boeing

Salasukkula X-37B palasi Maahan

Ma, 10/13/2014 - 22:37 By Jari Mäkinen
X-37B laskeutumisensa jälkeen vuonna 2012

Juttua on päivitetty laskeutumisen jälkeen 17.10.

Jo liki kahden vuoden ajan salaisella lennollaan avaruudessa ollut X-37B -minisukkula, Yhdysvaltain ilmavoimien salamyhkäinen avaruusalus, palasi lopulta takaisin Maahan nyt perjantaina. Automaattisesti laskeutuneen miehittämättöman pikkusukkulan pyörät osuivat Vanderbergin lentotukikohdan kiitorataan 19:24 Suomen aikaa illalla.

Koekonetta odotettiin palaavaksi ensin tiistaina, sitten torstaina ja lopulta nyt perjantaina, jolloin alus liisi lopulta alas avaruudesta oltuaan siellä 675 vuorokautta.

Koko lennosta ei ole kerrottu julkisuudessa käytännössä mitään sitten joulukuun 11. päivän vuonna 2012, kun sukkula laukaistiin matkaan Atlas 5 -kantoraketilla Cape Canaveralista, Floridasta. Lentoa on tiettävästi ohjattu Schrieverin lentotukikohdasta, Coloradosta.

Tämä pari päivää päälle 22 kuukautta kestänyt lento on minisukkulan kolmas, ja pisin koelento. 675 päivää avaruudessa on myös ennätyksellisen pitkä lento sinällään; mikään avaruusalus ei ole viettänyt kiertoradalla näin pitkää aikaa ja palannut sieltä takaisin Maahan.

Ensimmäinen lento, joka tunnettiin koodinimellä OTV-1 (Orbital test Vehicle, kiertoradalla lentänyt koealus), nousi matkaan huhtikuussa 2020 ja sen lento kesti 225 vuorokautta. Toinen lento, OTV-2 laukaistiin maaliskuussa 2011 ja nyt lennon pituus oli 469 vuorokautta. Nyt tehty lento OTV-3 käyttää samaa alusta kuin ensimmäinen lento, vaikka nimi antaisi ymmärtää, että kyseessä olisi jo kolmas alus. Käyttökelpoisia aluksia on siis kaksi kappaletta. Kaikkiaan alukset ovat olleet nyt avaruudessa 1368 vuorokautta.

Mikä ihmeen minisukkula?

Yhdysvaltain ilmavoimien X-37B -avaruusalusta on kutsuttu monasti sukkulan seuraajaksi, mutta se ei ole sitä. Se on kyllä lentokoneena Maahan palaava sukkula, pieni ja moderni pullukka liitokone, mutta se on olemukseltaan ja käytöltään aivan erilainen kuin astronauttien ohjaama edeltäjänsä.

Paitsi että X-37B on automaattinen ja miehittämätön, on se alkuperäistä sukkulaa pienempi, kätevämpi ja joustavampi, minkä lisäksi se kykenee olemaan avaruudessa kuukausikaupalla yhteen menoon.

Olennainen ero sukkulaan verrattuna on myös se, että nähtävästi alus on oikeasti uudelleenkäytettävä: siinä missä sukkuloihin jouduttiin tekemään aina paljon remonttia lentojen välissä ja niiden lämpösuojakilpeä paikkailtiin, nähtävästi minisukkulat ovat olleet varsin hyvässä kunnossa myös maahanpaluun jälkeen. Tavoitteena luonnollisesti on operatiivinen alus, joka voisi nousta uuteen lentoon lähes saman tien alas tultuaan.

Tarkkaa tietoa alusten kunnosta ei kuitenkaan ole, ja muutenkin sotilaat ovat olleet hyvin vaitonaisia aluksensa tekemisistä.

Satelliitteja seuraavat harrastajat kuitenkin ovat seuranneet millaisilla radoilla sotilassatelliittikoodilla USA-240 varustettu kiertolainen on tehnyt, ja näyttää siltä, että sen tärkein tehtävä on ollut vakoilu. Alus kykenee vaihtamaan rataansa nopeasti ja paljonkin, joten se pystynee käymään avaruudessa katsomassa läheltä joitain siellä olevia satelliitteja tai tutkimaan haluttuja paikkoja Maan pinnalla.

