Mahdollisesti avaruusliikenteen mullistava brittiläinen avaruuslentokoneidea on askeleen lähempänä toteutumistaan, kun BAE Systems -yhtiö on tulossa mukaan aluksen voimanlähteenä olevan moottorin kehittämiseen.

Yhdessä aikaisemmin saadun rahoituksen kanssa Skylon-suunnitelma on muuttumassa vuosikymmenten matelun jälkeen todeksi. Ja voisi sanoa, että viimein, sillä nykyinen tapa lähettää satelliitteja avaruuteen on typerä.

Nykyiset raketit ovat antiikkisia

Kantoraketit ovat kertakäyttöisiä ja suunnitteillakin olevilla tekniikoilla vain osia niistä saadaan talteen ja käytettäväksi uudelleen. Sama kuin ajaisi autolla Turkuun ja heittäisi sen matkan lopuksi Aurajokeen.

Avaruussukkula oli alkuperäisien suunnitelmien mukaisesti kätevä avaruuslentokone, jolla olisi voinut lentää avaruuteen lähes kuin lentokoneella Tukholmaan, mutta käytännössä sukkuloiden lennättäminen oli kalliimpaa ja hankalampaa kuin kertakäyttöisten rakettien tekeminen.

Piirustuslaudoilla tosin on ollut jo vuosikymmenien ajan erilaisia uusia avaruuslentokoneideoita, mutta ne eivät ole menneet juurikaan eteenpäin.

Suurin ongelma on se, että avaruuteen tavaraa lähetettäessä tarvitaan niin paljon polttoainetta ja hapetinta, että matkaan lähtevässä kantoraketissa hyötykuorman osuus on vain parin prosentin verran. Silloinkin kaikesta ylimääräisestä raketin massasta pitää päästä eroon jo lennon kuluessa; siksi raketit tehdään vaiheista, jotka pudotetaan pois niiden toiminnan päätyttyä.


Skylon tulee kuvaan

Britti-insinööri Alan Bond (ei sukua 007:lle) keksi jo 1980-luvulla miten avaruuslentokone voisi toimia periaatteessa. Hän kehitti Bob Parkinsonin kanssa HOTOL-nimisen (Horizontal Take-off and Landing) avaruuslentokoneen, joka käyttäisi hyväkseen ilmakehässä olevaa happea sen sijaan että alus kantaisi nestemäistä happea mukanaan.

HOTOL oli hyvä suunnitelma, mutta se jäi paperille. Brittihallitus ei ollut siitä kiinnostunut – kuten ei tuolloin ollut juuri lainkaan avaruusasioista – ja siten mikään kaupallinen ilmailu- ja avaruusalalla toimiva yhtiökään antanut sille rahaa.

Bond kuitenkin jatkoi uutterasti ideansa kehittämistä, ja muutti sen isommaksi, kaksimoottoriseksi versioksi. Hän perusti Reaction Engines -yhtiön, jonka pääasiallinen tehtävä oli kehittää pienten apurahojen turvin Sabre-moottoria ja sitä käyttävää Skylon-avaruuslentokonetta.

Viimein vuonna 2005 Bond alettiin ottaa vakavammin, ja Reaction Engines pääsi mukaan Euroopan unionin ja Euroopan tutkimusrahaston LAPCAT-hankkeeseen, jonka tarkoituksena oli tutkia mahdollisuuksia rakentaa suurinopeuslentokone.

Tuollaisella avaruuden kautta koukkaavalla moninkertaisella äänen nopeudella lentävällä koneella voisi lentää keskisestä Euroopasta Australiaan 4,5 tunnissa ja matka Atlantin yli kestäisi vain kaksituntia. 

Bondin moottorin avulla se ei olisi vain mahdollista, vaan myös taloudellisesti kannattavaa - mutta vain teoriassa.

Siksi moottoria piti päästä testaamaan. Nyt myös brittihallitus innostui ja suostui rahoittamaan Euroopan avaruusjärjestön kanssa kokeen, missä testattiin moottorin olennaisinta osaa, ilmaa lennon aikana jäähdyttävää laitteistoa.

