Terveisiä kiertoradalta

Avaruusasema ei ajelehdi

5.4.2018 klo 12.42, kirjoittaja Jari Mäkinen
Kategoriat: Terveisiä kiertoradalta

Viikko sitten seurasimme kiinalaisen Tiangong-1 -avaruusaseman kohtaloa. Hylätty asema oli putoamassa alas kiertoradalta, koska lennonjohto oli menettänyt sen hallinnastaan eikä kyennyt enää pitämään sitä radallaan. Samaa voi sanoa tapauksen käsittelystä mediassa – paitsi että se lähti aivan omille teilleen.

Tapaus oli luonnollisesti huomion kohteena kaikkialla maailmassa, koska kukaan ei osannut sanoa tarkasti milloin ja minne kookas asema putoaa. Myös Suomessa aiheesta tehtiin paljon  juttuja, mutta niiden joukossa oli varsin paljon sellaisia, joita lukiessa saattoi vain miettiä mitä kirjoittajat olivat ajatelleet – vai olivatko mitään.

Osa jutuista meni jopa niin pieleen, että taannoinen Vastuullisen journalismin kampanja tuntui saman tien jääneen unohduksiin. Sen mukaanhan yleisölle tulee tarjota tosiasioihin perustuvia juttuja, eikä yleisöä saa johtaa harhaan. Kuten kollegani Markus Hotakainen totesi maanantaina julkaistussa Suomen Kuvalehden kolumnissaan, kävi juuri päinvastoin: ”Joko kampanja oli unohdettu saman tien tai se ei koskenut lainkaan tiedejuttuja”.

Todennäköisimmin juttuja Tiangongin putoamisesta kirjoittaneilla toimittajilla ei ollut hölkäsen pöläystä tietoa asiasta, eivätkä he vaivautuneet ottamaan asioista selvää. On sääli, että nykyisin kun kaikki maailman tieto on helposti ja nopeasti netissä tarkistettavissa, näin tehdään erittäin harvoin.

Kun jutuissa olleista päättömyyksiä sitten korjataan jälkikäteen, todetaan juttua hienotunteisesti ”tarkennetuksi”.

No, en ala moralisoimaan varmastikin parastaan yrittäneitä toimittakollegoita, vaan kertaan mielelläni muutamia olennaisia (mielestäni ihan perusmaailmankuvaan liittyviä) asioita avaruusaseman putoamiseen liittyen.

Jos edessä oleva pitkä teksti pelottaa, voit hypätä suoraan lopussa olevaan tiivistelmään.

Maapallo

Maa on todellakin pallomainen. Se on yksi Aurinkoa kiertävistä planeetoista, eikä mitenkään valtavan suuri. Sen halkaisija on vain 12 742 km, eli vain noin kymmenen kertaa matka Utsjoelta Hankoon.

Ilmakehä maapallon ympärillä on jotakuinkin yhtä paksu kuin on omenan kuori verrattuna omenan kokoon. Kuuden kilometrin koikeudessa jo puolet ilmakehän sisältämästä kaasusta on alapuolella ja  liikennelentokoneen matkalentokorkeudessa jo kolme neljäsosaa ilmakehästä alapuolella. Noin 30 kilometrissä olosuhteet ovat jo käytännössä kuin ulompana avaruudessa, eli ilmakehä on valtaosin alapuolella ja siksi esimerkiksi taivas on hyvin musta.

Sadan kilometrin korkeudessa 99,9997 % ilmakehästä alapuolella; samalla kuitenkin 0,0003 % on yläpuolella ja ilmakehän erittäin ohuita rippeitä ylettyy korkeammallekin, useiden satojen kilometrien korkeuteen. Tähän palaamme myöhemmin.

Virallisesti avaruuden rajana pidetään sataa kilometriä. Se on jotakuinkin matka Helsingistä Hämeenlinnaan. Jos siis junarata pohjoiseen käännettäisiin suoran ylöspäin Helsingin rautatieasemalla, niin intercityn nopeudella avaruuteen pääseminen kestäisi vajaan tunnin.

Avaruus ei ole siis kaukana.

Suuri osa satelliiteista ei kierrä Maata kovin kaukana. Kuva näyttää keltaisella Kansainvälisen avaruusaseman radan (noin 450 km korkeudessa) ja punaisella matalimman pysyvän radan (n. 180 km) korkeuden suhteessa maapallon kokoon. Valkoinen pieni viiva osoittaa teoreettisen rajan 100 km korkeudessa, mistä avaruus ”alkaa”. 

Kiertosadat ja satelliitit

Satelliitit – sellainen kuin Kuu tai Tiangong – kiertävät maapalloa kiertoradalla tarkasti ja orjallisesti taivaanmekaniikan peruslakien mukaisesti. Ne eivät poukkoile avaruudessa ympäriinsä, vaan ovat siellä omilla radoillaan.

Sana ”rata” on itse asiassa oikein hyvä, koska satelliittien sysääminen sivuun radoiltaan vaatii voimaa ja tarkoituksellisen tempun. Sellainen voi olla esimerkiksi rakettimoottorin käyttäminen, jolloin rakettimoottorilla synnytetään voima, joka sysää satelliitin sivuun radaltaan.

Jos mikään ulkoinen voima ei vaikuta satelliittiin, se kiertää maapalloa radallaan yhtä tukevasti kuin juna liikkuu radallaan.

Kullakin kiertoradalla on ratanopeutensa; tämän nopeuden ansiosta satelliitti pysyy radallaan. Kun satelliitti lähetetään avaruuteen, on suurin temppu juuri tämän suuren nopeuden saavuttaminen. Satelliitti pitää ohjata raketilla ensin ilmakehän yläpuolelle ja siellä maapallon pinnan suuntaiseen (siis vaakatasossa olevaan) liikkeeseen, jolla satelliitti pysyy avaruudessa.

Avaruudessa pysyminen tarkoittaa puolestaan sitä, että kappale itse asiassa putoaa maapallon pinnan ohitse. Ilman ratanopeutta tuhansienkin kilometrien korkeudessa olevat satelliitit putoaisivat alas kuin vasara, joka putoaa pöydältä. Jos vasaralle annetaan hieman nopeutta myös lattian suuntaisesti, se ei enää putoa suoraan, vaan lentää hieman sivuun.

Jos vasaralle annettaisiin todella hyvä nopeus sivusuuntaan ja pöydän pinta olisi sen verran korkealla, että ilmakehä on alapuolella eikä siellä ole ilmanvastusta, voisi vasara pudota horisontin ohitse. Siis se putoaa koko ajan, mutta horisontin suuntaisen vauhdin vuoksi putoaa aina ohitse.

Alla on kuvassa klassinen esimerkki tykistä vuoren huipulla. Sillä ammuttu kuula alkaa kiertää Maata, kun kuulan nopeus on sama kuin ratanopeus (olettaen, että ilmanvastusta ei ole).

Matalalla kiertoradalla, eli muutaman sadan kilometrin korkeudessa, ratanopeus on noin 7,9 km/s, eli noin 28000 kilometriä tunnissa. Tällaisella radalla satelliitti kiertää Maan noin puolessatoista tunnissa.

Kiertoradan voi kuvitella myös tasoksi, joka kulkee aina Maan keskipisteen läpi. Satelliitti ei siis voi pyöriä vain Suomen päällä, vaan se on aina radalla, joka vie sen ympäri maapallon.

Radalla on aina kaltevuuskulma päiväntasaajan suhteen: täsmälleen päivätasaajan yläpuolella kiertävällä satelliitilla se on 0° ja täsmälleen pohjois- ja etelänavan yli kulkevalla satelliitilla se on 90°. Monilla satelliiteilla se on jotain tältä väliltä, mikä tarkoittaa sitä, että satelliitti pyörii maapallon ympärillä siten, että sen sijainti muuttuu maapallon suhteen tuon kaltevuuskulman mukaisen leveyspiirien välillä.

Koska maapallo pyörii samalla kun satelliitti kiertää radallaan, on satelliitti joskus jokaisen maapallo paikan päällä kaltevuuskulman määrittämän ylä- ja alarajan välissä.

Samoin se ei ole koskaan sen ulkopuolella: esimerkiksi Tiangong-1:n radan kaltevuuskulma oli noin 43°, joten se ei koskaan ollut edes näkyvissä Suomesta – saati että se olisi voinut pudota tänne.

Kiertorata voi olla myös soikio, ellipsin muotoinen, ja useimmiten se onkin sellainen – ainakin ihan vähän. Silloin ratanopeus muuttuu sen mukaan, missä kohtaa rataansa satelliitti on. Hyvin lähellä maapalloa nopeus on suurempi ja kauempana se on pienempi.

Kansainvälisen avaruusaseman rata piirettynä tasokartalle tekee käyrää ylös ja alas. Kun maapallo pyörii koko ajan, siirtyy rata kartalla koko ajan eteenpäin. Radan kaltevuus on 52°, minkä näkee radan ylimmästä ja alimmasta kohdastakin.

Ilmakehä jarruttaa

Kun satelliitti on laukaistu tietylle radalle, niin sen kaltevuuskulman muuttaminen vaatii varsin paljon energiaa. Sen sijaan ratakorkeus muuttuu etenkin matalilla kiertoradoilla koko ajan: satelliitit putoavat alaspäin, vaikka mitään ei tehtäisi.

Syynä tähän on ilmanvastus. Kuten aiemmin kerroin, on useidenkin satojen kilometrien korkeudessa vielä kaasua. Se on hyvin, hyvin harvaa – ikään kuin ilmakehän rippeitä siellä – mutta kaasua on kuitenkin sen verran, että se saa aikaan ilmanvastusta. Siis voiman, joka hidastaa satelliitin ratanopeutta.

Kiertorataa pitää siis korjata aina välillä, jos satelliitin halutaan pysyvän radallaan. Niinpä esimerkiksi Kansainvälistä avaruusasemaa nostetaan ylemmäs aina silloin tällöin, koska se putoaa alaspäin itsekseen noin kaksi kilometriä kuukaudessa.

Mitä korkeammalla ollaan, sitä vähemmän kaasua ja siten ilmanvastusta on. Myös satelliitin pinta-ala ”menosuunnassa” ja sen massa vaikuttavat siihen, kuinka paljon hyvin harva kaasu hidastaa menoa.

Esimerkiksi Tiangong-1:n tapauksessa putoaminen alas kesti noin kaksi vuotta siitä, kun lennonjohto ei enää voinut käyttää aseman rakettimoottoreita, joilla asemaa nostettiin silloin tällöin ylemmäksi.

Kiertoradan kaltevuuteen ei ilmanvastus vaikuta, vaan ainoastaan ratakorkeuteen. Ja mitä alemmaksi asema tuli, sitä nopeammaksi vajoaminen muuttui. Noin 200 kilometrin korkeudesta alkaen putoaminen alas kesti vain noin viikon, kun sitä ennen aikaa 360 kilometristä kahteensataan kului liki puolitoista vuotta.

Noin 150 kilometrin korkeudessa ilmakehän hidastava vaikutus oli jo niin suuri, että asema tippui noin kilometrin vuorokaudessa. 130 kilometrissä jo lähes kilometrin tunnissa. 100 kilometristä alaspäin tultiin jo kovaa vauhtia (sen jälkeen asema ei enää kyennyt tekemään kokonaista kierrosta Maan ympäri) ja noin 80 kilometristä eteenpäin asema oli jo lähes vapaassa pudotuksessa.

Tiangong-1:n putaminen käyränä. Keltainen viiva osoittaa hieman soikean radan korkeimman kohdan ja sininen sen matalimman kohdan.

Vaikka nopeus oli pienentynyt, oli vauhtia vielä aika tavalla: lähes 28 000 kilometriä tunnissa. Kun kappale törmää tuolla vauhdilla ilmakehään, on tuloksena tähdenlento. Ilmanvastus, eli kaasun kitkakuumennus lämmittää törmääjän pintaa kuumemmaksi kuin masuuni, joten se alkaa sulaa ja jopa höyrystyä. Se hohtaa valoa ”palaessaan”. Pienet törmääjät tuhoutuvat kokonaan ilmakehän tulisessa syleilyssä, etenkin kun aerodynaamiset voimat rikkovat ne lukemattomiksi osiksi, jotka tuhoutuvat puolestaan tehokkaammin kuin yksi iso möykky.

Isommissa kappaleissa, kuten Tiangong-1:ssä, on paitsi paljon massaa, niin myös osia, jotka kestävät hyvin kuumennusta. Sellaisia ovat massiiviset metallikappaleet, kuten telakointiportit tai paineovet, kuumuutta kestämään suunnitellut osat, kuten rakettimoottorit, tai muuten vain lämpöä kestävät osat, kuten titaanista tehdyt polttoainesäiliöt. Ne selviävät aivan pinnalle saakka.

Tästä syystä suuret avaruusalukset ohjataan tietoisesti syöksymään alas Tyynen valtameren eteläosiin, mikä on maapallon autioin kolkka. Siellä osat putoavat vaaratta mereen. Sinne ohjattiin myös suurin koskaan avaruudesta alas pakotettu ihmisen tekemä rakennelma, venäläinen Mir-avaruusasema.

Eräs parhaiten tutkittuja maahanpaluita on eurooppalaisen ATV-rahtialuksen hallittu tuhoutuminen vuonna 2008. Lähes Tiangong-1:n kokoinen alus hajosi osiin, jotka putosivat alas viuhkamaisesti suurelta osin tuhoutuen.

