avaruusalus

Video: Tällaisia ovat Nasan uudet avaruuspuvut

Yhdysvalloissa on valmistumassa kolme uutta avaruusalusta, joilla astronautit tulevat lentämään parin vuoden päästä niin Kansainväliselle avaruusasemalle kuin mahdollisesti Kuuhun ja kauemmaksikin.

Alusten tekeminen on kovasti myöhässä aikataulusta, minkä vuoksi tiedotuspuolella on ongelmana pitää jännitystä yllä.

Yksi tapa on kertoa pienistä edistysaskeleista ikään kuin suurina tapauksina, mutta sitten on myös tapahtumia, jotka ovat tärkeitä ja kiinnostavia.

Kuten esimerkiksi uusien avaruuspukujen esittely.

Tarkalleen ottaen Boeing-yhtiön eilen esittelemät puvut ovat painepukuja, jotka on suunniteltu käytettäväksi uuden CST-100 Starliner -avaruusaluksen sisällä. Ne suojaavat matkustajia mahdollisissa onnettomuustilanteissa, jolloin ilma saattaa hävitä aluksen sisältä. 

Pukujen tarkoitus on siis vain pitää astronautit hengissä aluksen sisällä avaruuden olosuhteissa. Kyllä niillä voisi olla myös aluksen ulkopuolella, mutta siihen niitä ei ole tarkoitettu. Puvuissa ei esimerkiksi ole selkäpakkausta, missä on ilmaa, vaan ne ovat kiinni aluksen elossapitolaitteissa.

Ne ovat siis tehty samaan tarkoitukseen kuin avaruussukkuloiden oranssit "avaruuspuvut".

Ei pukuja silti kannata väheksyä. Pukujen tulee olla samanaikaisesti kestäviä ja kevyitä, joustavia ja tukevia, ja astronauttien pitää pystyä toimimaan hyvin niissä ollessaan.

Puvut päällä täytyy kävellä alukseen ja niiden hansikkaiden tulee soveltua kosketusnäyttöjen käyttämiseen. Ja mikä tärkeintä, niiden pitää tietysti olla ilmatiiviit ja suojata ihmistä avaruuden ikäviltä olosuhteilta.

Verrattuna sukkula-ajan oransseihin pukuihin, ovat uudet siniset puvut olennaisesti kevyempiä, sillä niiden massa on vain 5,5 kg.

Huomiota herättävää puvuissa on se, että niissä on tarranauhaa joka puolella. Tarranauha on hyvin kätevää painottomuudessa, koska siihen voi helposti kiinnittää tavaroita, jotka muuten leijailisivat vapaasti aluksen sisällä. Lisäksi puvussa on suuret reisitaskut ja omat taskunsa pienille esineille, kynälle ja jopa pelastautumisvälineille.

Puvut on tehty hyvin mukautuviksi ja vain kypärän etuosan visiiri on läpinäkyvä. Kuplamainen kypärä olisi tehnyt puvusta painavamman ja monimutkaisemman, eikä niskapuolella läpinäkyvyydestä olisi mitään hyötyä.

Puvut on Boeingille tehnyt David Clark -yhtiö, joka on valmistanut painepukuja hävittäjälentäjille ja astronauteille 1940-luvulta alkaen. Reebok on osallistunut kenkien suunnitteluun.

SpaceX tulee tekemään omia Dragon-aluksiaan varten omat pukunsa ja Nasa on muokkaamassa vahaa sukkulapukua Orion-aluksissa käytettäväksi. Orionin pukujen pitää olla hieman jykevämpää tekoa, koska aluksilla tullaan lentämään kauempana ja vaativammissa olosuhteissa.

Video: Nasa / Boeing

 

Tällaisia ovat Kiinan uudet avaruuslaitteet: avaruusalus ja kantoraketti

Ma, 06/27/2016 - 14:55 Jari Mäkinen
Pitkä marssi 7 hallissa ennen laukaisua

Kiina on aiempaakin enemmän avaruustoiminnan suurvalta, kun se laukaisi eilen viikonloppuna onnistuneesti täysin uudenlaisen kantoraketin ja sen mukana tulevan, myös aivan uuden miehitetyn avaruusaluksen koekappaleen. Laukaisu ja aluksen paluu sujuivat suunnitelman mukaan.

