Kiertoradalla tapahtuu: hajoamisia ja putoamisia
Viime aikoina taivaalla on tapahtunut paljon muutakin kuin kaunis planeettojen asettuminen jonoon ja revontulinäytelmiä. SpaceX on hilannut uusia Starlink-satelliitteja avaruuteen häkellyttävällä tahdilla. Laukaisuita on ollut tähän mennessä 14 eli keskiarvona melkein kaksi viikossa. Lisäksi Falcon 9:t ovat vieneet taivaalle muita satelliitteja ja pari kuulaskeutujaakin, joten SpaceX:n tahti on ollut hurja.
Yhdessä laukaisussa on kyydissä 21 tai 23 Starlink-satelliittia. Näin ollen uusia satelliitteja jo noin 7000-satelliittiseen konstellaatioon on tullut tänä vuonna lähes 300.
Samaan aikaan yhtiö hilaa alas kiertoradalta vanhempia satelliittejaan, joissa on suunnitteluvirhe. Se saattaa saada satelliitin sammumaan, joten yhtiö tuo ne alas tuhoutumaan ilmakehässä niin kauan kuin satelliitit ovat vielä toimintakuntoisia.
SpaceX kertoi nyt helmikuun 12. päivä julkaisemassaan tiedotteessa, että satelliitit ovat ensimmäisiä ensimmäisen sukupolven satelliitteja. Ne laukaistiin avaruuteen vuosina 2019 ja 2020, eikä niitä varmaankaan kukaan jää kaipaamaan, sillä niissä ei ole kirkkautta vähentävää visiiriä ja uudet satelliitit ovat paljon kyvykkäämpiä kuin nämä metusalemit.
Satelliittien rataa pudotetaan vähitellen kuuden kuukauden aikana.
SpaceX:n mukaan Starlink-palvelut eivät kärsi tästä. Tiedote kertoo, että “SpaceX kykenee valmistamaan 55 satelliittia viikolla ja laukaisemaan niitä avaruuteen yli 200 kuukaudessa.”
Paitsi Starlink-satelliittien suuri määrä, niin myös hajonneiden satelliittien ja näiden alas ohjattavien satelliittien määrä saa jälleen ajattelemaan avaruuden lennonjohtosysteemiä. Lähiohitusten määrä on lisääntynyt ja törmäysriski kasvaa koko ajan.
Olisi hyvä, jos yhden yhtiön sijaan olisi kansainvälinen organisaatio, jonka tehtävänä olisi paitsi tarkkailla satelliittien ratoja, niin myös jakaa kiertoratoja ja koordinoida radalta toiselle siirtyviä ja alas pudotettavia satelliitteja.
Nykyisessä maailmantilanteessa tällaisen saaminen on kylläkin hankalaa.
Toinen riski, joka putoavista satelliiteista tulee, on niiden tippuminen asutuille alueille tai esimerkiksi lentokoneiden päälle. Starlink-satelliitit, kuten suurin osa muistakin satelliiteista, tuhoutuvat lähes kokonaan ilmakehän tulisessa syleilyssä, mutta eivät aina täysin: pieniä palasia satelliittien tukevatekoisimmista osista putoaa joskus alas Maan pinnalle saakka.
Kun satelliitteja putoaa nyt useammin ja useammin, muodostavat nämä pikku palaset yhä suuremman riskin. Usein lentoliikennettä varoitetaan jo putoavien satelliittien vaara-alueella, mutta ei läheskään aina.
Pitkällä tähtäimellä tämä ei ole kestävää, vaan jossain vaiheessa avaruuteen täytyy perustaa jonkinlaisia kierrätyskeskuksia vanhentuneille satelliiteille. Toivottavasti Starshipit (ja muut isokokoiset, uudelleenkäytettävät raketit?) voisivat rahdata niitä sieltä alas hävitettäväksi.
No, tähän on vielä aikaa. Nyt tärkeintä on vähentää avaruusromun määrää tuomalla satelliitteja ja rakettien ylimpiä osia alas ilmakehässä tuhoutumaan heti, kun niitä ei tarvita.
Jos ne jäävät kiertämään Maata avaruusromuna, niin tuloksena voi olla myös yhden ison romunpalan lisäksi paljon pientä romua. Ajan myötä sammuneetkin satelliitit saattavat räjähtää, kun jatkuva lämpeneminen ja kylmeneminen sekä muut avaruudessa olemisen rasitukset vaikuttavat niihin.
Tässä puolen vuoden aikana on tapahtunut kolme tällaista suuren avaruusromun hajoamista palasiksi.
Ensimmäinen oli 6. syyskuuta 2024, kun Atlas V -raketin Centaur (raketin ylin vaihe) hajosi ainakin kymmeneen osaan. Raketti oli vienyt GOES-17 -satelliitin avaruuteen vuonna 2018 ja ylin vaihe oli jäänyt sen jälkeen hyvin soikealle radalle, jonka ylin piste oli 34 949 km ja alin 7622 km. Satelliitti suuntasi geostationaariradalle, ja siksi ylimmän vaiheen rata ylettyi melkein sinne.
Tällaiselle radalle menevät raketit eivät yleensä pysty tulemaan takaisin ilmakehään ja tuhoutumaan siinä, joten ne niin sanotusti passivoidaan. Polttoaineet päästetään ulos ja akkujen varaus puretaan. Systeemit sammutetaan siten, että rakettivaiheesta ei olisi haittaa myöhemmin.
Mutta Centaurien kanssa on ollut vaikeuksia aikaisemminkin. Samanlaisia tapauksia oli vuonna 2018 ja 2019, jolloin Centaurin passivointi ei ole nähtävästi onnistunut halutusti, ja ne ovat räjähtäneet. Toivottavasti Vulcan-raketeissa käytettävien uusien Centaur-rakettivaiheiden luotettavuus tässä suhteessa on parempi.
Toinenkin tapaus liittyy raketin ylimpään vaiheeseen. Blue Origin -yhtiön uusi New Glenn teki ensilentonsa tammikuun 16. päivänä, ja vaikka raketin ensimmäinen vaihe ei onnistunut palaamaan takaisin Atlantilla olleen lavetin päälle, sen toinen vaihe jatkoi suunnitellusti avaruuteen ja lentoa voi pitää onnistuneena. Jos mukana olisi ollut satelliitti, se olisi päässyt avaruuteen.
Satelliitin sijaan kyydissä oli Blue Ring -niminen laite, eräänlainen pieni avaruushinaaja, joka voi viedä siinä olevia satelliitteja oikeille radoilleen ja myöhemmin myös siirtää sekä huoltaa avaruudessa jo olevia satelliitteja. Tätä ei irrotettu rakettivaiheesta tällä kerralla, koska nyt testattiin lähinnä tietoliikennettä Blue Ringin ja lennonjohdon välillä.
Laukaisun jälkeen ylin vaihe inaktivoitiin, mutta nähtävästi ei kunnolla, sillä helmikuun 10. päivänä se rähähti.
Vaihe oli myös varsin soikealla radalla maapallon ympärillä; korkein piste 19300 km ja matalin 2400 km. Se on sen verran kaukana, että palaset pysyvät avaruudessa harminamme tuhansia vuosia.
Ja näiden välissä, lokakuun 19. päivänä 2024 Intelsat 33E -tietoliikennesatelliitti hajosi palasiksi geostationaariradalla. Tuolla radalla, jolla yksi kierros ympäri maapallon kestää yhden vuorokauden ja siksi siellä olevat satelliitit näyttävät pysyvän paikallaan taivaalla, on paljon sää-, tietoliikenne ja muita satelliitteja, joten romun syntyminen sinne on varsin ikävää.
Kyseessä on Boeing-yhtiön rakentama satelliitti, jonka kanssa samanlainen Intelsat 29E koki myös kovia vuonna 2019. Se menetti asennonsäätökykynsä todennäköisesti työntövoimajärjestelmässä olleen vian vuoksi, ja nytkin kaikki viittaa siihen, että ratahallintaan tarkoitettu rakettimoottori ja siihen liittyvät systeemit olisivat saaneet aikaan uudemmankin Intelsatin hajoamisen osiin. Siis räjähdyksen.
Kokonaisuudessa parin satelliitin hajoaminen ei ole iso asia, sillä arvioiden mukaan maapalloa kiertää noin 29 000 avaruusromukappaletta, jotka ovat kooltaan yli 10 cm. Sentin tai yli olevia on noin 670 000 ja millimetriä suurempia yli 170 miljoonaa.
Nämä tapaukset vievät kuitenkin lähemmäksi tilannetta, missä romua tulee yhä lisää ja romunpalaset törmäilevät toisiinsa saaden mahdollisesti aikaan ikävän ketjureaktion. Niin sanotussa Kesslerin syndroomassa lähiavaruus muuttuisi niin vaaralliseksi, että sen käyttö ei onnistuisi enää turvallisesti.
Yksi uhka lisää tähän synkistelyn täyttämään aikaamme…
*
Otsikkokuvassa on Grok2-tekoälyn luoma kuva hypoteettisen satelliitin hajoamisesta avaruudessa.
Teksti on julkaistu myös Tiedetuubissa.
Vastaa
Marsiin ennen vuotta 2030? Menee hankalaksi…
Monet tiedotusvälineet ovat kertoneet Yhdysvaltain presidentti Trumpin ja hänen uuden sydänystävänsä Elon Muskin visioista Marsin suhteen: virkaanastujaispuheessaan Trump hahmotteli ihmisten lähettämistä Marsin pinnalle aivan lähiaikoina.
Musk, tyypilliseen ylioptimistiseen tapaansa viestitti X:ssä viime syyskuussa, että ”ensimmäinen miehitetty lento Marsiin tapahtuu neljän vuoden kuluessa” – siis vuonna 2028.
Trump puolestaan on usuttanut Nasaa toimimaan, ja avaruusjärjestö tutkii tällä haavaa mahdollisuuksia lähettää ihmiset lennolle Marsiin ja takaksin 2030-luvun alussa.
Helsingin sanomat kyseli asiaa myös Esko Valtaojalta, joka muisti mainita tuossa haastattelussa kanssani syksyllä 2016 lyömänsä vedon.
Esko kertoo vedostamme alun perin Kohti ikuisuutta -kirjassaan (sivu 221). Löimme vetoa siitä, pääseekö ihminen Marsiin ennen vuotta 2030; häviäjä antaa voittajalle pullollisen Château Latouria, ”eikä sitten mitään halvempaa vuosikertaa”, kuten Esko toteaa mielestäni hieman sovittua hieman täsmällisemmin kirjassa.
No, se mikä on painettu, on totta.
Kovasti toivon edelleen voittavani vedon, mutta nyt melkein kymmenen vuotta myöhemmin en usko voittavani. Joka tapauksessa nyt en löisi enää tuota vetoa.
Miksikö?
Lyhyesti: Starship on kovasti myöhässä siitä, mitä tuolloin oletettiin. Musk oletti tuolloin Starshipin tulevan käyttöön jo 2020-luvun alussa ja olisi tehnyt vuoden 2023 loppuun mennessä jo ensimmäisen turistilennon Kuun ympäri.
Vaikka suhtauduin tuolloin hieman epäillen noihin aikatauluihin, niin on ollut pieni pettymys, että Starship teki ensilentosa vasta huhtikuussa 2023. Ja sen jälkeen on mennyt jo kaksi vuotta, eikä alus ole vielä päässyt edes kunnolla kiertoradalle.
SpaceX olisi kyllä jo voinut kiihdyttää Starshipin Maata kiertämään pitkän heittoliikkeen sijaan edellisillä koelennoilla, mutta ei tehnyt sitä turvallisuussyistä. Starship on sen verran suuri alus, että sen moottorien toiminta avaruudessa täytyy testata vielä kunnolla, ennen kuin alus uskalletaan viedä kiertoradalle. Elleivät moottorit toimi, alus jäisi avaruuteen jättimäisenä avaruusromuna ja putoaisi aikanaan holtittomasti alas. Se ei olisi kivaa.
On siis hyvä, että cowboy-maineestaan huolimatta SpaceX tekee koelentojaan varsin varovasti.
Mutta se, että Starship saataisiin tästä lentämään Marsiin vain neljässä vuodessa, on erittäin epätodennäköistä. SpaceX pystyy selvästi paljoon, mutta tuskin tähän. Kaiken täytyisi mennä tulevilla koelennoilla täydellisesti, ja paitsi SpaceX:n, niin myös Nasan ja Yhdysvaltojen pitäisi keskittyä marsmatkaan lähes yhtä totaalisesti kuin 1960-luvulla keskityttiin lentämään Kuuhun.
Ja sittenkin tekee tiukkaa, koska Marsiin ei lennetä ihan noin vain.
Edellisellä kaudellaan presidentti Trump sekoitti useammankin kerran Marsin ja Kuun keskenään, ja voi olla, että hänen mielessään Mars on jossain vain hieman Kuuta kauempana. Musk sen sijaan tietänee miten Marsiin mennään, mutta pitää tyypilliseen tapaansa ilmassa toiveikkuutta.
Käyn seuraavassa läpi edessä olevia haasteita.
1. Taivaanmekaniikka
Paras tapa lähettää alus Marsiin on tehdä se niin sanotun opposition aikaan. Eli silloin, kun Maa ja Mars osuvat kiertoradoillaan siten, että olemme lähellä toisiamme. Näin käy kerran noin kahdessa vuodessa, tarkalleen keskimäärin 779,94 vuorokauden eli vajaan 26 kuukauden välein.
Juuri nyt olemme oppositiossa: Mars oli 16. tammikuuta 96,08 miljoonan kilometrin päässä meistä. Viime vuosikymmeninä Marsiin on lähetetty luotaimia jokaisen opposition aikaan, mutta sitten 2020 laukaistun Perseverance-kulkijan on ollut hiljaisempaa.
Nyt tosin on lähdössä kaksi ESCAPADE (Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Explorers) -luotainta. Näiden uudenlaisten pikkuluotainten piti lähteä matkaan jo lokakuussa, mutta nyt laukaisu on suunnitteilla huhtikuulle.
Parasta olisi lähettää luotaimet siten, että ne olisivat juuri opposition aikaan noin puolimatkassa. Siis kolme-neljä kuukautta ennen oppositiota, jolloin ne saapuvat perille nelisen kuukautta opposition jälkeen. ESCAPADE-luotaimet laukaistaan uudella New Glenn -raketilla, ja sen ensilento viivästyi, eikä lopulta luotaimia uskallettu lähettää ensilennolla, joten nyt matkaan päästään vasta keväällä. Luotaimet ovat pieniä ja New Glenn on voimakas, joten puolen vuoden myöhästyminen ei haittaa.
Marsiin voitaisiin kyllä laukaista luotaimia milloin vain, mutta se vaatii vain paljon energiaa ja siitä huolimatta matka-aika saattaa olla hyvin pitkä. Vaikka käytössä olisi todella voimakas raketti, kuten Starship (tai jotain vieläkin äreämpää), niin laukaisut kannattaisi tehdä oppositioiden aikaan.
Seuraava oppositio on helmikuussa 2027 ja sitä seuraavat maaliskuussa 2029 sekä toukokuussa 2031. Ne kaikki ovat ”huonoja”, koska planeettojemme välinen etäisyys on pienimmilläänkin varsin suuri: 101, 96 ja 82 miljoonaa kilometriä. Tämä tarkoittaa käytännössä sitä, että aluksen massa voi olla varsin pieni verrattuna ”hyviin” oppositioihin, jolloin välimatka on vain kuutisenkymmentä miljoonaa kilometriä.
Näin on sitä seuraavina oppositioina kesäkuussa 2033 ja syyskuussa 2035, jolloin välimatkat ovat 63 ja 56 miljoonaa kilometriä.
Käytännössä siis ennen vuotta 2030 on enää kaksi mahdollisuutta lähettää Marsiin alus ja/tai aluksia.
2. Starship vaati paljon lentoja vielä
Jos Starshipin koelennot olisivat alkaneet aikaisemmin ja koelento-ohjelma olisi mennyt eteenpäin nopeasti, niin periaatteessa ensimmäinen koelento Marsiin olisi voinut olla nyt tänä vuonna. Mutta nyt se voi olla aikaisintaan 2027.
Ja ennen kuin Starship voi lähteä Marsiin, pitää tapahtua todella paljon.
Starship – itse avaruusalus ja sen matkalle laukaiseva Super Heavy -boosteri – on monimutkainen systeemi, joka on suunniteltu tekemään lopulta lentoja hyvin usein. SpaceX:n mukaan boosteri voisi olla valmis uuteen lentoon vain noin kolmen tunnin päästä laskeutumisestaan, joka tapahtuu nykyisten Falcon 9 -rakettien ensimmäisten vaiheiden tapaan, mutta suoraan laukaisutelineen viereen.
Kahdella koelennolla Super Heavy on onnistunut jo palaamaan lähtöpaikalleen. Visio tulevasta näyttää toteutuvan, vaikka laukaisualustaa on täytynyt vielä korjailla paljon kunkin laukaisun jälkeen.
Starship on avaruuteen päästyään aika kuivilla ajoaineista, joten sitä pitää tankata ennen kuin se voi jatkaa kohti Kuuta tai Marsia. Lentoja voi olla viisi tai kuusi, riippuen siitä kuinka suureksi Starship lopulta tehdään. Nyt koelennetty versio 2 on jo suurempi kuin alkuperäinen.
Joka tapauksessa lento Kuuhun tai Marsiin vaatii yhden laukaisun sijaan yhden ja lisäksi monta tankkeriavaruusaluksen laukaisua. Kenties jopa kuusi.
SpaceX on suunnitellut tälle vuodelle 2025 kaikkiaan 25 Starship-lentoa, joista suuri osa liittyy syksyllä aikaisintaan olevaan koelentoon kohti Kuuta.
Nasa on tilannut SpaceX:ltä laskeutujan kuulentojaan varten, ja tuon aluksen koelennot ovat vielä edessä. Samaa, tai hyvin samanlaista alusta voidaan käyttää myös Mars-lentoihin. Ennen lentoa Marsiin pitää alusta testata vielä Kuussa – ja nähtäväksi jää, miten Nasa järjestelee uudelleen tulevia kuulentoja.
3. Lento Marsiin on PALJON vaikeampi kuin lento Kuuhun
Starshipin ensimmäiselle lennolle Marsiin ei varmasti laiteta ihmisiä mukaan. Musk on puhunut yhden aluksen sijaan useammista, joilla paitsi lentämistä Marsiin testataan, niin viedään sinne myös myöhemmin tarvittavaa rahtia.
Jos lento tai lennot sujuvat hyvin, niin voisivatko ihmiset sitten lähteä kyytiin vuonna 2029? Kyllä – mutta vain jos turvallisuudesta tingitään.
Tällä hetkellä ei ole olemassa kaikkea tekniikkaa, mitä miehitetyn Mars-lennon tekemiseen vaaditaan. Tiedämme kyllä periaatteessa hyvin mitä tarvitaan, mutta perinteiseen tapaan tekniikkan kehittämiseen ja testaamiseen menisi vuosikaupalla aikaa. Orion-kuualusta on tehty jo vuosikymmenen, eikä sillä uskalleta vielä lähteä matkaan.
Vaikka SpaceX laittaisi kehitykseen vauhtia, niin ihmisten Marsiin kuljettamiseen tarvittavan Starshipin tekeminen kestää vielä kauan. Ongelmia kun on paljon tekniikan yleisestä luotettavuudesta aurinkomyrskyjä vastaan suojautumiseen. Ihmisen fyysinen ja psyykkinen kesto näin pitkällä JA kauas planeettainväliseen avaruuteen menevällä lennolla on myös iso kysymysmerkki.
Kymmenen vuoden takaisessa Mars500 -kokeessa kuusi koehenkilöä teki matkan Marsiin ja takaisin maanpäällisessä Mars-aluksen mallikappaleessa, ja tulokset olivat ristiriitaisia. Olin itse tuolloin työssä Euroopan avaruusjärjestössä ja seurasin koetta hyvin läheisesti, ja suhtaudun oikeaan Mars-lentoon tuohon tyyliin varauksin.
Mars500:n aikana tehtiin useita hätätilanneharjoituksia. Kuva on yhdestä sellaisesta. Suuri ero oikeaan Mars-lentoon verrattuna oli se, että Mars500-miehistö olisi voinut kävellä ulos ”aluksestaan” koska tahansa. Oikeasta aluksesta ei voi.
