Video: Raketti tienristeyksessä

Video: Raketti tienristeyksessä

Jos Los Angelesin lentoaseman eteläpuolella ajelee Hawthorne -nimisessä paikassa, saattaa siellä törmätä yllätykseen: risteyksessä olevaanb kantorakettiin. Se ei tosin ole ajoradalla, vaan turvallisesti SpaceX -yhtiön pääkohttorin pihalla.

Jari Mäkinen
03.07.2018

SpaceX on vallannut vähitellen varsin suuren osan Hawthornen paikallisen lentokentän vierellä olevista rakennuksista. Siellä sijaitsee nyt yhtiön päämaja sekä sen ympärillä on koko joukko kiinnostavan näköisiä rakennuksia, joissa on mielenkiintoa herättäviä tekstejä: esimerkiksi Dragon processing facility ja niin edelleen.

Dragon on yhtiön avaruusalus, jonka miehittämättömät versiot kuljettavat nyt rahtia avaruusasemalle ja tuovat sieltä takaisin Maahankin tavaraa, ja jonka uusi miehitetty versio tekee pian ensilentonsa.

Eniten huomiota herättää kuitenkin päärakennuksen edessä kaikkien ihailtavana oleva Falcon 9 -kantoraketin ensimmäinen vaihe. Kyseessä on aivan ensimmäinen onnistuneesti takaisin palannut rakettivaihe, joka teki ensimmäisen (ja ainoan) lentonsa joulukuussa 2015. Tätä vaihetta tutkittiin tarkasti lennon jälkeen ja sen avulla tekniikkaa kehitettiin eteenpäin, mutta uuden lennon sijaan se päätyi näyttelyesineeksi. Yhtiö ihan syystäkin haluaa muistella sen avulla saavutustaan, joka on merkkipaalu avaruuslentojen historiassa.

Tarkalleen ottaen kyseessä on rakettivaihe numero B1019 ja ensimmäinen ns. Full Thurst -version Falcon 9:n ensimmäinen vaihe. Tässä versiossa käytetään mm. tavallista kylmempiä ajoaineita, koska kylmemmät ja siten tiheämmät kerosiini sekä nestehappi ovat tilavuutta kohden energeettisempiä. Siinä oli myös ensimmäiset suurempitehoiset Merlin-rakettimoottorit. Raketin rakennetta, ohjaimia ja laskeutumisjalkoja oli myös paranneltu.

Kuormana tällä 22. joulukuuta 2015 olleella lennolla oli 11 kappaletta Orbcomm-yhtiön satelliitteja. Sen jälkeen, kun ensimmäinen vaihe oli tehnyt tehtävänsä, se kääntyi takaisin ja laskeutui Cape Canaveralissa laukaisupaikan lähellä olevalle laskeutumisalueelle, joka tunnetaan nimellä LZ-1, eli Landing Zone 1.

Raketti on siis kaikkien nähtävissä ja ihailtavissa Hawthornessa Crenshaw Boulevardin ja Jack Northrop Avenuen risteyksessä SpaceX:n pääkonttorin edessä. Pääkonttorille ei sen sijaan mennä noin vain sisälle, eikä siellä oteta kuvia, mutta siellä on esillä paljon muuta yhtiön historiaa alkaen ensimmäisestä takaisin avaruudesta palanneesta Dragon-aluksesta. Sen osoite on asianmukaisesti 1 Rocket Road.

SpaceX:n pääkonttorin piha

Miksi viime perjantainen Falcon 9 -raketin lento oli vallankumous – tässä kuusi yksinkertaista syytä

Falcon 9 Block 5 nousee lentoon. Kuva: SpaceX
Jari Mäkinen

Avaruusyhtiö SpaceX laukaisi viime perjantaina Bangladeshin tilaaman tietoliikennesateliitin Maata kiertämään. Satelliitti ja laukaisu sinällään eivät olleet mitään erityistä, sillä kaikki kävi hyvin rutiininomaisesti, mutta lennossa oli monta seikkaa, jotka tekevät siitä hyvin tärkeän. Otsikossakin oleva sana "vallankumouksellinen" ei ole juurikaan liioittelua.

Uutisissa on kerrottu viime perjantain lennosta ja siitä, että kyseessä oli SpaceX -yhtiön Falcon 9 -kantoraketin uusi versio. Yhtiön johtajaperustaja Elon Musk hymisteli onnistuneen lennon jälkeen tyytyväisenä ja kertoi hieman yhtiön suunnitelmista tulevaisuudessa.

Suunnitelmat ovat hienoja ja pelottavia, riippuen siitä, keneltä kysytään. Jos kyse on satelliitteja avaruuteen laukaisevista yhtiöistä tai tahoista, jotka haluaisivat tulla mukaan avaruusliiketoimintaan, niin Muskin visiot ovat aivan upeita.

Jos taas asiaa kysytään nyt satelliitteja avaruuteen laukaisevilta kilpailijoilta, etenkin eurooppalaiselta Arianespacelta, niin vastauksena on pelokas ilme sekä selittelyä.

Tässä yksinkertaistettuna kuusi syytä, miksi Falcon 9:n lento oli tärkeä – ja miksi Eurooppa on pulassa.

Perjantain laukaisun ensimmäinen vaihe laskeutui suunnitellusti Atlantilla odottaneen lavetin päälle.

1. Tämä on oikeasti uudelleenkäytettävä raketti

SpaceX on osoittanut jo hienosti, miten Falcon 9 -kantorakettien ensimmäiset vaiheet saadaan palautettua takaisin alas niin kiinteälle maalle kuin merellä kelluvalle laskeutumisalustalle. 

Tähän mennessä näin on tehty 25 kertaa: 14 lentoa on tehty siten, että ensimmäinen vaihe on laskeutunut merellä olevalle lavetille, ja 11 ensimmäistä vaihetta on laskeutunut rannalle. Kahdeksan näistä palautetuista vaiheista on laukaisu uudelleen ja kaikki ovat toimineet hyvin. 

Perjantain lennolla oli käytössä uusi versio ensimmäisestä vaiheesta. Sen tekemisessä oli otettu huomioon raketteja puhdistettaessa ja uuteen lentoon valmistellessa tehtyjä havaintoja. Uuden ensimmäisen vaiheen rakettimoottorit on kiinnitetty eri tavalla, rakenteessa on muutoksia ja niiden pintamateriaalit kestävät paremmin kuumennusta, jonka kohteeksi vaiheet joutuvat alas palatessaan.

Parannusten ansiosta rakettivaiheet voidaan – ainakin suunnitelmien mukaan – lennättää uudelleen sata kertaa, ja kymmenen lentoa voidaan tehdä peräjälkeen vain hyvin pienin korjauksin. Periaatteessa vaihe tulee vain alas, se tarkastetaan ja voidaan käyttää saman tien uudelleen. Kymmenennen lennon jälkeen osia pitänee vaihtaa ja vaihe täytyy käydä tarkemmin läpi.

Musk lupasi, että vuoden kuluessa yhtiö aikoo lennättää saman ensimmäisen vaiheen uudelleen 24 tunnin sisällä. Tätä hän tosin uhosi tapahtuvaksi jo viime vuoden puolella, mutta aikataulu on viivästynyt; ajankohdan sijaan kannattaakin kiinnittää huomio siihen, että näin tulee varmasti käymään ja sen ansiosta rakettien lennätykset tulevat paljon edullisemmiksi ja helpommiksi.

Ensimmäisen vaiheen uudelleenkäyttämisen lisäksi SpaceX aikoo ottaa käyttöön myös uudelleenkäytettävät nokkakartiot ja raketin toiset vaiheet. Näiden talteen ottamisesta on tehty jo kokeita, mutta ne eivät ole vielä onnistuneet. Periaatteessa näin kuitenkin voidaan tehdä ja varmasti niin tukee käymään.

Toisen vaiheen uudelleenkäyttö on paljon vaikeampaa, koska se palaa takaisin suurella nopeudella kiertoradalta ja sen saaminen laskeutumaan siististi jaloilleen on hyvin hankalaa. SpaceX:n idea vaiheen palauttamisesta alas suurten, puhallettavien pallojen avulla on kuitenkin hyvä ja toimii teoriassa. 