Miksi putoaminen on vaikea ennustettava?

Muutamia kertoja on käynyt niin, että isohko avaruusalus on törmännyt Maahan ilman aktiivista ohjausta. Lennonjohto ei ole siis voinut suunnata sitä hautausmaa-alueelle, vaan se on pudonnut alas omin nokkinensa.

Silloin on tärkeää tietää paikka, minne kappale putoaa. Vaikka suurin osa Maan pinnasta on merta ja mantereistakin suurin osa on hyvin harvaan asuttua, on kuitenkin teoriassa mahdollista, että putoamisesta olisi vaaraa ihmisille.

Ennen paikan tietämistä on kuitenkin pakko tietää aika, jolloin kappale putoaa. Kappale nimittäin kiertää maapalloa tiukasti omalla radallaan koko ajan spiraalimaisesti alaspäin vajoten, ja tätä rataa voidaan laskea helposti eteenpäin. Jos putoamisaika tiedettäisiin hyvin, voitaisiin paikkakin osoittaa nopeasti.

Paikka olisi yksinkertaisesti alue kappaleen kiertoradan alapuolella, ja kun rata voidaan piirtää kartalle (tavallisessa tasokartassa se on ylös ja alas mutkitteleva käyrä), voidaan etukäteen katsoa missä tuo paikka on.

Ongelmana on kuitenkin se, että ilmakehän hidastava vaikutus ei ole koko ajan sama. Se vaihtelee monista tekijöistä johtuen. Suurin on Aurinko, jonka säteilytaso muuttuu koko ajan. Vaihtelu on hyvin pientä, mutta se vaikuttaa yläilmakehän harvan kaasun tiheyteen. Aktiivinen Aurinko saa ilmakehän ”paisumaan” ja tavanomaista rauhallisempi aktiivisuus vaikuttaa päinvastoin.

Tarkalleen ottaen vaikutus on kahdenlaista. Ensimmäinen on suora Auringon paiste, siis valo ja muu sähkömagneettinen säteily, joka lähtee Auringosta ja osuu maapalloon. Se vaikuttaa maapalloon monin tavoin, ja myös yläilmakehään. Koska Aurinko paistaa vain yhdelle puolelle palloamme kerrallaan, on päivä- ja yöpuolella tilanne erilainen.

Toinen vaikutus on Auringosta tuleva hiukkasvuo, niin sanottu aurinkotuuli. Se osuu maapallon magneettikenttään ja osa siitä johtuu monimutkaista tietä pitkin ihan maapallon lähellekin. Aurinkotuulessa on muutoksia, mikä saa aikaan vaihtelua ns. avaruussäässä, maapallon lähitienoiden sähkömagneettisessa tilanteessa. Välillä siinä on myrskyjä, kun esimerkiksi Aurinkoa ympäröivässä kuuman kaasun kehässä, koronassa, on aukkoja, joista pääsee puhaltamaan avaruuteen tavallista enemmän kaasua. Kun tämä hiukkasvirta osuu maapalloon, saa se aikaan myös yläilmakehän tiheyden kasvua, ja siten suurempaa hidastusta Maata kiertäville satelliiteille.

Aurinko vaikuttaa maapalloon ja ilmakehään suoran säteilyn sekä Auringosta poispäin sinkoutuvien hiukkasten välityksellä.

Tiangongin tapauksessa putoamista odotettiin jo vuodenvaihteessa, mutta tavallista rauhallisemman avaruussään vuoksi ratakorkeus putosi odotettua hitaammin. Tilanne muuttui maaliskuun puolivälissä, jolloin Suomessakin näkyi komeita revontulia ja samasta hiukkasvirrasta johtuen ilmakehän hidastuttavan vaikutus kasvoi. Ja Tiangong alkoi pudota nopeammin.

Aivan viime päivinä ennen putoamista Auringon vaikutus putoamiseen alkoi taas vähentyä, ja siksi ratakorkeus putosi vähän aiempaan hitaammin.

Tiangong myös pyöri avaruudessa, koska sen asennonsäätölaitteet eivät enää toimineet. Kun se oli poikittain menosuuntaan, oli ilmakehän jarrutus suurempaa kuin muutoin, ja koska eri puolilla maapalloa eri aikaan ilmakehän tiheys oli erilainen, ja asema oli eri puolilla eri asennoissa, ei putoamisnopeutta voitu kuin arvioida karkeasti.

Lopulta Tiangongin putoaminen alas ja sen ennustaminen oli kuin suoraan oppikirjoista: mitä alemmaksi asema tuli, sitä paremmin putoamisaika voitiin arvioida. Kun aikaa sitten laskettiin radalla eteenpäin, voitiin jo puolta päivää ennen putoamista todeta alueita, joihin ainakaan asema ei putoa. Mitä lähemmäksi putoaminen tuli, sitä pienemmälle alueelle radan alla putoaminen voitiin rajata.

Ja lopulta paikka oli Tyyni valtameri – vain hieman sivussa hautausmaa-alueesta, eli erittäin hyvä ja vaaraton paikka putoamiseen. Tässä kyllä kiinalaisilla oli todellakin onnea!

Kertaus

Selitys oli pitkä, mutta asia on periaatteessa hyvin yksinkertainen: avaruusalusten putoamisessa oikeastaan kaikki muu tiedetään ja voidaan laskea oikein hyvin, paitsi se voima, millä ilmakehä hidastaa aluksen ratanopeutta.

Varmasti joskus tulevaisuudessa yläilmakehän tiheyttä ja siten hidastuvuusvaikutusta voidaan ennustaa paremmin, mutta silti Auringon toimintaa on vaikea ennustaa etukäteen. Siksi vastaavissa tapauksissa myöhemmin tulee olemaan varmasti epävarmuutta.

Kuten luonnontieteissä yleisesti, on olemassa asioita, jotka tunnetaan hyvin, ja asioita, jotka kyllä tunnetaan ja niiden vaikutukset tiedetään, mutta joita ei voida ennustaa hyvin. Kuten englanniksi usein sanotaan, on ”known facts”, ”unknown facts” and ”known unknown facts”, ja tämä pätee avaruusaseman putoamiseenkin hyvin.

Tiangongin tapauksessa esimeriksi siten oli väärin sanoa, että ”aseman ei oleteta putoavan Suomeen”, sillä oli satavarmaa, ettei se voi pudota Suomeen – ellei joku UFO kaappaa asemaa ja viskaa sitä toiselle radalle tai jotain muuta aika epätodennäköistä tapahdu.

Samoin oli täysin väärin sanoa, että asema olisi ”ajelehtinut” avaruudessa, sillä Newtonin mekaniikka piti sitä tarkalleen oikealla radallaan. Kun aseman sijaintia voitiin havaita, voitiin radan muutokset nähdä ja siten arviota siitä, millainen on aseman tuleva rata, tarkentaa koko ajan.

Siten myös väite, että aseman ”suuri nopeus” olisi ollut syy ennustamisen vaikeuteen, oli täysi väärinymmärrys.

Ainoa epävarma tekijä oli koko ajan muuttunut ilmakehän jarruttava vaikutus ja sen kautta nopeus, jolla asema vajosi alaspäin. Kun asema oli tarpeeksi alhaalla, oli ennustaminen hyvin suoraviivaista ja tarkkaa.

Kuten Markus blogissaan totesi osuvasti, tämä toki on rakettitiedettä, mutta ei sinänsä mitenkään vaikeaa – kunhan vain ymmärtää millainen maapallo on, miten satelliitit liikkuvat  sen ympärillä ja mitkä tekijät (mm. ilmanvastus, aseman asento ja Auringon aktiivisuus) vaikuttavat asiaan.

Ja mitä tulee avaruudessa olevien tavaroiden hallitsemattomiin putoamisiin taivaalta, niin niitä tapahtuu koko ajan: 3. huhtikuuta syöksyi ilmakehään osia kahdesta kantoraketista. Nämä tuhoutuivat kokonaan ilmakehässä.  7. huhtikuuta törmää Maahan Iridium-19 -tietoliikennesatelliitti, eikä siitäkään ole mitään haittaa. Satelliitin putoamista voi seurata mm. täällä.

*

Tämä pitkä sepustus on julkaistu myös Tiedetuubin blogina.

Zombiesatelliitteja avaruudessa – älä lähetä sellaista itse!

13.3.2018 klo 15.49, kirjoittaja Jari Mäkinen
Kategoriat: Terveisiä kiertoradalta

Amerikkalainen avaruusalan start-up -yhtiö on lähettänyt avaruuteen nähtävästi määräysten vastaisia, mahdollisesti vaarallisia satelliitteja. Kyseessä on ensimmäinen kerta, kun näin pääsee käymään – mutta varmasti ei viimeinen. Samalla tapaus herättää kysymyksiä siitä, kuinka pieniksi satelliitit voidaan tehdä.

Swarm Technologies -yhtiö lähetti viime tammikuussa intialaiskantoraketilla avaruuteen neljä pientä Space Bees -nimistä satelliittia (kuva yllä). Kyseessä oli sama laukaisu, joka vei suomalaisen Iceye X1:n avaruuteen, joskaan suomalaissatelliitilla ei ole mitään tekoa tämän tapauksen kanssa.

Tai tietyssä mielessä on: ennen tämän vuoden alkua ei Suomessa ollut avaruuslakia. Siten suomalaisyhtiöt ja -tutkimuslaitokset – tai jopa yksityiset ihmiset – olisivat voineet periaatteessa lähettää avaruuteen melkeinpä mitä vain, kunhan niiden käyttämälle radioyhteydelle oli tarvittavat luvat ja laite täytti laukaisijan satelliiteille asettamat kriteerit. Noilla kriteereillä lähinnä varmistetaan se, ettei satelliitista ole vaaraa raketille tai muille samalla kyydillä lentäville satelliiteille.

Virallinen Suomi oli täysin valmistautumaton satelliittiaikaan, ja siksi Aalto-1:n lähettämisen tönäisemänä Suomelle tehtiin pikavauhtia oma avaruuslaki.

Vaikka laki tehtiin nopeasti, tuli siitä varsin hyvä, ja verrattuna moniin vanhoihin avaruusmaihin on meidän lakimme sovitettu paremmin uuteen piensatelliittiaikaan sekä avaruuden kaupalliseen käyttöön.

Avaruuslain myötä jokainen suomalainen satelliitin lähettäjä joutuu anomaan lupaa avaruustoimintaan. Syynä tähän on se, että jos saa aikaan avaruudessa haittaa tai putoaa taivaalta jonkun päähän, on viimeisessä vastuussa kansainvälisen määräysten mukaan Suomen valtio.

Avaruustoiminnalla tarkoitetaan ”avaruusesineen lähettämistä avaruuteen, avaruusesineen operointia ja muuta määräysvaltaa siihen avaruudessa sekä avaruusesineen palauttamista ja palautumista Maahan. Avaruusesineitä ovat esimerkiksi satelliitit, luotaimet ja kantoraketit.”

Lupaa vaatii myös se, jos ”avaruusesineen lähettämisen tai operoinnin” hankkii ulkopuoliselta palveluntarjoajalta.

Jos siis harkitset oman satelliitin lähettämistä tai sellaisen laukaisupalvelun ostamista joltain muulta, niin katso ensin avaruustoiminnasta vastaavan Työ- ja elinkeinoministeriön Avaruustoimintalupa-sivua netissä, koska siellä on tiivistettynä se kaikki, mitä avaruustoiminnasta annetussa laissa (63/2018) ja työ- ja elinkeinoministeriön asetuksessa avaruustoiminnasta kerrotaan.

”Lupa on siis haettava etukäteen TEM:ltä”, kertoo lain valmistelija Maija Lönnqvist ministeriöstä.

”Luvan edellytyksenä on, että toiminnanharjoittajalla on tekniset ja taloudelliset edellytykset suunnittelemaansa avaruustoimintaan, toiminta on riittävän turvallista, avaruusromun syntymistä ja vahingollisia ympäristövaikutuksia vältetään, toiminta on Suomen ulkopoliittisten intressien mukaista ja tarvittaessa vakuutus sekä Kansainvälisen  ja vientiluvat on kunnossa.”

Käytännössä ministeriöön tulee toimittaa kirjallinen, vapaamuotoinen lupahakemus viimeistään kuusi kuukautta ennen avaruusesineen suunniteltua laukaisua tai kolme kuukautta ennen kiertoradalla olevan avaruusesineen hankkimista. Ennen luvan hakemista tosin kannattaa olla jo yhteydessä ministeriöön, sillä ainakin toistaiseksi satelliittien lähettämiset ovat sen verran harvinaisia tapauksia Suomessa, että ne kannattaa valmistella hyvin.

TEM pitää yllä myös kansallista avaruusesineiden rekisteriä, mikä nyt näyttää varsin jännältä:

Maija lupaa kunnolliset ohjeet avaruustoimintalupasivulle vielä tällä tai ensi viikolla. Avaruuslaki on vielä sen verran tuore, että ”odottelemme vielä lupaohjeen käännöksiä ennen sivuille laittamista”.

Mikä amerikkalaisilla meni pieleen?

