kourou

Matka Merkuriukseen alkoi – ei vielä raketilla, vaan Antonovilla.

Ti, 04/24/2018 - 11:12 Jari Mäkinen
Bepiä kuljettava Antonov lähtee matkaan

Seuraava suuri tutkimusmatka Aurinkokunnassa on alkamassa monien viivytysten jälkeen. Euroopan avaruusjärjestön Merkuriusta kohden syksyllä lähetettävä BepiColombo lähti nyt maanantaina kohti laukaisupaikkaansa suurella rahtikoneella.

BepiColombo Euroopan avaruusjärjestön kunnianhimoinen luotain, joka tulee tutkimaan Merkuriusta, Aurinkokuntamme sisintä planeettaa.

Olosuhteet Merkuriuksen luona ovat hyvin haastavat, joten luotaimen kehittelyssä oli monia hankaluuksia – sellaisia, jotka selätettiin jo kehittelyn aikana, mutta myös sellaisia, jotka tulivat luotaimen rakennuksen ja testaamisen aikana esiin. Niinpä luotain on valmistunut vuosia myöhässä alkuperäisistä suunnitelmista.

Suurin ongelma on lämpö: paitsi että Aurinko porottaa kuumana, hohtaa Merkuriuksen pinta lämpöään, joten parhaimmillaan tai pahimmillaan kaksi luotaimen kylkeä on kerrallaan suuren lämpörasituksen kohteena. Luotaimen pintalämpötila on tyypillisesti noin 350° C.

Niinpä helpotus on nyt suuri, kun Bepi on nyt saatu valmiiksi, se on läpäissyt kaikki testit ja on saapunut Kouroun avaruuskeskukseen. Se laukaistaan sieltä matkaan Ariane 5 -kantoraketilla lokakuussa.

 

Bepi ja sen laukaisuvalmistelussa tarvittavat laitteet suuren Antonov An-124 -kuljetuskoneen sisällä.

 

BepiColombo koostuu kolmesta osasta, jotka kuljetetaan kaikki erikseen Atlantin toiselle puolelle Ranskan Guyanassa sijaitsevalle laukaisupaikalle. Osat ovat itse Merkuriusta kiertämään jäävä eurooppalaistekoinen osa, sen mukana omalle radalleen Merkuriuksen ympärillä menevä japanilainen ennen kaikkea Merkuriuksen magnetosfääriä tutkiva luotain, ja nämä kaksi osaa läpi planeettainvälisen avaruuden kuljettava osa.

Ensimmäinen näistä lastattiin kuljetuslaatikossaan Antonov-kuljetuskoneen sisään eilen maanantaina ja kone teki illalla välilaskun Azoreilla. Sieltä se lähti edelleen tankkauksen jälkeen kohti Ranskan Guyanaa. Siellä kone laskeutui pääkaupunki Cayennen lentoasemalle, missä kone tyhjennetään nyt tiistaina. Rahti kuljetetaan satelliittien siirtelyyn tarkoitetulla rekalla Kouroun avaruuskeskukseen, joka sijaitsee noin 70 kilometrin päässä lentoasemalta.

Aikaa kuljetukseen menee tuntikaupalla, koska rekkaletka etenee hitaasti ja varovasti.

Kaikkien Bepin osien ja niiden laukaisuvalmistelussa tarvittavien laitteiden kuljettamiseen vaaditaan neljä rahtilentoa.

Osat testataan uudelleen Kouroussa ennen kuin ne laitetaan yhteen. Ne liitetään kantoraketin ylimpään osaan vasta lähempänä laukaisua, joka tapahtuu lokakuun 5. päivän ja marraskuun 29. päivän välisenä aikana; tavoitteena on laukaista luotain matkaan heti laukaisuikkunan alussa, jotta mahdolliset sääesteet tai kantoraketin tarkistukset eivät vaarantaisi pääsyä matkaan ajoissa.

Tiukat rajat laukaisun ajankohdalle tulevat taivaanmekaniikasta. Jotta Bepi pääsisi perille suunniteltuun aikaan ja suunniteltua rataa pitkin, pitää se laukaista juuri nyt suunnitellun aikaikkunan sisällä. Perillä luotain on silti vasta vuoden 2025 lopussa.

Bepin on tarkoitus tehdä havaintoja vähintään yhden vuoden ajan, mutta jos se toimii normaalisti, jatkuu työ ainakin toisen vuoden ajan.

Piirros BepiColombosta matkalennon aikana.
Piirros BepiColombosta matkalennon aikana. Itse Merkuriusta kiertävä luotain on keskellä, japanilainen magnetosfääriluotain ylimpänä torvimaisen aurinkosuojan sisällä ja alimpana on matkalento-osa rakettimoottoreineen.

Kuvat: Schipholin lentoasema, Airbus Defence & Space ja ESA

Harvinainen vika iski Ariane-rakettiin – toimitti satelliitit avaruuteen, mutta sai hengityksen lamaantumaan

Pe, 01/26/2018 - 11:34 Jari Mäkinen

Eurooppalainen Ariane 5 -kantoraketti laukaisi viime yönä Suomen aikaa kaksi satelliittia avaruuteen. Tällä kerralla kaikki ei kuitenkaan mennyt suunnitelman mukaisesti, sillä yhteys rakettiin menetettiin kesken lennon. Onneksi raketti teki työnsä ilman lennonjohtoakin ja satelliitit nyt ovat avaruudessa.

