Uusi avaruus vs. vanha avaruus – erona innostus ja uskallus
Kun SpaceX:n Starship pamahti ensilennollaan vain neljä minuuttia laukaisun jälkeen viime huhtikuussa, monet ilkkuivat ja arvostelivat yhtiötä siitä, että se ei ollut varmistanut tarpeeksi raketin luotettavuutta.
Kritiikkiin on aika syytä, ja etenkin tässä tapauksessa kannattaakin kysyä, miksi esimerkiksi laukaisualustan alustaa ei oltu tehty tukevammaksi – etenkin kun sen heikkous ja ennätyksellisen voimakkaan raketin moottorien äreys tiedettiin.
Olennaisempaa kuitenkin on ymmärtää tapa, miten SpaceX toimii ja mikä on heidän toimintafilosofiansa.
Tein tästä Yle Tieteen Tiedeykkönen -radio-ohjelman (kuunneltavissa Yle Areenassa) viikko sitten, missä kävimmme laatuasioihin erikoistuneen avaruusinsinööri Paavo Heiskasen kanssa läpi SpaceX:n ns. iteratiivista tapaa kehittää laitteitaan.
Se tarkoittaa lyhyesti sitä, että tekniikkaa kehitetään kokeilemalla ja koko ajan parantamalla. Epäonnistumisia ei pelätä, vaan jokaiselle askeleelle – kuten koelennolle – määritellään minimitavoitteet ja toivotaan, että päästään niitäkin pitemmälle.
Starshipin ensilennolle minimitavoite oli (Elon Muskin twiittien perusteella) se, että raketti ei räjähdä laukaisualustalla. Tämä tarkoittaa sitä, että yhtiö halusi koittaa käytännössä miten Starhipin ja Super Heavy -rakettivaiheen lentoonvalmistelu onnistuu, kuinka ne voidaan laukaista yhdessä lentoon ja miten ne toimivat lennossa.
Toiveena oli tietysti päästä pitemmälle: Super Heavyn tarkoitus oli pudota lentonsa jälkeen Meksikonlahteen ja Starshipin Tyyneen valtamereen lyhyen avaruusmatkan jälkeen. Nyt ne räjähtivät noin neljän minuutin lennon jälkeen.
Lento siis täytti sille asetetut minimitavoitteet, ja jopa ylitti ne. Ei ihme, että lennonjohdossa hurrattiin.
Tätä ”onnistumista” varjostavat toki laukaisualustan pohjan rikkoontuminen, ympäristöön lentäneet betoninpalat ja se, että raketin itsetuhojärjestelmä ei toiminut halutusti.
Silti lento tuotti paljon kokemusta ja mittaustietoja, joiden perusteella on helpompi lähteä uuteen yritykseen.
Minua voi kyllä syyttää vähän SpaceX:n fanittamisesta, mutta se johtuu lähinnä siitä, että he tekevät uusi asioita ja saavat aikaiseksi. Aikanaan mahdottomina pidetyt Falcon 9:n uudelleenkäytettävät ensimmäiset vaiheet ovat osoittautuneet erinomaiseksi ja lentävät nyt useita kertoja viikossa. Yhtiö aikoo tehdä tänä vuonna yli sata laukaisua.
Myös Starship ja sen laukaisualusta ovat lähes valmiita uuteen koelentoon. Laukaisuluvan saamiseen menee tosin vielä vähän aikaa.
Täällä Euroopan puolella tuttavani Arianespacessa kertovat täysin päinvastaisesta mentaliteetista. Yhtiö on tekemässä Ariane 6 -kantorakettia, joka korvaa nyt käytössä olevan Ariane 5:n. Viimeinen Ariane 5 on juuri laukaisuvalmisteluissa Kouroun avaruuskeskuksessa ja se lennättää tietoliikennesatelliitin avaruuteen myöhemmin nyt kesäkuussa.
Ariane 6:n ensilentoa suunnitellaan tämän vuoden loppuun, mutta se siirtynee todennäköisesti ensi vuodelle. Alun perin lennon piti olla jo vuosia sitten.
Arianespacessa pelätään tällä hetkellä ensilennon epäonnistumista aivan valtavasti, ja siksi kaikkien pienienkin osien laatutarkkailu on lähes vainoharhaista. Laatu on toki tärkeää, ja se on ollut olennainen asia Ariane 5:n luotettavuudessa, mutta tämä epäonnistumisen pelko on lykkäämässä ensilentoa pitkälle ensi vuoden puolelle.
On vain ajan kysymys, milloin tästä kerrotaan julkisesti.
Euroopan avaruusjärjestön pääjohtaja Josef Aschbacher kirjoitti Euroopan laukaisukyvyn onnettomasta tilanteesta juuri viime viikolla ja harmitteli sitä, että Euroopalla ja Euroopassa ei ole varsinaista visiota kantorakettien kehittämisestä.
Euroopan riippumaton pääsy avaruuteen on vaakalaudalla; Ariane 6 ei ole vielä lentänyt ja pienempi Vega C on lentokiellossa sille tapahtuneen onnettomuuden jälkeen. Viimeisen Ariane 5:n jälkeen käytännössä meillä ei ole toimintakuntoista rakettia.
Pienten, yksityisesti kehitettyjen rakettien suhteen tosin on toivoa, sillä useampikin yhtiö on tekemässä niitä. Ensimmäinen on jopa jo nyt laukaisualustalla: espanjalainen PLD Space tekee Miura-raketillaan ensilennon ihan näinä päivinä.