Ainakin periaatteessa siis koko Falcon 9 voisi olla siis uudelleenkäytettävä.

2. Avaruuslaukaisun hinta romahtaa

Vaikka Falcon 9:stä voitaisiin kätevästi käyttää uudelleen ainoastaan sen ensimmäiset vaiheet, niin jo raketin nykyversiolla satelliitin laukaisun hinta avaruuteen tulee putoamaan olennaisesti. Ensimmäinen vaihe on raketin suurin ja kallein osa, joten jo niitä kierrättämällä hintaa voidaan laskea. 

Näyttää siltä, että aiemmin SpaceX:n mainostama 30 prosentin hinnan lasku on oikeasti suurempi. Nyt Musk puhuu vain 5-7 miljoonaa dollaria (noin 4-6 milj. euroa) maksavasta satelliittilaukaisusta, mikä on vain kymmenesosa nykyisestä hintatasosta. Vaikka tässä olisi hieman löysän puheen lisää, on suunta kohti olennaisia hinnanalennuksia.

Tämä tarkoittaa sitä, että yhä useammat voivat käyttää avaruutta hyväkseen, mikä lisää laukaisujen kysyntää, mikä osaltaan pudottaa hintoja edelleen. 

Sana vallankumous ei etenkään tässä mielessä ole yhtään liioittelua.

3. Kilpailijat ovat pulassa

SpaceX ei ole päässyt markkinajohtajaksi helpolla. Se on kehittänyt härkäpäisesti konkarien ja "viisaampien" neuvojen vastaisesti tekniikkaansa yli 14 vuoden ajan, eikä ole masentunut takaiskuista. 

Yhtiön kilpailijat ovat puolestaan lennättäneet perinteisiä kantorakettejaan aivan kuten ennen, ja vasta viime vuosina ne ovat alkaneet pohtia miten vastata SpaceX:n asettamaan haasteeseen.

Pahimmassa pulassa on eurooppalainen Arianespace, joka käyttää pääasiassa Ariane 5 -kantorakettia. Ariane on ollut kaupallisten satelliittilaukaisuiden työhevonen siitä alkaen, kun se tuli käyttöön 1990-luvun lopussa. Silloin Ariane 5 oli uusi raketti, joka oli 1960-luvulta peräisin olevia (edelleen käytössä olevia) amerikkalaisraketteja yksinkertaisempi, tehokkaampi ja edullisempi suhteessa laukaistavaan massaan.

Nyt tekeillä on uusi Ariane, numeroltaan kuusi. Se on vieläkin yksinkertaisempi ja sen koko on sopeutettu sopimaan paremmin nykyisin laukaistavien tietoliikennesatelliittien massoihin. Mutta se on edelleen kertakäyttöinen, perinteisen tyylinen raketti.

Raketista on tulossa muutama versio, joista pienimmän laukaisu maksaa arvioiden mukaan 75 miljoonaa euroa ja raskaimman 90 miljoonaa. Eroa on hieman verrattuna SpaceX:n lupaamaan, jotakuinkin saman kokoisen satelliitin laukaisevaan Falcon 9:ään ja sen noin viiteen miljoonaan euroon.

Euroopassa tutkitaan kyllä aktiivisesti erilaisia uudelleenkäytettäviä raketteja, mutta juuri nyt olemme kaukana takana kehityksessä. Ei ihme, että Arianespacen johtaja Stéphane Israël on taas nyt toukokuun puolivälissä kehottanut puolipaniikissa eurooppalaisia avaruusrahoituksesta vastaavia päättäjiä reagoimaan; Ariane-raketteja valmistava Airbus tekee jo itse omia suunnitelmiaan, mutta koska Ariane on poliittisvetoinen projekti, ei se pysty menemään itsekseen eteenpäin ilman, että nyt käynnissä oleva Ariane 6 -työ joutuisi hankaluuksiin. Vaikea ongelma.

Callisto. Kuva: CNES 
Callisto on suunnitteilla oleva uudelleenkäytettävän raketin demoversio. Sen takana ovat Ranskan ja Saksan avaruushallinnot. Ensilentoa suunnitellaan vuodeksi 2020. Kuva: CNES.

5. Luotettavuus paranee

Nyt lentänyt Falcon 9:n versio on tehty täyttämään kaikki miehitettyjen avaruuslentojen turvallisuusmääräykset, koska tämän avulla SpaceX aikoo lennättää astronautteja kyytivää Dragon-alustaan avaruuteen.

Tämä tarkoittaa monia luotettavuutta parantavia muutoksia, mutta ennen kaikkea sitä, että raketin tulee kestää suurempia ulkoisia voimia laukaisun aikana ilman vaurioita ja sen systeemien pitää olla moninkertaisesti varmennettuja. Esimerkiksi rakenteet ovat nyt tehty siten, että ne kestävät 40 % enemmän voimia kuin laukaisun aikana odotetaan tapahtuvan.

Jo nyt Falcon 9 on ollut siinä mielessä kilpailijoitaan parempi, että se on voinut jatkaa lentoaan normaalisti, vaikka kaksikin sen moottoreista rikkoontuisi laukaisun aikana. 

Parempi luotettavuus on luonnollisesti hyvä uutinen myös satelliittien laukaisijoille. Satelliitteja vakuuttavat yhtiöt puolestaan joutuvat laskemaan vakuutushintojaan, mikä osaltaan vähentää kustannuksia. Vakuutukset eivät ole pakollisia, mutta lähes kaikki ottavat sellaisen.

Suunnitelmien mukaan ensimmäinen uuden Dargon-aluksen lento tapahtuu elokuussa, joskin on mahdollista, että tätä automaattisesti ilman matkustajia tehtävää lentoa tullaan lykkäämään. Astronautteja kyytiin otetaan vasta aikaisintaan loppuvuodesta; uuden Falcon 9:n täytyy lentää virheettömästi seitsemän kertaa ennen kuin ihmisiä uskalletaan laittaa sen nokkaan.

 

Kuvapari näyttää uuden (oikealla) ja vanhan (vasemmalla) Falcon 9:n olennaisimmat ulkoiset erot: uudelleensuunnitellut laskeutumisjalat ja hiilikuituinen osa ensimmäisen ja toisen vaiheen välissä.

6. SpaceX on pian alan valtias

SpaceX-yhtiöllä on nykyisin käytössään kolme laukaisualustaa, joista se pystyy tekemään laukaisuita jo nyt lähes samanaikaisesti. Kaksi näistä on Floridassa ja yksi Kaliforniassa, ja ne soveltuvat hyvin niin tietoliikenne- kuin tutkimussatelliittienkin laukaisuun. Kennedyn avaruuskeskuksessa oleva alusta sopii myös miehitetyille avaruuslennoille ja mistä tahansa voidaan laukaista rahteja pois maapalloltakin. 

Yhtiöllä on siis käytössään nyt yhtä monta laukaisualustaa kuin Euroopalla Kouroussa olevassa avaruuskeskuksessa ja enemmän kuin kilpailijoillaan.

Tähän mennessä tänä vuonna SpaceX on tehnyt yhdeksän lentoa ja viime vuonna se teki kaikkiaan 18 lentoa. Tänä vuonna se aikoo tehdä noin 30 lentoa.

Kun se alkaa vielä laukaisemaan rakettejaan tätäkin useamminkin, ensi vuonna mahdollisesti jo useita viikossa, tulee siitä pian alan ehdoton valtias. Kuka ostaisikaan kyytejä enää muilta, jos hinta on edullinen ja lentoja tehdään koko ajan?

Monopolitilanne on kuitenkin aina ongelmallinen, koska kilpailu tekee aina hyvää – ja jos Falcon 9:lle tapahtuu onnettomuus ja lennot joudutaan keskeyttämään, on tuloksena varsin suuri kaaos. Toivottavasti kilpailijat pääsevät samalle tasolle pian. 

Väläys tulevasta: BFR syrjäyttää Falcon 9:n

SpaceX laukaisi alkuvuodesta Falcon 9:n raskaan version ja sinkosi sillä näyttävästi Tesla -urheiluauton planeettainväliseen avaruuteen. Voi olla, että näitä lentoja ei pahemmin tulla enää tekemään, koska yhtiön valmisteilla oleva uusi, suuri raketti BFR (Big Falcon Rocket) tulee syrjäyttämään sen.

