raketti

Goddardin "kaalimaaraketin" ensilento

Ke, 03/16/2016 - 06:08 Markus Hotakainen
Goddardin nesteraketti

 

Päivälleen 90 vuotta sitten Robert Goddard, yksi rakettitekniikan pioneereista, laukaisi ensimmäisen nestemäistä polttoainetta käyttävän raketin Auburnissa, Massachusettsissa.

Päivän kuvaSeuraavana päivänä eli 17. maaliskuuta Goddard kirjoitti päiväkirjaansa: "Nestemäistä polttoainetta käyttävän raketin ensilento tapahtui eilen Effie-tädin maatilalla Auburnissa… Vaikka kytkin vapautettiin, raketti ei ensin noussut, mutta liekki syttyi ja kuului tasainen jyrinä. Useiden sekuntien kuluttua se nousi, ensin hitaasti, kunnes selvisi kehikosta, ja sitten pikajunan vauhdilla kaartaen vasemmalle ja iskeytyen jäähän ja lumeen melkoisella vauhdilla."

Nelliksi nimetty raketti kohosi 2,5 sekuntia kestäneen lentonsa aikana ainoastaan 12,5 metrin korkeuteen ja päätyi noin puolensadan metrin päähän routaiseen kaalimaahan – epäilemättä Effie-tädin närkästykseksi. Ensimmäinen vaatimaton, mutta merkittävä askel kohti nykyisiä kantoraketteja oli kuitenkin otettu.

Hollantilaiset tähtäsivät korkealle

To, 10/02/2014 - 10:30 Jari Mäkinen

Laukaisu on lykkääntynyt moottorin virhesytytyksen vuoksi.

Hollantilaisen Delftin teknillisen yliopiston opiskelijaryhmä DARE koittaa tehdä tänään eurooppalaisten amatöörirakettien korkeusennätyksen: heidän Stratos II -rakettinsa tähtäimessä on 50 kilometrin korkeus. Vähintään.

Yhdessä espanjalaisten kanssa tehty hybridiraketti on uusi versio aiemmin 12,5 kilometrin korkeuteen nousseesta Stratos I -raketista, ja ryhmän aikomuksena on nousta vielä "oikeasti" avaruuteen, yli sadan kilometrin korkeuteen.

Stratos II on seitsemän metriä pitkä yksivaiheinen raketti, jonka moottorina on DHX-200 Aurora -niminen hybridirakettimoottori. Se käyttää hapettimenaan dityppioksidia (eli ilokaasua) ja polttoaineenaan parafiinin, sorbitolin ja alumiinin sekoitusta. Moottorin impulssi on 200 kNs, kun sen potku lasketaan koko noin 30 sekunnin toiminta-ajalle.

Raketin nokassa on kaksi laskuvarjoa, joista ensimmäinen pieni varjo auttaa vakauttamaan raketin asennon yliäänen nopeudella tapahtuvan putoamisen aikana ja toinen, varsinainen päävarjo, avautuu vasta noin 2-3 kilometrin korkeudessa.

Stratos II:n laukaisu oli tarkoitus tehdä jo eilen 1. lokakuuta, mutta epäsuotuisten tuulien vuoksi laukaisua lykättiin ensin torstaihin ja sitten teknisten syiden vuoksi perjantaihin. Ellei rakettia saada matkaan perjantaina, pitää laukaisua yrittää joskus toiste. 

Suoraa lähetystä Espanjassa sijaitsevalta laukaisupaikalta voi seurata alla.

Ohjusisku vai rakettikoe?

Ti, 09/09/2014 - 11:17 Jari Mäkinen

Sunnuntain 7.9. Helsingin Sanomissa kaksi Finnairin entistä lentäjää kertoi, kuinka joulun aatonaattona 1987 Tokiosta Helsinkiin palannutta matkustajakonetta kohti tuli Huippuvuorten kohdalla ohjus. Kun koneen ja ohjuksen välillä oli etäisyyttä lentäjien arvion mukaan enää vain parikymmentä kilometriä, ohjus räjähti: ”Räjähdyksestä syntyi valtava pilvi”, muistelevat lentäjät.

Lentäjiä pidetään yleisesti luotettavina havainnontekijöinä eikä tietenkään syyttä – kun liikutaan maanpäällisen kahden ulottuvuuden sijasta kolmessa ulottuvuudessa, satunnainen silmäily ei riitä, vaan ympäristöä on tarkkailtava suurella huolella. Mutta kuten jutussakin todetaan, ”Ilmassa on silmämääräisesti vaikea arvioida etäisyyksiä tai kokoa, kun ei ole mihin verrata”.