Yhdysvalloissa satelliitit on täytynyt hyväksyttää jo pitkään, mutta valvonta etenkin nanosatelliittien kohdalla on ollut hyvin vähäistä ja perustunut luottamukseen. Suurin osa pienten, muutaman kymmentä senttiä kanttiinsa olevien satelliittien laukaisijoista on ollut yliopistoja, eikä laitteista ole ollut mitään haittaa, vaikka ne eivät olisi toimineet: ne tulevat joka tapauksessa alas nopeasti ja tuhoutuvat Maan ilmakehässä.

Nyt kuitenkin on nähtävästi käynyt niin, että Swarm Technologies -niminen Piilaaksossa majaansa pitävä yhtiö ei ole paljoa kysellyt lupien perään. Niin ei ole tehty myöskään Intiassa, mistä yhtiön satelliitit laukaistiin tammikuussa avaruuteen. Periaatteessa laukaisijan pitäisi varmistaa se, että satelliiteilla on kaikki kuvat kunnossa.

Tarkalleen ottaen yhtiö oli hakenut Yhdysvaltain radioliikennekomitealta (Federal Communications Committee) lupaa kokeelliseen yhteydenpitoon satelliittien kanssa, mutta lupa evättiin.

Syynä oli se, että satelliitit olivat niin pieniä. Yhtiön SpaceBee -satellitiit ovat kooltaan neljänneksen yhden yksikön cubesatista, eli 2,5 x 10 x 10 cm. Ongelma näiden satelliittien kanssa ei ole tekninen, vaan avaruusromuun liittyvä: näin pieniä  kappaleita ei pystytä kunnolla seuraamaan avaruudessa, eli niiden paikkaa ei pystytä tietämään sen jälkeen, kun ne eivät enää toimi. Samalla näin pienikin kappale pystyy tekemään todella pahaa jälkeä toiseen satelliittiin törmätessään.

Swarm ei ole kommentoinut toistaiseksi syytä siihen, miksi he päättivät laukaista satelliitit ilman lupaa.

Kolmas osapuoli sopassa Swarmin ja intialaisten kanssa on satelliittien laukaisuvälittäjä, Spaceflight Industries -yhtiö. Se on kommentoinut asiaa lyhyesti toteamalla, että alalla on ollut käytännössä itsesäätely siten, että lupia ei ole juuri kyselty, koska on oletettu, että kukaan ei kuitenkaan laukaise mitään ilman asianmukaisia lupia.

Nämä neljä pikkusatelliittia eivät ole ongelma, mutta ne ja taannoin avaruuteen lähetetty ”Diskopallo” osoittavat selvästi sen, että avaruustoiminnan täytyy ryhdistäytyä. Tulevaisuudessa satelliittien ja minkä muun tahansa tavaran lähettäminen avaruuteen tulee olemaan halpaa ja helppoa, joten on olemassa suuri vaara, että etenkin matalasta kiertoradasta tulee kaatopaikka.

Avaruusromu on nyt enemmän teoreettinen kuin konkreettinen ongelma, mutta muuttuu nopeasti hyvinkin vaikeaksi hankaluudeksi  koko avaruustoiminnalle, jos nyt mitään ei tehdä.

Vaikka byrokratiaa on hyvä purkaa täällä Maan päällä, avaruudessa sitä selvästi kaivataan nyt vähän lisää. Tosin voi myös olla yksinkertaisesti niin, että teknoyrittäjät eivät ole olleet ihan selvillä siitä, ettei satelliitteja saa ihan noin vain lähettää avaruuteen.

Juttu on julkaistu myös blogina Tiedetuubissa.

Todella jännää: Falcon 9 Heavy tekee ensimmäisen koelennon nyt tiistaina ja superpikkuraketti lensi viime perjantaina

6.2.2018 klo 01.06, kirjoittaja Jari Mäkinen
Kategoriat: Terveisiä kiertoradalta

Elämme todellä jännittäviä aikoja! Avaruuslentojen historian eräs voimakkaimmista raketeista tekee nyt tiistaina ensilentonsa, ja samalla koko joukko aivan pieniä raketteja on tulossa mukaan laukaisemaan satelliitteja avaruuteen. Niille tehdään laukaisupaikkoja jopa täällä pohjolassa.

Viimeinkin se tapahtuu: SpaceX -yhtiön Falcon 9 Heavy -kantoraketin ensilento. Mikäli kaikki sujuu nyt suunnitelman mukaisesti, raketti nousee matkaan tiistaina illalla Suomen aikaa klo 20.30 – 23.00 auki olevan laukaisuikkunan aikana.

Kyseessä on voimakkain nyt käytössä oleva kantoraketti ja historiallisesti neljänneksi voimakkain, sillä vain Apollo-kuualukset laukaissut Saturnus V, Avaruussukkula ja Neuvostoliiton Energia ovat olleet sitä voimakkaampia. Mukaan voisi laskea myös itänaapurimme kuuraketin N1:n, mutta se ei koskaan lentänyt onnistuneesti, joten sitä ei kannata ottaa huomioon.

Siitä, mikä on huomisen raskaan Falconin koelennon onnistumisen todennäköisyys, on vaikea sanoa mitään. Periaatteessa tekniikka perustuu luotettavaksi havaittuun Falcon 9:ään, mutta ensilento on aina ensilento, ja etenkin tällä kerralla isot voimat ovat pelissä. Kenties on turvallista ennustaa, että lento varmaankin onnistuu ainakin pääosin, mutta varmasti jotain pientä häikkiä tulee tapahtumaan.

Olen kuitenkin aika toiveikas sen suhteen, että kirsikanpunainen Tesla Roadster tosiaan saadaan singottua stereot soiden kohti Marsin rataa vievälle lentoradalle.

Falcon 9 Heavy odottamassa laukaisua Kennedyn avaruuskeskuksen laukaisualustalla 39A.

Falcon 9 Heavy on periaatteessa kolme tavallista Falcon 9:n ensimmäistä vaihetta laitettuna rinnakkain, ja laukaisun jälkeen ne käyttäytyvät kuin kolme erillistä ensimmäistä vaihetta: ne palaavat takaisin ja laskeutuvat (toivottavasti) pehmeästi alas, minkä jälkeen ne huolletaan ja käytetään uudelleen.

Kaksi vaiheista palaa takaisin kiinteälle maalle Cape Canaveraliin, kun kolmatta – pitemmälle lentävää keskellä olevaa vaihetta – varten on Atlantilla odottamassa vanha tuttu lavettilautta, jota on käytetty aikaisemminkin raketin vaiheiden laskeutumispaikkana.

Kyydissä raketissa on Teslan punainen urheiluauto, joka sai maanantaina virallisen luvan laukaistavaksi. Virallisen määritelmän mukaan Falcon 9 Heavyn tehtävänä on ”kuljettaa modifioitu Tesla Roadster (massasimulaattori) hyperboliselle lentoradalle Auringon ympärillä.”

Rata vie auton aikanaan lähelle Marsin kiertorataa, mutta ei suinkaan Marsiin tai saati punaista planeettaa kiertämään, kuten useat kyseenalaiset nettijutut ovat kertoneet.

Falcon 9 Heavy kykenee periaatteessa sinkoamaan 64 tonnia massaltaan olevan kuorman matalalle kiertoradalle Maan ympärillä tai lähes 17 tonnia Marsiin, joten 1250-kiloinen auto on raketille hyvin pieni rahti.

SpaceX:n mukaan raketti voisi myös lähettää 3500 kiloa massaltaan olevan luotaimen Plutoon ja yhden lennon hinta on noin 90 miljoonaa euroa.

Vaikka raskaalle raketille on tämän jälkeen sovittuna vain muutama kaupallinen lento, on hyvin todennäköistä, että ensilennon jälkeen raketti tulee saamaan paljon lisää tilauksia. Lisäksi on enemmän kuin mahdollista, että Nasa harkitsee sitä omien laukaisuidensa tekemiseen vastaisuudessa – kenties jopa SLS-superraketille suunnitellut lennot voitaisiin tehdä paljon edullisemmalla ja nykyaikaisemmalla Falcon 9 Heavyllä.

Samaan aikaan myös rakettipaletin aivan toisessa päässä, hyvin pienten rakettien sarjassa tapahtuu.

Japani laukaisi perjantaina maailman pienimmän kantoraketin, SS-520:n kyydissä pienen satelliitin avaruuteen. Kyseessä on hieman piristetty, kiinteää polttoainetta käyttävä luotausraketti, jonka teoreettinen kapasiteetti on 140 kg massaltaan olevan lastin lähettäminen kiertoradalle. Nyt lennolla nousi avaruuteen ”vain” yksi kolmekiloinen kuutiosatelliitti.

SS-520 on kolmivaiheinen, massaltaan laukaisun aikaan noin 2,6 tonnia oleva kantoraketti, jonka pituus on 9,5 metriä ja halkaisija 52 cm. Tarkoitus on käyttää raketteja myöhemmin rutiininomaisesti pienten satelliittien lähetykseen.

Japanin pieni SS-520 -raketti.

Tämä pienten rakettien kategoria onkin hyvin kiinnostava, koska siellä on avautunut todella suuret pienten nano- ja mikrosatelliittien markkinat. Kysyntää on tarjontaa enemmän, joten japanilaiset tulevat varmasti tekemään lähitulevaisuudessa paljon lisää lentoja.

Lisäksi tälle markkina-alueelle on tulossa paljon muita yrittäjiä. Kalifornialainen Rocket Lab laukaisi juuri Electron-rakettinsa onnistuneesti avaruuteen ja toinen amerikkalainen yhtiö, vector Aerospace, on tekemässä pian omalla raketillaan uuden koelennon; aikaisempi ei ihan mennyt nappiin.

Lisäksi mukaan on tulossa aivan uusia tekijöitä, kuten nyt ”vain ”luotausraketeista tunnetut Ruotsin Kiiruna ja Norjan Andøya. Etenkin Lofooteilla oleva pieni avaruuskeskus sopisi erinomaisesti napojen kautta kulkeville radoille lähetettävien pienten satelliittien laukaisuun.

Myös Skotlannissa suunnitellaan vastaavan avaruusrakettikeskuksen perustamista.

Hieman isompien rakettien luokassa on myös tulossa uusia yrittäjiä. Stratolaunch on tehnyt kahdesta Jumbo-Jetistä itselleen jättimäisen lentokoneen, jonka mahan alta tullaan lähettämään raketteja. Virgin Galactic -avaruusturismiyhtiön tytär LauncherOne on tekemässä samankaltaista rakettia, mutta sen emoaluksena toimii käytetty Boeing 747 Jumbo-Jet. Nämä tähtäävät ensilentoihin ensi vuonna.

Mitä tulee vielä suuriin raketteihin, niin Falcon 9 Heavy saa pian kilpailijan ihan naapurista: Floridassa, Cape Canaveralin kupeessa on teollisuusalue, minne Amazonin perustajan Jeff Bezosin Blue Origin -yhtiö on jo rakentanut itselleen rakettitehtaan. Se tulee hyvin pian tuottamaan New Glenn -kantoraketteja, jotka nekin ovat osin uudelleenkäytettäviä ja pystyvät lähettämään isojakin lasteja avaruuteen.

Edessä on siis kiinnostavia aikoja – aikoja, joita tulemme varmasti muistelemaan eläkeläisinä samaan tapaan kuin nyt mummot ja vaarit hersyttelevät kuulentomuistoillaan!

–

Juttu on julkaistu myös Tiedetuubin blogina.

Tulossa huima avaruusvuosi 2018 – mutta miksi Elon Musk haluaa laukaista urheiluauton Marsiin?

3.1.2018 klo 23.55, kirjoittaja Jari Mäkinen
Kategoriat: Terveisiä kiertoradalta

Viime vuoden loppu antoi jo esimakua siitä, mitä on tulossa avaruuslentojen saralla vuoden 2018 kuluessa. Vuoden alussa on jättiraketin ensilento ja se päättyy – näillä näkymin ihan oikeasti – avaruusturistien ensilentoihin.

Vaikka päättyneenä vuonna 2017 ei lähetetty matkaan huimia planeettaluotaimia tai laukaistu kiertoradalle erityisen erikoisia satelliitteja, jää vuosi 2017 historiaan varsin aktiivisena vuotena, joka hyvin todennäköisesti oli uuden ajan alkusoittoa.

Raketteja laukaistiin kaikkiaan 90 kappaletta, joista 40 vei satelliitteja geostationaariselle radalle (siis noin 36 000 kilometrin korkeudessa Maata päiväntasaajan päällä olevalle kiertoradalle). Sitä kauemmaksi ei viime vuonna lennetty.

Näistä 90 laukaisusta kuusi epäonnistui joko kokonaan tai osittain. Yksi näistä oli elokuun lopussa laukaistu intialainen PSLV, jonka nokkakartio ei irtaantunut. Tämän onnettomuuden seurauksena Suomen satavuotisjuhlasatelliitti Suomi 100 -satelliitti ei päässyt matkaan suunnitellusti marras-joulukuussa, vaan joutunee odottamaan maaliskuuhun saakka kyytiä.

Suomalaisittain vuosi 2017 oli silti merkittävä, koska silloin laukaistiin avaruuteen ensimmäiset suomalaissatelliitit Aalto-1 ja Aalto-2. Näistä Kakkonen vaikeni vain parin päivän toiminnan jälkeen, mutta Ykkönen toimii edelleen hyvin ja siihen ollaan yhteydessä lähes päivittäin Aalto-yliopistosta.

