SpaceX yhtiön Starship 1 -kantoraketin testilähtö onnistui mutta lento epäonnistui

Falcon 9 -kantoraketeistaan tunnettu SpaceX -yhtiö onnistui lähettää uusimman ja samalla voimakkaimman Starship 1 -kantoraketin ensimmäiselle testilennolle 20.4.2023 kello 16.34 Suomen aikaa. Laukaisuikkuna oli avautunut muutama minuutti aikaisemmin. Lähtölaskenta sujui suunnitelmien mukaan mutta lähtöä seuraamassa ollut SpaceX -yhtiön henkilökunta ja lehtimiehet sekä kauempaa seurannut yleisö kokivat kuumottavia hetkiä, kun lähtölaskenta keskeytettiin -40 sekunnin kohdalla viimeisiä tarkistuksia varten. Keskeytys oli suunniteltu mutta odottavan aika oli pitkä ja kun laskenta jatkui, yleisön riemu oli korvia huumaava.

Spaceship 1 -kantoraketti on tässä vaiheessa lentänyt 17 sekuntia. pari minuuttia myöhemmin se räjähti. Kuva SpaceX.

Lähtö sinällään oli jo jännittävä mutta yleisö ja SpaceX:n henkilökunta sai sykkeet nousemaan, kun kantoraketti räjähti juuri ennen kuin Starship-aluksen piti irrota ensimmäisestä vaiheesta. Syytä räjähdykseen ei toistaiseksi tiedetä. Elon Musk tiedotti Tvitter-tilillään, että muutaman kuukauden kuluttua yritetään testilentoa uudelleen.

Starship-kantoraketti koostuu kahdesta osasta. Ylimpänä vaiheena on Starship alus, jolla on pituutta 50 metriä, halkaisija on 9 metriä ja hyötykuormakapasiteetti matalalle kiertoradalle on jopa 150 tonnia. Alus on SpaceX-yhtiön muiden alusten tapaan uudelleen käytettävä ja ajoaineena se käyttää metaania ja nesteytettyä happea. Aluksessa on kolme Raptor ja kolme Raptor Vacuum moottoria (RVAC). Jälkimmäiset moottorit ovat halkaisijaltaan 2,3 metriä ja korkeutta niillä on 4,6 metriä.

Alempiosa, siis raketin ensimmäinen vaihe on Super Heavy, jonka pituus on 69 metriä, halkaisija 9 metriä ja se sisältää ajoainetta (CH₄ ja LOX) 3 400 tonnia. Rakettimoottoreita on 34 kappaletta, joiden suuttimien halkaisija on 1,9 metriä ja korkeutta 3,1 metriä. Tämä alempikin osa on uudelleen käytettävä.

Starship-aluksesta on tarkoitus valmistaa kaksi versiota: toinen miehitettyjä lentoja varten ja toinen rahtiversio. SpaceX:n tarkoitus on osallistua lähivuosina Kuuhun suuntautuvien miehitettyjen lentojen toteuttamiseen ja Starship-alus on suunnitelmissa toimia Kuuhun laskeutumisaluksena. Yhtiön suunnitelmissa on osallistua myös Marsiin suuntautuville lennoille, mutta aika näyttää toteutuuko aikomukset ja jos, niin millä aluksella.

Starship-aluksen silmiinpistävä osa on sen siivekkeet niin ylä- kuin alapäässä. Siivekkeet ovat myös ohjattavissa ja niillä säädellään laskeutuvan aluksen asentoa ja laskeutumisvauhtia. Siivekkeiden lämpötila pyrkii kohoamaan erittäin suureksi laskeutumisen aikana, joten ne ovat valmistettu erittäin hyvin kuumuutta ja kuormitusta kestävästä aineesta. Lisäksi aluksen nokkakartio ja siivekkeiden tyviosat ovat vielä suojattu erityisillä keraamisilla lämpösuojilla

Starhip-alus olisi tällä testilennolla tehnyt vain yhden kierroksen maapallon ympäri, jolloin lentoaika olisi muodostunut vain 90 minuutiksi. Laskeutumien suunniteltiin tapahtuvaksi tällä kertaa mereen, vaikka alus kykeneekin laskeutumaan myös maalle. Aikaisemmilla testilennoilla laskeutumisessa maalle on ollut ongelmia.