Sen jälkeen yhtiö on saanut ensin 72 miljoonaa euroa kokonaisen toimivan moottorin tekemiseen ja testaamiseen, ja nyt siis brittien ilmailu- ja avaruusylpeys BAE Systems -yhtiö on tulossa mukaan. Yhtiö aikoo ostaa 20% Reaction Engines -yhtiöstä ja käyttää kaupassa siirtyvät 29 miljoonaa euroa moottorin kehittämiseen

SABRE-moottori selitettynä

Olennaisinta on jäähdytin

Sabre on omalaatuinen rakettimoottori, joka käyttää polttoaineenaan nestemäistä vetyä, mutta voi käyttää perinteisestä rakettimoottorista poiketen hapettimena nestemäisen hapen lisäksi paineilmaa. 

Moottori imee matalilla lentonopeuksilla ahtimella ilmaa ja annostelee sitä sopivasti rakettimoottoriin, mutta lähellä ja yli äänen nopeuden se alkaa jäähdyttää suuren nopeuden vuoksi voimakkaasti kuumenevaa ilmaa polttoaineena käytettävän nestemäisen vedyn avulla. 

Nestevedyn lämpötila on noin −253°C, joten sen avulla erityinen esijäähdytin voi viilentää jopa tuhat astetta kuumaa ilmaa siten, että ilmaa voidaan syöttää kompressoriin ja edelleen ahtaa rakettimoottoriin.

Moottori toimii tähän tapaan ilmakehässä, kun lentonopeus on vielä alle 5 Machia, eli viisinkertaisen äänen nopeuden. Sen jälkeen kone on normaalin lentoprofiilin mukaan niin korkealla ilmakehässä, että ilmaa ei ole enää riittävästi ahdettavaksi. Siksi siellä moottoriin aletaan syöttää aluksessa mukana olevaa nestemäistä happea.

Temppu säästää kuitenkin niin paljon nestehappea, että laukaisu avaruuteen avaruuslentokoneella on mahdollista. Lisäksi tästä on se hyvä puoli, että lentokonemaisen aluksen lento voidaan keskeyttää helposti mahdollisessa vikatilanteessa ja yrittää uudelleen.

SKYLON-avaruuslentokoneen osat

Skylonilla avaruuteen 2020-luvulla?

Olennaisinta on luonnollisesti saada nyt moottori toimimaan, mutta samalla Reaction Engines ja Bond ovat jo alkaneet suunnitella tarkemmin Skylonia. 

Lopullisia suunnitelmia ei luonnollisesti ole vielä ja tie oikean avauuslentokoneen tekemiseen on varmasti mutkikkaampi kuin nyt oletetaan, mutta suunnitelma on hieno: pitkässä ja hoikassa Skylon-aluksessa on kaksi Sabre-moottoria asennettuna lyhyiden siipien päähän, ja periaatteessa alus voisi viedä jopa 15 tonnia painavan lastin noin 300 km korkealle kiertodadalle. 

Se voisi myös hakea rikkoontuneita satelliitteja takaisin Maahan tai käydä korjaamassa sekä tankkaamassa niitä avaruudessa.

Alukseen 13 metriä pitkään ja noin 5 metriä leveään rahtiruumaan voisi laittaa myös astronauteille sopivan moduulin. Kaavailuissa ruumassa voisi olla jopa 30 henkilöä, joko avaruusasemalle meneviä astronautteja tai avaruusmatkalle nousevia turisteja.

Bondin mukaan yhtä alusta voisi käyttää ainakin 200 kertaa, ja Skylonien tekeminen olisi lähes yhtä helppoa kun lentokoneiden tekeminen, joten niitä voitaisiin ottaa liikenteeseen paljonkin. Kenties jopa lentoyhtiöt voisivat alkaa käyttää niitä.

Skylonin avulla matka avaruuteen olisi teoriassa 50 kertaa nykyistä edullisempaa. 

Skylonin teknisiä tietoja

Pituus: 83,3 m
Siipien kärkiväli: 25,4 m
Rungon halkaisija: 6,75 m
Massa tyhjänä: 53 000 kg
Suurin lentoonlähtömassa: 345 000 kg
Moottorit: 2 × Sabre
Työntövoima: 2 x 1 350 kN
Suurin lentonopeus ilmaa käyttäen: Mach 5,5
Suurin lentokorkeus lentokoneena: 26 000 m
Suurin hyötykuorma matalalle kiertoradalle: 15 000 kg
Suurin matkustajamäärä (rahtitilassa olevassa kapselissa): 30


Juttuja samasta aiheesta