Musk on twiittaillut aina välillä kuvia BFR:n osista ja nähtävästi työt sen tekemiseksi ovat jo varsin pitkällä. Yhtiö on varannut niiden valmistamiseen paikan Kaliforniasta sopivasti Long Beachin sataman luota ja raketin prototyypin testaaminen alkaa ensi vuonna. Jos kaikki käy nyt suunnitellusti, ensimmäinen raketti lentäisi vuonna 2020.

BFR on kokonaan uudelleenkäytettävä ja se pystyy nostamaan 150 tonnia kerrallaan Maata kiertämään. Siitä onkin aikomus tehdä ensimmäinen todellinen avaruusrekka, jolla viedään rahtia kimppakyydillä avaruuteen. Nyt jokainen satelliitti lähetetään omalla raketillaan, tai parhaimmillaan kyydissä on kolme satelliittia – kun mukaan ei lasketa nanosatelliitteja, joita voidaan viedä jo satakuntakin kerralla. Vastaisuudessa isojenkin satelliittien kanssa tehdään juuri niin: BFR vie ne ylös ja sinkoaa siellä omille teilleen.

Falcon 9 Heavyä ei siis tarvita mihinkään, ja itse asiassa Falcon 9 jäänee pian myös eläkkeelle. Se saattaa olla antiikkinen jo viiden vuoden päästä (Ariane 6:sta ja muista tekeillä olevista uusvanhoista raketeista ei kannata edes puhua tässä yhteydessä).

Amazon-miljardööri Jeff Bezosin Blue Origin on tekemässä vastaavanlaista New Glenn -rakettia, jonka tehdas on jo harjakorkeudessa Floridassa Cape Canaveralissa.

Vaikka perinteisistä avaruusyhtiöistä ei näytäkään olevan vastaajiksi kilpailuun tässä uuden avaruusajan alussa, on tiedossa todella kiinnostavia aikoja. Ja perjantainen Falcon 9:n lento oli tässä yksi tärkeä välitavoite.

(Juttua on korjattu: satelliitti oli Bangladeshin tilaama, ei Indonesian, kuten tekstissä alun perin kirjoitettiin)

Miksi SpaceX haluaa nyt laskeutua raketillaan alas jättikokoisen vappupallon avulla?

Jari Mäkinen

Tempauksistaan tunnettu SpaceX -avaruusyhtiö ja sen johtaja Elon Musk ovat jo pitkään kertoneet, että heidän tavoitteenaan on käyttää kantoraketit kokonaisuudessaan uudelleen. Nyt vain ensimmäiset vaiheet voivat palata takaisin alas, mutta ylemmät vaiheet ovat kertakäyttöisiä. Ensi yön lennolla testataan menetelmää, jolla niitäkin saataisiin talteen. Ratkaisu on huipputekninen: jättisuuri ilmapallo.

Tähän mennessä SpaceX on onnistunut saamaan takaisin alas ehjinä kaikkiaan jo 23 Falcon 9 -kantoraketin ensimmäistä osaa ja niistä 11 on lentänyt jo uudelleen.

Rakettivaiheissa on uudelleenkäytettävät moottorit, laskeutumisjalat, ilmaohjaimet ja hyvät hallintalaitteet sekä ylimääräistä polttoainetta, joiden avulla ne voivat laskeutua pehmeästi helikopterin tapaan pystysuoraan joko merellä olevan lavetin tai laukaisualustan vieressä olevan alueen päälle.

Toiset vaiheet (ks. otsikkokuva) sen sijaan ovat kertakäyttöisiä.

Kun ne ovat päättäneet tehtävänsä ja kiertävät Maata avaruudessa, ne ohjataan nykyisin tuhoutumaan ilmakehässä jossain Tyynenmeren päällä. Jos niistä jäisi ilmakehän kitkakuumennuksen jälkeen joitain palasia jäljelle, molskahtaisivat ne turvallisesti mereen alueella, missä ei ole käytännössä ketään.

Jotta toiset vaiheet saataisiin ehjinä alas ensimmäisten vaiheiden tapaan, pitäisi ne suojata kitkakuumennusta vastaan lämpösuojilla samaan tapaan kuin esimerkiksi avaruussukkula, mutta se olisi kallista ja hankalaa. 

Nyt ideana onkin muuttaa toisten vaiheiden massan ja pinta-alan välistä suhdetta siten, että ne putoavat alas sen verran hitaasti, että ne eivät joudu niin suuren kuumennuksen kohteeksi. Lämpötilahan syntyy ilmanvastuksen kitkakuumennuksesta, ja jos nopeutta on vähemmän ja putoavan kappaleen ilmanvastus on hyvin suuri, on tilanne ihan toinen.

Yksi tapa lisätä ilmanvastusta ja massan sekä pinta-alan suhdetta on yksinkertaisesti puhaltaa putoava kappale hyvin suureksi. Sen voi tehdä esimerkiksi ilmatyynyn kaltaisilla auki puhallettavilla suurilla tyynyillä, jotka avautuisivat esimerkiksi pienten kaasunkehittimien (lue: paljon kaasua tuottavien räjähdyspanosten) avulla.

Ne olisivat siis kuin suuria vappupalloja, tai yksi iso sellainen. Ja hyvin tukeva sellainen, sillä sen pitää silti kestää varsin suurella nopeudella tapahtuvan syöksyn ilmakehään sekä jonkin verran kuumennusta.

Nähtävästi SpaceX aikoo testata tätä tekniikkaa nyt tulevalla TESS-eksoplaneettametsästäjän lennolla.

Jo aikaisemmin yhtiö on harjoitellut tarkkuuspudottamista Tyynenmeren päällä ja se on myös koettanut napata talteen raketin nokkakartion suurella laivaan kiinnitetyllä verkolla. Se ei aivan onnistunut, mutta periaatteessa temppu voisi onnistua – myös ensimmäisten vaiheiden palautukset menivät aluksi pahasti pieleen, kunnes nyt ne on saatu lähes rutiininomaisiksi.

Epäilevät tuomaat, jotka ennättivät epäonnistumisten jälkeen tuomita koko manöveerin mahdottomana, ovat nyt hiljaa.

Tekniikalla on suomalaisyhteys

Auki puhaltuva pallomainen osa laskeutujaa ei ole mikään uusi ajatus, sillä sellaisia on teoreettisesti on pohdittu pitkään.

Näitä on ennätetty jo testaamaankin pienessä mittakaavassa, ja myös Ilmatieteen laitoksen suunnittelema Mars-luotain käytti puhallettavaa ilmatyynyä. Se paitsi lisäisi laskeutujan pinta-alaa ja hidastaisi siten sen nopeutta, niin myös toimisi suojana kuumennusta vastaan ja sen jälkeen olisi kuin laskuvarjo.

MetNet olisi edelleen hyvä konsepti, mutta se ei ole toteutumassa näillä näkymin – ainakaan lähiaikoina.

Tiedetuubi kertoi Nasan testistä ja MetNetistä artikkelissa vuonna 2015.

Raketissa häikkiä – TESS jäi laukaisualustalle

Jari Mäkinen

Eksoplaneettametsästäjä TESS ei päässyt yöllä matkaan. Laukaisua yritetään uudelleen keskiviikkona.

TESS-satelliittia kuljettavan Falcon 9 -kantoraketin laukaisuvalmistelut jouduttiin keskeyttämään eilen illalla raketin ohjaus- ja navigointilaitteissa olleen mahdollisen vian tarkistusten vuoksi.

SpaceX -yhtiön ja Nasan mukaan uusi yritys tehdään ensi torstaina klo 1.51 yöllä Suomen aikaa.

Laukaisun jälkeen SpaceX koettaa jälleen tuoda raketin ensimmäisen vaiheen takaisin maahan. Siksi Atlantilla Floridan itäpuolella oleva robottialus “Of Course I Still Love You” – jotakuinkin jalkapallokentän kokoinen laskeutumislavetti – odottelee paikallaan uutta laukaisuyritystä.

Twiitissä mainittu GNC tarkoittaa ohjaus-, navigointi- ja hallintasysteemiä (guidance, navigation and control).

