Crew Dragon valmiina matkaan / Virgin Orbitin uusi raketti epäonnistui

Julkaistu: 27.05.2020 / Jari Mäkinen
Crew Dragon odottaa laukaisua auringonlaskussa

Pitkästä aikaa jännittävin viikko avaruuslentojen historiassa on meneillään. Juuri parhaillaan kaksi astronauttia on valmistautumassa ensimmäiseen SpaceX -yhtiön Crew Dragon -aluksen lentoon.

Jännä viikko alkoi kuitenkin jo maanantaina (25.5.2020), kun Virgin Orbit -yhtiö teki ensimmäisen uuden rakettinsa laukaisun illalla Suomen aikaa. Se ei sujunut suunnitellusti, mutta oli merkittävä askel eteenpäin tässä jännässä hankkeessa, jonka tarkoituksena on kehittää tehtävää varten muokatun Boeing 747 -liikennelentokoneen siiven alta satelliitteja avaruuteen laukaiseva raketti.

Kumpikaan näistä ei sinällään ole ensimmäinen kerta, sillä raketteja on laukaistu aikaisemminkin lentokoneesta ja raketit ovat vieneet ihmisiä avaruuteen vuodesta 1961 alkaen, mutta kumpikin tapaus on omalla tapaa ainutlaatuinen ja ne osoittavat konkreettisesti, että ajat ja tavat ovat nyt erilaisia kuin aikaisemmin.

Falcon 9 avaruusalus nokassaan laukaisualustalla

Suurin huomio keskittyy luonnollisesti SpaceX -yhtiön Crew Dragon -aluksen laukaisuun. Kaikki näyttää olevan kunnossa lentoonlähtöä varten, joskin sääolot Atlantilla saattavat aiheittaa viivytystä. Paitsi että myrsky haittaisi miehistön pelastamista mahdollisen onnettomuuden sattuessa, niin myös raketin ensimmäisen vaiheen laskeutuminen merellä olevan lavetin päälle on hankalaa, jos lavetti keikkuu kovasti. 

Kun tätä juttua päivitettäessä laukaisuun on noin kuusi tuntia, on suotuisan sään todennäköisyys laukaisupaikalla Floridassa 50%, mutta merellä tilanne on huonompi siellä kehittymässä olevan pyörremyrskyn vuoksi. Valmistelut jatkuvat silti.

Raketin laskeutuminen ei ole lennon onnistumisen kannalta olennainen asia, mutta se on tärkeä osa Falcon 9 -rakettien laukaisusysteemiä. 

Niiden taloudellisuus liittyy suoraan siihen, että kallein osa raketista voidaan käyttää uudelleen. Uudelleenkäytettävyys on muutenkin tämän uuden ajan avaruusaluksen avainsana, sillä myös avaruusaluksia on tarkoitus käyttää useita kertoja uudelleen.

Avaruussukkulat olivat toki uudelleenkäytettäviä, mutta lopulta niiden korjaaminen, huoltaminen ja valmistaminen uusia lentoja varten oli aikaa vievä ja kallis toimenpide, eikä niiden lennättämisestä tullut koskaan niin rutiininomaista kuin alun perin suunniteltiin. Lisäksi sukkuloiden suuret polttoainetankit olivat kertakäyttöisiä. 

Kun jossain vaiheessa tulevaisuudessa kertaalleen jo lentänyt Falcon 9:n ensimmäinen vaihe nostaa matkaan jo aikaisemmin avaruudessa käyneen Crew Dragonin, saavutetaan yksi merkkipaalu avaruustoiminnassa. Tähän tosin saattaa mennä vielä jonkun aikaa, sillä kun kyydissä on ihmisiä, ei riskejä haluta ottaa; tosin voi hyvinkin olla niin, että piakkoin kertaalleen jo lentäneet, ikään kuin sisäänajetut raketit havaitaan täysin uusia turvallisemmiksi.

