stratosfääri

Perlan 2 – hullu hanke lentää purjekoneella stratosfääriin

Perlan 2 on kunnianhimoinen hanke, jonka tarkoituksena on nousta hyvin korkealle ilmakehässä purjekoneella: tavoitteena on rikkoa tämänhetkinen purjekoneiden korkeusennätys 15 460 metriä. 

Korkeus on stratosfäärin alaosissa korkeudessa, missä muun muassa Concorde aikoinaan lensi – ja korkeus, missä lentäminen liitämällä on erittäin vaikeaa. 

Perlan on amerikkalainen hanke, mutta eurooppalainen Airbus tukee sitä voimakkaasti. Hankkeessa on kehitetty jo kaksi erilaista liitokonetta, joista tuoreempi yritti rikkoa ennätystä jo viime vuonna, mutta ei onnistunut. Kyse ei ollut vain koneesta tai sen lentäjistä, vaan myös olosuhteista, sillä liitolentäminen stratosfääriin vaati täydelliset olosuhteen ja juuri sopivat nostavat virtaukset.

Niitä varten tiimi on mennyt jälleen Argentiinaan, mistä se yrittää ennätyslentoa uudelleen näinä päivinä. 

Lentäjät Jim Payne,Morgan SandercockTim Gardner ja Miguel Iturmendi ovat lentäneet kahden tiimeinä paineistetulla purjekoneellaan El Calafatessa, Argentiinassa tähän mennessä vähän alle 10 kilometrin korkeuteen. Kone on osoittautunut hyväksi ja pystynee nousemaan ylemmäksikin, jos ja kun sää vain sallii.

Ennätyslentoyrityksen paikaksi on valittu Argentiinan eteläosien Patagonia, koska siellä vuoristossa syntyvät virtaukset nousevat stratosfääriin saakka näin alkukeväisin. Eteläisellä pallonpuolella talvi on juuri vaihtumassa kevääksi.

TIimi on varautunut olemaan paikalla kahden kuukauden ajan odottamassa sopivia olosuhteita.

Tarkoituksena on paitsi rikkoa ennätys, niin myös kehittää lentokoneen aerodynamiikkaa ja tehdä tutkimusta. Lentokoneessa on mukana mittalaitteita, joilla saadaan lisätietoa ilmakehästä ja lento sinällään lisää tietämystä vuoristoalueiden nousevista ilmavirtauksista. Niitä ei tunneta toistaiseksi hyvin ja ne voivat osaltaan vaikuttaa kaasujen sekoittumiseen ilmakehässä.

Yleensä ilmakehätutkimusta näillä korkeuksilla tehdään ilmapalloilla, mutta lentokone on parempi, koska se on helpommin ohjattavissa haluttuun paikkaan ja se pystyy kiertelemään samalla alueella. Lentokone voi tuoda näytteitä alas myös kätevästi ja nopeasti.

Lentojen aikana tutkitaan myös korkealla lentämisen vaikutuksia pilotteihin. 

Hanketta voi seurata twitterissä nimellä @PerlanProject, Facebookissa sivulla www.facebook.com/perlanproject ja netissä sen omilla sivuilla osoitteessa www.perlanproject.org.

Tänä vuonna koneen ohjaamoon voi myös hypätä mukaan virtuaalisesti: http://bit.ly/VirtualPerlan2.

Video: Porin torilta stratosfääriin

Viime torstaina tapahtui Porissa jotain hieman omituisempaa: Otaniemessä tekeillä olevan Suomi 100 -satelliitin puusta tehty mallikappale lähti lennolle stratosfääriin.

Heliumpallo nosti laitteen noin 30 kilometrin korkeuteen, kunnes – suunnitellusti – pallo pamahti, kun hyvin harvaksi käynyt ilma oli saanut sen paisumaan usean metrin kokoiseksi. Puusatelliitti putosi alas laskuvarjon varassa ja päätyi keikkumaan Pohjanmaalle sähköjohtoon, mistä sen pelastaminen vaati voimalinjojen raivaamiseen käytetyn nosturiauton kutsumisen paikalle.

Mutta lopulta "puusatelliitti" ja sen sisältämät kuvat sekä tiedot saatiin talteen, ja niistä voitiin tehdä mm. yllä oleva video.

Koko tarina ja lisää kuvia on Suomi 100 -satelliitin nettisivuilla.

*

Pallolennon suunnittelusta ja lennätyksestä vastasi Tiedetuubin Jari Mäkinen, joka on mukana myös Suomi 100 -satelliittihankkeessa sekä toteuttaa siihen kuuluvan Avaruusrekan kiertueen syksyllä 2017.