Eksoplaneettojen metsästäjä lähtövalmiina – seurannassa 200 000 lähitähteä

Piirros TESS-satelliitista
Jari Mäkinen

Uusi eksoplaneettoja etsivä teleskooppi lähetetään ensi yönä avaruuteen, jos kaikki sujuu suunnitellusti. TESS tulee todennäköisesti löytämään tuhansia uusia mielenkiintoisia maailmoja.

Eksoplaneetta on jotain muuta tähteä kuin Aurinkoa kiertävä planeetta. Niitä tuntuu olevan hyvinkin runsaasti – jopa niin, että todennäköisesti lähes kaikilla taivaalla olevilla tähdillä on planeettoja ympärillään. Kyse on vain siitä, kuinka monia näistä voimme havaita.

Nyt huhtikuussa 2018 tunnetaan kaikkiaan 3758 eksoplaneettaa, jotka ovat 2808 tähden ympärillä. 627 tähdellä on enemmän kuin yksi planeetta.

Mahdollisia uusia löytöjä – todennäköisiä tapauksia, joita ei ole vielä varmistettu – on tuhansia lisää.

Pian eksoplaneettoja tullaan löytämään varmasti vieläkin enemmän, sillä nyt yöllä avaruuteen laukaistavan TESS-satelliitin odotetaan lisäävän listalle tuhansia uusia planeettoja.

TESS, eli Transiting Exoplanet Survey Satellite, tulee havaitsemaan noin 200 000 meitä lähellä sijaitsevaa tähtiä siten, että se yksinkertaisesti mittaa erittäin tarkasti näiden tähtien kirkkautta.

Kuten satelliitin nimi jo kertoo, se käyttää hyväkseen transitiomenetelmää, eli se havaitsee eksoplaneettoja katsomalla sitä, milloin planeetat kulkevat tähden edestä. Planeetan peittäessä tähden pintaa, tulee tähdestä hieman vähemmän valoa, eli sen kirkkaus laskee vähän.

Kirkkauden väheneminen on hyvin pientä, joten satelliitin tulee tehdä erittäin tarkkoja havaintoja.

Satelliitti itsessään ei löydä eksoplaneettoja, vaan se tekee vain rutiininomaisesti havaintoja ja lähettää niitä tutkijoille. Tietokoneilla analysoidaan tätä suurta valokäyrämäärää ja lopulta, kun jonkun tähden valovaihteluista löydetään säännönmukaisuutta, otetaan se tarkempaan seurantaan. Jos samaa vaihtelua havaitaan lisää, voidaan lopulta eksoplaneettahavainto vahvistaa.

Valokäyrässä olevasta vaihtelusta voidaan laskea planeetan kiertoaika, määrittää sen massa ja kiertorata sekä arvioida planeetan kokoa. Näiden perusteella voidaan edelleen tehdä johtopäätöksiä siitä, millainen planeetta on kyseessä; onko se pieni ja tiheä kiviplaneetta vai suuri ja kevyt kaasujättiläinen. 

TESS-hankkeen tutkijat arvioivat, että he saattavat löytää noin 300 jotakuinkin Maan kokoista eksoplaneettaa sen kahden vuoden aikana, jonka satelliitin toivotaan ainakin tekevän havaintojaan.

Huono puoli TESSin käyttämässä havaintometodissa on se, että sen avulla voidaan löytää vain planeettoja, joiden ratataso tähtensä ympärillä on sellainen, että planeetta kulkee suoraan Maan ja tähden välistä.

TESS tekeillä

TESS on varsin pieni: sen massa on laukaisun aikaan 350 kg ja koko 3,7 × 1,2 × 1,5 metriä. Samoin sen havaintolaitteena oleva neljän kameran paketti on varustettu laajakulmaisilla (24°) linssillä, joiden aukko on kooltaan vain 10 cm. Niinpä TESS ei voi tehdä eksoplaneetoista tarkkoja havaintoja, vaan siihen tarvitaan suurempia teleskooppeja. 

Tähän mennessä tehokkain eksojen etsijä on ollut Nasan Kepler-avaruusteleskooppi, joka on monessa mielessä erilainen kuin TESS.

Ensinnäkin Kepler on suurempi, sillä sen massa oli yli tonnin ja sen havaintolaitteena oli tehokas, 1,4 metriä halkaisijaltaan olevalla peilillä varustettu teleskooppi. Se pystyi havaitsemaan siis paljon himmeämpiä tähtiä kuin TESS.

TESSin etuna on kuitenkin se, että se tulee katsomaan koko taivasta; Kepler teki tarkkoja katsauksia eri puolille ja koetti löytää mahdollisimman paljon eksoplaneettoja, mutta TESS katsoo kaikkialle ja koettaa löytää vain kiinnostavia tapauksia lähimpien tähtien ympäriltä.

Menee omituiselle radalle

TESS laukaistaan avaruuteen SpaceX:n Falcon 9 -kantoraketilla Floridasta, Cape Canaveralista. Laukaisuaika on ensi yönä* klo 1.51 Suomen aikaa ja koska satelliitti laukaistaan varsin mielenkiintoiselle kiertoradalle Maan ympärillä, pitää laukaisun tapahtua vain 30 sekuntia kestävän laukaisuikkunan aikana. 

Tällä hetkellä (keskiviikkona 18.4. iltapäivällä) laukaisuun sopivan sään todennäköisyys on yli 90 %.

Päämääränä TESSillä on erittäin soikea kiertorata Maan ympärillä. Kaukaisimmillaan se on noin Kuun etäisyydellä meistä, mikä tarkoittaa sitä, että satelliitti joutuu tanssimaan Maan ja Kuun painovoimakenttien tahdissa. Tästä on se hyvä puoli, että Maa ja Kuu pitävät rataa luontaisesti hyvin stabiilina.

Yksi kierros radalla kestää 13,7 vuorokautta.

Lento tällaiselle radalle vaatii varsin paljon energiaa, ja siksi pieni satelliitti laukaistaan matkaan "liian" suurella kantoraketilla – TESS näytti hyvin pieneltä laitteelta Falcon 9:n suuren nokkakartion sisällä.​

Seuraava siirto tulee Euroopasta

Euroopan avaruusjärjestö hyväksyi maaliskuussa erääksi seuraavista suurista avaruustiedehankkeistaan Ariel-nimisen eksoplaneettateleskoopin. Siitä on tulossa seuraava todella tehokas avaruuteen lähetettävä eksojen tutkija.

Sitä tosin saadaan odottaa vielä jonkin aikaa, sillä tämä noin 1300-kiloinen laite lähetetään matkaan vuonna 2028.

Nimi Ariel tulee sanoista Atmospheric Remote‐sensing Infrared Exoplanet Large‐survey mission, eli se ei tule enää vain etsimään eksoplaneettoja, vaan tutkimaan tuhansia erilaisia eksoplaneettoja ja kartoittamaan niiden hyvin paljon toisistaan poikkeavia ominaisuuksia.

Erityisesti Ariel kiinnittää huomiota lämpimien ja kuumien, hieman maapalloa suurempien sekä jättiläisplaneettojen kokoisten eksoplaneettojen kaasukehiin. Tavoitteena on havaita yksinkertaisesti mahdollisimman paljon erilaisia kaasukehiä ja päästä tutkimaan niiden yleisiä ominaisuuksia. Nythän tunnemme kunnolla maapallon ilmakehän lisäksi vain muutamia omassa aurinkokunnassamme olevia kaasukehiä.

Ariel pystyy havaitsemaan kaasukehistä mm. vesihöyryä, hiilidioksidia ja metaania. Toivon mukaan näiden määrien vaihteluita voidaan seurata pitkän aikaa, jolloin voisimme saada selville mm. eksoplaneettojen muuttumista vuodenaikojen mukaan.

Ariel laukaistaan Ariane 6 -kantoraketilla toivon mukaan vuoden 2028 puolivälissä ja sen lento kestää ainakin neljä vuotta. Satelliitti viedään Maan "varjopuolelle" 1,5 miljoonan kilometrin päähän maapallosta niin sanottuun Lagragnen pisteeseen 2.

*

Huom! Juttua on päivitetty keskiviikkona 18.4. Laukaisu maantain ja tiistain välisenä yönä jouduttiin siirtämään keskiviikon ja torstain väliseksi yöksi, ja tätä koskevat kohdat jutusta on muutettu.