SpaceX-yhtiö operoi Meksikonlahden länsirannalla läheltä Meksikon rajaa sijaitsevasta Boca Chica -alueella (Cameron County) sijaitsevalta Spacebase-nimisestä avaruuslentojen lähtökeskuksesta. Yhtiön ohjauskeskus on muutaman kilometrin länteen laukaisualueelta. Laukaisukeskus on sijainniltaan edullinen, sillä lähtevien rakettien epäonnistuessa putoavat raketin osat päätyvät Meksikonlahteen. Spacebase on suunnilleen samalla leveysasteella kuin Nasan käyttämä Cape Kennedy ja Cape Canaveral.

 

Orion-1 liitettiin kantorakettiinsa

NASAn tulevan kuuraketin ensimmäinen testikapseli Orion-1 liitettiin Space Launch Systemsin (SLS) kantorakettiin Nasa Kennedyn avaruuslentokeskuksessa. Raketin kokoaminen tapahtuu samassa Vehicle Assembly Building (VAB) rakennuksessa, jossa aikoinaan Saturn V kuuraketit koottiin. 

NASAn Kennedyn avaruuskeskusksessa kootaan Artemis-1 -lennolla käytettävää rakettia. Rakentin huipulle liitetään Orion-1 miehistöalus, jonka ensilento on miehittämätön Kuun ympäri tapahtuva lento. Kuva NASA/KSC.

Orion-1 miehistökapselin on määrä tehdä miehittämätönlento Kuun ympäri. Artemis-1 lennon lähtö tapahtunee ensivuoden helmikuun aikana. Lennon tarkoituksena on tietysti varmistaa, että laitteistot toimivat ja miehitetty lento Orion-2 myös Kuun ympäri on mahdollinen. Orion-2 lento on tarkoitus toteuttaa vuoden 2023 loppupuolella.

Orion-3 vuoden 2024 aikana olisikin sitten jo lento, jolla astronauttien pitäisi laskeutua Kuuhun.

Asian tiimoilta on esitetty monia epäilyjä. Testilentoja on todella vähän, vaikka ne sujuisivatkin ongelmitta. Näin ei kuitenkaan tule tapahtumaan, sillä harvoin, jos koskaan, aivan uusi raketti tai miehistökapseli on niin valmiiksi rakennettu, että se olisi sellaisenaan valmis käyttöön. Tästä on eritäin hyvä esimerkki Boeing-yhtiön rakentama Starliner-miehistömoduuli, jolla ei vielä ole tehty ensimmäistä miehitettyä lentoa. Alkuperäisen aikataulun mukaan tämä olisi pitänyt tapahtua jo vuonna 2015. Starlinerin toinen miehittämätön testilento pitäisi näillä näkymin tapahtua vuoden 2022 ensimmäisellä puoliskolla.

Orion-3 miehistöaluksen aikataulu on todella tiukka ja näyttääkin siltä, että laukaisukiima alkaa olla jo korkealla NASAn henkilöstössä. Edellisen kerran vastaava laukaisukiima johti Chalenger-sukkulan räjähtämiseen laukaisun aikana vuonna 1986.

NASAn Artemis-ohjelmalla, joka siis toteutetaan käyttäen mm. Orion-miehistökapseleita, on myös eurooppalainen ulottuvuus. Euroopan avaruusjärjestö ESA toimittaa Orion-miehistökapseleihin liitettävät huoltomoduulit, jotka rakentaa Airbus. Toki tällainen projekti on kansainvälinen ja laitetoimittajia on Yhdysvaltain lisäksi ainakin kymmenestä Euroopan maasta.

 

 

Starliner lähdössä toiselle testilennolle

Boeing yhtiön Starliner miehistöalus on lähdössä toiselle testilennolle (OFT-2) heinäkuun 30. päivän iltana Suomen aikaa. Lento on miehittämätön ja se suuntautuu Kansainväliselle avaruusasemalle. Telakointi avaruusasemalla tapahtunee seuraavana päivänä.

