Miksi kuulaskeutuja kaatui?
Avaruustoiminta on nykyisin todella hektistä, koko ajan tapahtuu paljon, mutta harva päivä on niin täynnä toimintaa kuin on ollut maaliskuun alku. Ariane 6:n ensimmäisen kaupallisen lennon ja Starshipin kahdeksannen koelennon lisäksi Kuuhun laskeuduttiin peräti kaksi kertaa.
Ensin, sunnuntaina 2. maaliskuuta taivaallisen kumppanimme pinnalle laskeutui Firefly Aerospace -yhtiön tekemä laskeutuja nimeltään Blue Ghost 1. Tämä lento kuuluu Nasan CLPS-ohjelmaan (Commercial Lunar Payload Services), missä Nasa tilaa kaupalliselta toimijalta lennon ja laittaa mukaan hieman omia tutkimuslaitteitaankin. Ohjelma kuuluu Nasan tavoitteeseen palata Kuun pinnalle, ei vain käymään, vaan toimimaan siellä pysyvästi. Siksi Kuuta pitää tutkia eri puolilta ja tekniikkaa kehittää.
Blue Ghost 1:n kohteena oli Mare Crisium, Vaarojen meri, joka sijaitsee Kuun pohjoisella pallonpuolella Rauhallisuuden meren ”yläpuolella”. Se on hyvin tasainen, joten se oli turvallinen paikka laskeutua.
Laskeutuminen sujui hyvin ja kulkija on ollut tätä kirjoitettaessa jo viikon päivät Kuussa. Se on avannut mittalaitteitaan ja singonnut sensoreita ympäristöönsä.
Laskeutumisesta välitetyt kuvat ja videot ovat upeita, etenkin kun Aurinko oli laskeutumisen aikaan vielä varsin matalalla ja siksi laskeutujan varjo näkyi kuvissa dramaattisena. Työrupeamaksi suunnitellaan ainakin 60 maan vuorokautta, eli kahta Kuun vuorokautta. Tämä tarkoittaa sitä, että laskeutujan täytyy kestää myös pari viikkoa kestävä yö ja sen kylmyys.
Laskeutumisen jälkeen Nasa ja Firefly mainitsivat iloissaan, että tämä oli ensimmäinen amerikkalainen täysin onnistunut laskeutuminen Kuuhun sitten Apollo-lentojen, mutta eivät tietenkään maininneet onnistuneita kiinalaisten, intialaisten ja japanilaisten laskeutumisia.
Kiina on ennättänyt laskeutumaan jo neljä kertaa Kuun pinnalle, ja ensimmäisenä myös Kuun etäpuolelle, mistä Chang’e 6 toi viime vuoden kesäkuussa lähes kaksi kiloa näytteitä Maahan. Kiinan ensimmäinen laskeutuminen tapahtui 14. joulukuuta 2013, ja se oli ensimmäinen pehmeä laskeutuminen Kuuhun sitten 1970-luvun. Kaikki kiinalaisalusten laskeutumiset ovat onnistuneet, ja laskeutujat ovat edelleen ainakin jossain määrin toiminnassa.
Intian Chandrayaan-3 laskeutui elokuussa 2023 ja japanilainen SLIM laskeutui syyskuussa 2023.
Ensimmäinen amerikkalaislaskeutuja sitten Apollojen oli viime vuoden tammikuussa laukaistu Astrobotic -yhtiön Peregrine, mutta alus ei päässyt edes Kuuhun. Se ohjattiin syöksymään takaisin maapalloon ja tuhoutumaan ilmakehässä ajoainetankkiin tulleen vuodon vuoksi.
Intuitive Machines -yhtiö pääsi yrittämään laskeutumista viime vuoden helmikuussa, mutta vaikka laskeutuminen kyllä onnistui, alus kaatui ja tavoitteena olleita tutkimuksia ei juurikaan voitu tehdä.
Ja nyt Intuitive Machinesin samanlainen laskeutuja kaatui taas.
Helposti voisi ajatella, että syynä on laskeutujan muoto: siinä missä hyvin laskeutunut alus Blue Ghost 1 on varsin matala ja jykevä laite (korkeus on kaksi metriä ja leveys 3,5 metriä), on Intuitive Machinesin laskeutuja korkeampi.