Keskiviikon lento on merkittävä myös monessa muussa mielessä. Suurinta meteliä etenkin Yhdysvalloissa ja amerikkalaismediaa tarkasti seuraavissa tiedotusvälineissä pidetään luonnollisesti siitä, että kyseessä on ensimmäinen astronauttien lentoonlähtö Yhdysvalloista avaruuteen sitten sukkulaohjelman lopettamisen. On kulunut 3245 vuorokautta siitä, kun sukkula Atlantis nousi lennolle STS-135 heinäkuussa 2011. 

Vaikka tästä kuorisi pois kansallishenkisen paatoksen, on tämäkin tärkeä asia. Toinen avaruuden suurvalloista pääsee jälleen mukaan avaruuslentojen kuninkuuslajiin. 

Lentojen käynnistäminen uudelleen on viivästynyt kovasti aikanaan suunnitellusta, mutta lopputuloksena on todella uudenlainen ja nykyaikainen alus. Tai itse asiassa kaksi, sillä SpaceX:n lisäksi Boeing on tekemässä omaa vastaavanlaista alustaa, ja myös se on hyvin pitkälle samankaltainen.

SpaceX:n Crew Dragon ja Boeingin Starliner ovat periaatteeltaan tylsän vanhanaikaisia kapseleita, jotka palaavat takaisin Maahan laskuvarjoilla, mutta kumpaankin mahtuu jopa seitsemän astronauttia mukaan, ne on tehty nykyaikaisista materiaaleista kaikella 2000-luvun tietotaidolla, ja luonnollisestikin niiden systeemit ja kaikki elektroniikka ovat aivan toisenlaista kuin Apollo-alusten aikaan. 

Myös 1960-luvulta periytyvä Sojuz on Lada 1200 (jos olet sen verran nuori, ettet muista mistä on kyse, niin klikkaa tästä tai tästä) näihin uusiin aluksiin verrattuna, vaikka sitä on vuosikymmenien aikana modernisoitu. Jo pelkästään alusten minimaalinen ja suoraviivainen sisustus sekä kojelaudat suurine kosketusnäyttöineen näyttävät konkreettisesti kuinka suuresta hyppäyksestä eteenpäin on kyse.

Myös avaruussukkulaan verrattuna uudet alukset ovat selvästi eri vuosituhannelta. 

Samoin avaruuslentäjiä lennon kriittisten vaiheiden aikana suojaavat painepuvut ovat kehittyneet ”hieman”. Nyt käyttöön tulevat asut ovat aikaisempiin ja nykyisin Sojuzin sisällä käytettäviin pukuihin verrattuna kevyet ja mukavat. Ne näyttävät itse asiassa moottoripyörävaatteiden erikoisversioilta.

Näkymä Crew Dragonin sisään

Suuria muutoksia tulossa

Kummankin aluksen tekemisen perustana on vuonna 2006 alkanut Nasan hanke nimeltä Commercial Orbital Transportation Services (COTS). Sen tarkoituksena oli saada käyttöön uusia avaruusaluksia siten, että avaruusaseman rahtilennot ja astronauttien voitaisiin tehdä amerikkalaisten omilla aluksilla myös sukkulalentojen päättymisen jälkeen. 

Jos ja kun nykyinen presidentti Trump haluaa ottaa itselleen kunnian astronauttien lentojen alkamisesta, ja toiset puolestaan antavat kunnian nykyisten alusten tekemiseen oikeuttaneesta Nasan tilauksesta presidentti Obamalle, niin oikea suunta kiitoksille olisi presidentti Bush nuorempi. Hän julkisti tämän kaupallisten toimijoiden käyttämiseen Nasan haastaneen projektin vuonna 2004.

Rahtisopimukset annettiin SpaceX:lle ja Orbital Sciences -yhtiölle ja ensimmäisenä näistä pääsi matkaan SpaceX Dragon-aluksellaan. Se teki ensilentonsa joulukuussa 2010 ja lennot avaruusasemalle alkoivat keväällä 2012. Tämä alus on nyt astronautteja kyytivän Dragonin pohjana; periaatteessa jo rahtialus olisi voinut toimia jo ihmistenkin kuljettajana, mutta siihen ei tehty koskaan sisustusta ja ohjaimia ynnä muuta sellaista.