Kuva: ESA/Mars500 (muut kuvat SpaceX, paitsi otsikkokuva, joka on myös ESA:n)
Ainoa tapa toteuttaa lento on lähteä matkaan vain vähän testatulla aluksella, olettaa että matkan aikana tulevia vikoja voidaan korjata mukana olevilla laitteilla ja luottaa yksinkertaisesti hyvään onneen. Paluumatkaa ei myöskään voida taata.
Lähtijöitä tuollaisellekin matkalle varmasti löytyy. Voi ajatella, että samaan tapaan kuin ihmisten annetaan vapaasti kiivetä Himalajalle tai tehdä muita vaarallisia temppuja, niin miksi vapaaehtoisten ei annettaisi lähteä tällaiselle avaruusmatkalle?
Yli 900 ihmistä on kuollut Himalajalla vuoden 1950 jälkeen, eikä se pahemmin saa aikaan kauhistusta. Kuolema avaruudessa sen sijaan saisi aikaan suurta älämölöä.
Siis: ainoa tapa, millä voisin edelleen voittaa vedon Eskon kanssa on antaa vapaaehtoisille lupa lähteä vaaralliselle matkalle Marsiin ja tehdä Starshipillä niin paljon koelentoja, että se olisi valmis miehitettyyn lentoon vuonna 2029. Muussa tapauksessa aika ei riitä.
Vuosi 2033 sen sijaan voisi olla mahdollinen. Jos voisin lyödä nyt uudelleen vetoa, niin sanoisin 2033.
SpaceX:n Mars-visioihin kannattaa suhtautua varsin varauksin. Visualisointeja on helppo tehdä, mutta oikeiden lentojen tekeminen on vaikeampaa.
Vastaa
Hurja avaruusvuosi 2025 hyrähti käyntiin rytinällä
Avaruusvuosi 2025 on käynnistynyt onnistumisilla ja epäonnistumisilla: Blue Origin -yhtiön uusi, suuri New Glenn -raketti onnistui ensilennossaan nyt torstaina aamulla Suomen aikaa, kaksi kuulaskeutujaa lähti matkaan keskiviikkona ja nyt torstain ja perjantain välisenä yönä Suomen aikaa SpaceX -yhtiön Starship koki pahan takaiskun seitsemännellä koelennollaan.
New Glenn -raketin onnistunut lento on tärkeä monessakin mielessä, mutta ennen kaikkea siksi, että rakettimarkkinoita dominoiva SpaceX on saamassa viimein kunnollisen kilpailijan.
Vuosi 2025 tuo tullessaan myös ensimmäisen kaupallisen avaruusaseman, lisää kuulentoja, muitakin uusia raketteja kuin New Glenn sekä Starship ja todennäköisesti suuria muutoksia Nasan ja Yhdysvaltain avaruuspolitiikkaan.
Mutta aloitetaan New Glenn -raketista, jonka ensilentoa lykättiin sään ja pienen teknisen vian vuoksi useampaan kertaan, ennen kuin nyt torstaina aamulla klo 9.03 Suomen aikaa raketti nousi lentoon.
Raketin seitsemän BE-4 -moottoria heräsivät henkiin, ja nostivat sinihehkuisten liekkien työntämänä raketin taivaalle Floridasta, Cape Canaverialin laukaisualustalta 36.
Selvästi sinertävä väri johtuu metaanista, tai täsmällisemmin nesteytetystä maakaasusta, jota BE-4 -moottorit käyttävät nestehapen lisäksi. Oikeastaan kaikki uuden sukupolven rakettimoottorit toimivat metaanilla.
Blue Originista tuli näin ensimmäinen uuden ajan avaruusyhtiö, joka on onnistunut laukaisemaan raketin avaruuteen ensiyrittämällä.
Aivan täydellisesti lento ei kuitenkaan sujunut, sillä ensimmäinen vaihe ei onnistunut laskeutumaan Atlantilla olleen lavetin päälle. Nähtävästi sen rakettimoottorit eivät käynnistyneet polttoon juuri ennen ilmakehään palaamista, joten rakettivaihe tuhoutui ilmakehän kitkakuumennuksessa. Tarkempia tietoja odotellaan vielä.
Raketin ensimmäinen vaihe, boosteri, on SpaceX:n Falcon 9:n boosterin tapaan uudelleenkäytettävä, eli työnnettyään toisen vaiheen kohti avaruutta, se palaa takaisin, laskeutuu ja kunnostetaan uutta lentoa varten.
Ensimmäisen vaiheen laskeutuminen epäonnistumista harmitellessa voi muistella Falcon 9:n alkuaikoja yli kymmenen vuotta sitten. Laskeutuminen onnistui vasta 20. lennolla, mutta sen jälkeen Falcon 9:n boosterit ovat lentäneet onnistuneesti jo lähes 400 kertaa.
Olennaisin ero Falcon 9:n ja New Glennin välillä on rakettien koko: siinä missä Falcon 9 on 70 metriä korkea ja 3,7 metriä halkaisijaltaan, on New Glenn 98 metriä korkea ja sen paksuus on 7 metriä. Falcon 9 voi laukaista noin 23 tonnia matalalle kiertoradalle, kun New Glenn pystyy rahtaamaan avaruuteen 45 tonnia.
Kapasiteetiltaan New Glenn on samaa luokkaa SpaceX:n Falcon Heavyn kanssa. Heavyssä on kolme Falcon 9:n boosteria
New Glenniä kannattaakin verrata ennemminkin SpaceX:n Starshipiin, joka on puolestaan vielä suurempi ja kyvykkäämpi. Paitsi että Starship voi kulkettaa kolminkertaisen kuorman ja sen runko on seitsemän metrin sijaan 9 metriä leveä, on Starship myös kokonaan uudelleenkäytettävä.
Alku aina vaikeaa, lopussa kiitoksen lisäksi seisovat onnistuneesti laskeutuneet raketit lavettiensa päällä.
Blue Origin, New Glenn ja Blue Ring
Blue Origin on vähemmän tunnettu kuin SpaceX, mutta ne ovat monessa hyvin samankaltaisia yhtiöitä. Kummankin periustaja on nettibisneksellä rahansa tehnyt miljardööri: Elon Musk perusti SpaceX:n, kun halusi ”ihmiskunnasta multiplanetaarisen” ja Amazon-nettikaupalla rikastunut Jeff Bezos perusti Blue Originin alun perin avaruusturismia varten, mutta yhtiö on laajentunut sittemmin täyden palvelun avaruusyhtiöksi.
New Shepard on pieni raketti, joka lennättää avaruusturistien kapselia hieman yli sadan kilometrin korkeuteen. Lentoja on tehty 28 vuodesta 2015 alkaen.
SpaceX:n tapaan Blue Origin tekee rakettimoottoreita itse, valmistaa paitsi New Glenn -rakettia niin myös Nasalle kuuhunlaskeutumisalusta, ja on rakentamassa myös maailmanlaajuista tietoliikennesatelliittikonstellaatiota.
Project Kuiper on tosin virallisesti Bezosin toisen yhtiön, Amazonin, hanke, mutta tässä roolit menevät hieman sekaisin – etenkin kun Kuiper-satelliitteja laukaistaan myös muilla raketeilla kuin New Glennillä. Amazon ei uskaltanut laittaa kaikkia muniaan samaan koriin, kuten SpaceX teki (onnistuneesti).
Olennainen ero yhtiöiden välillä on kuitenkin tiedottamisessa ja tekemisen tavassa. Tämä näkyi hyvin torstaiaamuisessa laukaisulähetyksessäkin. Kun lähetyksen juontaja painotti, että he haluavat päästä kiertoradalle, ja lento katsotaan epäonnistukeeksi, jos näin ei tapahdu, oli tämä pieni piikki SpaceX:n suuntaan. Muskin avaruusyhtiö kun ei ole päässyt Starship-aluksellaan ”kunnolla” vielä avaruuteen, vaan edennyt pienin askelin ja suurin räjähdyksin.
Siinä missä SpaceX noudattaa ns. iteratiivisen suunnittelun periaatetta, missä koelennoilla testaamalla kehitetään laitteita eteenpäin, Blue Origin on kehittänyt rakettiaan perinteisesti. Kaikki systeemitasolta yksittäisiin komponentteihin testataan ja simuloidaan ensin eri tilanteissa, ja sitten kokonaisuudelle tehdään samoin. Tarkoituksena on löytää viat ja virheet ennen lentoa, jolloin ensilennon pitäisi sujua hyvin. Kuten se sujuikin.
SpaceX toki testaa ja simuloi myös ennen laukaisua, mutta luottaa enemmän kokemuksen saamiseen lennoilla. Starshipin tapauksessa varsinaisia kriittisiä korjauksa on ollut varsin vähän, mutta hienosäätöä ja optimointia on tehty sitäkin enemmän. Koelentoja on ollut tähän mennessä jo kuusi, ja nyt torstaina tulossa olevalla lennolla käytetään jo raketin ja aluksen uutta, suurempaa versiota.
Lentojen aikana voidaan tietoisesti testata eri osia äärimmäisesti, paremmin ja realistisemmin kuin teoreettisissa laskelmissa ja simulaatioissa, mutta tästä enemmän hieman myöhemmin.
Toinen iso ero yhtiöiden välillä on se, miten ne kommunikoivat. Blue Origin ei ole paljoakaan julkisuudessa kertonut töiden edistymisestä sitten vuoden 2015, jolloin se ilmoitti tavoittelevasta kiertoradalle New Shepard -raketillaan tekemien suborbitaalilentojen jälkeen. Yhtiö on kuitenkin kehittänyt rakettia jo ainakin vuodesta 2012 alkaen.
Jos Starshipin ja New Glennin avulla voi arvioida sitä, onko iteratiivinen suunnittelu perinteistä parempaa, niin juuri nyt vaaka kallistuu perinteisen puoleen. Raketteja on kehitetty jotakuinkin saman aikaa, ja New Glenn pääsi ensin kiertoradalle. Tosin Spaceship olisi voitu haluttaessa ohjata myös jo ”kunnolla” avaruuteen ja se olisi siten voittanut kisan. Pitkällä tähtäimellä Starship lienee myös parempi, etenkin kun se on kokonaan uudelleenkäytettävä.
Kyydissä tällä New Glennin ensilennolla oli kokeellinen laite nimeltä Blue Ring. Se ei kuitenkaan irronnut omille teilleen toisen vaiheen päältä, vaan lennolla testataan pääasiassa yhteydenpitoa Blue Ringiin.
Blue Ring on eräänlainen avaruushinaaja: laukaisun aikaan siihen on kiinnitettynä satelliitteja, joita laite vie halutuille kiertoradoille avaruudessa, mutta lisäksi Blue Ring voi myöhemmin myös korjata ja tankata avaruudessa jo olevia satelliitteja.
Se pystyy kuljettamaan mukanaan jopa 3000 kg kuorman satelliitteja, ja voi viedä satelliitteja myös suurienergisille radoille Maan ympärillä, kuten myös kohti Kuuta ja planeettoja.
Laite on todella kiinnostava ja vastaavia tulee markkinoille pian enemmänkin. Vaikka se on suunniteltu New Glenn mielessä, voi Blue Ring lentää myös muilla raketeilla, joilla on halkaisijaltaan viisi metriä tai yli oleva nokkakartio. Sellaisia ovat muun muassa SpaceX:n Falcon 9 ja ULA:n Vulcan. Periaatteessa myös eurooppalainen Ariane 6 voisi laukaista Blue Ringin satelliitteineen avaruuteen.
Blue Origin on kertonut, että sillä on valmiina jo useita toisia vaiheta tulevia lentoja varten. Seuraavat ensimmäiset vaiheet ovat myös valmistumassa. Yhtiön tavoitteena on aluksi kahdeksan lentoa vuodessa, mutta lentotahtia tullaan varmasti lisäämään vähitellen. Kysyntää raketille on – etenkin kun New Glenn on nyt kiinnostavin vaihtoehto SpaceX:n Falcon 9:lle.
Seuraavassa vaiheessa myös toinen vaihe tehdään uudelleenkäytettäväksi. Blue Origin on kertonut, että kehitteillä on Jarvin -niminen alus, joka toimisi vähän kuin SpaceX:n Starship. Yhtiö on mukana suunnittelemassa myös Orbital Reef -avaruusasemaa.
Starship
Avaruuslentojen supertorstain päätti SpaceX:n Starshipin seitsemäs koelento. Sen oli tarkoitus olla hyvin samanlainen kuin kaksi edellistä lentoa, paitsi että nyt käytössä oli sekä boosterin kuin itse Starship-avaruusaluksen uudemmat versiot.
Kuten New Glenn, koostuu Starship myös kahdesta osasta: on ensimmäinen vaihe, boosteri, ja sen päällä itse avaruusalus Starship.
Ensilennolla keväällä 2023 päätavoite oli päästä lentoon ja olla tuhoamatta laukaisualustaa räjähdyksellä. Se onnistui, sillä raketti räjähti vasta parin minuutin lennon jälkeen. Seuraavilla lennoilla on edetty askel askeleelta pidemmälle, ja nyt oli tulossa tähän mennessä kunnianhimoisin lento.
Boosterin tavoitteena oli laskeutua lennon jälkeen laukaisupaikan tornin viereen, missä kaksi suurta teräsrakennetta – lempinimiltään chopstics eli syömäpuikot – ottivat kiinni raketista. Se onnistui hienosti.
Temppu onnistui ensimmäisen kerran viidennellä koelennolla, mutta joululuussa olleella kuudennella lennolla laukaisualustan tornin nappausmekanismin sensoreissa oli vikaa, joten ensimmäinen vaihe ohjattiin laskeutumaan mereen. Varmuuden vuoksi.
Koska merilaskeutuminen on aina vahtoehtona, oli hyvä, että tuokin tuli testattua jo tässä vaiheessa.
Tällä seitsemännellä koelennolla yksi boosterin 33 rakettimoottorista oli viidenneltä koelennolta. SpaceX halusi katsoa, miten moottori toimii uudella lennolla. Tavoitteenahan on lopulta pystyä laukaisemaan boosteri lähes välittömästi uudelleen laskeutumisen jälkeen. Vähän kuin matkustajalentokone voi lähteä uudelle lennolleen vain matkustajien sekä rahdin vaihtamisen, tarkistusten ja tankkaamisen jälkeen.
Varsin pian boosterin laskeutumisen jälkeen lento sai kuitenkin odottamattoman käänteen, kun Starship räjähti. Sen oli tarkoitus lentää pitkässä kaaressa toiselle puolelle maapalloa ja laskeutua Intian valtamereen. Tarkoitus oli myös vapauttaa Starlink-satelliittien näköiskappaleita ja testata niitä ulos putkauttelevaa laitteistoa, sekä myös koekäyttää rakettimoottoria avaruudessa.
“Starship experienced rapid unscheduled disassembly”
— David Leavitt (@davidleavitt.bsky.social) January 17, 2025 at 12:56 AM
[image or embed]
SpaceX:n mukaan Starshipin perässä rakettimoottorien luona oli nestehapen vuoto, joka sai aikaan raketin räjähtämisen. Todennäköisesti raketin turvalaitteistot havaitsivat vian ja räjäyttivät aluksen hallitusti. Räjähdys tapahtui Bahamasaarien luona ja putoavien romujen vanat näkyivät hyvin laajalla alueella.
Vaikka SpaceX ei yleensä harmittele räjähdyksiä, on tämän lennon epäonnistuminen kuitenkin suuri takaisku. Yhtiö on suunnitellut tälle vuodelle vähintään 12 Starshipin lentoja, kenties jopa 25 lentoa. Osa niistä olisi ollut jo operatiivisia laukaisuita. Niillä vietäisiin avaruuteen ennen kaikkea Starlink-satelliitteja.
Yhtiöllä ei kuitenkaan ole toistaiseksi viranomaisten lupaa muihin kuin koelentoihin, ja nyt onnettomuuden jälkeen, lupa myös koelentojen jatkamiseen on jälleen arvioitavana.
Haaveena oli tehdä syksyllä myös lentoja, joilla Starshipiä tankataan avaruudessa. Kun aikanaan aluksella jatketaan Maan luota Kuuta kiertämään tai sen pinnalle, täytyy alus tankata kiertoradalla. Tähän tarvitaan neljästä kahdeksaan Starshipin tankkeriversion laukaisua.
Starship-rakettikokonaisuuden huono puoli on se, että vaikka se pystyy kuljettamaan suuren kuorman kiertoradalle, se voi viedä sen vain varsin matalalle kiertoradalle. Hieman kärjistäen: se voi viedä itsensä ja rahtinsa vain juuri ja juuri avaruuteen.
Mikäli Starhipin laukaisut hoituvat aikanaan niin kätevästi ja edullisesti, niin tankkereiden laukaisu ei ole mikään ongelma. Tämä on ollutkin perusideana Starhipin suunnittelussa, eikä tuore takaisku muuta tätä.
Starshipin tulo rutiinikäyttöön aikanaan on suuri harppaus avaruustoiminnassa, ja vie SpaceX -yhtiötä yhä kauemmaksi etumatkaan muihin verrattuna. Ainoa samanveroinen kilpailija on Blue Origin New Glenn -raketillaan.
Tai melkein: myös Rocket Lab aikoo saada uuden Neutron -rakettinsa käyttöön tänä vuonna. Ensilento on suunnitteilla kesään. Kyseessä on uudelleenkäytettävä raketti, jonka nokkakartio on uudenlainen: se avautuu kuin krokotiilin kita, päästää sisällään olevan toisen vaiheen sekä siinä kiinni olevan satelliitin avaruuteen ja sulkeutuu ennen kuin raketti laskeutuu takaksin alas.
Raketin toinen vaihe ei siis ole ainakaan aluksi uudelleenkäytettävä. Tällaisenaan Neutron on enemmänkin kilpailija Falcon 9 -raketille kuin Starshipille. Koska Neutron voi viedä noin 13 tonnia matalalle kiertoradalle, on se myös kapasiteetiltaan Falcon 9:n kaltainen.
Mitä tulee vielä Falcon 9:n kilpailijoihin, niin kiinalainen yhtiö Galactic Energy tekee pian koelennon hyvin paljon Falcon 9:n kaltaisella Pallas-1 -raketilla. Kyse on käytännössä Falcon 9:n kopio, sillä Pallas-1 on myös hyvin paljon Falcon 9:n näköinen. Sen ensimmäinen vaihe on uudelleenkäytettävä Falcon 9:n tapaan.
Kiinalaiset ovat myös julkistaneet kuvia suunnittelemastaan Starship-kopiosta.
Pallas-1 on suora kopio Falcon 9:stä. Kiinalaiset suunnittelevat myös raketin raskaampaa versiota, missä on Falcon Heavyn tapaan kolme rakettia nipussa.
Paljon pikkuraketteja
Vuosi sitten useiden uusien rakettien odotettiin tekevän ensilentojaan vuonna 2024, mutta vain muutama pääsi lopulta laukaisualustalle. Nyt sen sijaan raketteja on tulossa roppakaupalla, kun nämä viivästyneetkin koettanevat onneaan tänä vuonna.
Tulossa on kaikkiaan 20 eri kokoisen raketin ensilennot. Näistä kiinnostavimpia ovat jo mainittujen Neutronin ja Pallas-1:n lisäksi saksalaisen Rocket Factory Augsburgin RFA One, samoin saksalaisen Isar Aerospacen Spectrum, ranskalaisen Latituden Zephyr, brittiläisen Skyroran Skyrora XL ja kiinalaisten Hyperbola-3 ja Zhuque-3. LandSpace-yhtiön Zhuque-3 ei ole mikään pieni ilmestys, sillä se pystyy kuljettamaan matalalle kiertoradalle 21 tonnia olevia lasteja.
Kiinnostava tulokas on myös australialainen Gilmour Space Technologies, joka aikoo testata Eris Block 1 -rakettiaan kengurumaan itäosassa Queenslandissa olevalta laukaisualustaltaan.
Myös täällä Euroopassa Skotlannissa on jo kaksi laukaisupaikkaa valmiina rakettien lähettämiseen sekä kolmas tulossa. RFA One oli lähellä jo laukaisua viime vuonna elokuussa SaxaVordin avaruuskeskuksesta Shetlandsaarilla, mutta raketin ensismmäinen vaihe valitettavasti räjähti testattaessa. Yhtiö yrittää uudelleen tänä vuonna. Myös Latituden Zephyr on tarkoitus laukaista SaxaVordista vuoden 2025 kuluessa.