Sekä kantoraketti että uusi avaruusalus ovat erittäin kiinnostavia, joskaan niiden tulo ei ollut enää yllätys. Kummastakin on ollut runsaasti tietoja etukäteen, vaikka kiinalaiset eivät tiedotakaan toimistaan yhtä avoimesti kuin läntiset avaruustoimijat.

Etenkin uuden kantoraketin onnistunut ensilento on erittäin merkittävä, sillä kaikki Pitkä marssi -nimiset (englanniksi Long March ja kiinaksi länsimaalaisittain Chang Zheng) aiemmat raketit ovat käyttäneet typpitetraoksidia ja hydratsiinia, jotka ovat erittäin myrkyllisiä aineita. Uusi kantoraketti käyttää nestehappea ja kerosiinia, joista ei ole haittaa.

Avaruudessa ihmiselle myrkyllisistä ajoaineista ei ole haittaa, mutta raketteja laukaistaessa niiden vaiheita putoaa maan pinnalle, ja näissä rakettivaiheissa on jäljellä hieman polttoainetta. Lisäksi raketin lentovalmistelut ovat monimutkaisempia, kun tankkauksessa tarvitaan raskaita suojavarusteita. 

Pitkä marssi 7 on keskiraskas kantoraketti, jolla Kiina aikoo korvata nykyisin käytössä olevat Pitkä marssi 2 ja -3 -kantoraketit. Raketti perustuu rakenteeltaan Pitkä marssi 2:een ja siitä voidaan vastaisuudessa tehdä mm. ensimmäiseen vaiheeseen kiinnitettyjen apurakettien määrää muuttamalla raskaampi versio (Pitkä marssi 5) ja kevyempi versio (Pitkä marssi 6). Nyt laukaistu ensimmäinen versio kykenee nostamaan matalalle kiertoradalle Maan ympärillä 5,5 tonnia painavan lastin.

Kiinnostavaa kantoraketissa on myös sen Yuanzheng 1A -niminen ylin vaihe, joka pystyy kiinalaisten mukaan toiminaan 48 tunnin ajan ja käynnistämään moottoriaan useita kertoja. Näin raketti voi kuljettaa lastinsa varsin vaikeallekin kiertoradalle, kuten esimerkiksi kohti toisia planeettoja, tai viedä useamman satelliitin eri kiertoradoille.

Pitkä marssi 7 on voimakkain Kiinan tähän mennessä tekemä kantoraketti. Sen laukaisuja varten kiinalaiset ovat myös rakentaneet kokonaan uuden avaruuskeskuksen maan eteläisimpään kolkkaan Tyynen valtameren rannalle Hainanin saarelle Hong Kongin lounaispuolella. Laukaisupaikka on vain 19° päiväntasaajan pohjoispuolella, joten sieltä voidaan laukaista satelliitteja suotuisammin kuin muista Kiinan kolmesta aiemmasta avaruuskeskuksesta. 

Laukaisu tapahtui viime lauantaina klo 20 paikallista aikaa ja Kiinan tietotoimisto Xinhuan välittämien tietojen ja kuvien mukaan kaikki sujui hyvin – paitsi että lähtöä lykättiin puolella tunnilla alun perin ilmoitetusta.

Mukana pieni avaruusalus

Uuden kantoraketin laukaisu tuliterästä avaruuskeskuksesta olisi sinällään ollut jo varsin suuri uutinen, mutta lisäksi rakettia käytettiin nyt Kiinan uuden miehitetyn avaruusaluksen testaamiseen. Kyseessä oli tosin tekeillä olevan kapselin pieni versio: sen korkeus oli vain noin 2,3 metriä, leveys 2,6 metriä ja massa noin 2,6 tonnia. Varsinaisen avaruusaluksen maahanpaluukapseli tullee olemaan varsin todennäköisesti noin kaksi kertaa suurempi.

