Kiina aloitti avaruusaseman kokoamisen Maan kiertoradalle

Kiina laukaisi 29. huhtikuuta ensimmäisen ja suuriman avaruusasemamoduulin Maata kiertävälle radalle. Moduulin tehtävänä on toimia avaruusaseman perustana ja siihen liitetään ensi vuonna kaksi laboratoriomoduulia. Lisäksi aseman telakointi porttiin voidaan liittää asemalle työskentelevien taikonauttien miehistönkuljetusalukset ja kiinalaisten lähteiden mukaan myös muiden maiden miehistöalukset, jos niillä on telakointiin sopiva liitoskappale.

Pitkä marssi 5B laukaisualustalla. Kuva Wikimedia Commons.

 

Kantoraketti ja siihen liitetty avaruusaseman ensimmäinen 22,5 tonnia painava moduuli laukaistiin kello 11.23 paikallista aikaa (kello 3.23.15 UTC) Wenchanin avaruuskeskuksesta Hainanin maakunnasta. Kantoraketti oli Pitkä marssi 5B ja se vei moduulin 200 × 400 km korkeuteen siirtoradalle. Siirtoradan korkeimmassa kohdassa avaruusaseman omilla rakettimoottoreilla rata muutettiin pyöreäksi 400 km korkeuteen.  Näillä samoilla rakettimoottoreilla joudutaan aika ajoin avaruusaseman rataa korjaamaan, sillä ilmakehän rippeet vastustavat aseman liikettä ja se vajoaa joitakin kilometrejä kuukaudessa.

Avaruusasema on nimetty Tiangon:ksi (Taivaallinen palatsi) tulee olemaan hyvin massiivinen, kokonaismassa tulee olemaan yli 70 tonnia siinä vaiheessa, kun siihen on liitetty laboratoriomoduulit. Moduulit liitetään Tianhe (Taivaan harmonia) moduuliin, jolla on pituutta 16,6 metriä ja halkaisija 4,2 metriä. Itse moduulissa on kolme osaa: telakointiportit, elossapitojärjestelmä ja ohjausyksikkö resurssiosa (mitä se sitten pitääkään sisällään). Tulevien miehistöjen toiminnat keskittyvät juuri tähän osaan avaruusasemaa ja siellä tehdään myös tieteellisiä kokeita. Avaruusasema on suunniteltu olevan valmis ensivuoden lopulla ja sen toiminta-ajaksi on kaavailtu 15 vuotta.

Laboratoriomoduulien laukaisut on suunniteltu tapahtuvan touko-kesäkuussa 2022 ja elo-syyskuussa 2022.

Muutaman kuukauden kuluessa Kiina laukaisee kaksi miehitettyä lentoa avaruusasemalle. Miehistöjen tehtävänä on valmistella avaruusasema valmiiksi siten, että ensi vuonna siihen voidaan telakoida laboratoriomoduulit. Yhteen miehistöön kuuluu kolme taikonauttia ja he voivat työskennellä asemalla kuukausia. Kolmen taikonautin miehistön lisäksi asemalla voi työskennellä toinen, myös kolmen taikonautin miehistö, tosin lyhytaikaisesti esimerkiksi miehistöjen vaihdon yhteydessä.

Avaruusasemalle toimitaan sen valmistumisen jälkeen miehitetyn lennon yhteydessä optinen teleskooppi. Se lennätetään asemalle ennakkotietojen mukaan vuonna 2024. Kaukoputken pääpeilin halkaisija on noin 2 m ja kuvakenttä on erittäin laaja (noin 300× Hubblen kuvakentän halkaisija). Kaukoputki on varustettu 2,6 Gpx kameralla (vertaa kännykkäkameroihin, jotka ovat 8 – 64 Mpx).

Kiina on tarjonnut myös ulkomaisille tutkimuslaitoksille mahdollisuutta suorittaa kokeitaan avaruusasemalla. Tarjoukseen onkin tartuttu ja tässä vaiheessa on kaikkiaan 17 koetta sovittu tehtäväksi avaruusasemalla. Kiina itse aikoo tehdä asemalla materiaalitukimusta, elävien organismien mutaatiotutkimusta ja lääkkeiden kehittelyä.

