sotilastekniikka

Tekoäly ampui alas Punaisen Paronin

Ke, 06/29/2016 - 19:52 Jari Mäkinen
Kuvituskuva punaisen paronin koneesta ja robotista

Äkkiä ajatellen ilmataistelu kahden hävittäjän välillä on niin vaikeaa, että vain parhaat sotilaslentäjät pystyvät siihen. Tai ainakin pysyvät tositilanteessa hengissä. Näin on ollut ensimmäisen maailmansodan ässistä aina nykyisiin Top Gun -pilotteihin saakka, kunnes nyt tietokone hoitaa senkin homman ihmistä paremmin.

Syypää lentäjä-ässien arvonalennuksen on Cincinnatin yliopiston tohtorikoulutettava Nick Ernest, joka on kehittänyt perustamansa Psibernetix -yhtiön ja Yhdysvaltain ilmavoimien tutkimuslaitoksen yhteistyönä tekoälyyn perustuvan systeemin nimeltä ALPHA.

Nyttemmin kokenut hävittäjälentäjä, ilmataisteluekspertti Gene "Geno" Lee on taistellut systeemiä vastaan simulaattorissa useita kertoja, ja tekoäly on voittanut hänet joka ikinen kerta. Leen mukaan ALPHA pystyi ennakoimaan hänen tekemisiään uskomattoman tarkasti ja muuttamaan omaa taistelustrategiaansa salamannopeasti puolustukselliseen ja hyökkäävän välillä. 

Leen kannalta nöyryyttävät tutkimustulokset julkaistiin uusimmassa Journal of Defense Management -lehdessä.

Systeemi perustuu sumean logiikkaan ja tutkii kokonaisuutta osina. Se laskee suurella nopeudella jatkuvasti erilaisia toimintavaihtoehtoja ja valitsee niistä parhaimman. Päinvastoin kuin ihminen, kone pystyy seuraamaan koko ajan uupumatta monia eri lentämiseen ja vastustajan käyttäytymiseen liittyviä havaintoja, joten sillä on myös aina parempi kokonaiskuva taistelutilanteesta.

Otsikkokuvassa on Punaisen paronin käyttämä Fokker Dr.1 ja robotti kuvituskuvia; kumpikaan ei liity tähän tutkimukseen.

Äkäpussin iki-ihana ensilento

La, 03/05/2016 - 12:33 Jari Mäkinen
Spitfire


Eräs ikonisimmista toisesta maailmansodasta kertovien elokuvien hahmoista on brittiläinen Spitfire-hävittäjä, jonka osuus Brittein saarten puolustamisessa saksalaisia vastaan olikin erittäin suuri. Sotasankari teki ensilentonsa tänään 80 vuotta sitten.


Päivän kuvaLähes kaikki tunnistavat Spitfiren ainakin alitajuisesti: sen elliptisen siivenpäät, kauniisti kaareutuva peräsin ja varsin sulava muoto tekevät siitä selvästi erilaisen ammoisen hävittäjäkoneen.

Kyllähän sen "arkkivihollinen" saksalainen Messerschmitt Bf109 ja toisen maailmansodan loppuvaiheessa mukaan tullut amerikkalainen Mustang ovat myös selvästi persoonallisia koneita, mutta silti Spitfire on aivan omassa klassikkoluokassaan.

Spitfiren suunnitteli Supermarine -lentokonetehtaan pääsuunnittelija Reginald J. Mitchell, jonka piirustuslaudalta lähti kaikkiaan 24 erilaista lentokonetta. Niistä Spitfire on ehdottomasti tunnetuin.

Kone suunniteltiin hyvin yksinkertaiseksi, metallirakenteiseksi yksipaikkaiseksi hävittäjäkoneeksi, jossa oli tehokkaat konekiväärit sekä voimakas Rolls-Roycen Merlin-mäntämoottori. Ensimmäisissä koneissa moottorin teho oli "vain" 1030 hevosvoimaa, mutta viimeisissä Spitfireissä tehoa oli yli tuplasti. 

Kuten hävittäjät nykyisinkin, oli kyseessä siis oikeastaan suuri moottori ja siivet, joilla voitiin nostaa aseistus taivaalle.

Supermarine-yhtiö piti majaansa Englannissa Eastleighin lentokentällä (mistä tuli myöhemmin Southamptonin lentoasema) ja Spitfiren prototyyppi nousi ensilennolleen myös sieltä.

Ohjaimissa tänään vuonna 1936 tapahtuneella ensilennolla oli kapteeni Joseph “Mutt” Summers, jonka kerrotaan sanoneen lennon jälkeen, että "älkää enää tehkö mitään, se on erinomainen juuri näin". 

Normaalistihan ensilennon jälkeen konetta vielä paranneltiin ja muuteltiin sen mukaan, missä sen ominaisuudet tai käyttäytyminen ilmassa antoivat aihetta. Yhä edelleenkin, vaikka koneen aerodynaamiset ominaisuudet voidaan ennustaa tietokonesimulaatioilla erittäin hyvin, ovat koelennot tärkeitä ja niillä löydetään paljon parannettavaa.

Tarina ei kerro kuinka paljon prototyyppiä viilailtiin ennen kuin konetta alettiin tuottaa teollisesti vuoden 1938 puolivälissä. Sen sijaan sen jälkeen konetta paranneltiin useaan otteeseen ja viimeiset Spitfiret olivat Kuninkaallisten ilmavoimien käytössä vielä vuonna 1954. Suurin syy koneiden varsin aikaiseen eläkkeelle lähettämiseen oli tuolloin tapahtunut suuri mullistus lentotekniikassa: suihkumoottori. Potkurilla ei sitä vastaan enää pärjännyt.

Spitfire aikalaisineen olivatkin potkurikoneiden viimeisiksi jääneitä valtiaita.

Se oli erinomainen lentää, nousi yhdeksässä minuutissa kymmen kilometrin korkeuteen ja mikä tärkeintä, se oli hyvin luotettava. Koneen lentäminen tosin oli vaativaa, sillä jo pelkästään sen voimakkaan moottorin ja suuren potkurin aiheuttama vääntö sai koneen hyppäämään ylösalaisin kokemattomissa käsissä heti rullaamaan lähdettäessä.

Koneita valmistettiin yli 12 000 kappaletta, ja lähimmät koneen käyttäjät Suomesta katsottaessa olivat Ruotsi ja Tanska. Myös Viro tilasi aikanaan itselleen Spitfire-koneita, mutta ei ennättänyt saamaan niitä ennen Neuvostoliiton miehitystä.