Vaikka 1990-luvulla Ariane 5 koki muutaman takaiskun, on euroraketti osoittautunut sen jälkeen erittäin luotettavaksi työjuhdaksi. Ennen eilistä laukaisua se oli lentänyt 82 kertaa ilman ongelmia, joten jos lento olisi epäonnistunut, niin kyseessä olisi ollut ensimmäinen huti sitten vuoden 2002.

Nyt tosiaan näyttää siltä, että rakettien laukaisusta vastaava Arianespace pääsi pelkällä säikähdyksellä; jos lento olisi epäonnistunut, olisi tälle vuodelle suunniteltu tiivis laukaisuohjelma ollut vaarassa, koska onnettomuuden syy olisi pitänyt selvittää ennen seuraavaa lentoa. Laukaisuihin ja tulevien rakettien valmisteluihin olisi tullut kuukausien viive.

Tämä olisi ollut erityisen hankalaa siksi, että tänä vuonna Ariane 5 tulee laukaisemaan avaruuteen tavallisten kuormien lisäksi kohti Merkuriusta lähtevän BepiColombo -luotaimen sekä Hubblen avaruusteleskoopin seuraajan James Webb Space Telescopen. Näistä JWST voidaan laukaista milloin vain, mutta Merkuriukseen täytyy lähteä ensi lokakuussa – tai lento lykkääntyisi jälleen kerran myöhemmäksi.

Mitä lennolla tapahtui?

Ariane 5:n lento VA541 nousi lentoon suunnitellusti eilen 25.1. klo 19.20 paikallista aikaa Kouroussa, eli klo 00.20 Suomen aikaa. 

Lento sujui normaalisti aina siihen saakka, kunnes raketin ensimmäinen vaihe lopetti toimintansa ja irtosi. Kun aikaa lentoon lähdöstä oli kulunut hieman yli yhdeksän minuuttia, aloitti toisen vaiheen moottori toimintansa ja raketin lähettämän telemetriasignaalin piti tulla kuuluviin maa-asemalla. 

Näin ei käynyt, vaan raketin toinen vaihe pysyi mykkänä. Lennonjohto ei pystynyt seuraamaan lentoa ja siksi epäilykset lennon epäonnistumisesta alkoivat nopeasti kasvaa.

Lennonjohdolla tosin ei ollut tässä vaiheessa enää mitään muuta tekemistä kuin lennon seuranta, sillä raketti teki työtään omien tietokoneidensa ja niihin tallennetun lentoprofiilin mukaisesti. 

Ja Ariane nähtävästi hoiti hommansa itsenäisesti loppuun saakka, sillä myöhemmin kumpikin satelliitti irtosi omille radoilleen ja niiden omistajat saivat niihin yhteydet.

Toistaiseksi ei kuitenkaan tiedetä vielä – ainakaan virallisesti – kuinka täsmälleen SES 14- ja  Al Yah 3 -tietoliikennesatelliitit ovat niille aiotuilla radoillaan. 

Ne piti viedä niin sanotulle supersynkroniselle radalle, mikä on noin 9000 kilometriä normaalia korkeammalla.

Tietoliikennesatelliitit, joiden lopullinen kiertorata on noin 36 000 kilometrin korkeudessa päiväntasaajan päällä, viedään yleensä raketilla "vain" radalle, joka vie niitä kohti lopullista rataansa.  Satelliitit siirretään tältä omin pienten moottoriensa avulla lopulliselle radalle.

Tavallista korkeampi siirtorata kuitenkin vähentää satelliittien omaa työtä ja säästää siten polttoainetta varsinaiseen toimintaan. Voi olla, että tällä kerralla säästö jääkin varsin vähäiseksi, mikäli satelliitit joutuvat korjaamaan rataansa epätarkan laukaisun vuoksi.

Vaikka Ariane 5 näyttääkin toimineen suunnitellusti, tutkitaan telemetrian katkeaminen varmasti perin pohjin ennen seuraavaa lentoa. Tämä kuitenkaan ei todennäköisesti aiheuta suuria paineita laukaisuohjelman suhteen. 

Viimeöinen Sojuz-laukaisu vei pikkujättiläisen taivaalle

La, 01/28/2017 - 09:09 Jari Mäkinen

Sojuz-kantorakettien laukaisut Euroopan avaruuskeskuksesta Kourousta ovat rutiinia, mutta tällaiset laukaisut eivät ole: viime yönä tehty VS16 -lento oli Sojuzin ensimmäinen lento geostationaariradalle, ja lisäksi lennon kyydissä oli kokonaan uudenlainen satelliittityyppi.

Suurin osa Maata kiertävistä tietoliikennesatelliiteista sijaitsee päiväntasaajan päällä noin 36 000 kilometrin korkeudessa olevalla kiertoradalla, jolla oleva satelliitti kiertää maapallon yhdessä vuorokaudessa. 

