Webb tanssii taivaalla Lagrangen ja Lissajousin kanssa
James Webb -avaruusteleskooppi saapui eilen maanantaina asemapaikalleen Lagrangen pisteessä 2. Olen itsekin kertonut näin teleskoopista tekemissäni jutuissa, vaikka oikeasti lause on vähän väärin: Webb, kuten muut L2:ssa ”olevat” avaruuslaitteet, kiertävät pistettä väkipakolla. Ellei niitä paimennettaisi, ne karkaisisivat omille teilleen planeettainvälisessä avaruudessa.
Terveisiä kiertoradalta herää taas horroksestaan ja menee hieman erikoisemmalle kiertoradalle, Lagrangen piste 2:n ympärillä olevalle sellaiselle.
L2 on ollut minulle kovin läheinen asia pitkän aikaa, sillä pääsin seuraamaan toimittajahattu päässäni varsin läheisesti paitsi nyt James Webb -teleskoopin tekemistä ja laukaisemista, niin myös sitä edeltäneiden L2:een lähetettyjen Planck, Herschel ja Gaia -alusten tekemistä.
Tähtitieteilijälle Lagrangen piste 2 onkin rakas, sillä se sopii erinomaisesti juuri taivaan tarkkailuun. Se on noin 1,5 miljoonan kilometrin päässä maapallosta, meistä ”ulospäin” aurinkokunnassa katsottuna. Maa, Aurinko ja Kuu ovat sieltä katsottuna samalla suunnalla, ja siksi havaintoja voidaan tehdä koko ajan katsomalla niistä poispäin. Noin 40 % taivaasta on koko ajan havaittavissa, kun otetaan huomioon varoalueet Auringon suunnalla (herkillä havaintolaitteilla ei kannata vilkaistakaan Auringon suuntaan), ja vuoden kuluessa L2:ssa oleva teleskooppi pystyy skannaamaan hyvin koko tähtitaivaan.
Eurooppalaisen tähtitaivaan kartoittajan Gaian lisäksi L2-pisteessä on tällä haavaa lisäksi venäläis-saksalainen röntgenteleskooppi Spektr-RG. Ja nyt siis myös James Webb -teleskooppi.
Mikä on Lagrangen piste?
Taustalla on kuuluisa kolmen kappaleen ongelma, eli kysymys siitä, miten kolmen kappaleen liikeradat lasketaan, kun ja jos näiden kappaleiden massat, sijainnit ja nopeudet tunnetaan jonain tiettynä hetkenä.
Painovoimalait muotoillut Isaac Newton pohti tätä kinkkistä asiaa jo vuonna 1687 kuuluisassa Principia-kirjassaan, mutta Leonhard Euler sai niistä esiin jo jotain konkreettista noin 80 vuotta myöhemmin. Hän löysi kolme tasapainopistettä, missä oleva pienimassainen kappale pysyisi jotakuinkin paikallaan ollessaan kahden suuren kappaleen läheisyydessä.
Pisteitä ei kuitenkaan kutsuta Eulerin pisteiksi vaan Lagrangen pisteiksi siitä syystä, että Joseph-Louis Lagrange julkaisi vuonna 1772 kirjoituksen nimeltä ”Essee kolmen kappaleen probleemasta”, ja siinä hän määritteli kaikkiaan viisi pistettä, missä vetovoimat jotakuinkin kumoavat toisensa kolmen kappaleen järjestelmässä.
Kyse on siis siitä, että kaksi suurehkoa ja massiivista kappaletta muodostavat ympärilleen painovoimakentän, missä on viisi aluetta, joihin kolmas, selvästi pienempi kappale jää vähän kuin jumiin; kappaleet vetävät sitä puoleensa samalla voimalla, joten se ei ala putoamaan kohti jompaa kumpaa kappaletta, vaan on vähän kuin nalkissa.
Tarkalleen ottaen Lagrangen pisteissä kahden toisiaan kiertävän massapisteen vetovoimat sekä keskipakoisvoima kumoavat toisensa niin, että edellisiin verrattuna selvästi pienempi kolmas massa voi pysytellä niissä paikoillaan suhteessa kahteen isompaan kappaleeseen.
Maan ja Auringon tapauksessa piste 1, Lagrangen piste 1 eli L1, sijaitsee 1,5 miljoonaa kilometriä Maasta Auringon suuntaan ja L2 on saman verran meistä poispäin. L3 on puolestaan Maan etäisyydellä Auringosta täsmälleen vastakkaisella puolella Aurinkoa Maasta katsottuna.
L4 ja L5 ovat Maan radalla meistä katsottuna 60° kulmassa Auringosta katsottuna Maan vieressä. Ne siis kiertävät Aurinkoa samaan tapaan kuin Maa.
Jos L2 on omiaan tähtitieteellisille havainnoille, sopii L1-piste, joka on 1,5 miljoonan kilometrin päässä Maasta Auringon suuntaan, hyvin Aurinkoa tarkkaileville laitteille. Siellä on esimerkiksi SOHO-aurinko-observatorio.
L3 sijaitsee puolestaan täsmälleen Auringon toisella puolella, joten siellä olevaan laitteeseen ei voi olla suoraan yhteydessä. Sen sijaan jos olisi vieras sivilisaatio, joka koittaa hivuttautua Aurinkokuntaamme ihmiskunnan huomaamatta, niin veisin avaruusalukseni juuri Maan L3-pisteeseen.
L4- ja L5-sopisivat hyvin myös Aurinkoa tarkkaileville avaruusaluksille. Jos tässäkin mennään hieman tieteistarinoiden puolelle, niin nämä pisteet olisivat myös erinomaisia paikkoja avaruusasemille, sillä ne olisivat varsin lähellä Maata ja niistä olisi kätevää lähteä myös matkaamaan ympäri Aurinkokuntaa.
Lissajous ja hänen jännä ratansa
Siinä missä pisteisiin 4 ja 5 laitetut avaruuslaitteet pysyvät paikoillaan varsin hyvin, pyrkivät pisteissä 1, 2 ja 3 olevat laitteet karkaamaan pois. Käytännössä ne ajautuisivat vähitellen omille teilleen, ellei niitä pidettäisi pienin ratamuutoksin paikoillaan.
Ja paikallaan oleminen tarkoittaa tässä jännää rataa pisteen ympärillä. Fyysikko Jules Antoine Lissajous kehitti 1800-luvun puolivälissä soikiomaisesti epäkeskoja rinkuloita ja sellainen on myös hänen nimeään kantava rata, jollaisella Lagrangen pisteen ymärillä avaruuslaitteet kiertävät.
Niin sanotulla haloradalla Lagrangeen pisteen ympärillä oleva avaruusalus tarvitsee vain silloin tällöin pieniä ratakorjauksia, eli se pystyy olemaan tällaisella radalla hyvin pitkän aikaa.
Niinpä L1- ja L2-pisteissä ”olevat” avaruusalukset tekevät koko ajan pientä rinkulaa tyhjässä avaruudessa olevan matemaattisen pisteen ympärillä. Ja jotta näillä seuduilla ei tulisi tungosta, pyritään avaruusalukset vempauttamaan pois Lissajousin radalta Aurinkoa kiertämään toiminta-aikansa päätteeksi viimeisillä polttoainepisaroilla.
Näin tehtiin esimerkiksi Herschel- ja Planck-observatorioille, ja niin tehdään aikanaan myös Webbille.
Esimerkiksi Herschel kiertää nyt Aurinkoa radalla, joka on hieman maapalloa kauempana Auringosta. Se tulee tällä radallaan noin 300 vuoden kulutta uudelleen maapallon läheisyyteen, mutta pysyttelee silloinkin turvallisen välimatkan päässä – siitä ei ole meille tai muille avaruuslaitteille haittaa.
Miten Lagrangen pisteeseen mennään?
Otetaan esimerkiksi Webb. Kun se laukaistiin matkaan joulupäivänä 2021, sysäsi Ariane 5 -kantoraketti sen suoraan siirtoradalle kohti Lagrangen pistettä. Eli Arianen ylin vaihe sompasi reittiään siten, että Webb irtosi maapallon painovoimaikeestä ja siirtyi sellaiselle Aurinkoa kiertävälle radalle, millä Webb saapuisi noin kuukautta myöhemmin sellaiseen kohtaan avaruudessa, missä rakettimoottoria käyttämällä se voisi vääntäytyä L2:n ympärillä olevalle Lissajousin haloradalle.
Tämä vaatii tietysti aika tarkkaa ratalaskentaa ja suunnistamista niin Ariane-rakettien lennättäjiltä kuin Webbin matkantekoa ohjaavalta lennonjohdolta.
24. tammikuuta klo 21 Suomen aikaa illalla Webbin pienet rakettimottorit heräsivät henkiin ja toimivat lähes viiden minuutin ajan (297 sekuntia). Jarruttamisen sijaan moottoreilla lisättiin hieman Webbin nopeutta, noin 1,6 metriä sekunnissa, jolloin se asettui nätisti halutulle radalle.
Koska laukaisu tapahtui niin tarkasti, ettei matkalle L2:n luo tarvittu suuria ratakorjauksia, ja koska saapuminen perillekin sujui erittäin hyvin, on teleskoopilla nyt polttoainetta noin 20 vuoden toimintaa varten. Tästä eteenpäin sitä tarvitaan niihin pieniin ratamuutoksiin, joiden avulla Webb pysyttelee radallaan, ja lisäksi satunnaisesti suurempi asennonkorjauksiin.
Webbin tekeminen, laukaisu ja sen käyttäminen avaruudessa ovat oman juttunsa väärti, mutta tässä yhteydessä tärkeintä on vain se, että kaikki on mennyt paljon paremmin kuin uskallettiin toivoa. Teleskoopin tekeminen oli hidasta ja täynnä hankaluuksia, kun tekniikan rajoja puskettiin monella eri kulmalla, mutta kaikki testaaminen ja erilaisiin vikatilanteisiin varautuminen tuotti selvästi hedelmää.
Raketin nokkaan tiukaksi paketiksi kääritty teleskooppi saatiin avattua suunnitellusti ja nyt sen suuren pääpeilin muodotavia pienempiä kuusikulmaisia peilejä ollaan suuntaamassa. Peilin muotoa voidaan siis muuttaa ja säätää vielä avaruudessa, ja näin tullaan tekemään koko teleskoopin toiminnan ajan. Nyt aluksi tehtävä ensimmäinen säätö on silti kaikkein tärkein, koska nyt 18 peiliosaa säädetään millimetrin absurdisosan tarkkuudella paikalleen.
Sen jälkeen neljää mittalaitetta aletaan ottaa käyttöön, säätää ja kalibroida, ja lopulta kesällä teleskooppi aloittaa rutiininomaiset havainnot.
Mutta Webbiin ennätän palaamaan vielä moneen kertaan.
Yksi kommentti “Webb tanssii taivaalla Lagrangen ja Lissajousin kanssa”
Vastaa
Onko kiertoradalla pian neljä avaruusasemaa? Tilaa tarvitaan turisteille ja tietokonesaleille.
Kiina laukaisi torstaina 29.4. aamulla avaruuteen uuden avaruusasemansa ensimmäisen moduulin. Se toimii keskuksena suurelle kiinalaiselle avaruusasemalle, Tianhelle.
Kyseessä on jo kolmas Kiinan avaruusasema, sillä tätä ennen kiertoradalla on ollut jo kaksi Tiangong-asemaa: ensimmäinen laukaistiin vuonna 2011 ja sen seuraaja Tiangong 2 2016. Näiden kahden aseman avulla on valmistauduttu isomman aseman tekemiseen, ja kiinalaisavaruuslentäjät ovat työskennelleet asemilla pisimmillään noin kuukauden ajan.
Myös nyt kolme taikonauttia valmistautuu nousemaan uudelle avaruusasemalle. Näillä näkymin heidän lentonsa tapahtuu kesäkuussa, ja se katkaisee jo kuuden vuoden ajan jatkuneen hiljaiselon kiinalaisten avaruuslentäjien lennoissa. Edellisen kerran Kiina lähetti ihmisiä avaruuteen vuonna 2016.
Tilanne avaruusasemien suhteen on muutenkin kiinnostava, sillä näillä näkymin niitä on lähdössä avaruuteen useita lähivuosina. Eri vaiheissa olevia suunnitelmia on kymmenkunta, mutta tuskinpa neljää enempää nähdään ihan pikaisesti.
Tosin neljäkin on jo aika paljon, ja niitä kannattaa tutkailla tarkemmin. Niinpä tässä tulee pieni päivitys siihen, mitä tällä avaruusasema-alalla oikein on tapahtumassa.
Kansainvälinen avaruusasema ISS
Maata on kiertänyt jo yli 20 vuoden ajan Kansainvälinen avaruusasema, ISS eli International Space Station, jonka tekemisessä ovat olleet mukana Yhdysvallat, Venäjä, Eurooppa, Kanada ja Japani.
Huhtikuun lopussa siellä oli vipinää, kun paikalla oli peräti 11 avaruuslentäjää: kaksi SpaceX:n Dragon-aluksilla sinne saapunutta nelihenkistä miehistöä ja yksi Sojuz-miehistö. Kyseessä oli suurin väkimäärä asemalla sitten avaruussukkula-aikojen, jolloin parhaimmillaan ryhmäkuvissa leijui 13 henkilöä.
Nyt kun Nasa ja länsimaat voivat käyttää omaa avaruusalustaan (ja toivottavasti pian myös Boeingin avaruusalusta), on aseman käyttö lisääntynyt huomattavasti. Kolmihenkisten miehistöjen sijaan astronautteja voi olla neljä, ja lentoja tullaan pian tekemään perinteisen noin kolmen kuukauden välein tapahtuvan kierron lisäksi muulloinkin.
Puolet aseman asukkaista vaihdetaan kolmen kuukauden välein, eli avaruuslentäjät ovat normaalisti avaruudessa noin puoli vuotta kerrallaan. Pian kuitenkin asemalle mennään myös lyhyemmille keikoille – tähän mennessä näitä noin viikon kestäneitä pikavisiittejä on tehty vain Sojuz-alusten vaihdon yhteydessä, ei varta vasten.
Venäläiset ovat hieman nyreissään nykytilanteesta, koska iso osa Venäjän avaruusohjelman tuloista on kadonnut. Läntisten avaruuslentäjien kuljetuspalvelu on ollut heille tuottoisaa toimintaa, ja sillä on rahoitettu myös heidän omien kosmonauttiensakin lentoja. Niinpä Venäjä on jo nyt supistanut toimintaansa avaruusasemalla siten, että sikäläiset miehistöt ovat asemalla pääasiassa pitämässä sen venäläisosaa toimintakunnossa. Kosmonautteja on myös avaruudessa vähemmän.
Venäläinen avaruusasema?
Aivan kokonaan läntiset tilauslennot eivät vielä loppuneet, sillä viimeisimmällä Sojuz-lennolla oli mukana vielä yksi Nasan astronautti, Mark Vande Hei, mutta tämän jälkeen listalla on vain venäläisiä – sekä mahdollisia avaruusturisteja, mutta heidänkin lennättämisessä SpaceX on vetänyt pitemmän korren.
Samalla myös poliittiset paineet länsimaiden kanssa tehtävän tiiviin avaruusyhteistyön päättämiseen ovat kasvaneet Venäjällä. Itänaapurimme on uhkaillut jo jonkin aikaa oman osansa irrottamisella avaruusasemasta. Se voisi muodostaa ytimen uudelle venäläiselle avaruusasemalle.
Venäjän avaruushallinto Roskosmos on esitellyt suunnitelmiaan ainakin venäläisille avaruusharrastajille. Esillä on ollut myös ”uuden avaruusaseman” ensimmäinen moduuli, NEM.
Venäjä aikoo kuitenkin liittää ensin Kansainvälisen aseman omaan osaansa ensi kesänä uuden moduulin, pitkään viivästyneen tutkimuslaboratorion. Myös tätä Nauka-moduulia voitaisiin myös myöhemmin käyttää uudessa, mahdollisessa asemassa. Uusi moduuli onkin tarpeen, sillä alkuperäisissä avaruusaseman venäläisosissa, keskusmoduuli Zarjassa ja huoltomoduuli Zvezdassa, on yhä enemmän vikoja ja pieniä vuotoja.
Ilman Kremlistä tulevaa suurta lisäpanostusta ei uusi avaruusasema kuitenaan toteudu, joten Venäjä jatkanee Kansainvälisellä avaruusasemalla ja haaveilee paluusta samanlaiseksi avaruuden suurvallaksi kuin se oli aikanaan.
Kaupallinen avaruusasema on enää ajan kysymys
Myös Yhdysvalloissa on suunnitelmia uusien avaruusasemien tekemisestä, tosin kaupallisin perustein. Pisimmällä olevan Axiom-yhtiön tarkoituksena on liittää ensin avaruusasemaan oma moduulinsa ja käyttää sitä myöhemmin oman, erillisen avaruusaseman siemenenä.
Uudet avaruusasemat voisivat toimia kaupallisin perustein tutkimuslaboratorioina tai tehtaina, mutta lisäksi usein ehdotellaan niiden käyttämistä avaruusturistien hotelleina.