Norjan Lofooteilla Andøyan saarella oleva laukaisualusta myös päässee käyttöön tänä vuonna, kun Isar Aerospace laukaissee Spactrum -rakettinsa. Tämäkin oli tarkoitus tehdä jo viime vuonna.
Ensimmäisenä uusista euroyhtiöistä tositoimiin päässee RFA, joka sai tammikuun 16. päivänä Iso-Britannian viranomaisilta luvan laukaisujen tekemiseen.
Ennätysmäärä avaruuslentoja tulossa
Vuosi 2024 oli ennätyksellinen avaruustoiminnan aktiivisuudessa, sillä SpaceX on laukaissut rakettejaan ja satelliittejaan avaruuteen hengästyttävään tahtiin. Yhtiö teki vuonna 2024 134 Falcon 9:n lentoa ja suunnittelee tekevänsä 170 tänä vuonna. Tähän mennessä lentoja on ollut jo kahdeksan.
Kaikkiaan maailmassa tehtiin 263 kiertoradalle kurottunutta laukaisua vuonna 2024: USA 140, Kiina 49, Venäjä 11, Uusi-Seelanti 10 (amerikkalaisen Rocket Labin lentoja), Japani 5, Intia 3, Iran 3 ja Eurooppa teki vain kaksi.
Epäonnistumisia oli viime vuonna kuusi, joista kolme tapahtui raketin ensilennolla. Näitä on varmasti tulossa tänäkin vuonna, sillä ensilennot ovat aina hyvin riskaabeleja.
Myös eurooppalaisittain näyttää siltä, että tästä tulee vilkkain laukaisuvuosi pitkään aikaan.
Uuden eurooppalaisraketti Ariane 6:n ensimmäinen työlento tapahtunee helmikuun lopussa ja sen jälkeen tälle vuodelle on suunnitteilla vielä viisi muuta lentoa. Helmikuun lennolla kyydissä on ranskalainen sotilassatelliitti CSO-3.
Lennoista viimeisellä käytetään myös raketin raskaampaa versiota Ariane 64, missä on neljä apurakettia. Aiemmat lennot tehdään kahdella apuraketilla varustetulla Ariane 62:lla.
Ariane 64 kuljettaa kiertoradalle noin 30 Project Kuiperin satelliittia. Kyseessä on Amazonin tietoliikennesatelliittikonstellaatio, suora kilpailija SpaceX:n Starlinkille. Kuiperista on tulossa kuitenkin paljon pienempi, sillä kymmenien tuhansien satelliittien sijaan suunnitelmissa on hieman yli 3200 satelliittia.
Amazon käyttää laukaisuihin lisäksi amerikkalaisen ULA:n uutta Vulcan-rakettia ja Blue Originin New Glenniä. Koska Ariane 6, Vulcan ja New Glenn ovat myöhässä, on Amazon ostanut lentoja myös kilpailija SpaceX:ltä.
Pienemmällä eurooppalaisraketilla, italialaisella Vega-C:llä on aikomus tehdä peräti 14 lentoa. Raketti oli poissa käytöstä joulukuusta 2022 tähän joulukuuhun saakka, joten sillä on hieman kirittävää, eikä todennäköisesti kaikki haaveissa olevat 14 lentoa mahdu tähän vuoteen.
Syksyllä Vega-C:n kyydissä on myös eurooppalaisittain vuoden kiinnostavin uutuus: Space Rider -avaruuslentokone. Kyseessä on pieni, miehittämätön minisukkula, joka vie avaruuteen painottomuuskokeita muutaman viikon ajaksi, ja palaa takaisin alas.
Tästä tuskin tullaan tekemään koskaan isompaa versiota, mutta Space Riderin avulla kerätään kokemuksia, joita voidaan käyttää kenties myös ihmisten kuljettamiseen sopivan avaruuslentokoneen tekemiseen.
Toukokuussa laukaistaan koelennolleen myös toisenlainen avaruuslentokone. Dream Chaser on Space Rideriä olennaisesti suurempi uudelleenkäytettävä avaruuslentokone, jonka on tehnyt amerikkalaisyhtiö Sierra Space. Nasa on tilannut yhtiöltä rahtilentoja avaruusasemalle, ja tämä lentokoneen tapaan laskeutuva alus tarjoaa SpaceX:n Dragon-alusta pehmeämmän kyydin takaisin Maahan.
Dream Chaser laukaistaan viime vuonna kaksi lentoa tehneellä ULA-yhtiön uudella Vulcan -raketilla. Vaikka Dream Chaser on nyt automaattisesti lentävä rahtialus, siitä suunniteltiin alun perin alusta myös astronauttien kyytimiseen, ja tarkoituksena on vielä käyttää alusta myöhemmin miehitettyihin lentoihin. Mukaan mahtuu jopa seitsemän avaruuslentäjää.
Suomi menee Kuuhun!
Ei ihan, mutta melkein, sillä Nokian yhdysvaltalaisosa alkaa rakentaa mobiiliverkkoa Kuuhun. Nyt aluksi kyse hyvin pienestä koelaitteistosta, joka laukaistaan näillä näkymin helmikuun lopussa Kuun pinnalle Intuitive Machines -yhtiön Nova-C -laskeutujassa.
Puhumisen sijaan 4G-verkkoa käytetään yhteydenpitoon. Laskeutujan mukana on kaksi pientä kuukulkijaa, μNova ja Mobile Autonomous Prospecting Platform eli MAPP, ja ne välittävät tietojaan ja ottamiaan kuvia laskeutujaan Nokia Bell Labin toimittan tukiaseman välityksellä.
Käyttämällä normaalia mobiiliverkkotekniikkaa säästetään kustannuksissa ja pohjustetaan tulevaa. Kun Kuussa on enemmänkin laskeutujia, kulkijoita ja mittalaitteita, voivat ne liittyä verkkoon yhtä kätevästi kuin uusi matkapuhelin otetaan käyttöön. Luonnollisesti sitten aikanaan verkkoa voidaan käyttää myös astronauttien puheen välittämiseen perinteisen radioyhteyden sijaan.
Kuuhun lähetetään tänä vuonna paljon laskeutujia ja luotaimia, ja kuulennot alkoivat jo nyt tammikuun 15. päivänä. Silloin matkaan lähti kaksi laskeutujaa: japanilais-luxemburgilaisen ispace-yhtiön Hakuto-R Mission 2 mukanaan RESILIENCE-laskeutuja ja pienenpieni Tenacious-mönkijä sekä amerikkalaisen Firefly-yhtiön Blue Ghost.
Kiinnostavin kuulennoista lienee Blue Originin astronauttien lennättämiseen suunnitellun Blue Moon -aluksen koeversio. Sen laukaisua New Glenn -raketilla kaavaillaan maaliskuuhun. Kyseessä olisi New Glenn -raketin toinen keoelento.
Uusi avaruusasema
VAST on yhdysvaltalainen yhtiö, joka on tekemässä Haven-nimisiä avaruusasemia. Näistä ensimmäinen, Haven-1 on tarkoitus laukaista avaruuteen elokuussa.
Haven-1 on 14 tonnia massaltaan oleva asema, jonka pituus on 10 metriä, halkaisija 4,4 metriä ja tilaa neljälle avaruuslentäjälle on sen sisällä 80 kuutiometriä.
Yhtiön liiketoimintamalli on hyvin samanlainen kuin Axiom-yhtiöllä, joka on jo tehnyt kolme kaupallista lentoa Kansainväliselle avaruusasemalle ISS:lle. Astronautit ovat olleet turisteja ja institutionaalisia avaruuslentäjiä, jotka tekevät lennollaan myös tutkimusta ja tieteellisiä kokeita.
Ongelmana on se, että nykyisellä avaruusasemalla ei ole juuri tilaa ylimääräisille vieraille, joten Axiom aikoo liittää oman moduulinsa asemaan (kenties jo tänä vuonna) ja VAST tekee kokonaan oman asemansa.
Axiom aikoo kasata oman asemansa siten, että se on kiinnitettynä ISS-asemaan aina siihen saakka, kun ISS ohjataan tuhoutumaan ilmakehässä. Tämä tapahtuu näillä näkymin vuoden 2030 tienoilla.
VAST puolestaan on kertonut jo tekevänsä siihen mennessä toisen, suuremman asemansa Haven-2:n.
Astronautit lentävät asemalle SpaceX:n Dragon-aluksella ja ensimmäinen lento Haven-1 -asemalle on luvassa elokuussa heti aseman päästyä avaruuteen.
Asemassa on mukana myös erityinen laboratorio-osa, missä on kymmenen paikkaa jopa 30 kiloa massaltaan oleville tutkimuslaitteille tai jopa minitehtaille. Painottomuuden hyödyntäminen esimerkiksi metallien, lääkkeiden ja valokuitujen tekemisessä voi alkaa.
Kolme turistilentoa ja miehistönvaihtoja
Vielä viime vuonna haaveiltiin siitä, että tänä vuonna tehtäisiin ensimmäinen miehitetty lento Kuun luokse sitten Apollo-lentojen ajan. Näin ei kuitenkaan tapahdu, sillä Artemis-2 -lentoa kaavaillaan nyt vasta aikaisintaan vuoden 2026 kevääseen.
Sen sijaan Maan luona lennetään. Käytössä on kaksi avaruusasemaa, Kansainvälinen avaruusasema ja Kiinan Tiangong-2. Ne ovat pysyvästi asutettuja, joten niille tehdään miehistönvaihtolentoja noin kolmen kuukauden välein.
Kansainvälisellä avaruusasemalla on seitsemän henkilöä, ja heitä vaihdetaan neljän ja kolmen ryhmissä; kolmihenkiset ryhmät käyttävät venäläistä Sojuz-alusta ja nelihenkiset SpaceX:n Dragonia.
Se, milloin Boeingin Starliner tulee käyttöön, jää nähtäväksi. Sillä viime kesäkuussa avaruusasemalle nousseet Butch Willmore ja Sunita Williams palaavat lopulta Maahan maaliskuussa. Heidän noin viikon kestäväksi aiottu avaruusmatka venähti yhdeksäksi kuukaudeksi.
Kiinalaisavaruuslentäjät, joita asustaa Tiangong-asemalla kolme kerrallaan, käyttävät Shenzhou -avaruusalusta. Kiina on tekemässä alukselleen jo seuraajaa, Mengzhou-alusta, mutta se tuskin tulee käyttöön ennen vuotta 2027. Alus on suurempi ja sillä voidaan tehtä myös kuulentoja.
Intia aloittaa tänä vuonna oman miehitetyn avaruusaluksensa, Gaganyaanin koelennot. Suunnitelmissa on kolme automaattisesti tehtävää lentoa ennen kuin ensimmäiset intialaisavaruuslentäjät nousevat sillä avaruuteen vuonna 2026.
Hahmotelma Gaganyaan-aluksesta
Vuodelle 2025 suunnitellaan kolme turistilentoa, joista yksi suuntautuu uudelle Haven-1 -asemalle, yksi Kansainväliselle avaruusasemalle ja yksi lentää vapaasti. Kaikilla lennoilla käytetään Dragon-alusta.
Axiom-4 on Axiom Space -yhtiön organisoima lento, jonka komentajana toimii Peggy Whitson. Kyydissä on kolme ns. institutionaalista astronauttia, eli he eivät ole suoranaisesti avaruusturisteja, vaan menevät tekemään avaruuteen tutkimusta. Yksi heistä on Sławosz Uznański, Euroopan avaruusjärjestön puolalainen avaruuslentäjä (alla olevassa kuvassa toinen oikealta).
Kolmisen viikkoa kestävä lento alkaa tämänhetkisen suunnitelman mukaan maaliskuussa. Whitsonin ja Uznanaskin lisäksi mukana ovat Intian avaruustutkimusjärjestön Shubhanshu Shukla ja unkarilainen Tibor Kapu. Kapu on kiinnostava tapaus, sillä vaikka Unkari kuuluu Euroopan avaruusjärjestöön, lentää unkarilaisinsinööri Unkarin hallituksen ja Axiom Spacen välisellä sopimuksella ilman ESAn apua.
Toinen turistilento on nimeltään Fram2, ja nimi viittaa lennon erikoisuuteen: siitä tulee ensimmäinen ihmisiä kuljettava lento, jolla lennetään polaariradalla. Alus siis laukaistaan radalle, jolla se kulkee maapallon napojen ylitse.
Alkuperäinen Fram oli norjalainen napatutkimusalus, jolla Fridtjof Nansen teki kuuluisan tutkimusmatkansa Pohjoisella jäämerellä vuosina 1893–1896. Sen jälkeen alus mm. oli Roald Amundsenin käytössä Etelämantereella vuosina 1910–1912.
Nyt avaruusmatkallakin on mukana norjalainen luontokuvaaja Jannicke Mikkelsen. Lennon komentajana toimii maltalainen kryptovaluutoilla vaurastunut raharikas Chun Wang, joka kustantaa myös lennon. Kaksi muuta Fram2:n miehistön jäsentä ovat napatutkijoita ja tutkimusmatkaajia: australialainen Eric Philips ja saksalainen Rabea Rogge.
Avaruusbalettia
Vuosi 2025 näkee vain yhden laukaisun kohti ulkoavaruutta Kuun ulkopuolella. Kyseessä on kiinalainen Tianwen-2, jonka tehtävänä on käydä hakemassa näyte lähellä Maan kiertorataa olevalta asteroidilta 469219 Kamoʻoalewa. Lisäksi se käy tutkimassa komeetta 311P/PANSTARRSia. Luotain laukaistaan toukokuussa.
Sen sijaan vuoden kuluessa on useita lähiohituksia. Euroopan avaruusjärjestön BepiColombo teki tammikuun 9. päivänä Merkuriuksen ohilennon ja hilasi samalla rataansa sellaiseksi, että se voi asettua kiertämään Aurinkokunnan lähinnä Aurinkoa olevaa planeettaa marraskuussa 2026. Tämä oli jo luotaimen kuudes Merkuriuksen ohilento. Alla oleva kuva on tältä ohilennolta.
Nasan Europa Clipper -luotain tekee matkallaan kohti Jupiteria Marsin ohilennon maaliskuun 1. päivänä ja kohti asteroidi Didymosta matkaava eurooppalainen Hera hätyyttelee puolestaan Marsia myös maaliskuussa.
JUICE, ESAn Jupiter-luotain, tekee puolestaan Venuksen ohilennon 31. elokuuta.
Ohilentojen tarkoituksena muuttaa luotaimen rataa ja kerätä hieman lisävauhtia.
Huhtikuun 20. päivänä Nasan Lucy-luotain tutkii läheltä asteroidi 52246 Donaldjohansonia. Luotain on lähimmillään 922 kilometrin päässä asteroidista.
Tänä vuonna todennäköisesti jätetään jäähyväiset Jupiteria kiertävälle Nasan Juno-luotaimelle (kuva yllä). Se on kestänyt Jupiterin vaikeaa säteily-ympäristöä odotettua kauemmin, ja ohjataan syöksymään hallitusti Jupiteriin luotaimen vielä toimiessa normaalisti. Näin se ei uhkaa Jupiterin kuita, joita tullaan tutkimaan pian läheltä.
Mitä tapahtuu Nasalle?
Vuoden kiinnostavin kysymys on kuitenkin se, mitä valittu presidentti Trump, hänen avustajansa Elon Musk ja heidän valitsemansa uusi Nasan johtaja Jared Isaacman tulevat tekemään.
Isaacmanin valinta Nasan johtoon ja Muskin asema niin lähellä presidenttiä saavat aikaan varsin suuren intressiristiriidan, sillä SpaceX saa selvän etulyöntiaseman kaikissa Nasan toimissa. Jo nyt se on ollut suuri toimija, koska sillä on ollut jo usean vuoden ajan käytännössä monopoli satelliittien ja luotaimien laukaisuun, mutta nyt kun kilpailua on jälleen tulossa, poliittinen etulyöntiasema voi olla kyseenalainen.
Todennäköisimmin Isaacman ja Musk tulevat mylläämään Nasan Artemis-ohjelmaa uuteen uskoon. Artemiksen tarkoituksena on viedä ihmiset (etenkin amerikkalaiset) uudelleen Kuun pinnalle ja rakentaa Kuuta kiertämään avaruusasema, joka olisi ikään kuin kansainvälisen avaruusaseman työn jatkaja.
Suunnitelmana on käyttää lentoihin Boeing-yhtiön rakentamaa SLS-rakettia, joka on noin vuosikymmenen myöhässä ja on tullut paljon suunniteltua kalliimmaksi. Astronauttien menopelinä raketin nokassa oleva Orion-alus on sekin ollut murheenkryyni, sillä aluksen ja SLS-raketin koelennolla vuonna 2023 lämpösuojakerroksesta paljastui heikkouksia. Niiden korjaamiseen menee perinteisen avaruusteollisuuden toimintamalleilla vuosikaupalla aikaa.
Artemis-ohjelman huipentumana on laskeutuminen Kuun pinnalle. Neljä astronauttia laskeutuisi Kuun etelänavan tuntumaan erillisellä kuuhunlaskeutumisaluksella, joita Nasa on tilannut kahdelta yhtiöltä: Blue Originin johtamalta ryhmältä ja SpaceX:ltä.
SpaceX:n alus perustuu Starshipiin ja sen kuuversio saattaa tehdä lennon Kuun ympäri vielä tänä vuonna (tosin se vaatii kovaa kirimistä epäonnistuneen koelennon jälkeen). Blue Origin aikoo myös testata omaa MK1 -kuulaskeutujan koeversiota vuonna 2025.
Jo ennen presidentinvaaleja esitettiin paljon kritiikkiä tätä suunnitelmaa kohtaan, koska periaatteessa Starship voisi tehdä kaikki osat kuuhankkeesta nopeammin ja edullisemmin. SLS-rakettia ja Orionia ei oikeastaan tarvita mihinkään. Starship voisi hyvin viedä myös astronautit Maasta Kuuhun ja sen avulla Gateway-nimisen Kuuta kiertävän aseman tekeminen kävisi kätevämmin.
Eurooppalaisittain suunnitelmien muuttuminen olisi hankalaa, koska ESA on laittanut paljon rahaa Orion-aluksen huoltomoduulina toimivan osan rakentamiseen. Samoin Gatewayssä on paljon eurooppalaista osaamista.
Yhdysvaltain orastava protektionistinen asenne ei ole kaunista kuultavaa kansainvälisille partnereille, mutta saattaa viedä kuuhankkeen lisäksi avaruusalaa kokonaisuudessaan eteenpäin pikavauhtia.
Tässäkin mielessä 2025 on käänteentekevä.
Kirjoitus on julkaistu myös Tiedetuubissa.
Vastaa
Starshipin viides koelento – lento onnistui erinomaisesti
SpaceX teki sunnuntaina 13. lokakuuta Starship-rakettikokonaisuuden viidennen koelennon. Ja lento oli todella huima: raketin ensimmäinen vaihe, Super Heavy, palasi takaisin laukaisualustalle, tornissa olevat metallivarret nappasivat kiinni raketista ja laittoivat sen takaisin alustalle.
Ihan hullua, mutta samalla nerokasta. Näin raketissa ei tarvita laskeutumisjalkoja ja se saadaan – ainakin periaatteessa – saman tien valmiiksi laukaisupaikalle uutta lentoa varten. Samalla aluksen massasta tulee pienempi, joten taivaalle saadaan laukaistua enemmän tavaraa.
Tällä kerralla lentänyt Super Heavy tuskin nousee ilmaan uudelleen, sillä sitä tutkitaan nyt lennon jälkeen tarkasti. Lisäksi laskeutumisen aikaan moottoritilassa näytti olivan asiaan kuulumaton tulipalo, joka ei haitannut laskeutumista, mutta vaatinee hieman selvittelyä.
SpaceX:n suuri Starship-raketti koostuu kahdesta osasta: on itse Starship-avaruusalus, joka nousee avaruuteen suuren ensimmäisen vaiheen, Super Heavyn työntämänä.