Niinpä tällä ns. geostationaariradalla oleva satelliitti pysyy nimensä mukaisesti paikallaan taivaalla yhdestä paikasta katsottuna, ja siksi esimerkiksi satelliittitelevisioantennit voidaan ruuvata paikoilleen sojottamaan vain yhteen suuntaan – suoraan kohti satelliittia.

Viime vuosina satelliittioperaattorit ovat lähettäneet avaruuteen yhä suurempia ja kyvykkäämpiä satelliitteja. Tällaiset satelliitit ovat massaltaan jopa kuutisen tonnia.

Tälle hurjalle kasvulle on kuitenkin tulossa nyt vastatrendi: pienet geostationaarisatelliitit. Elektroniikan pienentyessä ja tekniikan kehittyessä voidaankin tehdä sellaisia satelliitteja kuin nyt laukaistu Hispasat 36W-1. 

Kyseessä on ESAn ARTES-tietoliikennesatelliittien kehitysohjelman puitteissa suunniteltu ja saksalaisen OHB System -yhtiön tekemä pienikokoinen geostationaarinen tietoliikennesatelitti, joka massaltaan 3 210 kg – siis samaa luokkaa kuin paljon vaatimattomammat tietoliikennesatelliitit olivat vielä 2000-luvun alussa.

Hispasat 36

Tämä "SmallGTO", eli "pieni geostationaariradalle laukaistava satelliitti" on pienestä koostaan ja massastaan huolimatta täysiverinen tietoliikennesatelliitti. Siinä on 20 Ku-alueella olevaa transponderia (suurella tiedonsiirtonopeudella toimivaa laitteistoa, jotka ottavat signaalin vastaan ja lähettävät sen edelleen), kolme Ka-alueen transponderia (hieman suuremmalla taajuudella toimivaa transponderia), nykyaikaiset suuritehoiset aurinkopaneelit sekä antennit, joiden keilan kokoa ja suuntaa voidaan muuttaa kätevästi.

Satelliitit on suunniteltu myös edullisesti ja helposti sarjatuotettavaksi.

Tämä satelliitti, Hispasat 36W-1, on tehty espanjalaiselle tietoliikenneyhtiölle, joka sijoittaa tämän satelliitin Atlantin päälle välittämään tietoa Espanjan ja Portugalin sekä Etelä-Amerikan ja Kanarian saarten välillä.

Ensikerta Sojuzille

Laukaisu oli tavanomaista jännittävämpi myös siksi, että kyseessä oli ensimmäinen Sojuz-kantoraketilla tehty geostationaarilaukaisu. Sojuzeilla on lähetetty matkaan paljon erilaisia satelliitteja ja luotaimia, mutta tyypilliset tietoliikennesatelliitit ovat olleet sen verran painavia, ettei Sojuzin rahkeet ole riittäneet.

Lento kesti kaikkiaan 32 minuuttia, minä aikana Sojuz nousi lentoon, kipusi avaruuteen ja sysäsi satelliittinsa niin sanotulle siirtoradalle kohti 36 000 kilometrin korkeudessa olevaa rataa. Siirtorata on hyvin soikea kiertorata, jonka korkein kohta on geostationaariradan kohdalla. Satelliitin pitää itse käyttää siellä rakettimoottoriaan asettuakseen paikalleen.

Vuodesta on tulossa kiivas Kourousta raketteja laukaisevalle Arianespacelle. Suunnitelmissa on peräti 12 laukaisua, joista kuusi tehdään nyt keväällä. Seuraava on kalenterissa helmikuun 14. päivänä, jolloin Ariane 5 vie kaksi tietoliikennesatelliittia avaruuteen.

Palkintoja ja matka rakettikeskukseen! Odysseus on eurooppalainen avaruuskilpailu 7 – 22 -vuotiaille

Ma, 01/23/2017 - 10:20 Toimitus

Odysseus on jännittävä eurooppalainen avaruuskilpailu, joka on suunnattu avaruudesta ja luonnontieteistä kiinnostuneille 7-22-vuotiaille nuorille. Sen voittajille on luvassa arvokkaita palkintoja ja matkoja – huippuna käynti Ranskan Guyanassa ja siellä olevassa Kouroun avaruuskeskuksessa. 

Kilpailuun osallistutaan kirjoittamalla lyhyt avaruutta koskeva raportti tai valmistelemalla projekti aiheesta. Raportti tai projekti lähetetään 31.3.2017 mennessä Odysseuksen verkkosivustolle; ennen lähettämistä mukaan pitää rekisteröityä.

 

Jokaisen Pohjoismaan parhaat kutsutaan semifinaaliin, joka pidetään Sorøssä Kööpenhaminan lähellä. Mukaan kutsutuille loppukilpailijoille maksetaan matkat, ateriat ja ylläpito.

Sorøssä järjestetään kolmen päivän tiedeleiri, jonka aikana osallistujat esittelevät aikaansaannoksensa muille kilpailijoille. Leirin lopuksi valitaan voittaja.

Leirillä on ohjelmassa erilaisia avaruusaiheisia aktiviteetteja, kuten raketinrakennusta, avaruusesitelmiä, videoita ja sosiaalista kanssakäymistä.