Tuorein ajatus on käyttää avaruusasemia datakeskuksina. Satelliitit keräävät koko ajan enemmän ja enemmän tietoa, ja sen käsittely paikan päällä avaruudessa vähentäisi tiedonsiirtotarvetta. Lisäksi avaruudessa voitaisiin käyttää ilmaista aurinkovoimaa.
Kun Starlinkin ja muiden avaruudessa olevien, ennen kaikkea nettiyhteyksiä varten perustettujen tietoliikennesateliittikonstellaatioiden suosio kasvaa, olisi kätevää pitää netin solmukohtia avaruudessa. Tieto liikkuisi nopeammin ja ympäristökin kiittäisi, kun energiasyöpöt serverit sekä tietolinkit eivät olisi maapallolla.
Yllättävin avaruudessa olevia datakeskuksia puoltava syy on tietoturva. Kaikki yhteydet sisään ja ulos voidaan tarpeen tullen katkaista, ja normaalioloissa tietovirtojen seuranta on helppoa. Myös taivaalliseen tietokonesaliin hiippailevat kutsumattomat vierailijat olisivat todennäköisesti hyvin harvinaisia.
Voi olla, että pelkästään tästä syystä avaruuteen lähetetään uusia avaruusasemia useitakin lähivuosina. Tosin on mahdollista, että ihmisiä ei paljoa tarvita niiden ylläpitoon.
Se, mitä Kansainväliselle avaruusasemalle tapahtuu, ei ole vielä tiedossa. Nykyisen suunnitelman mukaan ISS-avaruusasema jäisi toimettomaksi vuoden 2025 jälkeen. Joko sen ylläpito annetaan kaupalliselle toimijalle tai se sysätään syöksymään alas ja tuhoutumaan Tyynen valtameren eteläosien päällä.
Taivaallinen palatsi rakenteilla
Kirjoitin jo vuoden alussa Kiinan uudesta avaruusasemasta, ja nyt sen rakentaminen on siis alkanut. Siinä missä aikaisemmat kaksi Tiangong-asemaa olivat väliaikaisia, liitetään tähän nyt Maata kiertävään moduuliin myöhemmin ainakin kolme laajennusosaa.
Lopulta asema on kooltaan ja ulkonäöltään vähän kuin ammoinen venäläisasema Mir.
Tämä nyt laukaistu Tianhe on sen keskusmoduuli, missä ovat asuintilat taikonauteille sekä kaikki tarvittava avaruusaseman toiminnoille: asennonsäätö, aurinkopaneelit sekä sähkönjakelujärjestelmät, tietoliikenne ja rakettimoottorit, joilla voidaan hallita aseman ratakorkeutta. Se on varsin suuri, sillä sen pituuus on noin 16 metriä halkaisija yli neljä.
Telakointiportteja on kuusi, joten niitä riittää hyvin vieraileville avaruusaluksille ja suunnitteilla oleville laajennusosille.
Laboratoriomoduulit Wentian ja Mengtian liitetään asemaan vuonna 2022 sekä avaruusteleskoopin sisältävä osa nimeltä Xuntian myöhemmin.
Aseman sisälle pääsee vierailemaan tässä kiinnostavassa VR-sivustossa.
Kiinassa on 18 taikonauttia valmistautumassa avaruusasemalennoille, ja heistä ensimmäiset laukaistaan todennäköisesti kesäkuussa matkaan. Heidän tehtävänään on ottaa asema käyttöön ja valmistella sitä ensi vuonna tapahtuviin uusien moduulien liittämisiin.
Kun ensimmäiset lennot kestäisivät varmaankin kuukauden päivät, voisivat taikonautit olla lopulta valmiilla asemalla useampia kuukausia kerrallaan samaan tapaan kuin avaruuslentäjät nyt ovat Kansainvälisellä avaruusasemalla.
Kiinnostavan lisänsä Kiinan avaruusasemahankkeeseen tuo Venäjän ja Kiinan mahdollinen tuleva yhteistyö. Maat kertoivat suunnittelevansa yhdessä kuuaseman perustamista, ja huhujen mukaan Venäjä ehdotti kiinalaisten avaruusaseman radan muuttamista sellaiseksi, että Kansainvälisessä avaruusasemassa olevat venäläismoduulit voitaisiin siirtää osaksi kiinalaisasemaa. Kiina ei innostunut tästä, mutta on tarjonnut yhteistyötä aseman käytössä.
Kiina on tosin tehnyt saman tarjouksen myös muille maille, ja täällä Euroopassa mietitään asiaa. Euroopan avaruusjärjestö on pitänyt suhteita auki Kiinaan ja muutamat eurooppalaiset astronautit ovat käyneetkin tutustumassa paikkoihin Kiinassa.
Eurooppa on valitettavasti täysin kansainvälisen yhteistyön varassa avaruusasemahasuunnitelmissa sekä ihmisten lähettämisessä avaruuteen, myös pitkälle tulevaisuuteen. Vaikka täälläkin olisi kaikki tarvittava tekniikka (suurin osa Kansainvälisen avaruusaseman moduuleista on eurooppalaista tekoa), ei ESA eivätkä avaruusalan yrityksetkään ole toistaiseksi innostuneet asiasta.
Jos Eurooppa haluaa olla vakavasti otettava avaruustoimija tulevaisuudessakin, kenties olisi hyvä pohtia näitäkin asioita.
Vastaa
SpaceX vie seuraavat astronautit Kuun kamaralle ja tähtää jo Marsiin
Teknoguru Elon Muskista voi olla montaa mieltä, mutta sitä miten hän on rakentanut SpaceX -yhtiöstään olennaisen osan maailman avaruustoimintaa, ei voi kuin ihailla.
Yhtiö on juuri valmistautumassa jo toiseen rutiininomaiseen astronauttien lentoon avaruusasemalle, ja samaan aikaan se sai Nasalta historiallisen toimeksiannon: yhtiön ehdotus Nasan seuraavien kuulentojen tekemiseksi valittiin ainoana kolmesta tarjokkaasta toteutettavaksi.
Se tarkoittaa siis sitä, että seuraavat ihmiset – joiden mukana ensimmäinen nainen ja ensimmäinen ei-valkoinen – laskeutuvat Kuun pinnalle SpaceX:n aluksella.
Mahdollisia tulevia kuuastronautteja saattaa hieman puistattaa se, että tähän mennessä kaikki Starship-alukset ovat räjähtäneet lentonsa jälkeen. Muilta osin koelennot ovat sujuneet hyvin ja yksi lennosta meni jopa niin hyvin, että alus laskeutui alas pehmeästi – mutta räjähti hieman sen jälkeen. Viimeisin puolestaan pamahti näyttävästi jo ennen laskeutumista.
Toisaalta astronautteja saattaisi huolestuttaa vielä enemmän se, että kilpailevia ehdotuksia ei ole vielä edes testattu. Ne ovat vasta enemmän tai vähemmän paperilla (lue: CAD-ohjelmissa tietokoneissa). Niiden saaminen lentokuntoon ja hyväksytyksi avaruuslentäjien kuljettamiseen vuoteen 2024 mennessä olisi vaatinut ihmeen. Tai useita sellaisia.
Kolmanneksi tulevien kuukävelyistä haaveilevien astronauttien mieleen saattaa tulla historia: siinä missä kaksi karsiutunutta ehdotusta luotti perinteiseen, jo Apollo-aikaan toimivaksi havaittuun periaatteeseen, on SpaceX puolestaan heittänyt peliin usein utopistisilta vaikuttaneita ideoita, ja toteuttanut tähän mennessä ne kaikki. Aikataulut ovat paukkuneet, mutta tulosta on lopulta tullut.
Onkin varsin todennäköistä, että myös Starship saadaan lopulta toimimaan, kuten myös sen avaruuteen laukaiseva suuri raketti, Super Heavy.
Nasan tekemä päätös on monessa mielessä merkittävä. Ja itse pidän sitä myös hyvänä päätöksenä, sillä se katsoo enemmän tulevaan kuin menneeseen, eikä keskity vain astronauttien saamiseen Kuun pinnalle lippua heiluttamaan, vaan pysyvämpään toimintaan Kuussa.
Mistä oikein on kyse?
Joukukuussa 2017 silloinen Yhdysvaltain presidentti Donald Trump allekirjoitti direktiivin, jonka mukaan Nasan pitäisi lennättää amerikkalaiset Kuun pinnalle ja takaksin vuoden 2024 loppuun mennessä.
Nasa oli jo tätä aikaisemmin ollut tekemässä kansainvälisten kumppaniensa kanssa suunnitelmia Kuuta kiertämään perustettavasta tutkimusasemasta, mutta nyt mukaan tuli myös pikavauhdilla keikka Kuun pinnalle. Alun perin ajatuksena oli mennä sinne vasta myöhemmin.
Sen jälkeen Nasassa jatkettu Lunar gateway -hanketta ja palloteltu sen lisäksi eri vaihtoehtoja kuuhunlaskeutumisen tekemiseksi. Niinpä Nasa pyysi yhdysvaltalaisia avaruusalalla toimivia yhtiöitä ehdottamaan aluksia, joilla tämä voitaisiin toteuttaa.
Viime vuonna huhtikuussa Nasa valitsi kolme tarjousta, joita on siitä alkaen muutettu konreettisemmiksi.
Niin sanottu ”National Team” oli neljän yhtiön yhteenliittymä. Sitä veti Amazon-miljardööri Jeff Bezosin perustama Blue Origin, ja mukana olivat myös avaruus- ja ilmailujättiläiset Lockheed Martin ja Northop, sekä pienempi Draper.
Toinen loppukisaan valittu tarjoaja oli vähemmän tunnettujen Dyneticsin ja Sierra Nevada Corporationin yhteishanke. Se tarjosi ”Kansallisen tiimin” tapaan hieman Apollo-kuualuksia suurempaa alusta, joilla olisi päästy kyllä Kuun pinnalle ja takaisin, mutta kummakin rahtikapasiteetti etenkin paluusuunnassa oli varsin rajallinen.
Nasan toiveena on ollut, että astronauttien lisäksi Kuun pinnalle ja myös sieltä takaisin saataisiin myös tavaraa.
Kolmas jatkoon päässyt oli SpaceX, mutta sen mahdollisuuksia pidettiin aika huonoina. Se kun tarjosi utopistiselta tuntuvaa rakettia, joka olisi huomattavasti muita suurempi ja olisi lisäksi monikertakäyttöinen. Sen kyydissä voisi laskeutua Kuuhun periaatteessa pienen pataljoonan verran avaruuslentäjiä ja kuormaa voisi olla noin sata tonnia. Takaisinkin kuukiviä ja muuta tavaraa voisi olla kyydissä useita tonneja, jopa kymmeniä tonneja.
Starship on siis aivan liian suuri nyt annettuun tehtävään, sillä kyseessä on virallisesti vain kaksi lentoa Kuun pinnalle. Ensimmäisellä laskeutujaa testataan ja toisella pieni joukko astronautteja on mukana. Jos matka voitaisiin tehdä taksilla, niin miksi ottaa menopeliksi rekka-auton ja bussin risteytymä?
Valinnallaan Nasa katsookin tulevaisuuteen. Jos ja kun lentoja jatketaan tuon ensimmäisen laskeutumisen jälkeen, olisi hyvä, jos Kuussa voitaisiin tehdä jotain kunnollista. Kuten esimerkiksi perustaa pysyvä kuuasema. Käynnistää kaivostoiminta. Rakentaa suuri radioteleskooppi. Siihen Starship sopii erinomaisesti.
Lisäksi alus sopisi myös laskeutumiseen Marsiin. Siinä missä kilpailevat ehdotukset olisivat olleet vain hyvin optimoituja ratkaisuita tähän yksittäiseen lentoon, pikaiseen Kuussa käymiseen, voidaan Starshipin avulla suunnitella siis jo ensimmäisiä askelia Marsissa.
Bonuksena on se, että Starshipin rakettimoottorit toimivat metaanilla ja hapella. Näitä saadaan tiristettyä vedestä, jota voidaan kaivaa niin punaisen planeetan pinnan alta tai kuin Kuun napaseutujen kraatteripohjistakin.
Ainoa iso kysymys onkin se, täyttääkö Starship sille asetetut vaatimukset. Saako SpaceX sen toimimaan lopulta? Mutta samaa voi kysyä myös kilpailijoista, ja vielä painokkaammin.
Nasa olisi mielellään valinnut jatkoon kaksi vaihtoehtoa, jotta toinen niistä olisi ainakin toteutunut. Tämä kahden toisiaan täydentävän hankkeen strategia osoittautui hyväksi ratkaisuksi niin avaruusaseman rahtilentojen kuin myös astronauttien lennättämisen suhteen.
SpaceX on mukana näistä kummassakin, ja on itse asiassa ainoana yhtiönä onnistunut tekemään kohtalaisen hyvin ajoissa kummatkin. Se ei ole vähäinen meriitti, sillä jos ajatellaan erityisesti ihmisten lennättämistä avaruusasemalle ja takaisin, niin SpaceX:n toinen rutiinilento on lähdössä matkaan nyt alkuviikosta, ja näitä kahta lentoa on edeltänyt jo automaattinen koelento ja astronauttien tekemä koelento viime kesänä.
Toinen tekeillä oleva alus, Boeingin Starliner, ei ole tehnyt vielä kuin yhden epäonnistuneen koelennon avaruudessa.
Vaikka Starship on suurin ja kunnianhimoisin tarjotuista kuualuksista, oli se selvästi edullisin Nasalle. Hintalapussa on ”vain” 2,89 miljardia Yhdysvaltain dollaria siinä missä kilpailijat olivat olennaisesti kalliimpia. Tarkkoja lukuja muista ei ole julkaistu, mutta ero oli todennäköisesti useampia miljardeja.
Koska Nasa ei saanut kuulentoihin kongressilta niin paljon rahaa kuin olisi ollut tarpeen kahden aluksen valitsemiseksi, oli valinta varmasti helppo myös budjettisyistä. Rahaa muuhun kuin SpaceX:n tarjoukseen ei ollut.
SpaceX saattoi hinnoitella aluksensa näin, koska yhtiö on tekemässä Starshipiä joka tapauksessa. Se on kustantanut itse aluksen ja Super Heavyn kehitystyötä jo yli viiden vuoden ajan, ja kuulentoja varten aluksesta tehdään vain erillinen versio. Maan ilmakehässä lentämistä (tai siis hallittua putoamista) varten Starshipissä olevia vakaimia ja maahanpaluussa tärkeää lämpösuojakerrosta ei Kuussa tarvita, minkä lisäksi rakettimoottorit sijoitettaneen kuuversiossa eri tavalla, jotta laskeutuessa kuupöly ei pöllyäisi niin paljoa. Nämä ovat helppoja asioita toteuttaa, kun perusversio Starshipistä on valmis.
Nasan valinta on myös aikamoinen isku poliitikoille ja perinteiselle avaruusalalle.
Monet poliitikot ovat olleet tuohtuneita ratkaisusta, koska SpaceX:n valinta ei tuo niin paljon työpaikkoja kuin muut ehdokkaat. Ne olisivat tuoneet työtä perinteiseen avaruustapaan ennen kaikkea perinteisten avaruustoimien työllistämille aluille, kun taas SpaceX tekee suurimman osan toimistaan tällä hetkellä varsin pienellä tiimillä Kaliforniassa ja Teksasissa.
Avaruussukkulan eläkkeelle sysäämisen jälkeen synnytetty hanke uuden kantoraketin ja avaruusaluksen tekemiseksi on erinomainen erimerkki siitä, miten avaruuspolitiikka ja aluepolitiikka lyövät kättä. Monen välivaiheen kautta nyt on tulossa Orion-niminen avaruusalus ja SLS (Space Launch System) -kantoraketti, jotka muistuttavat monessa suhteessa avaruussukkulan tekniikan ja Apollo-kuualusten yhteenliittymää.
Sitä julkistettaessa käytettiinkin ilmausta ”Apollo steroideilla”, ja se pätee edelleen.
Hanke on noin vuosikymmenen myöhässä, siihen on lastattu koko ajan lisää rahaa, ja ensimmäistä lentoa odotetaan vasta tämän vuoden lopussa – todennäköisesti ensi vuoden alkupuolella. Sekin on automaattinen koelento, ja avaruuslentäjät pääsevät kiertämään Kuuta SLS:n avaruuteen sysäämällä Orion-aluksella vasta vuonna 2023.
SpaceX:n (todennäköisesti hieman epärealistisissa) suunnitelmissa Starship tekisi samoihin aikoihin Kuun ympärilennon turistit kyydissään.
Tuo lento ei siis laskeutuisi Kuuhun, koska lento Kuun pinnalle tapahtuu hieman eri tavalla. Nykyisen kaavailun mukaan Starshipin kuuversio laukaistaisiin avaruuteen Super Heavyllä samaan tapaan kuin muutkin Starshipit. Kehitteillä on useita versiota aluksesta: yksi rahtia, yksi ihmisiä, yksi avaruudessa tehtäviä polttoainetäydennyksiä ja yksi kuulaskeutumista varten.
