huhtikuu 2021

SpaceX vie seuraavat astronautit Kuun kamaralle ja tähtää jo Marsiin

La, 04/17/2021 - 23:49 By Jari Mäkinen
Visualisointi Starshipin kuuversiosta

Teknoguru Elon Muskista voi olla montaa mieltä, mutta sitä miten hän on rakentanut SpaceX -yhtiöstään olennaisen osan maailman avaruustoimintaa, ei voi kuin ihailla. 

Yhtiö on juuri valmistautumassa jo toiseen rutiininomaiseen astronauttien lentoon avaruusasemalle, ja samaan aikaan se sai Nasalta historiallisen toimeksiannon: yhtiön ehdotus Nasan seuraavien kuulentojen tekemiseksi valittiin ainoana kolmesta tarjokkaasta toteutettavaksi.

Se tarkoittaa siis sitä, että seuraavat ihmiset – joiden mukana ensimmäinen nainen ja ensimmäinen ei-valkoinen – laskeutuvat Kuun pinnalle SpaceX:n aluksella. 

Mahdollisia tulevia kuuastronautteja saattaa hieman puistattaa se, että tähän mennessä kaikki Starship-alukset ovat räjähtäneet lentonsa jälkeen. Muilta osin koelennot ovat sujuneet hyvin ja yksi lennosta meni jopa niin hyvin, että alus laskeutui alas pehmeästi – mutta räjähti hieman sen jälkeen. Viimeisin puolestaan pamahti näyttävästi jo ennen laskeutumista.

Toisaalta astronautteja saattaisi huolestuttaa vielä enemmän se, että kilpailevia ehdotuksia ei ole vielä edes testattu. Ne ovat vasta enemmän tai vähemmän paperilla (lue: CAD-ohjelmissa tietokoneissa). Niiden saaminen lentokuntoon ja hyväksytyksi avaruuslentäjien kuljettamiseen vuoteen 2024 mennessä olisi vaatinut ihmeen. Tai useita sellaisia.

Kolmanneksi tulevien kuukävelyistä haaveilevien astronauttien mieleen saattaa tulla historia: siinä missä kaksi karsiutunutta ehdotusta luotti perinteiseen, jo Apollo-aikaan toimivaksi havaittuun periaatteeseen, on SpaceX puolestaan heittänyt peliin usein utopistisilta vaikuttaneita ideoita, ja toteuttanut tähän mennessä ne kaikki. Aikataulut ovat paukkuneet, mutta tulosta on lopulta tullut.

Onkin varsin todennäköistä, että myös Starship saadaan lopulta toimimaan, kuten myös sen avaruuteen laukaiseva suuri raketti, Super Heavy.

Nasan tekemä päätös on monessa mielessä merkittävä. Ja itse pidän sitä myös hyvänä päätöksenä, sillä se katsoo enemmän tulevaan kuin menneeseen, eikä keskity vain astronauttien saamiseen Kuun pinnalle lippua heiluttamaan, vaan pysyvämpään toimintaan Kuussa.

Tätä Nasa haluaa, mutta taustalla näkyvä alus ei toteudu – ainakaan nyt tehdyn päätöksen mukaan.

Mistä oikein on kyse?

Joukukuussa 2017 silloinen Yhdysvaltain presidentti Donald Trump allekirjoitti direktiivin, jonka mukaan Nasan pitäisi lennättää amerikkalaiset Kuun pinnalle ja takaksin vuoden 2024 loppuun mennessä. 

Nasa oli jo tätä aikaisemmin ollut tekemässä kansainvälisten kumppaniensa kanssa suunnitelmia Kuuta kiertämään perustettavasta tutkimusasemasta, mutta nyt mukaan tuli myös pikavauhdilla keikka Kuun pinnalle. Alun perin ajatuksena oli mennä sinne vasta myöhemmin.

Sen jälkeen Nasassa jatkettu Lunar gateway -hanketta ja palloteltu sen lisäksi eri vaihtoehtoja kuuhunlaskeutumisen tekemiseksi. Niinpä Nasa pyysi yhdysvaltalaisia avaruusalalla toimivia yhtiöitä ehdottamaan aluksia, joilla tämä voitaisiin toteuttaa.

Viime vuonna huhtikuussa Nasa valitsi kolme tarjousta, joita on siitä alkaen muutettu konreettisemmiksi.

Niin sanottu ”National Team” oli neljän yhtiön yhteenliittymä. Sitä veti Amazon-miljardööri Jeff Bezosin perustama Blue Origin, ja mukana olivat myös avaruus- ja ilmailujättiläiset Lockheed Martin ja Northop, sekä pienempi Draper.