Yhdessä ne ovat yli 120 metriä korkea ilmestys, ja kun Super Heavyn 33 rakettimoottoria käynnistyvät, niin niissä on enemmän työntövoimaa kuin kahdessa aikanaan jättimäisessä Saturn 5 -kuuraketissa. Siis hurja ilmestys, ja sen voin todeta ihan itsekin, kun näin alukset omin silmin viime vuonna Starbasessa, eli SpaceX:n laukaisukeskuksessa Teksasissa.
Jos paikka kiinnostaa enemmän, niin siitä on Tiedetuubin YouTubessa sieltä tekemäni video. Kertauksen vuoksi kuitenkin todettakoon, että Starbase sijaitsee Boca Chicassa, aivan Teksasin eteläkärjessä Meksikon lahden rannalla. SpaceX on rakentanut sinne Starbase-nimisen avaruuskeskuksen ja rakettitehtaan, missä Starshipejä ja boostereita rakennetaan, testataan sekä laukaistaan.
Nyt kyseessä oli Starshipin viides koelento. Aiemmilla lennoilla SpaceX on onnistunut menemään yhä pitemmälle ja lentämään aiempaa paremmin. Kun edellisellä lennolla boosteri, siis ensimmäinen vaihe Super Heavy, onnistui laskeutumaan meren pinnalle ihan parin sentin tarkkuudella haluttuun paikkaan, niin tällä lennolla SpaceX uskalsi yrittää laskeutumista suoraan takaisin laukaisualustalle.
Taustalla on ajatus nopeasta uudelleenkäytetävyydestä. Super Heavy siis laskeutuisi, laitettaisiin takaisin laukaisupaikalle, tarkistettaisiin ja tarvittaessa hieman korjattaisiin, minkä jälkeen uusi Starship nostettaisiin sen päälle, kokonaisuus tankataan ja sitten taas lennetään.
SpaceX haaveilee lennoista kolmen tunnin välein, mutta vielä tässä vaiheessa kannattaa laittaa hieman jarrua ja toivoa, että laukaisuja voisi olla jossain vaiheessa piankin noin kerran viikossa. Sekin olisi jo suoraan sanottuna huimaa, koska Starship voi nostaa avaruuteen 150 tonnia, eli yhtä paljon kuin seitsemän Falcon 9 -rakettia, siis jotakuinkin. Jos Starship ei palaa takaisin alas, vaan on kertakäyttöinen, voisi sen kyydissä olla noin 250 tonnia rahtia.
No, ei mennä vielä noin pitkälle, vaan katsotaan tätä koelentoa.
Lentosuunnitelma
Laukaisu tapahtui klo 7:25 aamulla paikallista aikaa Teksasissa, eli 15.25 Suomen aikaa nyt sunnuntaina iltapäivällä.
Lennojohtajat päättivät noin tunti ja 15 minuuttia ennen laukaisuaikaa tankkauksen aloittamisesta. Nestemäinen metaani ja nestehappi alkoivat virrata silloin niin Starshipiin kuin Super Heavyynkin.
19 minuuttia 40 sekuntia ennen lähtöä rakettimoottoreita alettiin viilentää, jotta superkylmistä ajoaineista ei tullut niihin lämpöshokkia, kun laukaisun hetki koitti.
T – 3 minuuttia 20 sekuntia Starshipin tankit olivat täynnä. Puoli minuuttia myöhemmin Super Heavyn tankit olivat täynnä.
Puolta minuuttia ennen laukaisua päälennonjohtaja antoi lopullisen luvan laukaisuun, koska ongelmia ei ollut. SpaceX on harjoitellut laukaisua ja raketin käsittelyä jo niin moneen kertaan, että tämä alkaa olla jo rutiinia.
Jäähdytysvesi alkoi vyöryä laukaisualustalle viitisen sekuntia ennen lähtöä, moottorien käynnistys alkoi kolmea sekuntia ennen nollaa, ja kun moottorit saivat kerättyä täyden voimansa ja tuottivat enemmän nostovoimaa kuin oli jättiraketin paino, nousi massiivinen kokonaisuus lentoon.
Yllä on lennon profiili, eli tämä viides koelento oli periaatteeltaan kuin neljäs, paitsi että Super Heavy palaisi laukaisupaikalle.
Kun lentoa oli kulunut pari sekuntia päälle minuutin, oli ”Max Q”, eli rakettiin kohdistui suurin aerodynaaminen paine. Se kiisi jo varsin suurella nopeudella, mutta oli vielä varsin matalalla ilmakehässä, missä oli jonkin verran ilmanvastusta.
T – 2 minuuttia ja 33 sekuntia Super Heavyn moottorit sammuivat, paitsi kolme keskimmäistä moottoria. Näin raketin kiihtyvyys ei hiljentynyt kokonaan, jolloin Starshipin irtoaminen raketin päältä onnistui paremmin. Starship sytytti ensin moottorinsa ja irtosi vasta sitten Super Heavystä.
Tätä kutsutaan termillä ”Hot staging” eli moottorit käydessä tehtävä vaiheen irrotus. Näin vaiheiden irrotus tapahtuu siten, että happi ja polttoaine eivät ala hölskyä tankeissaan, kun pieni kiihtyvyys pitää niitä aloillaan.
Super Heavy sytytti sen jälkeen enemmän moottoreita ja kääntyi takaisin kohti laukaisupaikkaa. Ennen kuin jarrutuspoltto alkoi, teki lennonjohto päätöksen: yritetäänkö laskeutumista laukaisualustalle vai ohjataanko raketti turvallisesti mereen?
Koska kaikki oli ok, otettiin suunnaksi laukaisualusta. Tietokoneet tarkkailivat koko ajan raketin tilaa ja lentorataa, mutta päätöksen laskeutumisesta laukaisupaikalle teki lennonjohto, siis ihminen. Tieto päätöksestä piti lähettää komentona raketille.
Kun lentoonlähdöstä oli kulunut vain 6 minuuttia ja 33 sekuntia, syttyi kymmenen rakettimoottoria jarrutuspolttoon. Vauhti alkoi hidastua, raketti lähestyi laukaisualustan tornia, ja pian raketti oli leijumassa tornin vieressä. Se lähestyi tornia, asettui tornissa olevien tukevien metalliottimien, ”Mechazillan”, kohdalle ja ne nappasivat kiinni raketista.
Sitten rakettimoottorit sammuivat ja Super Heavy oli kiinni tornin tukivarsissa. Myöhemmin se jo siirrettiin ja laskettiin laukaisualustalle, paikkaan, mistä se lähti liikkeelle.
Lennon ainoa kummallisuus tapahtui tuossa laskeutumisen aikaan, sillä nähtävästi Super Heavyn rakettimoottorien kohdalla alhaalla oli pieni tulipalo. Se ei haitannut menoa, mutta todennäköisesti ei myöskään ollut suunniteltu. Voi myös olla, että se liittyi Super Heavyn alaosassa olevaan ylimääräisen polttoaineen poistoventtiiliin.
Jännää muuten laskeutumisessa on se, että kun Falcon 9 tekee rakettimoottoreillaan polton ilmakehään saapuessa, niin Super Heavy ei tee sellaista. Falcon 9:n tapauksessa kyse on siitä, että moottorit paitsi hidastavat vauhtia, niin ennen kaikkea niiden kuuma kaasu suojaa rakettia ilmakehän plasmakuumennukselta. Super Heavy sen sijaan putoaa suoraan alas, ja sen moottoritilassa oleva lämpösuoja ottaa vastaan ilmakehän kuumennuksen. Kilpi hehkuikin punaisena selvästi raketissa, kun se tuli alas.
Samaan aikaan kun Super Heavy sorvasi laskeutumistaan lähtöpaikalleen, jatkoi Starship kohti korkeuksia. Sen moottorit sammuivat kohdassa T + 8 minuuttia ja 27 sekuntia. Tuolloin alus oli avaruudessa, mutta ei kiertoradalla, koska rata oli määritelty tarkoituksella sellaiseksi, että se päätyy ilmakehään toisella puolella maapalloa.
Normaalisti avaruudesta takaisin palatessa tehtävää ratapolttoa ei tarvittu, vaan alus alus syöksyi ilmakehään kun lentoa on kulunut noin 48 minuuttia.
Viitisentoista minuuttia myöhemmin ilmakehän kuuma plasma alkoi helliä alusta sen pudotessa alaspäin. Kuten edelliselläkin lennolla, saatiin Starlink-satelliittien kautta uskomattoman hyvää kuvaa ja telemetriatietoja, vaikka usein maahanpaluun aikana yhteys alukseen menee poikki useiden minuuttien ajaksi. Nyt yhteys pätkäisi vain vähäksi aikaa. Starshipin iso koko auttaa tässä, sillä se ikään kuin auraa plasmaan aukon aluksen yläpuolelle, jolloin signaali pääsee taivaalle ja satelliitteihin.
Starship selvisi ilmakehään saapumisen tulipätsistä. Se laskeutui alaspäin mahallaan ja nopeus hidastui ilmakehän tihentyessä korkeuden pudotessa.
Alus käynnisti keskimmäiset rakettimoottorinsa ja heilautti itsensä pystyasentoon juuri ennen laskeutumista. Sitten se laskeutui perä edellä alaspäin meren pinnalle, osui siihen pehmeästi ja samaan tapaan kuin se laskeutuisi normaalisti sitten myöhemmin laukaisualustan tornin luokse samaan tapaan kuin Super Heavy teki nyt. Mereen osuttuaan Starship räjähti, mikä ei ollut lainkaan yllätys. Se oli työnsä tehnyt.
Lento siis onnistui paremmin kuin uskalsin toivoa.
Todennäköisesti SpaceX tekee seuraavan koelennon hyvin pian; he tavoittelevat rutiinia raketin laukaisemisesta, Super Heavyn laskeutumisesta, ja lisäksi toiveena on myös saada Starship laskeutumaan takaisin laukaisupaikalle. Kenties tämä on seuraavan lennon tärkein tavoite.
Rutiini on avainsana. SpaceX on kehittänyt jo tavan tehdä aluksia teollisella tehokkuudella, ja seuraavaksi niitä halutaan lennättää samaan tapaan. Tämä saattaa tapahtua hyvinkin pian, sillä raketteja ja aluksia on valmiina odottamassa.
Kuvat tästä viidennestä koelennosta – kuten aikaisemmistakin – olivat kuin tieteiselokuvista, paitsi että ne olivat totta. Mieleeni tulevat Falcon 9:n ensimmäisten vaiheiden ensimmäiset laskeutumiset noin kymmenen vuotta sitten, jolloin ne olivat kuin scifiä, väläys tulevasta. Ja ne olivatkin, sillä nyt laskeutumiset menevät jo rutiinilla. Onnistuneita laskeutumisia on jo 353 ja alkuvaikeuksien jälkeen epäonnistumisia on ollut hyvin harvoin.
On hyvin todennäköistä, että Super Heavyn ja Starshipin lennot ja laskeutumiset ovat rutiinia jo parin vuoden päästä. Kenties jo aikaisemminkin.
Sunnuntai 13. lokakuuta 2024 oli suuri päivä avaruuslentojen historiassa.
—
Tässä vielä lennon tärkeimmät vaiheet SpaceX:n sivuilta kopioituna:
| 01:15:00 | SpaceX Flight Director conducts poll and verifies GO for propellant load |
| 00:49:50 | Ship fuel (liquid methane) load underway |
| 00:48:40 | Ship LOX (liquid oxygen) load underway |
| 00:40:40 | Booster fuel load underway |
| 00:34:03 | Booster LOX load underway |
| 00:19:40 | Raptor begins engine chill on booster and ship |
| 00:03:20 | Ship propellant load complete |
| 00:02:50 | Booster propellant load complete |
| 00:00:30 | SpaceX flight director verifies GO for launch |
| 00:00:10 | Flame deflector activation |
| 00:00:03 | Raptor ignition sequence begins |
| 00:00:00 | Raptor full throttle |
| 00:00:02 | Lift-off |
| 00:01:02 | Max Q (moment of peak mechanical stress on the rocket) |
| 00:02:33 | Super Heavy MECO (most engines cut off) |
| 00:02:41 | Hot-staging (Starship Raptor ignition and stage separation) |
| 00:02:48 | Super Heavy boostback burn start |
| 00:03:41 | Super Heavy boostback burn shutdown |
| 00:03:43 | Hot-stage jettison |
| 00:06:08 | Super Heavy is supersonic |
| 00:06:33 | Super Heavy landing burn start |
| 00:06:50 | Super Heavy splashdown if no catch attempt |
| 00:06:56 | Super Heavy landing burn shutdown and catch attempt |
| 00:08:27 | Starship engine cutoff |
| 00:48:03 | Starship entry |
| 01:02:34 | Starship is transonic |
| 01:03:43 | Starship is subsonic |
| 01:05:15 | Landing flip |
| 01:05:20 | Landing burn |
| 01:05:34 | An exciting landing! |
Vastaa
Aalto-1:n, Sunstormin ja Cluster-nelikon Salsan taivaallinen vaellus päättyi
Eilen, 8. syyskuuta illalla noin klo 21:47 Suomen aikaa, Cluster-satelliittinelikon ensimmäinen satelliitti putosi Maahan 24 vuotta kestäneen tutkimusrupeaman jälkeen. Kolme muuta Cluster-satelliittia ohjataan alas tuhoutumaan ilmakehässä lähivuosina. Kussakin on mukana oululaista avaruustekniikkaa.
Myös kaksi suomalaissatelliittia putosi alas viime viikolla, mukana myös ensimmäinen kokonaan Suomessa tehty ja virallisesti myös ensimmäinen suomalainen satelliitti, Aalto-1. Sen loppu koitti viikko sitten sunnuntaina. Torstaina oli vuorossa taas toinen suomalaisatelliitti, Sunstorm.
Kerron alla olevalla videolla mistä on kyse, mutta videon pääviesti on myös tässä jutussa luettavassa muodossa – osa meistä kun mieluummin lukee kuin katselee videoita…
Satelliitit puotavat luonnostaan alas
Se, että satelliitit putoavat lopulta alas ja tuhoutuvat ilmakehän kitkakuumennuksessa, on täysin normaalia. Kun satelliitti lähetetään avaruuteen Maata kiertämään, se putoaa vähitellen alaspäin ja radan vajoamisnopeus riippuu ratakorkeudesta, satelliitin koosta ja muun muassa Auringon aktiivisuudeta. Aurinko on hyvin aktiivinen, sen säteily ikään kuin paisuttaa ilmakehän yläosia, jolloin satelliittien radat tulevat alaspäin normaalia nopeammin.
Vielä satojenkin kilometrien korkeudessa on ilmakehän rippeitä: hyvin, hyvin harvaa kaasua, joka saa aikaan ilmanvastusta, joka puolestaan hidastaa satelliittien ratanopeutta ja saa ne putoamaan alaspäin.
Mitä alemmas satelliitti putoaa, sitä enemmän harva kaasu hidastaa ratanopeutta, ja sitä nopeammin satelliitti putoaa. Lopulta ilmakehä haukkaa satelliitin huomaansa, rata kääntyy yhä kiihtyvästi alaspäin ja noin 80 kilometrin korkeudessa satelliitti alaa hajota kitkakuumennuksessa. Tulipätsistä mahdollisesti selviävät osat putoavat lopulta melkein suoraan alas – tosin pienistä satelliiteista ei juurikaan selviä mitään pinnalle saakka, vaan ne tuhoutuvat käytännössä kokonaan ilmakehään iskeytyessään.
Jos tämän kohtalon haluaa välttää, pitää satelliittiin laittaa rakettimoottori, jolla satelliittia sysätään säännöllisen epäsäännöllisesti ylöpäin. Näin se pysyy radallaan.
Cluster-satelliiteissa on rakettimoottorit, joilla niiden hyvin soikeaa rataa on voitu paitsi pitää yllä, niin myös muuttaa. Ja myös ratamuutosten avulla ne pystytään ohjaamaan alas varsin tarkasti haluttuun paikkaan ja haluttuun aikaan.
Jos rakettimoottoria ei ole, kuten ei ollut Aalto-1:sä eikä Sunstormissa, niin alas putoaminen on väistämätöntä. Putoamisen tarkkaa aikaa ja paikkaa niiden tapauksessa ei voi sanoa etukäteen, koska moni asia vaikuttaa putoamisnopeuteen. Esimerkiksi viimeaikainen Auringon korkea aktiivisuus on tehnyt ennustamisesta hieman hankalaa.
Se, että matalalla olevat satelliitit putoavat itsestään alas on oikein hyvä asia. Näin ne eivät jää kiertämään Maata avaruusromuna. Luonto hoitaa ne alas automaattisesti. Pienet satelliitit tuhoutuvat ilmakehän kitkakuumennuksen lämpimässä syleilyssä kokonaan. Ne suhahtavat taivaalla tähdenlentoina, ja höyrystyvät.
Aalto-1, Suomen ensimmäinen satelliitti
Aalto-1 putosi ja tuhoutui sunnuntain 1.9. kello 12:00 ja maanantain 2.9. kello 6:00 välisenä aikana Suomen aikaa. Siihen ei voitu olla silloin yhteydessä, joten tarkkaa aikaa ja putoamispaikkaa ei tiedetä.
Aalto-1:n tarina on kiinnostava ja opettavainen. Kyseessä on niin sanottu kolmen yksikön cubesat, kooltaan noin 30 x 10 x 10 senttimetriä, ja se tehtiin Aalto-yliopistossa opiskelijaprojektina.
Satelliitti-idean alullepanija ja projektin vetäjä oli Aalto-yliopiston Jaan Praks, nykyisin professori, joka alkoi kerätä opiskelijaryhmää satelliitin tekemistä varten jo 2010.
Vuonna 2011 satelliitti alkoi hahmottua. Suuri osa siitä tehtäisiin itse, vaikka nanosatelliitteihin sai jo tuolloin ostaa osia maailmalta. Tietokone, sähköjärjestelmä ja muut olennaiset osat satelliittia suunniteltiin ja tehtiin itse – olihan tämä opiskelijoiden kouluttamiseen tarkoitettu hanke.
Satelliittiin tulisi kameran lisäksi kaksi tutkimuslaitetta: VTT:n kehittämä uudelainen, pienikokoinen kuvantava spektrometri AaSI, Helsingin ja Turun yliopistojen yhteistyönä syntynyt säteilymittari RADMON sekä Ilmatieteen laitoksen suunnittelema plasmajarru.
Rahoituksen saaminen oli vaikeaa, suomalaissatelliittihankkeelle suoranaisesti naurettiin ja sitä pidettiin typeränä ja tarpeettomana, mutta Jaan jaksoi puskea sitä eteenpäin.
Lisänaurua tuli siitä, että hanke viivästyi. Satelliitti oli tarkoitus alunperin laukaista vuonna 2013 tai 2014, mutta se ei ollut tuolloin vielä valmis.
Mutta vuonna 2016 se oli, ja se esiteltiin julkisuudelle.
Vielä edellisenä vuonna tarkoitus oli laukaista se matkaan SpaceX:n Falcon 9 -raketilla, mutta kesäkuussa 2015 Falcon 9:n laukaisu epäonnistui ja syyskuussa 2016 toinen raketti räjähti ennen laukaisua tehtävää koekäyttöä valmisteltaessa. Falcon 9 -rakettien laukaisut olivat jäissä pitkän aikaa, joten pienen odottelun jälkeen laukaisu vaihdettiin hollantilaisen laukaisuvälittäjän avulla intialaisrakettiin.
Satelliitti toimitettiin laukaisuvälittäjälle toukokuussa 2016. Olin mukana viemässä satelliittia, ja tunnelma oli tuolloin korkealla: satelliitti asennettiin laatikkoon, laukaisusovittimeen, joka kiinnitettäisiin myöhemmin rakettiin. Sen jälkeen kun luukku satelliitin päällä suljettiin, ei sitä avattaisi ennen kuin avaruudessa. Silloin laatikon pohjassa oleva jousi ponnauttaisi satelliitin avaruuteen.
Viimein juhannusaattona 2017 intialainen PSVL-raketti vei Aalto-1:n avaruuteen. Satelliittiin saatiin pian yhteys Otaniemessä olevan maa-aseman kautta. Olennainen osa hanketta oli tuo maa-asema, sillä satelliitin suunnittelun ja tekemisen lisäksi tarkeää oli sen operointi omalla maa-asemalla. Satelliittia ohjattiin siis itse ja sen telemetriaa, kuvia ja mittaustietoja vastaanotettiin Otaniemessä sekä komentoja ylös satelliittiin lähettämällä.
