progress

Kaikki raketit eivät räjähdä: rahtialus laukaistiin nyt onnistuneesti

Pe, 07/03/2015 - 15:35 By Jari Mäkinen
Progress nousee lentoo Sojuz-raketilla

Jos joskus on huonoa onnea, on avaruusaseman rahtikuljetuksilla sitä ollut viime aikoina: sitten viime lokakuun, on kolme rahtialusta epäonnistunut eri syistä viemään rahtia asemalle. Onneksi välissä on ollut kaksi onnistunutta kuljetuslentoa, ja nyt näyttää siltä, että tänään aamulla matkaan laukaistu venäläinen Progress 60 pystyy myös saamaan rahtinsa perille.

Aluksen mukana on kolme tonnia tarvikkeita, ruokaa, happea ja polttoainetta avaruusaseman kolmelle asukkaalle. Jos rahtilento pääsee telakoitumaan onnistuneesti asemaan ensi sunnuntaina, jatketaan seuraavan kolmihenkisen miehistön lähtövalmisteluja normaalisti ja siten aseman asukasmäärä olisi "normaali" kuusi jälleen heinäkuun lopussa.

Tarkalleen ottaen lennon numero on Progress M-28M/60P ja se käytti Sojuz-U -kantorakettia, joka lähetettiin matkaan Baikonurin kosmodromista klo 5:55:48 Suomen aikaa tänään aamulla.

Kyseessä on jo 60. nykyisen mallinen Progress-alus, ja se lentää nyt perinteistä, erittäin turvallista ja luotettavaksi havaittua hitaampaa rataa pitkin asemalle, sillä tällä kertaa venäläiset halusivat tehdä kaiken erittäin varman päälle. 

Historiallisesti Progress-alukset ovat olleet erittäin luotettavia. Tosin myös viime sunnuntaina räjähtänyt Falcon 9 -raketti sekä sen kuljettama Dragon ovat olleet tähän saakka erittäin luotettavia; avaruusaseman huoltolentoja on tietoisesti jaettu useille eri raketeille ja aluksille, jotta yksittäisen kohtaamat ongelmat eivät vaikuttaisi liikaa avaruusasemaan. Nyt tosin kolme neljästä käytössä olevasta aluksesta on kokenut ongelman viime aikoina, mitä voi pitää erittäin epätodennäköisenä.

 

 

Syypääksi edellisen Progress-lennon epäonnistumiseen on varmistunut raketin toinen vaihe, joten nyt käytettyyn rakettiin tehtiin pieniä muutoksia. Ne näyttivät toimivan, ja Sojuz asetti Progressin normaaliin tapaan kiertoradalle vain vajaat yhdeksän minuuttia kestäneen nousun päätteeksi. Progress avasi antenninsa ja aurinkopaneelinsa normaaliin tapaan, ja lennonjohto sai siihen yhteyden. Yllä on Progressin lähettämä selfie avaruudesta.

Samalla varmastikin monissa paikoissa pääsi pitkä helpottunut huokaus.

Seuraava rahtilento asemalle on tarkoitus tehdä elokuussa japanilaisella HTV-aluksella. Myös nyt laukaistun Progressin oli tarkoitus lentää alun perin vasta elokuussa, mutta venäläiset onnistuivat hilaamaan sen laukaisua eteenpäin. Asemalla ja sen asukkailla ei olisi ollut mitään hätää ennen ensi lokakuuta, vaikka he eivät olisi saaneet yhtään täydennyksiä tässä välissä, mutta onnistunut rahtilento tekee toiminnan paljon mukavammaksi ja varmemmaksi.

Yllätyskäänne Progress-avaruusrahtarin onnettomuussyyn tutkinnassa - venäläisyhtiöt syyttelevät toisiaan

Ma, 05/25/2015 - 19:29 By Jari Mäkinen
Progress M-27MA

Miehittämätön Progress M-27M -rahtialus laukaistiin kohti Kansainvälistä avaruusasemaa huhtikuun 28. päivänä, mutta se joutui noin 40 km liian korkealle radalle, menetti yhteytensä lennonjohtoon ja alkoi pyöriä sen verran nopeasti, että se jäi kiertämään hylkynä Maata radallaan.