Toinen loppukisaan valittu tarjoaja oli vähemmän tunnettujen Dyneticsin ja Sierra Nevada Corporationin yhteishanke. Se tarjosi ”Kansallisen tiimin” tapaan hieman Apollo-kuualuksia suurempaa alusta, joilla olisi päästy kyllä Kuun pinnalle ja takaisin, mutta kummakin rahtikapasiteetti etenkin paluusuunnassa oli varsin rajallinen. 

Nasan toiveena on ollut, että astronauttien lisäksi Kuun pinnalle ja myös sieltä takaisin saataisiin myös tavaraa.

Kolmas jatkoon päässyt oli SpaceX, mutta sen mahdollisuuksia pidettiin aika huonoina. Se kun tarjosi utopistiselta tuntuvaa rakettia, joka olisi huomattavasti muita suurempi ja olisi lisäksi monikertakäyttöinen. Sen kyydissä voisi laskeutua Kuuhun periaatteessa pienen pataljoonan verran avaruuslentäjiä ja kuormaa voisi olla noin sata tonnia. Takaisinkin kuukiviä ja muuta tavaraa voisi olla kyydissä useita tonneja, jopa kymmeniä tonneja.

Otsikkokuva uudelleen, nyt lisättynä kisassa mukana olleilla ehdotuksilla samassa mittakaavassa Starshipin kanssa.

Starship on siis aivan liian suuri nyt annettuun tehtävään, sillä kyseessä on virallisesti vain kaksi lentoa Kuun pinnalle. Ensimmäisellä laskeutujaa testataan ja toisella pieni joukko astronautteja on mukana. Jos matka voitaisiin tehdä taksilla, niin miksi ottaa menopeliksi rekka-auton ja bussin risteytymä?

Valinnallaan Nasa katsookin tulevaisuuteen. Jos ja kun lentoja jatketaan tuon ensimmäisen laskeutumisen jälkeen, olisi hyvä, jos Kuussa voitaisiin tehdä jotain kunnollista. Kuten esimerkiksi perustaa pysyvä kuuasema. Käynnistää kaivostoiminta. Rakentaa suuri radioteleskooppi. Siihen Starship sopii erinomaisesti.

Lisäksi alus sopisi myös laskeutumiseen Marsiin. Siinä missä kilpailevat ehdotukset olisivat olleet vain hyvin optimoituja ratkaisuita tähän yksittäiseen lentoon, pikaiseen Kuussa käymiseen, voidaan Starshipin avulla suunnitella siis jo ensimmäisiä askelia Marsissa.

Bonuksena on se, että Starshipin rakettimoottorit toimivat metaanilla ja hapella. Näitä saadaan tiristettyä vedestä, jota voidaan kaivaa niin punaisen planeetan pinnan alta tai kuin Kuun napaseutujen kraatteripohjistakin.

Ainoa iso kysymys onkin se, täyttääkö Starship sille asetetut vaatimukset. Saako SpaceX sen toimimaan se lopulta? Mutta samaa voi kysyä myös kilpailijoista, ja vielä painokkaammin.

Starshipin prototyyppi numero 9 pamahtaa lentonsa päätteeksi. Koko lento on nähtävissä täällä: https://youtu.be/_zZ7fIkpBgs

Nasa olisi mielellään valinnut jatkoon kaksi vaihtoehtoa, jotta toinen niistä olisi ainakin toteutunut. Tämä kahden toisiaan täydentävän hankkeen strategia osoittautui hyväksi ratkaisuksi niin avaruusaseman rahtilentojen kuin myös astronauttien lennättämisen suhteen.

SpaceX on mukana näistä kummassakin, ja on itse asiassa ainoana yhtiönä onnistunut tekemään kohtalaisen hyvin ajoissa kummatkin. Se ei ole vähäinen meriitti, sillä jos ajatellaan erityisesti ihmisten lennättämistä avaruusasemalle ja takaisin, niin SpaceX:n toinen rutiinilento on lähdössä matkaan nyt alkuviikosta, ja näitä kahta lentoa on edeltänyt jo automaattinen koelento ja astronauttien tekemä koelento viime kesänä. 

Toinen tekeillä oleva alus, Boeingin Starliner, ei ole tehnyt vielä kuin yhden epäonnistuneen koelennon avaruudessa.

Boeing Starliner ensimmäisen, lyhyeksi jääneen koelentonsa jälkeen joulukuussa 2019. Alus ei ole lentänyt sen jälkeen, eikä päässe ennen kesää.

Vaikka Starship on suurin ja kunnianhimoisin tarjotuista kuualuksista, oli se selvästi edullisin Nasalle. Hintalapussa on ”vain” 2,89 miljardia Yhdysvaltain dollaria siinä missä kilpailijat olivat olennaisesti kalliimpia. Tarkkoja lukuja muista ei ole julkaistu, mutta ero oli todennäköisesti useampia miljardeja.