SpaceX:n "vi**n iso raketti" aloittaa koelennot ensi vuonna – kohteina pian kiertorata, Kuu ja Mars.

BFR:t Kuussa taiteilijan näkemänä
Jari Mäkinen

SpaceX on ilmoittanut aloittavansa uuden jättisuuren rakettinsa, lempinimeltään BFR:n (Big Fucking Rocket tai siistimmin Big Falcon Rocket) koelennot ensi vuonna. Samalla uudelle raketille ollaan jo varaamassa rakennus- ja kuljetuspaikkona. Onko uusi aika alkamassa?

SpaceX ja sen perustajajohtaja Elon Musk ovat tunnettuja siitä, että he tekevät mitä lupaavat, mutta samalla aikataulut venyvät aika tavalla.

Niin on käynyt tähän mennessä oikeastaan kaikissa yhtiön hankkeissa, mutta lopulta yhtiö on päässyt Falcon 9 -raketeillaan asemaan, missä sitä voidaan eittämättä pitää maailman johtavana avaruuslaukaisijana.

Falcon 9:n tuorein lento oli järjestyksessään jo 50:s ja muutamista onnettomuuksista huolimatta sen luotettavuus on osoittautunut erinomaiseksi.

Falcon 9:n ja sen raskaan, vähän aikaa sitten ensilentonsa tehneen Falcon Heavyn ura näyttää tosin jäävän lyhyeksi, sillä yhtiö aikoo korvata ne sekä tulevan miehitetyn Dragon-aluksensa uuden version varsin pian aivan uudella, todella suurella avaruusaluksella.

Huhujen mukaan uuden avaruusaluksen prototyyppiä ollaan jo rakentamassa ja Muskin mukaan tekee ensilentonsa ensi vuonna.

BFR koostuu kahdesta osasta: alla olevasta kantoraketista sekä sen päällä olevasta avarusualuksesta. Kummatkin ovat uudelleenkäytettäviä.

Ensilento tosin on vain pieni avaruusaluksen – ei koko raketin – pomppaus muutaman kilometrin korkeuteen Teksasissa, ja tarkoituksena on yksinkertaisesti testata aluksen kykyä nousta ja laskeutua pystysuoraan sen omien rakettimoottorien avulla. 

Tärkeää näissä testeissä on se, että alus on suunniteltu nousemaan ja laskeutumaan pystysuoraan, ja siksi tätä ominaisuutta pitää testata kunnolla. Koska alus myös laskeutuu rakettimoottorien avustuksella, pystyy se toimimaan Maan lisäksi myös Kuussa ja Marsissa – kohteissa, minne alus varmasti tulee lentämään myöhemmin.

Muilla taivaankappaleilla homma hoituu kätevämmin kuin täällä maapallolla, koska niillä on pienempi painovoima.

Aluksen tarkoituksena paitsi viedä yksinkertaisesti rahtia avaruuteen, niin myös kuljettaa kymmeniä ihmisiä kerralla Marsiin, mutta tietysti se kykenee paljon muuhunkin. Sillä varmasti tullaan tekemään esimerkiksi kuulentoja.

Se on iso

BFR koostuu siis suuresta kantoraketista ja sen päällä avaruuteen saakka lentävästä avaruusaluksesta.

Kantoraketissa on 31 metaanilla ja nestehapella toimivaa Raptor- moottoria, jotka tuottavat lähes kaksi kertaa enemmän työntövoimaa yhdessä kuin kuuraketti Saturn V:n moottorit aikanaan.

Saturn V:n viisi F-1 -moottoria tuottivat noin 34 000 kN voimaa lentoonlähdössä; BFR:n moottorit tuottavat puolestaan noin 53 380 kN.

BFR:n kantorakettivaihe ja itse avaruusalus ovat yhdessä 106 metriä korkea yhdistelmä, jonka halkaisija on noin yhdeksän metriä. Alus pystyy kuljettamaan noin 150 tonnia tavaraa matalalle kiertoradalle Maan ympärillä ja satakunta tonnia Kuuhun.

Samalla alus on uudelleenkäytettävä: kuten Falcon 9:n ensimmäiset vaiheet nyt, palaavat BFR:n kantoraketit takaisin Maahan heti työnsä päätyttyä ja avaruusalukset lentonsa päätteeksi. 

Kriitikoiden mielestä alukset eivät voi olla kuitenkaan kannattavia taloudellisesti, koska uudelleenkäytettävyyden vuoksi niissä on laukaisun aikaan niin paljon laskeutumisen vaatimaa "ylimääräistä" ajoainetta (hapetinta ja polttoainetta), että laukaisun hinta tulee liian kalliiksi. Tosin tätä samaa sanottiin myös Falcon 9:n ensimmäisten vaiheiden palauttamisista, ja väite osoittautui vääräksi.

Jää siis nähtäväksi kuinka edullinen aluksesta tulee, mutta SpaceX:n laskelmien mukaan alus on paitsi teknisesti mahdollinen, niin myös taloudellisesti kannattava. Yhtiön mukaan BFR:n lento maksaa saman verran kuin yhtiön ensimmäisen raketin, pienen Falcon 1:n laukaisut viime vuosikymmenellä.

BFR voi tehdä avaruustoiminnalle saman kuin Jumbo-Jet lentomatkustamiselle – uusi aika alkaa, kun iso koko tuo mukanaan suuria säästöjä.

Lisäksi se olisi vallankumouksellinen siksi, että alus on kokonaan uudelleenkäytettävä. Se pystyisi lentämään kiertoradalle ja takaisin lähes lentokonemaisesti: noustaan ilmaan, viedään kuorma avaruuteen, palataan takaisin, tankataan ja lennetään uudelleen.

BFR vapauttaa rahtia avaruuteen

BFR:n avaruusalus voisi olla miehitetty tai automaattinen. ja se voisi tehdä (toiveikkaan ajattelun mukaan) ensilentonsa avaruuteen vuonna 2020. Mars-lennot voisivat alkaa (jälleen hyvin optimistisesti ajatellen) vuonna 2024. Kuulennot siinä välissä.

Yhtiön tarkoituksena on korvata 2020-luvun alusta alkaen kaikki sen nykyiset raketit (Falcon 9 ja Falcon Heavy) ja alukset (Dragonin eri versiot) BFR:llä. 

SpaceX on tiettävästi neuvottelemassa rakettien tekemiseen tarvittavista tiloista Los Angelesin läheltä Long Beachin satama-alueelta, sillä näin suurten rakettien ja avaruusalusten kuljettaminen maanteitse laukaisupaikalle Floridaan on käytännössä mahdotonta.

Ars technica -julkaisun mukaan kyseessä on suuri teollisuuskompleksi, jota tullaan käyttämään "suurien kaupallisten liikennevälineiden rakentamiseen ja käyttöön" ja tiloissa tullaan tekemään "tutkimus- ja kehitystyötä sekä todennäköisesti suorittamaan yleisiä tuotantotoimenpiteitä, kuten hitsaamista, komposiittien valmistusta, maalausta ja osien kokoonpanoa".

Määränpäänä Kuu: Orion vs. BFR

SpaceX on tehnyt aina lupaamansa ja kaikki merkit viittaavat BFR:n lentoihin varsin pian.

Silti toistaiseksi raketista saadut tiedot ovat pelkkää puhetta, kun taas toinen otsikoissa oleva avaruusalus, Orion, Nasan kumppaniensa tekemä ensimmäinen "oikea" kuualus sitten Apollojen on jo valmistumassa.

Itse asiassa Orion teki jo vuonna 214 ensilentonsa, tosin vajavaisena ja ainoastaan pikaisen menopaluu-lennon avaruuteen, ei kunnolla kiertoradalle – saati sitten Kuun luokse.

Tämänhetkisen suunnitelman mukaan nelipaikkainen Orion (kuvassa yllä) ja sen eurooppalaisvalmisteinen huoltomoduuli nousevat uusvanhalla SLS-raketilla ensilennolleen Kuun ympäri ensi vuonna. 

Alus on siis mitä suurimmissa määrin totta ja sen edistymistä on voitu seurata jopa tuskastuttavan tarkasti, kun Nasa on tiedottanut hankkeen pienimmistäkin edistysaskelista. Kokonaisuudessaan hanke on kärsinyt valtavasti Yhdysvaltain avaruuspolitiikan heilahteluista ja itse avaruusalus on pienentynyt ja lennot ovat lykkääntyneet.