Suomi 100:n lisäksi tänä vuonna taivaalle nousee useita muitakin suomalaisia satelliitteja. Ensimmäinen näistä on Iceye X-1, ja tämä suuressa nousukiidossa oleva suomalaisyhtiö on lähettämässä pari satelliittia lisää vielä kuluvan vuoden aikana. Lisäksi Reaktor Space Labin Hello World pääsee avaruuteen vielä nyt keväällä.

Mitä raketteihin tulee, niin suunnitelmat ovat suuria: SpaceX aikoo laukaista raketin noin joka toinen viikko, kiinalaiset tehdä 35 laukaisua ja muillakin haaveet ovat korkealla. Saattaa olla, että vuoden aikana lyödään avaruuslentojen ennätys.

Jännittävin tapaus rakettipuolella on nyt tammikuussa, kun SpaceX laukaisee uuden Falcon Heavy -jättiraketin. Se on jo valmiina Kennedyn avaruuskeskuksessa on odottamassa.

Raketti on kuin kolme Falcon 9 -rakettia nipussa. Jättiläinen pystyy laukaisemaan periaatteessa lähes 70 tonnia painavan lastin matalalle kiertoradale ja raketti sopii myös planeettalentoihin – kuten ensilento jo osoittaa, koska kyydissä on lähelle Marsin rataa nousevalle radalle lähetettävä Teslan punainen urheiluauto.

Mutta miksi SpaceX haluaa laukaista auton avaruuteen?

Ensinnäkin kyse on nerokkaasta markkinoinnista niin autonvalmistaja Testalle kuin SpaceX:lle. Uutinen autosta jättiraketissa on mennyt läpi joka puolella perinteisessä ja sosiaalisessa mediassa, kun ihmiset ihastelevat asiaa tai paheksuvat sitä, että kallis auto menee hukkaan sen sijaan että Musk olisi voinut vaikka antaa sen jollekin autoa kaipaavalle.

Lisäksi ensilennon lyöminen vähän leikiksi korostaa sitä, että kyseessä on koelento. Jos jokin menee pieleen, niin kalliin satelliitin sijaan tuhoutuu ”vain” huumorimielessä lähetetty urheiluauto.

Monet unohtavat, että rakettien ensilennoilla on kyydissä yleensä vain painolastia, koska monikaan asiakas ei haluaisi antaa satelliittiaan testaamattomaan kyytiin ja tutkijat eivät haluaisi luovuttaa kalliita havaintolaitteitaan testilennon koekaniineiksi.

Samalla kuitenkin raketissa pitää olla jotain massaa kyydissä – joten Muskin looginen ajatus on pitää hauskaa ja lähettää auto marsilaisille. Paitsi että raketti lennättää kirsikanpunaisen Tesla Roadsterin ”vain” Aurinkoa kiertävälle radalle, jonka ylin kohta on Marsin radan tienoilla, mutta yhtä kaikki: Space Oddityä laukaisun aikaan soittava sähköauto on juuri sitä, mittä Muskin voisi kuvitella tekevän. Ja mikä ettei!

Tähän liittyy myös toinen kohta. Lento näyttää konkreettisesti, että avaruuteen voi lähettää muutakin kuin vain satelliitteja; Keksi itse, mikä haluaisit lähettää avaruuteen ja miksi!

Kolmanneksi kuvat näyttävät konkreettisesti minkä kokoisia kappaleita Falcon Heavyllä (ja muilla raketeilla, etenkin tulevilla isoilla sellaisilla) voi lähettää avaruuteen. Jälleen: nyt kannattaa alkaa ajatella muutakin kuin vain perinteisiä avaruussovelluksia.

Ja vielä neljänneksi: tämä vähentää avaruuden ympärillä olevaa virallisuutta. Tämä osaltaan tuo mukaan avaruustoimintaan uutta väkeä ja uusia ideoita.

Listaan voi laittaa vielä vielä sen, että monet etenkin sosiaalisessa mediassa ovat pohtineet sitä, miten autolla voisi ajaa Marsissa. Ainakin osa heistä on oppinut tämän tempun ansiosta hieman lisää siitä, miten luotaimia oikeasti lähetetään, lennetään läpi avaruuden, kuinka ne saadaan vietyä planeetan pinnalle ja millaiset ovat olosuhteet Marsissa.

Joku on toivottavasti myös huomannut sen, että auto ei ole oikeasti menossa Marsiin</em>, vaan Aurinkoa kiertävälle soikealle radalle, joka vie auton lähelle Marsin rataa. Siinä lyhyt oppitunti taivaanmekaniikasta.

Muutamat ovat voineet myös eksyä pohtimaan tarkemmin planeettasuojelua, eli sitä. miten toiselle planeetalle lähetettävät kappaleet tulee puhdistaa Maassa olevista mikrobeista ja muista ötiäisistä – auton tapauksessa tämä olisi aika hankalaa.

Luonnollisesti auton sijaan matkaan olisi voinut lähettää luotaimen tai muuta tieteellisesti kiinnostavaa, mutta jos raketti toimii kuten toivotaan ja se tekee rahdin lähettämisestä avaruuteen nykyistä helpompaa ja edullisempaa, on ”vakavienkin” lastien lähettäminen kätevää ja halpaa myöhemmin rutiininomaisesti – ei vain yhdellä koelennolla.

Falcon Heavy

Tärkeintä kohun takana on kuitenkin Falcon Heavy, joka vietiin joulukuun lopussa jo Kennedyn avaruuskeskuksen laukaisualustalle 39A. Raketti on tarkoitus laukaista ensilennolleen nyt tammikuussa, ja kun niin käy, niin legendaarinen avaruuskeskus kokee sellaisen jytinän, mitä siellä ei ole ollut sitten avaruussukkuloiden.

Falcon Heavyn nousu on hieman erilainen elämys kuin avaruussukkulan laukaisu, koska sukkulan lentoonlähdössä suuri osa äänestä oli kiinteällä polttoaineella toimivien apurakettien rätinää. Kolmen nestemäisellä polttoaineella toimivan moottorin jyrinä lähinnä säesti rätisevää ääntä.</p>

Falcon Heavy on käytännössä yksi erikoisrakenteinen Falcon 9, johon on liitetty kaksi muuta Falcon 9:n ensimmäisä vaihetta. Kun raketti nousee lentoon, syöksee siis kaikkiaan 27 rakettimoottoria (3 x 9) tulta samanaikaisesti. Tuloksena on jyrinää, valoa ja tärinää, sillä äänen voi kuulemisen lisäksi myös tuntea.

Sojuz-raketin laukaisun kokeneet voivat muistella tapausta ja kertoa sen kahdeksalla (Falcon Heavyn hyötykuorma voi olla noin 7,8 kertaa painavampi kuin Sojuzin).

Lisää raketteja!

2018 tuo mukanaan ainakin kaksi aivan toisen kategorian rakettia. Pienet, ennen kaikkea mikro- ja nanosatelliittien laukaisuun suunnitellut raketit Electron ja Vector tekevät – ainakin toivottavasti – ensimmäiset onnistuneet laukaisunsa tänä vuonna. Electron oli tarkoitus laukaista lennolleen jo joulukuussa, mutta lentoa lykättiin nyt tähän tammikuuhun.

Luotaimia!

Vuosi 2018 alkaa kuulennoilla, sillä niin Intia aikoo laukaista Chandrayaan 2 -kuuluotaimen maalis-huhtikuussa. Se seuraa kymmenen vuotta sitten lähetettyä Chandrayaan 1 -luotainta, joskin nyt mukana on paitsi Kuun kiertolainen, niin myös laskeutuja ja siinä pieni kuukulkija.

Kiinan vuonna 2013 Yutu saa siis pian seuraa intialaiskulkijasta, mutta myös Kiina on lähettämässä uutta omaa kuulentoaan. Chang’e 4:n oli tarkoitus lähteä jo vuonna 2015, mutta nyt se on suunnitteilla tämän vuoden loppuun. Kyseessä on varsin kunnianhimoinen lento, sillä alus on tarkoitus lähettää laskeutumaan Kuun Maahan näkymättömälle puolelle lähelle etelänapaa, Siksi laskeutuja tarvitsee myös tietoliikennesatelliitin, joka välittää laskeutujan ja sen mukana olevan kulkijan tietoja Maahan.

Toukokuussa pääsee matkaan toinen hieman viivästynyt luotain: Nasan InSight -marslaskeutuja (kuva yllä) oli tarkoitus lähettää jo toissa vuonna, mutta silloin sen huipputarkkaan seismometriin haluttiin tehdä vielä tarkistuksia ja planeettojen välisen baletin sääntöjen mukaan lento piti siirtää myöhemmäksi, kun se ei ennättänyt alkuperäiseen laukaisuikkunaan.

Kyseessä on tämän vuoden ainoa lento Marsiin, koska Euroopan avaruusjärjestön tälle vuodelle suunniteltu ExoMars 2018 -laskeutuja on puolestaan myöhässä. Saattaa olla, että se pääsee matkaan vasta kahden vuoden päästä – eli kun seuraavan kerran Marsiin kannattaa lähettää luotaimia.

Heinäkuussa parrasvaloihin nousee japanilainen Hayabusa 2, joulukuussa 2014 matkaan lähtenyt luotain. Se saapuu nyt perille tutkimaan asteroidia 162173 Ryugu ja yrittää napata siitä näytteen Maahan tuotavaksi. Toivottavasti luotain onnistuu paremmin kuin sen edeltäjä Hayabusa 1, joka joutui vaikeuksiin Itokawa-asteroidin luona vuonna 2005 ja pystyi vain vaivoin tulemaan takaisin Maahan. Mutta se oli sitkeä – kuten japanilaiset lennonjohtajatkin – ja luotain onnistui tuomaan pikkuriikkisen hippusen pikkuplaneettaa maapallolle.

Elokuussa on vuorossa hyvin samanlainen tapaus kuin Hayabusa, sillä vuonna 2016 lähetetty Nasan OSIRIS-REx saapuu 101955 Bennun luokse. Tämänkin tarkoituksena on tutkia Bennua vuoteen 2021 saakka, napata siitä näyte ja tuoda se Maahan vuonna 2023.

Eurooppalainen BepiColombo päässee puolestaan lopulta matkaan nyt tämän vuoden lokakuussa. Moneen kertaan viivästynyt Merkuriusta tutkiva luotain on nyt valmis ja laukaistaan tuolloin Ariane 5 -kantoraketilla kohti aurinkokunnan sisintä planeettaa. Perille se pääsee vuonna 2025.

Astronautteja!

Uudet amerikkalaiset avaruusalukset pääsevät näillä näkymin koelennoilleen tämän vuoden lopussa. Niin SpaceX:n Dragon-aluksen uusi, miehitetty versio, kuin myös Boeing CST-100 Starliner ovat jo lähes valmiina ja niillä on tarkoitus tehdä ensin miehittämättömiä koelentoja.

Kummankin aluksen koelennot ovat suunnitteilla elokuuksi ja jos kaikki sujuu hyvin, voisivat ensimmäiset lennot astronauttien kanssa Kansainväliselle avaruusasemalle tapahtua joulukuussa.
Kumpi sitten ehtineekään ensin, on se ensimmäinen miehitetyn avaruusaluksen laukaisu Yhdysvalloista vuoden 2011 jälkeen; sukkulat jäivät tuolloin eläkkeelle.

Nasan oma uusi Orion-avaruusalus ja sen suuri SLS-raketti ovat varmasti myös puheissa tänä vuonna paljon, koska niitä valmistellaan tiiviisti ensi vuonna tapahtuvaan koelentoonsa. Tuo lento kiertää Kuun ja tulee osaltaan nostamaan kuukuumetta.

Avaruusturisteja!

Vuosi 2018 saattaa olla vuosi, jolloin ensimmäiset hyppylennoille paikkansa ostaneet avaruusturistit pääsevät matkaan. Lentoja on suunniteltu aloitettavaksi jo pitkään, ja tuntuu siltä, että ensilennot ovat olleet aina noin vuoden päässä. Mutta nyt näyttää siltä, että pian lennot alkavat.

SpaceShip2 tekee milloin tahansa ensimmäisen koelentosa avaruuteen, ja ellei mitään uusia viivytyksiä tapahdu, etenevät testit varsin nopeasti kohti ensimmäisten maksavien matkustajien lennättämistä hieman yli 100 kilometrin korkeuteen.

Aluksen testaaminen on edennyt varsin hitaasti pari vuotta sitten olleen onnettomuuden ja sen seurauksena tehtyjen muutosten vuoksi. Virgin Galactic ja alusta rakentava Scaled Compiosites ovat hyvin tietoisia siitä, että pienetkin vastoinkäymiset – saati sitten onnettomuudet – lentojen alussa voisivat olla hankkeen kannalta kohtalokkaita, joten työtä tehdään varmasti ja kiirehtimättä.

Voi olla, että Virgin Galacticin kilpailija Blue Origin ennättää aloittamaan lentonsa jo ensin. Yhtiön New Shepard -raketti teki juuri joulukuussa onnistuneen koelennon lähes lopullisen avaruusaluksen kanssa ja lupaa nyt asiakkaiden pääsevän kyytiin jo loppuvuonna.