“Oli mukavaa olla kilpailussa mukana. Tarjolla oli jännittäviä aktiviteetteja, ja tapasin paljon muita nuoria, jotka myös ovat kiinnostuneita avaruudesta”, kertoo suomalainen Topias Zeinspacefinland.fi -sivustolla olevassa kilpailukutsussa. 

Zein opiskelee Aalto-yliopistossa ja osallistui huhtikuussa Tanskassa järjestettyyn alueelliseen semifinaaliin Explorer-kategoriassa.

Alueellisten semifinaalien voittajat pääsevät Ranskassa järjestettävään loppukilpailuun; lisäksi kaikki 14–22 -vuotiaat voittajat pääsivät vierailemaan Etelä-Amerikassa sijaitsevassa Ranskan Guyanassa, missä sijaitsee Euroopan avaruussatama Kourou. Muun muassa Ariane- ja Vega-kantoraketit laukaistaan sieltä avaruuteen.

Ranskalle kuuluva alue on hallinnollisesti Eurooppaa ja sijaitsee lähellä päiväntasaajaa, mikä tekee siitä erinomaisen paikan satelliittien lähettämiseen. Vierailu siellä on unohtumaton elämys!

Miten mukaan?

Osallistuminen on helppoa: pitää vain valita tehtävä tarjolla olevista yleisaiheista. 

Kilpailu on jaettu kolmeen ikäryhmään:

Skywalkers (7–13-vuotiaat)
Osallistuja lähettää kuvan tai valokuvan kilpailun verkkosivuston kautta. Tämän ikäluokan kilpailu on ainoastaan internetissä eikä se sisällä matkapalkintoja.

Pioneers (14–18-vuotiaat)
Pieni ryhmä (2–3 henkilöä) laatii raportin tai valmistelee projektin vapaavalintaisesta aiheesta. Aihealueet on määritelty jo etukäteen. Valmiit työt lähetetään kilpailun verkkosivuston kautta.

Explorers (17–22-vuotiaat) 
Osallistujat laativat raportin tai valmistelevat projektin vapaavalintaisesta aiheesta. Aihealueet on määritelty jo etukäteen. Valmiit työt lähetetään kilpailun verkkosivuston kautta.

Palkinnot

Nuorimpien Skywalkers-luokan pääpalkintona on avaruussovelluksilla täytetty tablettitietokone ja tähtikaukoputkia.

Pioneers- ja Explorers-luokkien voittajille luvassa on täysihoito huhtikuussa Tanskassa pidettävässä tiedeleirissä. Sen jälkeen loppukilpailuun valitut saavat täyden ilmaisen ylläpidon ensi kesänä Ranskassa. Ilmainen vierailu eurooppalaisessa avaruustutkimuslaitoksessa.

Lisäksi voittajille annetaan palkintoina kaukoputkia. 

Explorer-luokassa lisäpalkintoja on harjoittelupaikkoja Euroopan avaruusjärjestössä tai Euroopan maiden kansallisissa avaruusorganisaatioissa.

Lisätietoja

Pohjoismaiden Odysseus-vastaava on Emma Aabo Nielsen, DTU Space: spacecom (at) space.dtu.dk ja puhelin +45 4525 9769.

Pohjoismaisena yhteistyökumppanina kilpailussa toimii Tanskan teknillinen yliopisto.

Odysseus-avaruuskilpailun nettisivut ovat täällä ja Pohjoismaiden kilpailun Facebook-sivu täällä.

Huom: Tiedetuubi ei ole osallisena kilpailussa tai sen järjestelyissä.

Video: Pieni italiaano kuskaa Googlea kiertoradalle

Yleensä uutisissa kerrotaan nykyisin satelliittien ja avaruusalusten laukaisuista silloin, kun jokin menee pieleen.

Niinpä monella on ajatus siitä, että raketit pamahtelevat yhtenään – vaikka oikeasti tilanne on juuri päinvastainen. Kantoraketteja laukaistaan nykyisellään keskimäärin yli kerran viikossa, ja toisinaan useamminkin, sillä esimerkiksi viime vuonna laukaisuita oli kaikkiaan 86. Siis jotakuinkin 1,6 lentoa per viikko.

Toisinaan lennot pakkaantuvat yhdelle viikolle, kuten juuri nyt.

Eilen Kiina lähetti avaruuteen Tiangong-2 -avaruusasemansa, mutta lisäksi Ranskan Guyanasta laukaistu Vega vei taivaalle peräti viisi pientä satelliittia: PerúSAT-1 on Perun avaruusjärjestö CONIDAn (kyllä, Perullakin on oma avaruusasioihin erikoistunut hallintonsa) optisella alueella toimiva kaukokartoitussatelliitti, ja SkySat-satelliitit 4, 5, 6 ja 7 kuuluvat Googlen omistamalle Terra Bella -yhtiölle. SkySatit ovat pieniä, maapallon pintaa kuvaavia satelliitteja, joilla Google päivittää mm. Google Maps -palveluaan.