Orionin hyvä puoli on se, että siitä on varmasti tulossa pätevä ja moniin erilaisiin lentoihin sopiva alus, mutta samalla se on jo nyt vanhentunut. Lisäksi suunnitteilla oleva kuulento-ohjelma on erittäin konservatiivinen ja ponneton, etenkin verrattuna SpaceX:n (hieman lennokkaisiin) suunnitelmiin.

Ammattiastronautit Kuuta kiertämässä Apollo-aluksen uudelleenlämmitetyllä versiolla voivat olla harmissaan, jos SpaceX:n avaruusalus suhauttaa noin vain Kuun pinnalle kymmenet turistit mukanaan. Ja jos Kuun pinnalle voidaan viedä turisteja, miksi ei myös kokonainen geologien kenttäretki?

Joka tapauksessa tämänhetkisen virallisen suunnitelman mukaan nyt avaruusasemayhteistyöhön osallistuvat (läntiset?) maat rakentavat Kuun kiertoradalle avaruusaseman, jonka tekeminen alkaisi vuonna 2023 ja se olisi valmis ensi vuosikymmenen loppuun mennessä.

Sitä voisi käyttää kauemmaksi avaruuteen suuntaavien lentojen valmisteluun ja lopulta asema voitaisiin lähettää kohti Marsia astronauttien kanssa.

Hankkeen nimi on Deep Space Gateway, eli "Syvän avaruuden portti", ja se on toistaiseksi vain hahmotelma eikä sille ole rahoitusta.

Sen sijaan aikomuksena on käyttää ensimmäisiä Orionin miehitettyjä lentoja aseman rakentamisen aloittamiseen ja toivoa, että rahaa saadaan kasaan tarpeeksi myöhemmin. 

Aivan ensimmäinen Orionin lento on toisin automaattinen: alus lentäisi vuoden 2019 alussa Kuun ympäri ja palaisi takaisin Maahan. Lento kestäisi 26–40 vuorokautta ja testaisi Orion-alusta ja sen huoltomoduulia perinpohjaisesti.

Seuraava lento olisi vuonna 2023 (siis neljän vuoden päästä miehittämättömästä lennosta!), jolloin mukana olisi neljä avaruuslentäjää, jotka viipyisivät kenties kolmekin viikkoa Kuun ympärillä.

Sitä seuraavia lentoja ei ole suunniteltu vielä tarkemmin, koska niihin ei ole rahoitusta.

Periaatteessa kuitenkin noin kerran vuodessa tehtävillä lennoilla rakennettaisiin nykyisen avaruusaseman tapaan lento lennolta useasta osasta koostuva asema, joka kiertäisi Kuuta ja olisi pitkiä ajanjaksoja kerrallaan miehitettynä. Lopullisessa asemassa olisi ainakin huoltomoduuli, asuinmoduuli, ilmalukko, varasto ja telakointiportti.

Jos kuitenkin SpaceX viilettää samaan aikaan suurella avaruusaluksellaan Kuun pinnalle saakka, on aika todennäköistä, että tähän viralliseen suunnitelmaan tulee muutoksia. Ei ole mitenkään mahdotonta, että Orion ja sen laukaisuun tehty avaruussukkulan tekniikkaan pitkälti perustuva SLS-raketti tullaan peruuttamaan parin lennon jälkeen.

Kannattaa myös muistaa se, ettei SpaceX ole yksin kehittämässä jättirakettia – vaikkakin se on suunnitelmissaan pisimmällä. Cape Canaveralissa rakennetaan jo tehdasta suurten, uudelleenkäytettävien New Glenn -rakettien valmistukseen ja kiinalaiset testaavat pian omaa jättiläistään, Pitkä marssi 9 -kantorakettia. 

Elämme jänniä aikoja!

Juttua on editoitu ja selkeytetty ensijulkaisun jälkeen.

Salaisuus paljastui: SpaceX:n laukaisemassa satelliitissa suomalaisia osia

Jari Mäkinen

Sinänsä ei ole mikään salaisuus, että Forssassa päämajaansa pitävä DA-Group on tehnyt ja tekee monenlaisia huippuluokan mikroaaltotekniikkaa myös avaruuslaitteisiin, mutta harva sitä vain tietää. Eräs näistä avaruuslaitteista oli viikko sitten avaruuteen lähetetty PAZ-satelliitti, jonka tutkan tekemiseen suomalaiset osallistuivat tärkeässä osassa.

DA-Group suunnitteli ja valmisti PAZ-satelliittiin SAR-tutkan alijärjestelmiä ja instrumentteja vuosien 2009 - 2012 aikana, jolloin se oli alihankkijana nykyisin Airbus-konsernin avaruus- ja puolustusosastoon kuuluvalle, silloiselle EADS CASA Espacio -yhtiölle.

PAZ on Espanjan tilaama edistyksellinen tutkasatelliitti, joka kuvaa Maata ns. synteettisen apertuurin mikroaaltotutkalla. Siis periaatteessa samanlaisella laitteella kuin suomalaisen Iceyen X1-satelliitti, paitsi että PAZ on suurempi ja myös sen tutka on kookkaampi.

Koska PAZ palvelee espanjalaisia ja eurooppalaisia puolustus- ja pelastusorganisaatioita (siviilikäyttäjien ohella), on sen tutka myös tehty huomattavasti suomalaissatelliittia toimintavarmemmaksi.

Tarkalleen ottaen PAZ-satelliitin tutka on X-taajuuskaistalla toimiva SAR-tutka (Synthetic Aperture Radar, synteettisen apertuurin tutka), ja DA-Groupin toimittamat tutkan alijärjestelmät jakavat tutkan lähetyssignaalin hyvin stabiilisti eri antennielementeille sekä yhdistävät eri antennielementeiltä tulevat tutkasignaalit. 

PAZ on osa kolmen satelliitin konstellaatiota yhdessä saksalaisten TerraSAR-X ja TanDEM-X –satelliittien kanssa; DA-Group toimitti myös niihin alijärjestelmiä satelliitit rakentaneen Airbus Defence and Spacen saksalaisosan alihankkijana. 

Noin viisi metriä pitkä ja 2,4 metriä halkaisijaltaan olevan pötkylän kokoinen, laukaisun aikaan 1,3-tonninen PAZ-satelliitti laukaistiin onnistuneesti SpaceX Falcon 9 –kantoraketilla Vandenbergin lentotukikohdasta Kaliforniasta viime torstaina 22.2. klo 16:17 Suomen aikaa ja sen ylimmän vaiheen palauttaminen takaisin Maahan (ilmakehässä tuhoutumaan) sai aikaan upean valoilmiön, joka näkyi myös Suomen taivaalla.

PAZ-satelliitti puhdastilassa rakentamisen aikana.

 

Suomalainen suuri, mutta hiljainen avaruusosaaja

DA-Group on eräs harvoista pitkään avaruusalalla olleista suomalaisyhtiöistä. Se on tehnyt osia mm. Planck-avaruusteleskooppiin ja Saturnuksen Titan-kuuhun laskeutuneeseen Huygens-luotaimeen.

Suurin osa yhtiön työstä on kuitenkin alijärjestelmien ja instrumenttien suunnittelu sekä valmistaminen tutkasatelliitteihin. Tekeillä juuri nyt on osia kymmeneen eri satelliittiin muun muassa ESA:n Sentinel- sekä MetOp-SG -ohjelmissa. Yhtiö esimerkiksi tekee Sentinel-1 –tutkasatelliitteihin täydelliset tutkasignaalin jakojärjestelmät; kahden jo taivaalla olevan satelliitin jatkoksi on jo valmisteilla kaksi lisää.

Uuden sukupolven MetOp-SG –sääsatelliitteihin yhtiö toimittaa 89 GHz:n vastaanottimet meteorologisiin ilmakehän mittauksiin. Ensimmäinen MetOp-SG –satelliitin laukaisu on vuonna 2021 ja viimeisin samasta satelliittiperheestä vuonna 2036. 

DA-Group on eräs parhaimmista eurooppalaisyhtiöistä, kun kyse on radioaaltoteknologiasta sekä mikroaalto- ja millimetriaaltoteknologioista.