Lentäjät olivat kuitenkin selvästi hyvin tilanteen tasalla, sillä he käyttivät koneen navigointijärjestelmää ja sekuntikelloa arvioidakseen ohjuksen räjähdyskohdan ja koneen silloisen sijainnin välisen etäisyyden. Tulokseksi he saivat 20-25 kilometriä, mikä on täysin mahdollista.

Noihin aikoihin pohjoisilla leveysasteilla ilmatila oli kuitenkin ajoittain raketteja ja ohjuksia sakeanaan. Tapausta on pohdittu Suomen kuvalehden nettijutussa ja myös Hesarin jutussa viitattiin vuonna 1985 Inarinjärven jäälle pudonneeseen ohjukseen. Meritorjuntaan käytetyillä risteilyohjuksilla (jollainen Inarin ohjus oli), ilmatorjuntaohjuksilla ja tutkimustarkoituksiin laukaistuilla raketeilla on kuitenkin vissit erot.

Tuolloin 23. joulukuuta 1987 esimerkiksi tehtiin SS-25-ohjusjärjestelmän viimeinen testi Kuolassa. Ja samana päivänä laukaistiin Suomen itärajan tuntumasta Plesetskin avaruuskeskuksesta pohjoiseen omalaatuinen raketti, jonka tarkoituksena oli todennäköisesti testata hätätilanteissa käytettävää tiedonvälityslinkkiä. Vaikka tämä raketti ei tullut Huippuvuorten tuntumaan, se on ainakin periaatteessa näkynyt koneesta (mutta ei todellakaan selvästi lähellä olevana) ja sen laukaisuaika on jotakuinkin sama kuin jutussa mainitaan: se laukaistiin klo 13:14-13:19 ja raketti kävi 760 kilometrin korkeudessa.

UFOja itätaivaalla

Liikennelentäjät eivät olleet 1980-luvulla ainoita taivaalla lentävien rakettien silminnäkijöitä. Niitä nähtiin toisinaan kaikkialta Suomessa. Syynä tähän on tuo mainittu Plesetskin kosmodromi, joka sijaitsee noin 500 kilometriä Suomen itärajasta itään. Se on perustettu vuonna 1966, ja Neuvostoliitto salasi pitkään sen olemassaolon, koska sitä käytettiin eritoten sotilaallisten satelliittien laukaisupaikkana.

1980-luvulla Plesetskin touhut olivat kuitenkin jo yleisessä tiedossa. Selkeällä säällä öiseen aikaan ammutut raketit näkyivät useiden satojen kilometrien säteellä, helposti siis myös Suomen puolelta. Noihin aikoihin tähtiharrastajat ja muut yöllä ulkosalla liikkuneet näkivät idän suunnalla aavemaisia rakettivanoja jopa useita kertoja vuodessa. Laukaisuita tehtiin toisinaan jopa useita päivässä.

Plesetsk ei kuitenkaan ollut ainoa paikka, mistä pohjoiselle taivaalle ammuttiin raketteja. Neuvostoliitto (ja Venäjä) ovat laukaisseet useita raketteja sekä ohjuksia sukellusveneistä Barentsinmereltä, minkä lisäksi sekä Ruotsista että Norjasta laukaistiin (ja laukaistaan edelleen) luotausraketteja, joilla tutkittiin ilmakehän yläosia ja avaruutta.

Joissakin raketeissa oli mukana bariumsäiliö, joka räjäytettiin noin sadan kilometrin korkeudella. Harvassa ilmassa kaasuuntunut barium laajeni turkoosinväriseksi tai sinertävänvihreäksi pilveksi, joka lähti liikkumaan Maan magneettikentän myötäisesti.

Tarkkailemalla pilven liikettä maanpinnalta käsin saatiin tietoa liki avaruuden rajalla vallitsevista oloista, joita on muuten hankala tutkia: sadan kilometrin korkeus on liikaa lentokoneille tai ilmapalloille, mutta liian vähän satelliiteille.

Ruotsista ja Norjasta ammutut raketit olivat kuitenkin aina ennalta tiedossa, Neuvostoliitto ei tekemisistään kertonut etukäteen – eikä usein jälkikäteenkään, ainakaan jos jotakin meni pieleen. Tai jos raketti oli ammuttu Jäämerellä seilaavasta sukellusveneestä…

Amerikkalainen bariumkoe

Taivaallisten etäisyyksien havaitsemisen vaikeudesta hyvä esimerkki on syyskuussa 1985 nähty bariumkoe. Laajalti ympäri Suomea havaittu pilvi oli joidenkin silminnäkijöiden mukaan ihan lähellä, vaikka se todellisuudessa liikkui Lapin yli kohti etelälounasta. Tarkka reitti pystyttiin laskemaan valokuvista, joita ilmiöstä saatiin eri puolilta Suomea.

