Miért hívják Kármán Tódort, a magyar, kivándorolt tudóst az amerikai légierő szentjének? A NASA melyik laboratóriumát alapította? Mi köze a Kármán-féle örvénysornak a Tacoma-híd összeomlásához? Mi történt, amikor a tudós találkozott 1945-ben német exfőnökével? Vészi Margit újságíró, festő milyen hatással volt a 20. század űrrepülésének fejlődésére? Hogy segítették a humán tárgyak az aerodinamikát? Érdekes állomások egy világhírű magyar életéből. 

Kármán Tódor épp befejezte disszertációját Göttingenben, amikor el kellett volna döntenie, mivel akar foglalkozni. Apja pedagógus volt, a kiegyezés után a Nemzeti Oktatásügyi Tanács főtitkára volt, és bár a hazai oktatás egyik úttörőjeként tartják számon a nyelvész, filológus Kármán Mórt, mégis már korábban azt tanácsolta fiának, hogy menjen külföldre tanulni. Így került barátjával, Vészi Gyulával most Párizsba, ahol közösen béreltek lakást, és a Sorbonne-on többek között Marie Curie előadásait hallgatták.

A lakótársakat néha meglátogatta Gyula nővére, Vészi Margit, aki akkor éppen szobrásznak tanult és egy újságnak is írt, és akiért Kármán is lelkesedett. (Később grafikus, festő lett és haditudosítóként is dolgozott.) Ő jelent meg egy nap azzal, hogy másnap történelmi esemény várható: először lesz két kilométeres repülés Európában, és ő fog tudósítani róla. Végül rávette Kármánt, hogy hajnali ötre kivigye a Párizs melletti katonai gyakorlótérre. Kármán már tudott a Wright-fivérek által korábban a Kitty Hawk motoros géppel végrehajtott felszállásról, és a brazil Alberto Santos Dumont 1906-ban Európában végzett első nyilvános útjáról. Mégis Henry Farman bátorsága nyűgözte le leginkább, aki nemrég megtette az egy kilométeres távot, és ezt duplázta most meg. Kármán számára sorsdöntő pillanat volt, és ezt részben köszönhette Vészi Margitnak is.

Ma a világon bárhol, ha valaki hivatásos pilóta szeretne lenni, vagy csak egyszerűen hobbiból repülni tanulna, az első dolog, amit megtanítanak neki, az aerodinamika - azaz a levegő mozgása tudományának - alapjai. Néhány alapfogalom után pedig rögtön az a törvényszerűség következik, hogy miért nem lehet egy hosszú pálcát a vízben egyenesen és gyorsan húzni. Azért, mert a fluidumban áramlás közben - megfelelő feltételek között - örvények alakulnak ki, ezek leválásakor pedig káros oszcillációk lépnek fel. :) Magyarul: bizonyos sebesség felett a pálca a mozgás síkjára merőlegesen szabályos hullámokat rajzol a felszínre. Ez a leszakadó örvények sorozata, amely mozgást a térbeli áramlások egyik jellemző alapmodellje okozza, amely prizmatikus vagy hengeres testek mögött alakul ki, és a testről leváló szakadási felületek felbomlásaként a test mögött, két párhuzamos síkban egymással ellentétes forgó örvényszálakat alakítanak ki, amelyeknek a visszahatása hozza rezgésbe a pálcát.

Erős szélben ezért zúgnak a magas oszlopok, rezonálnak a villanyvezetékek. A jelenség látható az első fényképen is, a Kanári-szigeteknél. Ez a Kármán-féle örvénysor, amelynek felfedezője Kármán Tódor magyar gépészmérnök, fizikus volt.

"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" – írja az életéről megjelent Örvények és repülők című könyv előszava. Nemcsak a szilárdságtan, aerodinamika, hanem az asztronautika egyik úttörője is volt, ezért Ciolkovszkij, Oberth, Goddard, von Braun és Koroljov neve mellett Kármán Tódornak is helye van az űrhajózás történetében. Ez is az egyik oka, hogy az amerikai légierő, az USAF "szentjének" tekintik Amerikában. Sajátos szemszögből közelítette a kérdést, ugyanis amíg a Wright-fivérek műszaki szempontból tekintettek a repülésre, Ludwig Prandtl, az aerodinamika atyja pedig csak elméleti szempontból, addig Kármán volt az, aki végül ötvözni tudta a kettőt, és megépítette a hidat az aerodinamika elmélete és a repülőgép-mérnöki szakma között.