Ongelmia kantoraketin paluussa

Kantoraketin suuri ydinosa on kuitenkin edelleen Maata kiertävällä radalla ja ilmeisesti pyörii hallitsemattomasti. Sen korkeus putoaa nopeasti mutta sen ilmakehään syöksymisajankohtaa ei pysytyttä tarkasti laskemaan liian monien asiaan vaikuttavien tekijöiden vuoiksi. Tätä kirjoitettaessa raketin lentokorkeus oli 232 km mutta vuorokaudessa se putoaa useita kymmeniä kilometrejä ja vielä kiihtyvästi.

Oletettavasti ilmakehään saapuminen tapahtuisi 10. päivän tietämillä mutta aikahaarukka on vielä liian suuri, jotta sen putoamispaikka pystyttäisiin ennakoimaan. Kantoraketin kevyemmät ja pienimmät osat tuhoutuvat varmasti ilmakehässä, mutta erityisesti moottorissa on titaanista valmistettuja massiivisia rakenteita, jotka päätyvät maanpinnalle tai mereen. Sen kiertorata on noin 41 asteen kulmassa maapallon ekvaattoritasoon nähden, joten kantoraketin osat voivat päätyä mihin tahansa 41° ja -41° leveyspiirin väliin. Jos massiiviset osat putoavat asutulle seudulle, niin ne voivat aiheuttaa pahaakin tuhoa.

 

SpaceX-yhtiön Dragon avaruusalus laukaistiin onnistuneesti

Ensimmäistä kertaa historiassa NASA-astronautit on laukaistu Amerikan maaperältä kaupallisesti rakennetussa avaruusaluksessa matkalle Kansainväliselle avaruusasemalle. Avaruusalus on SpaceX yhtiön Crew Dragon ja sen miehistönä ovat NASAn astronautit Robert Behnken ja Douglas Hurley. Lähtö tapahtui eilen (30.5.2020) kello 22.22 Suomen aikaa yhtiön Falcon 9 -raketilla laukaisualustalta 39A NASAn Kennedyn avaruuskeskuksesta Floridasta.

Dragon-alus on juuri laukaistu Kennedyn avaruuskeskuksesta. Kuva NASA/Bill Ingalls.

NASA: n SpaceX Demo-2 -niminen operaatio on kokonaisvaltainen testilento, jolla varmennetaan SpaceX-miehistön kuljetusjärjestelmän toiminta, mukaan lukien laukaisu, lento kiertoradalla, telakointi ja laskeutuminen. Tämä on SpaceX: n toinen testilento Crew Dragonista ja ensimmäinen testi miehitetty.  Lento onnistuessaan mahdollistaa järjestelmän sertifioinnin säännöllisiin miehitettyjen lentojen suorittamisen Kansainväliselle avaruusasemalle osana NASA: n kaupallista miehistöohjelmaa.

Dragon -aluksen on tarkoitus telakoit5ua avaruusasemalle klo 17.29 Suomen aikaa sunnuntaina 31. toukokuuta. Behnken ja Hurley työskentelevät yhteistyössä SpaceX-operaation ohjauskeskuksen kanssa varmentaakseen avaruusaluksen toiminnan suunnitellulla tavalla testaamalla aluksen kaikkien laitteiden ja järjestelmien toimintaa. Avaruusalus alkaa läheisen lähestymisensä asemalle noin klo 15.27 sunnuntaina, 31. toukokuuta. Crew Dragon on suunniteltu telakoimaan itsenäisesti, mutta miehistöt aluksessa ja avaruusasemalla tarkkailevat huolellisesti avaruusaluksen toimintaa sen lähestyessä ja telakoituimista Harmony-moduulin telakointiporttiin.

Telakoinnin onnistumisen jälkeen miehistö toivotetaan tervetulleeksi kansainväliselle avaruusasemalle, jossa heistä tulee Expedition 63- miehistön jäseniä, joihin tällä hetkellä kuuluu NASAn astronautti Chris Cassidy.

Demo-2 astronautit

Behnken on operaation komentaja, joka vastaa muun muassa alusten kohtaamisesta, telakoinnista ja irrotuksesta sekä Demo-2-toiminnoista, kun avaruusalus on telakoituna avaruusasemalle. Hänet valittiin NASA-astronautiksi vuonna 2000 ja hän on suorittanut kaksi avaruussukkulalentoa. Behnken lensi STS-123 lennolla maaliskuussa 2008 ja STS-130 lennolla helmikuussa 2010 suorittaen kolme avaruuskävelyä molempien operaation aikana.