Sääpallon räjähdys stratosfäärissä

Ti, 01/12/2016 - 09:36 Jari Mäkinen
Sääpallo räjähtää


Joka päivä noin 800 säähavaintopalloa lähetetään taivaalle ympäri maailman. Tyypillisesti ne lähetetään säähavaintoasemilta klo 00:00 ja 12:00 GMT, jolloin säähavaintoaineistoon saadaan samanaiksisesti ympäri maailman tärkeää tietoa paikan päältä, ilmakehän eri osista; vaikka satelliiteilla, tutkilla ja lasereilla saadaan paljon tietoa ilmakehästä kaukaakin, ei mikään toistaiseksi ole tehokkaampi ja tarkempi tapa kuin säähavaintopallon kuljettama sensoripaketti, joka lähettää tietonsa sääasemalle.


Päivän kuvaSäähavaintopallon nousunopeus riippuu pallon koosta, mutta yleensä se on 2–6 m/s. Palloon ripustetaan radiosondi, joka määrittää sijaintinsa satelliittinavigoinnin avulla ja mittaa mm. ilmanpainetta, ilman lämpötilaa ja suhteellista kosteutta. Pallon liikettä havaitsemalla saadaan selville myös tuulen suunta ja nopeus.

Pallot nousevat tyypillisesti 30-40 kilometrin korkeuteen ja noustessaan nämä yleensä latex-kumista tehdyt, heliumilla täytetyt pallot laajenevat ilmanpaineen laskiessa yläilmakehässä. Pallo saattaa paisua jopa satakertaiseksi halkaisijaltaan verrattuna siihen, millainen se oli lähetettäessä. Lopulta pallot räjähtävät, kun kumi ei enää pysty venymään ja kylmä ilma haurastuttaa sitä. Pallon rippeet ja pieni, kevyt styroksiin pakattu mittalaitepaketti putoavat alas vahinkoa aiheuttamatta.

Monet harrastajat käyttävät säähavaintopalloja nostamaan myös kameroita yläilmakehään. Kun kameran mukana on esimerkiksi satelliittipaikannuslaite, joka lähettää koordinaatteja tekstiviestinä matkapuhelimeen, on alas pudonnut kamera varsin helppoa (joskus vähemmän helppoa) käydä hakemassa. Kuvat ovat yleensä upeita, aivan kuin avaruudessa otettuja.

Amerikkalainen John Abella onnistui nappaamaan vuonna 2010 kuvan räjähtävästä sääpallosta. Kuva on sattumalta otettu juuri sen sekunnin sadasosan aikana, kun pallon latex antoi periksi ja hajosi moniksi pieniksi kumisiivuiksi, jotka näyttävät auringonvalossa varsin omituisilta avaruusmadoilta. Korkeus oli noin 30 km ja kamerana oli Auringon voimakkalta säteilyltä ja kylmältä viimalta suojattu Canon PowerShot A560.

Ensimmäisenä maailmassa ilmapalloa havaintojen tekemiseen käytti ranskalainen meteorologi Léon Teisserenc de Bort vuonna 1896, joka löysi pallojen avulla tropopaussin ja stratosfäärin, ilmakehän kaksi alinta osaa.

Siinä missä nykyisin lähes kaikki pallot tehdään Kiinassa, on eräs suurimmista säähavaintopallojen mittalaitteistojen valmistajista suomalainen Vaisala Oyj. Myös muut mittalaitepakettien valmistajat käyttävät Vaisalan antureita, ja niistä erityisesti tänä vuonna 40 vuotta täyttänyt kosteusanturi HUMICAP on erittäin suosittu. HUMICAP oli maailman ensimmäinen kapasitiivinen ohutkalvoteknologiaan perustuva kosteusanturi, mistä alkoi Vaisalan eteneminen suhteellisen kosteuden mittaamisen markkinajohtajaksi sekä kapasitiivisten ohutkalvoantureiden maailmanvalloitus. Nyt Vaisalan kehittämä menetelmä on maailmanlaajuinen teollisuusstandardi. Vaisala on kehittänyt vuosikymmenten aikana tekniikkaansa niin, että nykyinen HUMICAP on edelleen markkinoiden tarkin ja luotettavin kosteusanturi.

Turistien stratosfääripallo teki koelennon korkealle

Ti, 10/27/2015 - 22:57 Jari Mäkinen
Näkymä pallosta

Pian turistit pääsevät ihailemaan maapalloa monella eri tavalla korkeuksista. Kolme yhtiötä on tekemässä avaruusaluksia, jotka tekevät pomppauksia lähiavaruuteen, ja lisäksi World View -niminen amerikkalaisyhtiö on tekemässä valtavan ilmapallon kannattelemaa gondolia, joka sisältä voisi katsella häkellyttävän kaunista näkyä noin 30 kilometrin korkeudessa.

Kyseessä ei siis ole lähellekään avaruus, vaan “ainoastaan” noin kolme kertaa liikennelentokoneen lentokorkeutta ylempänä oleva stratosfääri. Siellä kuitenkin ilma on jo niin ohutta, että taivas näyttää lähes mustalta ja ilman suojaa oleva ihminen kuolisi minuuteissa – aivan kuten avaruudessa. 