Koska Starship käyttää polttoainetta kiertoradalle noustessaan, tankattaisiin Kuu-Starship tankkeri-Starshipin avulla Maan kiertoradalla siten, että alus voisi jatkaa matkaansa kohti Kuuta. Automaattisesti lentävä kuu-Starship jäisi kiertämään Kuuta ja odottaisi siellä matkustajiaan, jotka saapuisivat SLS:n laukaisemalla Orion-aluksella.
Alukset telakoituisivat Kuun luona, astronautit siirtyisivät Starshipin sisälle, laskeutuisivat sillä alas, viettäisivät kenties pari viikkoa Kuun pinnalla, nousisivat Starshipillä Kuuta kiertävälle radalle ja hyppäisivät siellä uudelleen Orionin kyytiin ja palaisivat Maahan.
Tämä tuntuu typerältä, mutta ei ole: vaikka Kuuhun voitaisiinkin mennä yhdellä aluksella, tarvittaisiin paluumatkaa varten toinen. Kuu-Starship ei pysty palaamaan Maahan, koska se on tehty Kuussa ja sen luona toimintaa varten. Sen sijaan voisi olla järkevää ja edullisempaa käyttää toista Starshipiä, mutta tässä politiikka tulee taas mukaan kuvaan: kun SLS on nyt kerran tehty, niin niitä pitää käyttää, vaikka se on kallista.
Pitemmällä tähtäimellä on aika selvää, että mikäli Starshipit toimivat suunnitellusti, ei Orionille ja SLS:lle ole mitään virkaa. Siksi tämä Nasan tekemä päätös on iso isku etenkin Boeingille, joka on SLS:n rakentaja. Mutta se saa syyttää vain itseään, koska on tuudittautunut helppojen dollarien virtaan Washingtonista, eikä ole lähtenyt innovoimaan.
”Valitsimme vaihtoehdon, joka oli edullisin hallitukselle”, sanoi Nasan miehitettyjen avaruuslentojen johtaja Kathy Lueders perjantaina, mutta selvästi Nasa haluaa nyt ottaa etukenon tulevaisuuteen ja ravistaa vähitellen historian painolastia.
Onkin jännää nähdä miten tähän reagoidaan täällä Euroopan puolella. ESA toimittaa Orion-aluksiin niiden huoltomoduulit ja on mukana Lunar Gateway -hankkeessa, mutta jos Orion tekee vain muutaman lennon, ei tälle yhteistyölle ole tiedossa jatkoa. Samalla Starshipin ja Super Heavyn yhdistelmä on yhä suurempi uhka kaupallisilla satelliittilaukaisumarkkinoilla Ariane 6:lle, joka on jo nyt vanhanaikainen verrattuna SpaceX:n Falcon 9:ään.
Toivottavasti Nasan päätös saa aikaan siis reaktioita myös tällä puolella Atlantia.
4 kommenttia “SpaceX vie seuraavat astronautit Kuun kamaralle ja tähtää jo Marsiin”
-
Starshipille tarvitaan eurooppalainen kilpailija. Se voisi olla vähän erilainen, esim. vähän pienempi tai käyttää metaanin sijasta vetyä. Se olisi tarpeen myös SpaceX:lle, koska investoinnit avaruustehtaisiin ja -hotelleihin alkavat kunnolla vasta kun yksittäisen alustyypin joutuminen tilapäiseen lentokieltoon ei voi katkaista koko toimintaa.
-
Jari Mäkinen sanoo:
Ehdottomasti. Ariane 6:n seuraajaan pitäisi saada vauhtia (nyt suunnitteilla olevat koeraketit ovat vain Falcon 9:n kopioita) ja ennen kaikkea Skylon-hanketta täytyisi pökkiä eteenpäin voimakkaasti. Se ja sen seuraajat voisivat olla sopivia kilpailijoita Starshipille.
-
-
Teemu sanoo:
Hei
Kerrot, että ”Bonuksena on se, että Starshipin rakettimoottorit toimivat metaanilla ja hapella. Näitä saadaan tiristettyä vedestä, jota voidaan kaivaa niin punaisen planeetan pinnan alta tai kuin Kuun napaseutujen kraatteripohjistakin.”
Miten tuota metaania saadaan vedestä? Vetyä sieltä kyllä saa, mutta metaani taitaa jäädä haaveksi?
-
Olet oikeassa: pelkällä vedellä ei saa metaania tehtyä. Mutta kun mukaan otetaan hiilidioksidia, niin sitten onnistuu. Kuun tapauksessa hiilidioksidi on tiukassa, mutta Marsissa sitä saa kätevästi kaasukehästä.
-
Vastaa
Hubblen avaruusteleskooppi on vaikeuksissa – kestääkö legenda seuraajansa tuloon saakka?
Viime sunnuntaina noin klo 11 Suomen aikaa avaruusteleskooppi Hubble meni tilttiin. Se keskeytti toimintansa ja asettui automaattisesti varotilaan, missä se pitää päällä vain kaikkein tärkeimmät laitteensa ja odottaa ohjeita lennonjohdolta.
Yhdysvalloissa Nasan Goddardin avaruuslentokeskuksessa sijaitseva lennonjohto alkoikin heti varmistaa, että Hubble on kunnossa. Onneksi kyseessä ei ollut tekninen vika, vaan ohjelmistovirhe, ja vaikka nekin voivat olla kinkkisiä, saadaan kuitenkin Hubble todennäköisesti takaisin toimintaan piakkoin.
Kyseessä ei ole ensimmäinen kerta, kun Hubble oikkuilee. Pieniä virheitä on silloin tällöin, mutta edellisen kerran Hubble oli pitkään poissa normaalitoimista vuoden 2018 lopussa, kun sillä oli gyroskooppiongelmia.
Gyrot ovat olennaisia laitteita, koska ne pitävät teleskooppia oikeassa asennossa ja joiden avulla asentoa muutetaan. Niitä onkin vaihdettu uusiin aikanaan huoltolennoilla; Hubblehan suunniteltiin avaruudessa huollettavaksi, ja avaruussukkulat ovat käyneet viisi kertaa sitä korjaamassa, huoltamassa ja päivittämässä paremmaksi.
Viisi huoltolentoa
Teleskooppi ei ole enää sama laite, mikä vietiin avaruuteen vuonna 1990. Kaikki sen havaintolaitteet on vaihdettu uusiin ja ulkoisesti suurin muutos on aurinkopaneelien vaihtaminen pienempiin ja parempiin. Pieniä muutoksia ja korjauksia on tehty runsaasti viidellä huoltolennolla, joita on tehty vuosina 1993, 1997, 1999, 2002 ja 2009.
Ensimmäinen lento tehtiin pienessä paniikissa, koska tunnetusti Hubblen pääpeili oli hiottu väärin, ja siksi teleskoopille piti viedä sen kuvaa korvaava optinen laitteisto. Onneksi laite oli rakennettu siten, että se saadaan kiinni avaruussukkulalla ja astronautit voivat korjailla sitä – toisaalta sukkulalentojen hinnalla olisi lähetetty useampikin Hubble avaruuteen.
Hubblen tapauksessa kyse ei ollutkaan vain tähtitieteestä, vaan myös avaruudessa työskentelyn harjoittelusta. Siihen teleskooppi soveltuihin erinomaisesti.
Viimeisimmästä lennosta on siis kulunut pian 12 vuotta, sillä sukkula Atlantis kävi sitä korjailemassa toukokuussa 2009 lennollaan STS-125.
Seitsenhenkinen miehistö vei ylös kaksi uutta tutkimuslaitetta, vaihtoivat teleskoopin akut sekä korvasivat kuusi gyroskooppia ja ohjaussensoria uusilla. Lisäksi he tekivät paljon pieniä parannuksia ja korjauksia, joiden avulla toivottiin, että Hubble kestäisi ainakin vuoteen 2014.
Nyt lähes kahdeksan vuotta myöhemmin Hubble on siis edelleen toiminnassa, eikä sen seuraajaksi ajateltu James Webb -avaruusteleskooppi ole vielä avaruudessa.
Uusi, iso ja todella hieno JWST on kuitenkin jo loppusuoralla siinä mielessä, että se on lähes valmis laukaistavaksi. Pian se pakataan ja kuljetetaan Ranskan Guyanaan Kouroun avaruuskeskukseen, mistä se on tarkoitus nostaa avaruuteen ensi lokakuussa.
Hubblen seuraaja lähtee siis matkaan eurooppalaisella Ariane 5 -kantoraketilla, koska kyseessä Hubblen tapaan JWST on yhteisprojekti, ja laukaisu on osa Euroopan avaruusjärjestön maksuosuutta. Lisäksi laukaisusta päätettäessä vuonna 2005 oli Ariane 5:n ainoa raketti, joka oli tarpeeksi tehokas, ja jonka rahtitila oli tarpeeksi iso teleskoopille.
Kauanko kestää?
Samalla kun JWST:n viivytyksiä voi kauhistella ja ihmetellä, kannattaa kuitenkin muistaa, että Hubble on kestänyt paljon pitempään kuin uskalsi toivoakaan. Tänään se on ollut avaruudessa 30 vuotta, 10 kuukautta ja 13 päivää, vaikka sen arveltiin olevan toiminnassa ”vain” 15 vuoden ajan.
Huoltolennoilla toiminta-aikaa saatiin pidennettyä, ja jos teknisiä vikoja ei tule, niin se voi jatkaa toimintaansa vielä yli kymmenen vuoden ajan. Hubblessa ei ole rakettimoottoreita, joilla se voisi nostaa kiertorataansa korkeammalle, joten se putoaa hitaasti alaspäin ja syöksyy alas viimeistään vuoden 2040 tienoilla.
Jos Hubble kiinnostaa enemmän, niin kannattaa tutustua Tiedetuubissa olevaan Hubble-juttusarjaan, joka koottiin alun perin teleskoopin 25-vuotispäiväksi. Viime vuonna sitä päivitettiin, ja jos teleskooppi selviää tästä meneillään olevasta hieman haastavasta tilanteesta (eikä uusia tule), niin sitä täytynee muokata uudelleen taas vuonna 2024.
Kirjoitin Hubblesta myös Yle Tieteen nettisivulle syksyllä 2019: Uusi kuva Saturnuksesta ihastuttaa – näin likinäköisestä tötteröstä tuli maailmankuulu avaruuskuvaaja.
Kuva: Jari Mäkinen.
Onnea ja kiitos, Ivan!
Koska kirjoitan tätä 9. maaliskuuta illalla, täytyy tässä samassa blogissa mainita vielä Ivan Ivanovits. Hän teki avaruuslentonsa 60 vuotta sitten, siis 9.3.1961.
Ivan kävi avaruudessa testaamassa Vostok-avaruusalusta ennen kuin Juri Gagarin päästettiin tekemään sillä oman lentonsa. Gagarinia toki kannattaa edelleen juhlia ensimmäisenä ihmisenä avaruudessa, sillä Ivan oli nukke.
Avaruuspukuun puettu ihmisnukke kiersi maapallon ja laskeutui alas lennon päätteeksi laskuvarjolla samaan tapaan kuin Gagarin.
Ivanin lennon nimi oli Korabl-Sputnik 4 (tai Sputnik 9 tai Vostok-3KA No.1 riippuen siitä mitä nimeä haluaa käyttää), ja se oli tärkeä etappi matkalla kohti ihmisen tekemää avaruuslentoa. Koska Ivan oli hengetön, ja aluksen elinkelpoisuuttakin haluttiin testata, oli hänellä seuranaan matkalla koira nimeltä Tsernuska, hiiriä ja marsuja.
Gagarin lensi sitten 12. huhtikuuta 1961, eli ensi kuussa juhlitaan sitä, että ihminen lensi avaruuteen ensimmäisen kerran 60 vuotta sitten.
Tämä tuntuu itse asiassa ihmeelliseltä, sillä vain kaksi vuotta sitten juhlittiin ensimmäisen Kuuhun laskeutumisen 50-vuotisjuhlia, ja kuulentojen jälkeen, eli tästä hetkestä laskettuna melkein puolen vuosisadan ajan ihmiskunta on pyörinyt vain tässä maapallon lähellä.
2 kommenttia “Hubblen avaruusteleskooppi on vaikeuksissa – kestääkö legenda seuraajansa tuloon saakka?”
-
Lentotaidoton sanoo:
Hubble toimii taas normaalisti (ettei kellekään jää väärää kuvaa asiasta).
-
Näin on! Olisi pitänyt päivittää tännekin!
-
Vastaa
Haluatko astronautiksi? Kohta se on taas mahdollista.
Euroopan avaruusjärjestö etsii työkavereita kuvassa olevalle vakava-ilmeiselle kuusikolle. Siinä ovat edellisen astronauttirekrytoinnin valitut, ESAn niin sanottu Astronauttiluokka 2009 kuvattuna Kölnissä marraskuussa 2010 pidetyssä seremoniassa, jonka lopuksi heille annettiin astronautin peruskoulutuksen todistukset.
Kun sitä ennen he olivat virallisesti astronauttikandidaatteja, tuli heistä nyt astronautteja, vaikka he eivät olleetkaan vielä päässeet käymään avaruudessa.
Siinä ovat (vasemmalta) Thomas Pesquet, Tim Peake, Luca Parmitano, Andreas Mogensen, Alexander Gerst ja Samantha Christoforetti, siis vuonna 2008 järjestettyyn astronauttihakuun osallistuneet ja seuraavana vuonna mukaan koulutukseen valitut henkilöt.
Pari vuotta sitten mukaan otettiin myös Matthias Maurer, koska ryhmään kaivattiin jo täydennystä. Hän oli mukana 2008 hakuprosessissa, mutta jäi juuri ja juuri rannalle.
Nyt jokainen alkuperäisestä kuusikosta on käynyt avaruudessa, osa jopa kahteen kertaan. On siis aika etsiä heille seuraajia!
Jopa 26 uutta astronauttia!
(Lisäys 16.2. illalla: Tekniikka & Talouden mukaan Työ- ja elinkeinoministeriö käynnistää selvityksen Suomen osallistumisesta miehitettyihin avaruuslentoihin, eli suomalaisten pääsy astronauteiksi on nyt vähemmän riippuvaista poliittisista syistä – kenties jopa mahdollisuudet ovat parempia, koska kyseessä on – kenties – uusi Human Spaceflight and Exploration -ohjelmaan osallistuva maa.)
Euroopan avaruusjärjestö kertoi tänään 16. helmikuuta 2021 yksityiskohtia pian käynnistyvästä hakuprosessista. Suurimmat yllätykset verrattuna edelliseen hakuun vuonna 2008 ovat astronauttien määrässä, heidän rooleissaan ja siinä, että nyt haetaan myös erityisiä ”parastronautteja”.
Kun nyt astronautit ovat avaruusjärjestön vakihenkilökuntaa, tulevaisuudessa uusista astronauteista vain 4 – 6 otetaan hommiin samaan tapaan kuin aikaisemmin. Lisäksi noin 20 astronauttia koulutetaan määräaikaiset sopimukset mielessä, eli he voisivat tehdä esimerkiksi yksittäisiä lyhyitä lentoja kiertoradalle.
Tämä jako heijastaa hyvin muutosta, mikä on tulossa avaruuslentäjien työhön. Maan kiertoradalla tullaan tekemään myöhemmin enemmän tutkimusta ja sinne pääseminen tulee helpommaksi. Lyhytaikaisten, tiettyä tarkoitusta palvelevien lentojen määrä kasvaa, ja juuri tällaisiin lentoihin sopivat hyvin nämä uudenlaiset keikka-astronautit.
Esimerkiksi Axiom-yhtiö tulee tarjoamaan ensi vuodesta alkaen maksua vastaan lentomahdollisuuksia avaruusasemalle, ja näitä lentoja on tarkoitus tehdä turistien ja tutkijoiden tilauksesta. Osa eurooppalaisastronauttien lennoista on todennäköisesti juuri tällaisia noin viikon keikkoja avaruuteen.
Vakiastronauttien tehtäväksi jäävät vaativammat työt, eli pitkäkestoiset lennot Avaruusasemalle (tai tulevaisuudessa kenties avaruusasemille), Kuun kiertoradalle ja kenties myös Kuun pinnalle.
Pitkäkestoisilla lennoilla pidetään yllä avaruusasemaa, jotta se olisi toiminnassa lyhytaikaisia vierailijoita varten. Kuuta kiertävälle radalle aloitetaan pian rakentaa avaruusasemaa, jonka toiminta vastaa nykyisen avaruusaseman toimintaa – paitsi että se on kauempana ja sillä työskentely on vaarallisempaa, koska Kuun luota ei päästä parissa tunnissa Maahan onnettomuustapauksissa.
Perinteisten superihmisastronauttien lisäksi ESA aikoo ottaa mukaan henkilöitä, jotka eivät ole fyysisesti täydellisiä. Avaruudessa työskennellessä jalat eivät itse asiassa ole kovin tärkeitä, joten yleistäen voisi sanoa, että jos hakija täyttää kaikki kriteerit jalkoja lukuun ottamatta, niin hän voi päästä mukaan. Tarkemmin: ”parastronauttien” jalka tai jalat voivat olla amputoitu tai epänormaalit polvesta alaspäin, tai jalat voivat olla eripituiset.