Laskeutujan tyyppinimi on Nova-C ja se on neljä metriä korkea ja sen kuuden laskeutumisjalan muodostama kehä on 4,6 metriä. Massakeskipiste on noin 2,5 metrin korkeudessa laskeutumisen aikaan.
Laskeutuja on tehty tietoisesti ”korkeaksi”, sillä näin laskeutujan ulkopinnalle on helpompi sijoittaa mittalaitteita, kuukulkijoita, aurinkopaneeleita ja muuta laitteistoa – kuten esimerkiksi Nokian tukiasema.
Nova-C käyttää myös uudenlaista rakettimoottoria, jonka ajoaineina ovat metaani ja nestehappi. Matalassa laskeutujassa pitäisi olla useampia tankkeja, jotta massakeskipiste olisi keskellä, mutta metaania ja nestehappea käytettäessä ei ole kätevää käyttää useampia tankkeja. On parempi käyttää yhtä isoa tankkia kummallekin aineelle, ja siksi ne pitää laittaa keskelle, ja tämä tekee laskeutujasta korkean.
Ensimmäisellä laskeutumisella kaatuminen johtui siitä, että laskeutujalla oli sivuttaisnopeutta laskeutumisen aikaa. Aluksen korkeusmittarit eivät toimineet lennon aikana, joten niiden tehtävää hoitamaan viritettiin Kuun pintaa kartoittamaan suunniteltu lidar. Se toimikin varsin hyvin, mutta korkeusmittaukset eivät olleet niin tarkkoja kuin varsinaisilla mittareilla olisi saatu.
Niinpä alus laskeutui hieman suunniteltua nopeammin, eikä Kuun pintaan osuessaan se tullut ihan suoraan alaspäin, vaan lievästi sivuliikkeessä. Sivuttaissuuntainen nopeus sai nähtävästi ainakin yhden laskeutumisjalan pettämään, jolloin Odysseukseksi nimetty laskeutuja kaatui. Tilannetta ei helpottanut se, että pinta laskeutumispaikalla oli 12° kallellaan.
Nytkin laskeutuminen alkoi oikein hyvin ja sujui suunnitellusti aina siihen saakka, kun alus oli Kuun pinnalla. Silloin telemetriatiedoissa oli katkos, tiedot olivat puutteellisia ja näytti siltä, että Athena-niminen laskeutuja oli pinnalla, mutta sen moottori oli edelleen toiminnassa. Lennonjohto lähetti käskyn moottorin sammuttamiseksi.
Sitten alkoi näyttää siltä, että laskeutuja oli kaatunut. Kuten edelliselläkin kerralla, siihen voitiin olla yhteydessä ja aluksi näytti siltä, että aurinkopaneelit latasivat myös akkuja, ja että laskeutuja voisi tehdä jotain pinnalla, vaikka olikin kaatunut kyljelleen.
Pian kävi ilmi, että Athena oli laskeutunut noin 250 metrin päähän paikasta mihin sen piti laskeutua ja päätyi kraatteriin, minne Aurinko ei paista. Siksi se ennätti toimimaan pinnalla vain muutamia tunteja, ennen kuin sen virta hiipui. Se ennätti ottamaan kuvia ja mittauksia, mutta ei enempää.
Laskeutumispaikka oli lähellä Kuun etelänapaa oleva Mons Mouton, eli matemaatikko Melba Roy Moutonin mukaan nimetty vuori.
Vuoren huippu on hyvin laakea ja tasainen, ja se on noin kuuden kilometrin korkeudessa. Koko alue on hyvin kiinnostava siksi, että siellä on alueita, jotka ovat koko ajan varjossa. Kuun napa-alueilla Aurinko liikkuu taivaalla aina hyvin matalalla, jolloin selvästi muuta pintaa syvemmällä olevat kraatterien pohjat ja muut alankoalueet ovat jatkuvasti varjossa. Pariin miljardiin vuoteen ei niissä ole ollut valoa, joten mahdollisesti pinnan alla oleva jää on siellä edelleen.
Juuri siksi paikka on kiinnostava: jäästä voitaisiin saada happea ja polttoainetta rakettimoottoreille. Ja samaan tapaan kuin kraatterien pohjat ovat aina pimennossa, paistaa joillekin huipuille aina Aurinko.
Athenan kyydissä oli jännä laite nimeltä μNova, jonka tehtävänä olisi ollut hyppiä eri puolille laskeutumisaluetta ja mennä jopa 25 kilometrin päähän. Tavoitteena oli pompata sillä myös pimennossa olevan kraatterin sisään katsomaan mitä siellä on. Nyt laskeutuja itse päätyi tällaiseen kraatteriin.