Kuten aina avaruuslaitteilla, pelkkä suunnittelu ei riitä: tuotanto sisältää vaativan tarkkuusmekaniikan valmistuksen ja elektroniikka-asennuksen sekä toiminnalliset testaukset ja ympäristötestit. Näitä ovat esimerkiksi tyhjiötestaus, sähkömagneettisen yhteensopivuuden ja häiriösiedon testaus sekä täristystestit.

”Laatuvaatimukset ovat äärettömän korkeat. Huoltokeikkoja yli 500 kilometrien korkeudessa maapalloa kiertäviin laitteisiin ei tehdä”, toteaa toimitusjohtaja Sami Kotiniemi yhtiön tiedotteessa.

”Avaruushankkeiden pitkä prosessiaika asettaa konsernin toiminnalle merkittäviä haasteita. DA-Groupilla on kuitenkin poikkeuksellisen kokonaisvaltainen osaaminen avaruuslaitteista, ja tuotantoprosessi laitteiden suunnittelusta testaukseen pystytään hoitamaan lähes kokonaan talon sisällä. Avaruusalalla laadunvalvonta on keskeisessä asemassa. Luotettavuus on helpompi taata, kun koko toimitusketju on oman kokeneen henkilökunnan käsissä.”

DA-Group osti 2015 Sanoma-konsernin entisen painotalon Forssassa, jolloin avaruuselektroniikan komponenttien vaatiman puhdastilan koko voitiin nelinkertaistaa. Lisäksi yhtiöllä on toimipiste Tampereella.

Samalla kun hurrataan uusille avaruusalan start-up -yrityksille, kannattaa pitää mielessä, että konkaritkin jatkavat työtään – vaikka hieman taka-alalla.

*

Jutun pohjana on DA-Groupin tiedote.

Yhtiön yhdessä VTT:n kanssa tekemiä Planck-satelliitin mikroaalto-osia on nähtävissä kirjoittajan kuratoimassa Avaruusasema WeeGee -näyttelyssä Espoossa, näyttelykeskus WeeGeessä aina 2.4.2018 saakka.

SpaceX:n raketti aloitti syöksyn ilmakehään Norjan päällä – valoilmiö näkyi upeasti myös Suomesta (katso kuvat)

Valoilmiö Hankasalmen observatorion kameran kuvaamana
Jari Mäkinen

Kuten kerroimme aiemmin tänään, laukaisi SpaceX -yhtiön raketti tänään onnistuneesti espanjalaisen satelliitin avaruuteen. Kuten suunniteltua, ohjattiin raketin toinen vaihe tuhoutumaan lennon päätteeksi ilmakehässä, mutta kuten ei oltu suunniteltu, sai se aikaan upean valoilmiön myös Suomen taivaalla.

Kyseessä oli siis täysin normaali tapahtuma ja vastaavia toisen vaiheen tuhoutumisia ilmakehässä on havaittu moneen kertaan aikaisemminkin. Harvoin tapaus vain näkyy näin hienosti – ja kyseessä lienee ensimmäinen kerta, kun Falcon 9:n toisen vaiheen aikaansaama valoilmiö on näkynyt Suomessa näin upeasti. Selkeä sää luonnollisesti auttoi tässä kovasti.

Rakettien ylimmät vaiheet ohjataan syöksymään ilmakehään ja tuhoutumaan siinä, jotta ne eivät jäisi avaruusromuna kiertämään maapalloa.

Valoilmiö alkoi taivaalla noin klo 19.05, mikä osuu juuri sopivasti Falcon 9:n laukaisuajan kanssa yhteen: kun raketti nousi lentoon Kaliforniasta klo 16.17 Suomen aikaa ja suuntasi kohti etelää, oli se vajaan kahden kierroksen jälkeen (yksi kierros ympäri maapallon kestää noin puolitoista tuntia) juuri seitsemän tienoilla Norjan pohjoispuolella.

Siellä rakettimoottori käynnistettiin jarrutuspolttoon ja tämä näkyi hyvin. Lento jatkui edelleen kohti Alaskaa ja vaihe tuhoutui lopulta pudotessaan ilmakehään Tyynen valtameren päällä Aleuttien luona.

Polttoja oli itse asiassa kaksi, joista tämä oli viimeinen, pitempi sellainen.

Satelliitti laukaistiin maapallon napojen kautta kulkevalle polaariradalle, joten myös lennolla viimeisen kyydin antanut toinen vaihe lensi ensin Etelämantereen päälltä kohti pohjoista ja suuntasi sieltä jälleen etelään, kunnes lopulta tuhoutui Tyynen valtameren päällä.

Otsikkona oleva kuva on kooste Jyväskylän luona olevan Hankasalmen observatorion koko taivaan näyttävän kameran ottamista kuvista, jonka kuvissa ilmiö näkyi klo 19.05 – 19.10.

Kuvassa oleva kirkas kohde on Kuu, ja raketin lento näkyy yläoikealla katkoviivana. Animaationa tapahtuma näytti tältä:

Ursan Taivaanvahdissa on tästä useita havaintoja, mukaan luettuna yllä olevan kuvan lähettäneen Arto Oksasen piirros lentoradasta.

Ensimmäiset viestit upeasta ilmiöstä taivaalla saatiin kuitenkin Norjasta:

Huom! Jutussa kerrottiin alun perin että Suomen taivaalla ollessaan rakettivaihe olisi jo hehkunut ilmakehän kitkakuumennuksen vuoksi. Tämä tapahtui vasta myöhemmin rakettivaiheen tultua alemmas.

Taas uusi, hullulta tuntuva suunnitelma SpaceX:ltä: raketti talteen suurella verkolla

Jari Mäkinen

SpaceX -yhtiö laukaisi tänään uuden Falcon 9 -kantoraketin avaruuteen. Tällä kertaa lennolla koetettiin uutta systeemiä, jonka tarkoituksena oli napata raketin nokkakartio talteen ja käyttää se mahdollisesti uudelleen. Se melkein onnistui.

Kaliforniasta, Los Angelesin pohjoispuolelta Vandenbergin lentotukikohdasta lähteneen raketin kyydissä oli espanjalainen tutkasatelliitti PAZ ja kaksi pientä SpaceX:n omaa koesatelliittia, Tintti A ja B, joilla tutkitaan yhtiön kaavaileman, koko maapallon kattavan Starlink-tietoliikenneverkon vaatimaa tekniikkaa.

Laukaisu tapahtui suunnitelusti tänään klo 16.17 Suomen aikaa ja niin PAZ-satelliitti kuin Tintitkin asettuivat juuri oikeille kiertoradoille.

Nokkakartioiden saalistaminen ei aivan onnistunut, sillä ne menivät muutaman sataa metriä niitä hakemaan lähteneen laivan viereen:


Raketti käytti jo lähes rutiininomaiseen tapaan kertaalleen lentänyttä ensimmäistä vaihetta. Tämä kyseinen vaihe vei viime kesänä FORMOSAT-satelliitin radalleen.

Tällä kerralla vaihetta ei otettu talteen, koska SpaceX on tuomassa käyttöön uusia, parempia rakettivaiheita, jotka ovat parempia kuin nämä ensimmäisen sukupolven takaisintulevat rakettivaiheet. 

Raketin ensimmäinen vaihe on sen kaikkein kallein osa, joten sen uudelleenkäyttäminen tuo sinällään jo olennaisia säästöjä. Lisäksi SpaceX pohtii koko ajan miten raketin muitakin osia voitaisiin käyttää uudelleen.

Ongelmana raketin ylemmän, toisen vaiheen kanssa on se, että se nousee lennon aikana jo hyvin korkealle ja käytännössä sen tuominen takaisin Maahan vastaa avaruusaluksen palauttamista takaisin. Ainakin toistaiseksi tämä ei ole kannattavaa, koska vaiheesta tulisi liian painava ja monimutkainen.

Sen kohtalona onkin ainakin vielä pudota ilmakehään ja tuhoutua siinä. Tällä kerralla toisen vaiheen nähtiin (hyvin todennäköisesti) putoavat Pohjois-Norjan taivaalla:

Sen sijaan satelliittia vain laukaisun ja lennon alkuvaiheen aikana suojaava nokkakartio voisi olla mahdollinen kohde kierrätykseen. Nokka halkeaa kahteen puolikkaaseen kahden minuutin ja 56 sekunnin lennon jälkeen, jolloin hiilikuituiset kartionpuolikkaat putoavat mereen.