Alukset eroavat toisistaan siten, että SpaceShip2 on lentokone, joka nousee lentoon suuremman lentokoneen kyydissä ja laskeutuu alas kiitoradalle, kun taas New Shepard laukaistaan raketilla korkeuksiin, mistä se tulee alas laskuvarjon varassa.

Kiertoradalle ei näillä aluksilla siis päästä, mutta jos Starliner ja Dragon pääsevät vauhtiin pian, on tarkoitus käyttää näitä aluksia myös turistien lennättämiseen lähivuosina.

Käy miten tahansa, on tästä vuodesta siis tulossa avaruusrintamalla kiireinen ja kiinnostava!

(Kirjoitus on kooste Tiedetuubissa tänään julkaistusta artikkelista ja blogista.)

Trump haluaa Kuuhun

12.12.2017 klo 00.26, kirjoittaja Jari Mäkinen
Kategoriat: Terveisiä kiertoradalta

Yhdysvaltain presidentti on nimittämässä Nasan johtajaksi tiedeskeptikkoa, mutta haluaa Nasan lähtevän nyt takaisin Kuuhun. Onko Space Policy Directive-1 -nimellä kulkeva asiakirja uusi lähtölaukaus kuulennoille, hajoita ja hallitse -temppu Nasassa vai pelkkää bluffia?

---

Muistatteko syyskuun 2005? Silloin Valkoisessa talossa istui George W. Bush ja Nasan johtajana oli Michael Griffin. Tuolloin takana oli avaruussukkula Columbian onnettomuus ja Nasa päätti siirtää sukkulat eläkkeelle heti kun Kansainvälinen avaruusasema oli saatu valmiiksi.

Sukkuloiden seuraajaksi Griffin esitteli suureellisen suunnitelman, Constellationin, joka veisi Yhdysvallat takaisin Kuun kamaralle. Suunnitelma oli ”Apollo steroidella”, eli ulkoisesti kuin ammoinen kuuohjelma, mutta siten, että alukset olisivat isompia ja parempia, raketit käyttäisivät avaruussukkuloista perittyä tekniikkaa ja miehistön koko lennoilla voisi olla suurempi kuin Apollo-lennoilla.

Periaatteessa suunnitelma oli hyvä, paitsi että suunnitelma oli mielikuvitukseton, eikä sille annettu koskaan riittävästi rahaa toteuttamista varten. Nyt viimein valmistuva Orion-alus on tuolloin hahmotellun aluksen viivästynyt ja kovasti vaatimaton versio; tulossa oleva superraketti on sekin nysverö suunnitelmiin verrattuna.

Kuuhunlaskeutumisalus on unohdettu kokonaan ja Nasa valmistautuu nyt vain lennättämään astronautteja turvallisesti Kuun ympäri vuonna 2019 (tai todennäköisesti vasta joskus 2020-luvun alussa).

Kuualus Orion on kuin ammoinen Apollo, paitsi että se on hieman suurempi ja kyvykkäämpi. Euroopan avaruusjärjestö tekee ainakin ensimmäisille lennoille alukseen huoltomodulin – sen juuret ovat ATV-avaruusrahtarissa, jonka tunnusomaiset X-muodossa olevat aurinkopaneelit näkyvät hyvin kuvassa.

---

Tänään, jos ennakkotiedot pitävät paikkansa, antaa nykyinen Yhdysvaltain presidentti Donald Trump määräyksen, joka lähettäisi amerikkalaiset taas kerran Kuuhun. Ja kuten aikaisemminkin, on yksi syy Kuuhun palaamiseen tien pohjustaminen Marsiin ja kauemmaksikin.

Ei ole sattumaa, että seremonia on ajoitettu juuri Apollo 17 -lennon 45-vuotisjuhlan aikaan. Tuo oli viimeinen Apollo-lento, eikä sen jälkeen ihminen ole astunut jalallaan Kuun pinnalle, eikä edes käynyt Maan lähitienoita kauempana avaruudessa.

Trumpille kenties kyse on lähinnä suureellisesta seremoniasta ja kansallistunteen kohottamisesta, mutta päinvastoin kuin Bush nuorempi, hän saattaa onnistua suunnitelmassaan. Syynä on yksinkertaisesti se, että Orion-alus ja superraketti Space Launch System ovat lähes valmiita. Laskeutumisaluksen kehittäminen ei sinällään ole enää suuri temppu, etenkin jos ja kun vanhat suunnitelmat kaivetaan jälleen esiin.

Ammoisen Constellation-ohjelman laskeutuja Altair ei päässyt juuri alustavaa suunnittelua ja piirrosten tekemistä pitemmälle. Se olisi kyennyt viemään kolme avaruuslentäjää parin viikon ajaksi Kuun pinnalle.

Toinen – ja todennäköisempi – syy Trumpin nimissä varmaankin kulkevan aloitteen onnistumiseen on se, että Nasan lisäksi kaupalliset yhtiöt ovat nyt mukana pelissä.

SpaceX:n raskas kantoraketti Falcon Heavy tekee ensilentonsa vielä kuukauden sisällä, ja koska se lennättää ensilennollaan urheiluauton kohti Marsia, voisi se hyvin kuljettaa myös astronautit Kuuhun.

Yhtiön käytännössä valmis miehitettyihin avaruuslentoihin kelpaava Dragon-alus on suunniteltu jopa lentämään Marsiin, joten mikä ettei myös laskeutumaan Kuun pinnalle. Mitään erityistä laskeutumisalusta ei siis tarvita, koska Dragon pystyy myös laskeutumaan alas rakettimoottoreillaan.

Jos Trump siis antaa vain tukun dollareita Elon Muskille, hän vie varmasti ihmiset Kuuhun jopa Nasaa nopeammin.

Dragon voisi laskeutua Marsiin, miksipä ei siis Kuuhun?

---

Eikä SpaceX ole yksin: myös Blue Origin -yhtiö on tekemässä raskasta kantorakettia, jonka avulla lennot Kuuhunkin kävisivät kätevämmin ja edullisemmin kuin Nasan SLS-dinorauruksella.

Koko joukko muitakin yhtiöitä on kehittämässä tekniikoita Kuun tutkimiseen robottiluotaimin, joten näiden kaikkien yhdistäminen samaan hankkeeseen voisi tehdä paluun Kuuhun hyvinkin pikaiseksi.

Tieteellisten syiden ja historiallis-kansallishenkisen nostalgian lisäksi Kuuhun paluu on kiinnostavaa myös puhtaan kaupallisesti, koska kaivostoiminta Kuussa voisi olla taloudellisesti kannattavaa jo nyt suunnitteilla olevalla tekniikalla.

Esimerkiksi harvinaisten skandiumin, yttriumin, litiumin, platinan, lantaanien ja Helium-3:n louhiminen olisi lähes mahdollista jo nyt.

Kuusta tiedetään paljon enemmän kuin Apollojen aikaan. Sen napa-alueilla tiedetään (tai ainakin siitä ollaan hyvin varmoja) olevan vesijäätä, joten sen avulla kokonaisen siirtokunnan perustaminen olisi kohtalaisen helppoa. Vedestä kun saisi paitsi juotavaa, niin myös polttoainetta ja happea. Napa-alueilla on myös tarjolla korkeilla vuorenhuipuilla auringonvaloa koko ajan.

Jos ja kun Kuuhun palataan kaupalliset toiminnat mielessä, pitää mainita myös turismi. Nyt tälle saatetaan vielä nauraa, mutta lentojen tullessa rutiininomaisiksi ja hinnan pudotessa hieman alemmaksi, on raharikkaita varmasti jonossa lähdössä matkaan saapastelemaan Neil Armstrongin jalanjäljissä. Hotelli Kuun pinnalla ei ole mitään haihattelua!

Kun vielä otetaan huomioon se määrätietoisuus, millä Kiina on mennyt eteenpäin avaruusohjelmassaan viime aikoina, ja se, kuinka taikonauttien tie vie selvästi kohti Kuuta, on aika selvää, että Yhdysvaltojen pitäisi reagoida tähän haasteeseen. Euroopan avaruusjärjestö on jo useamman vuoden ajan kääntänyt huomiota kohti Kuuta, mutta ESAlla ei ole rahkeita lähteä kuumatkalle kuin yhteistyössä muiden kanssa – joko Yhdysvaltojen tai Kiinan.

Parasta tietysti olisi se, että ESAn johtajan Jan Wörnerin ehdotukset kansainvälisestä kylästä Kuun pinnalla menisivät eteenpäin, mutta tuskinpa Trump innostuu tällaisesta.

Voi olla, että tämäkin Trumpin aloite jää pelkäksi puheeksi ja suureellisiksi eleiksi. Trump on antanut aiemmin ymmärtää ehdottavansa Nasalle hieman lisää rahaa, mutta verouudistuksen ja muiden rahalupausten jälkeen hyvin alijäämäisestä budjetista on vaikea tiristää mitään lisää.

Jo nykyisellään avaruusjärjestö käyttää noin neljä miljardia euroa miehitettyihin avaruuslentoihin, eikä muille hankkeille (kuten Kuun tai Marsin tutkimukselle) jää kuin rippeitä. Nyt annetussa presidentillisessä määräyksessä ei olekaan tarkempia tietoja rahoituksesta, joten tilanne on siinä mielessä hyvin samankaltainen kuin vuonna 2005 – paitsi että nyt suuri osa työstä on jo tehty ja kaupalliset toimijat saattavat pistää töpinäksi (ja Trump voi korjata kunnian niiden tekemisestä).

Presidentti allekirjoitti määräyksensä Valkoisessa talossa maanantaina 11.12.2017 aamupäivällä paikallista aikaa. Mukana seremoniassa olivat mm. Apollo 17 -lennon tutkija-astronautti Harrison Schmitt ja ennätysastronautti Peggie Whitson.

*

Teksti on julkaistu myös Tiedetuubin blogina. Juttua on sen ensimmäisen julkaisun jälkeen hieman editoitu ja siihen on lisätty kuvia.

Tapaus Neymar Jr. ja Venus

7.8.2017 klo 10.07, kirjoittaja Jari Mäkinen
Kategoriat: Terveisiä kiertoradalta

Avaruushankkeita ja urheiluviihdebisnestä ei oikein voi rinnastaa, mutta tehdäänpä silti niin.

Ranskassa (ja toki muuallakin) ollaan viime päivinä kohuttu jalkapalloilija Neymar juniorin hankkimisesta pariisilaiseen Paris Saint-Germain -joukkueeseen. Pelaajakuuluisuuden siirtosumma FC Barcelonasta oli ennätykselliset 222 miljoonaa euroa, ja lisäksi Neymar saa nyt palkkaa vuodessa samoin ennätykselliset 30 miljoonaa euroa.

Koska rahat eivät ole julkisia varoja, vaan tulevat seuran omistavien qatarilaisten taskuista, ei määrällä sinällään olekaan merkitystä. Todennäköisesti emiirit tekevät tällä jopa voittoa, sillä Pariisissa on tapauksen tiedottamisen jälkeen myyty Neymarin nimellä varustettuja pelipaitoja kuin siimaa. Kuuleman mukaan paidasta, jonka valmistus maksaa noin kymmenen euroa, saa pulittaa seuran putiikissa 140 euroa.

Tapauksesta uutisoitaessa summia on lähinnä ihasteltu, sillä onhan normaalia, että urheilujournalismissa fanitus ajaa kaiken edelle. Sen sijaan avaruushankkeista kerrottaessa raha nousee oikeastaan aina esille aivan toisessa mielessä: suuren yleisön mielestä avaruuslennot ovat ällistyttävän kalliita ja tätä mielikuvaa halutaan jostain syystä pitää yllä.

Kyllähän historiaan mahtuu paljon todella kalliita avaruushankkeita alkaen kansallisen kunnian nimissä tehdyistä avaruusajan alun lennoista Hubblen avaruusteleskooppiin sekä syyskuussa päättyvään Cassini-luotaimen tutkimusmatkaan Saturnuksessa. Ne ovat kuitenkin vain ääripää, ja miljardiluokan hintalappuja kauhisteltaessa kannattaa muistaa, että suurin osa rahasta on mennyt työhön – joka lisäksi on hilannut tekniikan tasoa ja tietämystämme maailmasta paremmiksi.

Avaruus on tulossa myös vähitellen raharikkaiden sijoituskohteeksi, kun sieltä on viimein saatavissa voittoja. Ja kun avaruusturismi jossain vaiheessa pääsee vielä alkuun, niin suuri yleisö tulee myös paremmin mukaan – ja kenties jossain vaiheessa kiertoradalla pelataan jalkapallon painottomuuteen sopivaa versiota.

Mutta takaisin hintaan ja tähän päivään. Jos otetaan tämä 222 miljoonaa euroa, pelkkä yhden jalkapalloilijan siirtomaksu, ja verrataan sitä avaruushankkeisiin; mitä kaikkea samalla summalla olisi saanut?

