Almár Iván

Űrhajózás - magyar akcentussal

125 éve született Kármán Tódor


Éppen száz évvel ezelőtt, 1906-ban egy 25 éves magyar mérnök elhagyta hazáját, hogy doktori tanulmányait a Magyar Tudományos Akadémia ösztöndíjával a németországi Göttingen egyetemén folytassa. Mint a híres Bánki Donát professzor tanársegéde, tulajdonképpen jól érezte magát a Budapesti Műszaki Egyetemen, de apja rábeszélte, hogy hagyja el az országot. Kármán Tódor visszaemlékezéseiben leírja, hogy apja, a kiemelkedő tudású és látszólag nagyon elismert pedagógus akkor így érvelt: "Ő egész életét Magyarországnak szentelte, de nem méltányolták, sőt egyes, jelentéktelen politikusok még zaklatták is." Akkor még nem lehetett sejteni, hogy a fiatal mérnök (aki eleinte inkább a Tivadar, mint a Tódor nevet használta) göttingeni útjával átlépi a Rubicont, és végül azon külföldön sikeressé vált magyar tudósok sorába kerül, akik a legnagyobb hatással voltak a XX. század történetére. Ahogy az Örvények és repülők címmel megjelent életrajzának előszavában megfogalmazzák: "Kármán minden idők egyik legnagyobb tudósa volt, aki elvitathatatlan lángeszét ezerféleképpen hasznosította." Magyar akcentusát viszont élete végéig megtartotta.

Kármán Tódor (1881-1963)

Egy rövid megemlékezésben még áttekinteni is lehetetlen ezt az ezerféle hasznosítást, vagyis Kármán tudományos munkásságát a szilárdságtan, az áramlástan, az aerodinamika és az asztronautika területén, hiszen mindenütt kimagasló eredményeket publikált. Ez egyébként is hozzáférhető az irodalomban. Oktatói munkássága is igen jelentős, hiszen "tudósok és mérnökök két generációját irányította olyan tudományterületekre, amelyek lehetővé tették a repülés és az űrhajózás szilárd tudományos alapokra helyezését". Meglepő módon mint tudományszervező is tudott maradandót alkotni, e tekintetben elég az általa alapított Jet Propulsion Laboratoryra és a Nemzetközi Asztronautikai Akadémiára utalni. Valójában Kármán elképzeléseinek hatása mindmáig érzékelhető a repülésben és az asztronautikában - különösen az amerikai fejlesztésekben. Ismét a már említett előszót idézve: "Századunk egyik tudósának sem volt akkora befolyása valamely katonai ágazatra, mint Kármánnak a II. világháborút közvetlenül megelőző, a háború alatti, majd a háborút követő években az Egyesült Államok légierejére." Sőt mivel az interkontinentális és kozmikus hordozórakéták fejlesztését is jórészt a légierő végezte, Kármán befolyása itt is erőteljesen érvényesült. A jövőre ötvenéves űrkorszak előkészítésében Ciolkovszkij, Oberth, Goddard, von Braun és Koroljov mellett Kármán Tódor szerepe is meghatározó jelentőségű volt. Nem véletlen, hogy egyike azon keveseknek, akiknek nevét kráter őrzi mind a Hold, mind a Mars felszínén.

Kármán és a katonaság

A nagy tudósok mind különleges egyéniségek, és többnyire életpályájuk is különleges. Kármán sem kivétel. Göttingenbe érkezve hamarosan átlátta, hogy "a természet szemléletének leíró, vagy kvalitatív módszerét, amely annyira uralkodó volt a tizenkilencedik század gondolkodásában, különösen pedig a műszaki iskolákban, helyettesítheti, vagy legalábbis alátámaszthatja a kvantitatív módszer." Később kifejti: "Ez megerősített abban a meggyőződésemben is, hogy a természet és a matematika elválaszthatatlanok egymástól, és ez ösztönzött egész életemben arra, hogy megoldást keressek olyan területeken is, ahol a gyakorlati szakemberek csak áthatolhatatlan káoszt láttak." A megoldás keresése lehet a kulcsszó Kármán jelentőségének megértéséhez. A matematikai apparátus kezelésében szerzett hatalmas tudását szerette különböző gyakorlati problémák megoldására alkalmazni. Ha ezek katonai, fegyverzetépítési feladatok során merültek fel, nem okozott neki semmiféle lelkiismereti problémát.