Myös lyhyet, alle 130 cm pitkät henkilöt voivat päästä mukaan.
Parastronauttienkin täytyy olla hyväkuntoisia ja täyttää kaikki muut kriteerit.
Ketkä kelpaavat mukaan?
Astronautin perustyyppejä on yleisesti ottaen kaksi: tutkijat tai insinöörit ja lentäjät, yleensä hävittäjälentäjät. Lisäksi heillä pitää olla vakaa mielenlaatu, mielellään pari yliopistotutkintoa ja harrastuksina lentämistä, sukeltamista tai muuta sellaista varsin astronauttimaista. Kielitaito on hyväksi, ja heidän täytyy olla muutenkin ”hyviä tyyppejä”.
Tarkemmin:
- Hakijan täytyy olla jonkun ESAn jäsenmaan tai yhteistyömaan kansalainen.
- Hänellä täytyy olla ylempi korkeakoulututkinto (maisteri) tai korkeampi koulutus joltain näistä aloista: luonnontieteistä, tekniikan alalta, matematiikasta, tietojenkäsittelystä. Toinen vaihtoehto koulutukselle on koelentäjäkoulu. Kummassakin tapauksessa vaaditaan lisäksi vähintään kolme vuotta työtä omalla alallaan.
- Sujuva englannin kielitaito (CEFR C1) sekä vähintään yhden muun kielen tunteminen (CEFR B1-B2).
- Hyvä motivaatio ja kyky työskennellä epäsäännöllisesti myös kaukana kotoa ulkomailla.
- Joustavuus työpaikan suhteen (työ- ja asuinpaikka voi olla Euroopassa, muualla maailmassa tai avaruudessa)
- Rauhallisuus paineen alla on tärkeää ja hänen täytyy suostua myös kivuliaisiin lääketieteellisiin tutkimuksiin.
- Mieluiten (mutta ei välttämättä!) 27-37 vuoden ikä.
Sukupuolella ei ole väliä, paitsi että ESA kehottaa painokkaasti myös naisia hakemaan; astronautin työ ja koko avaruusala on ollut (ja on edelleen) varsin miehistä, joten harva tyttö tulee sitä edes vakavasti ajatelleeksi. Tähän halutaan saada muutos.
Miten haku etenee?
Nyt hakemuksia otetaan vastaan maaliskuun lopusta toukokuun 28. päivään saakka ja koko haku tapahtuu netissä osoitteessa https://www.esa.int/About_Us/Careers_at_ESA.
Hakijoiden tulee kirjautua käyttäjiksi ja vastata pohjustaviin kysymyksiin. Edellisessä haussa tämä oli 15 sivun mittainen lista.
Varsinaisessa hakemuksessa täytyy olla mukana CV (Europass), motivaatiokirje, kopio passista ja lisäksi todistus ilmailulääkäriltä siitä, että hakija täyttää yksityislentäjän lupakirjan vaatimukset lääketieteellisesti (vaikka lupakirjaa ei olisikaan).
Hakemuksia käsitellään alustavasti toukokuun ja kesäkuun 2021 aikana, ja heinäkuussa valitaan osa hakijoista jatkamaan psykologisiin testeihin. Ensimmäisten testien parhaat kutsutaan tarkempiin testeihin vuoden 2022 alussa. Niitä pidetään eri paikoissa syksyn aikana, ja jos vuoden 2008 hakua pitää esikuvana, oli silloin tässä vaiheessa mukana pari sataa henkilöä.
Edellisessä hakuprosessissa seuraavaan vaiheeseen, eli tarkkoihin lääketieteellisiin kokeisiin, kutsuttiin 80 henkilöä. Nyt näitä on tarkoitus pitää ensi vuoden keväällä touko-heinäkuussa 2022.
Heistä parhaat kutsutaan haastatteluihin. Viimeksi näitä oli vain yksi kierros ja siinä oli mukana noin 30 henkilöä, mutta nyt tulossa on kaksi haastattelukierrosta ja haussa on neljän sijaan yli 20 astronauttia, joten haastatteluihin kutsuttaneen paljon enemmän väkeä – kuten aikaisempiinkin karsintavaiheisiin.
Lopulta tuolloin todennäköisesti edelleen ESAn pääjohtajana toimiva, ensi kuussa kautensa aloittava Josef Aschbacher päättää valittavat henkilöt, jotka kutsutaan Kölniin, Euroopan astronauttikeskukseen peruskoulutusta varten. Päätökset tehdään lokakuussa 2022, ellei koronapandemia venytä aikataulua, ja jos vanhat merkit pitävät paikkansa, saavat uudet astronauttikokelaat muuttaa Saksaan varsin nopeasti sen jälkeen, kun ovat saaneet tiedon valinnastaan.
Tähän mennessä kaikki eurooppalaiset astronauttivalinnat ovat onnistuneet erinomaisesti, ja myös ESAn itse antama astronauttien peruskoulutus on erittäin hyvää. Myös ulkomaiset yhteistyökumppanit lähettävät tuoreita astronauttejaan Kölnissä sijaitsevaan Euroopan astronauttikeskukseen ottamaan oppia.
Suomi oli superaktiivinen edellisellä kerralla
Olin itse mukana edellisessä hakukierroksessa siten, että avustin tuolloin Euroopan avaruusjärjestöä suomenkielisissä tiedotusasioissa ja organisoin Suomessa hakuprosessiin liittyneitä tiedotustoimia. Pian sen jälkeen olin myös työssä ESAssa miehitettyjen avaruuslentojen parissa, joten pääsin seuraamaan astronauttikandidaattien peruskoulutus ja ensimmäisiä askeleita avaruuslentäjäuralla.
Koulutuksesta voin kirjoittaa joku kerta enemmän, mutta tässä vielä tuosta hakukierroksesta: Suomelle tämä kierros oli merkittävä, koska nyt otettiin mukaan kaikki jäsenmaat, siten myös Suomi.
Aikaisemmin astronautiksi pääseminen oli mahdollista ESAssa vain henkilöille, jotka ovat ovat ESAn miehitettyjen avaruuslentojen ohjelmaan osallistuvista maista.
Järjestimme siksi astronauttiurasta ison tiedotustilaisuuden Helsingissä toukokuussa 2008. Paikalle tuli toistasataa kiinnostunutta kuulemaan mitä ruotsalaisastronautti Christer Fuglesangilla ja ESAn astronauttikeskuksen astronauttiosaston johtajalla Horst Schaarschmidtillä oli kerrottavana.
Yllättäen (tai ei) Suomesta saatiin peräti 4 % kaikista hakemuksista, ja väkimäärään suhteutettuna olimme aktiivisin maa. Suomalaishakemuksia oli 336, kaikkiaan ESA sai hakemuksia 8413.
Suomalaiskandidaatit menestyivät myös erinomaisesti. Aivan loppukarsinnassakin oli mukana suomalainen, mutta kun tasavahvoja henkilöitä alettiin laittaa järjestykseen heistä riippumattomilla tekijöillä (kuten esimerkiksi k.o. henkilön kotimaan ESAn miehitettyihin avaruuslentoihin antaman osuuden mukaan), putosi suomalainen listan hännille.
Kansalaisuus ei kuitenkaan olisi ollut esteenä, jos joku muu syy olisi nostanut ehdokkaan selvästi muita paremmaksi. Käytännössä kuitenkin kaikki viimeisessä valinnassa mukana olevat ovat niin erinomaisia, että valinta tehtiin (ja tehdään varmasti jatkossakin) muiden tekijöiden perusteella: rahoitus sekä politiikka ovat olennaisia.
Esimerkiksi vuonna 2009 monet katsoivat Tim Peaken päässeen mukaan pääasiassa siksi, että ESA halusi innostaa Iso-Britanniaa osallistumaan enemmän ja aktiivisemmin eurooppalaisiin avaruushankkeisiin. Näin kävikin, kunnes Brexit sotki kuvioita (ESA ja EU ovat erillisiä organisaatioita ja vaikka Britannia jatkaa ESAn jäsenenä vanhaan tapaan, hankaloittaa Brexit heidän osallistumistaan ESA-hankkeisiinkin).
Neljän uuden astronautin sijaan valittiin kuusi, koska Italia iski euroja pöytään ja halusi kaksi italialaista.
Kädenojennuksena Pohjoismaille (ja muille pienille jäsenmaille) mukaan otettiin myös Tanskan Andreas Mogensen, ja hän on toistaiseksi tehnyt ”vain” yhden lyhyen matkan avaruusasemalle. Sen sijaan hän on erittäin kokenut CapCom, eli astronauttien kanssa lennonjohdosta yhteydessä oleva astronautti, jonka työ on eräs monista erittäin tärkeistä, mutta vähemmän otsikoissa olevista astronauttitehtävistä.
ESAn pääjohtaja on myös usein sanonut, että jokainen vuoden 2009 astronautti pääsee lentämään vähintään kaksi kertaa. Kaksi avaruuslentoa on yleinen vähimmäistavoite kaikille astronauttiryhmän jäsenille, joskin onnekkaimmat (ja sopivista maista kotoisin olevat) pääsevät avaruuteen kolmannenkin kerran. Käytännössä kun lentopaikkoja jaettaessa kansallinen rahoitus on myös olennaisessa osassa, joten se maa joka maksaa, sen maan edustajat pääsevät lentämään enemmän.
Lue lisää ESAn astronauteista ja astronauttikoulutuksesta: www.esa.int/YourWayToSpace
PS. Olen itsekin astronauttikandidaatti!
Käydessäni ensimmäisen kerran juttukeikalla Nasan Houstonissa sijaitsevassa miehitettyjen avaruuslentojen keskuksessa 1990-luvun puolivälissä täytin hakulomakkeen, kun kävimme astronauttirekrytointitoimistossa osana kiertokäyntiä.
Ennen syyskuun 11. päivän terrori-iskuja vuonna 2001 ilmapiiri Nasassakin oli hyvin rento, ja jopa satunnaiselle suomalaistoimittajalle näytettiin paikkoja hyvin vapaasti. Ja myös annettiin vitsin vuoksi täyttää lomake, joka leimattiin saapuneeksi ja hylättiin saman tien. Ulkomaalaiset kun pääsisivät (ja pääsevät edelleen) mukaan vain hallitustenvälisillä sopimuksilla.
Joka tapauksessa nauroimme, että olin tuon noin kaksi minuuttia astronauttikandidaatti.
Vastaa
Suomalaissatelliittien määrä ylitti kymmenen – avaruusvuodesta 2021 on tulossa huima
Noin vuosi sitten povasin tällä blogipalstalla sitä, että vuodesta 2020 tulee todella jännittävä ja käänteentekeväkin. No, se oli, ja vuosi jää varmasti historiankirjoihin, mutta avaruuden suhteen ei ihan niin mullistavana kuin odotettiin.
Kuten aina, aikataulut paukkuvat, ja siksi osa viime vuodelle povatuista tapahtumista on siirtynyt tämän vuoden puolelle. Osassa syynä on koronapandemia, joka on hidastanut myös avaruushankkeita, mutta avaruushankkeissa viivytykset ovat osa pelin henkeä.
Tässä kuitenkin pitkähkö kirjoitus siitä kaikesta mitä on tapahtumassa (ja jo tapahtunutkin).
Touhukas tammikuu
Viime viikon sunnuntaina (24. tammikuuta 2021) SpaceX:n Falcon 9 -kantoraketti vei avaruuteen 143 pientä satelliittia kimppakyydillä. Kyseessä ei ollut ensimmäinen Falcon 9:n massakuljetus avaruuteen, sillä esimerkiksi Suomi 100 -satelliitti ja suomalaisen Iceye-tutkasatelliittiyhtiön toinen satelliitti (Iceye X2) nousivat matkaan 3. joulukuuta 2018 tuollaisella lennolla.
Nyt tehty lento oli kuitenkin ensimmäinen SpaceX:n itse kokoon haalima lento; yhtiö tekee jatkossakin tällaisia Transporter-nimen saaneita lentoja, joilla se tarjoaa todennäköisesti markkinoiden kaikkein edullisimpia laukaisuhintoja pikkusatelliiteille. Markkinoita näille nano-, mikro- ja minisatelliiteille tuntuu olevan, ja niiden määrä tulee varmasti lisääntymään edelleen, kun kyytejäkin taivaalle tuntuu olevan tarjolla.
Tällä tammikuisella lennolla oli mukana myös Iceye:n satelliitteja. Peräti kolme uutta Otaniemessä valmistettua pienikokoista SAR-tutkasatelliittia sai kyydin kiertoradalle, ja näin Suomen viralliseen Avaruusesineiden listaan kirjattujen satelliittien määrä ylitti maagisen kymmenen rajan.
Vaikka verkossa olevassa listassa on edelleen ”vain” yhdeksän satelliittia, on niitä nyt 11. Luku olisi itse asiassa 12, ellei yksi Iceye:n uusista satelliiteista olisi ensimmäinen yhtiön erityisesti tietyn asiakkaan käyttöön tehty satelliitti ja merkitty siksi virallisesti Yhdysvaltain listaan.
Suomessa tehtyjä, mutta ulkomaiden avaruusaluslistaan laitettuja satelliitteja on siis nyt kaksi, sillä Iceyen uusimman satelliitin lisäksi aivan ensimmäisenä suomalaissatelliittina avaruuteen päässyt Aalto-2 on tällainen suomalaisulkomaalainen. Aalto-2 oli osa belgialaisen Von Karman -insitituutin koordinoimaa QB50-tutkimusohjelmaa ja siksi satelliitti merkittiin Belgian listaan.
Iceye on siis nyt lähettänyt kaikkiaan kymmenen satelliittia avaruuteen, mikä on suuri saavutus pienestä ponnistaneelle yhtiölle. Samalla satelliittien muoto on hieman muuttunut ja koko kasvanut hieman.
Siinä missä Iceye X1 oli ison matkalaukun muotoinen ja kokoinen, ovat uusimmat laatikkomaisempia. Näin mukaan saadaan isommat aurinkopaneelit tuottamaan enemmän sähköä paremmille ja suuremmille tutka-antenneille. ”Nälkä kasvaa syödessä”, totesi yhtiön Pekka Laurila, kun viestittelimme laukaisusta.
Yhtiö on kasvanut voimakkaasti ja on jo hieman liian suuri pelkästään Suomessa toimivaksi. Se onkin kasvattanut toimiaan Yhdysvalloissa ja aikoo myös valmistaa siellä satelliittejaan. Tärkeä syy sikäläiseen valmistukseen on myös ITAR, eli Yhdysvaltain kiellot strategisesti tärkeän teknologian käytöstä muualla kuin Yhdysvalloissa; osa sikäläisistä asiakkaista haluaa todennäköisesti käyttää satelliitteja, jotka on Made in USA, vaikka yhtiö ja ideat tulevatkin kaukaisesta pohjoismaasta.
Suomalaisista satelliiteista puhuttaessa voi myös mainita, että ihan ensimmäinen virallisesti suomalainen satelliitti, Aalto-1, toimii edelleen avaruudessa ja lähettää sieltä pääasiassa säteilymittauksia. Myös Suomi 100 -satelliitti on voimissaan, ja on saanut juuri tehtyä kiinnostavan avaruussään mittauskampanjan yhdessä EISCAT-revontulitutkaverkoston kanssa.
Seuraavat suomalaissatelliitit – kun Iceyen jo lähes rutiininomaisia laukaisuita ei oteta huomioon – ovat näillä näkymin Reaktor Space Labin Sunstorm ja Aalto-yliopiston Foresail-1. Sunstorm tutkii Auringosta tulevaa röntgensäteilyä suomalaisessa Isaware-yhtiössä tehdyllä ilmaisimella, ja Foresail-1 on ensimmäinen Kestävän avaruustieteen ja tekniikan huippuyksikön satelliitti, joka jatkaa Aalto-1:n aloittamia tutkimuksia. Huippuyksikköön kuuluu tutkijoita Helsingin yliopistosta, Aalto-yliopistosta, Turun yliopistosta ja Ilmatieteen laitokselta.
Jos hyvin käy, niin Sunstorm ja Foresail-1 pääsevät avaruuteen vuoden 2021 lopussa.
Johan on rakettimarkkinat!
Nyt vuoden vaihteen aikoihin tapahtui kaksi merkittävää uuden raketin ensilentoa. Tai tarkemmin sanottuna onnistunutta ja melkein onnistunutta ensimmäistä lentoa.
Pienien satelliittien laukaisuun suunniteltu Astra teki ensilentonsa (vuonna 2018 olleiden lyhyiden koelentojen jälkeen) viime syyskuussa, mutta raketti alkoi väristä lentoonlähdön jälkeen, jolloin tietokone sammutti moottorit. Niinpä raketti putosi alas ja räjähti.
Joulukuun 15. päivänä paranneltu versio nousi hienosti matkaan ja kurotti avaruuteen saakka, mutta raketin ylimmän vaiheen polttoaine loppui noin 12 sekuntia liian aikaisin, joten se saavuttanut ihan avaruudessa pysymiseen vaadittavaa kiertoratanopeutta. 390 kilometrin korkeudessa vauhtia olisi pitänyt olla 7,7 km/s, mutta se jäi vain noin 0,5 km/s siitä vajaaksi.