NASAn ja Boeing-yhtiön työntekijät valmistelevat tulevaa lentoa. Kuva Boeing/John Proferes.

Kantorakettina on Inited Launch Alliance:n Atlas V ja laukaisu tapahtuu Cape Canaveralin laukaisukompleksista 41. Jos lento onnistu kaikin puolin, NASA suunnittelee miehitetyn testilennon (CFT) suorittamista vielä tämän vuoden aikana.

Boeing yhtiön Starliner ohjelma on myöhässä alkuperäisestä aikataulustaan. Ensimmäinen testilento tapahtui joulukuussa 2019. Ensilennon piti tapahtua suunnilleen saman aikataulun mukaan kuin SpaceX yhtiön lennot, mutta odottamattomien ongelmien vuoksi ja jopa koronapandemian vuoksi aikataulu ei ole pitänyt. Nykyinen laukaisupäivämäärä päätettiin maaliskuun alkupuolella, jolloin laukaisun piti tapahtua huhtikuun 2 päivä. Tätä ennen laukaisupäivää on siirretty monta kertaa aina muutama kuukausi kerrallaan.

Nasa valmistautuu miehitettyihin avaruuslentoihin pitkän tauon jälkeen

Orion-miehistömoduuli. Kuva Nasa.

 

Yhdysvaltain ja etenkin Nasan valmius miehitettyihin avaruuslentoihin ollaan palauttamassa. Ensimmäistä uuden ajan miehitettyä lentoa ei vielä varsinaisesti valmistella, mutta Orion-alus on viimeistelyä vaille valmis. Sen miehittämätön ensilento [1] on suunniteltu tämän vuoden lopulle. Tämän jälkeen seuraa useita miehittämättömiä testilentoja.

Testilento on täydellinen laukaisu kaikkine osatekijöineen, vain miehistö puuttuu.  Kantorakettina on Delta IV Heavy kantoraketti ja laukaisun suorittaa United Launch Alliancen. Delta kantoraketti on toistaiseksi suorituskyvyltään Yhdysvaltain voimakkain, mutta se voi viedä Orion-aluksen vain matalalle Maata kiertävälle radalle (LEO). Niinpä Nasa on suunnittelemassa tehokkaampaa Space Launch System (SLS) -kantorakettia, jolla Orion voi aloittaa matkansa kohti asteroideja tai jopa Marsiin.

Ensimmäisellä testilennolla Orion-alus kiertää maapallon kaksi kertaa ja palaa ilmakehään kuten miehitetyn aluksen kuuluukin. Paluun aikana ilmakehän vastustava voima kuumentaa aluksen ulkopinnan, etenkin sen lämpökilven, noin 2000 °C lämpötilaan. Lämpökilpi toimii aplaatio-periaatteella, eli se kirjaimellisesti haihtuu sitoen riittävästi lämpöä, jotta itse alus ja sen miehistö säilyvät vahingoittumattomina.

Testilento laskeutuu Tyyneen mereen laskuvarjoilla kuten aikaisemmat Apollo-lennotkin. Orion on kuitenkin suunniteltu niin, että se voi tarvittaessa tehdä laskeutumisen myös kuvalle maalle. Tosin todellisuudessa näin tuskin tapahtuu muuta kuin korkeintaan seuraavien testilentojen aikana. Yhdysvalloilla on sen verran rantaviivaa käytettävissään, että mereen laskeutuminen ei ole mikään ongelma.

Avaruustutkimuksen historiaa tuntevat voivat tunnistaa Orion aluksessa kaikuja menneisyydestä. Miehistömoduulin muoto on tuttu jo Apollo-lentojen miehistömoduulista. Eroja tietysti on ja yksi merkittävimmistä on miehistön määrä. Orioniin voi pakkautua neljän astronautin miehistö ja lentoaika voi olla jopa 210 vuorokautta.

Testilentojen tultua tehdyksi kolmen vuoden kuluttua, onkin vuorossa ensimmäinen miehitetty lento (Exploration Mission-1), joka tapahtunee vuoden 2017 aikana. Tällöin kantorakettina pitäisi olla upouusi SLS.

Huomautukset

[1] Exploration Flight Test-1 lyhyemmin EFT-1.