Robert Behnken. Kuva NASA/Bill Ingalls

Hän on syntynyt St. Annessä, Missourissa. Hänellä on fysiikan ja mekaanisen tekniikan kandidaatin tutkinto Washingtonin yliopistosta St. Louisista, ja hän on suorittanut konetekniikan maisterin ja tohtorin tutkinnot Kalifornian tekniikan instituutista Pasadenassa. Ennen liittymistään NASAan hän oli lentokoneinsinööri Yhdysvaltain ilmavoimissa.

Hurley on Demo-2 avaruusaluksen komentaja, joka vastaa muun muassa laukaisusta, laskeutumisesta ja palautumisesta. Hänet valittiin astronautiksi vuonna 2000 ja hän on suorittanut kaksi avaruuslentoa. Hurley toimi lentäjänä ja johtavana robottioperaattorina sekä STS-127 heinäkuussa 2009 että STS-135 viimeisellä avaruussukkulaoperaatiolla, heinäkuussa 2011.

Douglas Hurley. Kuva NASA/Bill Ingalls.

New Yorkin kotoisin oleva syntyi Endicottissa, mutta pitää Apalachinia kotikaupunkinaan. Hänellä on kandidaatin tutkinto rakennustekniikasta New Orleansin Tulane-yliopistosta ja hän on valmistunut Yhdysvaltain merivoimien testauskoulusta Patuxent Riverissä, Marylandissa. Ennen liittymistään NASAan hän oli hävittäjälentäjä ja koelentäjä Yhdysvaltain merijalkaväessä.

Tehtävän tavoitteet

Demo-2 -operaatio on viimeinen suuri testi ennen kuin NASA: n kaupallinen miehistöohjelma sertifioi Crew Dragon -operaattorin operatiivisiin, pitkäkestoisiin operaatioihin avaruusasemalle. SpaceX: n viimeisenä lentokokeena se validoi miehistönsä kuljetusjärjestelmän kaikki järjestelmät, mukaan lukien Crew Dragon-avaruusaluksen, avaruuspuvut, Falcon 9 -kantoraketin, kantoraketin 39A ja toimintaominaisuudet.

Matkalla asemalle Behnken ja Hurley ottavat Crew Dragonin manuaalisen hallinnan kaksi kertaa osoittaen kykynsä hallita avaruusalusta, jos avaruusaluksen automatisoidun lennon yhteydessä ilmenee ongelmia. Lauantaina 30. toukokuuta avaruusaluksen ollessa Yhdysvaltain rannikolla miehistö testaa aluksen ohjattavuutta. 

Kun Crew Dragon on noin 1 km aseman alapuolella ja liikkuu kohti avaruusalusta, miehistö suorittaa vielä ohjausjärjestelmän manuaalisen ohjattavuuden testit vielä kerran. Lyhyen tauon jälkeen lähestyminen jatkuu ja operaation johtajat tekevät lopullisen päätöksen telakoinnista, kun Crew Dragon on lähentynyt 20 metrin etäisyyteen avaruusaluksesta.

Operatiivisia tehtäviä varten Crew Dragon pystyy kuljettamaan jopa neljä miehistön jäsentä kerrallaan ja kuljettamaan yli 120 kg rahtia, mikä mahdollistaa suuremman miehistön jäsenten lukumäärän avaruusasemalla ja pidentää tutkimukselle varattua aikaa mikrogravitaatioympäristössä sekä palauttamalla enemmän tieteellisiä tutkimuslaitteistoja takaisin maan päälle.

Tässä lentotestissä käytettävä miehistön Dragon voi pysyä kiertoradalla noin 110 vuorokautta ja matkan kesto määritetään asemalla seuraavan kaupallisen miehistön laukaisun valmiuden perusteella. Operatiivinen Crew Dragon -alukset voivat pysyä kiertoradalla vähintään 210 vuorokauden ajan NASA: n vaatimuksen mukaisesti.

Tehtävän päätyttyä Behnken ja Hurley palaavat Crew Dragonilla, Maahan. Laskeutuminen tapahtuu Floridan Atlantin rannikolle mereen, josta he ja alus poimitaan ja tuodaan takaisin Cape Canaveraliin.