Mindennapos történet. Az utasokkal teli repülőgép egyre magasabbra emelkedik, maga alatt hagyva a felhőket. Miért is ne emelkedne tovább? A „nincs rá oka” jellegű válaszokat most tegyük félre, és nézzük meg a kérdés technikai oldalát. Bár itt minden úgy lesz, mint a híres filmben:
…és amikor az egész madárraj délre repült telelni, egy kicsi, de büszke madárka azt mondta: „Én inkább egyenesen a Napba repülök.” És elkezdett egyre magasabbra és magasabbra emelkedni, de hamarosan megégette a szárnyait, és lezuhant a legmélyebb szakadék fenekére.
Még ha egy szupermodern utasszállítón repülsz is, annak is megvannak a határai, amelyeket nem lehet átlépni – sem technológiával, sem… optimizmussal.
Az utasszállító nem rakéta. Ez egy „légi jármű”, és ez a kulcsszó. Kétszeresen is a levegőt használja: egyrészt, hogy felhajtóerőt hozzon létre a szárnyakon, másrészt a hajtóművek „táplálására”. Levegő nélkül a repülőgép egy gyönyörű, de tehetetlen, a lendülete által sodródó alumíniumdarabbá válik.
A magassággal a légkör egyre ritkábbá válik. A nyomás és a hőmérséklet csökken, és ezzel együtt a levegő sűrűsége is. Ennek kompenzálására a repülőgépnek gyorsabban kell repülnie. És itt kezdődik a harc a fizika törvényeivel.
Minél magasabbra emelkedsz, annál kevesebb a levegő a szárnyak alatt, így egyre nagyobb sebességre van szükség a levegőben maradáshoz. De a repülőgép nem gyorsulhat a végtelenségig. Minden típusnak megvan az a sebessége, amely felett a szerkezete garantáltan megsemmisül. Ha ezt túlléped, az eredmény egy égen szétszóródó fémkonfetti.
A szubszonikus (hangsebesség alatti) repülőgépek számára létezik egy másik korlát is – a kritikus Mach-szám. Ez az a sebesség, amelynél a szárny felett áramló levegő eléri a hangsebességet. Ekkor lökéshullám keletkezik, és a felhajtóerő megszűnik. Néha azonnal. Néha egy érdekes mellékhatással: az úgynevezett „Mach-tuck” jelenséggel, amikor a nyomásközéppont hirtelen hátrafelé tolódik. Az eredmény siralmas: a gép meredek zuhanórepülésbe kezd, és leggyakrabban nem is tud kijönni belőle.
Így vált sok Learjet modell, különösen a korai, Learjet 23-as széria, valóságos „halálcsapdává” ebből a szempontból. Körülbelül 0.8 Mach sebességnél hirtelen és rendkívül kellemetlen zuhanásba kezdtek. A tervezők akkoriban még nem értették teljesen a Mach-effektusokat, így ilyen kellemetlen meglepetések bizony gyakran előfordultak.
De tegyük fel, hogy olyasmivel repülsz, ami simán átlépi a hangsebességet. Ez megoldana néhány, a Mach-számmal és az áteséssel kapcsolatos problémát. De a lényeget nem változtatja meg: minél magasabban vagy, annál kevesebb a levegő. A kevesebb levegő pedig kisebb tolóerőt jelent.
Egy bizonyos ponton a hajtómű egyszerűen leáll. Vagy az oxigénhiány miatt, vagy mert a beáramló levegő túl gyors a hatékony égéshez.
És ekkor kezdődik a legkellemetlenebb rész. Az irányított repülésből átváltasz siklórepülésbe. Felfelé már nem fogsz tudni emelkedni. Viszont lefelé muszáj lesz jönni. Pontosabban nem zuhanni, hanem megpróbálni siklani, de a legtöbb modern repülőgép ebben nem túl jó.
Tegyük fel, hogy bekapcsoljuk a fantázia-módot. A repülőgépünk vibrániumból (egy hihetetlenül erős, kitalált anyag a képregényekből) készül, és adamantiummal (egy másik képregényes utalás) van bevonva. Semmilyen túlterhelés nem árthat neki, a szárnyak nem szakadnak le, a borítás nem olvad meg. Még 5 Mach sebességnél is minden egyben marad. Képes lenne egy ilyen gép a légkör fölé emelkedni? Nem.
A probléma a légkör hiánya. Még ha a repülőgép „túléli” is a nagy sebességet és magasságot, a hajtóművek egyszerűen megfulladnak. Nem lesz oxigén. A sugárhajtómű – a rakétahajtóművel ellentétben – nem visz magával oxigént. A levegőből veszi azt. És ott fent már nincs levegő. Legalábbis nem olyan paraméterekkel, ami az üzemanyag megfelelő égéséhez szükséges.
Így a te „örökéletű” repülőgéped, még ha nem is esik szét és nem is hevül túl, egyszerűen lefullad. Jobb esetben siklórepülésbe kezd vissza a légkörbe. Rosszabb esetben pedig, mint egy kő, lezuhan 30 kilométer magasból.
Egy átlagos repülőgép, bármilyen jó is, soha nem jut el a világűrbe. Sem a Boeing, sem a Concorde, sem egy vibrániumból készült fantasztikus hiperjet. Ezeknek a repülőgépeknek a lételeme a hétköznapi levegő, és sem a túl nagy sebességre, sem a túl nagy magasságra nincsenek felkészülve.
Persze, egy repülőgép űrbe juttatása műszakilag lehetséges. De itt természetesen nem egy átlagos utasszállítóról van szó. Az emberiség már többször is próbált ilyesmit építeni, és néhány kísérlet nyomot is hagyott a mérnöki tudományok történetében.
Napjainkban az olyan magáncégek, mint a Virgin Galactic, a SpaceShipTwo-hoz hasonló űrrepülőgépeket építenek – ez egy szárnyakkal rendelkező szerkezet, amelyet egy hordozórakéta emel a magasba, majd egy rakétahajtómű segítségével tör ki a szuborbitális térbe. De egyik változat sem vált teljes értékű űrbéli utasszállítóvá. Egyelőre még csak kísérletezések vannak ezzel kapcsolatban.