Supermarine Spitfire Mk II

Pituus 9,12 m
Siipien kärkiväli: 11,23 m
Korkeus: 3,86 m
Siipien pinta-ala: 22,48 m2
Massa tyhjänä: 2297 kg
Suurin lentoonlähtömassa: 3039 kg
Moottori: Rolls-Royce Merlin V12, 1470 hv / 1096 kW (2800 metrin korkeudessa)

Suurin nopeus: 595 km/h
Toiminasäde: 756 km
Pisin siirtolento: 1827 km
Suurin lentokorkeus: 11 125 m
Kohoamisnopeus: 13,2 m/s

Aseistus: 8 × .303 Browning Mk II -konekivääreitä siivissä

(Suomeksi "Spitfire" tarkoittaa äksyilijää tai ikävää, räksyttävää henkilöä, joka on koko ajan harmina.)

Otsikkokuva: Franck Cabrol. Kuvan koneella (malli Mk IX) on omat nettisivunsakin: MH434.

HULC antaa heiveröisellekin supermiehen voimat

Ma, 02/08/2016 - 13:22 Jari Mäkinen


Päivän kuvassa on HULC, eli Human Universal Load Carrier, joka on sotilaille Yhdysvalloissa suunniteltu ns. eksoskeleton. Se on moottoroitu ulkoinen tukiranka, jonka avulla ihminen pystyy muun muassa kantamaan vaivatta satakiloisen kuorman.


Päivän kuvaVaikka HULC on suunniteltu sotilaiden käyttöön ja militaaripuoli on luonnollisesti hyvin kiinnostunut tällaisista ihmisen kykyjä lisäävistä tekniikoista, ovat eksoskeletonien suurimmat hyödyt kuitenkin varsin arkisia. 

Yksinkertaisimmillaan eksoskeleton, eli ulkoinen tukiranka, on keinotekoinen kehon ulkopuolella oleva rakenne, joka tulee ja vahvistaa meitä. Esimerkiksi hyönteisten ja äyriäisten panssaria voi ajatella yksinkertaiseksi, biologiseksi eksoskeletoniksi – samoin kuin ritarien haarniskoita sekä vastaavia, nykyaikaisia erilaisia suojapukuja. 

Kun tukirankaan yhdistetään moottorit tai muut voimalaitteet, pystyy ihminen lisäämään olennaisesti suorituskykyään. Erityisen suuri apu tällaisista laitteista on vammautuneille tai jostain syystä heikoille henkilöille, jotka parhaimmillaan voivat toimia samalla tavalla kuin terveet ihmiset. 

Muutamia tällaisia eksoskeletoneja on jo myynnissä, mutta ne ovat vielä kömpelöitä ja niiden toiminta-aika on varsin rajallinen. Tekniikka kuitenkin kehittyy koko ajan (pitkälti sotilaiden ansiosta/vuoksi) ja helposti päälle puettavat, myös "terveiden" käyttöön suunnitellut laitteet ovat pian tulossa markkinoille.

Kun nämä laitteet pystyvät aikanaan toimimaan nykyistä joustavammin, joko siten, että ne seuraavat viiveettä raajojen toimia ja vain tehostavat niitä, tai jopa saavat ohjauskäskyjä aivoilta samaan tapaan kuin raajat, ovat mahdollisuudet todella kiinnostavia. Eipä ihme, että tieteistarinoissa on paljon erilaisia eksoskeletoneja, joiden avulla ihmisestä tulee superihminen – etenkin jos ja kun mukaan laitetaan aistejammekin parantavia sekä laajentavia laitteita.

Kenties rollaattorin raahaamisen sijaan tulevaisuuden ikäihmiset hyppäävät aamulla eksoskeletoniin ja lähtevät valloittamaan Everestiä!

Merenalainen hävittäjäkoneiden hautausmaa

Su, 07/19/2015 - 12:47 Jari Mäkinen
Sotakone merten syvyyksissä

Päivän kuvaTyynen valtameren keskellä olevilla Marshall-saarilla on sukeltajien hyvin tuntema ainutlaatuinen paikka: merenalainen toisen maailmansodan aikaisten lentokoneiden hautausmaa, Airplane Graveyard.

Kwajaleinin atollin luona, noin 40 metrin syvyydessä on yli 150 lentokonetta, jotka saarilta sodan jälkeen lähteneet amerikkalaisjoukot dumppasivat merten syvyyksiin, koska he eivät kyenneet viemään kaikkea kalustoaan mukanaan ja koska sille ei sellaisenaan ollut enää käyttöä sodan päätyttyä. Siellä meren hiekkapohjassa makaakin nyt varsin ainutlaatuinen kokoelma historiallisia sotakoneita.

Suurin osa koneista tököttää pohjassa nokka edellä, koska raskas moottori on vetänyt koneita nokka edellä alaspäin, mutta toisinaan koneet näyttävät "lentäneen" vedessä jonkin aikaa ja laskeutuneen mahalleen pohjaan.

Paikka on siis suosittu sukellusharrastajien kohde, joskin pääsy saarille on kallista. Ennen 1960-lukua paikalle pääsy oli lisäksi erittäin vaikeaa. Kuvia koneista on silti näkynyt vuosikymmenten ajan sukelluslehdissä, ja näistä kuvista parhaat on ottanut Brandi Mueller. Tässä päivän kuvana yksi ja alla toinen hänen otoksistaan; enemmänkin niitä voi katsella mm. hänen nettisivuillaan.

Suomen uudet hävittäjät: Niinistö tutki tänään Rafalea Pariisissa

Ti, 06/16/2015 - 23:48 Jari Mäkinen

Tiedetuubi ei yleensä käsittele juurikaan sotilasasioita tai politiikkaa, mutta tällä kerralla teemme poikkeuksen: Suomen tuleva hävittäjähankinta on sen verran kiinnostava teknistaloudellinen prosessi, että siihen kannattaa kiinnittää huomiota.

Parhaillaan käynnissä oleva Pariisin ilmailunäyttely Le Bourget’ssa on tässä(kin) suhteessa kiinnostava, koska paikalla ovat kaikki 11.6. Ilmavoimien entisen komentajan Lauri Purasen johtaman Hornetien suorituskyvyn korvaamisen selvitysryhmän esittelemät vaihtoehdot jossain muodoissaan. 

Itse raportissa on 60 sivua tiukkaa tekstiä. Tiedetuubi esittelee kuitenkin kaikki ehdokkaat lyhyemmin ja aloitamme tämän sarjan raportin vastaanottaneen puolustusministeri Jussi Niinistön haastattelulla. 