Ensilennollaan viime toukokuussa raketin polttoaineputkessa tapahtui vuoto vain muutaman sekunnin kuluttua laukaisusta, joten raketti sammutti moottorinsa kesken lennon ja putosi alas.
Vaikka joulukuinen lento ei ihan onnistunutkaan, on yhtiö vakuuttunut siitä, että raketti on toimiva. Seuraavalla kerralla polttoainettakin on varmasti tarpeeksi.
Yhtiö katsookin luottavaisesti tulevaisuuteen, ja nyt helmikuun 2. päivänä se ilmoitti myös menevänsä pörssiin. Kyseessä on ensimmäinen julkisesti listautuva rakettilaukaisuyhtiö.
Toinen vastaava pieni raketti on LauncherOne, joka on kiinnostava siksi, että se laukaistaan lentokoneen siiven alta. Virgin Orbit -yhtiö kuuluu Richard Bransonin Virgin -yritysryppääseen, ja on ottanutkin lentokoneensa Virgin-lentoyhtiöltä.
Raketin ensilento oli viime toukokuun 25. päivänä, mutta se päättyi heti alkuunsa. Vain muutamaa sekuntia irroituksen jälkeen ohjaustietokone sammutti rakettimoottorit, jolloin putkilo putosi mereen.
Nyt toisella koelennolla tammikuussa kaikki sujui hyvin. Virgin Orbit -yhtiön Cosmic Girl -lentokone nousi ilmaan Mojaven lentoasemalta Kaliforniassa, suuntasi Tyynenmeren päälle ja pudotti raketin omilleen hieman yli kymmenen kilometrin korkeudessa.
Raketti kipusi taivaalle ja sen toinen vaihe pääsi paitsi hyvin kiertoradalle, niin myös muutti rataa pyöreämmäksi suunnitelman mukaan. Siellä se vapautti matkaan kymmenen Nasan tilaamaa opetuksellista nanosatelliittia.
LauncherOne on noin tuplasti suurempi kuin Astran raketti. Se pystyy viemään 300 kg matalalle kiertoradalle ja Virgin Orbitin mukaan sen uudempi versio voisi myös laukaista 100 kg Kuuhun, 70 kg Venukseen ja 50 kg Marsiin.
Nyt vuonna 2021 odotellaan lentäväksi vielä ainakin kahta uutta rakettia. Intia on tekemässä SSLV (Small Satellite Launch Vehicle) -nimistä rakettia, joka on noin 34 metriä korkea ja pystyy nostamaan matalalle radalle noin 500 kg. Sen odotetaan tekevän ensilentonsa nyt vuoden alkupuoliskolla.
Puolivälissä vuotta päässee lentoon eurooppalainen Vega C. Se on noin kaksi tonnia matalalle kiertoradalle laukaisemaan kykenevän, vuodesta 2012 alkaen käytössä olleen Vegan isompi versio; nyt hyötykuormaa voi olla noin 300 kg enemmän.
Suurelta osin italialaistekoisen Vegan loppuvuodesta tapahtunut lento oli yksi vuoden 2020 epäonnistuneista laukaisuista. Kaikkiaan laukaisuita tehtiin viime vuonna 114 ja niistä 10 epäonnistui. Epäonnistumisista neljä tapahtui kiinalaisille raketeille, kaksi tapausta oli tekstissä aiemmin mainittuja Astran epäonnistumisia (lähes onnistuminenkin lasketaan epäonnistumiseksi), LauncherOnen epäonninen ensilento oli yksi näistä listatuista, ja nykyaikainen pikkuraketti Electron koki ikävän takaiskun heinäkuussa.
Electronin tapaus on hyvin samankaltainen Vegan onnettomuuden kanssa, sillä siinä missä Vegassa kaksi johtoa oli liitetty ristiin, oli Electronin toisessa vaiheessa yksi johto kiinnitetty huonosti. Kummassakin tapauksessa ohje oli lisätä huolellisuutta ja tarkistuksia.
Vuoden 2020 eksoottisin epäonnistuminen oli Iranin Simorgh-raketin laukaisu helmikuussa. Ohjuksesta tehdyllä avaruusraketilla on yritetty laukaista satelliitti avaruuteen jo kolmasti vuodesta 2017 alkaen, mutta kaikki kolme lentoa ovat epäonnistuneet.
Mitä tulee tilastoihin, niin vuonna 2020 lähetettiin avaruuteen peräti 1265 satelliittia. Se on huima luku, sillä vuoden alussa toiminnassa oli vain noin 2700 satelliittia. Vielä huimemmaksi luvun tekee se, että vuonna 2019 avaruuteen lähetettiin 95 satelliittia ja vuonna 2018 114.
Luvusta tekee suuren pikkusatelliittien lisääntynyt suosio sekä erityisesti SpaceX:n Starlink-projekti. Satelliiteista 833 oli pelkästään Starlink-satelliitteja, joita SpaceX lähettää 60 satelliitin ryppäissä kerrallaan. Seuraava lähetys on vuorossa 2. helmikuuta.
Starship lentää pian uudelleen!
Raketeista ja SpaceX -yhtiöstä ei voi kirjoittaa mainitsematta Starshipiä. Laite on tekemässä juuri näinä päivinä jo toisen korkealle kurottavan koelentonsa; sitä on lykätty jo yli viikon ajan eteenpäin päivä päivältä eri syistä, jotka eivät ole liittyneet kuitenkaan itse alukseen. Sumu, kova tuuli ja Yhdysvaltain ilmailuviranomainen FAA lentolupamenettelyineen ovat lykänneet lentoa ainakin ensi viikkoon.
Starshipistä on tehty jo useita eri prototyyppejä, ja nyt lentovuorossa on numero 9. Edellinen tuhoutui joulukuun 9. päivänä 12,5 kilometrin korkeuteen ylettyneen lennon päätteeksi. Vaikka lennon tuloksena olikin räjähdys ja romua, oli se kuitenkin suuri menestys, sillä alus nousi korkealle, liihotteli sieltä alas jännässä maha-asennossaan ja kääntyi upeasti pystysuoraan laskeutumisasentoonsa, mutta lopuksi valitettavasti yhden polttoainetankin paine oli hieman liian pieni, ja siksi rakettimoottorin työntövoima ei ollut riittävä hidastamaan putoamista tarpeeksi.
Jos nyt myös laskeutuminen onnistuu hyvin, ottaa koko hanke suuren askeleen eteenpäin. Ero lähes onnistuneen lennon ja onnistuneen lennon välillä on pieni, mutta samalla suuri.
Samalla myös ensimmäinen Super Heavy -raketti on valmistumassa. Sen tarkoituksena on kuljettaa Starship korkealle, mistä se voi jatkaa kiertoradalle. SpaceX aikoo tehdä kaksikon avulla ensimmäisen lennon avaruuteen vielä tämän vuoden aikana. Jos tämä tapahtuu, ja jos Starship lunastaa muutenkin siihen kohdistetut odotukset, on se ehdottomasti vuoden 2021 merkittävin tapahtuma avaruusalalla. Samalla se on merkkipaalu avaruuslentojen historiassa.
Siitä eteenpäin aikataulu on kunnianhimoinen, sillä Elon Musk haluaisi tehdä ensi vuonna ensimmäisen lennon Kuuhun Starshipillä (ilman miehistöä), 2023 lennon astronauttien kanssa Kuun ympäri, ensimmäisen lennon Marsiin vuonna 2024 ja viedä aluksella ihmisiä Marsiin vuonna 2027.
SpaceX:n historiaa ja tekemisiä katsoessa voi olettaa, että aikataulu tulee venymään aluksi, mutta myöhemmin kaikki saattaa tapahtua jopa odotettua nopeammin. Kuka olisi esimerkiksi uskonut kymmenisen vuotta sitten, että Falcon 9:t lentävät nykyisin tätä tahtia ja näin luotettavasti?
Missä viipyvät avaruusturistit?
Vuosi sitten povasin, että avaruusturismi alkaa lopulta vuoden 2020 aikana. Nähtävästi nyt suurin syy lentojen lykkääntymiseen on ollut kuitenkin koronapandemia, mikä on hidastanut niin Virgin Galacticin kuin Blue Origin -yhtiön toimia.
Koelentoja tehtiin kuitenkin vuoden aikana siten, että ensimmäisten turistien aika on ihan pian. Blue Originin New Shepard -raketin seuraavalla lennolla saattaa olla jo matkustajia mukana, ja jos tuo lento sujuu yhtä hyvin kuin edellisen koelennot, niin turistit pääsisivät mukaan varmaankin jo sitä seuraavalla lennolla.
Virginin SpaceShip2 on myös parin koelennon päässä ensimmäisten turistien mukaan ottamisesta. Joulukuussa tehty edellinen koelento päättyi odottamattoman aikaisin, kun tietokone sammutti rakettimoottorin vain muutaman sekunnin toiminnan jälkeen ja alus liisi takaisin lentokentälle sen sijaan, että se olisi tehnyt hyppäyksen avaruuteen. Kyseessä oli yksinkertainen tietokonevirhe, joten sillä ei ole muuta vaikutusta kuin se, että maksavia matkustajia kuljettava ensimmäinen lento siirtyi taas eteenpäin.
On täysin mahdollista, että kumpikin yhtiö voi tehdä ensimmäisen virallisen suborbitaalisen turistilennon vielä kevään kuluessa. Joka tapauksessa nyt ollaan jo lähellä sitä, ja vain yllättävä onnettomuus siirtää tämän merkkitapauksen ensi vuoden puolelle.
Mars-kuume alkaa ihan kohta!
Viime kesänä laukaisut Mars-luotaimet ovat saapumassa nyt perille. Ensimmäisenä Punaista planeettaa kiertämään saapuu Arabiemiraattien Al-Amal helmikuun 9. päivänä.
Kiinan Tianwen-1 on perillä puolestaan seuraavana päivänä, eli 10. helmikuuta. Sen mukana kulkeva laskeutuja ja kulkija irrotetaan näillä näkymin omille teilleen vasta toukokuussa.
Nasan Perseverance -kulkija on perillä puolestaan helmikuun 18. päivänä, mutta se ei asetu lainkaan kiertämään Marsia, vaan suuntaa suoraan sen pinnalle. Luvassa on jälleen ”seitsemän minuutin helvetti”, kun kulkija syöksyy suojakuoressaan kaasukehään, laskeutuu ensin alaspäin laskuvarjojen varassa ja sitten se lasketaan rakettimoottoreilla paikallaan pysyttelevän lavetin alta vinssillä alas. Siitä tulee jännää!
Luotaimiin liittyen vielä muita tämän vuoden kiinnostavia tapauksia:
10. toukokuuta Bennu-asteroidin luona oleva OSIRIS-REx lähtee takaisin kohti Maata mukanaan viime lokakuussa asteroidin pinnalta haukkaamat näytteet. Paluumatka kestää noin kaksi vuotta.
Astrobotic -yhtiön kuulaskeutuja Peregrine on tarkoitus lähettää matkaan 1. heinäkuuta. Kyseessä on ensimmäinen Nasan tilaamista kaupallisista kuulennoista. Erikoisen kiinnostavan tästä tekee myös se, että kyseessä on uuden Vulcan-kantoraketin ensilento.
Nasa aikoo laukaista 22. heinäkuuta DART-nimisen lennon kohto asteroidi Didymosta ja sen pientä kuuta, jota kutsutaan Didymooniksi, Didykuuksi. DART ohjataan törmäämään tähän Didykuuhun, jotta voitaisiin tutkia sitä miten mahdollisesti Maalle harmillisia asteroideja voisi joskus sysätä sivuun lentoradoiltaan. Näillä näkymin DART osuu Didykuuhun syyskuussa 2022.
Lokakuun 11. päivä lähtee matkaan toinen Nasan tilaamista kokeellisista, kaupallisesti tehtävistä kuulaskeutujista. Vuorossa on Intuitive Machines -yhtiön Nova-C. Tässä aluksessa on mukana Nokian tekemä LTE/4G -tukiasema. Kännytekniikkaa testataan Kuun pinnalla paikallisesti käytettäväksi.
16. lokakuuta on tarkoitus laukaista Lucy-luotain kohti Jupiterin luona Aurinkoa kiertäviä asteroideja. Nämä Troijalaisiksi kutsutut murikat ovat todennäköisesti ylijäämää planeettojen syntyajoilta ja tarjoavat osaltaan kiinnostavat katsauksen 4,5 miljardin vuoden päähän historiassa. Perille luotain päässee vuonna 2025.
Ja sitten: Hubblen avaruusteleskoopin seuraajaksi kutsuttu James Webb Space Telescope, eli JWST, päässee viimein taivaalle lokakuun 31. päivänä. JWST on valtavasti myöhässä aikataulustaan ja ylittänyt budjettinsa, mutta nyt näyttää siltä, että se voidaan viimein laukaista. Pääosin Yhdysvalloissa tehty avaruusteleskooppi singotaan avaruuteen eurooppalaisella Ariane 5 -kantoraketilla Kouroun avaruuskeskuksesta.
Enemmän avaruuslentäjiä, uusia aluksia
SpaceX -yhtiön Dragon-alus on parhaillaan telakoituna Kansainväliseen avaruusasemaan, sillä ensimmäisen rutiinilento aluksella asemalle laukaistiin matkaan viime marraskuussa. Sen mukana avaruuteen lensi neljä astronauttia, joten asemalla on tällä hetkellä peräsi seitsenhenkinen miehistö.
Seuraava miehistönvaihto Dragonilla tapahtuu maaliskuussa, kun
amerikkalaiset Michael Hopkins, Victor Glover ja Shannon Walker sekä japanilainen Soichi Noguchi tulevat takaisin Maahan se seuraava nelikko lähtee matkaan. Näillä näkymin Shane Kimbrough, Megan McArthur, Akihiko Hoshide ja Thomas Pesquet rymistävät matkaan huhtikuun 20. päivänä.
Kuten nimet antavat ymmärtää, on Hoshide japanilainen ja Pesquet ranskalainen. Pesquet’ille kyseessä on jo toinen keikka avaruusasemalle, kun taas Hoshidelle tämä on jo kolmas matka. Hän teki ensimmäisen lentonsa vuonna 2008 avaruussukkulalla, seuraavan Sojuzilla ja nyt vuorossa on Dragon 2.
SpaceX:n lisäksi Boeingin on tarkoitus kuljettaa astronautteja Maan ja avaruusaseman välillä uudella Starliner-aluksellaan. Sen ensimmäinen koelento vuoden 2019 lopussa ei mennyt ihan suunnitellusti, joten yhtiö joutuu tekemään toisen koelennon. Näillä näkymin tämä ilman astronautteja tapahtuva lento tapahtuu maaliskuussa. Alus lentää automaattisesti avaruusasemalle ja sieltä takaisin Maahan. Jos lento sujuu nyt hyvin, niin ensimmäinen lento astronauttien kanssa voisi tapahtua myöhemmin tänä vuonna.
Nasan uusi kuuraketti SLS saattaa nousta ensilennolleen (viimein) tämän vuoden lopussa. Marraskuulle nyt suunnitellulla lennolla Orion-alus ja sen eurooppalaistekoinen huoltomoduuli tekevät useita kierroksia Kuun ympärillä ja palaavat takaisin Maahan. Jos tämä lento sujuu suunnitellusti, voisivat ensimmäiset astronautit sitten Apollo-lentojen käydä katselemassa Kuuta läheltä elokuussa 2023.
Ex-presidentti Trumpin asettama määräaika Kuuhun laskeutumiselle vuoden 2024 loppuun mennessä ei näytä todennäköiseltä, mutta toisaalta nyt siihen ei ole enää poliittista painettakaan. Joe Biden ei ole vielä julkistanut avaruusajatuksiaan, mutta oletettavasti hän ei ole keskeyttämässä nykyistä kuusuunnitelmaa.
Venäjä on hieman pulassa uusien amerikkalaisalusten myötä, sillä enää länsimäiset astronautit eivät lennä Sojuz-aluksilla asemalle ja maksa lennoistaan Venäjän avaruusohjelmalle.
Itänaapurimme aikookin vähentää omien kosmonauttiensa määrää asemalla ja myydä paikkoja Sojuz-lennoilta turisteille. Näillä näkymin ensimmäinen näistä turistilennoista tapahtuu joulukuussa ja vuonna 2023 yksi turisti pääsisi myös tekemään avaruuskävelyn.
Kuvassa vasemmalla on López-Alegría, sitten Pathy, Connor ja Stibben.
Avaruusturismin kannalta on kuitenkin kiinnostavinta se, että Dragon-aluksilla aletaan tehdä puhtaita turistilentoja. Nämä paikat eivät ole siis ”ylijäämää” avaruusaseman normaaleilta miehistönvaihtolennoilta, vaan tehdään vain turismimielessä.
Ensimmäinen tällainen julkistettu lento Axiom-yhtiön organisoima lento avaruusasemalle. Axiom ostaa siis lennon SpaceX:ltä, ja yhtiön oma astronautti, avaruuskonkari Michael López-Alegría vie mukanaan avaruusmatkalle kolme raharikasta: amerikkalaisen Larry Connorin, kanadalaisen Mark Pathyn ja israelilaisen Eytan Stibben.