Alus ja sen mukana avaruusasemalle matkalla ollut kolmetonninen kuorma tarvikkeita, ruokaa ja varaosia syöksyivät Maahan toukokuun 8. päivänä Tyyneen valtamereen Chilen länsipuolelle.

Kerroimme epäonnistuneesta laukaisusta ja putoamisesta mm. tässä artikkelissa ja tässä videossa.

Tapauksen seurauksena avaruusaseman miehistön ja seuraavien lentojen kalenterit menivät uusiksi, ja tämänhetkisen suunnitelman mukaan kolme aseman asukkaista (NASAn Terry Virts, ESAn Samantha Cristoforetti ja Venäjän Anton Shkaplerov) palaa Maahan aiemmin suunniteltua myöhemmin kesäkuun alussa ja heidän tilalleen nouseva miehistö lähtee matkaan vasta heinäkuun lopussa. Siinä välissä heinäkuun alussa SpaceX -yhtiön Dragon-rahtialus laukaistaan asemalle.

Aikataulutuksen ja avaruusaseman varuste- sekä ruokakirjanpidon laskemisen ohella Venäjällä on tutkittu syytä Progressin onnettomuuteen. 

Varsin nopeasti laukaisun jälkeen oli selvää, että Sojuz-2-1a -kantoraketin kolmannen vaiheen ja Progress-aluksen irtaantumisessa oli tapahtunut jotain. Yhteyden katkeamisen, eri kiihtyvyysmittareiden, paine- ja lämpötila-antureiden lähettämien telemetriatietojen sekä Progressin lähettämien tietojen perusteella näytti siltä, että ensin rakettimoottorin nestehappitankin paine putosi yllättäen ja sitten polttoainetankin, ja siksi rakettimoottori sammui hieman suunniteltua aiemmin.

Lisäksi kävi ilmi,että kolmannen vaiheen happitankin yläosan hitsaussauma oli tehty kahteen kertaan, koska ensimmäinen ei ollut onnistunut kunnolla. Oli siis mahdollista, että sauma olisi haljennut ja saanut aikaan räjähdyksen.

Progress-alus puolestaan oli toiminut muuten normaalisti, paitsi että sen telemetriatiedot katkesivat ennenaikaisesti. Syyksi oletettiin rakettivaiheen räjähdyksen, minkä vuoksi alus singahti liian korkealle radalle eikä alus alkanut ohjata itseään automaattisesti omille teilleen lähdön jälkeen. Lisäksi nähtävästi Progressin keskustietokone meni tapahtumista niin sekaisin, että se ei suorittanut mitään sille annettuja käskyjä.

Aluksen pyöriminen olisi puolestaan johtunut siitä, että paineistettuun polttoainejärjestelmään olisi tullut reikä, mistä suihkuava aine olisi toiminut kuin hulluksi tullut ohjausrakettimoottori.

Vai oliko Progess syypää?

Syynä onnettomuuteen näytti olevan siis Sojuz-kantoraketti ja sen kolmas vaihe. Kun tutkintapöytäkirjaa oltiin allekirjoittamassa viime viikolla, tuli esiin uusi teoria: entä jos vika olisikin ollut Progess-aluksessa?

TsNIIMash -tutkimuslaitoksen varajohtajan Aleksandr Danilyukin laskelmien mukaan suurikaan tankin räjähdys ei olisi saanut Progressia lentämään 40 km liian korkealle. Lisäksi kantoraketin valmistaneen TsSKB Progress -yhtiön (nimi Progress-aluksen kanssa on sattumaa) mukaan juotos oli hyväksytty ja kokemuksen mukaan se olisi voitu tehdä useampaankin kertaan uudelleen, ilman että sen laatu olisi kärsinyt. He ovat tehneet juotoksia samaan tapaan 1960-luvulta alkaen ja sanovat tuntevansa tekniikan hyvin.

TsSKB Progressin johto epäilee, että myös Progress-alus olisi voinut irtaantua omia aikojaan liian aikaisin raketista. Normaalisti raketin ja aluksen tietokoneet toimivat yhdessä irtaantumisen aikaan ja käynnistävät yhteisen “päätöksen” mukaan irtaantumisen sekä laukaisevat aluksen kiinni raketissa pitävät räjähtävät pultit irti.