Mukana tässä vaiheessa on listattuna viisi konetyyppiä: ruotsalainen Saab JAS 39 E/F Gripen, yhdysvaltalaiset Lockheed Martin F-35 Lightning II ja Boeing F/A-18E/F Super Hornet, ranskalainen Dassault Rafale sekä saksalais-brittiläis-italialais-espanjalainen Eurofighter Typhoon.

Näistä vain F-35 on tutkassa huonosti näkyvä häivekone, kun muut ovat “perinteisiä” hävittäjätyyppejä.

Venäläisiä koneita ei mukana ole, ja Kiinan uudet hävittäjät voitaneen myös jättää pois laskuista, vaikka niihin ei raportti ota mitenkään kantaa.

Ministeri pääsi ohjaamoon

Ministeri Niinistö oli paikalla näyttelyssä tänään tiistaina ja palaa Suomeen huomenna aamulla. Matkansa aikana hän tapaa vierailunsa aikana mm. Ranskan puolustusministerin Jean-Yves Le Drianin ja Yhdysvaltojen ilmavoimista vastaavan ministerin Deborah Lee Jamesin.

Päivän mieleenpainuvin anti Niinistölle oli varmasti lähikontakti ranskalaiseen Rafale-hävittäjään.

“Tänään on tullut nähtyä tämä ranskalaisen ilmailuteollisuuden ylpeys niin ulkoa kuin sisältäkin”, kertoi ministeri Niinistö, jonka mukana näyttelyssä on puolustusministeriön, pääesikunnan ja Ilmavoimien edustajista koostuva asiantuntijaryhmä.

“Tutustuimme Rafalen kantamaan aselastiin, ja se on aika vaikuttava. Kuulimme myös, että konetta testattu myös tositoimissa, muun muassa Malissa. Siellä sillä oli tehty pitkä, 9,5 tuntia kestänyt operaatio, missä iskettiin useampaankin kohteeseen. Lennon aikana tehtiin kaksi ilmatankkausta.”

Itse asiassa Rafale on ollut taistelukäytössä jo vuodesta 2011 alkaen ja vuonna 2013 tapahtunut Malin operaation on eräs haastavimmista koneella tehdyistä iskuista.

“Olemme myös nähneet täällä koneen ilmassa ja täytyy sanoa, että siinä oli taitava pilotti. Se näytti tekevän näytösohjelmassaan kaartotaistelua, mutta on eri asia kuinka paljon sitä tämän päivän taistelukentällä tarvitaan. Mutta ainakin siihen kone on kykenevä.”

Jo yksityiskohtaisia keskusteluja amerikkalaisten kanssa

Kun tapasin Niinistön näyttelyn tiimellyksessä, oli hän juuri käynyt Yhdysvaltain osastolla ja neuvotellut myös F-35:n valmistajan Lockheed-Martinin kanssa. 

“F-35 on jo tutumpi kone, koska sitä on käyty jo esittelemässä Suomessa ja siksi menimme jo yksityiskohtiin keskusteluissamme. Yksi kysymys oli se, millaiseksi tämä koneen tällä hetkellä vielä varsin korkea hinta tulee muodostumaan siinä vaiheessa kun tuotanto pääsee todella käyntiin ja koneelle on tullut lisää tilauksia.”

Kone on tullut olennaisesti arvioitua kalliimmaksi ja se on kärsinyt monista teknisistä vaikeuksista. Toisaalta kone on myös teknisesti kaikkein nykyaikaisin tarjolla olevista malleista ja monet tekniikat – mm. edistyksellinen kypärä, jonka avulla lentäjä voi ikään kuin nähdä joka puolelle ympärillään – ovat aivan uusia.

Näyttelyssä Lockheed-Martinin tiedotustilaisuudessa yhtiön edustajatkin totesivat, että kone on kilpailijoihinsa nähden täysin ylivoimainen, “kun se vain toimii suunnitellulla tavalla”. Yhtiö on päässyt laskemaan koneen yksikköhintaa sarjatuotannon myötä ja tavoitteena on perusversiolle 80 miljoonan dollarin kappalehinta.

Esimerkiksi Norja on päättänyt hankkia koneita ja Tanskalla on kaupanteko kesken. Euroopassa lisäksi muun muassa Alankomaat, Iso-Britannia ja Italia ovat tilanneet koneita, ja mm. italialaiset ja hollantilaiset koneet tehdään Italiassa. Jos Suomi tilaisi koneita, ne tehtäisiinkin todennäköisesti Italiassa. Koska Suomessa ilmailuteollisuutta on ajettu viime aikoina alas, mahdollisesti myös isommat huollot jouduttaisiin tekemään ulkomailla – todennäköisesti Italiassa.

“En osaa vielä sanoa koneiden tekemisestä tai huolloista, sillä tämä hankintaprosessi on vielä aivan alkutekijöissään”, totesi puolustusministeri. “On kuitenkin selvää, että oli valmistaja mikä tahansa, on kauppaan liittyvä teollinen yhteistyö tärkeä tekijä ratkaisua tehtäessä. Meidän täytyy saada sellainen ratkaisu, joka hyödyttää myös Suomen taloutta – sen verran isoista kaupoista on nyt kyse.”

Muut tarjokkaat 

Vaikka Niinistön puheet Lockheed-Martinista ja F-35:sta vaikuttivat hyvin myönteisiltä, hän muistutti, että  esiselvitystyöryhmä vasta tehnyt raporttinsa. 

“Siinä mainitaan viisi mahdollista kandidaattia tulevaisuuden monitoimihävittäjäksemme ja F-35 on vain yksi tarjolla olevista malleista. Tässä vaiheessa tilanne on siis vielä täysin auki ja tilauksesta käydään reilu kilpailu.”

Ministeri ei ole ennättänyt itse vielä tutustumaan ruotsalaisen  Saabin JAS Gripeniin, “mutta toivottavasti pääsen vielä lähiaikoina näkemään sen. Tämä asiantuntijaryhmä, joka on mukanani myös täällä, käy kyllä tutustumassa siihen ja kaikkiin muihinkin kandidaatteihin.”

Joka tapauksessa Suomen seuraavatkin hävittäjät tulevat olemaan lentäjien lentämiä koneita, sillä vaikka miehittämättömät lentolaitteet tulevat koko ajan paremmiksi, niiden täysimittainen käyttäminen vaatii esim. satelliittiyhteyttä. Sellaiseen Suomella ei ole luonnollisestikaan varaa. Miehittämättömien koneiden käyttö vaatii yleensä myös lentäjien lentämiä hävittäjiä, jotta ilmatila olisi turvallinen lennokkien lentää.