Már első, göttingeni próbálkozása során beleütközött az egyetemi felfogás korlátaiba, amely lenézte és semmibe vette az alkalmazásokat. Disszertációjához, amely a nem rugalmas kihajlás elméletére vonatkozott, egy nagy hidraulikus sajtóra lett volna szüksége. Ennek megszerzése azonban mindaddig reménytelennek látszott, amíg Krupp, a fegyvergyáros észre nem vette kutatásait, és támogatni nem kezdte. 1908-ra a berendezés felépült, Kármán megvédte disszertációját, és felismerte azt a lehetőséget, ami a katonai támogatásban rejlik. Ettől kezdve egész hosszú élete során szoros és különleges kapcsolatokat ápolt a német, az osztrák-magyar, majd az amerikai hadsereg és a NATO felső vezetésével.

Ez a kapcsolat szerintem azért olyan különleges, mert Kármán egyénisége egyáltalán nem volt katonás, sőt gyakran még a polgári élet rendjét is nehezen fogadta el. Ennek ellenére kifejezetten kedvelte a haditechnika területén felmerülő műszaki problémákat, és már az első világháborúban fontos szerepet kapott például a repülőgépről forgó légcsavaron keresztül tüzelő gépfegyver, illetve a kötött helikopter megalkotásában. Kármán később is vonzódott az egyenruhához és a tábornokokhoz. 1930-ban a politikai helyzet miatt áttelepült az Egyesült Államokba, és a kaliforniai egyetemen elfogadta a Guggenheim Aeronautical Laboratory (GALCIT) vezetését. Visszatekintve erre a fontos lépésre Kármán ezt mondja: "Mindig hittem, hogy életem célja a tudományos elmélet és az alkalmazása közötti szakadék megszüntetése, és az volt a benyomásom, hogy különös kihívás lenne ezt a célt éppen az Egyesült Államokban elérni."

Ettől kezdve a repüléssel kapcsolatos műszaki feladatok megoldására és az oktatás, pontosabban a mérnökképzés megújítására koncentrált mindaddig, amíg a harmincas évek végén kapcsolatba nem került a rakétafejlesztéssel. Közben tervei megvalósításában folyamatosan támaszkodott a nagyipar és a hadiipar vezetőire, hogy az anyagi támogatást biztosítani tudja.

Kármán szobra Budapesten, a Közlekedési Múzeum előtt

A rakétatechnika bölcsőjénél

Bár a tudomány- és technikatörténet általában Robert Goddardot tekinti az amerikai rakétatechnika atyjának és megalkotójának, a helyzet ennél jóval bonyolultabb. Tény, hogy Goddard kísérletezte ki még 1926 körül az első folyadék hajtóanyagú amerikai rakétákat, és önállóan oldott meg számos műszaki problémát, de ennek valójában elég kevés hatása volt arra a fejlődésre, amely az Egyesült Államokat végül 1958-ban elvezette a világűrbe. Ennek oka Goddard szinte beteges bizalmatlansága volt, amely megakadályozta a vele való együttműködést.

Kármán először 1936-ban találkozott a CalTech három nagyon fiatal mérnökével (Malina, Parsons és Forman), akik lelkesen, de szinte szakköri alapon rakétaépítésbe kezdtek. Felismerve tehetségüket és céljaik fontosságát, ettől kezdve folyamatosan támogatta őket. Mint Frank Malina később leírta, Kármán "magával hozta óriási tapasztalatát, amellyel a matematikai és a fizikai alapokat alkalmazta a nehéz műszaki problémák megoldásában, továbbá ritka tárgyalási és szervezési ügyességét". Katonai kapcsolatait hasznosítva megszervezte, hogy a kis csoport a hadsereg és a légierő támogatásával olyan rakéták fejlesztésén dolgozhasson, amelyek megkönnyítik a katonai repülőgépek manőverezését. A JATO (Jet Assisted Take-Off) program keretében az akkori GALCIT Rocket Research Groupnak két feladat jutott. Egyrészt megbízható gyorsítórakétákat kellett készítenie a repülőgépek felszállásához szükséges kifutópályák rövidítésére (elsősorban repülőgép-anyahajókon). Ehhez egyszer begyújtható, szilárd hatóanyagú rakétákat kellett fejleszteni. Másrészt olyan, a szárnyak alá szerelhető rakétákat kívántak, amelyekkel harci helyzetben időlegesen gyorsítani lehet a már repülő gépeket. Ehhez viszont többször indítható, folyékony hajtóanyagú rakéták kellettek.