Sen pieneen rahtiruumaan voidaan asentaa erilaisia kameroita tai tutkalaitteistoja. Mikään ei estä laittamasta kyytiin myöskään joitain uudenlaisia avaruudessa käytettäviä aseita. Tai häirintälaitteita. Pitkät lennot ovat omiaan myös testaamaan uusia materiaaleja ja tekniikoita avaruuden olosuhteissa.

Se voisi viedä avaruuteen pienen satelliitin juuri silloin kun halutaan juuri sinne kun halutaan - ja kenties tuoda sellaisen myös takaisin. Periaatteessa se siis voisi käydä nappaamassa vihollissatelliitin kiertoradaltaan.

Uudenlainen avaruuslennokki

Yhdysvalloissa on suunniteltu jo moneen kertaa erilaisia uudelleenkäytettäviä, ilmakehässä lentäviä avaruusaluksia, mutta ne kaikki jäivät puolitiehen.

Jos 1960-luvun kaavailut unohdetaan, suunniteltiin nyt viimeksi NASAn johdolla 1990-luvun lopussa ja 2000-luvun alussa X-33-, X-34- ja X-38 -koekoneita, jotka olivat kaikki myös eräänlaisia sukkuloita. X-33 oli jo rakenteilla ollut yksivaiheisen, kokonaan uudelleenkäytettävän avaruussukkulan koekone. X-34 olisi ollut rahdin kuljettamiseen käytetty pieni avaruuslentokone, joka olisi laukaisu lentokoneen siiven alta avaruuteen. X-38 olisi ollut puolestaan avaruusaseman pelastuslautta, joka olisi pystynyt tuomaan kuusi astronauttia takaisin Maahan.

Kun kaikki edeltävät hankkeet lopetettiin kesken kaiken, käytettiin niiden kanssa kerättyjä kokemuksia X-40 -nimiseen testiliidokkiin. Sen perusteella tehtiin suurempi X-37.

Tämä Boeing-yhtiön toteuttama, alun perin NASAn hanke siirtyi vuonna 2004 Yhdysvaltain puolustushallinnon tutkimuslaitoksen DARPAn hoteisiin, minkä jälkeen budjettileikkaukset eivät olleet enää estämässä kehitystyötä. Koelennot ilmakehässä X-37A -versiolla alkoivat keväällä 2006. Tarkoituksena oli tuolloin viedä koekone avaruussukkulalla avaruuteen, mutta kun sukkulat jäivät eläkkeelle, laitettiin avaruuskelpoinen X-37B kantoraketin nokkaan ja ammuttiin sillä kiertoradalle.

Minisukkulaa ollaan periaatteellisella tasolla jo myös paisuttamassa lähes kaksikertaiseksi kooltaan. Tämä X-37C:ksi nimetty alus kykenisi rahtien lisäksi kyytimään kuutta avaruuslentäjää paineistetussa matkustamossa; toistaiseksi sen tekemisestä ei ole kuitenkaan mitään konkreettisia merkkejä.

Atlas V:n nokkakartion sisällä juuri ennen kartion sulkemista
X-37B laskeutumisensa jälkeen vuonna 2010

Teknisiä tietoja: X-37B

Boeing-yhtiön rakentama minisukkula on 8,9 metriä pitkä, 2,9 m korkea ja sen paksujen deltasiipien kärkiväli on 4,5 metriä. Laitteen massa on noin 5 tonnia.

Kone laskeutuu täysin automaattisesti lentokoneen tapaan kiitoradalle. Kaksi tähän mennessä tapahtunutta lentoa ovat laskeutuneet Vandenbergin lentotukikohtaan Kaliforniassa, mutta myös lähellä sijaitseva Edwardsin koelentokeskus sekä Kennedyn avaruuskeskus Floridassa voivat ottaa minisukkulan vastaan.

X-37B:n pinta on päällystetty lämpösuojakerroksella, joista suurimman kuumennuksen kohteeksi siipien etuosissa ja nokassa olevat tiilet on tehty hiilipitoisesta keraamisesta materiaalista.