Avaruusrahtari Dragon teki viimeisen lentonsa nyt maaliskuussa. Tästä eteenpäin rahtilennotkin tehdään uudella Dragon 2 -aluksella, josta on kaksi versiota: astronauteille sopiva Crew Dragon ja rahtiversio. Kuva: Nasa

Vaikka rahti on kulkenut nyt hyvin, niin astronauttejaan varten Nasa on joutunut ostamaan paikkoja venäläisiltä. Sojuz-alukset ovat kuljettaneet kaikki avaruuslentäjät ylös asemalle ja takaisin sieltä nyt lähes kymmenen vuoden ajan, mutta tästä eteenpäin kaikki muut kuin venäläiset tulevat käyttämään amerikkalaisaluksia. 

Seuraava eurooppalainen avaruusasmalle nouseva avaruuslentäjä, ranskalainen Thomas Pesquet, on jo valmistautumassa ensi vuonna alkavaan matkaansa Houstonissa – ei Moskovan luona Tähtikaupungissa.

Loppuvuosi on vielä siirtymäaikaa, mutta sen jälkeen Sojuzit ovat lähes vain kosmonauttien kyydittäjiä. Tämä pahentaa vielä osaltaan Venäjän avaruusohjelman talousahdinkoa, koska se ei saa enää tuloja länsimailta matkapalveluista.

Menijöitä avaruusasemalle tulee olemaan vastaisuudessa todennäköisesti enemmänkin, sillä uusilla aluksilla tullaan tekemään avaruusasemalle myös muita kuin Nasan tai avaruusasemayhteistyöhän osallistuvien maiden avaruuslentäjien matkoja. 

Asemaa aletaan käyttää yhä enemmän kaupallisesti, ja tässä olennainen kohta on kaupallisen moduulin liittäminen asemaan lähitulevaisuudessa. Axiom-yhtiö aikoo myydä lippuja omaan asemaosaansa niin turisteille kuin muillekin; yhtiöt ja tutkimuslaitokset voivat pian lähettää omia henkilöitään avaruuteen, samoin kuin muiden maiden avaruusjärjestöt. 

Tiedossa on myös aivan uudenlainen avaruuskokemus, sillä aseman sisustus on peräisin kuuluisan suunnittelijan Philippe Starkin käsialaa.

Kyydit asemalle Axiom aikoo ostaa suoraan SpaceX:ltä ja Boeingilta. Nasaa ei enää tähän tarvita. Seuraavassa vaiheessa Axiom aikoo irrottaa moduulinsa, liittää siihen muita osia ja alkaa operoimaan omaa avaruusasemaansa. Ja sinnekin tarvitaan avaruustakseja.

SpaceX on ilmoittanut myös aikomuksestaan käyttää Crew Dragoneita avaruusturistilentoihin, jotka eivät telakoidu avaruusaemaan, vaan kiertävät vain vähän aikaa maapalloa. 

Tämä kaikki on mahdollista siksi, että alusten lennättäminen on paljon aikaisempaa edullisempaa. 

Ja mitä hintaan tulee, niin Nasa maksoi SpaceX:lle 3,1 miljardia dollaria Crew Dragonin kehittämisestä. Vaatimattomien arvioiden mukaan Nasan omana työnä perinteiseen tapaan tehtynä se olisi maksanut vähintään 20 miljardia dollaria. 

Nyt siis peukut pystyyn ja jännityksellä odottamaan keskiviikkoiltaa klo 23.33 Suomen aikaa. Bob Behnken ja Doug Hurley nousevat silloin toivottavasti historialliselle matkalleen.

Kuvakaappaus LauncherOnen laukaisuvideolta

Siiven alta avaruuteen

Virgin Orbit on vain viisivuotias avaruusyhtiö, joka on ennättänyt kehittämään tässä ajassa uuden raketin ja muokkaamaan vanhan lentomatkustajia lennättäneen Jumbo-Jetin sen kantoalukseksi.