Kun kuvissa näkyi sekä pilvi että tähtiä, voitiin määrittää pilven tarkka suunta kultakin kuvauspaikalta eri kellonaikoina. Kun tulokset yhdistettiin, saatiin yksinkertaisella kolmiomittauksella selville pilven kulloinenkin etäisyys ja liikesuunta. Seuraamalla reittiä ajassa taaksepäin jäljet johtivat sylttytehtaalle eli Barentsinmerelle.

Miten ohjuskokeet, rakettikokeet ja bariumpilvet liittyvät Finnairin lentäjien kertomukseen liki 30 vuotta sitten nähdystä ohjuksesta, joka oli suuntaamassa suoraan kohti matkustajakonetta? Eivät välttämättä mitenkään – mutta nämä kaikki kertovat omaa kieltään siitä, että etenkin 1980-luvulla pohjoisen taivaalla tapahtui paljon kaikenlaista.

Todennäköisintä lienee se, että puna-armeija on harjoitellut tapauksen aikaan ilmatorjuntaa pahaa-aavistamatonta liikennekonetta vastaan. Myös Suomen armeijassa on IT-tykkejä suunnattu harjoitusmielessä Finnairinkin koneita kohti (kirjoittaja on tehnyt sitä itse Turussa). Onneksi kuitenkin ilman ammuksia…

Kuvat: Otsikkokuvassa on avaruussukkulan laukaisu lentokoneesta kuvattuna. Sitä seuraa Plesetskin rakettilaukaisun itäiselle taivaalle jättämä hohtava pilvi Esko Lyytisen kuvaamana (tosin Lyytinen muistelee, että tämä on saattanut olla myös tulipallovana) ja bariumpilvi on NASAn luotausrakettikokeesta vuodelta 2009.

Ainutlaatuinen tarjouspyyntö

To, 04/10/2014 - 13:39 Jari Mäkinen
Aalto-1 -tarjouspyyntö

Aalto-yliopistossa opiskelijavoimin rakennettava Suomen ensimmäinen satelliitti Aalto-1 otti tänään taas yhden askeleen lähemmäksi pääsyään avaruuteen, kun tarjouspyyntö sen laukaisemiseksi avaruuteen laitettiin julkiseen hakuun.

Normaalin valtion hankintamenettelyn mukaisesti satelliitteja avaruuteen laukaisevat yhtiöt voivat nyt tarjota rakettiaan Aalto-1:n viemiseksi avaruuteen: kyseessä on ensimmäinen kerta, kun Suomesta tehdään tällainen tarjouspyyntö. Käytönnössä pienikokoinen ja kevyt Aalto-1 tullaan laukaisemaan muiden satelliittien kanssa jonkin suuremman hyötykuorman ohessa, eli samalla kyydillä avaruuteen pääsee useampikin satelliitti. Pyynnön laittaminen julkiseksi on kuitenkin tärkeä askel ja konkreettinen merkki siitä, että Aalto-1 alkaa olla nyt valmis.

Kuten tarjouspyyntö, joka siis on julkisesti luettavissa täällä, sanoo, on kyseessä 5-kiloisen nanosatelliitin laukaisu 600 – 850 km korkeuteen maapallon napojen kautta kulkevalle aurinkosynkroniselle polaarikiertoradalle. Aurinkosynkroninen tarkoittaa sitä, että satelliitin ratatason siirtyy noin asteen verran idemmäksi joka päivä, jolloin ratataso pysyy paikallaan Aurinkoon nähden ja siten vuoksi satelliitti ylittää saman maapallon paikan samaan vuorokaudenaikaan ja samankaltaisissa valaistusolosuhteissa joka päivä.

Koska rata on polaarirata ja nanosatelliitit laukaistaan suuren satelliitin oheishyötykuormina, pitää laukaistavan suuren satelliitin olla myös matkalla polaariradalle. Sellaisia ovat esimerkiksi kaukokartoitussatelliitit ja jotkut tutkimussatelliitit.

Periaatteessahan satelliitin laukaiseminen ei ole mitenkään erityinen asia, ja kuka tahansa voi paitsi ostaa satelliitin, niin myös raketin sen avaruuten viemiseksi. Se vaatii vain rahaa – tai kuten Aalto-1:n tapauksessa, hieman vähemmän rahaa, mutta enemmän omaa työtä.

Satelliittia on tehty opiskelijatyönä oppimistarkoituksessa, ja satelliitin laukaisun hankkiminen virallisen proseduurin mukaan, satelliitin itsensä laukaisuvalmistelut ja lopulta sen käyttöönottaminen avaruudessa sekä operointi siellä on tärkeä osa koko kokemusta. Näitä kaikkia valmistellaan ja harjoitellaan etukäteen, mikä sekin on jo hyvin opettavaista.

Viron ensimmäinen satelliitti, edelleen toimiva ESTCube-1 laukaistiin matkaan samalla tavalla.