Aluksen selkäpuolella on pieni rahtiruuma (kooltaan noin 2,1 x 1,2 metriä), jonka luukku avataan kiertoradalle päästyä. Sieltä levittäytyy ulos aurinkopaneeli, jonka tuottaman sähkövirran voimin alus voi olla avaruudessa kuukausikaupalla. Minisukkulassa on pienten asennonsäätörakettimoottorien lisäksi yksi päämoottori, joka kykenee muuttamaan aluksen kiertorataa hyvinkin paljon.

Kuvat: USAF

X-37B:stä kertova video space.com -nettisivustolta

Nasan uudet avaruustaksit

Pe, 09/19/2014 - 22:30 By Jari Mäkinen
Drago v2 ja CST-100

Yhdysvaltain avaruushallinto Nasa julkisti valintansa uusista avaruusaluksista, joilla amerikkalaiset (ja todennäköisesti myös kanadalaiset, japanilaiset ja eurooppalaisetkin) pääsevät lentämään avaruusasemalle vuoden 2017 jälkeen. Siihen saakka nykysuunnitelman mukaan miehistönvaihdot hoidetaan kokonaan venäläisillä Sojuz-aluksilla. Etenkin Yhdysvalloissa tämä riippuvuus on otettu vakavasti, ja myös turvallisuuden näkökulmasta on hyvä, että liikenne asemalle ei ole kiinni vain yhdestä alustyypistä.

Nasan näkökulmasta asia on selvästi kaupallinen: se rahoittaa ensin alusten tekemistä ja ostaa sen jälkeen kuljetuspalvelut avaruusasemalle näitä aluksia käyttäviltä yhtiöiltä. Näin rahdin lisäksi kaupalliset toimijat saavat kuljettaa parin vuoden päästä myös ihmisiä Maan ja kiertoradan välillä.

Nasa valitsi vähemmän yllättäen jo aikaisemmin rahaa alustensa kehittämiseen saaneet Boeingin ja SpaceX:n, joskin se, että pientä avaruussukkulaa kehittänyt Sierra Nevada Corporation jäi kokonaan ilman rahaa, oli pieni mullistus. Tosin jo etukäteen levinneiden huhujen mukaan Nasa oli antamassa kolmelle yhtiölle vain 1,5 tilausta, yhdelle täydet resurssit avauuskelpoisen aluksen ja tekemiseen sekä testaamiseen avaruudessakin, ja toiselle rahaa työn jatkamiseen.

Tietyssä mielessä tilaus olikin puolitoistakertainen, sillä Boeing sai rahaa 4,2 miljardia dollaria ja SpaceX 2,6 miljardia. Molempien tilaus oli kuitenkin samanlainen, joten SpaceX saa luvan tuottaa saman palvelun Nasalle huomattavasti edullisemmin. Joko Boeing on ollut tarjouksessaan vain paljon tehottomampi ja kalliimpi, tai sitten käytännössä suuri osan sen saamasta rahasta on aluepolitiikkaa, jolla halutaan palkata sukkulaohjelman työttömiksi jääneitä avaruusalan työntekijöitä.

Kaksi erilaista, samanlaista alusta

Tulossa olevat avaruustaksit ovat kumpikin periaatteessa perinteisiä kapselityppisiä aluksia, jotka laukaistaan avaruuteen kantoraketeilla ja jotka tulevat takaisin Maahan yksinkertaisesti putoamalla.

Olennaisin ero alusten välillä on siinä, miten laskeutuminen putoamisen päätteeksi hoidetaan: Boeingin CST-100 -niminen alus luottaa laskuvarjoihin, kun taas SpaceX:n Dragon v2 käyttää rakettimoottoreita, joilla se hidastaa vauhtiaan ja laskeutuu vähän kuten helikopteri pystysuoraan pehmeästi haluttuun paikkaan.

Dragon v2:n nimi tulee siitä, että se on toinen versio nykyisestä Dragon-aluksesta, jolla SpaceX huolehtii jo nyt avaruusaseman rahtikuljetuksista Orbital Sciences -yhtiön ohella. Nyky-Dragonin tapaan Dragon v2 laukaistaan avaruuteen yhtiön omalla Falcon 9 -kantoraketilla.

