Aalto-1 -blogi: Mitä? Intialainen kantoraketti?

Aalto-1 oli tarkoitus laukaista upealla, suurelta osin uudelleenkäytettävällä Falcon 9 -kantoraketilla, mutta sen jatkuvat viivytykset saivat tiimin vaihtamaan laukaisun Intiaan. Jo jonkin aikaa pohjustettu laukaisun siirto varmistui nyt maaliskuun alussa. Monille varmastikin asia on yllätys ja ensimmäinen tunne on ihmetys: miksi ihmeessä Intia?

Aalto-1 -blogiIntia on itse asiassa avaruuden pieni suurvalta, sillä se laukaisee omia satelliittejaan omilla raketeillaan ja suunnittelee jo omien intialaisten avaruuslentäjien lähettämistä. He eivät ole astro- tai kosmonautteja, vaan vyomanautteja. 

Intia laukaisi ensimmäisen satelliittinsa avaruuteen vuonna 1975 neuvostoliittolaisella raketilla ja oman satelliitin omalla raketillaan heinäkuussa 1980. Maa siis ennätti avaruuteen puolisen vuotta Euroopan avaruusjärjestön ensimmäisen Ariane-raketin laukaisun jälkeen.

Tämän jälkeen maa on kehittänyt itselleen varsin kunnianhimoisen avaruusohjelman. Intia on lähettänyt luotaimet Kuuta tutkimaan ja Marsia kiertämään, tehnyt tietoliikenne- ja kaukokartoitussatelliitteja sekä kehittää miehitetyn avaruuskapselin lisäksi myös uudelleenkäytettävää sukkulatyyppistä avaruusalusta. Ensimmäisen miehitetyn aluksen mallikappaleen koelento tehtiin 2014.

Intialla on käytössään nykyisin kaksi kantorakettityyppiä, GSLV ja PSLV.

Näistä GSLV (Geostationary Satellite Launch vehicle) on voimakkaampi, ja se on tarkoitettu geostationaarisatelliittien (päiväntasaajan päällä noin 36 000 kilometrin korkeudessa olevien satelliittien) laukaisuun. 

PSLV on hieman kevyempi ja sen pääasiallinen tehtävä on lähettää matkaan maapallon napojen kautta kulkevia satelliitteja: siitä nimi Polar Satellite Launch Vehicle.

Suuri osa kaukokartoitussatelliiteista ja muut Maata havaitsevat satelliitit käyttävät tällaisia läheltä napoja kulkevia kiertoratoja, koska tältä radalta ne voivat havaita koko maapallon pintaa. Polaarirata sopii hyvin myös Aalto-1:lle, koska silloin se tulee usein myös Suomen päälle ja pystyy tekemään havaintoja koko Suomesta sekä koko maapallosta. Näin myös yhteydenpito satelliittiin käy helposti Otaniemessä olevalta maa-asemalta.

Ensilentonsa PSLV teki 20. syyskuuta 1993, mutta tuo ensilento päättyi ikävästi, koska laukaisu epäonnistui toisen vaiheen asennonsäätöjärjestelmän vian vuoksi. Sen jälkeen tosin kaikki 38 seurannutta lentoa ovat onnistuneet.

Kyseessä on siis hyvin luotettavaksi osoittautunut kantoraketti – tilastojen mukaan parempi kuin Falcon 9. Aalto-1:n voi laittaa intialaiskyytiin turvallisin mielin.

Raketista on kolme versiota, joista Aalto-1:n laukaisussa käytetään raskainta PSLV-XL -versiota. Sen kaikki 16 lentoa ovat onnistuneet suunnitellusti.

Tämä XL-versio eroaa muista lähinnä sen apurakettien koon suhteen. Kaikki versiot ovat 44 metriä korkeita ja niiden rungon halkaisija on 2,8  metriä.

PSLV-XL:n massa lentoonlähdössä on 320 000 kg ja se kykenee lennättämään matalalle kiertoradalle 3800 kg massaltaan olevan kuorman ja aurinkosynkroniselle polaariradalle 1750 kg.

Raketissa on neljä vaihetta ja kuusi lentoonlähdössä toimivaa apurakettia. Vaiheista ensimmäinen ja kolmas toimivat kiinteällä polttoaineella, kuten myös apuraketit. Toinen vaihe ja neljäs vaihe toimivat nestemäisillä ajoaineilla. 

Se, että intialaiset yhdistävät eri tyyppisiä vaiheta on osoittautunut hyväksi ratkaisuksi, sillä esimerkiksi tuleva Ariane 6 käyttää samaa periaatetta. Kiinteällä polttoaineella toimivat raketit ovat edullisia ja luotettavia, mutta niiden työntövoimaa ei voi säätää lennon aikana. Nestemäisillä ajoaineilla toimivia moottoreita puolestaan voidaan ohjata paremmin ja ne voidaan myös sammuttaa sekä käynnistää uudelleen tarpeen mukaan. Toisaalta ne ovat monimutkaisempia ja kalliimpia. 

Tyypillinen PSVL:n laukaisu tapahtuu seuraavaan tapaan:

Satish Dhawanin trooppinen laukaisukeskus

Raketit lähetetään matkaan Bengalin lahden rannalta, Intian itärannalla Andhra Pradeshin maakunnassa sijaitsevalta Sriharikotan saarelta, mikä valittiin maan satelliittien laukaisupaikaksi vuonna 1969.

Ensimmäinen raketti sieltä lähetettiin vuonna 1971, tosin kyseessä oli tosin pieni luotausraketti, ei varsinainen avaruusraketti. Ensimmäinen kantoraketti lähetettiin sieltä vuonna 1979; kyseessä oli maan ensimmäisen satelliitin laukaisu.

Vuonna 2002 laukaisukeskus nimettiin Intian avaruustutkimusjärjestön pitkäaikaisen johtajan mukaan Satish Dhawanin avaruuskeskukseksi.

Keskuksessa on nykyisin kaksi käytössä olevaa laukaisualustaa, joista ensimmäistä käytetään mm. PSLV-rakettien lähettämiseen. Kolmas laukaisualusta on parhaillaan rakenteilla Intian miehitettyjä avaruuslentoja varten.

Laukaisukeskus on eurooppalaisten rakettien lähetyskeskuksen, Kouroun, ohella maailman toiseksi paras paikka satelliittien lähettämiseen sijaintinsa puolestam sillä se sijaitsee vain noin 2000 km päiväntasaajan pohjoispuolella (Kourou on hieman alle 1000 km). Aalto-1:n tapauksessa tällä ei kuitenkaan ole merkitystä, koska polaariradalle suuntaavat raketit lähetetään Sriharikotasta kohti etelää, Intian valtameren päälle.

Kuvassa PSLV-rakettia kuljetetaan liikkuvalla laukaisualustalla taustalla olevasta kokoonpanohallista laukaisupaikalle. Otsikkokuvassa on raketin ensimmäinen vaihe kuvattuna hallin sisällä ylhäältä päin; kuusi apurakettia näkyvät siinä hyvin keskusrunkoon jo kiinnitettyinä.