Koska Nasa ei saanut kuulentoihin kongressilta niin paljon rahaa kuin olisi ollut tarpeen kahden aluksen valitsemiseksi, oli valinta varmasti helppo myös budjettisyistä. Rahaa muuhun kuin SpaceX:n tarjoukseen ei ollut.

SpaceX saattoi hinnoitella aluksensa näin, koska yhtiö on tekemässä Starshipiä joka tapauksessa. Se on kustantanut itse aluksen ja Super Heavyn kehitystyötä jo yli viiden vuoden ajan, ja kuulentoja varten aluksesta tehdään vain erillinen versio. Maan ilmakehässä lentämistä (tai siis hallittua putoamista) varten Starshipissä olevia vakaimia ja maahanpaluussa tärkeää lämpösuojakerrosta ei Kuussa tarvita, minkä lisäksi rakettimoottorit sijoitettaneen kuuversiossa eri tavalla, jotta laskeutuessa kuupöly ei pöllyäisi niin paljoa. Nämä ovat helppoja asioita toteuttaa, kun perusversio Starshipistä on valmis.

Nasan valinta on myös aikamoinen isku poliitikoille ja perinteiselle avaruusalalle.

Monet poliitikot ovat olleet tuohtuneita ratkaisusta, koska SpaceX:n valinta ei tuo niin paljon työpaikkoja kuin muiden – eikä etenkään polittikkojen edustamille perinteisten avaruustoimien työllistämille aluille. SpaceX tekee suurimman osan toimistaan tällä hetkellä varsin pienellä tiimillä Kaliforniassa ja Teksasissa.

Avaruussukkulan eläkkeelle sysäämisen jälkeen synnytetty hanke uuden kantoraketin ja avaruusaluksen tekemiseksi on erinomainen erimerkki siitä, miten avaruuspolitiikka ja aluepolitiikka lyövät kättä. Monen välivaiheen kautta nyt on tulossa Orion-niminen avaruusalus ja SLS (Space Launch System) -kantoraketti, jotka muistuttavat monessa suhteessa avaruussukkulan tekniikan ja Apollo-kuualusten yhteenliittymää.

Sitä julkistettaessa käytettiinkin ilmausta ”Apollo steroideilla”, ja se pätee edelleen.

Kuvittele Apollo-ohjelman Saturn V -kuuraketti ja avaruussukkula: se on SLS.

Hanke on noin vuosikymmenen myöhässä, siihen on lastattu koko ajan lisää rahaa, ja ensimmäistä lentoa odotetaan vasta tämän vuoden lopussa – todennäköisesti ensi vuoden alkupuolella. Sekin on automaattinen koelento, ja avaruuslentäjät pääsevät kiertämään Kuuta SLS:n avaruuteen sysäämällä Orion-aluksella vasta vuonna 2023.

SpaceX:n (todennäköisesti hieman epärealistisissa) suunnitelmissa Starship tekisi samoihin aikoihin Kuun ympärilennon turistit kyydissään.

Tuo lento ei siis laskeutuisi Kuuhun, koska lento Kuun pinnalle tapahtuu hieman eri tavalla. Nykyisen kaavailun mukaan Starshipin kuuversio laukaistaisiin avaruuteen Super Heavyllä samaan tapaan kuin muutkin Starshipit. Kehitteillä on useita versiota aluksesta: yksi rahtia, yksi ihmisiä, yksi avaruudessa tehtäviä polttoainetäydennyksiä ja yksi kuulaskeutumista varten.

Koska Starship käyttää polttoainetta kiertoradalle noustessaan, tankattaisiin Kuu-Starship tankkeri-Starshipin avulla Maan kiertoradalla siten, että alus voisi jatkaa matkaansa kohti Kuuta. Automaattisesti lentävä kuu-Starship jäisi kiertämään Kuuta ja odottaisi siellä matkustajiaan, jotka saapuisivat SLS:n laukaisemalla Orion-aluksella.

Alukset telakoituisivat Kuun luona, astronautit siirtyisivät Starshipin sisälle, laskeutuisivat sillä alas, viettäisivät kenties pari viikkoa Kuun pinnalla, nousisivat Starshipillä Kuuta kiertävälle radalle ja hyppäisivät siellä uudelleen Orionin kyytiin ja palaisivat Maahan.

Tämä tuntuu typerältä, mutta ei ole: vaikka Kuuhun voitaisiinkin mennä yhdellä aluksella, tarvittaisiin paluumatkaa varten toinen. Kuu-Starship ei pysty palaamaan Maahan, koska se on tehty Kuussa ja sen luona toimintaa varten. Sen sijaan voisi olla järkevää ja edullisempaa käyttää toista Starshipiä, mutta tässä politiikka tulee taas mukaan kuvaan: kun SLS on nyt kerran tehty, niin niitä pitää käyttää, vaikka se on kallista.