• 2 x Venus Express
  Euroopan avaruusjärjestön Venus-luotain maksoi noin 85 miljoonaa euroa, eli niitä summalla saisi kaksi. Luotain oli tosin hyvin edullinen siksi, että se käytti Mars Express -luotaimen mallia ja osin sitä varten tehtyjä laitteitakin. Se puolestaan maksoi noin 300 miljoonaa euroa.
• 3 x Mars Orbiter Mission (intia)
  Intialaisten Mars-luotain maksoin noin 62 miljoonaa euroa, joten näitä siirtosummalla saisi helposti kolme.
• Genesis
  Nasan aurinkotuulesta näytteen hakenut ja Maahan sen tutkimuksia varten palauttanut lento maksoi 224 miljoonaa euroa, eli sen saisi summalla hieman tinkimällä.
• NEAR Shoemaker
  Asteroidi Erosta tutkineen Nasan luotaimen saisi summalla kevyesti, koska sen hinta oli noin 190 miljoonaa euroa.
• Hayabusa
  Japanilaisten kunnianhimoinen asteroidilento maksoi puolestaan 127 miljoonaa euroa. Nyt matkassa oleva luotaimen uusi versio Hayabusa 2 jotakuinkin saman verran, eli kummankin hinta olisi lähes katettu siirtosummalla.
• 2 x SMART-1
  ESAn pieni kuuluotain maksoi noin 110 miljoonaa euroa. Niitä saisi siis kaksi.
• CryoSat 2
  ESAn satelliitti, joka kartoittaa maapallon jäätiköitä, maksoi 140 miljoonaa euroa.
• Kaikkien avaruusturistien lennot avaruusasemalle
  Avaruudessa on käynyt tähän mennessä seitsemän avaruusturistia, jotka ovat maksaneet lennon avaruuteen Sojuz-aluksella itse. Heistä yksi, Charles Simonyi teki jopa kaksi lentoa. Hinnat ovat olleet 17 miljoonasta 33 miljoonaan euroon. Kun kaikki lasketaan yhteen, saadaan summaksi 178 miljoonaa euroa.
• 4 x Falcon 9 -kantoraketin laukaisu
  Yksi raketin laukaisu maksaa (ilman uudelleenkäytettävyydestä vielä tulevia alennuksia) 52 miljoonaa euroa.
• 2200 x Cubesat
  Yhden yksinkertaisimman nykyisin tehtävän satelliitin, niin sanotun yhden yksikön cubesatin, tekeminen ja laukaisu maksaa noin 100 000 euroa. Näitä saisi siis helposti yli kaksi tuhatta.
• 2 x maailman suurin optinen teleskooppi
  Maailman suurin näkyvän valon alueella toimiva kaukoputki on Kanarian saarilla oleva Gran Telescopio Canarias. Sen hinta oli noin 97 miljoonaa euroa.

Ja vielä vertailun vuoksi:

• Airbus A350 (alennuksella)
  Uuden huippumodernin laajarunkolentokoneen hinta on keskimäärin 233 miljoonaa euroa. Pienemmän A320:n saa noin 86 miljoonalla.
• Viking Grace (melkein)
  Turun ja Tukholman välissä seilaava, vuonna 2013 liikenteeseen tullut autolautta maksoi noin 240 miljoonaa euroa.
• Seitsemäsosa Suomen Terveydenhuollon tietojärjestelmien uusimiskustannuksista
  Uusiminen maksaa noin 1,5 miljardia euroa ja hankkeeseen on jo nyt käytetty (suurelta osin turhaan) rahaa Mars-laskeutujan hinnan verran.
• 2 x Suomen jääkiekkoliigasta.
  Liigan joukkueiden  yhteiskulut ovat yli 92 miljoonaa euroa. Vaikkausliigan vastaava summa on 18 miljoonaa euroa.

”Tampere näkyy avaruuteen saakka!”

7.5.2017 klo 19.37, kirjoittaja Jari Mäkinen
Kategoriat: Terveisiä kiertoradalta

Olen mukana Suomi 100 -juhlavuoden osana olevassa Suomi 100 -satelliittihankkeessa, ja olemme julkaisseet tammikuusta alkaen lähes päivittäin Twitterissä, Facebookissa ja Instagramissa hankkeen syötteessä kuvan, missä näkyy Suomi tavalla tai toisella avaruudesta.

Kyseessä eivät ole siis Suomi 100 -satelliitin ottamat kuvat, koska satelliitti ei ole vielä taivaalla, vaan eri satelliittien ottamat kuvat tai tekemät havainnot maapallosta siten, että kuvissa lähes aina näkyy myös Suomi tai osia Suomesta.

Kuvat keräävät ilahduttavasti tykkäyksiä ja välillä kommenttejakin.

Toisinaan kommenteissa ihastellaan sitä, että jokin paikka näkyy avaruuteen saakka. Muun muassa viime viikolla ihasteltiin sitä, että Tampere näkyy avaruuteen saakka – mikä pitää paikkansa – ja tänään kuvassa ollaan vieläkin pienemmässä yksityiskohdassa: Pariisin 12. kaupunginosassa olevassa jäähallissa, missä pelataan nyt illalla ottelu Suomen ja Ranskan välillä.

Kuva Pariisista on jutun lopussa, ja yllä on vielä julkaisematon kuva, missä näkyy Pirkanmaata ja Hämettä – ja siis myös Tampere ympäristöineen, Hämeenlinna, Lahti ja paljon muuta. Kuvan otti Landsat 8 -satelliitti elokuun 20. päivänä vuonna 2015 ja sen on käsitellyt SYKE.

En halua nauraa tälle ”näkyy avaruuteen saakka” -ajattelulle, sillä se on toisaalta ihan ymmärrettävää, mutta toisaalta se osoittaa myös sen, että varsin harva tulee ajatelleeksi tarkemmin sitä missä avaruus on ja mitä sieltä näkee.

Selitän vähän. Ja olkoon Tampere selityksessä esimerkkinä.

Jos junarata sieltä etelään kohti Helsinkiä käännettäisiinkin pystysuuntaan, niin Toijalaan saavuttaessa juna olisi jo stratosfäärissä. Siellä olosuhteet ovat jo hyvin avaruudelliset, sillä horisontti olisi näyttäisi jo kaarevalta ja taivas olisi musta. Alapuolella Tampere ympäristöineen näkyisi hyvin, Näsijärvi ja jopa Näsinneulan voisi nähdä sieltä vaivatta.

Jatketaan eteenpäin. Tampereen ja Hämeenlinnan välinen matka on noin 80 kilometriä, ja se on korkeus, missä aikanaan X-15 -koneet lentelivät. Yhdysvaltain ilmavoimien mukaan avaruus alkaa siellä, mutta nykyisen virallisen määritelmän mukaan se on 100 kilometriä. Siis rajapyykki, joka pystysuoralla junaradalla tulisi vastaan vähän ennen Riihimäen asemaa.

100 km on karkeasti laskettuna vain kymmenen kertaa liikennelentokoneiden lentokorkeutta korkeammalla, eli ei sinänsä paljoakaan. Tuolla korkeudella ei ole vielä satelliitteja, koska ilmakehän ohuet rippeet hidastavat liikaa vielä satelliitin ratanopeutta. Satelliitti ei pysyisi siellä radallaan kauaakaan. Mutta kun etäisyyttä Maahan olisi sama kuin on Tampereen ja Helsingin välinen matka pystysuunnassa, niin siellä on jo ensimmäisiä satelliitteja.

Nyt ollaan jo tukevasti avaruuden puolella!

Avaruusasema kiertää Maata noin 450 kilometrin korkeudessa, eli noin 40 kertaa liikennelentokoneita korkeammalla. Matkana ei sekään ole mitenkään tavattoman pitkä: jotakuinkin sama kuin Tampereen ja Oulun välinen etäisyys.

Sieltä alaspäin katsoessa voi nähdä yhdellä silmäyksellä paitsi Suomen, niin myös Skandinavian, Baltian maita ja suuret määrät Venäjää. Islanti olisi horisontissa, samoin kuin Unkari.

Yksityiskohdat alkavat kuitenkin hämärtyä jo sieltä katsottaessa, mutta suuret kaupungit etenkin suoraan alapuolella näkyvät selvästi, varsinkin pimeällä. Kyllä, Tamperekin näkyisi mainiosti.

Etäisyyden sijaan on kaksi asiaa, jotka hankaloittavat katsomista avaruudesta. Ensinnäkin ilmakehä suttaa kuvaa, vaikka sää olisi kirkas ja pilvetön. Toinen on ihmisen silmä, sillä se ei ole erityisen hyvä optinen instrumentti kauas katsottaessa. Ihmissilmän kulmaerotuskyky on noin yksi kaariminuutti, mikä tarkoittaa sitä, että 10 kilometrin korkeudesta emme näe tarkasti 30 metriä pienempiä yksityiskohtia. 100 kilometrin korkeudesta tämä raja on 300 metriä ja avaruusasemalta katsottaessa jo 1,2 kilometriä.

Käytännössä paljain silmin voi nähdä hieman pienempiäkin kohteita. Ihmisen tekemiä rakennelmia, jotka näkyvät avaruudesta paljain silmin, on siis paljon muitakin kuin urbaaneissa legendoissa mainittu Kiinan muuri. Kaivokset, isot rakennukset, satamat, lentokentät, kasvihuonerykelmät, monet sillat, pellot ja niin edelleen. Koon lisäksi olennaista on se, että kohde on selvästi erilainen kuin ympäristönsä; itse asiassa juuri tästä syystä Kiinan muuri on hyvin hankala havaittava, koska se on kyllä pitkä, mutta myös varsin ohut ympäristönsä värinen soiro.

Kun avuksi otetaan kiikarit tai teleobjektiivi, tulevat myös pienemmät yksityiskohdat näkyviin. Yksittäisistä laivoista voi nähdä valon lisäksi yksityiskohtia. Kaupungeissa kaduilla olevia autoja – myös Tampereelta, jos vain astronautit pääsisivät katsomaan Mansea jotakuinkin suoraan ylhäältä. Avaruusasemahan kiertää maapalloa radalla, millä se ei tule koskaan Suomen päälle, vaan jää pohjoisimmillaankin Saksan pohjoisosien tienoille.

Tänään julkaistu, myös tässä yllä oleva päivän kuva on juuri tällainen teleobjektiivilla otettu kuva.

Sen on ottanut avaruusasemalla parhaillaan oleva Euroopan avaruusjärjestön ranskalaisastronautti Thomas Pesquet. Kamerassaan hänellä oli tätä kuvaa ottaessa 800-millinen putki, ja sen avulla Pariisista näkyy paljon yksityiskohtia. Thomasin lisäksi (hänen kuviaan on mm. täällä) muutkin astronautit katselevat ja kuvaavat maapalloa varsin paljon vapaa-aikanaan, ja kuvia on paljon netissä. Parhaimpia ovat todennäköisesti saksalaisen Alex Gerstin ottamat kuvat, kun kyse on maapallon pinnanmuodoista ja -kohteista.

Maapalloa kuvaavat satelliitit pääsevät laitteillaan vieläkin parempiin tarkkuuksiin. Jopa pienillä kaukokartoitussatelliiteilla nähdään hyvin muutaman metrin kokoisia yksityiskohtia, ja huhujen mukaan parhaat vakoilusatelliitit näkevät hyvissä olosuhteissa jopa sanomalehtien tekstiä avaruudesta.

Entä Kuusta katsottuna? Mitä sieltä voisi paljain silmin nähdä maapallon pinnalla? Eipä juuri mitään ihmisen tekemää, paitsi että yöllä kaupunkien valot näkyvät kyllä hyvin.

Nyt se alkaa: avaruusliikenteen vallankumous. Oikeasti.

9.4.2017 klo 12.03, kirjoittaja Jari Mäkinen
Kategoriat: Terveisiä kiertoradalta

Vielä jokunen vuosi sitten SpaceX:n suunnitelmille käyttää kantoraketteja uudelleen naurettiin. Etenkin perinteiset avaruusyhtiöt käyttivät kovasti aikaa ja vaivaa osoittaakseen, että homma ei onnistu, ja jos se onnistuu, niin se ei ole kannattavaa.

Nyt SpaceX on kuitenkin osoittanut, että se onnistuu – ja on nähtävästi odotettuakin edullisempaa. Juuri vime viikolla yhtiön perustaja ja toimitusjohtaja Elon Musk kertoi tavoittelevansa seuraavaksi myös rakettien toisten vaiheiden uudelleenkäyttöä sekä sitä, että laukaisuita voitaisiin tehdä päivittäin.

Kyllä: siis raketti päivässä, eli 365 vuodessa, eli yhtiö yksistään tekisi jotakuinkin kymmenen kertaa enemmän laukaisuita kuin koko maailma tällä hetkellä vuodessa.

Tämä romahduttaa avaruuteen lentämisen hinnan ja tekee siitä taloudellisesti kannattavaa monenmoisille uusille yrittäjille, myös avaruusturisteille. Falcon 9:n raskaan version avulla myös suurien ja painavien rahtien lähettäminen kiertoradalle tulee myös suhteellisen helpoksi ja edulliseksi.

Eikä SpaceX ole yksin. Myös pienempien rakettien uudelleenkäytössä jo onnistunut Blue Origin on tulossa mukaan kiertoradalle (ja kauemmaksikin) ulottuvaan liikenteeseen.

Yhtiö rakentaa jo suurta, uutta tehdasta New Glenn -kantorakettejaan varten Cape Canaveralissa, Floridassa, aivan SpaceX:n laukaisupaikkojen vieressä. Ei ihme, että yhtiön perustaja ja toimitusjohtaja Jeff Bezos pumpaa tällä haavaa yhtiöönsä miljardi dollaria vuodessa Amazon-verkkokaupallaan saamaansa rahaa, sillä Blue Origin ei ole tuottanut vielä yhtään tulosta, mutta lupaukset ovat erittäin suuria.