Yllä oleva video näyttää tämän lennon kokonaisuudessaan. Kyseessä oli jo seitsemäs Arianespace -yhtiön tänä vuonna tekemä laukaisu ja samalla seitsemäs pitkälti italialaisvalmisteisen Vegan lento. Kaikki lennot ovat sujuneet hyvin.

Laukaisu tapahtui viime yönä Suomen aikaa ja klo 22.43.35 paikallista aikaa Kouroussa. Videolla näytetään lähtölaskennan viimeisen noin varttitunnin tapahtumat ja yli tunnin kestävä lento laukaisun jälkeen. Sen aikana raketti nousee avaruuteen ja kuljettaa kunkin satelliitin halutulle radalleen.

Laukaisu on videolla kohdassa 14.10 minuuttia.

Videolla näkyy hyvin se, että Vega on pieni kiinteällä polttoaineella toimiva raketti. Se nousee lentoon lähes saman tien moottorin käynnistämisen jälkeen ja kohoaa ylös hyvin nopeasti. Esimerkiksi raskas Ariane 5 sytyttää ensin nestemäisellä polttoaineella toimiva rakettinsa ja sen kerättyä täyden työntövoimansa, raketti alkaa nousta varsin hitaasti ylös. Mutta luonnollisesti nopeus lisääntyy sitä vauhdikkaammin, mitä kevyemmäksi raketti tulee polttoaineen ja nestehapen palaessa.

Ja mitä tulee vielä rakettien laukaisuihin, niin tämän viikon toiminta ei ole vielä ohitse! Tänään illalla on tarkoitus laukaista avaruuteen Atlas V -kantoraketti Vandenbergin lentotukikohdasta, Kaliforniasta. Sieltä on tarkoitus lähettää matkaan myös Aalto-1 Falcon 9 -raketilla, mutta laukaisun ajankohta on edelleen epävarma taannoisesta Falcon 9:n räjähdyksestä johtuen. 

Onnettomuudet ovat nykyisin hyvin harvinaisia, mutta Falcon 9:llä niitä on ollut tänä ja viime vuonna yhteensä kaksi, mikä on hieman huolestuttavaa.

Ensi yönä jyrisee – eeppinen satelliittilaukaisu Kourousta

Ke, 08/24/2016 - 18:45 Jari Mäkinen
VA230

Ariane 5 -kantoraketin laukaisut eivät ole mitenkään harvinaisia, mutta ensiöinen lento on hieman erikoisempi: kyydissä on kaksi Intelsat -yhtiölle kuuluvaa satelliittia. Tuplalaukaisukyky on ollut Arianen valtti, mutta nyt se on sen riippakivi...

Jos kaikki sujuu suunnitelman mukaan, nousee Ariane 5 lentoon Euroopan avaruuslaukaisukeskuksesta Kourousta Ranskan Guianasta tänään illalla klo 00:55 Suomen aikaa (6:55 paikallista aikaa) ja vie 45-minuuttia kaikkiaan kestävällä laukaisullaan kaksi tietoliikennesatelliittia radoilleen kohti geostationaarista kiertorataa.

Mikäli koodinimeä VA232 kantava lento onnistuu hyvin, tulee siitä 73. perättäinen täysin nappiin mennyt Ariane 5:n lento – Ariane 5 on tällä saavutuksellaan jo nyt eräs maailman luotettavimmista kantoraketeista.

Raketin nokassa olevan kuorman assa on 10 735 kg, mikä pitää sisällään kaksi satellititia ja niiden laukaisuun vaadittavien sovittimien ja kiinnikkeiden painot.

Intelsat 36 (vasemmalla) on pienempi, ja sen massa on 3 253 kg. Selvästi suuremman Intelsat 33e:n (oikealla) massa on puolestaan 6 600 kg. Kuvissa satelliitteja tankataan, jolloin henkilökunta joutuu käyttämään suojapukuja.

Satelliitit on asennettu kyytiin päällekkäin. Ylimmäisenä on Intelsat 33e, joka kuuluu yhtiön uusimpaan EpicNG-satelliittien sarjaan. Kyseessä on jo toinen tämän Boeing-yhtiön tekemien satelliittien kappale, ja tämä satelliitti sijoitetaan jotakuinkin Seychellien päälle geostationaariradalla. 

Toinen, nokassa alempi satelliitti, on vanhempaa sukupolvea edustava Intelsat 36. Sen on valmistanut Space Systems Loral -yhtiö, ja se sijoitetaan hieman idemmäs, 68,5° kohdalle itäänpäin nollameridiaanista. Sen työkenttänä tulee olemaan Etelä-Afrikka ja Intian valtameri.

Kyseessä on jo neljäs Ariane 5:n laukaisu tänä vuonna ja suunnitteilla on vielä yksi laukaisu lisää. Sen kyydissä on neljä kappaletta Galileo-satelliittinavigointijärjestelmän satelliitteja.

Ariane 5:n lentojen suunnittelu on nykyisin hieman hankalampaa kuin aikaisemmin, koska tietoliikennesatelliitit ovat aiempaa massiivisempia. Kun aikaisemmin Ariane 5 kykeni kuljettamaan helposti kaksi satelliittia avaruuteen, on nyt sopivien parivaljakoiden löytäminen hankalaa. Kun toinen satelliitti on suurempi ja painavampi, pitää toisen olla keskimääräistä kevyemmän. 