Már kisgyerekként fejben szorzott hatjegyű számokat, akárcsak később Neumann János. Azonban apja nem akarta, hogy matematikus legyen, mert bűvészmutatványnak tartotta, és megtiltotta neki a számolást. Három évig humán tárgyakat tanult, de később nem bánta meg: úgy gondolta, ez segítette a gyakorlatiasságát, főleg, hogy az elméleti szakemberekkel elismertethette az alkalmazott tudományok jelentőségét. Apja munkásságának része volt a középiskolai tehetséggondozás, ennek egyik eredménye lett a Trefort utcai Mintagimnázium, ide került Kármán is (ahogy Teller is), és végre rávethette magát a matekra. De a latin, történelem és földrajz tanítása is a mindennapi életre vonatkoztatott példákból állt, amiért szintén hálás maradt gimnáziumának.

A National Medal of Science érem átvételekor

Innen került a Műegyetemre, apja tanácsára szintén nem az elméletet, hanem a mérnöki tanulmányokat választotta. Bánki Donát mellett gyakornokoskodott, és a Ganz-gyár működésébe is beleláthatott. Farman repülése után nem sokkal, még 1908-ban Ludwig Prandtl Göttingenbe hívta, hogy a Zeppelin-programon dolgozzanak a német kormány megbízásából – nem először, ugyanis a Műegyetem után Göttingenben szerezte meg a doktoriját, szintén Prandtl mellett dolgozva. Itt véglegesítette a már említett Kármán-féle örvénysort, amely kimutathatón okozója volt később a Tacoma-híd 1940-es összeomlásának is.

Göttingenben végül nem maradt tovább. Egy ideig Selmecbányán tanított, majd 1913-ban kinevezték az Aacheni Aerodinamikai Intézet igazgatójának, amely címet 16 éven át megtartotta. Az intézetet ő fejlesztette repülésügyi központtá, főleg szervezőkészségének köszönhetően: több nagy gyártóval is szerződést kötöttek, és végül ezen a téren lehagyták Göttingent is. Ebben az időszakban találkozott először Neumann Jánossal, aki neki köszönhette, hogy végül a matematika felé indult későbbi karrierje, amire így emlékezett: „Aacheni professzorságom első évében beállított hozzám egy pesti bankár 17 éves fiával. Furcsa dolgot kért tőlem: beszéljem le Jancsit arról, hogy matematikus legyen. Azt mondta:  ’A matematikusok nem értenek a pénzkereséshez!’ – elbeszélgettem a fiával. Káprázatos feje volt... Azt gondoltam, hogy szégyen volna őt elterelni attól, amire természetes hajlama vezeti. Jancsi esetében azt tanácsoltam a papának, hogy kössön fiával kompromisszumot: hadd tanuljon vegyészmérnökséget.” Innen már egyenes útja volt Neumannak a matematika felé.

Az első világháborúban Kármánt Bécsbe hívták be, ahol szintén repüléskutatással foglalkozott: kísérleteztek Asbóth Oszkárral egy helyből felszállni képes, lebegő megfigyelőeszközön, amelyet PKZ néven szabadalmaztattak. A háború után visszatért Magyarországra, és közoktatási népbiztos-helyettes lett, a Tanácsköztársaság idején. Ennek bukása után helyzete reménytelen lett, a Magyar Aero Szövetség is kizárta soraiból, ráadásul egy barátjánál kellett bujkálnia, ezért visszament Aachenbe. 

Az USA sokáig nem tulajdonított kiemelt jelentőséget a légierő fejlesztésének. Daniel és Harry Guggenheim voltak, akik felismerték ezt a hibát, és létrehozták alapítványukat, amely 2,5 millió dollárral támogatta a Cal Tech, a Kaliforniai Egyetem aeronautikai laboratóriumát, a GALCIT-ot. Az egyetem fizikusa, Robert Millikan hívta meg végül Kármánt vezetőnek, aki nehezen hagyta el Aachent. Édesanyja és nővére is vele költöztek. Mindez 1930-ban történt, addigra a Németországban egyre romló politikai helyzet is arra ösztönözte a zsidó származású Kármán családot, hogy az USA-ba költözzenek. Németország nagyban köszönheti Kármánnak a repülésügy terén elért sikereit, amelyre később a német hadsereg is támaszkodott. Légierejük nem lett volna olyan fejlett, ha Kármán munkássága nem alapozza meg, bár ezt ő nem sejthette. Ugyanakkor Kármán is itt ismerte fel a hadsereg jelentőségét: még disszertációjához a fegyvergyáros Krupp nyújtott támogatást neki.