Tiedot hyppijästä ja pienestä kulkijasta nimeltä MAPP (Mobile Autonomous Prospecting Platform) olisi välitetty laskeutujaan Nokian tekemän 4G/LTE -mobiiliverkon avulla.
Normaalisti laskeutujat ja kulkijat käyttävät suoraa, niille räätälöityä radiolinkkiä tiedonsiirtoon, mutta mobiiliverkon käyttäminen olisi paitsi kätevää nopeamman tiedonsiirtonopeuden vuoksi, niin myös siksi, että verkkoon voisi liittää helposti uusia laitteita samaan tapaan kuin uudet matkapuhelimet voivat liittyä verkkoon Maan päällä.
Tulevaisuudessa tästä olisi suurta hyötyä, jos ja kun toimintaa Kuun pinnalla on enemmän. Laskeutujien ympärille voisi muodostaa paikallisen matkapuhelinverkon, minkä kautta kaikki laitteet voisivat keskustella keskenään.
Myös astronautit voisivat käyttää sitä puheen välittämiseen. Juuri ennen Athenan laskeutumista Nokia ja Axiom Space kertoivatkin yhteistyöstään: yhtiön tekemiin uusiin avaruuspukuihin laitetaan 4G-yhteys.
Vaikka Athena kaatuikin, Nokian verkko ei kaatunut. Laite ehdittiin laittaa päälle Kuun pinnalla ja sen kautta pystyttiin välittämään tietoa Intuitive Machinesin maa-asemalle ja Nokian omaan ohjauskeskukseen. Nokian mukaan laite toimi normaalisti ja Kuussa oli kännyverkko 25 minuutin ajan, kun laite sai virtaa ja oli ”on air” -tilassa.
Athenassa mukana ollut laite oli pieni laatikko, Network in a Box, missä oli kaksi pyöreää lämmönsäteilintä. Teknisesti matkapuhelinverkko toimii yhtä hyvin avaruudessa kuin täälläkin, mutta suurin ero on siinä, että avaruudessa tukiaseman täytyy olla pienikokoinen, kevyt, säteilyä ja lämpötilan vaihteluita kestävä ja sen lämmönhallinnan pitää toimia tyhjiössä.
Laitteen oli tehnyt Nokian Yhdysvalloissa oleva tutkimuslaitos, kuuluisa Bell Labs, ja siinä käytetään ihan perus-4G -tekniikkaa – todennäköisesti niin sanottua yksityisverkkoa, jollaisia käytetään esimerkiksi tuotantolaitoksissa paikalliseen tiedonvälitykseen.
Ainakin ennen tätä laskeutumista Intuitive Machines aikoi lähettää seuraavan laskeutujansa Kuuhun vielä tämän vuoden lopussa, kenties jo lokakuussa. Tuokin lento käyttää tätä samaa Nova-C -laskeutujatyyppiä. Kenties kolmas kerta toden sanoo. Kaatumisia lukuun ottamatta kaksi laskeutujaa on toiminut jo hyvin!
Seuraava kuulaskeutuminen on kuitenkin japanilaisen ispace -yhtiön Hakuto-R Mission 2. Kuten kakkonen antaa olettaa, on kyseessä toinen yritys: joulukuussa 2022 tehty laskeutuminen epäonnistui. Nyt Resilience -niminen laskeutuja ja sen Tenacious-kulkija aikovat laskeutua kesäkuun alussa. Matkaan kaksikko lähti tammikuun 15. päivänä yhdessä Blue Ghostin kanssa.
Sitä seuraava kuulento on näillä näkymin syyskuussa laukaistava Astrobotic -yhtiön Griffin. On siis mahdollista, että tänä vuonna siis Kuuhun laskeutuisi tai laskeutumista yrittäisi kaikkiaan viisi alusta.
Ensi vuodelle on suunniteltu neljää laskeutumista, joista yksi on jälleen kiinalainen. Chang’e 7 suuntaa Athenan tapaan Kuun etelänapa-alueelle ja senkin mukana on pimeitä kraatterinpohjia tutkiva hyppijä. Toivottavasti se ei koe Athenan kohtaloa.
Juttua on päivitetty 11.3. aamulla: Kiertoradalta otettu kuva Athenasta lisätty.