Tämä on yksi syy siihen, miksi Ariane on menettänyt hieman otettaan SpaceX -yhtiölle ja sen Falcon 9 -kantoraketille. Raketti on edullisempi, joten se pystyy kilpailemaan yhden satelliitin laukaisun kanssa Arianen kimppakyytiä vastaan. Ariane 5 pystyisi luonnollisesti laukaisemaan yksinään paljon nykysatelliitteja massiivisempiakin kuormia, mutta laukaisu maksaa liikaa. 

Tämä on yksi syy siihen, miksi Ariane 5:n seuraajasta, Ariane 6:stä suunnitellaan pienempää ja edullisempaa.

Päivitys 25.8. aamulla: laukaisu onnistui ja sen voi katsoa uudelleen alla olevalla videolla:

Taas lisää Galileo-satelliitteja!



Eurooppalainen satelliittinavigaatiojärjestelmä Galileo täydentyy jälleen: nyt laukaisuvuorossa ovat jo satelliitit numeroiltaan 11 ja 12.

Niitä kuljettavan Sojuz-kantoraketin on tarkoitus lähteä matkaan tänään torstaina klo 13:51 Suomen aikaa Kouroun avaruuskeskuksesta.

Kyseessä on kuudes Galileo-järjestelmän satelliittien laukaisu ja jo kolmas tänä vuonna. Tämä on 13. Kouroun avaruuskeskuksesta laukaistava venäläinen Sojuz-raketti.

Lopullisessa Galileo-järjestelmässä on 30 satelliittia kolmella erilaisella kiertoradalla, jotta koko ajan joka puolelta maailmaa olisi muutama satelliitti näkyvissä horisontin yläpuolella. Näistä 24 on koko ajan käytössä ja kuusi satelliittia on varalla.

Nyt jo kolmasosa näistä satelliiteista on jo avaruudessa, kaksi lisää laukaistaan tänään ja 14 tulevaa satelliittia on jo eri vaiheissa valmistusta. 

Näiden kahden satelliitin jälkeen enää kaksi satelliittia lisää laukaistaan Sojuz-raketilla, joka pystyy viemään avaruuteen vain kaksi 700-kiloista satelliittia kerrallaan. Sen jälkeen laukaisuihin käytetään Ariane 5 -kantorakettia, joka pystyy kuljettamaan neljä yhdellä laukaisulla.

Näin satelliitteja saadaan taivaalle nykyistä tehokkaammin ja Galileo-järjestelmä saadaan käyttöön vuonna 2019, jos kaikki sujuu hyvin. Rajoitettu käyttö ja systeemin testaaminen alkoi jo viime vuonna ja jatkuu koko ajan paremmin sitä mukaan kun satelliittien määrä avaruudessa kasvaa.

Sentinel-2A on onnellisesti avaruudessa – katso laukaisuvideo

Ti, 06/23/2015 - 08:09 Jari Mäkinen

Sentinel-2A -satelliitti on nyt onnellisesti kiertoradallaan. Se on avannut aurinkopaneelinsa ja pitää yhteyttä normaalisti lennonjohtoon.

Vega-kantoraketin laukaisu tänään klo 22:52 paikallista aikaa onnistui täydellisesti: Vega nousi nopeasti rätisten tähtikirkkaalle, mutta ohuiden yläpilvien täplittämälle taivaalle ja lensi kohti pohjoista horisonttia kaartaen valaisten matkallaan pilviä. Näkymä oli kertakaikkisen kaunis, ja vaikka pienen raketin nopeaa kiihdyttämistä osasi odottaa, lento tuntui kestävän pitempään kuin etukäteen osasi ajatella. Vega oli selvästi näkyvissä minuuttien ajan, ennen kuin se muuttui tähdeksi tähtien joukossa.

Raketin ensimmäinen vaihe oli työnsä tehnyt vain minuutin ja 52 sekunnin jälkeen, minkä jälkeen syttyi nelivaiheisen raketin toinen vaihe. Se  sammui, kun lentoa oli kulunut 3 minuuttia ja 37 sekuntia. Silloin myös satelliittia suojannut nokkakartio irtaantui ja putosi pois, koska sitä ei enää tarvittu ja sen massasta haluttiin päästä eroon. Kolmas vaihe syttyi – ja sammui 6 minuutin ja 32 sekunnin kuluttua lentoonlähdöstä.

Lopuksi Vegan nestemäisellä polttoaineella toimiva ylin vaihe teki kaksi polttoa, joiden jälkeen Sentinel-2A pääsi tarkalleen aiotulle aurinkosynkroniselle, lähes Maan napojen kautta kulkevalle polaariradalle. Satelliitti irtaantui raketista, kun lentoa oli kulunut 54 minuuttia ja 43 sekuntia.

Nyt Sentinel-2A kiertää Maata 786 kilometrin korkeudella radalla, jonka kaltevuus päiväntasaajan suhteen on 98,5°.