Olin paikan päällä Cape Canaveralissa ja Kennedyn avaruuskeskuksessa juuri pari viikkoa sitten ja uuden avaruusajan voi aistia jo siellä. Paitsi että Blue Originin tehdastyömaa (kuva yllä) näyttää uljaalta, on SpaceX:n käytössä nyt oleva legendaarinen laukaisualusta 39A (otsikkokuvassa hieman käsiteltynä) jopa komeampi kuin aikanaan sukkula-aikaan. Sen vieressä olevassa hangaarissa on useampikin raketti odottamassa laukaisuaan ja joukossa on jo muutamia kertaalleen lentäneitä ensimmäisiä vaiheita odottamassa uusia laukaisuitaan.

Näiden lisäksi joka puolella rakennetaan ja pohjustetaan tulevaa. Jopa ilman tulevaisuuden suunnitelmia, on Cape Canaveralin ja Cape Kennedyn laukaisulista pirteämpi kuin aikoihin. Laukaisuista tapahtuu useita kuukaudessa, pian keskimäärin viikoittain.

Samalla eri toimijoiden roolit ovat muuttumassa.

Florida nousi avaruusajan alussa 1960-luvulla kuuluisuuten, kun NASA ja puolustusvoimat laukaisivat rakettejaan avaruuteen Cape Canaveralin lentotukikohdan ympärille kasvaneelta rakettikoeasemalta.

Kuulentojen aikaan NASA lohkaisi itselleen alueen Merritt-saaren luonnonsuojelualueelta Cape Canaveralin pohjoispuolelta ja rakensi sinne kaksi massiivista laukaisualustaa, 39A:n ja 39B:n. Numerointi noudattaa alkuperäistä, ja näiden jälkeen on sotilaalliselle puolelle tehty pari uutta alustaa.

Nyt alueella on käytössä viisi laukaisualustaa: Delta-raketteja laukaistaan alustalta 37B, Atlas-raketteja alustalta 41. SpaceX:n alkuperäinen (aivan alunperin Titan-raketteja varten rakennettu) alusta on 40, ja nyt sen käytössä on siis myös kuulentoihin ja sukkula-lennoille käytetty 39A. NASA kunnostaa parhaillaan alustaa 39B tulevaa SLS-superrakettiaan varten.

Näkyvin osoitus tästä on suuri torni, joka laitetaan laukaisualustan päälle; kuva siitä on alla.

Samoin Apollo-aikaiset liikkuvat laukaisualustat ovat saamassa jälleen uuden elämän, ja käyntini aikaan maaliskuun puolivälissä toista alustoista koeajettiin pitkän remontin jälkeen.

Lisäksi Apollojen ja avaruussukkuloiden kokoonpanoon käytetty jättimäinen VAB, Vehicle Assembly Building, on käymässä läpi uutta muodonmuutosta (sisäisesti), kun sitä varustetaan myös SLS-raketteja varten.

Kaupallisuus tosin on vallannut VAB:n vieressä olevat entiset sukkuloiden kunnostushallit, joissa ne kunnostettiin laskeutumisten jälkeen uusia lentoja varten. Boeing-yhtiö vuokraa niitä nyt NASAlta X-37B -minisukkulaansa ja Starliner-avaruusalustaan varten (kuva alla).

Tämä on osaltaan yksi hyvin konkreettinen merkki lisää siitä, miten aiemmin valtiollinen toiminta on siirtymässä nyt yhtiöiden tehtäväksi – kehitys on täsmälleen sama kuin lentoliikenteessä aikanaan 1920-luvulla.

Tämä tarkoittaa myös sitä, että NASA (ja myös muut avaruusjärjestöt, kuten Euroopan avaruusjärjestö) ovat vähän hukassa. Miten suhtautua uusiin kaupallisiin toimijoihin, jotka lähettävät kohta omia astronauttejaankin ja turisteja avaruusmatkoille, jotka olivat aikanaan vain ”virallisten” astronauttien yksinoikeus?

Vastaus on ainakin tähän mennessä ollut yhteistyö ja kurottaminen yhä kauemmaksi. Esimerkiksi lennot avaruusasemalle tulevat pian olemaan kokonaan kaupallisilta yhtiöiltä otettavia palveluita, kuten nyt yhdysvaltain rahtilennot ovat, ja muissa avaruuslennoissa NASA, ESA ja muut vastaavat keskittyvät tutkimustoimintaan ja kaikkeen muuhun kaupallisesti epäkiinnostavaan.

Vaikka turistit lentäisivätkin pian Kuun ympäri tai jopa laskeutuisivat pian sen jälkeen Kuu-ukon pinnalle, keskittyvät turistit todennäköisesti napsimaan matkakuvia eivätkä toteuttamaan pitkäkestoisia tieteellisiä tutkimusohjelmia.

Kuu, ja Mars, ja muut kaukaisemmat kohteet ovat kuitenkin toistaiseksi vähemmän tärkeitä. Olennaista on se, että tavaran kuljettaminen Maan kiertoradalle on oikeasti tulossa aivan lähitulevaisuudessa olennaisesti edullisemmaksi ja kätevämmäksi. Se tarkoittaa yksinkertaisesti vallankumousta.

Usein käytetty vertaus on Yhdysvaltain läpi 1800-luvulla rakennettu rautatie.

Ennen sen valmistumista oli Kalifornia kaukainen, kuiva ja hankala maailmankolkka, minne meneminen vaati viikkojen vaikean matkustamisen preerioiden halki. Mutta kun rautatie teki matkanteon helpoksi, nousi Kalifornia nopeasti   vauraaksi osavaltioksi, joka voisi olla erillinen valtiokin.

Kiertorata on monessa mielessä kuin Kalifornia aikanaan. Kunhan rautatie taivaalle on avoinna, voi sen kaupallinen arvo helposti nousta koko maapalloa suuremmaksi. Siellä on rajattomasti energiaa ja raaka-aineita, ja sieltä niitä pystytään tuomaan alas maapallolle pian edullisemmin kuin tuottamaan täällä alhaalla.

Näyttää vähän siltä, että tästä vuodesta 2017 on tulossa käännekohta taivaallisen rautatien tekemisessä. Kun tähän saakka siitä on vain haaveiltu, päästään nyt viimein toimeen; rautatien  lähtöasema on (ainakin aluksi) Floridassa, missä sitä rakennetaan juuri nyt innokkaasti.

Elämme todellakin kiinnostavia aikoja!

Nasa vastaan SpaceX – onko tässä nykyajan avaruuskilpailu?

1.3.2017 klo 17.22, kirjoittaja Jari Mäkinen
Kategoriat: Terveisiä kiertoradalta

Vastaus heti alkuun kiireisille: vastaus otsikon kysymykseen on kyllä, mutta myös ei. Tai oikeastaan kumpaakin, mutta enemmänkin kyllä.

Valitettavasti vastaus vaatii hieman enemmän selitystä.

Tuorein tapaus on tältä viikolta, kun avaruusyhtiö SpaceX ilmoitti johtajaperustajansa Elon Muskin suulla maanantaina illalla Suomen aikaa lähettävänsä ensi vuoden lopussa kaksi avaruusturistia noin viikon kestävälle matkalle Kuun ympäri.

Ilmoitus tuli selvästi yllätyksenä myös Nasalle, joka suunnittelee tekevänsä ensimmäisen miehitetyn kuulennon uudella Orion-aluksellaan vasta vuonna 2021.

Nasan visiossa yksityiset yhtiöt voivat kyllä hoitaa avaruusliikennettä omilla aluksillaan Maan lähellä, mutta kauempana vastuun lennoista kantaisi Nasa pitkään ja hartaasti tehdyllä, mutta silti hyvin perinteisellä Orionilla.

Avaruusjärjestö julkaisikin tiistaina kommentin, jota voi tulkita kahdella tapaa: se kannustaa kaupallisia toimijoita kurottamaan korkeammalle, mutta samalla se kehottaa SpaceX-yhtiötä keskittymään olennaiseen, eli astronauttien avaruusasemalle ja takaisin kuljettamiseen sopivan aluksen kehittämiseen.

Yleistäen Nasa kehuu yritteliästä teiniä, mutta kehottaa pysymään pois omalta tontiltaan. Maailmanmahtavaa avaruusjärjestöä varmasti kismittää kovasti se, että SpaceX on tuottanut sille viime aikoina useita pahoja arvovaltatappioita.

Ensinnäkin SpaceX, avaruudesta(kin) innostuneen miljardöörin perustama pikkufirma tuli kuin tyhjästä vuonna 2002 ja alkoi nakertaa Nasan ja perinteisten ilmailu- ja avaruusyhtiöiden yhteistyökuviota. Etenkin Boeing ja Lockheed-Martin ovat edelleen hieman pallo hukassa sen suhteen, mitä SpaceX:n ja sen hankkeiden kanssa tulisi tehdä.

Toiseksi yhtiö ilmoitti alkavansa tekemään laukaisun jälkeen alas laskeutuvia raketteja ja leikkaavansa dramaattisesti avaruuteen lentämisen hintaa.

Kolmanneksi SpaceX ilmoitti lähettävänsä Dragon-aluksensa Marsiin nopeammin kuin Nasa pystyy lähettämään sinne luotaimia.

Neljänneksi Elon Musk julkisti viime vuonna massiivisen suunnitelmansa Marsin asuttamisesta. Sen mukaan yhtiön suuret avaruusalukset suuntaisivat punaiselle planeetalle samaan aikaan kun Nasan astronautit olisivat vielä hädin tuskin Kuuta katselemassa.

Ja nyt viidenneksi Musk on lähettämässä Dragonin miehitetyn version Kuuta kiertämään olennaisesti Nasan ja ESAn lentoa nopeammin. Turistit olisivat kiertäneet Dragonilla Kuun ennen kuin Orionin miehittämätön koelento olisi edes päässyt matkaan.

Viime vuosina Nasa on tiedottanut pienistäkin Orion-aluksen ja sen SLS-kantoraketin edistysaskelista suurina hyppäyksinä eteenpäin, maalannut visioita tulevista huikeista avaruuslennoista ja koettanut häivyttää aikataulun taustalle. Tässä valossa Nasa on saanut koko ajan takkiinsa, kun SpaceX on kertonut uusista tekemisistään.

Lista on hengästyttävä, mutta heti kannattaa muistaa se, että SpaceX ei ole toistaiseksi tehnyt miehitettyjen avaruuslentojen alalla muuta kuin lähettänyt miehittämättömiä aluksia avaruusasemalle, kehittänyt sen miehitettyä versiota kulisseissa ja soittanut suuta.

Dragon-aluksen miehitetty versio, Dragon 2, lentää vasta kauniissa kuvissa. Se on edelleen kehitteillä, eikä sitä ole kunnolla testattu. Falcon 9 -raketin kelpoisuutta miehitettyjen lentojen tekemiseen on epäilty ja SpaceX:n kokemus toiminnasta Maan lähiavaruuden ulkopuolella on olematonta.

Musk ja SpaceX ovat aikaisemminkin heittäneet ilmaan utopistisia ajatuksia, mutta vaikka aikataulu on mennyt moneen kertaan uusiksi, on se toistaiseksi tehnyt kaiken lupaamansa.

Uudelleenkäytettävä Falcon 9:n ensimmäinen vaihe on tuorein esimerkki. Sille naurettiin, ensimmäisille epäonnistumisille ilkuttiin, mutta nyt rakettien suorituksia ihaillaan (vaikka ensimmäinen uudelleenkäytetty raketti ei olekaan vielä lentänyt).

Hyvin todennäköisesti nytkin tulee käymään samaan tapaan, ainakin kuulentojen ja Dragonin Mars-matkan suhteen. Lennot toteutuvat, mutta aikataulu ei varmaankaan ole luvattu.

Tämä onkin ollut SpaceX:n hyvä puoli tähän mennessä: se on tehnyt asioita nopeasti ja uhonnut tekevänsä vieläkin nopeammin, mutta se ei ole antanut luvattujen päivämäärien sotkea tekemistä  kunnolla. Yhtiön historiassa on jo koko joukko epäonnistumisia, jotka olisivat kenties saaneet monet jättämään leikin kesken, mutta Musk on puskenut eteenpäin.

Ja varmasti tekee niin nytkin.

Nasa puolestaan katsoo varmasti tulokasta sekä muita uuden ajan avaruusyhtiöitä samalla ihaillen ja harmitellen.

Ihaillen siksi, että Nasassa (kuten ESAssa ja perinteisissä avaruusyhtiöissäkin) on paljon väkeä, jotka haluaisivat tehdä asioita puhtaalta pöydältä ilman historian ja byrokratian painolastia. Kaupallinen toimija voi toimia myös vapaammin kuin valtion organisaatio, jota syytetään heti ongelmien ilmaantuessa verovarojen väärinkäytöstä. Ei ihme, että avaruusjärjestöt ovat ylivarovaisia.

Ihailua tulee varmasti myös siitä, että yhtiön ansiosta yleinen kiinnostus avaruuslentoja ja sen mahdollisuuksia kohtaan on korkeammalla kuin pitkiin aikoihin. Nasa on varmasti saanut takavuosina lisärahoitusta osin juuri siksi, että SpaceX on tehnyt alasta seksikkäämpää.