Näillä näkymin lento tapahtuu vuoden 2022 alussa, ja nelikko käy matkallaan avaruusasemalla, mihin Axiom aikoo myöhemmin liittää oman moduulinsa.
Vielä jokin aika sitten huhuttiin, että lennolla olisi mukana Tom Cruise ja ohjaaja Doug Liman, jotka tekisivät lentonsa aikana elokuvaa. Kenties he ovat lentovuorossa myöhemmin.
Heti tämän tekstin julkaisun jälkeen SpaceX ilmoitti toisenlaisestakin turistilennosta: amerikkalainen yrittäjä ja lentäjä Jared Isaacman on ostanut koko lennon Dragonilla avaruuteen. Hän itse tulee komentamaan tämän vuoden lopussa tapahtuvaa lentoa, jolle hän ottaa mukaan kolme muuta henkilöä anomusten perusteella.
Alus ei tässä tapauksessa telakoidu lainkaan avaruusasemalle, vaan alus kiertää sillä maapalloa muutaman päivän ajan. Kyseessä on ensimmäinen tällainen avaruusturistilento, sillä tätä ennen kaikki turistit ovat käyneet avaruusasemalla. Nyt lento tehdään siis vain ja ainoastaan turistilentona.
Kyseessä onkin SpaceX:n sanoin maailman ensimmäinen kaupallinen siviiliorganisaation toteuttama avaruusturistilento. Lisätietoja siitä on osoitteessa www.inspiration4.com.
Vastaavia lentoja on tulossa lisää ja SpaceX:n perustaja Elon Musk aikoo olla itsekin jollain niistä mukana.
Kiinnostavaa näissä lennoissa on se, että nähtävästi mukana ei ole ammattiastronautteja, vaan alus toimii automaattisesti. Osanottajat saavat peruskoulutuksen hätätilanteiden varalta ja voivat totuttautua etukäteen painottomuuteen, minkä lisäksi lennon komentaja – ensimmäisen lennon tapauksessa Isaacman, joka on jo lentäjä – saanee perusteellisemman koulutuksen. Yksityiskohdista tullee tietoa myöhemmin.
Uutinen SpaceX:n tällaisista puhtaista turistilennoista saa aikaa varmasti lisäharmistusta Venäjällä, sillä todennäköisesti osa Sojuz-matkaa harkinneista asiakkaista soittaa nyt SpaceX:n suuntaan.
Venäläistietojen mukaan Sojuzista ollaankin tekemässä paremmin turistilennoille sopivaa versiota ja sillä voitaisiin tehdä turistilentoja myös ilman käyntiä avaruusasemalla. Roskosmosin kaupallinen siipi Glavkosmos lupaa vuodelle 2023 kahta tällaista lentoa.
Samaan tapaan venäläiset ovat kaupanneet myös lentoa Kuun ympäri, mutta se ei ole toteutunut. Saa nähdä, miten Sojuz pärjää tässä turismikisassa lopulta: voi olla, että pian vain idän historiallista eksotiikkaa kaipaavat lentävät enää Sojuzilla.
Uusi avaruusasema nousee kiertoradalle
Taloushuolistaan huolimatta Roskosmos, Venäjän avaruustoimien valtionyhtiö, aikoo laukaista kesällä uuden moduulin avaruusasemaan. ”Omalle” puolelleen asemaa liitettävä Nauka on jotakuinkin saman kokoinen kuin aseman kaksi suurinta osaa, Zarya ja Zvezda. Uusi osa tuleekin tarpeeseen, sillä vanhat osat alkavat ikääntyä. Niistä on löytynyt mm. reikiä, jotka ovat saaneet vipinää asemalla, koska ilman puhiseminen pihalle aseman sisältä ei ole mukava asia.
Naukan mukana on myös eurooppalaistekoinen pieni robottikäsivarsi, joka on odotellut pääsyä tositoimiin jo yli vuosikymmenen.
Kiina puolestaan on lähettämässä ihan lähiaikoina (viikkoina?) avaruuteen uuden avaruusaeman ensimmäisen moduulin. Kiinalaisillahan on ollut jo kaksi Tiangong-asemaa avarudessa ja taikonautit ovat käyneet niillä vierailemassa, mutta nyt vuorossa oleva kolmas asema, Tianhe, kasvaa ajan myötä suureksi, ainakin kolmesta lisäosasta koostuvaksi asemaksi.
Tianhe on noin 18 metriä pitkä ja sen massa on noin 20 tonnia. Tulevat laboratoriomoduulit Wentian ja Mengtian liitettäneen asemaan vuonna 2022 ja ne ovat samaa kokoluokkaa Tianhen kanssa. Lisäksi suunnitteilla on avaruusteleskoopin sisältävä osa nimeltä Xuntian.
Nähtävästi Kiinassa on 18 taikonauttia kouluttautumassa avaruusasemalennoille, joista seuraavat kaksi tehtäisiin tänä vuonna.
Siinä missä lennot olisivat nyt noin kuukauden kestäviä, viipyisivät taikonautit asemalla vuodesta 2023 alkaen useita kuukausia kerrallaan.
Kyytivälineekseen taikonautit ovat saamassa myös uuden aluksen. Tähän saakka Kiinassa on ollut käytössä venäläiseen Sojuziin perustuva Shenzhou, mutta viime vuonna kiinalaiset testasivat jo uudempaa, suurempaa ja selvästi nykyaikaisempaa alusta automaattisella koelennolla. Siitä on tulossa myös rahtiversio, joka pystyy lentämään asemalle ja telakoitumaan siihen automaattisesti.
Vastaa
Miksi Starshipin räjähdyksestä kannattaa olla iloinen?
Tällä viikolla kuollut, ensimmäisenä äänen nopeutta nopeammin lentänyt koelentäjälegenda Chuck Yager on sanonut, että hyvä laskeutuminen on sellainen, minkä jälkeen lentäjä voi kävellä pois koneeltaan, mutta laskeutuminen on erinomainen, jos konetta voi käyttää vielä uudelleen.
SpaceX-yhtiön viime yönä Suomen aikaa tekemä koelento ei sanontaa mukaillen mennyt oikein hyvin, koska alus ei laskeutumisen jälkeen ollut enää lentokunnossa. Se räjähti iskeydyttyään maahan liian suurella nopeudella lentonsa päätteeksi.
Kyseessä oli uuden Starship-avaruusaluksen ensimmäinen korkealle kurottanut koelento, ja itse asiasssa lopun pamahdusta huomioimatta se oli erittäin onnistunut. Koelento tehtiin Teksasissa, lähellä Meksikon rajaa Boca Chicassa olevassa SpaceX:n laukaisukeskuksessa.
Lentonsa aikana Starship nousi kolmen moottorinsa työntämänä noin 12,5 kilometrin korkeuteen, kääntyi siellä ikään kuin mahalleen ja putosi alaspäin asentoaan siivekkeillä hienovaraisesti halliten. Lentonsa lopussa alus heilautti itsensä taidokkaasti pystyasentoon ja lähestyi laskeutumispaikkaa juuri oikealla tavalla – paitsi liian nopeasti.
Syynä liian suureen nopeuteen näyttää olevan moottoreihin polttoainetta syöttäneen tankin liian pieni paine, eli moottorit eivät toimineet tarpeeksi suurella työntövoimalla. Alus ei pystynyt jarruttamaan tarpeeksi tehokkaasti ennen laskeutumista, ja niin tulos oli bäng.
Jos tämä oli lennon ainoa olennainen ongelma, niin se on helposti korjattavissa tulevilla lennoilla.
Lento sujui upeasti
Mieleen viimeöisestä lennosta tulevat Falcon 9:n ensimmäisten vaiheiden ensimmäiset laskeutumisyritykset seitsemän vuotta sitten. Ne syöksyivät alas ja räjähtelivät, mutta jokaisen tapauksen jälkeen tehtiin pieniä parannuksia – ja nyt laskeutumiset sujuvat jo rutiinilla.
Elon Muskin mukaan syynä lennon harmilliseen loppuun oli erillisen, pienemmän laskeutumessa käytettävän polttoainetankin alipaine. Kun rakettimoottorit eivät saaneet tarpeeksi polttoainetta (nestemetaania), ne eivät toimineet tarvittavalla työntövoimalla. Tästä johtuneen tuhoutumisen sijaan tätä Starshipin koelentoa analysoidessa kannattaakin katsoa mitä kaikkea muuta tapahtui.
SpaceX:n välittämässä erinomaisessa nettilähetyksessä näkyi hienosti, miten moottorit toimivat nousun aikana. Kaksi niistä sammutettiin nousun aikana, ensin yksi ja sitten toinen, ja jokaisella kerralla moottorit kääntyilivät ja säätivät työntövoimaansa sekä sen suuntaa siten, että lento jatkui normaalisti.
Siirtyminen korkealla noususta putoamisasentoon sujui kuin tanssi. Starshipin eräs tärkeimmistä ominaisuuksista on juuri sen kyljellään – tai maha alaspäin – oleva putoamisasento, jolloin se vajoaa hallitusti alaspäin nokassaan ja perässään olevien vakaajien säätäessä koko ajan asentoa.
Kun aikanaan alukset saapuvat avaruudesta ilmakehään, tämä ominaisuus pudota hallitusti ja samalla lievästi liitäen haluttuun suuntaan on tärkeä.
Tätä temppua ei aiemmilla lyhyillä hyppäyksillä pystytty testaamaan, eikä mahallaanlentomanöveeriä ole voitu muutenkaan aikaisemmin kuin simuloida. Koelennon tärkein saavutus olikin kenties juuri tämän testaaminen, eikä siinä juuri olisi voitu onnistua paremmin.
Toinen todellä tärkeä koelennon osa oli siirtymä putoamisasennosta laskeutumiseen. Sekin onnistui erinomaisesti.
Videolta kääntymistä katsoessa mahassa muljahtaa, sillä kuvittelen jo olevani joskus aikanaan Starshipin kyydissä ja palaavani sillä takaisin Maahan. Laskeutumisen nopea heilahduspyörähdys on varmastikin jännä hetki lennolla, ja se myös tuntuu kummalliselta. Sisällä aluksessa ollessa liike tosin ei liene niin raju, koska aluksen nokka ei paljoakaan liikkunut sivusuunnassa: se vain pyörähti.
Jos sen jälkeen polttoainetankissa olisi ollut riittävästi painetta ja moottorit olisivat toimineet suunnitellusti, olisi alus hidastanut nopeuttaan heti pyörähdyksen jälkeen, kääntänyt runkonsa alla olevat laskeutumisjalat esiin ja laskeutunut pehmeästi alas.
Vaikka räjähdys ei tietenkään ollut optimaalinen loppu lennolle, oli lento siis suuri menestys.
Testaa, opi ja yritä uudelleen
SpaceX:n periaatteena on ollut aikaisemminkin testata rakettejaan käytännössä ja ottaa eteen tulleista ongelmista opiksi. Starshipin tekeminen vie tämän periaatteen äärimmilleen.
Yhtiöllä on jo seuraava prototyyppi lähes valmiina ja sillä on tarkoitus tehdä uudelleen viimeöisen lennon kaltainen hyppäys.
Nyt tuhoutunut Starshipin prototyyppi oli järjestysnumeroltaan kahdeksan (SN8) ja SpaceX:n Teksasissa sijaisevalla koealueella on osia jo useampaan seuraavaan alukseen. Niitä tehdään koko ajan lisää, jatkuvasti tekniikkaa parantaen.
Jo tätä ennen useampi koekappale on tuhoutunut, osin vahingossa. Esimerkiksi tankkeja on testattu siten, että ne on paineistettu tarkoituksella runsaasti yli normaalin, jolloin niiden rakenteelliset rajat on saatu selville.
Samalla yhtiö on kerännyt kokemusta siitä, miten alusta voidaan tankata, testata ja valmistella lentoon. Nyt tämä sujuu jo hyvin, joten vuorossa on lentokokemuksen kerääminen; ensin tällaisilla suhteellisen lyhyillä lennoilla, sitten korkeammalle nousevilla ja lopulta lennoilla avaruuteen.
Tätä lentoa on edeltänyt kaksi 150 metrin korkeuteen noussutta testiä, jotka tehtiin prototyypeillä SN5 ja SN6.
Koska on ollut selvää, että koealukset ovat lyhytikäisiä, ei niitä ole viimeistelty. Jokaisessa aluksessa on ollut vain kokeiden kannalta olennaiset osat, eikä niiden metallipintaa ole esimerkiksi kiillotettu kauniin kiiltäväksi, kuten varmastikin lopullisissa aluksissa kiillotetaan. Tätä ennen alukset ovatkin näyttäneet lähinnä rehusiiloilta, joiden alle on laitettu rakettimoottori.
On hyvinkin todennäköistä, että SN9 rullataan pian esiin ja sillä tehdään koelento(ja) saman tien, kunhan SN8:n romut on saatu siivottua laskeutumisalueelta.
SpaceX:n tyyli on siis täysin erilainen verrattuna perinteisiin avaruusyhtiöihin. Esimerkiksi Boeing on tehnyt Nasalle tulevilla kuulennoilla käytettävää SLS-rakettia jo yli vuosikymmenen, ja sen ensimmäistä koelentoa on vain lykätty eteenpäin.
Pelkästään raketin ensimmäisen vaiheen koekäyttöä on suunniteltu ja valmisteltu jotakuinkin saman ajan, kun SpaceX on puuhannut Starship-alustensa kanssa Teksasissa koealueellaan. SLS:n koekäyttö on tarkoitus saada tehtyä vielä ennen joulua, mutta ei olisi yllättävää, jos sitä siirretään jälleen eteenpäin.
SLS:n kehittämisen hitautta voi ihmetellä myös siksi, että lähes kaikki siinä käytettävät moottorit ja muu tekniikka perustuu vanhaan (kerroin tästä jo aiemmassa blogitekstissäni).
En ole lainkaan yllättynyt, jos lopulta Starship on Kuussakin ennen Nasan astronautteja.
Ja muuten: kun haaveilen jo lennosta Starshipillä, niin olen enemmän kuin puoleksi tosissani. Jos aluksen kehitys menee näin vauhdikkaasti eteenpäin, niin kenties tuossa vuosikymmenen kuluttua keikka kiertoradalle Starshipillä (tai sen seuraajalla) on täysin mahdollinen tällaiselle tavalliselle tallaajallekin!
Vastaa
Kun kierrätyskama on parempaa kuin uusi
Satelliitteja avaruuteen laukaisevien rakettien kehityksessä on viime viikkoina otettu kolme pientä, suurta harppausta eteenpäin.
Viime yönä Rocket Lab -yhtiöstä tuli toinen rakettilaukaisija, joka onnistui palauttamaan takaisin Maan pinnalle rakettinsa ensimmäisen vaiheen. Osuvasti ”Return to Sender” -nimen saanut lento vei avaruuteen 24 pientä satelliittia, mutta sen sijaan että raketin ensimmäinen vaihe olisi tuhoutunut, se oli tehty nyt kestämään ilmakehään paluussa tapahtuva kuumeneminen sekä varustettu laskuvarjolla, jonka varassa 12 metriä pitkä ja 1,2 metriä halkaisijaltaan oleva putkilo leijui alas.
Nyt vaihe putosi mereen, mutta vastaisuudessa ne on tarkoitus napata lennosta helikopterilla, jolloin merivesi ei pääse tekemään niihin tuhojaan.
Tätä ensimmäistä takaisin palannutta vaihetta tuskin käytetään uudelleen, koska Rocket Lab aikoo nyt hajottaa sen osiin ja tutkia miten se ja sen osat ovat kestäneet paluun rasitukset.
Vaihe kävi lennollaan yli 80 kilometrin korkeudessa, mistä alas ilmakehään pudotessa ilmanvastuksen kitkakuumennus on olennaista. Rakettivaiheen pinta käpristelee noin 500°C:n lämpötilassa kuumimmissa kohdissaan paluun aikana.
Tähän mennessä ainoa saman tempun tekemisessä onnistunut yhtiö on SpaceX, jonka Falcon 9 -rakettien ensimmäisten vaiheiden paluut ovat jo rutiinia. Ne tarkastetaan, huolletaan ja testataan ennen uutta lentoa, ja tähän mennessä näin on tehty jo 29 kertaa ja parhaat vaiheet ovat lentäneet jo viisi kertaa uudelleen.
Marraskuun 20. ja 21. päivinä SpaceX aikoo laukaista kaksi satelliittia vain noin 10 tunnin välein. Ensin noussee matkaan Kaliforniasta ESAn ja Nasan yhteinen Sentinel 6 Michael Freilich ja sitä seuraa Starlink-satelliittien seuraava parvi Floridasta. Kummatkin raketit käyttävät kierrätettyjä ensimmäisiä vaiheita ja ne on tarkoitus tuoda jälleen takaisin.
Yhtiön tahti on huima, eikä tämä olisi mahdollista ilman uudelleenkäyttöä.
