3
min read
A- A+
0%
read
NASAn “lentävällä lautasella” on suomalainen serkku
Jari Mäkinen
04.06.2015 

Päivitys perjantaina illalla: Torstaille, ja sen jälkeen viikonlopulle suunniteltu koelento on lykätty epäsuotuisan sään vuoksi aikaisintaan maanantaiksi 8. kesäkuuta.

NASA testaa tänään omituista, hieman lentävältä lautaselta näyttävää alusta. Se nostetaan kaasupallolla 36 kilometrin korkeuteen, mistä se pudotetaan alas. Pallo lähetetään ilmaan arvion mukaan klo 20:30 Suomen aikaa Havaijilta ja toiminta alkaa kolmen tunnin kuluttua, kun pallo on saavuttanut halutun korkeuden.

Kun alus irrotetaan kaasupalloon kiinnitetystä köydestä, saavat  neljä pientä rakettimoottoria aluksen pyörimään akselinsa ympäri kuin hyrrän.

Sen jälkeen voimakkaampi rakettimoottori alkaa työntää “lentävää lautasta” ylöspäin. Se saavuttaa noin 55 kilometrin korkeuden, kun moottorin polttoaine loppuu. Siellä ohjausrakettimoottorit nyt lopettavat lentoa vakauttaneen pyörimisliikkeen, ja alus alkaa pudota alas kohti Maata. 

Syy siihen, miksi NASA nostaa avaruuslaitteen stratosfääriin ja haluaa sen tulevan sieltä alas on yksinkertainen: laitteen tarkoituksena on testata uudenlaista laitteistoa Marsiin laskeutumista varten ja yläilmakehässä ilman tiheys vastaa Marsin ohuen kaasukehän tiheyttä. Jos siis systeemi toimii stratosfäärissä, se toimii myös Marsissa.

Tämän “lentävän lautasen” koko nimi on LDSD ja sillä on SIAD, eli kyseessä on ohuessa kaasussa toimiva supersooninen jarrulaitteisto (Low Density Supersonic Decelerator) ja se käyttää kehitteillä olevaa supersooninen puhallettava aerodynaaminen jarrulaitteistoa (Supersonic Inflatable Aerodynamic Decelerator). 

Suomeksi tämä tarkoittaa sitä, että kyseessä on alus, missä on auton ilmatyynyn tapaan räjähdyspanoksien kehittämän kaasun voimasta auki puhaltuva ilmapussi, joka on muotoiltu Marsiin saapuvien alusten lämpökilven muotoiseksi ja päällystetty lämpöä kestävällä materiaalilla. Alukset tarvitsevat tätä kilpeä, koska Marsin kaasukehä kuumentaa saapuvaa alusta – etenkin kun se syöksyy suoraan Marsiin planeettainvälisestä lennosta – ja samalla kaasukehän kitka hidastaa lentoa. 

Systeemi siis suojaa laskeutuvaa alusta kaasun kitkakuumennukselta ja jarruttaa sitä. Kooltaan ja massaltaan se on kuitenkin pienempi ja kevyempi kuin perinteinen kiinteä lämpökilpi, joten tekniikan avulla voitaisiin Marsiin lähettää painavampia hyötykuormia, kuten suurempia kulkijoita. Nykyisin Marsin pinnalle voidaan lähettää maksimissaan noin 1,5 tonnia, mutta uudella laitteistolla saataisiin tätä nostettua jopa kolmeen tonniin.

Sen jälkeen kun ilmatyyny on pullistunut ja aluksen nopeus on hidastunut noin nelinkertaisesta äänen nopeudesta 2,4-kertaiseen äänen nopeuteen, aukeaa suuri yliäänen nopeudella toimimaan suunniteltu laskuvarjo. Se hidastaa matkantekoa edelleen ja tuo laitteiston turvallisesti alas Maahan.

Kaikkineen putoaminen kestää noin 40 minuuttia.

Tähän viimeiseen vaiheeseen liittyy tänäisen lennon suurin epävarmuus: koska alus putoaa mereen, täytyy meren pinnan olla kohtalaisen tyyni. Koelentoa lykättiin jo kerran liian suuren aallonkorkeuden vuoksi ja edelleen on olemassa vaara, että aallot nousevat liian korkeiksi.

Kooltaan muuten tämä koealus ei ole mikään suuri: vaikka monissa kuvissa se vaikuttaa suurelta, on "lentävä lautanen" vain pari metriä halkaisijaltaan.

Suomalainen esikuva

Ilmatieteen laitoksella NASAn koelentoa seurataan varmaankin tarkasti, koska Suomessa on kehitetty tällaista puhallettavan lämpökilven periaatetta jo pitkään. Tarkoituksena oli laukaista sen koekappale samaan tapaan testilennolle yläilmakehässä jo vuosia sitten Neuvostoliiton aikaisen velan kompensaationa saatavalla raketilla, mutta lento lykkääntyi ja lykkääntyi byrokratian vuoksi. Nyt lennosta ei enää haaveilla.

Laitteen nimi on MetNet ja kyseessä oli pieni säähavaintoja Marsissa tekevä iskeytyjä. Terävänokkainen, vain 22 kg painava laite (mistä neljä kiloa olisi tieteellisiä tutkimuslaitteita) oli suunniteltu siten, että se törmäisi Marsin pintaan ja tunkeutuisi vähän sen sisälle. 

Marsin kaasukehään saapuessaan se kuitenkin käyttäisi auki puhaltuvaa pussimaista lämpösuojaa, joka putoaisi käytön jälkeen pois. Sen jälkeen avautuisi rengasmainen 1,8 metriä halkaisijaltaan oleva laskuvarjon tapaan toimiva aerodynaaminen jarru, joka myös hidastaisi lentoa putoamisen aikana niin paljon, että tikkamainen alus osuisi juuri sopivalla nopeudella pintaan.

Pinnalla iskunkestäviksi tehtyjen mittalaitteiden anturit ja radiolaitteiden antennit nousevat yläosasta esiin. Viestit Maahan kulkevat Marsin kiertoradalla olevien luotaimien kautta.

Ilmatieteen laitoksen suunnitelmien mukaan tällaisia kevyitä iskeytyjiä voitaisiin laittaa Marsiin lähetettäviin luotaimiin oheishyötykuormaksi. Niitä voitaisiin lähettää myös Marsiin koko joukko kerralla tai jopa yksitellen käytöstä poistettavalla mannertenvälisellä ohjuksella. Säähavaintoasemia voitaisiin näin ripotella Marsin pinnalle sinne tänne kiinnostaville seuduille.

Hankkeessa mukana Ilmatieteen laitoksen kanssa ovat olleet venäläinen Lavotškinin ja Venäjän Avaruustutkimuslaitos (IKI) sekä Espanjan kansallinen ilmailu- ja avaruustekniikkakeskus (INTA).

Maan ilmakehässä tehtävän koelennon jälkeen aikomus oli laittaa MetNEtin prototyyppi mukaan vuonna 2011 laukaistuun venäläiseen Phobos-Grunt -luotaimeen, mutta se jätettiin lopulta pois matkasta tilanpuutteen vuoksi – onneksi, sillä luotain ei päässyt Maan kiertorataa pitemmälle ja näin suomalaislaitekin olisi tuhoutunut.

Nyt tekniikkaa tarjotaan käytettäväksi tulevilla Mars-lennoilla, mutta konkreettisia suunnitelmia ei ole. Tässä on taas yksi hieno suomalaiskeksintö, joka on jäänyt hieman puolitiehen.