Hornetien uusiminen on pitkä projekti

Seuraava vaihe nyt kesäkuun 11. päivänä annetun esiselvityksen jälkeen on se, että todennäköisesti syyskuussa asetetaan puolustusministeriössä ryhmä viemään hanketta eteenpäin. Ensi vuoden alkupuolella lähetetään sitten konevalmistajille tiedonhakupyynnöt, joiden pohjalta varsinaisia tarjouksia pyydetään myöhemmin vuosina 2017-18.

Päätös konetyypistä ja tilaukset tehtäisiin vuonna 2021 ja ensimmäiset koneet saataisiin vuonna 2025. 

Aikaa tuntuu olevan runsaasti, mutta hanke on pitkä ja koneiden tilaamisesta niiden saamiseen saattaa kulua vuosia. Ensimmäiset Hornetit siirretään eläkkeelle vuoden 2025 tienoilla ja viimeiset  seuraavat vuonna 2030. Silloin siis uusien koneiden pitäisi olla jo käytössä.

“Aikataulu on käsittääkseni ihan oikein aseteltu”, Niinistö sanoi. “Nämä kyllä ovat joka puolella maailmaa hyvin pitkiä prosesseja,  eikä tämä Suomen tuleva hankita ole siinä mielessä poikkeus. Pitäisin sitä oikeastaan hyvänä, että ollaan nyt tässä vaiheessa liikkeellä, koska ei kannata hötkyillä, ettei tule virheitä.”

Hankinnan hinnaksi arvioidaan 10 miljardia euroa. Tilattavien koneiden määrää on hankala vielä sanoa, koska konemalli ja sen ominaisuudet vaikuttavat asiaan.

Samalla kannattaa muistaa, että koneiden hankinta on vain osa koko kauppaa: koneisiin hankitaan myös aseet, jotka ovat nekin hyvin kalliita. Esimerkiksi Hornetit ovat muuttuneet monitoimikoneiksi vasta uusien (kalliiden) asejärjestelmien myötä.

Raportissa mukana olleet konetyypit

Saab JAS 39 Gripen
Koneen ensimmäinen versio teki ensilentonsa vuonna 1988, mutta siitä on tulossa nyt uusi versio, JAS 39 E, eli Gripen NG. Se valmistuu vuonna 2016. Suomen hankintaan mennessä koneesta voitaisiin tehdä jo uudempikin versio – ja mahdollisuudet sen tekemisestä myös Suomessa ovat todennäköisesti tarjokkaista kaikkein suurimmat. Konetta ei ole käytetty kertaakaan tositoimissa.

Lockheed Martin F-35 Lightning II
Kyseessä on huipputekninen ns. viidennen sukupolven monitoimihävittäjä, jonka ensilento oli vuonna 2006. Kyseessä on häivekone, eli stealth-hävittäjä, josta on tehty kolme eri pääversiota. Näistä Yhdysvaltain merijalkaväen F-35B -versio pystyy myös laskeutumaan pystysuoraan ja nousemaan hyvin lyhyen kiihdytyksen jälkeen. Suomeen tuskin hankittaisiin näitä versioita. Merkittävää koneessa on myös sen monipuolista tilannekuvaa lentäjälle tarjoavat sensorit. F-35 ei ole ollut vielä taistelukäytössä, mutta Yhdysvallat harkitsee sen lähettämistä Lähi-itään elokuussa.

Eurofighter Typhoon
Vuonna 1994 ensilentonsa tehnyt hävittäjä on usean Euroopan maan yhteishanke: mukana ovat pääosakkaina Iso-Britannia, Saksa, Italia ja Espanja. Alun perin mukana oli myös Ranska, mutta se jättäytyi pois yhteistyöstä ja tilasi uuden hävittäjänsä Rafalen Dassaultilta. Tarkoitus oli vähentää yhteistyöllä kustannuksia, mutta toisin kävi: hankkeesta tuli kallis ja se viivästyi.

Dassault Rafale
Ranskalainen tuulenpuuska, kuten nimi suomeksi kuuluu, on vuonna 1986 ensilentonsa tehnyt ns. neljännen sukupolven monitoimihävittäjä. Konetta ei saatu myytyä muihin maihin lainkaan tähän vuoteen saakka, jolloin Egypti, Intia ja Qatar päättivät ostaa Rafaleita. Kone on hyvin ranskalainen, sillä lähes kaikki koneessa on avioniikkaan ja moottoriin asti on Ranskassa tehtyjä.

Boeing F/A-18 Super Hornet
Super Hornet on alkuperäisen Hornetin vuonna 1995 ensilentonsa tehnyt versio, joka on lähes kuin uusi kone. Rungon etuosa on sama, mutta Super Hornet on lähes metrin pitempi, ja sen siipien pinta-ala on 25% suurempi. Kaikkinensa kone on modernisoitu ja verrattuna edeltäjäänsä on Super Hornetissa suuri osa kokonaan uutta. Jos Hornet sinällään oli jo hieman suurehko ja raskas kone Suomen käyttöön, olisi Super Hornetin ainoa valtti valinnassa jonkinasteinen yhteensopivuus nykyisen hävittäjälaivaston kanssa.

Kuvat: Jari Mäkinen (kaksi ensimmäistä) ja Wikipedia (loput).

USAn salasukkula lähti uudelleen matkaan

Ti, 05/19/2015 - 22:50 Jari Mäkinen

Yhdysvaltain sotilaallinen pikkuavaruussukkula X-37B laukaistiin jälleen avaruuteen nyt keskiviikkona 20. toukokuuta. Kyseessä on jo neljäs salaisen sukkulaohjelman lento. Alusta kuljettanut Atlas V -kantoraketti nousi ilmaan klo 18.05 ja vapauttu todennäköisesti kahdeksanmetrisen sukkulan kiertoradalleen vajaata kymmentä minuuttia myöhemmin.Todennäköisesti, sillä kyseessä on salainen sotilaslento, jonka kulusta ei tiedoteta mitään laukaisun jälkeen.

Edellinen lento päättyi viime vuoden lokakuussa, jolloin ensimmäinen kahdesta toimintakykyisestä avaruussukkulasta palasi Maahan oltuaan 674 vuorokautta (siis lähes vuoden ja kymmenen kuukautta) avaruudessa hyvin salaisella lennollaan. Sitä ennen sukkula numero kakkonen teki maaliskuusta 2001 kesäkuuhun 2012 kestäneen, 469 vuorokautta pitkän lennon. 