Rövidre fogva a hosszú, izgalmas történetet, a CalTech GALCIT nevű, önálló laboratóriuma, amely 1944-től már a Jet Propulsion Laboratory nevet viselte, Kármán segítségével sikeresen megoldotta a problémákat, miközben tapasztalatokat szerzett mindkét rakétatípus fejlesztésében és kezelésében. A JPL pedig a NASA egyik önálló, hatalmas bázisintézményévé fejlődött.

Stockholmban megalakul a Nemzetközi Asztronautikai Akadémia, Kármán az első elnöke (az első álló sorban balról a harmadik). A tagok közül a képen többek között Oberth, von Braun és Malina (1960)

Idekívánkozik egy megjegyzés arról, hogy miért nem használták ekkoriban a "rakéta" (rocket) kifejezést, és miért éppen "jet propulsionnak" nevezték azt, amivel foglalkoztak. A magyarázat egyszerű. A XIX. század tüzérsége világszerte használt primitív rakétákat ("röppentyűket"), de ezek a XX. században már elavult fegyvernek számítottak a jóval pontosabb célzást lehetővé tevő lövegek mellett. Az amerikai légierő aligha támogatott volna egy elavult tüzérségi fegyvernemet, ezért kellett új nevet kitalálni. A jet propulsion, vagy ahogy magyarra fordították, a lökhajtás megfelelőnek bizonyult.

Azok a JATO rakéták, amelyekkel 1941-ben már sikeresen gyorsítottak egy felszálló repülőgépet, beváltak a világháború idején. Később ezekből magas légköri és katonai rakétákat fejlesztettek Sergeant, Polaris, Corporal és WAC Corporal néven. 1949. február 24-én egy WAC Corporal, mint egy zsákmányolt német V2 második fokozata, 390 km magasságig jutott, vagyis mai fogalmaink szerint a világűrben járt. A folyékony hajtóanyagú JATO rakéták továbbfejlesztett változatai még az Apollo-program idején is szerepet kaptak.

Vagyis valójában Kármán, Malina és a GALCIT-csoport oldotta meg a megbízható rakéták fejlesztésének problémáját az Egyesült Államokban, és ez az út vezetett tovább az amerikai műholdak és űrhajók felbocsátása felé.

Kármán maga tökéletesen felismerte ennek a folyamatnak a jelentőségét, és óriási tekintélyével nem kis mértékben járult hozzá az űrhajózás és az űrkutatás elismertetéséhez a nemzetközi tudományos életben. Elég talán csak két késői kezdeményezését említeni: az egész világra kiterjedő Nemzetközi Asztronautikai Akadémia alapítását 1960-ban, és egy nemzetközi holdlaboratórium terveinek kidolgoztatását, amely az akadémia egyik legelső vállalkozása volt. Kármán Tódornak, a tudósnak és szervezőnek a szerepe rendkívül fontos volt annak idején az asztronautika első, kezdeti lépéseinél.

Személyes élményeim Kármánról

Kármán Tódor már 43 éve nincs az élők sorában, nyilván egyre kevesebben vagyunk, akik még abban az élményben részesültünk, hogy találkozhattunk vele. 1962 szeptemberében a bulgáriai Várnában volt a 13. Nemzetközi Asztronautikai Kongresszus. Ez volt az első, amelyet Kelet-Európában rendeztek, ezért a MTESZ Központi Asztronautikai Szakosztálya képviseletében népes magyar delegáció utazhatott Várnába. Már ott hallottam izgatott mérnök barátaimtól a hírt: "Képzeld, Kármán is itt van és meghívja vacsorára a magyar delegációt!" Őszintén bevallom, hogy csillagászként Kármán neve akkor nem sokat jelentett nekem. A meghívásnak volt egy furcsa, Kármánra jellemző kikötése: a magyarok közül csak a férfiak mehetnek, a nők ki vannak zárva. Kármán nőtlen volt, én viszont feleségemmel voltam, aki űrkutató-csillagászként szerepelt a delegációban. Némi habozás után nélküle nem mentem el a vacsorára, így első találkozásom Kármánnal elmaradt. (Ez volt egyébként az utolsó asztronautikai kongresszus, amelyen Kármán részt vett.)