Hieman viilatulta Apollo-kapselilta näyttävään CST-100:n verrattuna moderni Dragon v2 on hyvin design-henkinen, mikä näkyy rakettilaskeutumisen lisäksi myös sen sisällä. Linjakkaiden kuppi-istuinten ohella aluksen litteä ohjauspaneeli laskeutuu kaasujousien avustamana astronauttien eteen ja siinä on suuret kosketusnäytöt. Kaikkein tärkeimmät toiminnat voidaan hoitaa myös toimintavarmoin mekaanisin kytkimin.

Uutta Dragon v2:ssa on myös se, että sen osien tekemisessä käytetään runsaasti teollista 3D-printtausta. Esimerkiksi aluksen SuperDrago-rakettimoottorien tärkeimmät osat on printattu, jolloin niistä saadaan kevyitä ja kestäviä.

Moottorit toimivat myös pelastusraketteina, eli ne sinkoavat aluksen myös ylös kantoraketista mahdollisessa hätätilanteessa.

Vaikka Boeingin CST-100 näyttää perinteiseltä, on se luonnollisesti kokonaan uusi alus. Sen rakenteet, materiaalit ja elektroniikka ovat tätä päivää. Alus on myös Apolloja suurempi, sillä kolmen sijaan sen sisään mahtuu seitsemän avaruuslentäjää. Samoin Dragon v2:n kyytiin mahtuu seitsenhenkinen miehistö. Olennaista on myös se, että alukset voivat tuoda astronauttien lisäksi varsin paljon rahtia takaisin Maahan.

Boeing käyttää kapselinsa avaruuteen nostamiseen Atlas 5 -kantorakettia. Kenties osa yhtiöiden saamista eri suuruisista summista johtuu tästä, sillä Atlas 5:n listahinta laukaisulle on noin 150 miljoonaa dollaria, kun taas SpaceX myy Falcon 9:n laukaisuita nyt hintaan 60 miljoonaa dollaria. Kunhan Falcon 9 saadaan pian osittain uudelleenkäytettäväksi, tulee sen hinta putoamaan edelleen.

Puoliavoin maksusitoumus

Nasan nykytyyliin tehty tilaus riippuu vielä monesta asiasta, erityisesti Yhdysvaltain tulevasta politiikasta – eli siitä, kuinka paljon Nasa saa rahaa.

Tämän Commercial Crew Transportation Capability (CCtCAP) -hankkeen puitteissa on tähän saakka rahoitettu Boeingin ja SpaceX:n lisäksi Sierra Nevada Corporation, ja nyt valitut kaksi yhtiötä voidaan vastaisuudessa leikata vielä yhdeksi tai sitten Nasa tulee käyttämään kummankin yhtiön palveluita samanaikaisesti.

Nasan nyt tekemä tilaus kattaa aluksen viimeistelyn sekä testaamisen ja vähintään kaksi tai enintään kuusi lentoa avaruusasemalle. Lennoilla on oltava mukana ainakin neljä astronauttia.

Ylös lentämisen ja alas palaamisen lisäksi alusten tärkeä tehtävä on olla myös avaruusaseman pelastusaluksina. Siksi niiden toiminta-ajan tulee olla ainakin 210 vuorokautta.

Kummankin aluksen tulee käydä vielä läpi tiukat testit ja tehdä vähintään yksi koelento avaruuteen ainakin yksi NASAn astronautti mukaan. Ensimmäistä kertaa siis amerikkalaisyhtiöt tulevat lennättämään henkilökuntaansa avaruuteen ikään kuin taksikuskeina. Venäjällä tämä ei ole mitään uutta, sillä jo pitkään avaruusyhtiö Energia on lennättänyt omia kosmonauttejaan avaruusasemalle.

Dream Chaser oli päätöksen häviäjä, mutta sen pienoismallia jo koelentänyt yhtiö ei tiedä vielä mitä tehdä tämän jälkeen: jatkaako avaruusturismi mielessä, odottaa muuta kehitelyrahaa Nasalta vai heittää pyyhe kehään.