Nyt 16. marraskuuta Kansainväliselle avaruusasemalle neljä astronauttia kyytinyt raketti on myös ensimmäinen, joka on tarkoitus käyttää uudelleen avarusulentäjien laukaisussa. Vaihe laskeutui onnistuneesti Atlantilla sitä odottaneen lavetin päälle, mutta kova merenkäynti sai sen melkein putoamaan yli laidan. Satamaan tullessaan vaihe oli hyvin reunalla ja kiikkui vinossa yhden laskeutumisjaloista kurottaessa reunan ylitse.
Onneksi laskeutumislotjassa oleva kiinnityslaite toimi suunnitellusti ja piti raketin kyydissä.
Jos tästä ei ole koitunut haittaa rakettivaiheelle, se lennättää seuraavan Crew Dragonin avaruuteen ensi maaliskuussa. Sen jälkeen kierrätysraketit olisivat myös ihmisten laukaisijoina.
Turvallisuusvaatimukset avaruuslentäjien lähettämisessä ovat huomattavasti korkeammat kuin muutoin, ja nyt uudelleenkäytettävät raketit ovat saavuttaneet tuon pisteen.
Voi olla, että pian kertaalleen lentänyt ja toimivaksi osoittautunut rakettivaihe on tilastollisesti jopa luotettavampi kuin ensilentonsa tekevä. Kenties kohta astronauttilennoilla ja muissa tärkeissä laukaisuissa saa käyttää vain kierrätysraketteja!
Kannattaako kierrätys?
Luotettavuuden lisääminen ei ole kuitenkaan ollut ensisijainen tarkoitus, vaan kustannusten säästäminen. Onhan se arkijärjenkin mukaan typerää, että miljoonia maksavaa laitetta käytetään vain kerran ja se päätyy kalojen harmiksi meren pohjaan.
Kantoraketissa sen ensimmäinen vaihe on ehdottomasti sen arvokkain osa. Se on suurin kooltaan, ja siinä ovat kalliit, isot rakettimoottorit. Jos – ja kun nyt – niitä voidaan käyttää uudelleen, säästyy paljon rahaa.
Falcon 9:n tapauksessa ensimmäisen vaiheen hinta on noin 60 % koko raketin hinnasta.
Vaiheen käyttäminen uudelleen maksaa kuitenkin rahaa ja syö vähän raketin suorituskykyä. Falcon 9:n tapauksessa takaisin palaamiseen ja laskeutumiseen vaadittava ylimääräinen polttoaine, laskeutumisjalat ja muut uudelleenkäyttöön liittyvät laitteet verottavat jopa kolmanneksen raketin laukaisumassasta. Tätä tosin kompensoitiin raketin viimeisimmässä versiossa siten, että sen suorityskykyä onnistuttiin nostamaan enemmän kuin tuon 30% verrattuna ensimmäisiin versioihin.
Vaiheen kierrättäminen ja valmistelu uutta lentoa varten maskaa noin 250 000 dollaria, joten säästö on todella suuri. Nykyisin SpaceX:n listahinta Falcon 9:n laukaisulle on 62 miljoonaa dollaria uutta vaihetta käytettäessä ja 50 miljoonaa dollaria kierrätysraketille.
Siinä missä Falcon 9 laskeutuu merellä olevalle lavetille tai laukaisupaikan lähellä olevalle laskeutumiskentälle rakettimoottorin hidastamana, käyttää Rocket Lab laskuvarjoa. Myös SpaceX pohti tätä tekniikkaa, mutta päätyi käyttämään laskeutumista, koska Falcon 9:n ensimmäinen vaihe on niin suuri ja painava.
Pienemmän Electronin tapauksessa laskuvarjo ja muut uudelleenkäyttämiseen tarvittavat muutokset pienentävät hyötykuormaa noin 7,5 %. Kuten SpaceX:n tapauksessa luku vaihtelee paljon sen mukaan millaiselle radalle satelliitti laukaistaan. Usein kuitenkin kuorma on kevyempi kuin raketti kykenee lennättämään, joten uudelleenkäyttövero sopii hyvin.
Rocket Labin johtaja Peter Beck sanoo, että Electronin laukaisu maksaa nyt noin seitsemän miljoonaa dollaria (mikä on noin neljäsosa aikaisemmista pienten rakettien laukaisuhinnoista), ja ensimmäisen vaiheen uudelleenkäyttämisellä hintaa saadaan leikattua ”dramaattisesti”. Hinta voi olla parin miljoonan dollarin luokkaa, eli karkeasti laskettuna alle 10 000 euroa kilogrammalta.
Keskipalkkaisen insinöörin pitäisi siis laittaa sivuun kaksi kuukausipalkkaansa, jos hän haluaisi laukaista Suomi 100 -satelliitin kaltaisen nanosatelliitin avaruuteen.
Missä Eurooppa menee?
Kolmas viime aikojen kiinnostava uudelleenkäytettäviin raketteihin liittyvä tapaus tulee Euroopasta. Suunnitteilla olevan, kokeellisen uudelleenkäytettävän Themis-raketin ensimmäinen koekappale nostettiin pystyyn testejä varten Ranskassa, Vernonissa.
Vernon on eurooppalaisrakettien koealue, ja tarkoituksena on nyt tehdä siellä tällä rehusiilon näköisellä pöntöllä samaan tapaan tankkaus- ja paineistustestejä kuin SpaceX tekee parhaillaan Starship-alusten prototyypeillä Teksasissa.
Kyseessä on ensimmäinen täysikokoinen Themiksen osa, ja siksi tapaus on merkittävä askel eteenpäin. Mutta työ etenee hitaasti, sillä Themiksen ensimmäiset koelaukaisut on tarkoitus tehdä aikaisintaan vuonna 2024. Lisäksi Themistä edeltää pienikokoinen testilaite nimeltä Callisto.
Callisto on oikeastaan kuin Falcon 9:n ensimmäinen vaihe, mutta pienempi, ja sen avulla on aikomus tehdä hyppäyksiä ylös ja alas. Näin laskeutumistekniikkaa voidaan testata ja parantaa. Käytännössä Eurooppa on siis tekemässä samaa kuin SpaceX, mutta vuosikymmentä myöhemmin.
On sääli, että aikanaan edistyksellisen (ja edelleen hyvin luotettavan) Ariane 5:n seuraajan Ariane 6:n tekemisestä päätettiin juuri ennen kuin uudelleenkäytettävyys alkoi tulla puheisiin. Siksi siitä on tulossa nyt varmaankin lajinsa viimeinen, kertakäyttöiten kantorakettien ajan huipentuma.
Ariane 6:n tekemisestä päätettiin joulukuussa 2014, jolloin SpaceX oli jo paitsi testannut laskeutumistekniikkaansa, niin myös tehnyt ensimmäiset laskeutumisyrityksensä satelliittilaukaisuiden yhteydessä. Jos Euroopalla olisi ollut tuolloin rohkea mieli ja näkemystä, niin Ariane 6:n suunta olisi voitu jo tuolloin kääntää kohti uudelleenkäytettävyyttä ja se olisi nyt täysiverisesti mukana kisassa.
Nyt näyttää siltä, että siitä tulee lyhytikäinen välivaihe. Kun raketti tekee ensilentonsa vuonna 2022, se on todennäköisesti eläkkeellä jo ennen vuosikymmenen loppua. Missään nimessä se ei pääse samaan kuin Ariane 5, jolle tulee lopulta kunnioitettava noin 25 vuotta kestänyt ura.
Euroopassa kuitenkin kuhisee pinnan alla. Useat yhtiöt kehittelevät Electronin kaltaisia pieniä raketteja, ja osa niistä suunnitellaan alusta alkaen uudelleenkäytettäviksi. Jännittävin on espanjalaisen PLD Space -yhtiön Miura 5 -raketti, jonka ensimmäinen vaihe olisi uudelleenkäytettävä. Yhtiö tähtää ensilentoon vuonna 2024 ja tekee parhaillaan pienempää Miura 1 -rakettia, joka ei pysty laukaisemaan satelliittia, mutta millä voidaan tehdä tutkimuslentoja.
Kun katsotaan kauemmaksi, niin myös kiinalainen i-Space on mukana kierrätysrakettikisassa. Yhtiö onnistui laukaisemaan Hyperbola-1 -rakettinsa avaruuteen viime vuonna ensimmäisenä ”yksityisenä” kiinalaisyhtiönä, ja se suunnittelee suurempaa, uudelleenkäytettävää Hyperbola-2 -kantorakettia. Se olisi periaatteeltaan kuin pieni Falcon 9.
Myös Venäjällä suunnitellaan uudelleenkäytettävää rakettia, Amuria. Sen suunnitelmia esiteltiinkin tässä syksyllä netissä innokkaasti, mutta ne vedettiin pois, kun irvailijat huomauttivat raketin olevan lähes suora Falcon 9:n kopio.
Kenties Euroopassa kannattaisi nyt ottaa askel eteenpäin, eikä haaveilla enää perinteisestä raketista, joka olisi vain uudelleenkäytettävä – osittain tai kokonaan. Täällä on itse asiassa jo olemassa suunnitelma seuraavasta sukupolvesta: brittiyhtiö Reaction Engines on kehittänyt pienellä rahoituksella jo jonkin aikaa uudenlaista moottoria, joka käyttäisi ilmakehässä ilmassa olevaa happea ja vaihtaisi tankissa olevaan happeen vasta korkealla ilmakehässä lentäessään.
Moottoria käyttämään suunnitellaan Skylon-nimistä avaruuslentokonetta, jolla voisi suhautella Maan ja avaruuden välissä samaan tapaan kuin lentokoneet lentelevät kaupunkien välillä täällä Maan pinnalla. Siihen kannattaisi nyt panostaa!
Tai sitten SpaceX on taas etuajassa Starshipillään. Voi olla, että avaruuteen menemisessä lentokoneiden ja siipien ajattelu on itse asiassa vanhanaikaista…
Vastaa
20 vuotta avaruusmatkalla
Eilen 2. marraskuuta juhlittiin Kansainvälisen avaruusaseman 20-vuotista taivalta, sillä ensimmäinen miehistö saapui asemalle 2.11.2000 ja siitä alkaen se on ollut koko ajan asuttuna.
Tuo päivä oli tärkeä ja sitä kannattaakin hurrata. Mutta samalla kannattaa muistaa, että tasan 20 vuotta sitten Maata kiersi avaruudessa kaksi avaruusasemaa. Oli pitkän ja kunniakkaan uran tehnyt suurikokoinen neuvostoliittolais-venäläinen Mir, sekä nykyisen, vieläkin suuremman Kansainvälisen avaruusaseman itu.
Miriä oli rakennettu vähitellen vuodesta 1986 alkaen ja lopulta siinä oli kuusi lisämoduulia. Aseman kokonaismassa oli noin 130 tonnia. Se oli suurin ihmisen tekemä rakennelma avaruudessa, ja edelleen se on toiseksi suurin nykyisen noin 420-tonnisen aseman jälkeen.
Mir oli pysyvästi asutettu muutamaa päivää vaille kymmenen vuotta (tarkalleen 3644 vuorokauden ajan), siihen saakka, kun elokuun 1999 lopussa Sojuz TM-29:n miehistö irtaantui asemasta ja jätti sen kiertämään Maata autiona.
Elokuusta 1999 lokakuuhun 2000 oli siis harmillinen tauko, jota ilman ihmisen pysyvä avaruudessa asuminen olisi alkanut jo vuonna 1989.
Mir-aseman tulevaisuus oli tuolloin vielä iso kysymysmerkki. Se oli ikääntynyt ja Venäjällä oli vaikeuksia pitää sitä enää yllä, mutta sen suhteen oli suunnitelmia. MirCorp-niminen yhtiö yritti yhdessä venäläisten kanssa kaupallistaa asemaa ja käyttää sitä esimerkiksi avaruudessa olevana elokuva- ja televisiostudiona, avaruusturistien hotellina ja kaupallisesti tehtävien mikropainovoimatutkimusten laboratoriona.
MirCorpin pitkälti kustantamana Mirille tehtiin yksi huoltolento keväällä 2000, mutta vähitellen kävi ilmi, että Mir oli yksinkertaisesti liian vanha ja kalliisti ylläpidettävä.
Mir ohjattiinkin siksi syöksymään ilmakehään 23. maaliskuuta 2001. Asema oli opettanut ihmiset asumaan ja työskentelemään avaruudessa, siellä tapahtuneet onnettomuudet osoittautuivat nekin erinomaisiksi oppitunneiksi, ja lopulta sen avulla pystyttiin harjoittelemaan suuren avaruusaseman hallittua tuhoamista.
Mir-asema oli todella tärkeä.
Samalla kun Mir vietti viimeisiä vuosiaan avaruudessa, oli uuden Kansainvälisen avaruusaseman rakentaminen vauhdissa. Sen ensimmäinen osa, aseman perustoimista huolehtiva ja sen keskusmoduulina toimiva Zaria, laukaistiin kiertoradalle marraskuun 20. päivänä 1998, ja kaksi viikkoa sen jälkeen avaruussukkula Endeavour nousi avaruuteen mukanaan aseman ensimäinen osa, Unity, joka liittää aseman venäläistekoisen puolen ”läntiseen”.
Ensimmäisen miehistön, Nasan William Shephardin sekä venäläisten Sergei Krikaljevin ja Juri Gidzenkon, oli tarkoitus nousta asemalle vuonna 1998, mutta aseman asuntomoduulin, Zvezdan, tekeminen oli myöhässä, joten kolmikon lentoa lykättiin.
Avaruussukkulat kävivät viemässä asemantyngälle tarvikkeita varastoon ja laajentamassa sitä hieman ensin toukokuussa 1999 ja sitten toukokuussa 2000.
Kesäkuussa 2000 asuntomoduuli Zvezda pääsi viimein avaruuteen ja telakoitui automaattisesti Zariaan. Nyt asema oli periaatteessa asuinkelpoinen, mutta kaksi sukkulalentoa syys- ja lokakuussa 2000 valmisteli vielä asemaa ensimmäistä miehistöä varten.
Lopulta Shephard, Krikaljev ja Gidzenko pääsivät matkaan Sojuz-aluksellaan avaruuteen 31. lokakuuta 2000 ja telakoituivat asemaan 20 vuotta sitten, 2. marraskuuta 2000.
Siitä alkaen asema on ollut pysyvästi asuttu tähän saakka – edes avaruussukkulan tuho tai huoltoalusten onnettomuudet eivät ole rikkoneet tätä jatkumoa, vaikka vähällä se on pari kertaa ollut.
Avaruusasemaa on suunniteltu, rakennettu ja operoitu oikeastaan koko sen ajan, kun olen aktiivisemmin seurannut avaruuslentoja ja tehnyt niistä juttuja. Etenkin tuolloin 20 vuotta sitten asema oli koko ajan pinnalla. Se oli kestoaihe, ja todella kiinnostava sellainen, koska kaikkien tylsien viivytysten jälkeen uuden, uljaan avaruusaseman rakentaminen oli alkanut.
Nykynäkökulmasta oli myös huimaa, että avaruussukkulat nousivat lentoon parhaimmillaan kuukauden välein, mukanaan kuudesta seitsemään astronauttia sekä isoja avaruusaseman osia. Ennen syyskuun 2001 terrori-iskuja Yhdysvalloissa, oli Nasassa käyminen myös helppoa toimittajille: pääsinkin seuraamaan paikan päällä Houstonissa avaruusasemalennoille valmentautumisia sekä laukaisuita Cape Kennedyssä.
Tiedän, että setäihmistoimittajan pahin synti on muistella kaiholla vanhoja aikoja, mutta avaruusaseman rakentamisen alku 20 vuotta sitten oli hienoa aikaa. Silloin tapahtui, mentiin, eikä meinattu enää. Lentoja oli usein, huiman kiinnostava projekti oli alkamassa, ja sain olla seuraamassa tätä varsin lähellä.
Nyt on ilmassa samaa henkeä, kun Starship tekee koelentojaan ja kuulentoja valmistellaan. Suurin ero on kuitenkin siinä, että nämä kaikki toimet tapahtuvat tiukan turvallisuus- ja tiedotusmuurin takana. On vaikea olla mukana hengessä samaan tapaan kuin 20 vuotta sitten, vaikka nyt on edessä vieläkin suurempia, jännittävämpiä ja merkityksellisempiä tekemisiä.
”Kuin uuteen kotiin olisi saapunut”
Mutta mennään takaisin 20 vuoden taakse. Shephard, Krikaljev ja Gidzenko palasivat lennoltaan Maahan maaliskuussa 2001 ja he olivat paikalla Berliinissä toukokuussa 2001 pidetyssä avaruusasemaseminaarissa. Pääsin silloin jututtamaan kolmikkoa.
”Avasimme kaikki luukut ja kytkimme valot päälle”, kertoi Krikaljev tuolloin hetkestä, jolloin hän ensimmäisenä siirtyi Sojuzista avaruusaseman sisälle 2.11.2000.
”Se tuntui vähän samalta kuin olisimme avanneet oven uuteen asuntoon. Aseman sisällä oli hyvä ilma ja paljon valoa, ja olimme hyvin tyytyväisiä, koska telakoiduimme asemaan aivan kuten oli suunniteltu. Meillä oli mieli korkealla, sillä asema oli uusi ja tiesimme että se tulee lentämään vuosien ajan siitä eteenpäin.”