Kenties Euroopan tulevaisuus on näissä uusissa toimijoissa, ei enää ESA:n keskitetysti kehittämissä, Airbus-yhtiön käytännössä valmistamissa Ariane-raketeissa. ESA voisi tilata palveluita yhtiöiltä samaan tapaan kuin Nasa on tehnyt, eikä enää osallistuisi niin suoraan rakettien kehittämiseen.
Mitä vielä tulee perinteisten avaruusyhtiöiden ongelmiin, niin Boeing ilmoitti juuri lykkäävänsä uuden ihmisten kuljettamiseen tarkoitetun avaruusaluksensa, Starlinerin, ensimmäistä koelentoa astronauttien kanssa.
Aluksen tekemisessä on yllättäen käytetty tulenarkaa teippiä, laskuvarjojenkin kanssa on ongelmia ja polttoainejärjestelmän venttiilit jumiutuvat. Kaikki tämä vuosikymmenen kestäneen ja vuosilla jo viivästyneen Starlinerin tekemisen jälkeen.
Kesäkuuksi suunniteltu lento ei siis tapahdu nyt, ja on ihme, jos alus pääsee matkaan tämän vuoden puolella.
NASA tilasi aikanaan vuonna 2010 miehistönvaihtolentoja sekä SpaceX:ltä ja Boeingilta, ja tuolloin ajateltiin, että ensimmäiset lennot tapahtuvat vuonna 2017. Näitä lentova varten Boeing alkoi kehittää Starliner-alustaan ja SpaceX Dragon-aluksensa uutta versiota, Crew Dragonia.
Tähän mennessä Dragonit ovat tehneet jo kymmenen lentoa astronauttien kanssa ja 38 ihmistä on saanut sillä jo kyytiä. Ensilento silläkin viivästyi parilla vuodella, mutta alus on ollut käytössä vuodesta 2020 alkaen.
Starliner sen sijaan on tehnyt kaksi automaattista koelentoa, joista toinen oli periaatteessa ylimääräinen, koska ensimmäisellä lennolla alus oli vähällä tuhoutua. Se ei telakoitunut lainkaan Kansainväliseen avaruusasemaan, vaan nilkutti juuri ja juuri takaisin Maahan. Toinen lento sujui sitten hyvin.
Kummallisinta Starshipin kehittämisessä on kuitenkin se, että vielä kahden lennon ja vuosien työn jälkeen aluksesta paljastuu perustavaa laatua olevia vikoja.
Boeing on myös päävastuullinen uuden SLS-kuuraketin tekemisessä ja lennättämisessä. Alus on valtavasti myöhässä, mutta on nyt sentään lentänyt. Se teki viime vuoden lopussa hyvin onnistuneen ensilennon ja sinkosi Orion-aluksen sekä sen eurooppalaisen huoltomoduulin kuumatkalle. Seuraavaa lentoa odotetaan ensi vuonna – nyt astronauttien kanssa.
Jännää SLS:n tekemisessä on se, että karkeasti laskien sen suunnittelu alkoi samaan aikaan kuin SpaceX:n Starshipin hahmottelu. SpaceX on käyttänyt tämän täysin uuden ja uudelleenkäytettävän rakettikokonaisuuden tekemiseen noin 10 miljardia dollaria, kun Boeing on käyttänyt suurelta osin olemassa jo olleista osista koostuneen perinteisen raketin kehittämiseen 24 miljardia dollaria.
SLS:n ja Starshipin ”kilpailu” on tällä hetkellä SLS:n puolella, koska se on tehnyt yhden onnistuneen koelennon, mutta Starship ei. Kun kuitenkin katsotaan SpaceX:n historiaa, niin todennäköisesti Starshipit lentävät säännöllisesti avaruuteen ennen kuin SLS tekee seuraavan lentonsa.
Myös United Launch Alliance (missä Boeingin lisäksi on mukana Lockheed Martin) kipuilee uuden Vulcan -rakettinsa kanssa. Sen on tarkoitus korvata 1950-luvulta periytyvät Atlas ja Delta -raketit, ja sitä on kehitetty vuodesta 2014 alkaen. Ensilennon olisi pitänyt tapahtua jo aikaa sitten, ja sitä suunniteltiin lopulta nyt toukokuulle, kunnes viime hetkillä laukaisua sysättiin eteenpäin. Nähtävästi sielläkin ensilennon epäonnistuminen pelottaa. Nyt laukaisu tapahtunee heinäkuussa.
Tässäkin tapauksessa on tietysti tärkeää, että ensilentoon valmistaudutaan huolella, eikä raketin tekemisessä hoppuilla, mutta rajansa kaikella.
Tosin suurin syy Vulcanin myöhästymiseen on uuden avaruuden yhtiö Blue Origin, koska raketti käyttää ensimmäisessä vaiheessaan yhtiön uusia BE-4 -moottoreita. Niiden kehittäminen on hurjasti myöhässä, kuten myös yhtiön oman, samoja moottoreita käyttävän New Glenn -raketin tekeminen.
New Glenn on samankaltainen kuin Starship, mutta hieman pienempi. Kokonaan uudelleenkäytettävä kaksivaiheinen raketti, joka pystyy nostamaan 45 tonnia massaltaan olevia kuormia avaruuteen. Sen tekemisen tilanteesta ei tosin ole tietoa, koska Blue Origin ei ole kertonut juuri mitään muuta kuin kolmasti viivytyksistä hankkeessa. Nyt ensilentoa odotetaan vuodelle 2024.
Kenties Blue Originin ongelmana on se, että vaikka se on ”uuden avaruuden” yhtiö, se toimii kuin perinteiset avaruusyhtiöt.