Pitemmällä tähtäimellä on aika selvää, että mikäli Starshipit toimivat suunnitellusti, ei Orionille ja SLS:lle ole mitään virkaa. Siksi tämä Nasan tekemä päätös on iso isku etenkin Boeingille, joka on SLS:n rakentaja. Mutta se saa syyttää vain itseään, koska on tuudittautunut helppojen dollarien virtaan Washingtonista, eikä ole lähtenyt innovoimaan.

”Valitsimme vaihtoehdon, joka oli edullisin hallitukselle”, sanoi Nasan miehitettyjen avaruuslentojen johtaja Kathy Luedersperjantaina, mutta selvästi Nasa haluaa nyt ottaa etukenon tulevaisuuteen ja ravistaa vähitellen historian painolastia.

Onkin jännää nähdä miten tähän reagoidaan täällä Euroopan puolella. ESA toimittaa Orion-aluksiin niiden huoltomoduulit ja on mukana Lunar Gateway -hankkeessa, mutta jos Orion tekee vain muutaman lennon, ei tälle yhteistyölle ole tiedossa jatkoa. Samalla Starshipin ja Super Heavyn yhdistelmä on yhä suurempi uhka kaupallisilla satelliittilaukaisumarkkinoilla Ariane 6:lle, joka on jo nyt vanhanaikainen verrattuna SpaceX:n Falcon 9:ään.

Toivottavasti Nasan päätös saa aikaan siis reaktioita myös tällä puolella Atlantia.

SpaceX:n kuvitelmissa Starshipit lentävät Kuussa oleville asemille. Liikennettä vauhdittaa se, että sama alus voisi lentää Maasta Kuuhun ja palata takaisin Maahan. Siksi tässä aluksessa on ilmakehässä tarvittavat vakaajat ja ”mahapuolella” lämpösuojakerros.

-

Teksti on julkaistu myös Ursan blogeissa.

Fagradalsfjall purkautuu Islannissa

Pe, 04/16/2021 - 20:08 By Jarmo Korteniemi
Kuvaruutukaappaus Islannin yleisradioyhtiön Geldingadalur-laaksoa kuvaavasta videolähetyksestä

Islannissa on pitkästä aikaa käynnissä tulivuorenpurkaus. Se alkoi 19.3.2021 klo 20.45 paikallista aikaa. Olemme seuranneet tapahtumia Facebook-sivullamme, mutta tässä tiivistelmä tapahtumista.

Tuorein tilannepäivitys 16.4.2021 klo 19.50. 
Lisäksi kannattaa katsoa muutaman päivän takainen komea videoraportti paikan päältä sekä lukea purkauksista hieman yleisemmin.

Purkauspaikka on Geldingadalur-laakso Fagradalsfjall-tulivuoren kupeessa, Reykjanesin niemimaalla. Paikka sijaitsee pääkaupunki Reykjavikista 30 km lounaaseen, Keflavikin lentokentältä 20 km kaakkoon, ja turisteille tutusta Blue lagoon -maauimalasta 8 km itään. 

Fagradalsfjall on yksi useista pienistä kilpitulivuorista n. 50 km pituisen kohti koillista ulottuvan linjan varrella. Alue tunnetaan Krýsuvík-Trölladyngjan rakosysteeminä, jolla ei ole keskusvuorta. Reykjanesin niemimaalla, etenkin sen eteläosassa, on useita tällaisia rakosysteemejä, jotka näkyvät karttakuvassa 3-7 kilometrin välein olevina harjanteina. Yhdessä ne muodostavat itä-länsisuuntaisen en echelon -muotoisen rakokompleksin, Reykjanesin vulkaanisen alueen. Ne kaikki liittyvät Atlantin keskiselänteen laajenemiseen.

Purkaus on basalttinen rakopurkaus. Se on toistaiseksi pieni ja rauhallinen, eikä ilmaan ole vielä noussut juurikaan kiviainesta, kansankielellä "tuhkaa". Se ei ole siis vaarallinen lentoliikenteelle. Purkauksen kestoa voi vain arvailla, se voi olla mitä tahansa viikoista jopa vuosiin. Tuolla seudulla ei ole tapahtunut purkauksia n. 800 vuoteen.

- Tapahtumat alla kommenteissa aikajärjestyksessä (järjestä tarvittaessa)

- Livevideot:

(1) Alkuperäinen (19.3. avautunut) purkauspaikka:

https://www.youtube.com/watch?v=7-RhgB1INII

(2) Uusi (5.4.2021 avautunut) purkauspaikka:

https://www.youtube.com/watch?v=BA-9QzIcr3c