Ne voitaisiin siis käydä onkimassa merestä takaisin – tai ne voitaisiin kopata talteen jo lennossa, jolloin merivesi ja isku veteen eivät pääsisi vahingoittamaan niitä.

Juuri tätä yritettiin tällä lennolla.

SpaceX on varustanut laivan suurella verkolla, kuten otsikkokuva näyttää, ja yrittää saada nokkakartion talteen. Laiva on nimeltään Mr. Stevens ja siitä on julkaistu parempiakin kuvia mm. Teslarati-sivustolla. Nyt lennon jälkeen myös SpaceX on julkaissut kuvia laivasta:

Mr. Stevens

Nokan hinta ei ole kuin muutaman prosentin verran laukaisun kokonaiskustannuksista, mutta silti sen ottaminen talteen olisi kannattavaa. 

Juuri viime viikolla eräs maailman suurimmista nokkakartioiden valmistajista, sveitsiläinen RUAG, ilmoitti alkavansa uudelleenkäytettävien nokkakartioiden kehittämisen. Yhtiö toki ymmärtää, että kartioiden käyttäminen uudelleen ei välttämättä tee hyvää sen bisnekselle, mutta toisaalta uudelleenkäytettävät ovat alun perin kalliimpia ja samalla kun rakettien lähettäminen tulee yhä yleisemmäksi, on kysyntä varmasti kasvamassa koko ajan.

Erityisesti RUAG suuntaa sanansa Arianespacelle, joka on hieman pulassa SpaceX:n edessä. Ariane 5 edustaa jo vanhaa sukupolvea eikä ole uudelleenkäytettävä, samoin nyt suunnitteilla oleva Ariane 6 on kertakäyttöinen ja tuntuu jo nyt vanhanaikaiselta. Rakettivaiheiden tekeminen uudelleenkäytettäviksi on kallista ja vaikeaa, mutta nokkakartion käyttäminen uudelleen onnistuisi hyvin pienin investoinnein ja toisi saman tien säästöä.

Falcon 9 laukaisualustallaan Vandenbergissä, Kaliforniassa.

 

SpaceX yrittää tehdä seuraavan laukaisunsa tämän jälkeen jo ensi viikonloppuna. Falcon 9 aiotaan laukaista Floridasta, Cape Canaveralista lauantaina klo 7.35 Suomen aikaa kohti geostationaarirataa mukanaan toinen espanjalaissatellitti, Hispasat 30W-6 -tietoliikennesatelliitti.

Otsikkokuva: Instagram / pacalin, muut kuvat: SpaceX

Falcon Heavyn koelento on avaruuslentojen historian merkkitapaus – maisema Tesla Roadsterista Maahan on järkyttävän upea!

Jari Mäkinen

SpaceX -yhtiön suuri Falcon Heavy -kantoraketti nousi tiistaina illalla koelennolleen ja nosti paitsi Tesla Roadster -auton avaruuteen, niin myös avaruustoiminnan uuteen aikaan. Aivan kommelluksitta ei lento kuitenkaan sujunut.

(Juttua on päivitetty keskiviikkona aamuyöstä)

Raketti pääsi viimein lentoon klo 22.45 Suomen aikaa, aivan sille annetun laukaisuikkunan lopussa. Lentoa jouduttiin lykkäämään useaan kertaan eteenpäin korkealla ilmakehässä olleen puuskaisen tuulen vuoksi, ja vähän aikaa näytti jopa siltä, että laukaisua jouduttaisiin siirtämään toiseen päivään.

Toisin kävi: juuri ajoissa tuulitilanne rauhoittui ja raketin tankkaaminen saatiin käyntiin. Siitä eteenpäin kaikki sujui kuin oppikirjassa.

70-metrinen kantoraketti nousi lentoon 27 moottoria tulta syöksien. Raketti on käytännössä kuin yksi, hieman vahvistettu Falcon 9 -kantoraketti, jonka sivuille on kiinnitetty kaksi ylimääräistä ensimmäistä vaihetta. Kussakin on yhdeksän Merlin-rakettimoottoria, joista periaatteessa kaksi voisi sammua kesken lennon ja raketti pääsisi silti nousemaan avaruuteen. 

Sivuraketit sammuivat suunnitellusti ja laskeutuivat hämmästyttävän tarkasti Cape Canaveralin laukaisukeskuksessa oleville laskeutumispaikoille. Näkymä kahdesta samanaikaisesti laskeutuvasta raketista oli huimaavan upea – aivan kuten se olisi ollut tieteistarinasta!

Keskimmäinen raketti sen sijaan tuhoutui laskeutuessaan. Siihen menetettiin yhteys juuri ennen laskeutumista ja nähtävästi tieto hankaluuksista saatiin saman tien, mutta sitä ei julkistettu hetimiten muutoin upeasti sujuneen lennon tunnelmaa pilaamaan. Alustavien tietojen mukaan sen polttoaine loppui hieman ennen laskeutumista ja vaihe iskeytyi mereen noin 500 km/h:n nopeudella. Laskeutumisen epäonnistuminen ei kuitenkaan haitannut itse raketin lentoa, ja sitä voi jopa pitää pienenä kauneuspilkkuna muutoin ällistyttävän hyvin menneessä lennossa.

Sivulla olleet rakettivaiheet olivat jo kerran lentäneitä ja kunnostettuja, kun taas keskimmäinen oli kokonaan uusi.

Noin yhdeksän minuutin päästä laukaisusta oli ylin vaihe ja sen päälle ruuvattu kirsikanpunainen Tesla Roadster avaruudessa. Siihen oli luonnollisesti laitettu mukaan kameroita, jotka näyttävät sykähdyttävän kauniita – ja samalla hieman melankolisia – kuvia SpaceX:n avaruuspukuun puettua mallinukkea katsomassa alas maapalloon.

Auton rakettiin kiinnittäneessä sovittimessa oli SpaceX:n yli 6000:n työntekijän nimikirjoitukset.

Ylin vaihe saavittu ensin soikean kiertoradan, jonka ylin piste oli noin 7000 kilometrin korkeudessa. Rakettimoottori syttyi sitten viiden aikaan aamuyöllä Suomen aikaa vielä yhteen polttoon, joka kiihdytti auton nopeuden noin 11 kilometriin sekunnissa ja sinkosi siten sen planeettainväliseen avaruuteen.

Viimeinen poltto näkyi hienosti Arizonassa olevan MMT-teleskoopin kokotaivaankamerassa:


SpaceX:n johtajaperustaja Elon Muskin Tesla ei siis lennä Marsiin, vaan Aurinkoa kiertävälle radalle, joka ylettyy hieman Marsin rataa kauemmaksi Aurinkokunnassa, lähes astroidivyöhykkeelle. Sieltä auto palaa takaisin Maan tienoille ja jää kiertämään Aurinkoa tällaiselle radalle, joka poukkoilee Maan ja Marsin ratojen välissä.

Riski jompaan kumpaan planeettaan törmäämisestä on häviävän pieni.

Musk totesi ennen lentoa, että mikäli raketti toimii suunnitellusti, niin yhtiö alkaa tarjota vastaisuudessa Falcon Heavyn lentoja vain hieman perinteisen Falcon 9:n nykyhintatasoa kalliimmalla. 

Tämä tarkoittaa pientä vallankumousta, sillä avaruuteen lähettämisen kilohinta putoaa roimasti ja suurienkin kuormien laukaisu tulee kohtalaisen edulliseksi. Yleistänen tuplasti nykyistä painavampia ja olennaisesti kookkaampia lasteja laukaisuhinnalla, joka on kolmanneksen nykyisestä.

Samalla se tarkoittaa vaikeuksia kilpailijoille, eurooppalainen Ariane 5 mukaan luettuna. Niiden on käytännössä mahdotonta vastata kilpailuun nykyisillä kantoraketeillaan.

*

Laukaisun voi katsoa uudelleen aiemmin julkaisemallamme videosivulla, mihin on linkki myös alla.

Tilaa aihepiirin SpaceX RSS-syöte