Ensimmäinen koelento tapahtui huhtikuusta joulukuuhun vuonna 2010 ja kesti 224 vuorokautta. Sitä, mitä sukkulat ovat lentojensa aikana tehneet, ei ole kerrottu julkisuuteen, mutta on selvää, että sukkulat testaavat tekniikkaa pitkiä, automaattisia avaruuslentoja varten. 

Kolme aiempaa lentoa ovat kestäneet yhteensä 1368 vuorokautta, mikä on enemmän kuin kaikki NASAn avaruussukkulat ovat viettäneet avaruudessa 135 lennollaan yli 30 vuoden aikana. Koko sukkulalaivaston yhteenlaskettu lentoaika on 1334 vuorokautta.

Lentojensa päätteeksi sukkulat pystyvät laskeutumaan itsekseen kiitoradalle. Kaikki lennot on tähän mennessä laukaistu matkaan Floridasta, Cape Canaveralin rakettikeskuksesta, mutta sukkulat ovat laskeutuneet Kaliforniassa sijaitsevaan Vandenbergin lentotukikohtaan.

X-37B laskeutumisensa jälkeen hallissa. Jäljet johtuvat kuumasta paluusta Maahan ilmakehän kitkakuumennuksen läpi.

Todennäköisesti Yhdysvaltain ilmavoimat haluaisi lennättää X-37B:n kaltaisia minisukkuloita joskus tulevaisuudessa operationaalisesti hyvinkin lyhyellä varoitusajalla avaruuteen - tai pitää sellaisia koko ajan avaruudessa, jotta alukset voisivat tarpeen mukaan muuttaa kiertorataansa ja käydä esimerkiksi tutkailemassa haluttua kohtaa maapallon pinnalla rahtiruumassaan olevilla vakoilulaitteilla.

Mitään virallista tietoa sukkuloiden hyötykuormasta ei ole, mutta todennäköisin sukkulan käyttö on tiedustelu. Kohteet voivat olla niin Maan päällä kuin avaruudessakin; sukkula kykenee nimittäin käymään katselemassa vaikkapa muita kiertoradalla olevia satelliitteja.

Sähköraketti mukana ja materiaalinäytteitä

Siinä missä aiemmilla lennoilla on päähuomio ollut itse sukkulan ja sen laitteistojen testaamisessa, on nyt mukana – mahdollisen ja todennäköisen vakoilulaitteiston – lisäksi NASAn mukaan pakkaamia materiaalinäytteitä.

Yli sata erilaista, uudenlaista komposiittimateriaalia, polymeeriä ja pinnoitetta altistetaan lennon aikana avaruuden olosuhteille, sillä niiden käyttäytymistä pitkäaikaisessa avaruudessa olemisessa halutaan tutkia.

Vastaavanlaisia näytesarjoja on lennätetty useita kertoja avaruudessa, viimeksi NASAlla oli yli 4000 näytettä matkalaukun kokoisessa paketissa Kansainvälisen avaruusaseman ulkopuolella vuosien 2001 ja 2003 välissä. Eurooppalaisilla ja venäläisillä on ollut ja on parhaillaankin käynnissä vastaavanlaisia kokeita.

Mielenkiintoista X-37B:n näytepaketissa on kuitenkin se, että nämä näytteet on koottu varsin nopeasti ja pitävät sisällään uudenlaisia materiaaleja, joita haluttaisiin käyttää, mutta joista ei ole toistaiseksi saatu vielä kokemuksia.

Toinen kiinnostava asia lennolla on aluksen sähköinen rakettimoottori. Sukkulan omat kemialliset rakettimoottorit ovat paikoillaan, mutta mukana on myös uudenlainen sotilaiden kehittämä sähköinen työntövoimalaitteisto, joka käyttää erittäin vähän polttoainetta. Esimerkiksi xenon-kaasun atomeja kiihdytetään moottorissa sähkövirran avulla suureen nopeuteen, jolloin pienelläkin ainemäärällä saadaan aikaan työntövoimaa.

Voima ei ole suuri, mutta sitä voidaan pitää yllä pitkiä aikoja yhtäjaksoisesti. Tällainen rakettimoottori on kevyt ja sopii erinomaisesti pienikokoiseen, kauan avaruudessa olevaan alukseen.

Sitä, onko rakettimoottori(t) pari metriä pitkän rahtiruuman sisällä vai esimerkiksi sukkulan perässä, ei ole kerrottu. Tarkoituksena on kuitenkin testata ja tutkia tarkasti sen toimintaa sekä suorituskykyä pitkän ajan kuluessa.

Onkin mahdollista, että tämä lento tulee kestämään pari vuotta – ellei pitempäänkin.

X-37B kuvattuna juuri ennen kantoraketin nokkakartion sulkemista.

Juttua on päivitetty laukaisun jälkeen keskiviikkona klo 18:30 Suomen aikaa.

Fuusioreaktori joka kotiin?

Ti, 10/21/2014 - 18:23 Jari Mäkinen
Lockheed Martinin fuusiohankkeen projektipäällikkö Tom McGuire ja koereaktori T-4

Lockheed Martin, amerikkalainen ilmailu-, avaruus- ja sotilasteollisuusjätti, kertoi viime viikolla keksineensä tavan valmistaa pieniä, käteviä fuusioreaktoreita, jotka mullistaisivat energiantuotannon. Paitsi että fuusiovoiman saaminen arkikäyttöön olisi jo sinällään mullistavaa, myös se, että näin voitaisiin tehdä pienessä mittakaavassa, olisi melkeinpä suurempi edistysaskel. Silloinhan haave siitä, että sähköä tuotettaisiin edullisesti ja kätevästi siellä missä sitä tarvitaan, tulisi todeksi: laajoja sähkönsiirtoverkkoja ja suuria voimalaitoksia ei enää tarvittaisi lainkaan siinä määrin kuin nykyisin.

Valitettavasti vain uutiseen kannattaa suhtautua suurin varauksin. Kukaan ei missään ole vielä saanut fuusioreaktoria toimimaan siten, että reaktiosta saataisiin energiaa käyttöön. Vaikka Lockheed Martin julkaisi jo helmikuussa 2013 tietoja fuusiohankkeestaan ja viime viikon uutisointia edelsi yhtiön patenttihakemuksen julkaiseminen.