Kiinan tähän mennessä miehitettyihin avaruuslentoihinsa käyttämä Shenzhou-alus pohjautuu voimakkaasti venäläiseen Sojuz-alukseen, kun taas uusi alus on siitä saatujen kuvien mukaan täysin erilainen. Se muistuttaa läheisesti ammoisia Apollo-aluksia, eli siinä olisi kellomaisen maahanpaluukapselin lisäksi huoltomoduuli, jonka alaosassa on kookas rakettimoottori.

Tilaa aluksessa on kaikkiaan kuudelle hengelle, kun matkakohteena on esimerkiksi avaruusasema Maata kiertävällä radalla. Kiinan tulevan Tiangong-aseman kapasiteetti on juuri tämän kuusi henkilöä. Alus voisi olla avaruudessa kolme viikkoa yksistään tai jopa kaksi vuotta avaruusasemaan telakoituneena.

Kiinnostavan aluksesta tekee se, että se soveltuu myös kuulentoihin ja muihin lähiavaruutta kauemmaksi suuntaaville lennoille. Tällaisia voivat olla esimerkiksi matkat Lagrangen pisteeseen tai lähiasteroideille. Silloin mukaan otettaneen vain neljä avaruuslentäjää ja huoltomoduuli on hieman suurempi: aluksen kokonaismassa laukaistaessa olisi noin 20 tonnia verrattuna avaruusasemalentojen 14 tonniin. Kauemmaksi menevät alukset tehdään myös kestämään hieman vauhdikkaampi paluu takaisin Maahan, eli niiden lämpösuojasysteemin tulee olla tehokkaampi. Vauhti voi olla silloin jopa 11,2 km/s.

Nyt tehdyllä koelennolla pienoismalli lensi avaruudessa maksimissaan 380 km korkeudessa olleella radalla noin 20 tuntia, sillä alus laskeutui sunnuntaina iltapäivällä 15.41 Pekingin aikaa Sisä-Mongolian arolle laskuvarjonsa varassa. Kuten alla oleva kuva kertoo, riepotteli kova tuuli alusta kovasti ja hilasi sitä hyvän matkaa pinnalla laskuvarjon mukana, mutta silti aluksen kerrotaan olleen erinomaisessa kunnossa.

Seuraavan kiinalaisten miehitetyn avaruuslennon odotetaan tapahtuvan myöhemmin tänä vuonna. Tiangong 2 -avaruusaseman runko-osa on tarkoitus laukaista Maata kiertämään syyskuussa ja todennäköisimmin seuraava taikonauttien lento tapahtuu heti sen jälkeen. Tämä Shenzhou 11 -lento, kuten myös sitä seuraavat käyttänevät vielä vanhaa avaruusalusta, sillä uuden aluksen odotetaan tulevan käyttöön vasta vuonna 2020. 

Kuvat: Xinhua

Euroalus tekee kuuman hypyn avaruuteen

To, 01/29/2015 - 12:51 Jari Mäkinen

Avaruusrintamalla tapahtuu taas: nyt koelentovuorossa on eurooppalainen avaruusalus IXV, Intermediate eXperimental Vehicle, joka testaa maahanpaluutekniikkaa tekemällä helmikuussa loikkauksen avaruuteen ja tulemalla sieltä suurella nopeudella saman tien takaisin.

IXV ei ole minkään tulevan avaruusaluksen mallikappale, vaan se on tehty nimenomaan koekoneeksi: se testaa uudenlaisia lämpösuoja- ja ohjausmenetelmiä, joita voidaan käyttää myöhemmin varsinaisia avaruusaluksia rakennettaessa. Periaatteessa tämänkaltaista alusta voitaisiin käyttää myöhemmin jopa miehitettynä avaruusaluksena.

Lento oli tarkoitus tehdä jo viime lokakuussa, mutta silloin sitä päätettiin lykätä, koska lentorataa ja Vega-kantoraketin ohjelmointia haluttiin vielä tarkistaa. Lopulta rataan tehtiin pieniä muutoksia ja aluksen valmistelua lentoaan varten jatkettiin nyt alkuvuodesta.

