Marsiin ennen vuotta 2030? Menee hankalaksi…
Monet tiedotusvälineet ovat kertoneet Yhdysvaltain presidentti Trumpin ja hänen uuden sydänystävänsä Elon Muskin visioista Marsin suhteen: virkaanastujaispuheessaan Trump hahmotteli ihmisten lähettämistä Marsin pinnalle aivan lähiaikoina.
Musk, tyypilliseen ylioptimistiseen tapaansa viestitti X:ssä viime syyskuussa, että ”ensimmäinen miehitetty lento Marsiin tapahtuu neljän vuoden kuluessa” – siis vuonna 2028.
Trump puolestaan on usuttanut Nasaa toimimaan, ja avaruusjärjestö tutkii tällä haavaa mahdollisuuksia lähettää ihmiset lennolle Marsiin ja takaksin 2030-luvun alussa.
Helsingin sanomat kyseli asiaa myös Esko Valtaojalta, joka muisti mainita tuossa haastattelussa kanssani syksyllä 2016 lyömänsä vedon.
Esko kertoo vedostamme alun perin Kohti ikuisuutta -kirjassaan (sivu 221). Löimme vetoa siitä, pääseekö ihminen Marsiin ennen vuotta 2030; häviäjä antaa voittajalle pullollisen Château Latouria, ”eikä sitten mitään halvempaa vuosikertaa”, kuten Esko toteaa mielestäni hieman sovittua hieman täsmällisemmin kirjassa.
No, se mikä on painettu, on totta.
Kovasti toivon edelleen voittavani vedon, mutta nyt melkein kymmenen vuotta myöhemmin en usko voittavani. Joka tapauksessa nyt en löisi enää tuota vetoa.
Miksikö?
Lyhyesti: Starship on kovasti myöhässä siitä, mitä tuolloin oletettiin. Musk oletti tuolloin Starshipin tulevan käyttöön jo 2020-luvun alussa ja olisi tehnyt vuoden 2023 loppuun mennessä jo ensimmäisen turistilennon Kuun ympäri.
Vaikka suhtauduin tuolloin hieman epäillen noihin aikatauluihin, niin on ollut pieni pettymys, että Starship teki ensilentosa vasta huhtikuussa 2023. Ja sen jälkeen on mennyt jo kaksi vuotta, eikä alus ole vielä päässyt edes kunnolla kiertoradalle.
SpaceX olisi kyllä jo voinut kiihdyttää Starshipin Maata kiertämään pitkän heittoliikkeen sijaan edellisillä koelennoilla, mutta ei tehnyt sitä turvallisuussyistä. Starship on sen verran suuri alus, että sen moottorien toiminta avaruudessa täytyy testata vielä kunnolla, ennen kuin alus uskalletaan viedä kiertoradalle. Elleivät moottorit toimi, alus jäisi avaruuteen jättimäisenä avaruusromuna ja putoaisi aikanaan holtittomasti alas. Se ei olisi kivaa.
On siis hyvä, että cowboy-maineestaan huolimatta SpaceX tekee koelentojaan varsin varovasti.
Mutta se, että Starship saataisiin tästä lentämään Marsiin vain neljässä vuodessa, on erittäin epätodennäköistä. SpaceX pystyy selvästi paljoon, mutta tuskin tähän. Kaiken täytyisi mennä tulevilla koelennoilla täydellisesti, ja paitsi SpaceX:n, niin myös Nasan ja Yhdysvaltojen pitäisi keskittyä marsmatkaan lähes yhtä totaalisesti kuin 1960-luvulla keskityttiin lentämään Kuuhun.
Ja sittenkin tekee tiukkaa, koska Marsiin ei lennetä ihan noin vain.
Edellisellä kaudellaan presidentti Trump sekoitti useammankin kerran Marsin ja Kuun keskenään, ja voi olla, että hänen mielessään Mars on jossain vain hieman Kuuta kauempana. Musk sen sijaan tietänee miten Marsiin mennään, mutta pitää tyypilliseen tapaansa ilmassa toiveikkuutta.
Käyn seuraavassa läpi edessä olevia haasteita.
1. Taivaanmekaniikka
Paras tapa lähettää alus Marsiin on tehdä se niin sanotun opposition aikaan. Eli silloin, kun Maa ja Mars osuvat kiertoradoillaan siten, että olemme lähellä toisiamme. Näin käy kerran noin kahdessa vuodessa, tarkalleen keskimäärin 779,94 vuorokauden eli vajaan 26 kuukauden välein.