Yhteys oli mahdollinen vain satelliitin ollessa Espoon horistontin yläpuolella radallaan. Ylilentoja oli noin kolme vuorokaudessa. Kunkin aikana yhteys oli mahdollinen 3-7 minuutin ajan.
Tärkein Aalto-1:n saavutus oli se, että hanke sysäsi käyntiin hurjan kehityksen Suomen avaruusalalla. Yli 80 opiskelijaa oli mukana satelliittia suunnittelemassa, tekemässä tai operoimassa.
Satelliitti oli myös ensimmäinen satelliitti, joka rekisteröitiin virallisesti suomalaiseksi avaruusesineeksi. Se pakotti Suomen tekemään oman avaruuslain ja avaruusesinerekisterin. Sille myönnettiin Suomessa ensimmäinen satelliitin radiolupa ja käyttölupa.
Projektissa mukana olleet opiskelijat ovat perustaneet yhtiöitä, jotka ovat nyt suomalaisen avaruusteollisuuden tähtiä. ICEYE, Kuva Space, eli alun perin Reaktor Space Lab, Aurora Propulision ja Arctic Astronautics, jonka yksi perustajista olen itse – nämä kaikki saivat alkunsa Aalto-1 -hankkeesta.
Siis iso kiitos ja kumarrus Aalto-1:lle sekä Jaan Praksille, joka puski projektia eteenpäin kaikista vastoinkäymisistä ja epäilyksistä huolimatta. Pienen satelliitin tuhoutuminen ja muuttuminen tähtisumuksi noin viikko sitten oli loppu tärkeälle ajanjaksolle suomalaisessa avaruushistoriassa.
Aurinkomonitori Sunstorm
Kkiinnostava oli tuo toinenkin Maajan palannut ja ilmakehässä palanut satelliitti, Sunstorm.
Nimensä mukaisesti satelliitti tehtiin havaitsemaan Auringon purkauksia, ja sen mittalaitteena oli suomalaisen Isaware-yhtiön tekemä aurinkomonitori.
Satelliitti laukaistiin avaruuteen 17 elokuuta 2021 Vega-kantoraketilla Euroopan avaruuslaukaisukeskuksesta, Kourousta. Alas se syyöksyi keskiviikkona, 4. syyskuuta aamupäivällä Suomen aikaa.
Sunstorm pystyi tekemään tärkeitä havaintoja muun muassa helmikuussa 2022, kun yli 40 Starlink-satelliittia tuhoutui aurinkomyrskyn vuoksi heti laukaisunsa jälkeen, ja huhtikuussa 2022, kun toinen voimakas aurinkomyrsky osui Maahan.
Kuva Spacelle Sunstorm oli tärkeä satelliitti siksi, että sen kokemuksin yhtiö pystyi kehittämään seuraavan satelliittinsa, Hyperfield-1:n, joka laukaistiin avaruuteen nyt elokuussa.
Isaware, ja sen apuna oleva konsortio, puolestaan on tekemässä XFM-aurinkomonitoristaan uutta versiota, joka laukaistaan avaruuteen Yhdysvaltain meren- ja ilmastontutkimushallinto NOAAn sääsatelliitissa vuonna 2025.
Aurinkotuulen vaikutuksia havainnut Cluster-satelliittinelikko
Cluster on jännä hanke, jonka tarkoitus oli mitata Maan lähiavaruuden sähkökenttää, magneettikenttää ja varattuja hiukkasia kolmeulotteisesti neljän muodostelmassa lentävän satelliitin avulla. Ideana oli se, että samanlaisia mittauksia tehdään neljässä lähekkäin olevassa paikassa.
Satelliittien välistä etäisyyttä on muutettu useampaan kertaan ja se on vaihdellut 100 ja 5 000 kilometrin välillä. Kun muodostelman kokoa muutetaan, mutta sen muoto pidetään koko ajan samanlaisena, on mahdollista tutkia Maan magnetosfääriä eri mittakaavoissa.
Satelliittien rata oli hyvin soikea, noin 16 000 kilometristä 160 000 kilometriin, jolloin ne saattoivat joka kierroksellaan tehdä mittauksia myös eri etäisyyksillä maapallosta.
Päätarkoitus oli selvittää sitä, miten Aurinko vaikuttaa aurinkotuulellaan ja säteilyllään Maahan, maapallon lähiavaruuteen ja avaruussääilmiöiden syntymiseen.
Aivan alun perin kaikki neljä satelliittia laukaistiin matkaan Ariane 5:n ensilennolla vuonna 1996. Tuo laukaisu kuitenkin epäonnistui, ja satelliitit tuhoutuivat.
Hyvin pian satelliitit päätettiin tehdä uudelleen, pääosin jo tuolloin valmiina olleista varaosista. Ne laukaistiin matkaan kaksi satelliittia kerrallaan heinä- ja elokuussa 2000.
Lennon pituudeksi tuolloin suunniteltiin kahta vuotta, sillä ajateltiin, että tuossa ajassa satelliitit ehtisivät tuottaa tarpeeksi tietoa. Satelliitit kuitenkin toimivat hyvin, ne tuottivat kiinnostavia havaintoja, ja tutkijaryhmä onnistui saamaan kerta toisensa jälkeen lisärahoitusta lennon jatkamiseen, joten kahdesta vuodesta tuli lopulta 24 vuotta.
Nyt polttoaine alkaa olla lopussa ja aurinkopaneelien teho on heikentynyt niin, että jatko ei ole enää mahdollinen. Siksi kaikki neljä satelliittia ohjataan alas yksi kerrallaan.
Ensimmäisenä alas tuli Cluster-satelliitti numero 2. Muut ohjataan alas vuosina 2025 ja 2026.
Kullakin satelliitilla on nimensä: nyt tuhoutunut satelliitti oli Salsa. Satelliitit nimettiin tanssien mukaan, koska ne ikään kuin tanssivat siellä avaruudessa aurinkotuulen tahdissa. Tanssiaan jatkavat vielä Tango, Rumba ja Samba.
Satelliitit siis ohjataan hallitusti alas, ja tämä on ainutlaatuinen tapaus, koska tällaisella hyvin soikealla radalla olevia satelliitteja ei ole koskaan ohjattu törmäämään ilmakehään tiettyyn aikaan tietyssä paikassa.
Euroopan avaruusoperaatiokeskuksessa ESOCissa oleva lennonjohto on onnistunut tässä, vaikka satelliitit eivät ole tehneet sitä helpoksi. Niiden aurinkopaneelit tuottavat niin vähän enää virtaa, että aina ollessaan ratansa Maata lähimmissä osissa ne sammuvat tai ovat vähällä sammua, vaikka niiden kaikki muut kuin keskustietokone ja radiovastaanotit on sammutettu. Mutta koska ne on ohjattu käynnistymään automaattisesti sammumisen jälkeen, on ne saatu aina taas linjoille, joskin tähän menee aika ylimääräistä aikaa.
Kussakin Cluster-satelliitissa on Suomessa, Oulun yliopistossa tehdyt kaksi instrumenttia: sähkökenttää mittaava EFW ja RAPID-hiukkastutkimuslaite. Suomalaistutkijat ovat olleet mukana myös analysoimassa havaintoja ja niitä käytetään vielä pitkään tutkimuksessa, joka koskee Maan lähiavaruuden olosuhteita ja avaruussäätä.
Jännää tässä maahanpaluussa nyt illalla oli myös se, että sitä oltiin havaitsemassa paikan päällä Pääsiäissaarten luona. Tuo kolkka maapallosta on hyvin harvaan asuttu, siellä on oikeastaan vain merta, joten se sopii hyvin satelliittien tuhoamiseen.
Tästä noin 600-kiloisesta satelliittista tuskin selviää juuri mitään pinnalle saakka, mutta kun ja jos sen tuhoutumista voidaan seurata, kuvata ja mitata, niin tämä auttaa ymmärtämään paremmin sitä, miten satelliitit tuhoutuvat ilmakehään osuessaa. Yleisesti ottaen tiedetään, että ne alkavat kuumentua hyvin pian noin 80 kilometrin korkeudessa ja tuhoutuvat pian sen jälkeen kitkakuumennuksen tulipätsissä.
Mutta kaikki tarkemmat tiedot ovat tervetulleita. Siksi Euroopan avaruusjärjestö lähetti paikalle kameroilla ja mittalaitteilla lastatun lentokoneen, ja toivottavasti he saivat hyvän saaliin.
Lisään kuvia tähän juttuun, kun niitä on saatavilla.
2 kommenttia “Aalto-1:n, Sunstormin ja Cluster-nelikon Salsan taivaallinen vaellus päättyi”
Vastaa
Miksi Jupiteriin lentävä Juice-luotain tuli takaisin Maan luokse ja lähti kohti Venusta?
Viime yönä, juuri jälkeen puolenyön, planeettainvälinen tunkeutuja suhahti hyvin läheltä maapalloa. Se oli lähimmillään klo 00:56 Suomen aikaa vain 6840 kilometrin päässä Maasta.
Tuo tunkeutuja oli Euroopan avaruusjärjestön Juice-luotain, joka koukkasi kotiplaneettansa läheltä pitkällä matkallaan kohti jättiläisplaneetta Jupiteria.
Monet ovat ihmetelleet sitä, miksi Jupiteriin matkaava luotain paitsi tuli maapallon luokse, niin myös sitä, että tästä luotain suuntaa kohti Venusta. Miksi ihmeessä Jupiteriin menevä luontain on matkalla Venukseen?
Syynä on temppu nimeltä painovoimalinkous, eli gravitaatiolinkous. Kun pieni kappale (kuten planeettaluotain) ohjataan lentämään juuri sopivalla radalla läheltä isoa taivaankappaletta (kuten Maa tai Venus), niin isomman kappaleen painovoima sysää luotainta suurempaan nopeuteen ja kääntää sen lentorataa.
Tämä vaatii luonnollisesti tarkkaa laskemista ja radanmääritystä, jotta vauhtia saadaan lisää ja ratamuutos on juuri haluttu. Kiihdyttämisen sijaan temppua voidaan käyttää myös hidastamiseen: esimerkiksi sisemmäksi aurinkokunnassa lentävät Solar Orbiter ja BepiColombo käyttävät painovoimalinkouksia liike-energiansa vähentämiseen.
Lähes kaikki planeettaluotaimet käyttävät tätä menetelmää nykyisin, koska siten luotain voi olla suurempi ja painavampi kuin se voisi olla tapauksessa, jossa se laukaistiin suoralla lentoradalla kohti määränpäätään. Luotaimeen voidaan siten laittaa enemmän tai parempia tutkimuslaitteita, sekä lisää polttoainetta, jonka avulla luotain voi tehdä tutkimuksiaan pitemmän aikaa.
Haittapuolena on lentoajan piteneminen. Esimerkiksi Juice tekee sisemmässä aurinkokunnassa kuusi vuotta kestävän tourneen ennen kuin sillä on lopulta tarpeeksi vauhtia lähetäkseen kohti Jupiteria.
Juice laukaistiin matkaan viime vuoden huhtikuussa ja se teki tämän ensimmäisen ohilentonsa nyt 19.-20. elokuuta tänä vuonna. Kyseessä oli itse asiassa kaksi linkoamista, mutta palaan tähän myöhemmin.
Seuraava vauhdinlisäämisohilento tapahtuu ensi vuoden elokuussa, kun Juice varastaa hieman energiaa Venukselta. Sitä seuraa sitten kaksi Maan ohilentoa syyskuussa 2026 ja tammikuussa 2029. Perille Jupiteriin luotain saapuu heinäkuussa 2031 ja viettää siellä ainakin neljä vuotta jättiläisplaneettaa ja sen kuita tutkimassa.
Myös Jupiteria kiertäessään Juicen lennonjohtajat turvautuvat painovoimalinkoamisiin. Silloin taivaallista biljardia pelataan Jupiterin kuilla, joiden vetovoimaa käytetään lähinnä radan muuttamiseen, ei niinkään nopeuden lisäämiseen. Kun ratamuutoksia tehdään painovoimalinkoamisilla rakettimoottorien käytön sijaan, säästetään polttoainetta.
Ellei mitään yllättävää tapahdu, pystyneekin Juice jatkamaan tutkimuksiaan vielä vuosia suunnitellun neljän vuoden jälkeen.
Miten painovoimalinkous tehdään?
Idea painovoimalinkoamisesta on jo satakunta vuotta vanha. Ensinnä sellaista hahmotteli venäläinen Juri Kondratjuk vuonna 1918, mutta idea julkaistiin vasta vuonna 1938 – tai oikeastaan vasta 60-luvulla, kun alun perin julkaisematta jäänyt osa käsikirjoitusta tuli päivänvaloon.
Niinpä ensimmäisenä ajatuksen pääsi esittämään julkisesti latvialainen (mutta Venäjällä ja sitten Neuvostoliitossa asunut) Friedrich Zander vuonna 1925 ilmestyneessä artikkelissaan.
Käytännössä asiaa päästiin testaamaan varsin pian avaruusajan alettua. Neuvostoliiton Luna 3 onnistui kuvaamaan Kuun etäpuolen ensimmäisenä, kiitos lentoradan, jota lentämällä Kuu käänsi vetovoimallaan luotaimen rataa sopivasti takapuolelle. Vuosi oli 1959.
Planeettalennoilla ensimmäisen kerran temppua käytti Nasan Mariner 10. Vuonna 1972 laukaistu luotain käytti Venuksen painovoimaa hyväkseen päästäkseen Merkuriusta tutkimaan.
Samana vuonna laukaistu Pioneer 10 suuntasi puolestaan Jupiteriin. Matkalla sinne ei painovoimalinkousta tarvittu, mutta Jupiterin ohi lentäessään ja sitä tutkiessaan luotain sai niin paljon lisää vauhtia, että Pioneer 10:stä tuli ensimmäinen ihmisen tekemä laite, joka lensi niin nopeasti, että se pystyi poistumaan aurinkokunnasta.
Yhteys Pioneer 10 -luotaimeen menetettiin vasta vuonna 2003, jolloin se oli jo 12 miljardin kilometrin päässä meistä.
Pioneer 10 -luotainta vuonna 1973 seuranneen Pioneer 11:n lentorata puolestaan säädettiin siten, että Jupiterin ohilennon jälkeen se pääsi tutkimaan myös Saturnusta.
Tuolloin oli jo suunnitteilla myös hurjempi lento, jolla planeettojen ohilentojen avulla päästäisiin tutkimaan lähes kaikki ulkoplaneetat lähiohituksilla. Vuonna 1961 Nasan Jet Propulsion Laboratoryssä työskennellyt Michael Minovitch äkkäsi, että Jupiter, Saturnus, Uranus ja Neptunus olivat juuri sopivasti sellaisissa kohdissa ratojaan, että näppärästi tehdyllä lentoradalla luotain voisi käydä tutkimassa niitä kaikkia.
Idea sai nimen Suuri Planeettakierros, Planetary Grand Tour, ja JPL:n toisen tutkijan Gary Flandron vetämä ryhmä laski vuonna 1964 lentoradat luotaimille, jotka myöhemmin tunnettiin nimillä Voyager 1 ja 2.
Tähän mennessä kaikkein hurjin painovoimalinkous tapahtui vuonna 1992 kun eurooppalainen Ulysses-aurinkoluotain käytti Jupiteria päästäkseen Auringon napa-alueiden yli lentävälle radalle. Pääsy planeettojen ratatasosta pois vaatii paljon energiaa, jota Jupiterin ohitus antoi.
Nyt lähes kaikki planeettaluotaimet käyttävät painovoimalinkousta – siitä on tullut rutiinia.
Juicen ohilento
Tämä nyt juuri tapahtunut Juice-luotaimen ohilento on historiallinen siksi, että kyseessä on kaksoisohilento: ensin painovoimalinkousmanöveeri tehtiin Kuun avulla ja sitten Maan avulla. Lentoradan suunnittelu ja luotaimen ohjaaminen oli haastava temppu, mutta ESAn Saksassa, Darmstadtissa olevassa avaruusoperaatiokeskuksessa ESOC:issa ollaan jo hyvin rutinoituneita vaikeisiin lentoihin.
Kokemusta on saatu etenkin komeettaa tutkineen Rosetta-luotaimen avulla. Matka Churyumov-Gerasimenko -komeetalle ja etenkin lentely erilaisilla kiertoradoilla sen luona ovat edelleen monimutkaisin avaruusluotaimella tehty operaatio. Tanssi painovoimakenttien kanssa oli olennainen osa sitä.
Tämä Juicen ohilento alkoi hälytyksellä: vaarallisella radalla olevia asteroideja ja komeettoja etsivät järjestelmät havaitsivat elokuun alussa omituisen, maapalloa kohti kiitävän kohteen ja antoivat varoituksen.
Niiden mukaan kohti Maata oli tulossa 50 metriä halkaisijaltaan oleva asteroidi, joka ei osuisi, mutta menisi ohi todella läheltä.
Hyvin pian luonnollisesti ymmärrettiin, että kyseessä oli Juice. Juice ei ole aivan 50-metrinen, mutta koska arvio koosta tehdään kohteen kirkkauden perusteella ja avaruusaluksen suuret, 27 metriä kärkiväliltään olevat aurinkopaneelit heijastavat hyvin valoa, näytti Juice kokoaan suuremmalta.
Juicen Kuun ohilento tapahtui elokuun 19. ja 20. päivien välisenä yönä, ja lähimpänä Kuuta luotain oli klo 00:15 Suomen aikaa tiistaina 20.8.
Maan ohilento tapahtui noin vuorokausi myöhemmin, siis viime yönä. Lähimpänä Maata Juice oli 00:56 Suomen aikaa 20.8., jolloin se kiisi 6840 kilometrin korkeudessa Aasian kaakkoisosien ja Tyynen valtameren päällä.
Kuvien ottamisen lisäksi Juice teki ohilentojen aikaan havaintoja tutkimuslaitteilla. Kymmenestä kyydissä olevasta instrumentista kahdeksan oli nyt toiminnassa. Niiden tietoja lähetetään pian Maahan ja käytetään pääasiassa mittalaitteiden kalibrointiin.
Juicen lennonjohdon päällikkö Ignacio Tanco totesi ESAn tiedotteessa, että kaikki sujui hyvin. ”Meillä ei ollut pienintäkään vikaa.”
Normaalisti pitkän lennon aikana luotaimeen ei olla jatkuvassa yhteydessä, mutta nyt ohilennon aikaan luotain oli koko ajan lennonjohdon komennossa. Lentorata oli hienosäädetty oikeaksi jo ennen lähiohituksia, joten varsinaisen toiminnan aikaan ohjaimissa oli Newton luonnonlakeineen. Lennonjohdon tehtäväksi jäi kääntää luotainta sopivaan asentoon riippuen siitä, mitä haluttiin kuvata, mistä tehdä mittauksia, mihin aurinkopaneelien haluttiin osoittavan ja niin edelleen.
Luotaimen jatkuva ohjaaminen alkoi 17. elokuuta ja jatkuu huomiseen (22.8.). Tancon mukaan painovoimalinkouksella säästettiin jopa 150 kiloa polttoainetta.
Kuun ohilento antoi Juicelle 0,9 km/s lisää vauhtia (suhteessa Aurinkoon) ja käänsi lentorataa kohti maapalloa. Maa puolestaan sysäsi luotainta niin, että se sai 4,8 km/s lisää nopeutta (taas suhteessa Aurinkoon) ja sen lentorata kääntyi peräti 100° verrattuna suuntaan ennen ohitusta.
Nyt Juice lentää sisemmäksi aurinkokunnassa ja tekee Venuksen ohilennon noin vuoden kuluttua. Venus kääntää radan jälleen kohti maapalloa.
ESA lupaa tietoja Juicen mittalaitteista ja lisää kuvia lähiviikkojen aikana. Niitä odotellessa suosittelen katsomaan vaikkapa tätä vanhaa videota Juice-luotaimesta:
2 kommenttia “Miksi Jupiteriin lentävä Juice-luotain tuli takaisin Maan luokse ja lähti kohti Venusta?”
-
Jarmo Karvosenoja sanoo:
Kiitos mielenkiintoisesta videosta.