Tosin yhtiöllä on ollut paljon tietoa jo käytettävissään, sillä tämä rakettien pudottaminen ei ole mikään uusi asia. Paitsi että sotilaat käyttävät tätä eri kokoisten rakettien ja ohjusten kanssa koko ajan, niin myös esimerkiksi ensimmäisenä äänivallin rikkonut X-1 -rakettikone pudotettiin lentokoneesta. 

Niin ikään kuuluisat X-15 -rakettikoneet, jotka nousivat hyppäyslennoille avaruuden puolelle, nousivat ilmaan pommikoneen kantamina. 

Satelliitteja on lähetetty myös tällä samalla tavalla avaruuteen vuodesta 1990 alkaen. Orbital Sciences (joka on nyt osa Northrop Grumman Innovation Systems -yhtiötä) teki silloin ensimmäisen Pegasus -rakettinsa laukaisun. 

Uutta Virgin Orbitilla on kuitenkin se, että heidän LauncherOne -rakettinsa on hieman suurempi, nykyaikaisempi ja edullisempi. Sen avulla voidaan laukaista noin 500-kiloisia kuormia matalalle kiertoradalle (Pegasuksen vastaava noin 440 kg).

Tämä sopii hyvin siis pienten nano- ja mikrosatelliittien laukaisuun. Esimerkiksi suomalainen tutkasatelliittiyhtiö Iceye saisi LauncherOnella viisi satelliittiaan kerralla avaruuteen. 

Yhden laukaisun hinta on 18 miljoonaa dollaria, eli noin 36 000 dollaria kilogrammalta. Pegasus 40 miljoonan dollarin laukaisuhinnalla ei liene monille enää kiinnostava vaihtoehto tämän jälkeen, mutta toisaalta esimerkiksi hieman pienemmällä Electron-pikkuraketilla kyydin kiertoradalle saa vain viidellä – kuudella miljoonalla dollarilla.

Ilmalaukaisun hyvä puoli on kuitenkin se, että se voidaan tehdä periaatteessa mistä päin tahansa maailmaa. Raketin valmistelu ennen lentoa vaatii erikoislaitteita, mutta ne on kohtalaisen helppoa siirtää haluttuun paikkaan. Lentoja suunnitellaan mm. Guamin saarelta Tyyneltä valtamereltä hyvin läheltä päiväntasaajaa. Paikka onkin erinomainen satelliittien lähettämiseen.

Ensimmäiset lennot Virgin Orbit tekee kuitenkin Kaliforniasta, Mojavesta, missä koneella on tehty tähän mennessä koelentoja rakettia siiven alla kuljettaen, sellaisen alas pudottaen ja mittaustietoja koko ajan keräten.

Juuri näin tapahtui maanantaina, kun Jumbo-Jet nousi tankattu raketti mukanaan lentoon ja suuntasi Tyynenmeren päälle. Tarkoituksena oli tehdä sillä ensimmäinen laukaisu, ja niin tapahtuikin, mutta hetkeä raketin sytyttämisen jälkeen tapahtui jotain. 

”Anomalia”, kuten Virgin Orbit kertoi twitterissä. Moottori ehti toimia muutaman sekunnin ajan, ennen kuin raketti se joko sammui tai pamahti – tarkempaa tietoa ei ole vielä kerrottu. 

Vaikka lennon epäonnistuminen on pettymys, on varsin tyypillistä, että uuden raketin ensimmäinen lento ei onnistu. Yhtiö kertoo saaneensa lennosta ja myös tästä ensimmäiseen lentoon valmistautumisesta sekä raketin laukaisusta paljon tietoja, jotka auttavat jatkossa.

Seuraavaa rakettia ollaan jo tekemässä ja uusi koelento saattaa tapahtua jo kesällä.

Kirjoitus on ilmestynyt alun perin (hieman muunnettuna) Ursa blogina.