Palaamme itse satelliittiin seuraavassa artikkelissamme (kunhan Kouroun yö on ohitse), mutta sitä odotellessa voi katsoa kuvia twitter-syötteessämme ja alla olevaa videota tämäniltaisesta laukaisusta:

Sentinel-2A:n laukaisun tärkeät hetket

Ti, 06/23/2015 - 00:43 Jari Mäkinen
Vega nousee lentoon

Vegan lennon VV05 laukaisuvalmistelut aloitettiin virallisesti 20. huhtikuuta 2015, jolloin kantoraketin ensimmäinen vaihe kuljetettiin laukaisualustalle paikoilleen asennettavaksi. Muut vaiheet seurasivat sitä sen jälkeen, kunnes lopulta 11. kesäkuuta nokkakartion sisällä jo ollut, periaatteessa laukaisuvalmis Sentinel-2A tuotiin paikalle ja liitettiin rakettiin.

Sentinel-2A laitettiin nokkakartion sisään 8. kesäkuuta erillisessä rakennuksessa ja kuljetettiin maanteitse laukaisualustalle.

Vegan neljännen vaiheen polttoaine tankattiin säiliöihinsä 15. kesäkuuta ja tankit paineistettiin 18. kesäkuuta. Seuraavana päivänä, 19. kesäkuuta (siis viime viikon perjantaina) tehdyssä katselmuksessa ei havaittu mitään ongelmia, joten laukaisu päätettiin tehdä tänään 22. kesäkuuta. 

Lähtölaskenta alkoi tänään iltapäivällä paikallista aikaa, ja tätä kirjoitettaessa (00:41 Suomen aikaa) kaikki näyttää hyvältä.

Lennon tapahtumat

-07h 45min    Lähtölaskenta alkoi
-05h 40min    Vegan “aivot” käynnistetään
-05h 30min    Vegan inertiaaliohjauslaitteisto aktivoidaan
-05h 30min    Telemetriatietoja välittävät radiolähettimet aktivoidaan
-04h 55min    Lentotietokone aktivoidaan ja lento-ohjelmisto ladataan siihen
-04h 55min    Vegan varojärjestelmät aktivoidaan
-04h 25min    Vegan kello asetetaan tarkkaan aikaan 
-04h 20min    Interiaaliohjausjärjestelmä nollataan
-03h 40min    Vegan vahinkolaukaisun estojärjestelmät puretaan
-02h 40min    Suojarakennuksen siirto sivuun alkaa. Se kestää n. 45 minuuttia.
-01h 55min    Interiaaliohjausjärjestelmä tarkistetaan 
-01h 20min    Telemetriatietoja välittävät radiolähettimet tarkistetaan
-01h 20min    Tutkavastaajat aktivoidaan
-00h 34min    Vega ja laukaisualusta ovat valmiit laukaisuun
-00h 10min    Viimeinen sääennuste saadaan ja laukaisun tekemisestä päätetään

-00h 04min 00sek    Synkronoitu lähtölaskenta alkaa    
-00h 00min 30sek    Automaattinen laukaisuohjelma käynnistyy
-00h 00min 08 sek    Viimeinen mahdollisuus keskeyttää laukaisu

+00h 00min 00sek    Ensimmäinen vaihe (P80) syttyy

+00h 00min 01sek    Vega irtoaa laukaisualustalta ja nousee lentoon
+00h 01min 52sek    Ensimmäinen vaihe sammuu ja putoaa pois
+00h 03min 37sek    Toinen vaihe sammuu ja putoaa pois
+00h 03min 54sek    Nokkakartio irtoaa ja putoaa pois
+00h 06min 32sek    Kolmas vaihe sammuu ja putoaa pois
+00h 07min 42sek    Neljännen vaiheen (AVUM) ensimmäinen poltto alkaa
+00h 16min 14sek    AVUM sammuu
+00h 51min 46sek    AVUM syttyy uudelleen
+00h 53min 52sek    AVUM sammuu
+00h 54min 43sek    Sentinel-2A irtoaa Vegasta
+00h 55min 20sek    Ensimmäinen yhteysmahdollisuus Sentineliin Perthin maa-aseman kautta
+01h 04min 55sek    Aurinkopaneeli avautuu (kestää n. 3 min)
+01h 43min 35sek    AVUM käynnistyy etääntyäkseen satelliitista
+01h 44min 04sek    AVUM sammuu; Vegan lento on ohi
+01h 56min 27sek    Yhteys satelliittiin Alaskasta
+01h 59min 59sek    Yhteys satelliittiin Huippuvuorilta

Kantoraketti Vega: pieni, mutta pippurinen italiaano

Ma, 06/22/2015 - 23:33 Jari Mäkinen
Kantoraketti Vega

Euroopan avaruussatamasta Kourousta laukaistaan avaruuteen nykyisin kolmenlaisia kantoraketteja: suurin on Ariane 5, pienin on Vega ja niiden välissä on venäläistekoinen Sojuz.

Näistä Vega on tuorein tulokas, jonka taustalla on se eräänlainen ongelma, että Ariane 5 on niin suuri raketti. Se voi kuljettaa 20-tonnisen lastin matalalle kiertoradalle, mikä on aivan liikaa, jos halutaan lähettää pienempi satelliitti. Vaikka monilla Ariane 5:n lennoilla laukaistaan useampi pieni satelliitti, on se aivan liian massiininen nykytrendin mukaisille pienehköille tutkimus- ja kaukokartoitussatelliiteille. Monille myös Sojuz on liian suuri ja kallis.