Sieltä katsottuna myös maapallon pinta on kaareva, ja etenkin laajakulmaobjektiiveilla kuvattuna näky on kuin avaruudessa olisi.

World View aikoo viedä turisteja katsomaan näitä maisemia vuodesta 2017 alkaen erityisellä gondolilla, jonka sisään mahtuu kuusi henkilöä ja kaksi miehistön jäsentä. Matkustajat näkevät ympärilleen isoista ikkunoista ja voivat lähettää kuviaan saman tien nettiin satelliitin kautta kulkevan internet-yhteyden kautta.

Gondolin nimeksi on annettu Voyager, eli “matkaaja”. Sen varustuksiin kerrotaan kuuluvan myös pienen baarin sekä toiletin.

Yhtiö testaa tekniikkaansa lennättämällä gondolin pienoismallia. Se teki onnistuneen lennon jo viime keväällä Arizonassa ja nyt lauantaina mallikappale nousi toistaiseksi korkeimmalle yltäneelle koelennolleen; se kohosi 30 624 metrin korkeuteen, mistä se lensi alas liitolaskuvarjolla vähän samaan tapaan kuin lopullinen gondoli tulee tekemään.

Mallikappaleen koko on 10 prosenttia lopullisesta, mutta sen avulla yhtiö pystyy testaamaan koko lennon tekniikkaa.

Toistaiseksi mallikappaleiden koelennoilla ei laskuvarjoa ole avattu korkealla, mikä on olennaisin toistaiseksi testaamaton osa lentoa. Sen jälkeen yhtiö aikoo vielä testata koko lennon suorittamisen tällä pienoismallilla aivan samaan tapaan kuin lopulliset lennot tullaan tekemään, ennen kuin koelennot jo puolivalmiilla täysikokoisella gondolilla aloitetaan.

Ilmapalloilu stratosfäärissä ja laskuvarjoilu korkealla ilmakehässä eivät ole mitenkään haastavia teknisesti, sillä näistä on paljon kokemusta ympäri maailman 1950-luvulta alkaen. Ongelmana on kuitenkin tehdä sitä rutiininomaisesti maksavien turistien kanssa.

Turvallisuuden lisäksi tärkeätä onkin kiinnittää huomiota matkustusmukavuuteen. Palloa pyritään lennättämään siksi mahdollisimman tasaisesti, nousu pyritään tekemään rauhallisemmin kuin normaalisti stratosfääripalloilla ja paluu takaisin maanpinnalle pitää saada onnistumaan mahdollisimman sulavasti. 

Yleensä pallon irrottaminen saa aikaan varsin suuren pudotuksen ja varjon aukeaminen voimakkaan riuhtaisun. Lentäminen liitovarjolla saattaa myös olla varsin tempoilevaa – puhumattakaan kopsahtamisesta takaisin maahan.

Ennen varsinaisen turistien käyttämän gondolin lennättämistä World View käyttää täysikokoista mallikappaletta, jonka massa sekä aerodynaamisen ominaisuudet vastaavat täysin lopullista.

Jos koelennot sujuvat hyvin, pääsevät ensimmäiset turistit matkaan vuonna 2017. Hintaa lipulla on 75 000 dollaria ja sillä pääsee pariksi tunniksi kellumaan noin 30 kilometrin korkeuteen.



Jättimäisiä palloja stratosfääriin

Pe, 10/09/2015 - 10:52 Jari Mäkinen
Stratopallo

Päivän kuva

Päivän kuvana on tänään ranskalainen tutkimusilmapallo täytettävänä Kanadassa sijaitsevassa Timminsin tutkimusasemalla.

Ranskalla on pitkä historia stratosfääriin lähetettävien pallojen ja niiden kantamien tutkimuslaitteiden tekemisessä. Nyt syyskuun lopussa sekä lokakuun alussa olleen Strato Science 2015 -kampanjan aikana tehtiin kuusi lentoa, joilla tutkittiin yläilmakehän kemiaa, vesihöyryn määrää ja jakautumaa, aerosoleja sekä koetettiin saada talteen avaruudesta ilmakehään tullutta planeettainvälistä ainetta.

Kampanjan aikana käytettiin myös uudenlaista, kevyttä ja monitoimista gondolia, mihin tutkimuslaitteet asennettiin. Usein nykyisin pallojen kantamat gondolit tehdään lähes räätälintyönä kullekin lennolle, joten standardoitu monikertakäyttögondoli helpottaisi toimintaa olennaisesti – ja leikkaisi myös kustannuksia.

Samaan aikaan kun ranskalaiset lennättivät suuria (tilavuudeltaan jopa 800 000 molleita pallojaan Kanadasta, tehtiin Ruotsin Kiirunassa myös pallolentoja. Kiiruna on eräs maailman aktiivisimmista stratosfääripallojen lennätyspaikoista, ja tällä kerralla siellä olivat vuorossa Saksan avaruustutkimuskeskuksen, Ruotsin avaruushallinnon ja Euroopan avaruusjärjestön yhdessä toteuttamat BEXUS-opiskelijalennot.