Tapahtumien kulku näyttää nyt seuraavalta (T+ ilmoittaa ajan laukaisusta eteenpäin):

  • T+526,56 - 526,58 sekuntia: Progress-aluksen telemetriayhteys katkeaa
  • T+526,56 - 526,62 sekuntia: Telemetria myös raketista katkeaa lähes kokokaan
  • T+526,62 - 526,65 sekuntia: Kiihtyvyysanturit havaitsevat puroteknisten pulttien toimintaa tai sen kaltaisia kiihtyvyyksiä
  • T+526,66 sekuntia: Raketin kolmas vaihe saa sysäyksen taaksepäin
  • T+526,68 sekuntia: Irrottautumissensorit raketissa aktivoidaan
  • T+526,69 sekuntia: Raketin happitankin paine putoaa
  • T+526,75 sekuntia: Raketin polttoainetankin paine putoaa

Mikäli tämä tapahtumaketju pitää paikkansa, niin Progress-aluksessa olisi tapahtunut jotain, joka olisi saanut aikaan kolmannen vaiheen ongelmat. 

Progress-aluksen valmistanut RKK Energia -yhtiö on puolestaan kategorisesti kieltänyt tämän mahdollisuuden. Nyt siis raketin valmistanut TsSKB Progress ja RKK Energia tappelevat keskenään, sen sijaan että itse ongelmaa koetettaisiin ratkaista.

Tästä ei ole ainakaan apua Venäjän nykyiseen avaruustoiminnan matalalentoon…

Progress molskahti Tyyneen valtamereen

Pe, 05/08/2015 - 07:10 By Jari Mäkinen
Progress on syöksynyt ilmakehään

Progress M-27M putosi Tyyneen valtamereen klo 5:20 Suomen aikaa aamulla. Paikka oli noin 830 km länteen meren päälle Chilen rannikosta, mutta koska osia on levittäytynyt noin 1300 km pitkälle vyöhykkeelle, on mahdollista, että Chilen maaperällekin on osunut pudonneita kappaleita. Havaintoja näistä ei toistaiseksi ole. 

Alun perin putoamisesta tiedotti Venäjän avaruushallinto Roskosmos, jonka arvio putoamispaikasta ja -ajasta (hieman aikaisemmin ja keskelle Tyyntä Valtamerta) perustui Kazakstanista tehtyyn viimeiseen havaintoon aluksesta ja simulaatioon sen radan kehittymisestä sen jälkeen.  

Venäläinen Progress M-27M -rahtialus laukaistiin avaruuteen tiistaina 28. huhtikuuta aamulla klo 9:09 Suomen aikaa, mutta sen matka kiertoradalle päättyi ikävästi. Kantoraketin kolmas vaihe lopetti toimintansa muutamaa sekuntia suunniteltua aikaisemmin, ja saatavissa olevien tietojen perusteella se näyttää räjähtäneen.

Progress irtaantui kolmannesta vaiheesta, avasi aurinkopaneelinsa ja osan antenneistaan, mutta yhteys siihen menetettiin pian. Aluksesta saatujen tietojen mukaan se oli alkanut pyöriä noin 20 kertaa minuutissa pituusakselinsa ympäri irtaantumisen jälkeen, eikä lennonjohto saanut sitä hallintaansa.

Tuloksettomien yhteysyritysten jälkeen lento julistettiin menetetyksi ja huomio siirtyi sen kiertoradan vääjäämättömän madaltumisen seuraamiseen.

Ilmakehän hyvin ohuet rippeet ylettyvät satojen kilometrien korkeuteen ja hidastavat siellä olevia avaruusaluksia. Ne putoavat siksi alaspäin, ja ellei niitä pidetä rakettimoottorien ajoittaisilla poltoilla radallaan, ne putoavat Maahan. Mitä alemmaksi rata vajoaa, sitä enemmän ilmakehä nopeutta hidastaa ja sitä nopeammaksi putoaminen tulee.

Putosiko jotain Maan pinnalle?

Kun Maahan putoavan aluksen ratakorkeus on sadan kilometrin tienoilla, putoaminen kiihtyy hyvin voimakkaasti, ja alus alkaa hajota noin 80 kilometrin korkeudessa. Kuumennuksen lisäksi alusta rikkoo voimakas negatiivinen kiihtyvyys, ilmakehän jarrutusvoima, joka voi olla yli 20g.