Monet muutkin henkilöt ja yhtiöt ajattelevat, että juuri tuollaisissa pienissä reaktoreissa voisi olla tulevaisuus. Hankkeita verhoaa kuitenkin salamyhkäyisyys: patentit suojaavat osaa keksinnöistä, mutta tuloksista ja tekeillä olevista uusista hankkeista ei juurikaan kerrota tarkemmin. Kenties näin mullistavista vempeleistä ei kannatakaan kertoa vielä yksityskohtia…etenkin kun sotilaat ovat sekaantuneet asiaan ja mukana on suuria kaupallisia intressejä.

Ensimmäisen kerran fuusioreaktiota koitettiin saada hallitusti syttymään laserilla vuonna 1984 Lawrence Livermoren kansallisessa laboratoriossa, Yhdysvalloissa, NOVA-nimisellä laitteistolla. Fuusioreaktio sinällään on pystytty tuottamaan hallitusti jo 1930 luvulta asti

Fuusio tulee kyllä - mutta milloin ja miten?

Nykyiset ydinvoimalat toimivat fissioperiaatteella, eli niissä raskaita atomiytimiä rikotaan kevyemmiksi, jolloin hitunen ainetta muuttuu energiaksi.

Fuusioreaktorissa puolestaan kevyet aineet törmäytetään yhteen raskaammiksi, jolloin saadaan myös energiaa, kun reaktiossa jää hieman ainetta (siis energiaa) ylitse. Aurinko tuottaa energiansa yhdistämällä vetyä heliumiksi, ja periaatteessa tämä reaktio on myös tavoitteena maanpäällisissä fuusioreaktoreissa. Tarkalleen ottaen aikomuksena on yhdistää deuteriumia ja tritiumia, vedyn raskaita isotooppeja, heliumiksi, ja energian lisäksi oheistuotteina on vain neutroneja.

Myös muita reaktiovaihtoehtoja on olemassa, kuten esimerkiksi deuterium ja Helium-3. Silloin tuloksena olisi alfahiukkasia ja protoneita.

Periaatteessa siis vaikkapa pallojen täyttämiseen sopivaa heliumia tuottava fuusiovoimala on saasteeton siinä missä fissiovoimalan jätökset ovat radioaktiivisia vuosituhansien ajan, ja siinä missä uraani on hankalasti saatavaa ainetta, on vetyä saatavissa kaikkialta missä on vettä.

Perinteinen fissiovoimala vaatii myös koko ajan paapomista, sillä jos sen reaktio pääsee villiksi, tuloksena on suuria ongelmia. Fuusiovoimalassa kaikki käyttöhäiriöt puolestaan johtaisivat siihen, että voimala vain sammuisi. Koska fuusioreaktiota täytyy pitää koko ajan yllä, se on erittäin turvallinen jopa perinteiseen hiilivoimalaan verrattuna.

Lisäksi fuusio tuottaa hurjasti energiaa. Verrattuna fissioon, kilosta fuusiopolttoainetta saa neljä kertaa enemmän energiaa, ja verrattuna hiileen luku on vielä huimempi: fuusio on 10 miljoonaa kertaa tehokkaampi energiantuotantotapa.

Fuusiovoima olisi siis puhdasta, tehokasta ja sitä riittäisi ylitse kaiken kuviteltavissa olevan tarpeemme.

Käytännössä kuva ei ole aivan näin ruusuinen, sillä fuusiovoimalan rakenteet muuttuvat neutronipommituksessa radioaktiivisiksi. Ongelmat ovat kuitenkin minimaalisia verrattuna fissiovoimaloiden riskeihin ja ongelmiin.

Suurempi ongelma on vielä se, että fuusiota ei ole saatu toimimaan. Parhaimmillaan hetken kestänyt toiminta on tuottanut teoreettisesti enemmän energiaa kuin sen käynnistäminen on vaatinut, mutta jatkuva, koko ajan energiaa tuottava voimalaitos on vielä haavetta vain.

ITER

Tie kohti fuusiota on jo tähän mennessä ollut pitkä ja tavoite on siirtynyt koko ajan tulevaisuuteen. Klassisen sanonnan mukaan fuusiovoima on 30 vuoden päässä tulevaisuudessa, mutta aika, mistä kolme vuosikymmentä lasketaan alkavaksi, on siirtynyt koko ajan eteenpäin.

Monien pienikokoisten koelaitosten jälkeen ensimmäinen kunnollisen kokoinen fuusiovoimala on parhaillaan rakenteilla eteläisessä Ranskassa, Cadarachessa. Kansainvälinen ITER-koelaitos (International Thermonuclear Experimental Reactor, http://www.iter.org) on tarkoitus saada toimintaan 2020-luvun puoliväliin mennessä ja sen jälkeen sitä on aikomus käyttää parinkymmenen vuoden ajan.

Laskelmien mukaan se olisi ensimmäinen tarpeeksi suuri fuusiovoimala, missä reaktio voisi jatkua pitkään ja tuottaa oikeasti energiaa kuten voimalaitoksen tulisi tuottaa.

Laitoksen ydin on donitsin muotoinen säiliö, tokamak, jonka sisällä deuterium ja tritium ovat kuumana plasmana voimakkaiden magneettikenttien kahlitsemana. Rinkulan halkaisija on kuusi metriä ja sen suprajohtavilla magneeteilla synnytetyn magneettikentän voimakkuus viisi Teslaa (tämä on todella paljon). Lämpötila, missä fuusioreaktio deuteriumia ja tritiumia käytettäessä käynnistyy, on 100 miljoonaa astetta. Tuloksena toivotaan olevan 500 megawattia ylimääräistä energiaa.

Kokonaisuudessaan ITER-laitteisto olisi 60 metriä korkea ja sen massa olisi 23000 tonnia. Sähkö tuotettaisiin sitten vieressä olevilla perinteisillä generaattoreilla, joita pyörittää fuusiovoiman kuumentama vesi.

Plasmaa

Hohtavaa plasmaa tokamakin sisältä kuvattuna.

Pallosalama purkkiin

Johtoajatuksena ITERin rakentamisessa on ollut se, että suurentamalla laitoksen kokoa saadaan fuusio kunnolla toimimaan, mutta samalla pieni joukko tutkijoita on pohtinut juuri päinvastaista: entä jos laitteisto yksinkertaistettaisiin ja tehtäisiin paljon pienemmäksi?