Lennoilla on on mukana eurooppalaisten opiskelijaryhmien tutkimuslaitteita, ja nämä lennot ovat avoimia myös suomalaisille – olettaen, että ryhmillä onniin hyviä ideoita, että tulevat valituiksi mukaan. 

Alla on näistä lennoista kertova video.

Hubble tunkeutui eksoplaneetan kaasukehään

Pe, 06/12/2015 - 11:52 Markus Hotakainen

Monet eksoplaneetat kiertävät tähteään niin lähellä, että niiden lämpötilat huitelevat tuhansissa asteissa. Siksi tutkijoita on askarruttanut, voivatko niiden kaasukehät olla rakenteeltaan alkuunkaan samanlaisia kuin Maan ilmakehä.

Meillä ilmakehän alimmassa kerroksessa eli troposfäärissä, missä tapahtuvat tutut sääilmiöt, lämpötila laskee ylöspäin mentäessä. Noin 15 kilometrin korkeudessa tilanne muuttuu päinvastaiseksi: lämpötila alkaa kohota. 

Syynä on otsoni, joka imee itseensä Auringon ultraviolettisäteilyä. Stratosfäärin lämpötilainversio muodostaa myös "vesilukon", joka estää vesihöyryä kohoamasta ilmakehän yläosiin, missä se hajoaisi vedyksi ja hapeksi.

Samanlainen ilmiö on havaittavissa myös Aurinkokunnan jättiläisplaneetoilla. Niiden kaasukehässä lämpösiepparina toimivat hiilivety-yhdisteet. Useimmat tunnetut eksoplaneetat ovat kuitenkin niin kuumia, että sen enempää otsonia kuin hiilivetyjäkään ei voi esiintyä niiden kaasukehissä.

Tutkijat ovat pohtineet, voiko tällaisilla tulikuumilla planeetoilla olla stratosfääriä lainkaan. Näköjään voi.

Hubble-avaruusteleskoopilla on tehty havaintoja WASP-33b-planeetasta, joka on noin 400 valovuoden etäisyydellä Maasta. Massaltaan planeetta on noin 4,5-kertainen Jupiteriin verrattuna. Se kiertää tähteään alle neljän miljoonan kilometrin etäisyydellä ja yhteen kierrokseen menee aikaa alle 30 tuntia. Pieni etäisyys tekee planeetasta todellisen pätsin.

Infrapuna-alueella on onnistuttu mittaamaan planeetan heijastaman säteilyn spektri, josta löytyi merkkejä vedestä – tai pikemminkin vesimolekyyleistä, sillä planeetan lämpötiloissa vesi ei voi esiintyä nestemäisessä muodossa. Spektrihavaintojen avulla voitiin määrittää lämpötila, joka planeetalla vallitsee.

Vesimolekyylien spektrijäljet syntyvät kaasukehän kerroksessa, jossa lämpötila on noin 3 500 celsiusastetta. Muiden alkuaineiden ja molekyylien säteilystä voitiin päätellä, että alempana lämpötila on "vain" noin 1 600 astetta. 

Planeetan kaasukehässä näyttäisi siis olevan stratosfääri, joka imee itseensä merkittävän osan tähden säteilystä. Siksi lämpötila on sen kohdalla paljon korkeampi kuin sellaisen planeetan kaasukehässä, jolla ei stratosfääriä ole. Samalla stratosfääri kuitenkin "viilentää" lähempänä pintaa oleva kaasukehää. 

WASP-33b:n lämpötiloissa vaihtoehdot Auringon säteilyä imeviksi aineiksi ovat vähissä. Tutkijoiden mukaan planeetan kaasukehässä on titaniumoksidia, joka hoitaa homman. Se imee tehokkaasti sekä näkyvää valoa että ultraviolettisäteilyä. Titaniumoksidi voi myös esiintyä kaasumaisessa olomuodossa kaukaisen planeetan huimissa lämpötiloissa.

Hubblen havainnoista kerrottiin NASAn uutissivuilla ja tutkimus on julkaistu Astrophysical Journal -tiedelehdessä tänään 12. kesäkuuta.

Kuva: NASA/Goddard

 

Turistipallo nousi stratosfääriin

Su, 03/15/2015 - 13:15 Jari Mäkinen

Lähiavaruusturismi otti pienen askeleen eteenpäin viikko sitten sunnuntaina (8. maaliskuuta), kun World View -yhtiö testasi pallolentoaan ensimmäistä kertaa siinä muodossa, millä se aikoo lennättää turisteja pian yläilmakehään ihailemaan avaruudellisia maisemia.

Amerikkalaisyhtiö on kehittänyt matkustajille sopivan kondolin, joka nostetaan suurella ilmapallolla yli 30 kilometrin korkeuteen ja mistä se tulee alas laskuvarjolla. Systeemi käyttää suurta liitolaskuvarjoa, jota pystytään ohjaamaan, ja yhtiö rikkoi koelennoillaan viime kuussa tällaisilla varjoilla tehdyn korkeusennätyksen.