Viime viikolla tämä viitisen metriä pitkä, noin kaksi tonnia painava puikulamainen alus tankattiin ja tällä viikolla se asennettiin kiinni raketin ylimpään vaiheeseen. Parhaillaan kantoraketin nokkakartiota ollaan asentamassa aluksen ympärille.

Lentoon alus on tarkoitus lähettää 11. helmikuuta.

Avaruuslennosta tulee varsin lyhyt, sillä matka laukaisualustalta Kouroun avaruuskeskuksesta Etelä-Amerikassa laskeutumiseen Tyyneen valtamereen kestää vain 100 minuuttia, eli tunnin ja 40 minuuttia.

Vaikka IXV nousee lennollaan kunnolla avaruuteen 420 kilometrin korkeuteen, se aloittaa laskeutumisen saman tien, koska tarkoituksena ei ole testata lentämistä avaruudessa, vaan nimen omaan laskeutumista. Se osuu ilmakehään 27 000 kilometrin tuntinopeudella (7,5 km/s) ja sen ulkopinta alkaa kuumeta ilmanvastuksen kitkakuumennuksen vuoksi noin 120 kilometrin korkeudesta alkaen. Siellä ilma on vielä hyvin harvaa, mutta suurella nopeudella lennettäessä se alkaa jo tuntua.

Alus kiitää ilmakehässä avaruussukkulan tapaan ilman moottorivoimaa moninkertaisella äänen nopeudella ja jarruttelee vauhtiaan, joka putoaa myös ilmanvastuksen vuoksi koko ajan. Samalla sen pinta kuumenee noin 1600°C:n lämpötilaan.

Lopulta alus laskeutuu laskuvarjojen varassa pehmeästi Tyyneen valtamereen Panaman länsipuolelle, missä sitä on odottamassa Nos Aries -niminen pelastusalus. Se poimii IXV:n kyytiinsä ja tuo takaisin Eurooppaan tutkimuksia varten.

Lentonsa aikana IXV tallettaa tietoja sensoreistaan ja laitteidensa toiminnasta sisällään olevaan muistiin, mutta myös lähettää niitä satelliitin kautta lennonvalvomoon siltä varalta, että lennon jälkeen tietoja ei saataisi talteen.

Kuva: IXV kuvattuna alapuolelta kantoraketin nokassa ilman nokkakartiota. Aluksen suurimman lämpörasituksen kohteeksi joutuva suojaus näkyy tässä hyvin.

Euroopassa on runsaasti osaamista avaruustekniikassa ja Euroopan avaruusjärjestö on testannut aikaisemminkin maahanpaluuta, mutta juuri alusten saaminen turvallisesti takaisin Maan pinnalle on eräs asioista, missä Eurooppa kaipaa lisää kokemusta. 

Erityisen kiinnostavaa IXV:n tekemisessä ja sen lennossa on testata luonnollisesti periaatteessa uudelleenkäytettävän, keraamista tiilistä ja sulavasta aineesta koostuvan lämpösuojan toimintaa. Aluksen runkorakenne on kevyttä ja kestävää hiilikuitua, jonka kestävyys maahanpaluussa on myös huomion kohteena. Samoin ohjaus- ja navigointilaitteet, laskuvarjot ja ilmanohjaimia käyttävät aktuaattorit ovat tekniikkaa, mitä Euroopassa ei ole aikaisemmin koeteltu oikeissa maahanpaluun olosuhteissa.

Kuva: IXV:n laskuvarjoja ja lentolaitteistoja testattiin kesällä 2013 pudottamalla nyt avaruuteen laukaistavan aluksen näköinen ja kokoinen koelentoversio helikopterista mereen Sardinian luona. Alusta ei oltu varustettu avaruuslentoa varten, eikä siinä ollut esimerkiksi täydellistä lämpösuojakilpeä. Tämä koekoneen koekone oli viime syksyllä esillä Euroopan avaruutekniikkakeskus ESTECissä, Hollannissa. 



Salasukkula X-37B palasi Maahan

Ma, 10/13/2014 - 22:37 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