a futópályát. Ez olyan enyhe lejtést jelent, hogy az utasok szinte észre sem veszik a süllyedést. A Space Shuttle ezzel szemben körülbelül 19 fokos siklószögben ereszkedett, vagyis több mint hatszor meredekebben. Erre azért volt szükség, mert az orbiter szárnyai nagy sebességre voltak optimalizálva, kis sebességnél viszont viszonylag kevés felhajtóerőt termeltek. Ha laposabb pályán próbált volna leszállni, egyszerűen elfogyott volna a mozgási energiája, mielőtt elérte volna a futópályát.
A pilóták ezért sokáig szinte „zuhanásnak” tűnő meredekséggel közelítették meg a repülőteret. Csak körülbelül 600 méteres magasságban kezdődött az úgynevezett pre-flare manőver (előzetes kilebegtetés). A parancsnok ekkor finoman felhúzta az orrot, aminek hatására a repülési pálya meredeksége 19 fokról nagyjából másfél fokra csökkent. Ez drasztikusan mérsékelte a süllyedési sebességet, és lehetővé tette a sima földet érést.
Alig néhány másodperccel később, körülbelül 300 méteres magasságban kiengedték a futóművet. Ez is jelentős különbség volt a hagyományos repülőgépekhez képest, amelyek már jóval korábban kibocsátják futóikat. A Shuttle esetében erre azért vártak az utolsó pillanatig, mert a nyitott futómű jelentősen növelte volna a légellenállást, ami értékes energiát vett volna el a hajtómű nélküli siklás során.
A teljes végső megközelítés elképesztően rövid ideig tartott. Attól a pillanattól kezdve, hogy az Endeavour még 16 kilométeres magasságban, közel 50 kilométerre a repülőtértől repült, a 218 fokos HAC-fordulón, a meredek végső siklópályán és a kilebegtetési manőveren át egészen a földet érésig mindössze négy és fél perc telt el.
A futópálya érintése után először a főfutók értek talajt, majd néhány másodperccel később az orrfutó is leereszkedett a betonra. Az Endeavour ezzel sikeresen befejezte csaknem 7,9 millió kilométeres küldetését, amelynek során többek között a Nemzetközi Űrállomásra szállította a Canadarm2 robotkart. Ez a ma is működő, rendkívül sokoldalú robotkar az ISS egyik legfontosabb szerkezete lett, és azóta számtalan űrséta, teherűrhajó-fogadás és állomásbővítés során játszott kulcsszerepet.
Egy több mint száztonnás űrjármű hajtóművek nélkül, kizárólag a megfelelően megtervezett pályára és a pilóták precíz irányítására támaszkodva érkezett vissza az űrből.