A Budapesti IAF-kongresszus nevében Hermann Obarth (balról a harmadik)
és a nemzetközi asztronautikai szervezetek vezetői megkoszorúzzák Kármán szobrát (1983)

Barátaim részletesen beszámoltak a 81 éves Kármán kedvességéről és a vacsora kitűnő hangulatáról. Egyre többet tudtam meg Kármánról, munkásságáról és kapcsolatáról az űrhajózással. Így azután pár héttel később örömmel hallottam, hogy Budapestre jön, ahol a Budapesti Műszaki Egyetem díszdoktorává avatják. (Ez volt Kármán 27. díszdoktori címe!) Tudtuk, hogy fogadja az MTA elnöke is. A protokolláris program mellett szerettünk volna szakmai programot is szervezni számára, vagy legalább egy előadásra felkérni. A probléma megoldásában segített, hogy asztronautikai szakosztályunk akkori elnöke, Fonó Albert akadémikus, a sugárhajtás egyik úttörője, régről ismerte Kármánt, akivel egy évben született.

Kármán valóban el is jött a MTESZ-be, és 1962. október 22-én délután hatalmas közönség előtt nagyszerű előadást tartott (természetesen magyarul). Első kézből hallhattunk tőle az amerikai rakétafejlesztés történetéről és eredményeiről. A szakmai előadást humorral és anekdotákkal fűszerezte. Felejthetetlen este volt mindannyiunknak.

Nem sokkal ezután, 1963. május 7-én Kármán Aachenben elhunyt. Húsz évvel később lehetőséget kaptunk arra, hogy a 34. Asztronautikai Kongresszust Budapesten rendezzük meg. A magyar szervezőbizottság úgy határozott, hogy a megnyitót követő plenáris ülést annak a magyar tudósnak szenteli, aki a legnagyobb érdemeket szerezte az űrhajózás területén. A Kármán-ülésszak nagyszerűen sikerült. Előadást tartott Martin Summerfield professzor, Kármán egykori közeli munkatársa, Őry Huba, az aacheni repülés tanszék akkori vezetője és Rácz Elemér, aki a Budapesti Műszaki Egyetem Repülés Tanszékét vezette. A kongresszus díszvendégei, köztük Hermann Oberth, az asztronautika egyik legendás előfutára, megkoszorúzták Kármán mellszobrát a Közlekedési Múzeum előtt.

Szakosztályunk 1986-ban Magyar Asztronautikai Társasággá alakult. Egyik alapító tagunk, Nagy István György mérnök és tudománytörténész javaslatára 1989. augusztus 23-án emléktáblát helyeztünk el Kármán szülőházán, a Szentkirályi utcában. A kis ünnepségre elküldte képviselőjét az ESA és a JPL is.
 

A Caltech képviselője a Kármán szülőházán elhelyezett emléktábla avatásán (1989)

Nem lehet azt állítani, hogy Kármán Tódor neve ismeretlen Magyarországon, hiszen emléktábla, szobor, díjak őrzik emlékét. Mégis - talán mivel nem került a Nobel-díjasok közé - kevesebben tudnak róla, mint más, Amerikában híressé vált magyar tudósokról. Születésének 125. évfordulója jó alkalom arra, hogy emlékét újra felidézzük.

Irodalom
Kármán Tódor, Lee Edson: Örvények és repülők, Akadémiai Kiadó, 1994, ford.: Jereb Gábor
Nagy István György: Két centenárium, Csillagászati évkönyv, 1981
Fonó Albert: Kármán Tódor, Fizikai Szemle, 1963/8.
Végh Ferenc: Kármán Tódor pályakezdése, Fizikai Szemle, 1981/9.
Szentesi György: Kármán Tódor és a rakétatechnika, Fizikai Szemle, 2002/6.
Almár Iván: Kármán és az űrhajózás, Fizikai Szemle, 2002/6.
 


Természet Világa, 137. évfolyam, 5. szám, 2006. május
http://www.termeszetvilaga.hu/
http://www.chemonet.hu/TermVil/