Miksi Starshipin räjähdyksestä kannattaa olla iloinen?
Tällä viikolla kuollut, ensimmäisenä äänen nopeutta nopeammin lentänyt koelentäjälegenda Chuck Yager on sanonut, että hyvä laskeutuminen on sellainen, minkä jälkeen lentäjä voi kävellä pois koneeltaan, mutta laskeutuminen on erinomainen, jos konetta voi käyttää vielä uudelleen.
SpaceX-yhtiön viime yönä Suomen aikaa tekemä koelento ei sanontaa mukaillen mennyt oikein hyvin, koska alus ei laskeutumisen jälkeen ollut enää lentokunnossa. Se räjähti iskeydyttyään maahan liian suurella nopeudella lentonsa päätteeksi.
Kyseessä oli uuden Starship-avaruusaluksen ensimmäinen korkealle kurottanut koelento, ja itse asiasssa lopun pamahdusta huomioimatta se oli erittäin onnistunut. Koelento tehtiin Teksasissa, lähellä Meksikon rajaa Boca Chicassa olevassa SpaceX:n laukaisukeskuksessa.
Lentonsa aikana Starship nousi kolmen moottorinsa työntämänä noin 12,5 kilometrin korkeuteen, kääntyi siellä ikään kuin mahalleen ja putosi alaspäin asentoaan siivekkeillä hienovaraisesti halliten. Lentonsa lopussa alus heilautti itsensä taidokkaasti pystyasentoon ja lähestyi laskeutumispaikkaa juuri oikealla tavalla – paitsi liian nopeasti.
Syynä liian suureen nopeuteen näyttää olevan moottoreihin polttoainetta syöttäneen tankin liian pieni paine, eli moottorit eivät toimineet tarpeeksi suurella työntövoimalla. Alus ei pystynyt jarruttamaan tarpeeksi tehokkaasti ennen laskeutumista, ja niin tulos oli bäng.
Jos tämä oli lennon ainoa olennainen ongelma, niin se on helposti korjattavissa tulevilla lennoilla.
Lento sujui upeasti
Mieleen viimeöisestä lennosta tulevat Falcon 9:n ensimmäisten vaiheiden ensimmäiset laskeutumisyritykset seitsemän vuotta sitten. Ne syöksyivät alas ja räjähtelivät, mutta jokaisen tapauksen jälkeen tehtiin pieniä parannuksia – ja nyt laskeutumiset sujuvat jo rutiinilla.
Elon Muskin mukaan syynä lennon harmilliseen loppuun oli erillisen, pienemmän laskeutumessa käytettävän polttoainetankin alipaine. Kun rakettimoottorit eivät saaneet tarpeeksi polttoainetta (nestemetaania), ne eivät toimineet tarvittavalla työntövoimalla. Tästä johtuneen tuhoutumisen sijaan tätä Starshipin koelentoa analysoidessa kannattaakin katsoa mitä kaikkea muuta tapahtui.
SpaceX:n välittämässä erinomaisessa nettilähetyksessä näkyi hienosti, miten moottorit toimivat nousun aikana. Kaksi niistä sammutettiin nousun aikana, ensin yksi ja sitten toinen, ja jokaisella kerralla moottorit kääntyilivät ja säätivät työntövoimaansa sekä sen suuntaa siten, että lento jatkui normaalisti.
Siirtyminen korkealla noususta putoamisasentoon sujui kuin tanssi. Starshipin eräs tärkeimmistä ominaisuuksista on juuri sen kyljellään – tai maha alaspäin – oleva putoamisasento, jolloin se vajoaa hallitusti alaspäin nokassaan ja perässään olevien vakaajien säätäessä koko ajan asentoa.
Kun aikanaan alukset saapuvat avaruudesta ilmakehään, tämä ominaisuus pudota hallitusti ja samalla lievästi liitäen haluttuun suuntaan on tärkeä.
Tätä temppua ei aiemmilla lyhyillä hyppäyksillä pystytty testaamaan, eikä mahallaanlentomanöveeriä ole voitu muutenkaan aikaisemmin kuin simuloida. Koelennon tärkein saavutus olikin kenties juuri tämän testaaminen, eikä siinä juuri olisi voitu onnistua paremmin.
Toinen todellä tärkeä koelennon osa oli siirtymä putoamisasennosta laskeutumiseen. Sekin onnistui erinomaisesti.
