Miksi SpaceX haluaa nyt laskeutua raketillaan alas jättikokoisen vappupallon avulla?

Tempauksistaan tunnettu SpaceX -avaruusyhtiö ja sen johtaja Elon Musk ovat jo pitkään kertoneet, että heidän tavoitteenaan on käyttää kantoraketit kokonaisuudessaan uudelleen. Nyt vain ensimmäiset vaiheet voivat palata takaisin alas, mutta ylemmät vaiheet ovat kertakäyttöisiä. Ensi yön lennolla testataan menetelmää, jolla niitäkin saataisiin talteen. Ratkaisu on huipputekninen: jättisuuri ilmapallo.

Tähän mennessä SpaceX on onnistunut saamaan takaisin alas ehjinä kaikkiaan jo 23 Falcon 9 -kantoraketin ensimmäistä osaa ja niistä 11 on lentänyt jo uudelleen.

Rakettivaiheissa on uudelleenkäytettävät moottorit, laskeutumisjalat, ilmaohjaimet ja hyvät hallintalaitteet sekä ylimääräistä polttoainetta, joiden avulla ne voivat laskeutua pehmeästi helikopterin tapaan pystysuoraan joko merellä olevan lavetin tai laukaisualustan vieressä olevan alueen päälle.

Toiset vaiheet (ks. otsikkokuva) sen sijaan ovat kertakäyttöisiä.

Kun ne ovat päättäneet tehtävänsä ja kiertävät Maata avaruudessa, ne ohjataan nykyisin tuhoutumaan ilmakehässä jossain Tyynenmeren päällä. Jos niistä jäisi ilmakehän kitkakuumennuksen jälkeen joitain palasia jäljelle, molskahtaisivat ne turvallisesti mereen alueella, missä ei ole käytännössä ketään.


Juttu jatkuu mainoksen jälkeen

Jotta toiset vaiheet saataisiin ehjinä alas ensimmäisten vaiheiden tapaan, pitäisi ne suojata kitkakuumennusta vastaan lämpösuojilla samaan tapaan kuin esimerkiksi avaruussukkula, mutta se olisi kallista ja hankalaa. 

Nyt ideana onkin muuttaa toisten vaiheiden massan ja pinta-alan välistä suhdetta siten, että ne putoavat alas sen verran hitaasti, että ne eivät joudu niin suuren kuumennuksen kohteeksi. Lämpötilahan syntyy ilmanvastuksen kitkakuumennuksesta, ja jos nopeutta on vähemmän ja putoavan kappaleen ilmanvastus on hyvin suuri, on tilanne ihan toinen.

Yksi tapa lisätä ilmanvastusta ja massan sekä pinta-alan suhdetta on yksinkertaisesti puhaltaa putoava kappale hyvin suureksi. Sen voi tehdä esimerkiksi ilmatyynyn kaltaisilla auki puhallettavilla suurilla tyynyillä, jotka avautuisivat esimerkiksi pienten kaasunkehittimien (lue: paljon kaasua tuottavien räjähdyspanosten) avulla.

Ne olisivat siis kuin suuria vappupalloja, tai yksi iso sellainen. Ja hyvin tukeva sellainen, sillä sen pitää silti kestää varsin suurella nopeudella tapahtuvan syöksyn ilmakehään sekä jonkin verran kuumennusta.

Nähtävästi SpaceX aikoo testata tätä tekniikkaa nyt tulevalla TESS-eksoplaneettametsästäjän lennolla.

Jo aikaisemmin yhtiö on harjoitellut tarkkuuspudottamista Tyynenmeren päällä ja se on myös koettanut napata talteen raketin nokkakartion suurella laivaan kiinnitetyllä verkolla. Se ei aivan onnistunut, mutta periaatteessa temppu voisi onnistua – myös ensimmäisten vaiheiden palautukset menivät aluksi pahasti pieleen, kunnes nyt ne on saatu lähes rutiininomaisiksi.

Epäilevät tuomaat, jotka ennättivät epäonnistumisten jälkeen tuomita koko manöveerin mahdottomana, ovat nyt hiljaa.

Tekniikalla on suomalaisyhteys

Auki puhaltuva pallomainen osa laskeutujaa ei ole mikään uusi ajatus, sillä sellaisia on teoreettisesti on pohdittu pitkään.

Näitä on ennätetty jo testaamaankin pienessä mittakaavassa, ja myös Ilmatieteen laitoksen suunnittelema Mars-luotain käytti puhallettavaa ilmatyynyä. Se paitsi lisäisi laskeutujan pinta-alaa ja hidastaisi siten sen nopeutta, niin myös toimisi suojana kuumennusta vastaan ja sen jälkeen olisi kuin laskuvarjo.

MetNet olisi edelleen hyvä konsepti, mutta se ei ole toteutumassa näillä näkymin – ainakaan lähiaikoina.

Tiedetuubi kertoi Nasan testistä ja MetNetistä artikkelissa vuonna 2015.



Juttuja samasta aiheesta