-
Jari Mäkinen sanoo:
Kiitos kiitoksesta!
-
Vastaa
Ovatko astronautit jumissa avaruudessa?
Ilmailu- ja avaruusyhtiö Boeingin tekemä Starliner-avaruusalus on ensimmäisellä koelennollaan, jolla on mukana avaruuslentäjiä. Tätä ennen alus on tehnyt kaksi lentoa automaattisesti ja kauko-ohjattuna matkustajanaan vain astronauttia mallintanut nukke.
Tämä lento alkoi 5. kesäkuuta, kun alus nousi matkaan Floridasta Cape Canaveralista Atlas-kantoraketin nokassa. Aluksen kyydissä olleiden Butch Wilmoren ja Sunita Williamsin aikomus oli telakoitua kansainväliseen avaruusasemaan, viettää siellä kahdeksan vuorokautta ja palata takaisin. Heidän päätehtävänään oli tarkkailla koko ajan miten Starliner käyttäytyy avaruudessa – onko se valmis kyytimään astronautteja rutiininomaisesti asemalle ja takaisin.
Tällaisenaan nähtävästi ei, sillä aluksessa on vikoja. Paluumatkaa on viivytelty jo kahden kuukauden ajan, eikä tällä hetkellä ole selvää milloin ja millä aluksella Wilmore ja Williams palaavat. Lennon Boeingilta tilannut Nasa pohtii parhaillaan onko Starliner kykenevä tuomaan astronautit takaisin turvallisesti.
Asiasta kertoneet tiedotusvälineet ovat luonnollisesti vetäneet mutkia suoraksi ja kertoneet, että astronautit ovat jumissa, jopa hylättyinä avaruudessa. Selitin alla olevalla videolla mistä on kyse, ja laajennan selitystä vielä tässä blogissa.
Nasan tilaama alus ja lento
Starlinerin lennon taustalla on Nasan Commercial Crew Program -niminen hanke, joka alkoi pian sen jälkeen, kun Nasa pätti lopettaa avaruussukkuloiden käytön ja siirtää ne eläkkeelle. Kansainvälinen avaruusasema oli saatu valmiiksi vuonna 2011 ja sen jälkeen vain astronautteja ja rahtia piti kuljettaa asemalle sekä tuoda sieltä takaisin.
Rahtipalveluista Nasa teki sopimuksen vuonna 2008 tilaamalla lentoja SpaceX:ltä ja Orbital Sciences -yhtiöltä. Avaruuslentäjien kuljettamisesta tehtiin toinen sopimus vuonna 2014 (usean vuoden kestäneen tarjouskilpailun päätteeksi). Tilaus lennoista annettiin Boeingille ja SpaceX:lle. Kummassakin tapauksessa yhtiöitä oli kaksi, jotta yhden aluksen mahdollisten ongelmien vuoksi toisella voitaisiin jatkaa toimintaa. Tämä osoittautui hyväksi ratkaisuksi kummassakin tapauksessa myöhemmin.
SpaceX tarjosi astronauttilennoille Dragon-rahtialuksensa, ihmisten kuljettamiseen sopivaa versiota. Käytännössä yhtiö tekisi isomman ja paremman version aluksestaan ja sitä käytettäisiin hieman versioituna ihmisten ja rahdin kuljettamiseen. Uusi alus tunnetaan nimellä Dragon 2, ja sen ihmiselle sopiva versio nimellä Crew Dragon.
Boeing puolestaan tarjosi kokonaan uutta, tosin hyvin perinteisiin ratkaisuihin turvaavaa alusta, jonka nimeksi tuli CST-100 Starliner.
Nasa antoi rahaa alusten kehittämiseen ja sitten erikseen lentojen toteuttamiseen. Boeing sai 460 miljoonaa dollaria aluksen tekemiseen ja 4,2 miljardia dollaria. SpaceX sai puolestaan 440 miljoonaa dollaria ja 2,6 miljardia dollaria. Kumpikin yhtiö sitoutui kehittämään, testaamaan ja koelentämään alukset saamallaan rahalla, sekä tekemään sen jälkeen kuusi miehistönvaihtolentoa.
Suuri ero summissa on herättänyt kovasti puhetta jälkikäteen, etenkin kun enemmän saanut Boeing on tuottanut Nasalle varsin paljon harmaita hiuksia. Lisäksi Starliner on vuosikaupalla myöhässä. Alusta odottaessa Nasa on tilannut SpaceX:ltä lisää lentoja.
CST-100 Starliner (Crew Space Transportation-100) ja Dragon ovat periaatteeltaan hyvin samanlaisia. Kumpikin laukaistaan avaruuteen raketin nokassa ja ne tulevat alas ensin lämpökilven suojaamana ja sitten laskuvarjojen hidastamana. Dragon laskeutuu mereen, Starliner kuivalle maalle. Alukset ovat jotakuinkin saman kokoisia. Ne pystyvät periaatteessa kuljettamaan seitsemäämatkustajaa, mutta niitä käytetään vain neljälle varustettuna.
Kummassakin aluksessa on kapseli, jonka sisällä astronautit ovat ja jonka sisällä he palaavat alas, ja sitten on kertakäyttöinen huoltomoduuli, jonka avulla alus lentää avaruudessa ja joka pitää huolta kapselin sisällä olevista astronauteista. Siinä ovat rakettimoottorit ja happisäiliöt, sähköntuottojärjestelmät ja muut avaruudessa lentämistä sekä olemista varten tarvittavat systeemit. Huoltomoduulit irrotetaan ennen paluuta Maahan, eli astronautit palaavat alas komentomoduulin sisällä.
Komentomoduulit ovat uudelleenkäytettäviä, eli ne huolletaan lentojen välillä ja käytetään uudelleen. SpaceX on valmistanut neljä alusta ja viides on tekeillä. Boeing on rakentanut kaksi – ainakin periaatteessa – käyttökelpoista alusta.
Viipyy, viipyy…
SpaceX rahtasi sopimuksen allekirjoituksen aikaan jo tavaraa avaruusasemalle, mutta sillä ollut kokemusta ihmisten kuljettamisesta. Siksi monet katsoivatkin, että konkari-Boeingin valinta oli kään kuin varmistus sille, että astronauttien lennot alkaisivat oikeasti vuonna 2017, kuten oli aikomus.
Kummallakin yhtiöllä oli kuitenkin vaikeuksia heti alussa. Niin Boeing kuin SpaceX:n ilmoittivat pian vuoden myöhästymisestä. Vaikka nyt siis huomio on Boeingin ongelmissa, oli myös SpaceX:llä vaikeuksia aluksensa kehittämisessä – esimerkiksi yksi Crew Dragon tuhoutui sen rakettimoottorin räjähdettyä testissä. Ongelmien korjaamisen jälkeen lennot ovat sujuneet hyvin.
SpaceX ennätti aloittamaan ensin koelennot vuonna 2019 ja seuraavasta vuodesta alkaen Dragonit ovat olleet rutiinikäytössä. Lentoja on ollut jo kahdeksan ja Nasa on tilannut niitä lisää, tällä hetkellä kaikkiaan 14. Jos Starlinerin lennot eivät pääse vauhtiin, tilaa Nasa varmasti lisää lentoja SpaceX:ltä. Lisäksi Dragoneilla on tehty neljä avaruusturistilentoa, ja uusia kaupallisia lentoja on tulossa lisää.
Starlinerin ensimmäinen koelento ilman astronautteja tapahtui vuonna 2019, mutta se meni huonosti. Aluksella oli suuria ongelmia (pääasiassa tietokoneohjelmien kanssa) heti avaruuteen päästyään, eikä se pystynyt telakoitumaan avaruusaseman, kuten oli tarkoitus. Boeingin lennonjohtajat saivat juuri ja juuri palautettua aluksen Maahan. Koska käynti avaruusasemalla oli Nasan asettama vaatimus, tehtiin toinen koelento vuonna 2022.
Tuollakaan lennolla kyydissä ei ollut muuta kuin kaksi mallinukkea, lempinimiltään Rosie ja Rocketeer. Heti avaruuteen päästyä kaksi ohjausrakettimoottoria lakkasi toimimasta ja avaruusasemalle telakoituessa moottoreita vikaantui lisää. Tästä huolimatta telakoituminen onnistui – moottoreita on kaikkiaan 28, joten muutaman raketin puuttuminen voidaan korvata muilla moottoreilla.
Jo ennen laukaisua havaittiin ongelmia näissä rakettimoottoreissa, ja tilanne vastaa paljon sitä mikä se on nyt. Kerron moottoreista ja niiden oletetusta viasta myöhemmin lisää. Muilta osin tuo toinen koelento sujui tarpeeksi hyvin, jotta Nasa antoi luvan ottaa ihmisiä kyytiin seuraavalla aluksen lennolla, kunhan pieni ongelma laskuvarjojen kanssa korjattaisiin.
Laskuvarjojen kiinnikkeet eivät olleet tarpeeksi suurta voimaa kestäviä, joten Boeing joutui vaihtamaan ne ja testaamaan uudelleen laskuvarjot.
Aluksen sisältä löydettiin myös sähköjohtojen suojaksi laitettuja materiaaleja, jotka olivat paloherkkiä. On erittäin kummalista, että Boeing on alun perin valinnut aluksessa käytettäväksi paloherkkiä aineita. Se, kuten myös paljastukset Boeingin sekä alihankkijoiden välisistä huonoista suhteista, kertovat ongelmista Boeingin sisällä. Lentokonepuolella olleet ongelmat ovat samanlaisia kuin avaruuspuolella: turvallisuudessa lipsutaan, itse tekemisen sijaan käytetään paljon alihankkijoita, ja nähtävästi alihankkijoiden kanssa toimitaan enemmän juristien kuin insinöörien välityksellä.
Joka tapauksessa Starlinerin astronauttilentoa suunniteltiin vuodelle 2023, mutta se siirtyi tämän vuoden puolelle. Kun laskuvarjotesti tammikuussa sujui hyvin, päätettiin laukaisuajankohdaksi huhtikuu 2024.
Sitä tosin lykättiin Starlineristä riippumattomista syistä: avaruusasemalla on nykyisin paljon liikennettä ja suunnitelmat elävät koko ajan, joten erikoiskohtelua vaativa koelento päätettiin siirtää toukokuulle.
Lopulta laukaisua yritettiin toukokuun 6. päivänä, mutta raketin ylimmässä vaiheessa ollut vika nestemäisen hapen venttiilissä keskeytti lähtölaskennan. Pian kävi ilmi, että venttiili piti vaihtaa kokonaan, minkä vuoksi raketti rullattiin takaisin halliinsa laukaisualustalta.
Sitten huomattiin vuoto Starlinerin heliumtankeissa. Huoltomoduulissa olevien rakettimoottorien polttoainetankit paineistetaan heliumilla. Vuoto oli niin pieni, tankeissa on paljon heliumia ja lennon oli tarkoitus olla lyhyt, joten tämä katsottiin niin pieneksi ongelmaksi, että se ei estänyt laukaisua.
Alus pääsi matkaan viimein 5. toukokuuta, mutta pian lennon alkamisen jälkeen äkättiin sama vanha vika ohjausrakettimoottoreissa.
Mikä vikana moottoreissa?
Kun alus oli telakoitumassa avaruusasemaan, viisi moottoria lakkasi toimimasta. Niistä neljä saatiin resetoinnin jälkeen toimimaan, ja telakointi voitiin tehdä jotakuinkin normaalisti pienen viivyttelyä jälkeen.
Aerojet Rocketdynen tekemiä moottoreita on tutkittu ja korjailtu edellisen lennon jälkeen, mutta niissä on silti edelleen jotain vikaa. Moottorien polttoaineensyöttöjärjestelmässä on teflonista tehtyjä tiivisteteitä, jotka nähtävästi paisuvat kun moottoreita käytetään paljon ja niiden lämpötila nousee. Kun ne paisuvat, polttoaineensyöttö estyy tai vaikeutuu.
Huoltomoduulissa olevat ohjaiusrakettimoottorit ovat aluksen huoltomoduulin sivuilla olevissa pitkulaisisa laatikoissa, ja kun moottorit käyvät, niin lämpötila sen sisällä nousee.
Huolena on se, että maahanpaluun aikana moottoreita käytetään paljon. Ensinnäkin yksillä moottoreilla hidastetaan ratanopeutta, jotta alus putoaisi kiertoradalta alas, ja ennen tuota jarrurakettien polttoa ja polton aikana täytyy aluksen asentoa muuttaa ja pitää aloillaan ohjausrakettimoottoreilla.
Silloin ei ole aikaa resetoida moottoreita, vaan niiden täytyy toimia, tai alus voi tuhoutua. Ja se tietäisi joko kuolemaa tai todella epämukavaa kyytiä astronauteille.
Myös avaruusasemalta lähtiessä ohjausrakettimoottoreita käytetään paljon. Riskinä on se, että alus törmää avaruusasemaan, jos moottorit eivät toimi kunnolla. Vaikka Starliner pääsisi kauemmaksi asemasta, se saattaa olla radalla, jolla se törmää ennemmin tai myöhemmin asemaan.
Boeing, Rocketdyne ja Nasa ovat analysoineet ja testaileet moottoreita niin asemalla telakoituneena olevassa aluksessa kuin täällä Maan pinnallakin olevissa testipenkeissä sekä simulaatioissa. Testien perusteella Boeing on sitä mieltä, että moottorit kyllä toimivat ja riski moottorien toimimattomuudesta väärään aikaan on pieni.
Mutta Nasa ei ole samaa mieltä. Päätös antaa aluksen lähteä matkaan pikkuvikaisena oli selvästi väärä, ja lisäksi Boeingin edellisten lentojen jälkeen antamiin lupauksiin moottorien toimimisesta on suhtauduttu hieman sinisilmäisesti. Vähän sama kuin Boeingin lentokonepuolella: viranomaiset ovat luottaneet siihen, että luotettu siihen, että iso ja kuuluisa, perinteinen ilmailu- ja avaruusyhtiö kyllä hoitaa asiat kunnolla – mutta ei. Yhtiö on selvästi johtanut viranomaisia harhaan, tai ainakin jättäneet kertomatta olennaisia asioita.
Nyt tilanne on kuitenkin se, että Starliner on kiinni avaruusasemassa ja se, sekä sen kaksi matkustajaa pitäisi saada takaisin Maahan. Pelkkä puhuminen ja syyttely eivät auta. Boeingin ja Rocketdynen juristit ovat jo miettineet syyllistä ongelmiin (ja kuka maksaa paljonkin kenelle), mutta nyt insinööritkin miettivät mitä tehdä.
Parasta olisi se, että Wilmore ja Williams voisivat palata alas Starlinerillä, mutta se voi olla liian vaarallista. Viimeisten tietojen mukaan Starliner ohjataan alas tyhjänä ja astronautit tulevat alas toisella kyydillä.
Tuo toinen kyyti olisi SpaceX:n Dragon-alus.
Asemalla on nyt yksi sellainen ja toinen on lähdössä sinne kohta. Tulossa on aseman normaali miehistönvaihto, jolloin neljä avaruuslentäjää tulee alas ja neljä uutta lentää ylös. Miehistöt viettävät asemalla noin puoli vuotta, kunnes uusi miehistö tulee taas paikalle.
Samaan tapaan venäläisellä Sojuzilla tehdään miehistönvaihtoja, tosin siinä on kolme paikkaa. Näiden miehistöjen maihto on hankalaa ja myös nykyisin poliittisen tilaanteen vuoksi Sojuz ei ole mahdollisuus Wilmorelle ja Williamsille. He tulevat alas Maahan joko Starlinerillä tai Dragonilla.
Avaruusasemassa ei ole ylimääräisiä telakointiportteja, joten Starliner pitäisi saada pois asemalta ennen seuraavan Dragonin saapumista. Nyt Nasa on päättänyt, että Starliner lähetetään joka tapauksessa paluumatkalle syyskuun alussa: 2. syyskuuta, jos astronautit ovat mukana, tai 5. syyskuuta, jos se lentää automaattisesti. Päivämäärät eivät ole virallisia, mutta ne on mainittu keskusteluissa todennäköisinä.
Päätös siitä, ovatko astronautit mukana, tehdään joka tapauksessa vasta elokuun lopussa.
Asiaan liittyy myös se, että avaruusasemalla olevilla astronauteilla pitää olla paikka ”pelastusveneessä”. Jos asemalla tapahtuu onnettomuus, pitää heidän voida mennä avaruusalukseensa ja joko odottaa siellä tilanteen menemistä ohitse, tai evakuoitua sillä maahan.
Nyt Wilmorelle ja Williamsille tämä pelastusvene on heidän Starlinerinsä. Jos on iso hätätilanne, niin riski paluun epäonnistumisesta on paljon pienempi kuin se, että jäisi asemalle.
Jos Starliner lähetetään alas tyhjänä, niin on kolmisen viikkoa kestävä ajanjakso, jolloin Wilmorella ja Williamsilla ei ole tätä pelastusvenettä. Silloin he käyttäisivät asemalla olevaa Dragonia, sillä sen rahtitilaan saa laitettua kaksi penkkiä lisää. Oletettavasti Starlinerissä olevat istuimet ruuvattaisiin irti ja laitettaisiin Dragoniin.
Sekä Dragon että Starliner pystyvät periaatteessa kuljettamaan seitsemää matkustajaa, mutta niitä käytetään nyt vain neljän astronautin lennättämiseen ja ”tyhjässä” tilassa on rahtia. Hätätilanteessa sinne saisi siis kaksi matkustajaa, mutta tätä ei todellakaan haluta tehdä ellei ole ihan pakko.
Astronautit halutaan saada alas ”normaalisti” normaalipaikoilla, ja siksi suunnitelma on se, että jos Starlineriä ei haluta käyttää paluuseen, niin seuraavan vaihtomiehistön kokoa muutetaan. Ylös lähtisikin neljän sijaan vain kaksi, jolloin Williams ja Wilmore olisivat asemalla aina ensi vuoden helmi-maaliskuuhun, jolloin seuraavan miehistön oli ja on tarkoitus tulla takaisin.
Ongelmana ovat myös avaruuspuvut, joita käytetään aluksen sisällä: Dragonin ja Starlinerin puvut eivät ole yhteensopivia. Siis joko heille pitää lähettää rahtialuksella omat puvut lähikuukausina tai täytyy keksiä tapa, millä Starlinerin puvut saa kiinnitettyä Dragonin systeemeihin.
Ja vielä: jos Starliner palaa takaisin automaattisesti, niin sen ohjelmistot täytyy vaihtaa. Boeing kaikessa viisaudessaan poisti automaattilentämismahdollisuuden tästä astronauttien lentämästä aluksesta. En ymmärrä mitä järkeä on ollut tehdä kaksi erilaista ohjelmistoa, yksi astronauttien kanssa lennettäväksi, yksi ilman, kun Dragonissa on vain yksi ohjelmisto, jota voi käyttää ilman astronautteja tai heidän kanssaan.
Taustalla saattaa olla se, että Dragonin tapauksessa voidaan käyttää samoja ohjelmistoja sekä ihmisten kuljettamiseen tarkoitetussa aluksessa kuin myös rahtiversiossa. Starlineristä ei ole erillistä rahtiversiota, joskin kaksi ensimmäistä lentoa tehtiin automaattimoodissa, jota Boeing ei halunnut enää kehittää paremmaksi.
Tässä ollaan nyt. Nasa pohtii ennen kaikkea sitä, että mikä on kunkin palasen riski ja mikä on kokonaisriski eri vaihtoehdoissa. Pohdintaa haittaa se, että rakettimoottoriongelman perisyytä ei ole löydetty. Onko se tuo teflontiivisteiden laajeneminen vai ei? Tulokset ovat hieman ristiriitaisia.
Kahdeksasta päivästä kahdeksan kuukautta?
Butch Wilmore ja Sunita Williams eivät siis varsinaisesti ole jumissa asemalla, koska hätätilanteessa he voisivat palata koska tahansa. Mutta Nasa ei ole varma siitä, onko riski normaalista palaamisesta aluksessa liian suuri verrattuna siihen, että paluu tapahtuisi erikoisjärjestelyin.
Wilmore ja Williams ovat jo olleet kaksi ja puoli kuukautta ”ylimääräistä” avaruudessa, ja voi olla, että heille tulee tämän lisäksi vielä normaali kuuden kuukauden pesti – ellei tulevaa lentoa päätetä sitten lyhentää.