Krikalev jatkoi toteamalla, että asema tuntui hänestä kovin tutulta ja kotoisalta, koska hän oli viettänyt pitkän aikaa Mir-asemalla ja ISS:n huolto- ja keskusmoduulit ovat lähes kopioita Mirin vastaavista moduuleista.
”Kun aloimme purkamaan sukkuloiden tuomia varusteita ja laittamaan tavaroita paikoilleen Jurin kanssa, niin ryhdyimme laittamaan alitajuisesti tavaroita samoille paikoille, missä ne olivat olleet Mirissä. Emme tehneet tätä vain siksi että kaikki olisi kuin ennen, vaan siksi että paikat olivat osoittautuneet käteviksi käytännön myötä. Se on turvallisempaakin, kun kaikki tietävät missä tavarat ovat.”
”Tärkein tehtävämme oli aseman järjestely ja toiminnan käynnistäminen”, jatkoi Gizdenko ja totesi, että vaikka toimenpiteitä oli suunniteltu tarkasti etukäteen, tuli lennolla eteen joka päivä asioita, joissa piti soveltaa.
”Piti keksiä ratkaisuita yllättäviin ongelmiin. Muutimme myös aseman systeemejä hieman toisenlaisiksi ja teimme omia ratkaisuitamme.”
Osasyynä tähän omatoimisuuteen oli myös se, että tuolloin miehistö ei voinut olla jatkuvasti yhteydessä maavalvomoon joko Houstonissa tai Moskovassa. He olivat enemmän omillaan – mikä Krikalevin mukaan ei ollut lainkaan huono asia.
Kolmikko oli lopulta avaruudessa 25 vuorokautta suunniteltua pitempään, koska heidän Maahan kuljettanut avaruussukkula ei päässyt matkaan ihan ajallaan. Krikalev totesi, että tuo lisäaika oli vain hyvä asia, koska muutoin heillä ei olisi ollut aikaa tehdä kaikkia heille suunniteltuja tehtäviä.
”Ei lentomme ollut kuitenkaan liian pitkä, vain 148 päivää”, lisäsi Gidzenko heti perään. Hän oli ollut Mir-asemalla 180 päivää, eikä sekään tuntunut liian pitkältä.
”Kun tekemistä on paljon, niin aika kuluu nopeasti.”
Miehistön komentajana toiminut Shepherd aiheutti pienen skandaalin heti lennon alussa, kun hän kutsui asemaa nimellä ”Alfa”. Pieneen sanaan kiteytyi kuitenkin monta asiaa.
”Alfa” oli ollut kylmän sodan aikaan Yhdysvaltain suunnitteleman Freedom-avaruusaseman viimeisen version työnimi, ikään kuin amerikkalaisvastine Mir-asemalle, joten se ei viehättänyt venäläisiä. He eivät myöskään innostuneet selityksestä, jonka mukaan Alfa tarkoitti tässä vain ensimmäistä avaruusasemaa. Venäläisten mielestä Mir oli ollut Alfa, joten uuden aseman olisi pitänyt olla Beta. Lopulta nimeksi vakiintui tylsä ISS, tai vain ”Avaruusasema” eli Space Station.
Tämä amerikkalaisten ja venäläisten välinen jännite oli muutenkin läsnä koko yhteistyön alun ajan, sillä kumpikin avaruussuurvalloista oli mielestään oikeassa. Kummallakin oli kokemusta, mutta se oli erilaista, ja vähitellen hyödytti molempia.
Lisämausteen yhteistyöhön toi se, että Nasa maksoi suurimman osan kustannuksista, mutta venäläisillä oli valtavasti enemmän kokemusta avaruusaseman tekemisestä sekä ylläpidosta.
Shepherd totesikin haastattelussa diplomaattisesti, että teknisten ongelmien lisäksi juuri amerikkalaisten ja venäläisten välinen yhteistyö oli välillä hankalaa – niin Maan pinnalla kuin myös asemalla miehistön kesken.
”Kyse oli toimintatavoista, kielestä ja kulttuureista. Toimimme kaikki eri tavoilla, mutta meillä kaikilla oli sama päämäärä. Avaruusasema sai meidät kaikki tekemään työtä yhdessä ja ottamaan erilaisuutemme huomioon. Kun ajatellaan, että teimme niin monia asioita ensimmäistä kertaa, niin hankaluuksien ja ongelmien määrä oli itse asiassa erittäin pieni.”
Tässä onkin kenties suurin avaruusaseman merkitys. Sen suunnitteluun, rakentamiseen, käyttämiseen ja ylläpitoon osallistuvat Nasan ja Venäjän lisäksi eurooppalaiset, japanilaiset ja kanadalaiset, ja tämä yhteistyöverkosto on pitänyt pintansa koko ajan.
Jopa poliittiset jännitteet on onnistuttu selättämään, vaikkakin muutamia kertoja aseman halkaiseminen kahdeksi erilliseksi asemaksi oli suunnitteilla.
Nyt ISS on hieman samassa tilanteessa kuin Mir parikymmentä vuotta sitten. Se rooli on muuttumassa, ja sille suunnitellaan laajempaa kaupallista toimintaa. Mahdollisesti koko asema annetaan kaupallisen toimijan ylläpidettäväksi, kun Nasa avaruusasemakumppaneineen katsoo kohti Kuuta.
Ensi vuonna näihin aikoihin avaruusasemalla kenties myös kuvataan elokuvaa, sillä suunnitelman mukaan Tom Cruise nousee sille ensi vuoden lokakuussa SpaceX:n Dragon-aluksella.
Alun perin aseman käyttöiäksi suunniteltiin vain kymmentä vuotta alkaen siitä, kun se on täysin valmis. Aseman rakentaminen kuitenkin kesti suunniteltua pitempään, joten laskelman mukaan osa osista olisi ollut jo vanhoja, kun lopulta vuonna 2011 ISS saatiin valmiiksi. Nyt arvellaan, että asema nykyisellään voisi hyvin olla toiminnassa vielä pitkälle 2020-luvun loppupuolelle saakka.
Siihen ollaan myös liittämässä uusia moduuleita. Venäjä aikoo telakoida omaan puoleensa Nauka-nimisen tutkimusmoduulin ensi vuonna ja läntiselle puolelle kiinnitetään vuonna 2024 Axiom-yhtiön tekemä moduuli.
Jo tätä ennen Axiom ottaa hoitaakseen asemalla tehtäviä toimia puhtaan kaupalliselta pohjalta: periaatteessa kuka vain voi ostaa sinne lipun ja mennä joko ihailemaan maisemia tai tekemään tutkimusta. Tom Cruisen avaruusmatka on yksi heidän hoitamansa hanke.
Uusien avaruusalusten ja lisätilojen ansiosta asemalle noussee enemmänkin väkeä elämään ja olemaan. Voi olla, että asema saa uuden elämän ja sen merkitys nousee vielä tästä suuremmaksi. Tähän mennessä sen avulla on paitsi opittu olemaan paremmin yhdessä, niin myös elämään, olemaan, toimimaan ja tekemään tutkimusta avaruudessa.
Se, että avaruudessa asuminen ja työskenteleminen on muuttunut tylsäksi rutiiniksi, on erinomaisen hieno asia.
Vuonna 2018 juhlittiin eurooppalaisen tutkimusmoduuli Columbuksen kymmenvuotista taivalta. Se liitettiin avaruusasemaan vuonna 2008.
Vastaa
Popcornit esiin: avaruudessa on tapahtumassa ensi yönä mieltä puistattava jännitysnäytelmä
Päivitys 16.10. aamulla: Törmäystä ei tapahtunut. Viimeisin ennen ohitusta tehty arvio ohitusetäisyydestä oli 25 metriä, eli vähän enemmän kuin sitä aikaisemmin alla olevaa tekstiä kirjoitettaessa. Nyt saatuja tietoja käydään läpi ja todennäköisesti saamme pian tarkempaa tietoa todellisesta välimatkasta.
Kiinalaisen CZ-4C -kantoraketin ylin vaihe sekä sammunut venäläinen paikannussatelliitti Parus kiertävät nyt rauhallisesti maapalloa omilla radoillaan.
Mutta täällä maapallolla ollaan huolissaan: 810 kg massaltaan olevan satelliitin ja 1700-kiloisen rakettivaiheen lasketaan ohittavan toisensa vain noin 12 metrin etäisyydeltä ensi yönä 16. lokakuuta klo 3.56 Suomen aikaa.
Ottaen huomioon epätarkkuuden ratatiedoissa, kalifornialainen satelliitteja tarkkaileva yhtiö LeoLabs arvioi törmäyksen mahdollisuuden olevan jopa 10 %.
Nyt maapalloa kiertää avaruudessa yli 34 000 kappaletta, joiden koko on suurempi kuin kymmenen senttimetriä. Pienempiä kappaleita, sentistä kymmeneen senttiin, arvellaan olevan jopa noin 900 000. Millimetristä kymmeneen senttiin kooltaan olevia kappaleita saattaa olla jopa 128 miljoonaa.
Tuollainen vajaan sentinkin halkaisijaltaan oleva pieni romun palanen saa aikaan suurta tuhoa, kun se törmää kiertoratanopeudella toiseen kappaleeseen. Törmäyksen tuloksena on aina lisää avaruusromua, kun törmääjät hajoavat pienemmiksi kappaleiksi.
Kun törmäys tapahtuu nokkakolarina, on suhteellinen törmäysnopeus hurjan suuri. Esimerkiksi tässä ensi yön tapauksessa se on 52 900 kilometriä tunnissa. Asiaa tarkasti seuraavan tähtitieteilijä Jonathan McDowellin mukaan lähellä Maata olevan avaruusromun määrä saattaa lisääntyä kenties jopa 20 %.
Kohta, missä Paroksen ja rakettivaiheen radat kohtaavat, on 991 kilometrin korkeudessa Atlantin eteläosissa, juuri Etelämantereen rannan tietämissä. Tuo korkeus on siinä mielessä ikävä, että siellä olevat kappaleet putoavat luonnollisesti alaspäin hyvin hitaasti.
Ilmakehän yläreuna ei ole tarkka, vaan ilman määrä vain vähenee ja vähenee ylöspäin mentäessä. Tämän vuoksi myös muutaman sadan kilometrin korkeudessa on ilmanvastusta. Hyvin vähän, mutta sen verran, että se hilaa hiljalleen kappaleita alaspäin.
Kansainvälisen avaruusasemankin rataa täytyy tökkiä silloin tällöin ylemmäs, ettei se putoaisi alas. Suurin osa pienistä nanosatelliiteista kiertää maata noin 400-500 kilometrin korkeudessa, ja ne tuhoutuvat luonnollisesti parissa vuodessa. Esimerkiksi ensimmäinen avaruuteen lähetetty suomalaistekoinen satelliitti, Aalto-2, syöksyi ilmakehään vain parin vuoden lennon jälkeen.
Tuosta noin 500 kilometristä ylöspäin mentäessä ”automaattinen” putoamisaika kasvaa nopeasti. 750 kilometrin korkeudella kiertävä kappale pysyy avaruudessa ainakin 2200 vuotta, 800 kilometrissä luku on jo noin 5000 vuotta ja 900 kilometrissä 20 000 vuotta.
Jos ensi yönä törmäyksessä syntyy avaruusromupilvi, niin sen elinikä on kymmeniä tuhansia vuosia.
Osa kappaleista sinkoutuu alaspäin ja ne tulevat nopeammin alas, mutta osa nousee korkeammalle ja pysyvät siellä meidän näkökulmastamme ikuisesti.
Kun heräämme siis uuteen aamuun huomenna, voi olla, että ihmiskunnalla on taakkanaan yhä isompi avaruusromuongelma.
Avaruudessa olevien kappaleiden määrä on jo nyt ongelma satelliittien laukaisijoille. Juuri viime viikolla Rocket Lab -yhtiön toimitusjohtaja Peter Beck harmitteli sitä, että laukaisuiden suunnittelu käy koko ajan hankalammaksi.
Suurin ongelma hänen kannaltaan ovat kuitenkin satelliittikonstellaatiot. Esimerkiksi SpaceX on laukaissut jo 775 Starlink-järjestelmänsä satelliittia avaruuteen, ja yhtiö aikoo laukaista kaikkiaan 30 000.
Eikä se ole yksin: vastaavia tietoliikennesatelliittikonstellaatioita suunnitellaan muuallakin, ja lisäksi monet muut satelliittioperaattorit, suomalainen Iceye muun muassa, kaavailee taivaalle yhden tai kahden satelliitin sijaan pientä laumaa satelliitteja.
Bisnesmielessä tämä onkin järkevää, koska satelliittien tekeminen ja laukaiseminen on tullut edullisemmaksi, ja suuremmalla satelliittimäärällä saadaan katettua koko maapallo nopeammin ja paremmin.
Rocket Lab on tietysti osa tätä ongelmaa, koska sen Electron-raketti pystyy laukaisemaan näitä pikkusatelliitteja nopeasti ja kätevästi. Kuka tahansa voi ostaa heiltä laukaisun nettisivun kautta.
Kuten Beck toteaakin, ei satelliittien määrä sinällään ole ongelma, vaan se, että avaruudessa ei ole lennonjohtoa. Kukaan ei hallitse siellä liikennettä, vaan uusia satelliitteja laukaistaessa laukaisija itse – hieman yleistäen – tutkiskelee mitä satelliitteja on menossa milloinkin missäkin, ja koettaa sitten sujauttaa rakettinsa matkaan sellaiseen aikaan, ettei siitä ole haittaa kenellekään.
Monet avaruusalan toimijat ehdottavatkin jonkinlaista kansainvälistä järjestelyä, millä alle 1000 kilometrin korkeudessa olevia satelliitteja voitaisiin hallita paremmin.
Mukana on tietysti sammuneita satelliitteja, joihin ei ole enää yhteyttä, sekä avaruusromua ja ohjauskyvyttömiä nanosatelliitteja, joilla ei voida tehdä tarpeen tullen väistöliikkeitä. Mutta jo niiden ottaminen paremmin ja keskitetymmin huomioon, parantaisi tilannetta.
Nyt tarkimmat tiedot kiertoradalla olevista kappaleista on sotilailla, ennen kaikkea Yhdysvaltain puolustushallinnolla. Olisi tärkeää, että avaruusliikenteen lennonjohto saataisiin siviilien hoidettavaksi ja kansainväliseksi. Muun muassa Euroopan avaruusjärjestö ja Nasa ovat tutkimassa asiaa.
Vielä paremmaksi tilanne muuttuu sitten, kun avaruusromua voidaan siivota. Tätä voitaisiin tehdä joko siivoojasatelliiteilla, jotka käyvät poimimassa isokokoisia sammuneita satelliitteja pois, tai vaikkapa ikään kuin suurilla kärpäspaperin tapaan toimivilla kappaleilla, joihin vapaasti lentelevät avaruusromun palaset tarttuvat.
Joitain kappaleita voitaisiin myös höyrystää laserilla ampumalla.
Näistäkin avaruusjärjestöillä on jo suunnitelmia.
Satelliittikonstellaatiot eivät ole ainakaan näillä näkymin lisäämässä olennaisesti avaruusromun määrää, sillä ne ovat pääasiallisesti matalilla kiertoradoilla ja niitä voidaan ohjata alas tuhoutumaan ilmakehässä.
Starlink-satelliiteissa on myös eräänlainen automaattiohjaus, joka ohjaa satelliitin väistökurssille, jos toinen satelliitti tulee lähelle.
SpaceX on myös ottanut käyttöön pienemmät turvavälit kuin perinteisesti on käytetty; nyt satelliittien ratoja muutetaan, jos niiden radat menevät ristiin siten, että välimatka olisi vain muutamia kilometrejä. Kun radat tunnetaan paremmin ja satelliittien ohjaaminen on tarkempaa, voitaisiin tätä varomatkaa lyhentää olennaisesti.
Tällä hetkellä tilanne on kuitenkin ”first takes all”, eli kun megakonstellaatioita ei ole säädelty kansainvälisesti, saa parhaimmat kiertoradat käyttöön se, joka nappaa ne ensimmäisenä. Tämä selittänee osaltaan sen tahdin, millä Starlink-verkostoa ollaan rakentamassa; tuorein laukaisu oli viime viikolla ja seuraavaa odotetaan lokakuun lopussa. Sitä seuraava laukaisu on suunnitteilla marraskuuksi.
Niin tylsää kuin se onkin, olisi tärkeää lähettää nyt diplomaatit ja juristit pohtimaan sitä, miten avaruuslennonjohto saataisiin aikaan mahdollisimman pian.
Ja sen jälkeen pitää pohtia sitä, kuka tai ketkä alkavat korjata avaruusromua pois.
Toivottavasti ensi yönä CZ-4C ja Parus vain suhahtavat toistensa ohitse, eikä törmäystä tule. Tapaus kuitenkin osoittaa taas kerran sen, että jotain täytyisi tehdä mahdollisimman pian.
Mikä on webb: radan halkaisia L2pisteen ympäri ja miten se saadaan siihen pyörimään ja kuvasta päätellen vielä 90¤ kulmaan maa/aurinko ratatasoon nähden.