Kármán szervezőkészsége az USA-ban is megmutatkozott: a világ legjelentősebb repülésügyi központjává fejlesztette az intézetet. Kis túlzással startuppereket fedezett fel, amikor lelkes egyetemi hallgatók rakétakutatásait kezdte támogatni. A történet úgy kezdődött, hogy megkereste az egyetemről három hallgató, hogy segítsen nekik űrrakétát építeni. Addigra szinte mindenki elutasította őket, de Kármán nem. Létrehozta a Rocket Research Group-ot, ahol szilárd és folyékony hajtóanyagú rakéta-hajtóművek elméletét kezdték kidolgozni. Csak „öngyilkosok klubjának” hívták, mert előfordult, hogy felrobbant, amivel épp kísérleteztek. A vezetője Frank Malina, Kármán tanítványa lett, de itt kezdte karrierjét a kínai Hszüe-sen Csien is, aki később a Kínai Népköztársaság interkontinentális és űrrakéta programjának vezetője lett.

Ebből nőtte ki magát egy vállalkozás, amikor a háború miatt az amerikai hadsereg invesztálni kezdett a rakétákkal hajtott repülőkkel kapcsolatos kísérletekbe: 1939-től már egyre több megrendelést kapott az egyetem, amely egyedüli szereplő lett a piacon, köszönhetően Kármánnak, hiszen a többi amerikai egyetem nem ismerte fel időben a lehetőséget.

1943-ban Kármán felhívta a figyelmet a ballisztikus rakétakísérletek szükségességére, amikor a németek először vetették be a V2-t. Ekkor vált a Kármán és Malina alapította Jet Propulsion Laboratory (Sugárhajtási Laboratórium) a nagy hatótávolságú ballisztikus rakétafegyverek, valamint az űrhajózási hordozórakéták kifejlesztésének, és az űrkísérleteknek első amerikai központjává. Később a NASA-hoz került (ma is ez a neve). Kármán kapcsolata az amerikai hadsereggel ekkor kezdett erősödni. 1945-ben, a II. világháború végén Németországba látogatott, vezérőrnagyként, és kihallgatta az ottani kutatókat, Ludwig Prandtl, egykori főnöke irodájában. Még Ludwig Prandtl-t is. Bár jelentésében azt írta, egy tudósnak sem volt jelentős kapcsolata a német sereggel. Több mérnököt, köztük von Braunt is ekkor vitték az USA-ba, onnantól a segítségükkel zajlott tovább a rakétafejlesztés.

Haláláig megmaradt formális kapcsolata a hadsereggel, annak ellenére, hogy sokáig küzdött annak rövidlátásával. A katonai vezetők nem hittek abban, hogy a ballisztikus rakéták pontosan célba érnek nagy távolságra, vagy a műholdak felbocsátásának lehetőségében. Ezért maradt le az USA a szovjetek mögött az űrkutatásban. Mégis ő nevezhető az amerikai űrkutatás és műholdtervezés hajtóerejének. Kutatásai adtak teret a szuperszonikus repülésnek, így később a Concorde gépek üzembe állításának is, ő tervezte a szuperszonikus gép szárnyát, és leírta a hangsebességnél a gépre ható erőket. Tisztázta a gépre a felszálláskor és kanyarodáskor ható erőket is, számos balesetveszélyes helyzetet és magát a repülést biztonságosabbá téve. Nevéhez fűződik a Nemzetközi Asztronautikai Akadémia is, amelynek ő lett az elnöke.

Utoljára 1962-ben, egy évvel halála előtt járt Magyarországon: itt is kiadták tankönyvét, amelyben eredetileg amerikai diákoknak magyarázta el a repülésben felmerülő műszaki problémák gyakorlatias, matematikai megoldását, de magyar nyelvű kiadását már nem érhette meg, egy évre rá meghalt Aachenben, ahová egy ideje tért vissza. Száznál több könyvet és tanulmányt írt, közülük jó néhány a repüléstechnika alapművének számít. Neki adták először a National Medal of Science érmet, hét egyetemen volt egyetemi doktor, kilenc helyen a tudomány doktora és kilenc egyetem avatta díszdoktorrá.

Képek és forrás: http://matektabor.berzsenyi.hu/2014/karman-todor, http://fizikaiszemle.hu/archivum/fsz9703/peter.html, http://www.fizikaiszemle.hu/archivum/fsz0206/szentesi0206.html, http://web.archive.org/web/20090301164409/http://www.sulinet.hu/termeszetvilaga/archiv/2001/0101/37.html, http://www.jetfly.hu/rovatok/jetfly/emberek/karman_04.11.29./, http://www.termeszetvilaga.hu/szamok/tv2006/tv0605/almar.html, https://hu.wikipedia.org/wiki/K%C3%A1rm%C3%A1n_T%C3%B3dor, kiss.caltech.edu, http://earthobservatory.nasa.gov/IOTD/view.php?id=85989