Tällä ensimmäisellä lennolla isoikkunaisen gondolin sisällä ei ollut ihmisiä, vaan opiskelijoiden, koululaisten ja opettajien Nasalle tekemiä koelaitteita. Ne tutkivat stratosfääristä muun muassa kosmisia säteitä ja mittasivat ilmakehän kaasuja. 

Euroopassa vastaavia opiskelijakokeita tehdään ESAn Bexus-ohjelmassa Kiirustasta laukaistavilla palloilla, mutta näiden koelaitteiden lennättämiseen käytetään yleensä erityistä niitä varten tehtyä gondolia. World Viewin käyttämä gondoli on kätevämpi, koska sen sisälle koelaitteet voidaan asentaa kuin laboratorioon. Lisäksi myöhemmillä lennoilla tutkija voi lentää niiden mukana.

Päätarkoituksena yhtiöllä on kuitenkin lennättää turisteja ihailemaan mustaa avaruutta ja kaarevaa maapallon pintaa korkeuksista. Valitettavasti painottomuutta lennoilla ei pääse kokemaan, mutta maisemat ovat varsin avaruudellisia!

Lento maksaa noin 71000 euroa ja matkaan pääsee ensi vuodesta alkaen.

Google-pomon hyppy stratosfääristä

Ma, 10/27/2014 - 11:54 Jari Mäkinen
Alan Eustache

Viime perjantaina yllättäen laskuvarjohyppyjen korkeusennätys rikottiin. 57-vuotias Alan Eustache hyppäsi puolisalaa korkeammalta stratosfääristä kuin Felix Baumgartner suuren mediakohun siivittämänä lokakuussa 2012.

Siinä missä Baumgartner hyppäsi 39 kilometrin korkeudesta, Eustache nousi kaasupallollaan 41,4 kilometrin korkeuteen ja pudottautui sieltä alas kohti Maata. Kummassakin tapauksessa taivas näyttää jo lähes yhtä mustalta kuin avaruudessa ja ilman tiheys on niin pieni, että ilman avaruuspuvun kaltaista painepukua ihminen kuolisi minuuteissa.

Eustache rikkoi pudotessaan äänivallin ja kiisi parhaimmillaan noin 1300 kilometrin tuntinopeudella, ennen kuin tihenevä ilmakehä alkoi hidastaa vauhtia ja hän avasi lopulta laskuvarjonsa. Hyppy kesti kaikkiaan noin 15 minuuttia – ja nousu ylös hyppykorkeuteen pari tuntia.

Olennaisin ero Baumgartnerin ja Eustrachen hypyissä oli se, että siinä missä itävaltalainen nousi ylös paineistetun gondolin sisällä ja käytti suhteellisen yksinkertaista painepukua, Eustache nousi ylös raskaammassa ja selvästi kömpelömmässä puvussaan suoraan palloon kiinnitettynä. Hänellä ei ollut gondolia, vaan periaatteessa pallo vain nosti hänet pukunsa sisällä taivaalle, kauko-ohjattu mekanismi irrotti hänet ja hän putosi alas. Tämä kevyempi ja yksinkertaisempi lähestymistapa teki myös suuremman korkeuden mahdolliseksi.

Pikkurahan puutteesta tuskin kärsivä Eustache on Googlen eräs johtajista, ja hän otti hyppyhankettaan varten pitkän loman ja palkkasi Paragon Space Development Corporation -yhtiön tekemään hänelle sopivan puvun sekä hoitamaan hypyn teknisen toteuttamisen. Yhtiö on mukana monenlaisissa ilmailu- ja avaruushankkeissa, ja puuhaa myös WorldView -kapselia, jonka avulla turistit voisivat nousta kaasupallolla ihailemaan maisemia stratosfääristä.


Video hypystä siitä ensimmäisenä kertoneen New York Timesin verkkosivuilta.

Ja nörttityyliin Eustache ei pitänyt juurikaan meteliä hankkeestaan etukäteen. Osasyynä lienee tosin se, että hänen ja Paragonin tarkoituksena näyttää olevan kehittää systeemi, millä varsin kokemattomatkin laskuvarjohyppääjät voisivat tehdä tällaisia korkeushyppyjä. Systeemi on saanut nimen StratEx (Stratospheric Explorer) ja varmasti monet raharikkaat seikkailijat ovat jo viikonlopun aikana ottaneet yhteyttä Paragoniin.

”Olen aina pohtinut voisimmeko suunnitella järjestelmän, jonka avulla ihminen voisi tutkia stratosfääriä yhtä helposti kuin meriä?”, kysyy Eustace Paragonin nettisivuilla. ”Toivon, että voimme nyt innostaa muitakin tutkimaan paremmin tätä aluetta maapallosta, mistä tiedämme vielä niin vähän.”