Astronattikaksikosta sinällään ei kannata olla huolissaan, sillä he ovat odotelleet tätä lentoaan jo vuosia ja ovat asennoituneet siten, että tämä on koelento. Mitä tahansa saattaa sattua sen aikana, tosin jos lento muuttuu tosiaan kahdeksasta päivästä kahdeksaksi kuukaudeksi, niin se kyllä saattaa harmittaa: astronautti haluaa kyllä olla avaruudessa, mutta tuskin ihan tähän tapaan.
Puuhaa asemalla kyllä riittää, ja kumpikin on koulutettu toimimaan asemalla sekä tekemään siellä hommia, niin huoltohommia kuin tutkimustakin.
Butch Wilmore on ollut jo kaksi kertaa avaruuslennolla aikaisemmin, sukkulalennolla ja sitten puolen vuoden postin avaruusasemalla. Suita Williams on ollut myös kahdesti avaruudessa, kaksi pitkäkestoista lentoa avaruusasemalla ja hän ollut avaruudessa yhteensä yli vuoden. Hän on tehnyt myös seitsemän avaruuskävelyä ja on tosiaan konkari.
Mitä konkareihin tulee, niin tämä ei ole ensimmäinen kerta, kun avaruuslentäjät ovat jumissa avaruusasemalla. Kansainväklinen avaruusasema ei ole paha paikka olla jumissa verrattuna historian tunnetuimpaan tapaukseen, jolloin paluulento hieman viivästyi: Sergei Krikalev oli Mir-avaruussemalla vuonna 1991, kun Neuvostoliitto romahti, eikä Venäjä pystynyt tuomaan häntä suunnitellusti takaisin. Krikalev oli tuolla lennollaan lopulta 311 vuorokautta, eli kymmenisen kuukautta.
Lentoja on lyhennelty ja pidennelty useitakin kertoja eri syistä, mutta WIlmoren ja Williamsin tapaus olisi ainutlaatuinen.
Nasan päätöksenteossa varmasti painaa varmasti – ainakin siellä taustalla – myös Yhdysvaltain presidenttipeli, sillä varapresidentti ja presidenttiehdokas Kamala Harris on Yhdysvaltain kansallisen avaruusneuvoston puheenjohtaja. Neuvosto ohjaa poliittisesti maan avaruustoimia, siis periaatteessa on Nasan yläpuolella. Jos nyt tapahtuisi astronauttien henkeä vaarantanut onnettomuus, niin tällä olisi varmasti vaikutuksia myös presidenttikampanjointiin.
Paljon pohdittavaa. Nasa otti lisäaikaa lykkäämällä tuota seuraavaa miehistönvaihtoa syyskuun 24. päivään. Crew-9 -lennon piti lähteä alun perin matkaan nyt 18. elokuuta.
Turistilennot tulossa lisäksi
Hienointahan olisi se, että SpaceX:llä olisi aluksia hyllyllä odottamassa lentoa, ja yksi niistä voitaisiin lähettää asemalle astronautteja hakemaan. Mutta näin ei ole. Neljästä aluksesta kaksi on nyt sidottuna avaruusasemalentoihin, ja yhtiöllä on tulossa lähiaikoina peräti kolme avaruusturistilentoa.
SpaceX on käyttänyt ja käyttää Dragon-aluksiaan itse järjestämiinsä turistilentoihin ja Axiom Space -yhtiön organisoimiin puolituristilentoihin. Käytän sanaa ”puolituristilento” sellaista, missä mukana on eri maiden institutionaalisia astronautteja ja he tekevät lentonsa aikana myös tutkimusta ja muuta työtä, eivät vain ihaile maisemia. Sellainen oli esimerkiksi aiemmin tänä vuonna ollut lento, jolla oli mukana ruotsalainen Marcus Wandt, Euroopan avaruusjärjestön reserviastronautti, ja sellainen on myös tulossa oleva lento, jolla on mukana ESA:n puolalainen reserviastronautti Sławosz Uznański. Lennon nimi on Axiom-4, se oli suunniteltu nyt lokakuuksi, mutta sitä on lykätty ensi kevääseen tämän Starliner-hässäkän vuoksi.
Polaris Dawn on turismilento, jonka laukaisua suunniteltu nyt elokuun 26. päiväksi. Lento on lentäjäseikkailijamiljardööri Jared Isaacmanin ostama lento, jolla hän tekee avaruuskävelyn käyttäen SpaceX:n uusia tuohon sopivaa avaruuspukua.
Sitä seuraa jännä lento Fram2 vuoden lopussa, ja siitä tulee ensimmäinen ihmisiä kuljettava lento, jolla lennetään polaariradalla. Siis maapallon napojen ylitse, mistä tuo norjalaiseen napatutkimusalus Framiin viittaava nimikin tulee. Mukana lennolla on myös norjalainen Jannicke Mikkelsen.
SpaceX ei siis voisi ilman isoja järjestelyitä lähettää noin vain alusta asemalle hakemaan siellä olevia astronautteja, joten vaihtoehdot ovat joko paluu Starlinerillä syyskuun alussa tai Dragonilla helmi-maaliskuussa.
Päivitän tätä juttua, kun uusia tietoja asiasta saadaan.
1 kommenttia “Ovatko astronautit jumissa avaruudessa?”
-
Kiitos mielenkiintoisesta jutusta.
Vastaa
Helpotuksen huokaus: Ariane 6 teki ensilentonsa
Kauan odotettu, uusi eurooppalainen kantoraketti Ariane 6 teki viimein ensilentonsa kaksi viikkoa sitten. Vaikka lennon lopussa oli pieniä ongelmia, kyydissä olleet satelliitit vapautettiin avaruuteen, ja lento sujui tärkeimmiltä osiltaan jopa erinomaisesti. Se oli suuri helpotus, sillä tämän jälkeen raketti voi tehdä ensimmäisen kaupallisen lentonsa vuoden lopussa: näillä näkymin ranskalainen, noin kolme ja puoli tonnia massaltaan oleva vakoilusatelliitti SCO-3 (Composante Spatiale Optique) pääsee avaruuteen joulukuussa.
Tein ensilennosta ja Ariane 6:sta varsin pitkän ja yksityiskohtaisen videon, joka on katsottavissa Tiedetuubin YouTube-kanavalla ja alla:
Videolla on mukana myös Euroopan avaruusjärjestön kantorakettiohjelmasta vastaava johtaja Toni Tolker-Nielsen, joka kertoo Ariane 6:n tekemisen taustasta ja näkemyksistään sen suhteen, mitä on tulossa.
Eurooppa on SpaceX-yhtiötä jäljessä uudelleenkäytettävyydessä, ja siksi uutta Arianea on kritisoitu vanhanaikaiseksi – jopa kivikautiseksi.
Kritiikkiin on syytä, mutta samalla kannattaa muistaa, että SpaceX:n Falcon 9 -rakettia lukuun ottamatta kaikki nyt käytössä olevat raketit ovat kertakäyttöisiä. Ja lisäksi ”vain” Falcon 9:n ensimmäinen vaihe on uudelleenkäytettävä. Yhtiö valmistaa hurjalla tahdilla raketin ylempiä vaiheita, jotka ovat kertakäyttöisiä. Ne ohjataan lennon jälkeen tuhoutumaan ilmakehässä.
En kerro tässä koko videon sisältöä, mutta otan esiin muutamia tärkeimpiä kohtia.
Ensinnäkin: Ariane 6:n ensilento sujui olennaisilta osin onnistuneesti. Vasta lennon lopussa, kun ylemmän vaiheen oli tarkoitus tehdä ratamuutos, se ei onnistunut ja vaihe jäi vastoin suunnitelmia avaruusromuksi kiertoradalle. Samalla kaksi mukana ollutta maahanpaluualusten koekappaletta jäivät jumiin ylempään vaiheeseen, eivätkä ne irronneet raketista.
Syypäänä ongelmaa näyttää olevan ns. APU, Auxiliary Power Unit, joka on uutuus verrattuna edellisiin Ariane-raketteihin.
Laitteen tarkoituksena on tuottaa painetta ylemmän vaiheen ajoainetankkeihin (nestevedyn ja nestehapen tankkeihin) ja saada aikaan hieman työntövoimaa. Niiden avulla painottomuudessa vapaasti tankkien sisällä hölskyvät nesteet saadaan pakotettua nätisti tankkien pohjalle ja työntövoiman avulla oli tarkoitus myös sysätä vaihe syöksymään ilmakehään lennon päätteeksi.
Tällä ensilennolla APU toimi kaksi kertaa hyvin, mutta kolmannella kerralla ei. Se käynnistyi, mutta sammui muutaman sekunnin toimittuaan. Miksi? Sitä selvitetään nyt, mutta tämä ei näillä näkymin vaaranna joulukuista seuraavaa lentoa.
Toni Tolker-Nielsen kertoo videolla, että itse asiassa aikanaan vuonna 2014, kun päätös Ariane 6:n tekemisestä saatiin aikaiseksi, oli eräs vaihtoehto tehdä Ariane 5:stä uusi versio, Ariane 5 ME, missä suurin uudistus olisi ollut juuri uusi toinen vaihe. Se olisi ollut edullisempi, tehokkaampi ja kaikkiaan parempi. Samalla olisi voitu käyttää enemmän aikaa ja rahaa kokonaan uuden, mahdollisesti osittain uudelleenkäytettävän raketin kehittämiseen.
Ariane 6:n suurin uutuus onkin juuri tämä ylempi toinen vaihe. Ensimmäinen vaihe on monessa suhteessa perinteinen: kaksi tankkia, Vulcain-moottori ja vieressä apuraketit. Kun Ariane 5:ssä oli kaksi isoa rakettia, Ariane 6:ssa käytetään Vega-C -raketissa käytettäviä kiinteäpolttoaineisia raketteja.
Kun apuraketteja on kaksi, on Ariane 6 suorituskyvyltään jotakuinkin Sojuz-raketin luokkaa, ja kun apuraketteja on neljä, päästään Ariane 5:n tasolle. Näin modulaarinen Ariane 6 voi korvata nämä kummatkin aiemmat raketit, mikä ei ole lainkaan tyhmää.
Lisäksi Ariane 5:n pääasiakkaat, geostationaariradalle laukaistavat tietoliikennesatelliititit olivat kasvaneet sen verran paljon, että niitä ei enää voinut laukaista aiempaan tapaan useinkaan kahta kerralla. Yhden ainoan laukaisua varten Ariane 5 ei ollut enää optimaalinen.
Toiseksi Tolker-Nielsen kehottaakin jälkiviisastelun sijaan katsomaan nyt tulevaan: ESA kehittää parhaillaan uudelleenkäytettävää Prometheus-moottoria, joka voisi korvata yli kolme vuosikymmentä vanhan Vulcainin, ja Themis-nimistä rakettivaihetta, joka pystyy laskeutumaan takaisin Falcon 9:n boosterin tapaan. Lisäksi Arianespace hahmottelee SUSIE-nimistä ylempää vaihetta, joka olisi viimeinen palanen kokonaan uudelleenkäytettävässä raketissa.
Työt etenevät kylläkin hitaasti ja voi kysyä, missä määrin kyse on palavasta halusta päästä uudelleenkäytettävyyteen vai ovatko nämä enemmänkin PR-tyyppisiä hankkeita.
Tolker-Nielsen myös kertoo videolla näkemyksistään avaruuslogistiikasta. SpaceX:n Starship pystyy – jos kaikki sujuu yhtiön kaavailemalla tavalla – nostamaan avaruuteen kerralla noin 150 tonnia rahtia ja yhden laukaisun hinta on vain noin kolme miljoonaa dollaria. Siis 2,77 miljoonaa euroa. Hinnasta suurin osa on ajoaineita, sillä raketti on uudelleenkäytettävä.
Huomattavasti pienemmän Falcon 9:n laukaisut maksavat nyt noin 64 miljoonaa euroa. Ariane 6:n laukaisu maksaa versiosta riippuen 70 – 115 miljoonaa euroa.
Kun rahtia viedään suuria määriä avaruuteen, pitää kuormassa olevien satelliitit ja pakaasit toimittaa jotenkin monille erilaisille radoille. Kun raketti laukaisee vain yhden tai kaksi satelliittia kerralla, se vie ne jotakuinkin suoraan haluttuun paikkaan, mutta tulevaisuudessa avaruuslogistiikka on yhä tärkeämmässä osassa.
Tolker-Nielsen pohtii välietappikiertoratoja ja logistiikkakeskuksia, joissa tavarantoimistusta järjesteltäisiin. Jos nyt ESA on jäljessä uudelleenkäytettävien rakettien tekemisessä, voi se kiriä rahtisysteemien avulla taas etulinjaan. Tavoite on vuodessa 2040.
Ariane vs. SpaceX
Ariane 6 -rakettia ja koko eurooppalaista tapaa tehdä raketteja verrataan usein SpaceX-yhtiöön ja sen Falcon 9:ään. Vertaillessa kannattaa kuitenkin muistaa, että myös amerikkalaisittain SpaceX on markkinoita ”häirinnyt” poikkeus. Yhdysvalloissa on ollut aiemmin oikeastaan vain yksi iso perinteinen satelliittilaukaisija, ULA, Lockheed Martinin ja Boeingin yhteisyritys United Launch Alliance, ja se on tullut toimeen viime aikoina vain Nasan ja Yhdysvaltain puolustuslaitoksen tilausten ansiosta.
Yhtiön uusi raketti Vulcan on yhtä lailla vanhanlainen kuin Ariane 6.
Samoin ovat venäläiset, kiinalaiset ja japanilaisetkin raketit – vielä enemmänkin.
SpaceX on suuri menestystarina, joka on perustajansa Elon Muskin ja hänen omaisuutensa ansiosta siinä missä se on nyt. Yhtiö sai myös kriittisissä vaiheissaan sen verran tilauksia Nasalta ja puolustusvoimilta, että se pystyi jatkamaan toimintaansa ja tekemään lopulta niin Falcon 9:n sekä Starshipin. Ilman julkista rahaa se olisi joutunut lopettamaan toimintansa jo alkuvaiheessa.
Arianen ongelmana on myös politiikka. Eurooppalaiseen tapaan työtä on täytynyt jakaa eri maiden välillä tapaan, mikä ei ole välttämättä tehokkain, mutta jonka ansiosta työtä ja osaamista saadaan jaettua eri puolille Eurooppaa. Toisaalta samoin on Nasan uuden kuuraketin SLS:n kanssakin. Se on vielä enemmän aluepoliittinen möhkäle, jonka tärkeä tehtävä oli jatkaa avaruussukkulaohjelman työpaikkoja. Pääsuunnittelija/valmistaja Boeing on käyttänyt hanketta myös miljardien ylimääräisten dollarien pumppaamiseen itselleen.
Verrattuna SLS-rakettiin, on Ariane 6 jopa tehokkaasti ja nopeasti tehty.
Ongelmana on myös koko avaruusalalla se, että se on siirtymässä juuri nyt hiljalleen uuteen vaiheeseen. Tähän saakka raketteja on tehty vain julkisella rahalla, mutta nyt myös täällä Euroopassa on nuoria yhtiöitä, jotka kehittävät raketteja. Esikuvana niillä on SpaceX, joka aloitti pienellä raketilla ja siirtyi nopeasti siitä isompiin.
Euroopan avaruusjärjestö auttaa yhtiöitä ja rakettijohtaja Toni Tolker-Nielsen toivoo, että lopulta yhtiöt tekevät myös Ariane 6:n kaltaisia raskaita raketteja. Toivottavasti täysin uudelleenkäytettäviä.
Arianella ja Euroopan avaruusjärjestöllä on myös isompi velvoite taata Euroopalle omavarainen pääsy avaruuteen. Vaikka nyt voimme ostaa rahalla laukaisuita SpaceX:ltä ja japanistakin, ovat viime vuodet näyttäneet selvästi, että maailmanpolitiikassa kaikki on mahdollista: on tärkeää, että Eurooppa voi joka tapauksessa laukaista omia satelliittejaan ilman ulkopuolista apua.
Pitkän tauon jälkeen tämä on nyt jälleen mahdollista.
Vastaa
Luvassa heittoisaa avaruussäätä
Auringon 11-vuotinen aktiivisuussykli on jälleen jotakuinkin huippukohdassaan ja Aurinko on ollutkin kovin riehakkaalla tuulella viime aikoina. Mutta ei niin aktiivisena kuin on ollut tällä viikolla: keskustähtemme pinnalla on todella tuhti auringonpilkkuryhmä – koodinimeltään AR3664 – ja se on roihauttanut avaruuteen useita purkauksia viime päivinä.
Keskiviikosta 8.5. alkaen siitä on lähtenyt viisi massapurkausta suoraan kohti maapalloa. Ensimmäisten niistä odotetaan iskeytyvän Maahan nyt perjantaina ja tulevana viikonloppuna on luvassa varsin rauhatonta avaruussäätä.
Avaruussäätä seuraava Yhdysvaltain liittovaltion sää- ja valtamerentutkimusorganisaation Avaruussääkeskus (NOAA Space Weather Prediction Center) ennustaa viikonlopuksi G4-luokan geomagneettista myrskyä. Näin voimakasta myrskyä ei ole ollut sitten vuoden 2005.
Netissä kiertää paljon ennusteita, joissa povataan jopa ennätyksellisen voimakasta avaruusmyrskyä – koska pilkkuryhmä AR3664 on suurempi kuin vuonna 1859 todella voimakkaan avaruusmyrskyn aiheittanut pilkkuryhmä, innokkaimmat odottavat nyt revontulia hyvinkin etelässä ja suuria ongelmia tekniselle infrastruktuurille ympäri maailman.
Suuri osa tästä on liioittelua, mutta myrsky voi olla voimakas. NOAA:n mukaan on mahdollista, että revontulia voi näkyä jopa Kalifornian pohjoisosissa. Maantieteellisten koordinaattien mukaan tämä tarkoittaisi täällä Euroopassa revontulia jopa Keski-Euroopassa, mutta koska magneettinen pohjoisnapa on hieman Amerikan puolella, tilanne ei ole ihan sama.
Mutta hyvin todennäköisesti viikonlopusta tulee kiinnostava – ja pelottava satelliittioperaattoreille. Voimakkaat avaruusmyrskyt saattavat häiritä ja vaurioittaa satelliitteja, jopa rikkoa niitä kokonaan. Kyse ei ole vain teoriasta, vaan satelliitit ovat olleet hankaluuksissa aurinkomyrskyjen vuoksi ja niitä on jopa sammunut kokonaan.
Parhaillaan satelliittioperaattorit seuraavat tarkasti tilanteen kehittymistä ja saattavat laittaa satelliittejaan passiiviseen varotilaan juuri ennen geomagneettisen myrskyn alkua. Ensimmäiset merkit saapuvasta myrskystä saadaan ACE- ja DSCOVR-satelliiteilta, jotka mittaavat mm. aurinkotuulen nopeutta Lagrangen pisteessä 1 noin 1,5 miljoonan kilometrin päässä Maasta Auringon suuntaan. Myrskyn saapuminen tuolta etäisyydeltä maapallon luokse kestää noin tunnin.
Otin yhteyttä torstaina 9.5. Euroopan avaruusjärjestön avaruussäätoimiston johtajaan Juha-Pekka Luntamaan, ja kyselin hieman tilanteesta. Tuloksena oli puolituntinen juttelu ja se on alla olevassa videossa lähes sellaisenaan.
Juha-Pekka Luntama mainitsee videolla NOAA:n uuden GOES-U -satelliitin, mikä on seuraava avaruussäätä tutkiva, avaruuteen lähetettävä satelliitti. Sen laukaisu tapahtuu näillä näkymin 25. kesäkuuta Falcon Heavy -raketilla Floridasta. Mukana satelliitissa on myös suomalaisen Isaware-yhtiön suunnittelema ja tekemä Auringon röntgensäteilyä tutkiva mittalaite. Se perustuu suomalaisessa Sunstrom -nanosatelliitissa (Isaware ja Kuva Space) testattuun XFM-instrumenttiin.