Koska Progress laukaistiin radalle, jonka matalin kohta oli 188 km, korkein kohta 260 km ja inklinaatio oli 51,65°, teki sen radan projektio Maan pinnalla siksakkia tuon astemäärän välillä pohjois- ja eteläpuolella palloa. Näin ollen esimerkiksi ei ollut mahdollista, että alus olisi pudonnut Suomen päällä.

Progressin massa laukaisun aikaan oli 7 289 kilogrammaa, mistä 1 373 kg oli polttoainetta ja 2 357 kg avaruusasemalle toimitettavaa rahtia – siis ruokaa, vaatteita, tieteellisiä tutkimuslaitteita, varaosia ja sekalaista tavaraa.

Normaalisti lentonsa päätteeksi rahtarit pakataan täyteen roskia ja käytöstä poistettuja laitteita, ja ne ohjataan syöksymään Maahan Tyynen valtameren eteläosien päällä. Alukset sisältöineen tuhoutuvat lähes kokonaan, mutta niistä jäänee jäljelle ilmakehän kitkakuumennuksen polttavasta pätsistä joitain osia. 

Arvioiden mukaan pinnalle saakka selviää tyypillisesti noin 20-40% aluksen massasta.

Suurin ja painavin yksittäinen osa on metallinen telakointiportti, mikä ei tuhoudu kokonaan. Myös polttoainetankkien paineistamiseen käytettävän kaasun titaanista tehdyt tankit sekä kuumuutta kestävät rakettimoottorien suuttimet voivat selvitä osittain pinnalle saakka.

Valtaosa maapallon pinta-alasta on merta ja asumattomia alueita, joten se, että taivaalta putoavista satelliittiosista olisi vaaraa, on erittäin pieni. Lisäksi putoamisesta selviävät kappaleet leviävät myös tyypillisesti laajalle alueelle, joka on kooltaan noin 1300 x 500 km. 

Progress-rahtarin putoaminen kuvattuna Kansainväliseltä avaruusasemalta vuonna 2011.

Tällä kerralla Progressin putoamisessa oli kuitenkin yksi olennainen riski: polttoaine. Alus käyttää polttoaineenaan hyvin myrkyllistä hydratsiinia ja hapettimena typpitetroksidia. Näitä on yhteensä 1 394 kg. Yleensä putoavien alusten tankit ovat lähes tyhjiä, mutta silti monasti maahanpalanneiden alusten tienoilta löydetään jälkiä polttoaineesta, vaikka alus itse olisi käytännössä tuhoutunut.

Oli hyvin todennäköistä, että aluksen toiminta oli häiriintynyt niin, että polttoaineen lämmittimet eivät toimineet. Siksi polttoaine oli todennäköisesti jäätynyt, eikä se palanut putoamisen aikana niin helposti kuin nestemäisenä. Päinvastoin: jäätynyt polttoaine voi absorboida varsin paljon lämpöenergiaa, ja metallisen polttoainetankin suojaamana sitä saattoi päätyä määriä, jotka olisivat olleet haitallisia, mikäli lähistöllä olisi ollut ihmisiä.

Alkuperäistä juttua on on päivitetty putoamisen jälkeen. Alla on tiistaina julkaistu video.

Avaruusaseman rahtialus putoamassa

Pe, 05/01/2015 - 14:39 By Jari Mäkinen
Tuorein päitys perjantaina 1.5. klo 15:
Kantoraketin ylin vaihe on pudonnut Maan ilmakehään ja tuhoutunut. Progress M-27M -alus putoaa puolestaan viimeisten arvioiden mukaan toukokuun 10. päivä, plus miinus kolme päivää. Siis 7.-13.5. Todennäköisyys sille, että sen ilmakehän kitkakuumennuksesta mahdollisesti selviäviä osia putoaa asutuille alueille, on hyvin pieni – mutta on todennäköistä, että aluksesta putoaa kappaleita Maan pinnalle saakka. Paitsi että alukseen on pakattu täysi lasti rahtia, ovat myös sen polttoainetankit täynnä. Näin ollen on myös mahdollista, että polttoaineena käytettävää myrkyllistä hydratsiinia ja hapettimena käytettävää typpitetroksidia vapautuu ilmaan putoamispaikan luona.