Harmitellen siitä syystä, että mediasirkus unohtaa helposti sen kaiken työn, mitä avaruusjärjestöt ovat tehneet vuosikymmenien kuluessa avaruuslentojen edistämiseksi. Tulokkaat pääsevät ikään kuin valmiiseen pöytään.

SpaceX:n ja Dragon-aluksen tapauksessa Nasa on rahoittanut varsin olennaisesti yhtiön avaruusalusten kehittämistyötä. Yhtiöllä on sopimus avaruusaseman rahtilentojen tekemisestä ja astronauttien kuljettamisesta asemalle tulevaisuudessa. Ilman Yhdysvaltain puolustushallinnon (ja Nasan) tilauksia ei Falcon 9 -rakettia todennäköisesti olisi voitu tehdä.

Se, että SpaceX on kehittänyt tekniikkaansa paremmaksi ja kyvykkäämmäksi kuin Nasa on halunnut, on tapahtunut puolestaan sen omasta halusta – ja omalla rahalla.

Jos Nasan suhtautuminen SpaceX:n suhtaan on kahtiajaoista, on sama mieliala toisellakin puolella.

Elon Musk on monessa yhteydessä kiittänyt Nasaa avusta ja tarjoaa sille edelleen ensisijaista yhteistyötä.

Esimerkiksi eilisen tilaisuuden jälkeen hän totesi, että jos Nasa haluaa tehdä omilla astronauteillaan kuulennon ennen turisteja, niin se on mahdollista.

Nykyisen suunnitelman mukaan Dragon 2 tekee ensimmäisen koelentonsa ilman miehistöä vielä tämän vuoden puolella. Kuuden kuukauden kuluttua siitä Dragon 2 voisi lentää astronauttien kanssa avaruusasemalle, ja kuuden kuukauden kuluttua siitä olisi vuorossa miehitetty lento Kuun ympäri.

Muskin heitto Nasan kuumatkalaisten suuntaan voidaan tosin tulkita myös siten, että SpaceX haluaa kilpailla myöhässä olevan Orion-aluksen ja sen sukkulassa käytettyyn sekä Apollo-aikaiseen tekniikkaan pohjautuvan SLS-raketin kanssa. Pääkaupungissa joku saattaa päättää peruuttaa koko Nasan pitkään tekemän suunnitelman ja ostaa kuulennotkin SpaceX:ltä. Tästä keskustellaan jo vakavasti.

Ei ihme, että Nasassa ollaan huolestuneita.

Joka tapauksessa kuuhanke kiihdyttää Dragon 2:n kehittämistä ja yhtiö saanee sen tässä tapauksessa valmiiksi nopeammin kuin kilpailija Boeing saa oman CST-100 Starliner -aluksensa. Boeingin alus näyttää myöhästyvän ja Nasa neuvottelee jo venäläisten kanssa ylimääräisten Sojuz-paikkojen ostamisesta.

Amerikkalaisastronautit kun pitää saada joka tapauksessa liikkumaan Maan ja avaruusaseman välillä, oli omia aluksia käytössä tai ei.

SpaceX myy varmasti mielellään Dragon 2 -lentoja Nasalle ja Washington ostaa niitä mieluummin kotimaiselta yhtiöltä kuin venäläisiltä – jotka puristavat hyvän hinnan myöhässä ja pakon edessä ostoksille tulevilta amerikkalaisilta.

Vaikka näyttävissä avaruuslennoissa SpaceX kerääkin nyt irtopisteitä, ei yhtiö ole kuitenkaan kiinnostunut esimerkiksi tieteellisen tutkimuksen tekemisestä sinällään. Esimerkiksi planeettaluotaimien ja muun tuottoa tuottamattoman tutkimuksen alalla Nasa saa varmasti hääriä vielä pitkään. Voi olla, että siinä se onkin omimmillaan.

Tai no, luotainlennothan on pääosin “yksityistetty” jo yliopistolle ja tutkimuslaitoksille, ja Nasa pitelee vain piuhoja käsissään. Tulevaisuudessa miehitetyillä avaruuslennoilla tehtävälle tutkimukselle tulee varmaankin käymään samaan tapaan: ihmiset voivat lennellä kiertoradalla, Kuussa ja Marsissa ihan kuinka lystäävät kuten nyt lentelemme ympäri maapalloa lentokoneilla.

Jo nyt suurin osa Nasan miehitettyjen avaruuslentojen toimista on alihankkijoiden tekemiä. Nasa on vain palvelujen tilaaja ja toimintojen organisoija (sekä lehdistötiedotteiden kirjoittaja).

Nasa tulee kutistumaan tulevaisuudessa, oli presidenttinä USAssa sitten kuka tahansa, koska yritykset ottavat joka tapauksessa suuria harppauksia eteenpäin ja olennaisia osia Nasan aiemmin tekemistä avaruustoimista hoitaakseen.

SpaceX tietää olevansa paalupaikalla tässä uuden ajan avaruuskilpailussa.

Teksti on julkaistu myös Tiedetuubin blogina.

Pikkusatelliitteja lähetetään nyt yhtenään – tuleeko taivaalle ruuhkaa?

27.2.2017 klo 20.37, kirjoittaja Jari Mäkinen
Kategoriat: Terveisiä kiertoradalta

Pienet nanosatelliitit ovat nyt pop ja kuuminta hottia avaruusalalla.

Monet yhtiöt suunnittelevat laukaisevansa avaruuteen sadoista satelliiteista koostuvia parvia, jotka pystyvät kuvaamaan, mittaamaan ja tutkimaan maapalloa ennen näkemättömän hyvin. Esimerkiksi kalifornialainen Planet, entinen Planet Labs, on laskenut, että 150 pienen satelliitin avulla se pystyy kuvaamaan koko maapallon kerran vuorokaudessa. Ihan joka kolkkaa ei siis pystytä vielä katsomaan milloin vain, mutta vuorokauden sykli on on erinomaisen hyvä.

Planet olikin vahvasti mukana pari viikkoa sitten tehdyssä ennätyksellisessä satelliittilaukaisussa. Intialainen raketti vei helmikuun 14. päivänä avaruuteen kerralla 104 satelliittia yhdellä kerralla. Mukana PSLV-kantoraketissa oli yksi suurempi satelliitti, intialaisten oma kaukokartoitussatelliitti Cartosat-2, kun taas loput 103 satelliittia olivat pieniä nanosatelliitteja – ja niistä 88 oli Planetin uusimpia Dove-nimisiä satelliitteja. Kaikkiaan yhtiöllä on nyt 149 satelliittia avaruudessa.

Nuo satelliitit ovat kolmen yksikön cubesateja, eli kooltaan Aalto-1:n luokkaa, siis jotakuinkin 10 x 10 x 30 cm. Pienelläkin satelliitilla voi tehdä paljon, ja koska ne ovat edullisia, voidaan niitä tehdä saman tien kokonainen lauma.

Video: Intian avaruustutkimusjärjestö ISRO julkaisi PSLV-rakettinsa mukana olleen kameran upeita kuvia siitä, miten satelliitit pullahtivat yksi kerrallaan avaruuteen.

Vaikka intialaiset pitävätkin hallussaan nyt ennätystä kerralla avaruuteen vietyjen satelliittien kohdalla, on massalaukaisuita ollut aikaisemminkin. Edellinen ennätys oli vuodelta 2014, jolloin venäläinen Dnepr-raketti nosti taivaalle 33 satelliittia. Muutamaa kuukautta aikaisemmin samanlainen raketti vei taivaalle jo kolmisenkymmentä satelliittia.

Nyt laukaisua odottaa Kansainväliselle avaruusasemalle lähetettävä Cygnus-avaruusrahtialus, jonka mukana lentää 36 cubesatia. Yksi näistä on Aalto-2, joka päässee siis maaliskuun 19. päivänä (tämänhetkisen suunnitelman mukaan) avaruuteen, mutta se vapautettaneen avaruusasemasta itsekseen lentämään vasta huhti-toukokuussa.

Kuva: Planetin satelliitteja odottamassa laukaisua.

Myöhemmin tänä vuonna on myös luvassa lisää massalaukaisuita. Ensinnä Falcon 9 vie Kaliforniasta taivaalle kaukokartoitussatelliitin ohessa 34 satelliittia, mutta lennon aikataulusta ei ole tietoa. Laukaisua on lykätty moneen kertaan, joskin nyt lennon pitäisi olla seuraava Kaliforniasta tehtävä Falcon 9:n lento – kenties jo maaliskuussa, tosin todennäköisemmin huhtikuussa.

Tällä lennolla on mukana Aalto-1, joka on kärsinyt suuresti lennon jatkuvasta myöhästymisestä.

Keväällä Baikonurista laukaistaan Sojuz-raketti, jonka kyydissä on 60 cubesatia. Näistä 48 on Planetin Flock-sarjan satelliitteja. Syksylle suunniteltu Falcon 9:n raskaan version lento kyytii myös koko joukon cubesateja mukanaan.

Mutta tuleeko taivaalle ruuhkaa?

Kaikkiaan nanosatelliiteiksi luokiteltavia pieniä, alle kymmenkiloisia satelliitteja on nyt avaruudessa 293, joista toiminnassa on 213. Lähivuosina laukaistavia, suunnitteilla olevia cubesateja on noin tuhat.

Kaikkiaan satelliitteja on avaruudessa noin 4300 kappaletta, joten pikkusatelliittien määrä ei ole niihin verrattuna olennainen, vaikkakin pikkusatelliitit edustavat yhä selvemmin koko ajan suurempaa osaa maapalloa kiertävistä satelliiteista.

Mutta ei, cubesatien vuoksi ei taivas tule täyteen. Satelliitit ovat pieniä ja avaruus on suuri.

Asiaa voi helposti verrata esimerkiksi liikennelentokoneisiin, jotka ovat suurempia ja lentävät matalammalla. Niitä on ilmassa keskimäärin 6000 – 10 000 kappaletta riippuen siitä onko Yhdysvalloissa yö vai päivä. Siis lentokoneita on paljon enemmän kuin satelliitteja, eikä taivas ole niitä pullollaan, vaikka esimerkiksi Flightradar24:n kartta siltä saattaa näyttääkin.

Ohimennen sanottuna on jännää ajatella, että maailmassa saattaa olla ilmassa kerrallaan noin kaksikin miljoonaa ihmistä (10 000 lentokonetta, joissa keskimäärin noin 200 matkustajaa). Avaruusasemalla heitä on vain kuusi.

Mutta takaisin satelliitteihin. Cubesatien hyvä puoli on se, että ne ovat yleensä varsin matalalla kiertoradalla, jolloin ne putoavat varsin nopeasti alas ilmakehään.

Noin 200 kilometrin korkeudessa oleva satelliitti putoaa ilmakehään muutamassa kuukaudessa ja 300 km:n korkeudesta vajoaminen kestää pari-kolme vuotta. Syynä tähän on se, että ilmakehän hyvin ohutta kaasua on myös noilla korkeuksilla ja se hidastaa satelliitin ratanopeutta.

Siinä missä isommissa satelliiteissa on rakettimoottorit, joilla satelliittia pökitään aina silloin tällöin ylemmäksi, ei cubesateissa ole sellaisia.

Niinpä niiden elinikä ei siis ole kovin pitkä – paitsi kun ne laukaistaan korkeammalle kiertoradalle. Mitä korkeammalle mennään, sitä vähäisempää ilmakehän rippeiden aiheuttama jarrutus on, ja sitä pitempään satelliitti pysyy radallaan. 600 km:n korkeudessa aika on useita kymmeniä vuosia ja tuhannessa kilometrissä puhutaan jo tuhansista vuosista.

Kun nyt kaikilla avaruuteen lähetettävillä satelliiteilla ja kantorakettien vaiheilla pitää olla suunnitelma, jolla ne tuodaan sieltä aikanaan takaisin alas tai hävitetään muuten avaruutta roskaamasta, ei edullisilla pikkusatelliiteilla ole sellainen kuin hyvin, hyvin harvoin.

Aalto-1 on tässä poikkeus, koska sen sähköpurjetestilaitteen tehtävänä on jarruttaa sen ratanopeutta, minkä vuoksi se tulee alas nopeasti ja ainakin toivottavasti hallitusti.

Vaikka nyt siis ei cubesateista ole vielä haittaa, voi pikkusatelliittien nopeasti lisääntyvä määrä tulla piankin ongelmaksi. Suunnitteilla on monia useiden satojen satelliittien parvia, jotka nostavat ihan lähivuosina satelliittien määrän avaruudessa yli kymmenen tuhannen.

Kun nuo kaikki satelliitit ovat taivaalla, pitää satelliittien ratoja ja lentämistä avaruudessa alkaa suunnitella paljon nykyistä tarkemmin.

Tai itse asiassa jo aikaisemminkin: monet alan toimijat ehdottavatkin avaruuden lennonjohdon perustamista, mikä valvoisi lentoliikenteen tapaan avaruuslentämistä. Avaruudessa tosin on paljon sotilassatelliitteja, joiden menosta eivät suurvallat halua paljoa muille kertoa, joten laajamittaisen avaruuslennonjohdon saaminen lähiaikoina on epätodennäköistä.

Teksti on julkaistu myös Tiedetuubin puolella.