Tämä viimeinen lause on puppua, sillä Eustachen ja Baumgartnerin hypyissä ei ollut mitään uutta tieteelle: stratosfäärin olosuhteet tunnetaan hyvin ja sitä tutkitaan päivittäin ilmapalloilla ja satelliiteilla. Luotausraketit käyvät sitä nuuskimassa silloin tällöin ja jotkut lentokoneetkin nousevat kohtalaisen korkealle stratosfääriin. Tavalliset liikennelentokoneet lentävät stratosfäärin alaosissa.

Teknisesti hypyt ovat sen sijaan kiinnostavampia, sillä nämä yksityisten yhtiöiden tekemät puvut ja hypyn mahdollistavat laitteet ovat askel eteenpäin äärimmäisten paikkojen turismissa; hieman sukeltamisesta ja vuorikiipeilystä eteenpäin kohti oikeata avaruusturismia. Siinä mielessä hyppy oli kiinnostava ja rohkea temppu!

Pikakelaus taaksepäin 1950-luvulle

Sinänsä on koomista, että niin nämä stratosfäärihypyt kuin tulevat avaruusturistien pomppauslennot ilmakehän ulkopuolelle ovat toisintoja siitä, mitä tehtiin jo 1950-luvulla. Silloin ne tosin olivat jotain uutta ja ihmeellistä, ja niillä oikeasti tutkittiin tuntematonta stratosfääriä. X-15 -koekoneet tekivät lentoja yli sadan kilometrin korkeuteen ja myös laskuvarjohyppyjä koeteltiin yli 30 kilometrin korkeudesta.

Ensimmäinen ihminen, joka nousi yksin ilmapallolla stratosfääriin, oli Yhdysvaltain ilmavoimien kapteeni Joseph Kittinger. Hän nousi kesäkuussa 1957 liki 30 kilometrin korkeuteen Minnessotan päällä Man High I -nimisellä suuren kaasupallon alle kiinnitetyssä gondolissa. Kuva hypystä on otsikkokuvana.

Hän teki useita äärimmäisiä hyppyjä ja niistä viimeisin, elokuun 16. päivänä 1960 tehty loikkaus 31 300 metrin korkeudesta säilyi laskuvarjohyppyjen korkeusennätyksenä aina Baumgartnerin hyppyyn saakka. Hyppynsä aikana Kittinger putosi vapaasti (tosin pienen asennon hallintaan käytetyn varjon avulla) 4 minuutin 36 sekunnin ajan ja hänen huippunopeutensa oli 988 km/h.

Sekä Kittigerin hypyt kuin X-15:n lennot liittyivät ihmisen fysiologiaan, yläilmakehän tarkempaan tutkimukseen ja etenkin siellä lentämiseen vaadittavan tekniikan kehittämiseen. Yhdysvaltain ilmavoimat pohti tuolloin supernopean, stratosfäärin kautta koukkaavan vakoilu- ja pommikoneen tekemistä. Siitä kaavailtiin myös Maata kiertävälle radallekin nousevaa avaruuslentokonetta, mutta lopulta NASA päätyi käyttämään siivetöntä, laskuvarjon varassa Maahan palaavaa kapselia.

Myös rautaesiripun takana Neuvostoliitossa tutkittiin asiaa ja siellä tehtiin myös edelleen voimassa oleva ennätys. Korkeimmalta Maahan laskuvarjolla hypännyt elävä olento on koira nimeltä Lisa, joka laukaistiin raketilla yli sadan kilometrin korkeuteen 24. kesäkuuta 1954. Se singottiin avaruuspuvussaan aluksen ulkopuolelle, missä laskuvarjo jo päästettiin irralleen: varjo pullistui sitä mukaa kun koira putosi syvemmälle ilmakehässä ja paitsi hidasti putoamista, niin myös vakautti lentoa.

Seuranaan Lisalla oli toinen koira, Ryžik, mutta se pysyi pienen avaruuskapselin sisällä 45 kilometrin korkeuteen saakka. Siellä katapultti työnsi koira paran kapselinsa ulkopuolelle, jolloin se jatkoi putoamistaan ensin vapaapudotuksessa ja sitten noin seitsemän kilometrin korkeudesta alaspäin laskuvarjon varassa.

Palkkioksi uroteoistaan kumpikin koira sai lauantaimakkaraa.

Itänaapurissa myös ihmistoverit hätyyttelivät korkeuksia ja rikkoivat ennätyksiä. Siinä missä korkeusennätys säilyi Kittingerillä, nappasi Jevgeni Andreejev vapaapudotuksen ennätyksen 1. marraskuuta 1962. Hän nousi 25 460 metrin korkeuteen, mistä hän pomppasi alaspäin ja avasi laskuvarjonsa vasta vajaan kilometrin korkeudessa 24,5 kilometrin pudotuksen jälkeen. Tämä säilyi maailmanennätyksenä Baumgartnerin hyppyyn saakka.

Korkealla ei ole helppoa!