Päivitys keskiviikkona 29.4. klo 21:30 Suomen aikaa: 
Lennonjohto ei ole saanut päivän aikana yhteyttä Progress-rahtialukseen sen ollessa venäläisten maa-asemien näkyvyysalueella. On käynyt myös ilmi, että aluksen rata on hieman erilainen kuin sen piti olla – mahdollisesti Progressin ja Sojuz-kantoraketin kolmannen vaiheen irtoamisessa toisistaan on tapahtunut jotain, joka on saanut aluksen pyörimään. Viimeisin arvio pyörimisnopeudesta on viisi kierrosta sekunnissa. 

Kansainväliselle avaruusasemalle tiistaina laukaistu, miehittämätön venäläinen Progress-rahtialus on vakavissa vaikeuksissa. Heti avaruuteen pääsemisensä jälkeen se näytti irtaantuneen normaalisti kantorakettinsa ylimmästä vaiheesta, avasi aurinkopaneelinsa ja tietoliikenneantenninsa. Sen jälkeen komentoyhteys alukseen kuitenkin muuttui katkonaiseksi, jolloin lentorata muutettiin välittömästi "nopeasta" kuusi tuntia kestävästä lennosta avaruusasemalle aiempaan, kaksi ja puoli vuorokautta kestävään rataan. Näin lennonjohdolla oli aikaa ratkaista ongelma yhteydenpidossa.

Moskovan luona oleva lennonjohto voi olla yhteydessä alukseen vain silloin, kun se kulkee Venäjän alueella olevien seuranta-antennien kuuluvuusalueella. Kolmannella kierroksellaan Venäjän maa-asemien ylitse Progressin kamerasta saatu kuva sekä satunnaiset telemetriatiedot osoittivat, että alus pyörii avaruudessa varsin nopeasti, aluksi tahdiksi arvioitiin 20 kierrosta minuutissa, mutta tuoreimmat havainnot aluksen heijastaman valon vaihtelusta sanovat vauhdiksi noin 12 kierrosta minuutissa – vauhti on saattanut siis hidastua, mikä antaa lievää toivoa hallinnan saamisesta, mikäli yhteyden puuttuminen johtuu pyörimisestä. 

Vie rahtia avaruusasemalle – miehistöllä ei hätää

Progress M-27M/59P laukaistiin Baikonurin kosmodromista tiistaina klo 9.09 Suomen aikaa ja sen mukana on kolme tonnia rahtia avaruusasemalle. Aseman kuusi avaruuslentäjää eivät ole vaarassa, eikä heillä ole hätää, vaikka Progress ei pääsisikään asemalle, sillä asemalla on ruokaa ja happea noin neljäksi kuukaudeksi. He kuitenkin joutuvat todennäköisesti esimerkiksi säännöstelemään vaatteitaan, sillä aseman rahtiliikenne kärsii edelleen viime vuonna tapahtuneesta Cygnus-rahtialuksen onnettomuuden seurauksista. 

Progress on ollut hyvin luotettava alus ja kyseessä on vasta toinen vakava toimintahäiriö sitten 1980-luvun lopun, jolloin nykyinen Progress-M otettiin käyttöön. Venäjän avaruustoimissa on tapahtunut kuitenkin viime aikoina useita onnettomuuksia ja häiriöitä, jotka heikentävät luottamusta perinteisesti luotettaviin Sojuz-sarjan aluksiin; automaattinen Progress perustuu miehitettyyn Sojuz-alukseen.

Aluksen holtiton putoaminen Maahan ei ole vaaraksi, koska Progress on suunniteltu tuhoutumaan ilmakehässä lentonsa lopuksi; vain sen raskaan telakointiportin, rakettimoottorien kuumuutta kestävien osien ja polttoainetankkien jäänteitä saattaa selvitä pinnalle. Normaalisti alukset ohjataan tuhoutumaan Tyynen valtameren asumattomien eteläosien päällä, mutta nyt putoamispaikkaa ei osata määrittää etukäteen. Suomen päällä se ei kuitenkaan tapahdu, koska rata ei tuo sitä näin pohjoiseen: rata pyörii Maan pinnalle projisoituna noin pohjoisen Saksan ja Etelä-Amerikan eteläpään välillä.

Otsikkokuvassa Progress-alus on lähestymässä avaruusasemaa hallitusti. Nyt alus ei ole päässyt lähellekään avaruusasemaa. Toisessa kuvassa on Progress-M auki piirrettynä.