Boeing 777X jo tuulitunnelissa

Ma, 12/16/2013 - 10:09 By Jari Mäkinen

Vain muutama viikko sen jälkeen kun lentokoneenvalmistaja Boeing ilmoitti Dubain ilmailunäyttelyssä aloittavansa suositun pitkänmatkankoneensa 777:n uuden, nykyaikaistetun version 777X:n valmistamisen, on koneen pienoismalli jo tuulitunnelitesteissä. Testit tehdään Iso-Britanniassa, QinetiQ -yhtiön aerodynaamisessa tutkimuskeskuksessa Farnborough'n luona.

Koneen pienoismalli on hyvin autenttinen ja muun muassa sen korkeusvakaajan kulmaa sekä laippoja ja solakoita voidaan muuttaa asennosta toiseen aivan kuten oikeassa koneessa tullaan tekemään. Näin testeissä voidaan jo nyt "lentää" koneella eri nopeuksilla ja erilaisissa lentotilanteissa, joskin nyt 5. joulukuuta alkaneet kokeet keskittyvät vain hidaslento-ominaisuuksiin. Eli testeissä kiinnitetään huomiota pääasiassa laskeutumiseen ja lentoonlähtöön.

Malli on kooltaan 0,05% täysikokoisesta koneesta, eli 4,2 metriä pitä ja sen siipien kärkiväli on 3,9 metriä. Siihen on asennettu satoja pieniä sensoreita, jotka rekisteröivät ilmapainetta ja rasituksia eri puolilla runkoa.

Lentokoneiden aerodynamiikkaa voidaan simuloida erittäin hyvin tietokoneilla ja koneita voidaan lentää näiden simulaatioiden perusteella tehdyillä malleilla simulaattoreissa jo kauan ennen kuin oikea kone edes lentää, mutta yhä edelleen paras tapa varmentaa tietokonelaskelmat on käyttää koneen pienoismallia tuulitunnelissa. Tuulitunnelikokeet ovat myös hyvin visuaalisia, jolloin toisinaan rungon yksityiskohtien sekä ilman virtauksen hahmottaminen on vaikeaa (3D-työkaluista huolimatta) ilman fyysistä, oikeaa mallia.

Näiden testien jälkeen keväällä pienoismallilla ajetaan suurnopeustestejä Boeingin omalla, tähän paremmin soveltuvalla tuulitunnelilla Seattlessa.

Boeing 777X -koneesta tulee suurin ja polttoainetaloudellisin kaksimoottorinen matkustajakone, jolle valmistaja lupaa 12% pienemmän polttoaineenkulutuksen kuin kilpailijallaan (siis Airbusin A350:lla) ja sen käyttökustannuksien luvataan olevan 10% pienemmät.

Parantuneen aerodynamiikan, kehitettyjen ohjausjärjestelmien ja uusien materiaalien ohella tärkein vaikuttaja säästöihin ovat uudenlaiset General Electric GE9X -moottorit.

Koneesta on tulossa kaksi versiota: suurempi 777-9X, joka voi lentää yli 400 matkustajalla noin 15100 km:n päähän, ja rungoltaan lyhyempi 777-8X, jonka sisään mahtuu 350 matkustajaa ja se pystyy lentämään 17200 km:n päähän. 777-8X on Airbus A350-1000:n suora kilpailija, joten A350:n pienempi versio ei osu aivan suoraan nokatusten uuden Boeingin kanssa. Sen sijaan lentoyhtiöt pohtivat koneita ostaessaan A350-900:n ja Boeingin hieman heikkomaineisen 787 Dreamlinerin välillä, vaikka nekään eivät ole kooltaan aivan samoja.

Beoingin uutuus tulee liikenteeseen vuonna 2020 ja sen suunnittelu saadaan valmiiksi 2015. Sen jälkeen konetta aletaan rakentaa ja koelentää, mihin menee helposti 4-5 vuotta. Koneelle on jo 259 tilausta.

Boeingin uusi konekaksikko virtuaalisesti taivaalla. (Tämä ja otsikkokuva: Boeing)