Hyvin korkealta hyppäämisessä on oikeastaan vain yksi vaaratekijä, mutta se vaikuttaa kaikkeen ja on hyvin hankala ongelma: ilman tiheys. Ilman paine on pudonnut jo liki kolmasosalla kahden kilometrin korkeudella ja kuuden kilometrin kohdalla on ilman paine enää vajaat puolikas paineesta merenpinnan tasoon verrattuna. 30 kilometrissä paine on enää vain noin 1,4% normaalipaineesta.

Näin matalassa paineessa hyppääjä tarvitsee painepuvun, joka on käytännössä kuin kevyt avaruuspuku. Ilman suojaa ihminen menehtyisi varsin nopeasti, ja näin on ennätyshypyissä jo käynytkin. Jevgeni Andreejevin seurana gondolissa oli Pjotr Doglov, joka nousi Andreejevin hypättyä vieläkin korkeammalle – 28 640 metrin korkeuteen. Hänen oli tarkoitus testata uudenlaista painepukua, mutta hän löi päänsä luukun reunaan gondolista poistuessaan, jolloin kypärän lasiin tuli halkeama ja ilma pihisi ulos puvusta. Doglov tukehtui nopeasti.

Siitä, oliko Eustachella ongelmia, ei tiedetä vielä, mutta Kittinger joutui kokemaan myös ohuen ilman hankaluudet. Hänen pukunsa oikeanpuoleinen hansikas rikkoontui matkalla korkeuksiin, jolloin hänen kätensä paisui alipaineen vuoksi lähes kaksikertaiseksi kooltaan. Kittinger ei antanut kivun haitata, vaan jatkoi nousuaan ja teki hyppynsä. Päinvastoin kuin Baumgartnerin hypyn yhteydessä mediassa hehkutettiin, ei pieni puvun rikkoontuminen johda väistämättä kuolemaan, vaan riippuu siitä kuinka suuri vaurio on ja missä kohdassa: ellei kipua oteta huomioon, ihmisen iho kestää varsin hyvin alipainetta.

Sen sijaan ultraviolettivaloa iho kestää huonosti. Korkeuksissa Aurinko paahtaa voimakkaasti, eikä ilmakehä ole suodattamassa sen säteilyä. Paljas iho palaa siksi karrelle muutamassa minuutissa ja kypärässä tulee olla erittäin hyvä suojaus.

Ohuessa ilmassa myös asennon hallinta on hankalaa ilman pieniä rakettimoottoreita, joten pienikin väärä liike saattaa johtaa kiihtyvään pyörimisliikkeeseen, jota on vaikea pysäyttää alempana ilmakehässä. Pyöriminen saattaa olla jopa niin rajua, että hyppääjä menettää tajuntansa.

Kittingerin ensimmäinen hyppy marraskuussa 1959 olikin päättyä onnettomasti juuri tästä syystä. Hän joutui laattakierteeseen, pyöri noin 120 kertaa minuutissa pystyakselinsa ympäri ja menetti tajuntansa. Pyörimisen ollessa hurjimmillaan kohdistui Kittingerin päähän ja jalkoihin yli 22 g:n kiihtyvyys. Tällaista tilannetta varten suunniteltu laite, joka avasi hänen laskuvarjonsa automaattisesti, pelasti Kittingerin hengen.

Ennätyshyppyään varten Kittinger asensi pukuunsa pienen laskuvarjon, joka hidastamisen sijaan piti häntä koko ajan oikeassa asennossa.

Eustachen puvussa ja laskuvarjojärjestelmässä oli myös useita varolaitteistoja, joilla hän olisi tullut huonosti käydessäkin turvallisesti alas. Näitä tarvitaan, mikäli hyppyjä aiotaan markkinoida kaikille.

Baumgartnerin hyppy

Jos aikanaan hyppyjä tehtiin sotilassalaisuuksien varjossa ja Eustache ei paljoa välittänyt kertoa hankkeestaan julkisuudessa, ympäröi Baumgartnerin hyppyä ja siihen valmistautumista hypetykseen saakka kohonnut mediarumba. Red Bull -energiajuoman sponsoroima hanke alkoi jo vuonna 2005, minkä jälkeen hankkeen tarkempi hahmottelu sekä gondolin ja hyppypuvun suunnittelu alkoi.

Vuoden 2011 lopussa kaikki oli valmiina ja seuraavana vuonna testien jälkeen Baumgartner teki ensimmäisen koehypyn 21 828 metrin korkeudesta ufohavainnoistaan kuuluisassa Roswellissa, New Mexicon osavaltiossa. Suurin osa ufohavainnoista oli sotilaiden tekemiä kokeita ja myös Kittingerin hypyt tehtiin laajalti autiolla Roswellin alueella. Kesällä 2012 Baumgartner teki toisen hypyn, nyt 29 584 metrin korkeudesta.

Myös Eustachen viimeviikkoinen hyppy tehtiin Roswellissa.