Juuri nyt olemme oppositiossa: Mars oli 16. tammikuuta 96,08 miljoonan kilometrin päässä meistä. Viime vuosikymmeninä Marsiin on lähetetty luotaimia jokaisen opposition aikaan, mutta sitten 2020 laukaistun Perseverance-kulkijan on ollut hiljaisempaa.
Nyt tosin on lähdössä kaksi ESCAPADE (Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Explorers) -luotainta. Näiden uudenlaisten pikkuluotainten piti lähteä matkaan jo lokakuussa, mutta nyt laukaisu on suunnitteilla huhtikuulle.
Parasta olisi lähettää luotaimet siten, että ne olisivat juuri opposition aikaan noin puolimatkassa. Siis kolme-neljä kuukautta ennen oppositiota, jolloin ne saapuvat perille nelisen kuukautta opposition jälkeen. ESCAPADE-luotaimet laukaistaan uudella New Glenn -raketilla, ja sen ensilento viivästyi, eikä lopulta luotaimia uskallettu lähettää ensilennolla, joten nyt matkaan päästään vasta keväällä. Luotaimet ovat pieniä ja New Glenn on voimakas, joten puolen vuoden myöhästyminen ei haittaa.
Marsiin voitaisiin kyllä laukaista luotaimia milloin vain, mutta se vaatii vain paljon energiaa ja siitä huolimatta matka-aika saattaa olla hyvin pitkä. Vaikka käytössä olisi todella voimakas raketti, kuten Starship (tai jotain vieläkin äreämpää), niin laukaisut kannattaisi tehdä oppositioiden aikaan.
Seuraava oppositio on helmikuussa 2027 ja sitä seuraavat maaliskuussa 2029 sekä toukokuussa 2031. Ne kaikki ovat ”huonoja”, koska planeettojemme välinen etäisyys on pienimmilläänkin varsin suuri: 101, 96 ja 82 miljoonaa kilometriä. Tämä tarkoittaa käytännössä sitä, että aluksen massa voi olla varsin pieni verrattuna ”hyviin” oppositioihin, jolloin välimatka on vain kuutisenkymmentä miljoonaa kilometriä.
Näin on sitä seuraavina oppositioina kesäkuussa 2033 ja syyskuussa 2035, jolloin välimatkat ovat 63 ja 56 miljoonaa kilometriä.
Käytännössä siis ennen vuotta 2030 on enää kaksi mahdollisuutta lähettää Marsiin alus ja/tai aluksia.
2. Starship vaati paljon lentoja vielä
Jos Starshipin koelennot olisivat alkaneet aikaisemmin ja koelento-ohjelma olisi mennyt eteenpäin nopeasti, niin periaatteessa ensimmäinen koelento Marsiin olisi voinut olla nyt tänä vuonna. Mutta nyt se voi olla aikaisintaan 2027.
Ja ennen kuin Starship voi lähteä Marsiin, pitää tapahtua todella paljon.
Starship – itse avaruusalus ja sen matkalle laukaiseva Super Heavy -boosteri – on monimutkainen systeemi, joka on suunniteltu tekemään lopulta lentoja hyvin usein. SpaceX:n mukaan boosteri voisi olla valmis uuteen lentoon vain noin kolmen tunnin päästä laskeutumisestaan, joka tapahtuu nykyisten Falcon 9 -rakettien ensimmäisten vaiheiden tapaan, mutta suoraan laukaisutelineen viereen.
Kahdella koelennolla Super Heavy on onnistunut jo palaamaan lähtöpaikalleen. Visio tulevasta näyttää toteutuvan, vaikka laukaisualustaa on täytynyt vielä korjailla paljon kunkin laukaisun jälkeen.
Starship on avaruuteen päästyään aika kuivilla ajoaineista, joten sitä pitää tankata ennen kuin se voi jatkaa kohti Kuuta tai Marsia. Lentoja voi olla viisi tai kuusi, riippuen siitä kuinka suureksi Starship lopulta tehdään. Nyt koelennetty versio 2 on jo suurempi kuin alkuperäinen.
Joka tapauksessa lento Kuuhun tai Marsiin vaatii yhden laukaisun sijaan yhden ja lisäksi monta tankkeriavaruusaluksen laukaisua. Kenties jopa kuusi.
SpaceX on suunnitellut tälle vuodelle 2025 kaikkiaan 25 Starship-lentoa, joista suuri osa liittyy syksyllä aikaisintaan olevaan koelentoon kohti Kuuta.