Videolta kääntymistä katsoessa mahassa muljahtaa, sillä kuvittelen jo olevani joskus aikanaan Starshipin kyydissä ja palaavani sillä takaisin Maahan. Laskeutumisen nopea heilahduspyörähdys on varmastikin jännä hetki lennolla, ja se myös tuntuu kummalliselta. Sisällä aluksessa ollessa liike tosin ei liene niin raju, koska aluksen nokka ei paljoakaan liikkunut sivusuunnassa: se vain pyörähti.
Jos sen jälkeen polttoainetankissa olisi ollut riittävästi painetta ja moottorit olisivat toimineet suunnitellusti, olisi alus hidastanut nopeuttaan heti pyörähdyksen jälkeen, kääntänyt runkonsa alla olevat laskeutumisjalat esiin ja laskeutunut pehmeästi alas.
Vaikka räjähdys ei tietenkään ollut optimaalinen loppu lennolle, oli lento siis suuri menestys.
Testaa, opi ja yritä uudelleen
SpaceX:n periaatteena on ollut aikaisemminkin testata rakettejaan käytännössä ja ottaa eteen tulleista ongelmista opiksi. Starshipin tekeminen vie tämän periaatteen äärimmilleen.
Yhtiöllä on jo seuraava prototyyppi lähes valmiina ja sillä on tarkoitus tehdä uudelleen viimeöisen lennon kaltainen hyppäys.
Nyt tuhoutunut Starshipin prototyyppi oli järjestysnumeroltaan kahdeksan (SN8) ja SpaceX:n Teksasissa sijaisevalla koealueella on osia jo useampaan seuraavaan alukseen. Niitä tehdään koko ajan lisää, jatkuvasti tekniikkaa parantaen.
Jo tätä ennen useampi koekappale on tuhoutunut, osin vahingossa. Esimerkiksi tankkeja on testattu siten, että ne on paineistettu tarkoituksella runsaasti yli normaalin, jolloin niiden rakenteelliset rajat on saatu selville.
Samalla yhtiö on kerännyt kokemusta siitä, miten alusta voidaan tankata, testata ja valmistella lentoon. Nyt tämä sujuu jo hyvin, joten vuorossa on lentokokemuksen kerääminen; ensin tällaisilla suhteellisen lyhyillä lennoilla, sitten korkeammalle nousevilla ja lopulta lennoilla avaruuteen.
Tätä lentoa on edeltänyt kaksi 150 metrin korkeuteen noussutta testiä, jotka tehtiin prototyypeillä SN5 ja SN6.
Koska on ollut selvää, että koealukset ovat lyhytikäisiä, ei niitä ole viimeistelty. Jokaisessa aluksessa on ollut vain kokeiden kannalta olennaiset osat, eikä niiden metallipintaa ole esimerkiksi kiillotettu kauniin kiiltäväksi, kuten varmastikin lopullisissa aluksissa kiillotetaan. Tätä ennen alukset ovatkin näyttäneet lähinnä rehusiiloilta, joiden alle on laitettu rakettimoottori.
On hyvinkin todennäköistä, että SN9 rullataan pian esiin ja sillä tehdään koelento(ja) saman tien, kunhan SN8:n romut on saatu siivottua laskeutumisalueelta.
SpaceX:n tyyli on siis täysin erilainen verrattuna perinteisiin avaruusyhtiöihin. Esimerkiksi Boeing on tehnyt Nasalle tulevilla kuulennoilla käytettävää SLS-rakettia jo yli vuosikymmenen, ja sen ensimmäistä koelentoa on vain lykätty eteenpäin.
Pelkästään raketin ensimmäisen vaiheen koekäyttöä on suunniteltu ja valmisteltu jotakuinkin saman ajan, kun SpaceX on puuhannut Starship-alustensa kanssa Teksasissa koealueellaan. SLS:n koekäyttö on tarkoitus saada tehtyä vielä ennen joulua, mutta ei olisi yllättävää, jos sitä siirretään jälleen eteenpäin.
SLS:n kehittämisen hitautta voi ihmetellä myös siksi, että lähes kaikki siinä käytettävät moottorit ja muu tekniikka perustuu vanhaan (kerroin tästä jo aiemmassa blogitekstissäni).
En ole lainkaan yllättynyt, jos lopulta Starship on Kuussakin ennen Nasan astronautteja.
Ja muuten: kun haaveilen jo lennosta Starshipillä, niin olen enemmän kuin puoleksi tosissani. Jos aluksen kehitys menee näin vauhdikkaasti eteenpäin, niin kenties tuossa vuosikymmenen kuluttua keikka kiertoradalle Starshipillä (tai sen seuraajalla) on täysin mahdollinen tällaiselle tavalliselle tallaajallekin!