Videolla kerrotaan myös Euroopan avaruusjärjestön Vigil-satelliitista, joka on tarkoitus laukaista vuonna 2031 ja sijoittaa Maan Lagrangen pisteeseen 5. Se on samalla Aurinkoa kiertävällä radalla maapallon kanssa, mutta 1,5 miljoonaa kilometriä Maan ”perässä”. Sieltä voi siis paitsi nähdä hieman sivusta kuinka aurinkopurkauksen etenevät Auringosta kohti maapalloa, mutta myös havaita Aurinkoa sivusta. Näin Auringon pyöriessä esiin tulevat pilkkuryhmät nähdään ensin Vigilin kuvissa ennen kuin ne tulevat näkyviin maapallon suunnalta otetuissa kuvissa. Näin tieto mahdollisesti vaarallisista aktiivisuusalueista saadaan myös etukäteen.
Lisätietoja Vigilistä on ESAn sivuilla osoitteessa www.esa.int/Space_Safety/Vigil. ESAn avaruussääsivut ovat puolestaan osoitteessa swe.ssa.esa.int; siellä oleva analyysi Auringon pinnalla olevista aktiivisuusalueista näyttää hyvin myös sen, että viikonlopun rauhattomuus saa varmasti jatkoa.
Sääli, että valoisina kesäöinä revontulet näkyvät huonosti!
Vastaa
Starshipin kolmas koelento: onnistuminen vai epäonnistuminen? (sekä että)
Teksti ilmestyi alun perin 22.3.2024.
SpaceX teki viikko sitten torstaina 14. maaliskuuta kolmannen koelennon suurella Starship-raketillaan. Lennolta tuli aivan upean komeita kuvia, ja lisäksi lähes kaikki lennon tavoitteet saavutettiin – tosin ei kuitenkaan ihan kaikkia.
Kerron alla olevalla videolla ja sen pohjalta tehdyssä jutussa (videon alla) mistä oikein oli kyse.
Olen kirjoittaanut useampaankin otteeseen jo Starshipistä, mutta kannattanee kerrata perusasiat siitä.
Se on noin 120 metriä korkea oleva, uudelleenkäytettävä kantoraketti, joka koostuu kahdesta osasta: laukaisun aikaan alimpana olevasta rakettivaiheesta, niin sanotusta boosterista, ja avaruusaluksesta nimeltä Starship. Boosteria kutsutaan myös nimellä Super Heavy.
Vaikka Starship on vain ylimmän osan nimi, myös koko kokonaisuutta kutsutaan samalla nimellä. Siis Starship laukaistaan avaruuteen Starshipillä.
Ensimmäisen vaiheen tehtävänä on yksinkertaisesti nostaa Starship korkealle ja kiihdyttää se suureen nopeuteen. Siinä on 33 Raptor-nimistä moottoria, jotka tuottavat lentoonlähdössä jotakuinkin saman työntövoiman kuin sata Airbus A350-pitkänmatkanlentokonetta (74 400 kN).
Lentonsa päätteeksi boosteri palaa takaisin samaan tapaan kuin Falcon 9 -rakettien ensimmäiset vaiheet nyt. Tai lähes: se ei laskeudu alas laskeutumisjalkojen varaan, vaan laukaisualustalla olevan tornin viereen, jolloin tornissa olevat ”syömäpuikot”, kaksi metallista rakennelmaa, nappaavat siitä kiinni ja laskevat alas laukaisualustalle.
Starshipissä on kuusi Raptoria, joiden voimin se jatkaa ylemmäs ja avaruuteen. Kolmessa näistä on suuremmat suuttimet ja pieniä muutoksia, jotka tekevät niistä paremmat avaruuden tyhjiössä toimintaa varten.
Aluksen pinnassa on 18 000 pientä lämpösuojatiiltä, jotka suoraavat alusta maahanpaluussa ilmakehän kitkakuumennusta vastaan. Tiiliä on vain toisella puolella, ”mahapuolella”, joka ottaa vastaan ilmakehän kärvennyksen.
Nokassa ja perässä olevat siivekkeet puolestaan auttavat ohjaamaan alusta maahan palatessa. Alus putoaa alaspäin maha edellä, ja vempauttaa itsensä pystyasentoon laskeutumista varten vasta juuri ennen laskeutumista alas pystyasennossa rakettimoottorien varassa.
SpaceX teki ensin koelentoja pelkällä Starshipillä, jolloin se nousi rakettiensa avulla 10 kilometrin korkeuteen ja putosi sieltä alas samaan tapaan kuin putoaisi avaruudesta. Tuloksena oli ensin komeita räjähdyksiä, mutta lopulta temppu onnistui.
Sitten testattiin rakettivaiheen ja Starshipin kokonaisuutta.
Ensilento oli 20. huhtikuuta viime vuonna, ja lento päättyi noin kolmen minuutin lennon jälkeen 39 kilometrin korkeudessa, kun raketti alkoi pyöriä ja räjähti. Monet boosterin moottorit rikkoontuivat laukaisun aikaan ja nousussa, jolloin raketin ohjaaminen ei lopulta enää onnistunut.
Boosteriin ja Starshipiin tehtiin sen jälkeen monia muutoksia, ennen kaikkea raptor-moottoreihin ja niiden ripustukseen. Toinen koelento tapahtui marraskuun 18. päivänä.
Nyt päästiin jo pitemmälle: boosteri toimi kuten pitikin siihen saakka, kun Starship irtosi sen päältä ja jatkoi lentoaan. Raketti räjähti varsin pian irrotuksen jälkeen noin 90 kilometrin korkeudessa.
Starship pääsi noin 149 kilometrin korkeuteen, jolloin yhteys siihen menetettiin.
Ja nyt 14.3. siis oli vuorossa kolmas koelento, ja nyt melkein kaikki meni nappiin.
Kuinka kolmas koelento sujui?
Laukaisu tapahtui aamulla klo 8.25 paikallista aikaa. Raketti nousi ilmaan ja kaikki sen 33 moottoria syttyivät kuten oli tarkoitus – ja toimivat lopulta koko nousun ajan.
Kun aikaa laukaisusta oli kulunut 2 minuuttia ja 42 sekuntia, kaikki boosterin moottorit, paitsi keskellä olevat kolme moottoria, sammutettiin. Näin raketin kiihtyvyys pieneni, mutta ei loppunut kokonaan. Pientä kiihtyvyyttä tarvittiin vaiheiden aktiivisen irroituksen vuoksi: Starship sytytti moottorinsa ja se irroitettiin boosterista. Starship kiihdytti kuudella moottorillaan eteen- ja ylöspäin, kun taas boosteri puolestaan kääntyi sivuun. Se sytytti hieman lisää moottoreita, joiden voimin se muutti lentorataansa, hidasti nopeuttaan ja kääntyi samalla asentoon, missä peräpää osoitti eteenpäin. Boosteri tuli alas takaisin ilmakehään siis moottoripuoli edellä.
Vaikka boosteri oli yli sadan kilometrin korkeudessa, sen pudotessa alas ei tapahdu niin suurta ilmanvastuksen vuoksi tulevaa kitkakuumennusta kuin avaruusaluksen saapuessa alas. Boosterilla on vähemmän nopeutta, ja siksi ilmanvastus kurittaa sitä väkemmän. Raketti on suunniteltu kestämään tämä lämmitys – itse asiassa rakettimoottorien kuumaa kestävät suuttimet ovat nyt vähän kuin lämpökilpi.
Tällä koelennolla boosteri aiottiin ohjata laskeutumaan meren pinnalle samaan tapaan kuin se laskeuisi myöhemmin laukaisupaikalleen. Laskeutumisen jälkeen se uppoaisi mereen, eikä sitä käytettäisi siis uudelleen.
Videokuvissa näkyi hyvin, kuinka boosteri ohjasi asentoaan ritilämäisillä ohjaimillaan Falcon 9:n ensimmäisten vaiheiden tapaan. Mitä alemmas se tuli ilmakehässä, sitä innokkaammin ritilät liikkuivat. Laskeutuminen näytti ainakin sujuvan aina alas noin kuuden kilometrin korkeuteen, jolloin raketti lensi pilvikerroksen ja todennäköisesti tuulivyöhykkeen läpi. Sen jälkeen ohjaimet alkoivat liikkua hyvinkin nopeasti ja äkkinäisesti, ja selvästikin niillä oli vaikeuksia pitää asentoa haluttuna.
Sitten, noin kilometrin korkeudessa, kun keskellä olevien 13 moottorin oli tarkoitus syttyä jarrutuspolttoon, niin vain kolme käynnistyi ja kaksi niistäkin vain lyhyeksi aikaa. Raketti räjähti 462 metrin korkeudessa meren pinnasta; todennäköisesti sen oma itsetuhojärjestelmä toimi, kun lentotila ei ollut enää sellainen mikä sen piti olla. Kenties ilmakehään saapuminen oli vaurioittanut moottoreita.
Boosterin lento siis sujui oikein hyvin aivan loppua lukuun ottamatta.
Kun ajattellaan sen päätehtävää, eli Starshipin viemistä kohti avaruutta, niin tämä onnistui, kuten onnistui myös edellisellä lennolla.
Normaalisti kantorakettien ensimmäiset vaiheet putoavat alas ja molskahtavat mereen. Jos Starship olisi perinteinen raketti, eikä tavoitteena olisi uudelleenkäytettävyys, niin nämä kaksi edellistä lentoa olisivat olleet onnistuneita.
Starship käytti moottoreitaan suunnitellun ajan ja sammutti ne noin kahdeksan ja puolen minuutin kuluttua laukaisusta. Silloin se oli avaruudessa noin 150 kilometrin korkeudessa lähes 27 000 kilometrin tuntinopeudella.
Tällä koelennolla tarkoitus ei ollut asettua kiertämään maapalloa tai nousta kovin korkealle, vaan lentää ikään kuin pitkässä heittoliikkeessä toiselle puolelle maapalloa. Alus ohjattiin radalle, jolla se putosi Intian valtamereen jotakuinkin kiertoratanopeudella. Kiertoradalla pysymiseenhän tarvitaan riittävän nopeuden lisäksi oikea lentosuunta; nyt rata oli hyvin pitkä ns. suborbitaalinen rata. Samankaltainen kuin mannertenvälisen ohjuksetkin käyttävät.
Korkeimmillaan Starship oli 240 kilometrin korkeudessa. Se olisi voinut helposti käyttää moottoreitaan pitempään, nousta korkeammalle ja muuttaa ratansa siten, että se olisi jäänyt kiertämään Maata, mutta se ei siis ollut nyt tarkoituksena.
Aikomus oli kuitenkin käyttää moottoreita myöhemmin lennon aikana, jotta niiden kyky käynnistyä uudelleen avaruudessa olisi voitu todentaa. Tätä ei kuitenkan tehty, koska alus pyöri avaruudessa jostain syystä nopeammin kuin oli aikomus.
Lennolta tulleessa videokuvassa näkyi hyvin, kuinka Starship pyöri, ja vaikka se oli kaunista, se ei ollut tarkoitus.
Toinen lyhyen avaruuslennon aikana tehtäväksi suunniteltu koe oli aluksen rahtitilan luukun avaaminen ja sulkeminen. Se onnistui – ainakin osittain, sillä SpaceX ei ole kommentoinut, eikä kuvista voinut nähtä kunnolla kuinka paljon luukku avautui.
Leveä ja matala luukku on suunniteltu uuden sukupolven Starlink-satelliittien lähettämiseen, koska SpaceX aikoo käyttää Starshipiä tähän. Tämä auttaa paitsi saamaan suurempia satelliitteja avaruuteen, niin myös lentojen avulla saadaan kokemusta Starshipin lentämisestä ja sitä voidaan kehittää eteenpäin. Osasyy Falcon 9:n luotettavuuteen tulee myös siitä, että sen avulla on laukaistu paljon Starlink-satelliitteja.
Kuvissa näkyi hyvin myös aluksen valtavan suuri rahtitila. Se on 17 metriä pitkä ja 8 metriä leveä. Siinä on tuhat kuutiometriä tilaa, eli aluksella voitaisiin lähettää jopa pieniä avaruusasemia kokonaisena avaruuteen, tai mitä muuta tahansa suurikokoista. Satelliitteja ei täytyisi enää tehdä origamiperiaatteella, koska nyt ne täytyy pakata tiiviiksi, raketin nokkaan mahtuviksi paketeiksi. Rahtiovi muutetaan myöhemmin suuremmaksi.
Tilaan voi laittaa myös matkustamon, missä periaatteessa voisi olla satakin ihmistä.
Kuorman massa voi olla 150 tonnia, tai jos rahdin massa halutaan maksimoida, niin sata tonnia enemmän. Silloin boosteria ja Starshipiä ei käytettäisi uudelleen, vaan niiden ajoaineet käytetään viimeiseen pisaraan.
Kolmas lennon testi koski ajoaineita, siis nestehappea ja -metaania. Niitä siirrettiin Starshipin päätankeista nokkatankkeihin ja takaisin. Aluksessa on siis aivan nokassa kaksi pienempää tankkia, joiden avulla aluksen massakeskipistettä voidaan pitää keskellä laskeutumisen aikana.
Testi, joka onnistui, oli tärkeä myös siksi, että kryogeenisten polttoaineiden siirtämisestä avaruudessa ei ole juurikaan kokemusta. Happi ja metaani ovat erittäin kylmiä, ja niiden säilytys ja siirtäminen on vaikeampaa kuin lämpimämpien ajoaineiden. Kun Starshipeillä mennään myöhemmin Kuuhun, pitää ne tankata avaruudessa, ja siksi tämä tankkitemppu oli merkittävä.
SpaceX käytti tätä lentoa myös testatakseen tiedon siirtämistä raketista Starlink-satelliittien avulla. Se onnistui erinomaisesti: kuvat avaruudesta olivat todella hienoja, ja yhteys toimi lähes koko ajan. Kuvien lisäksi lähetettiin telemetriatietoja. Se, että satelliittiverkkoa voidaan käyttää myös tähän, helpottaa huomattavasti toimia, koska laajaa maa-asemaverkkoa ei enää tarvita.
Kuvissa näkyi myös se, että aluksesta irtosi osia. Ne olivat kenties lämpökilven palasia. Erityisen paljon niitä irtosi, kun alus oli iskeytymässä ilmakehään. Kuvat paljastivat myös sen, että alus ei pyörimisensä vuoksi osunut ilmakehään nätisti maha edellä.
Kun laukaisusta oli kulunut noin 45 minuuttia ja alus oli tulossa alaspäin noin sadan kilometrin korkeudessa, alkoi siellä ylhäällä oleva harva kaasu alkaa vaikuttaa alukseen. Vakaajan viereen ilmestyi heikko hohde, joka oli merkki siitä, että ilma alkoi muuttua plasmaksi, kuumaksi sähköisesti varatuksi kaasuksi.
Ilmanvastus sai pyörimisen hieman rauhoittumaan, mutta nähtävästi peräpuoli aluksesta sai selvästi enemmän kuumennusta kuin oli aikomus.
Koskaan aikaisemmin ei kuumennusta ilmakehässä ole nähty näin hienosti ja selvästi. Starlinkit onnistuivat pitämään yllä yhteyttä hyvin pitkään; normaalisti plasma häiritsee radiosignaalia niin paljon, että yhteys katkeaa muutamaksi minuutiksi vähintään. Voi olla, että Starshipin suuri koko auttoi myös tässä, sillä signaali pääsee ylös satelliitteihin ikään kuin aluksen ilmakehään raivaaman aukon kautta.
Nyt tätä ei pystytty vielä näkemään, sillä emme tiedä, johtuiko yhteyden katkeaminen itse asiassa siitä, että alus tuhoutui kuumennuksessa. Yhteys nimittäin ei koskaan palautunut. Viimeinen signaali aluksesta saatiin kohdassa 49 minuuttia laukaisun jälkeen, jolloin alus oli noin 65 kilometrin korkeudessa.
Oliko lento onnistunut vai ei?
Lento ei sujunut kuten SpaceX oli kaavaillut, mutta yhtiön periaate on kurottaa pitkälle ja olla tyytyväinen, vaikka ihan kaikkea ei saavutettaisikaan. Kuten nyt.
Vaikka kumpikin alus tuhoutui lopuksi, oli lento menestys ja iso askel eteenpäin kohti Starshipien saamista käyttöön. Ja kuten mainitsin jo aikaisemmin, jos kyseessä olisi ollut perinteinen kantoraketti, niin tämä olisi ollut jo toinen onnistunut lento.
SpaceX:n päämäärä on kauempana, ja sen yksi tavoite on saavuttaa myös Starshipien valmistamisessa ja lennättämisessä rutiini. Elon Musk on todennut, että Starshipin saamiseen käyttökuntoon menee kenties viisikin lentoa. Tämä oli kolmas, ja lento onnistui jo lähes.
Kiinnostavaa on myös se, että SpaceX:n mukaan yhden Starship-kokonaisuuden, siis boosterin ja avaruusaluksen, valmistaminen ja laukaiseminen maksaa nykyisin noin 100 miljoonaa dollaria. Tuolla hinnalla niitä kannattaisi laukaista myös kertakäyttöisinä, sillä esimerkiksi tulevan eurooppalaisraketti Ariane 6:n isoimman version laukaisu maksaa jotakuinkin saman verran. Itse asiassa hieman enemmän.
Suorituskyvyssä ero rakettien välillä on hurja: Ariane on joka tapauksessa kertakäyttöinen, ja se pystyy nostamaan maksimissaan noin 21 tonnia matalalle kiertoradalle, kun lähtökohtaisesti uudelleenkäytettävä Starship pystyy nostamaan vähintään 150 tonnia ja sen rahtitila on paljon suurempi. Starship voisi nostaa Ariane 6:n osina avaruuteen.
SpaceX:n tapauksessa näitä alusten tuhoutumisia miettiessä kannattaa myös muistaa se, miten Falcon 9:n ensimmäisten vaiheiden laskeutumiset aluksi menivät monen monta kertaa enemmän tai vähemmän pieleen, mutta nyt ne toimivat hyvin luotettavasti. Ne ovat tehneet jo yli 275 onnistunutta lentoa ja laskeutumista, ja näistä parisataa on mennyt peräjälkeen jo ilman yhtään epäonnista laskeutumista välissä. Se on huima saavutus.
Kaikki viittaa siihen, että Starshipin kanssa käy samoin: lento lennolta epäkohtia karsitaan pois ja kuten nytkin, joka kerralla päästään pitemmälle.
Yhtiöllä on jo valmiina boostereita ja aluksia useampaankin koelentoon, ja aikomuksena on tehdä tänä vuonna vielä kuusi lentoa lisää. Tällä, että lentoja tehdään usein, on myös se hyvä puoli, että raketista, sen lentovalmisteluista ja lennättämisestä saadaan kokemusta. Siitä tulee rutiinia.
Saa nähdä milloin seuraava koelento on, mutta jos tosiaan tänä vuonna on tulossa vielä kuusi lentoa, niin kenties puolentoista kuukauden kuluttua lennetään taas. Siihen, että Starshipit lentävät yhtä normaalisti kuin Falcon 9:t, niin siihen menee varmastikin pari vuotta. Ja silloin ne nousevat taivaalle Teksasin lisäksi Floridasta. SpaceX:n mukaan tulevaisuudessa lentoja voisi olla joka päivä.
Näyttää siltä, että tämän kolmannen koelennon jälkeen ei kannata enää sanoa ”jos Starship toimii”, vaan pohtia milloin se on käytössä.
Tulossa on suuri mullistus avaruustoimintaan, eikä vain SpaceX ole tekemässä sitä. Näitä Starshipin koelentoja katsellessa on hyvä muistaa, että Blue Origin -yhtiön lähes saman kokoinen ja myös uudelleenkäytettävä New Glenn tekee tänä vuonna ensilentonsa.
Moi Jari. Mainitsit ohimennen jossain satellitissa olevan jonkinlainen ”sähköjarru”?
Voisitko paljastaa tästä lisää? Jos oikein ymmärsin niin se oli suomalainen keksintö ja kenties hyvä kokonaisen videon aiheeksi?
Olisipa aiheeksi hyvinkin! Kyseessä on Ilmatieteen laitoksella tutkijana olevan Pekka Janhusen keksintö sähköpurjeesta, jota voidaan käyttää myös jarruna. Lisätietoja mm. täällä https://fi.wikipedia.org/wiki/Sähköpurje (mutta laitan myös videoidealistalleni!)