Nasa on tilannut SpaceX:ltä laskeutujan kuulentojaan varten, ja tuon aluksen koelennot ovat vielä edessä. Samaa, tai hyvin samanlaista alusta voidaan käyttää myös Mars-lentoihin. Ennen lentoa Marsiin pitää alusta testata vielä Kuussa – ja nähtäväksi jää, miten Nasa järjestelee uudelleen tulevia kuulentoja.
3. Lento Marsiin on PALJON vaikeampi kuin lento Kuuhun
Starshipin ensimmäiselle lennolle Marsiin ei varmasti laiteta ihmisiä mukaan. Musk on puhunut yhden aluksen sijaan useammista, joilla paitsi lentämistä Marsiin testataan, niin viedään sinne myös myöhemmin tarvittavaa rahtia.
Jos lento tai lennot sujuvat hyvin, niin voisivatko ihmiset sitten lähteä kyytiin vuonna 2029? Kyllä – mutta vain jos turvallisuudesta tingitään.
Tällä hetkellä ei ole olemassa kaikkea tekniikkaa, mitä miehitetyn Mars-lennon tekemiseen vaaditaan. Tiedämme kyllä periaatteessa hyvin mitä tarvitaan, mutta perinteiseen tapaan tekniikkan kehittämiseen ja testaamiseen menisi vuosikaupalla aikaa. Orion-kuualusta on tehty jo vuosikymmenen, eikä sillä uskalleta vielä lähteä matkaan.
Vaikka SpaceX laittaisi kehitykseen vauhtia, niin ihmisten Marsiin kuljettamiseen tarvittavan Starshipin tekeminen kestää vielä kauan. Ongelmia kun on paljon tekniikan yleisestä luotettavuudesta aurinkomyrskyjä vastaan suojautumiseen. Ihmisen fyysinen ja psyykkinen kesto näin pitkällä JA kauas planeettainväliseen avaruuteen menevällä lennolla on myös iso kysymysmerkki.
Kymmenen vuoden takaisessa Mars500 -kokeessa kuusi koehenkilöä teki matkan Marsiin ja takaisin maanpäällisessä Mars-aluksen mallikappaleessa, ja tulokset olivat ristiriitaisia. Olin itse tuolloin työssä Euroopan avaruusjärjestössä ja seurasin koetta hyvin läheisesti, ja suhtaudun oikeaan Mars-lentoon tuohon tyyliin varauksin.
Mars500:n aikana tehtiin useita hätätilanneharjoituksia. Kuva on yhdestä sellaisesta. Suuri ero oikeaan Mars-lentoon verrattuna oli se, että Mars500-miehistö olisi voinut kävellä ulos ”aluksestaan” koska tahansa. Oikeasta aluksesta ei voi.
Kuva: ESA/Mars500 (muut kuvat SpaceX, paitsi otsikkokuva, joka on myös ESA:n)
Ainoa tapa toteuttaa lento on lähteä matkaan vain vähän testatulla aluksella, olettaa että matkan aikana tulevia vikoja voidaan korjata mukana olevilla laitteilla ja luottaa yksinkertaisesti hyvään onneen. Paluumatkaa ei myöskään voida taata.
Lähtijöitä tuollaisellekin matkalle varmasti löytyy. Voi ajatella, että samaan tapaan kuin ihmisten annetaan vapaasti kiivetä Himalajalle tai tehdä muita vaarallisia temppuja, niin miksi vapaaehtoisten ei annettaisi lähteä tällaiselle avaruusmatkalle?
Yli 900 ihmistä on kuollut Himalajalla vuoden 1950 jälkeen, eikä se pahemmin saa aikaan kauhistusta. Kuolema avaruudessa sen sijaan saisi aikaan suurta älämölöä.
Siis: ainoa tapa, millä voisin edelleen voittaa vedon Eskon kanssa on antaa vapaaehtoisille lupa lähteä vaaralliselle matkalle Marsiin ja tehdä Starshipillä niin paljon koelentoja, että se olisi valmis miehitettyyn lentoon vuonna 2029. Muussa tapauksessa aika ei riitä.
Vuosi 2033 sen sijaan voisi olla mahdollinen. Jos voisin lyödä nyt uudelleen vetoa, niin sanoisin 2033.
SpaceX:n Mars-visioihin kannattaa suhtautua varsin varauksin. Visualisointeja on helppo tehdä, mutta oikeiden lentojen tekeminen on vaikeampaa.