Eräs ensimmäisistä oli Kalifornian yliopiston fyysikko Norman Rostoker, joka perusti vuonna 1998 yhtiön nimeltä Tri Alpha. Hänen ideanaan oli käyttää vedyn isotooppien sijaan polttoaineena booria ja protoneita. Boori-11 on kuitenkin hankala aine siksi, että reaktio olisi hyvin kuuma (noin miljardi astetta) ja tuo lämpötila pitäisi myös pystyä synnyttämään, jotta reaktio lähtisi alkuun. Lisäksi reaktio tuottaa vain puolet vetyreaktion tuottamasta energiasta. Hyvä puoli olisi kuitenkin se, että reaktion oheistuotteena ei olisi juurikaan neutroneita ja sähkövirtaa olisi mahdollista kehittää magnettikenttien avulla jopa 90% hyötysuhteella. Klassisen fuusioreaktorin (jos niin voi sanoa) hyötysuhde olisi vain noin 40%.

Miljardin asteen lämpötilaa ei voida pitää yllä pienessä tokamakissa, koska vaadittava magneettikentän voimakkuus olisi täysin mahdottomuus. Siksi Tri Alphassa kehitettiin boxer-moottoria muistuttava systeemi, missä kaksi vastakkain toisiaan olevaa plasmatykkiä ampuu keskellä olevaan kammioon eräänlaisia plasmarinkuloita, plasmoideja.

Sopivasti rengasmaiset plasmarinkulat kehittävät itse ympärilleen magneettikentän, joka pitää ne kasassa. Pallosalamien oletetaan olevan luonnollisia plasmoideja, eli salamaniskussa syntyneitä kuuman, sähköisesti varautuneen kaasun renkaita, joita niiden itsensä synnyttämä magneettikenttä pitää hengissä.

Kun plasmoidit osuvat toisiinsa keskellä olevan kammion sydämessä, ne synnyttävät boori-11 kaasun kanssa fuusioituvan plasmakuplan, jota pidetään paikallaan kammion keskellä magneettikentällä. Reaktio jatkuu niin kauan polttoainetta syötetään laitteeseen ja plasmoideja ammutaan.

Syntyvät alfahiukkaset ohjattaisiin takaisin plasmoiditykkeihin, ja niissä ne saadaan muutettua sähkövirraksi prosessilla, jota yhtiö luonnehtii ”väärinpäin kytketyksi hiukkaskiihdyttimeksi”.

Tri Alpha ei ole kertonut toiminnastaan juurikaan julkisuuteen, mutta se on tehnyt kokeita noin 10 metriä pitkällä laitteella, jota se kutsuu nimellä C-2. Laite pystyy ampumaan plasmoideja toisiinsa ja pitämään yllä raktiota jopa viiden millisekunnin ajan. Tämä on kunnioitettava saavutus, vaikkakin boorin sijaan kokeissa on toistaiseksi käytetty deuteriumia ja sähkövirran tuottaminen liki suoraan alfahiukkasista ei ole onnistunut.

Toinen pientä fuusioreaktoria suunnitteleva yhtiö on Helion Energy (http://www.helionenergy.com). Washingtonissa, Yhdysvalloissa, toimiva yhtiö kehittää myös plasmoideihin perustuvaa laitteistoa, joka on ”kuin diesel-moottori” yhtiön omien sanojen mukaan: plasmatykit syöttävät plasmoidipareja reaktiokammioon, missä magneettikenttä puristaa ne kasaan ja saa aikaan fuusioreaktion. Se saa aikaan puolestaan uudet kaksi plasmoidia, jotka puolestaan fuusioituvat ja saavat aikaan seuraavien syntymisen. Kun laite tuottaa näitä noin sekunnin kestäviä fuusiosykähdyksiä jatkuvalla syötöllä, se tuottaa tasaisesti energiaa.

Toistaiseksi Helion Energy on käyttänyt polttoaineinaan deuteriumia ja saanut aikaan reaktion kolmen minuutin välein. Yhtiö etsii Tri Alphan tapaan lisää rahoitusta suuremman koelaitteen tekemiseen ja olettaa, että viiden vuoden päästä laite voisi tuottaa energiaa enemmän kuin se kuluttaa – nyt siis ollaan vielä kaukana toimivasta reaktorista.

Kolmas kiinnostava uuden ajan ydinenergiayhtiö tulee Kanadasta. General Fusion (http://www.generalfusion.com) on hahmotellut aivan toisenlaisen fuusioreaktorin: siinä deuteriumia ja tritiumia sisältävät plasmoidit syötetään vinhasti pyörivän, pyöreän palokammion sisällä olevan sulan lyijymassan keskelle, jolloin puristamalla lyijyä nopeasti ja voimakkaasti kasaan lukuisilla pallon ulkopuolella olevilla männillä saadaan fuusioreaktio syttymään.

Yhtiö tutkii plasman kompressointia kahdella eri tavalla. Toinen on 14-mäntäinen koelaitteisto ja toinen on kokonaan erillinen koesarja, jossa plasmaa puristetaan kokoon pelkästään räjähdysaineilla. Männät saadaan liikkumaan nopeasti sylinteriensä sisällä joko paineilmalla tai höyryllä. Varsinaisessa, lopullisessa reaktorissa on tarkoitus käyttää höyryä.

Onko Lockheed onnistunut?

Lockheed Martinin esittelemä voimalaitos on kooltaan vain kolmisen metriä ja se tuottaisi 100 megawattia energiaa. Selvästikin sen käyttökohteina ovat laivat, lentokoneet ja monet muut puolustuksellisestikin kiinnostavat kohteet, mutta samalla luonnollisesti kaikki muutkin hyötyisivät laitteen ketteryydestä ja helppokäyttöisyydestä. Kuvissa – kuten otsikkokuvassamme – on yhtiön koelaitos nimeltä T-4, mutta tuotantoversio olisi noin 10 metriä pitkä laite. Verrattuna sen tuottamaan tehoon ja toiminta-aikaan, olisi se hurjan pieni ja kompakti.

Jos todellakin kerrostalon kellariin tai kuorma-auton konttiin saisi tällaisen fuusiovoimalan, menisi maailman energiantuotannon lisäksi maailmanpolitiikka uusiksi, kun kaasusta tai öljystä ei olisi kiistakapulaksi.

Laitteen periaatteesta ei kuitenkaan ole kerrottu muuta kuin sen, että se käyttää fuusiota ja että reaktiossa on ”korkea beta”. Tämä tarkoittaa sitä, että se tuottaa suuren plasman paineen suhteellisen pienellä magneettikentän aiheuttamalla paineella.

Rahoitus laitteen kehittämiseen on nähtävästi tullut Yhdysvaltain puolustushallinnolta ja työtä on tehty kuuluisassa Skunk Works -ideaverstaalla Kaliforniassa. Ennen kaikkea lentokoneistaan tunnetusta salaisten projektien pajasta ovat kotoisin monet Yhdysvaltain ilmavoimien erikoiskoneet, kuten U-2, SR-71 Blackbird, F-117 Nighthawk ja F-22 Raptor.