Baumgartnerin ennätyshyppyä edelsi useampi yritys, kunnes sunnuntaina, lokakuun 14. päivänä vuonna 2012, sää oli sopiva ja tekniikka toimi halutulla tavalla. Baumgartner nousi paineistetun gondolinsa sisällä hitaasti ylöspäin ja avasi luukun lähes tyhjyyteen tarkalleen 39 045 metrin korkeudessa. Hän kipusi ulos luukusta sen edessä olleelle tasanteelle, otti kiinni molemmin puolin olleista kaiteista ja pudottautui hallitusti alas.

Hän putosi aluksi suunnitellussa asennossa, pää alaviistoon ja raajat lievästi levällään, ja noin 40 sekunnin kuluttua hyppäämisestä hän saavutti suurimman nopeutensa, 1342,8 km/h. Yläilmakehässä äänen nopeus on noin 1100 km/h (merenpinnan tasossa normaalipaineessa ja -lämpötilassa se on 1225 km/h), joten Baumgartner ylitti selvästi tuon maagisen rajan.

Samoihin aikoihin hän alkoi myös pyöriä ja tilanne näytti vähän aikaa jopa pahalta, kunnes hän sai itsensä taas hallintaan. "Irtautuminen gondolista onnistui erittäin hyvin, mutta aloin pian sen jälkeen pyöriä hitaasti”, kertoi Baumgartner myöhemmin. “”Oletin aluksi pyörähtäväni vain pari kertaa, mutta sitten vauhti kiihtyi ja pyöriminen muuttui välillä varsin rajuksi. Luulin jopa parin sekunnin ajan menettäväni tajuntani. Niinpä en tuntenut mitään erityistä, kun rikoin äänivallin, koska olin silloin niin kiireinen yrittäessä vakauttaa itseäni.”

Baumgartner avasi laskuvarjonsa noin 1,5 kilometrin korkeudessa ja hänen jalkansa koskettivat lopulta maata 9 minuuttia ja 3 sekuntia kestäneen pudotuksen jälkeen. Tästä vapaapudotusta oli 4 minuuttia ja 20 sekuntia, joten vaikka vapaapudotus alkoi korkeammalta kuin koskaan aikaisemmin, on pisimmän vapaapudotuksen ennätys edelleen Kittingerillä, joka kiisi ilman laskuvarjon hidastusta 16 sekuntia kauemmin.

Vieläkin korkeammalle?

43-vuotias Baumgartner ilmoitti heti hyppynsä jälkeen “jäävänsä eläkkeelle” ennätyshyppäämisestä, mutta hänen varjossaan koko ajan omaa hyppyään valmistellut ranskalainen Michel Fournier on valmistellut omaa hyppyään jo pitkän aikaa. Hänen aikomuksenaan oli rikkoa ennätykset ja varmastikin Eustachen hyppy on viimein tehnyt tyhjäksi hänen kunnianhimoiset suunnitelmansa.

Fournier on jo 70-vuotias Ranskan ilmavoimien kenraali, joka on omien laskujensa mukaan tehnyt jo yli 8700 laskuvarjohyppyä. Näistä korkeimmalta tehty hyppy on 12 kilometrin korkeudesta.

Hänet valittiin vuonna 1987 mukaan Ranskan avaruushallinnon hankkeeseen, jonka tarkoituksena oli tehdä tutkimusmielissä hyppy 38 kilometrin korkeudesta. Projekti lopetettiin kuitenkin budjettileikkausten vuoksi vuonna 1989, jolloin Fournier päätti jatkaa hypyn suunnittelua itse.

Hanke on kuitenkin edennyt hitaasti, koska Fournier ei ole saanut rahakkaita sponsoreita. Alkuperäisen suunnitelman mukaan ennätyshyppy 40 kilometrin korkeudesta olisi tehty Kanadan Saskatchewanista keväällä 2008, mutta kun sää viimein oli suotuisa 27. toukokuuta, suuri ja kallis ilmapallo pääsi vapaaksi, kun sitä oltiin kiinnittämässä gondoliin. Pallo katosi taivaalle ja Fournierilta kesti pari vuotta päästä takaisin yrittämään uudelleen.

Epäonni oli mukana myös tuolloin 16. toukokuuta 2010, sillä varavarjo avautui kesken laukaisuvalmistelujen ja kallis lento piti peruuttaa. Baumgartnerin hypyn jälkeen Fournier aikoi koittaa vielä kerran, mutta herrasta ei ole sen koommin kuulunut mitään – joko ikä tai talous on tehnyt unelman mahdottomaksi.

Fournierilla oli tosin mielessään myös hurjempi ajatus: koska heliumpallo ei pysty nousemaan juurikaan yli 40 kilometriä ylemmäksi, voitaisiin gondoliin kiinnittää pieni raketti, joka sinkoaisi hyppääjän vielä hieman korkeammalle. Laskelmien mukaan 45 kilometrin korkeus olisi näin saavutettavissa “suhteellisen helposti”.