Edellinen Aalto-1:stä kertonut juttumme oli Aalto-1n säteilytestauksesta.

Ensimmäinen lento avaruuteen

Ma, 02/24/2014 - 12:34 Jari Mäkinen
WAC Corporal Bumper 5

  

Tänään 65 vuotta sitten tehtiin historiaa: ensimmäinen kerran saatiin mittaustietoja avaruudesta, kun pientä mittalaitepakettia kantanut raketti laukaistiin ennätyskorkealle avaruuteen. WAC Corporal Bumber 5 nousi kunnolla virallisen avaruuden puolelle, 393 kilometrin korkeuteen 24. helmikuuta 1949.

Toisen maailmansodan jälkeen Yhdysvallat ja Neuvostoliitto käyttivät saksalaisten kehittämää V2-rakettia esikuvana omille raketeilleen. Neuvostoliitossa suurin oppi otettiin rakettimoottorista, jonka jatkokehitelmät ovat edelleen käytössä.

Yhdysvallat sai haltuunsa enemmän lentovalmiita V2-raketteja, ja se käytti niitä rakettilennon oppimiseen sekä tekniikan kehittämiseen. Raketteja laukaistiin White Sandsin tykistöalueella New Mexicossa, ja sen jälkeen kun pelkkiä V2-raketteja oli laukaistu jonkin verran, niitä viritettiin paremmiksi lisäämällä niiden kärkeen toiseksi vaiheeksi pienen WAC Corporal -luotausraketin. WAC sinällään pystyi nousemaan noin sadan kilometrin korkeuteen, joten toisena rakettivaiheena käytettäessä se pystyi ainakin teoriassa lentämään satojen kilometrien etäisyydelle Maan pinnasta. Ongelmana tosin oli se, että ensimmäisten amerikkalaisrakettien tapaan WACin maine ei ollut häävi: vitsiniekat käänsivätkin sen nimen muotoon "Without Any Control", joskin V2:n päältä laukaisuissa versioissa oli uudet ohjaiuslaitteet ja luotettavuus oli parempi.

Tämän Bumper -nimisen ohjelman tarkoituksena oli tutkia miten rakettivaiheet erkaantuvat toisistaan ja mitä ongelmia niissä mahdollisesti on. Sivutuotteena pystyttiin saamaan tutkimustietoa hyvin korkealta – aina avaruudesta saakka.

Bumper-ohjelmassa laukaisuun kaikkiaan kahdeksan rakettia toukokuun 1948 ja kesän 1950 välillä. Näistä kuusi ensimmäistä lentoa tehtiin White Sandsista, ja loput Floridasta Cape Canaveralista, minne Yhdysvaltain pitkäkantamainen rakettitoiminta vähitellen siirtyi. Atlantin päälle oli turvallista laukaista raketteja.

Näistä lennoista ensimmäinen kunnolla onnistunut oli numero 5, joka tehtiin tänään 65 vuotta sitten. Siinä V2 nousi WAC Corporal nokassaan 32 kilometrin korkeuteen, missä raketit irtaantuivat ja pikkuraketti rynnisti liki 400 kilometrin korkeuteen. Aikaisemmilla lennoilla joko V2 tai WAC petti, joskin parhaimmillaan päästiin jo reippaasti virallisen avaruuden rajan, sadan kilometrin, yläpuolelle. Lento numero 3 kipusi aina 150 kilometriin saakka, mutta sieltä ei saatu mittaustietoja.

Mittaukset eivät olleet häävejä, mutta koska aikaisemmin ei kunnolla avaruudesta oltu saatu mitään tietoja, olivat ne kiinnostavia. 11 kiloa massaltaan olleessa laitepaketissa oli vain lämpömittari raketin teknisiä tietoja välittänyt laite radiolähettimen lisäksi. Seuraavaan rakettiin laitettiin mukaan myös kosmisten säteiden mittari, mutta se ei valitettavasti päässyt avaruuteen, kun WAC-raketti ei syttynytkään.

Teknisesti kyseessä oli kuitenkin vielä suurempi askel. Raketti lensi ennätyskorkealle ja suurimmalla koskaan ihmisen rakentaman laitteen saavuttamalla nopeudella, 8300 km/h. Vaikka niin arveltiinkin jo aikaisemmin, näytti lento toteen sen, että tyhjässä avaruudessa voidaan lentää hallitusti ja esimerkiksi elektroniikka toimii siellä normaalisti.

Se oli eräs pienistä, suurista askeleista, jotka ihmiskunta on ottanut ulos planeetaltamme.

 

Ennätyslennolla ei ollut mukana kameraa. mutta maaliskuussa 1947 tehty 21. V2-laukaisu Yhdysvalloissa nousi 162 kilometrin korkeuteen ja sen kyydissä ollut kamera nappasi tämän kuvan.