On hyvinkin mahdollista, että jokin lentämiseen liittyvä hanke on ollut reaktorin kehittämisen päätavoite. Tällainen voisi olla esimerkiksi lentokoneeseen (tai laivaan) sijoitettava laserase, sillä niiden käyttöön saamisen suurin ongelma on ollut riittävä virransaanti tarpeeksi pienestä ja kevyestä energianlähteestä.

Se, että hankkeen takana on Skunk Works tarkoittaa salaisuuden lisäksi myös sitä, että puheiden pohjalla todennäköisesti on jotain todellistakin. Heillä on ollut tapana tuottaa aina jotain toimivaa. Lockheed Martin kertoo laitteiston kehittämisen vievän vielä kymmenisen vuotta, ja voi myös ajatella, että viime viikon julkistuksen takana on tarve saada projektille rahoitusta.

Saatavilla olevien tietojen perusteella ei voi sanoa toimiiko uusi ihmereaktori, mutta varmaa on se, että paine hajautetun, puhtaan ja edullisen energiantuotannon suuntaan on erittäin suuri. Nykyiset suuret voimalaitokset tulevat käymään harvinaisiksi ja niihin investoimisen sijaan kannattaisi maailman (ja samalla Suomen) energianhuoltoa pohtia uudesta näkökulmasta.

Ja voi myös olla, että myös ITER tulee jäämään keskeneräiseksi hankkeeksi – onhan sekin eräänlainen dinosaurus.

-
Juttua on päivitetty 22. lokakuuta: ensimmäisen kuvan virheellistä kuvatekstiä ensimmäisestä hallitusta fuusioreaktiosta on muutettu, General Fusionin koelaitteista kertovaa tekstiä on tarkennettu ja mm. tieto Lockheed Martinin patenttihakemuksista on lisätty. Kiitos Helsingin yliopiston Tomas Lindénille!

Kuvat: Lockheed Martin; LLNL ja ITER.

Lisätietoja Lockheed Martinin hankkeesta: http://www.lockheedmartin.com/us/products/compact-fusion.html ja http://www.fusenet.eu/node/400

General Fusion -yhtiön esittelyvideo:

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

Tulevaisuuden Blackbird

Ma, 11/04/2013 - 20:13 Jari Mäkinen
SR-72

Kun kyse on sotilastekniikasta, ei raha ole ongelma: siviilihankkeena hypersoonisen lentokoneen tekeminen olisi käytännössä mahdottomuus, mutta Yhdysvaltain puolustusministeriön tilauksesta Lockheed-Martin -yhtiö on tehnyt suunnitelman sellaisesta.

Yhtiöllä on kokemusta vastaavanlaisen lentokoneen tekemisestä, sillä kylmän sodan huimin vakoilukone SR-71 Blackbird oli Lockheedin tuotantoa. Mustanpuhuva, hyvin virtaviivainen lentolaite pystyi lentämään Atlantin yli vajaassa kahdessa tunnissa ja sen yli kolminkertainen äänennopeus on edelleen ennätys, kun kyse on matkalentonopeudesta.

Blackbirdin hengessä uusi, nyt marraskuun alussa julkistettu konesuunnitelma on saanut koodinimen SR-72 ja se pystyy lentämään kaksi kertaa edeltäjäänsä nopeammin. Se pystyy siis lentämään tunnissa Yhdysvalloista Eurooppaan ja se voidaan lähettää hetkessä ottamaan kuvia mistä päin tahansa maapallolla.

Satelliittien aikakaudella on vakoilukoneille edelleen oma paikkansa, sillä vakoilusatelliitin sompaaminen sopivalle radalle kuvan ottamista varten vie mahdollisesti päiviä ja matalammalta saa joka tapauksessa tarkempia kuvia. Satelliittien kuvaustekniikkaa käyttämällä SR-72 pystyy uskomattoman tarkkaan ja joustavaan tiedusteluun. Ja koska kameroiden sijaan se pystyy kuljettamaan myös aseita, on lentolaite myös hyvin vaarallinen; nopeutensa ansiosta se pystyy saapumaan kaukaakin paikalle pian, eivätkä tutkat pysy välttämättä se perässä. Kone on muodoltaan sellainen, että tutka ei näe sitä helposti, mutta nopeus tekee siitä vielä vaikeamman havaita.

Lockheed-Martin toteaakin kylmästi mainostekstissään, että "vastustajalla ei ole yksinkertaisesti aikaa suojautua tai piiloutua", kun SR7-72 tulee paikalle.

Teknisesti SR-72:n suurin ongelma on siviilipuolenkin hyvin suurella nopeudella lentävien liikennelentokonehankkeiden tapaan moottorit. Moottorien tulee toimia matalista lentonopeuksista yliääninopeuteen ja edelleen hypersoonisiin nopeuksiin saakka, mikä ei ole helppoa, koska aerodynamiikan lait ovat niin erilaisia eri nopeusalueilla.

Lockheed-Martinin salainen suunnittelutoimisto Skunk Works on kehitellyt yhdessä rakettimoottorivalmistaja Aerojet Rocketdynen kanssa tapaa, millä perinteinen hävittäjäkoneen suihkumoottori voitaisiin yhdistää patoputkimoottoriin; patoputkimoottorissa suuren nopeuden ansiosta moottoriin pakkautuu ilman ahtimiakin aivan tarpeeksi (jopa liikaa) ilmaa, jolloin se pystyy toimimaan sellaisenaan suihkumoottorina, kun ilmansyöttötiehyeet, polttokammio ja suutin sen jälkeen on muotoiltu sopivasti. Kiihdytykseen ja hitaammin lentämiseen kuitenkin tarvitaan edelleen suihkumoottoria. Tavoitteena on yhdistää ne samaan pakettiin tai ainakin tehdä niille esimerkiksi yhteiset ilmanotto- ja pakoaukot.

Kun tässä onnistutaan, tulee tekniikka varmasti myös siviilipuolen lentokoneiden käyttöön, mutta sitä saadaan vielä odottaa: SR-72 on tällä haavaa vielä hanke, mistä kyllä voidaan jo tehdä komeita kuvia ja kirjoittaa ylisanoja, mutta nykysuunnitelman mukaan se lentää vasta vuonna 2030. F-22 -hävittäjäkoneen kokoinen koekone voisi lentää jo vuonna 2023 ja se – kuten lopullinen lentokonekin – olisi automaattinen, mutta tarvittaessa ihminenkin voisi istua ohjaimiin.