Esimerkiksi nyt laukaistava Sentinel-2 on massaltaan 1140 kg. Sen kokoiset satelliitit voitaisiin toki lähettää matkaan vaikkapa pienillä, mannertenvälisistä ohjuksista muokatuilla venäläisillä raketeilla, mutta jos (ja kun) Eurooppa haluaa olla omavarainen avaruustoimissaan, on hyvä, että meillä on myös oma tämän kokoluokan raketti.

Teknisesti Vega on myös paljon 1960-lukuisia ex-ohjuksia nykyaikaisempi ja sen laukaisu voidaan tehdä “normaaliin” tapaan Kouroun avaruuskeskuksessa sen nykyaikaisissa tiloissa venäläisten sotilastukikohtien sijaan.

Lisäksi tietysti mukana on iso annos eurooppalaista kauppa- ja teollisuuspolitiikkaa. Kun Ariane-rakettien tekemisestä vastaavat pitkälti Saksa ja Ranska, halusi viime aikoina avaruustoimintaan runsaasti panostanut Italia myös oman osuutensa kantoraketeista. Se puski voimakkaasti eteenpäin Vegan tekemistä ja lopulta tuloksena onkin hyvin italialainen raketti; Italia vastasi sen suunnittelusta ja noin 65% Vegasta tehdään Italiassa tai italialaiset yhtiöt tekevät työtä Kouroussa. Loput hankinnoista tulee mm. Ranskasta, Espanjasta, Belgiasta, Hollannista, Sveitsistä ja Ruotsista.

Strategisesti on myös tärkeää, että Eurooppa voi lähettää koska vain minkä kokoisen tahansa satelliitin mille tahansa kiertoradalle, ja siten Vega täydentää hyvin Arianea.

Suomi ei osallistu Euroopan avaruusjärjestön kantorakettiohjelmaan ja siksi siinä ei ole lainkaan suomalaisia osia tai osaamista.

Vähän kuin iso ilotulitusraketti

Vega on äärimmäisen yksinkertainen, sillä se käyttää pääasiassa kiinteää polttoainetta. Siinä missä esimerkiksi Ariane 5 käyttää ensimmäisen vaiheensa päämoottorissa ajoaineina nestemäistä vetyä ja happea, on sen sivuilla olevat, lentoonlähdössä tarvittavaa lisätyöntövoimaa tuottavat apuraketit kiinteällä polttoaineella toimivia.

Vega on pariaatteessa kuin yksi tuollainen apuraketti, joskin se koostuu kolmesta kiinteää polttoainetta käyttävästä ja yhdestä nestemäistä polttoainetta käyttävästä vaiheesta. Näin sen suorituskyky on optimoitu eri lennon vaiheisiin.

Yleistäen kiinteää polttoainetta käyttävä rakettimoottori on kuin ilotulitusraketti, eli siinä on kakku räjähtäen itsestään palavaa ainetta siten, että keskellä on pitkittäinen reikä, jonka kautta pakokaasut ohjataan suuttimeen ja sen kautta taaksepäin moottorista tuottamaan työntövoimaa.

Kiinteä rakettimoottori on siten yksinkertainen, eikä sen lentoonvalmistelu vaadi tankkaamista. Yleistäen se voidaan vain tuikata tuleen ja se toimii erittäin varmasti. Ongelmana on kuitenkin se, että moottoria ei voi hallita lennon aikana: sytyttämisen jälkeen sitä ei voi sammuttaa eikä sen työntövoimaa voi säätää. Sen sisärakenne on tosin tehty sellaiseksi, että työntövoima muuttuu suunnitellun lennon vaiheen mukaisesti sitä mukaa, kun polttoaine palaa moottorin sisällä.

Tämän hallitsemattomuuden vuoksi Vegassakin on ylin vaihe, joka toimii nestemäisellä polttoaineella. Sen rakettimoottoria voidaan säätää ja se voidaan sammuttaa sekä käynnistää uudelleen. Näin se pystyy viemään satelliitin tarkalleen halutulle radalle Maan ympärillä.

Vegan tapauksessa ylin vaihe toimii myös raketin “aivoina” – sen avioniikkalaitteisto sijaitsee siellä. Rakettimoottorina siinä on pieni, yksinkertainen ja luotettava ukrainalaistekoinen rakettimoottori. Sopivan kokoista moottoria ei ollut tarjolla Euroopassa, eikä sen kehittämiseen haluttu käyttää rahaa, koska tarvittava moottori oli saatavissa idästä.

Jo rutiinilaukaisu

Ensimmäinen Vega laukaistiin avaruuteen vuonna 2012 ja Sentinel-2A:n kiertoradalle vievä lento on järjestyksessään jo viides. Edellisellä lennollaan Vega laukaisi lyhyelle lennolleen  ESAn kokeellisen IXV-avaruusaluksen ja seuraavalla lennolla on kyydissä LISA-Pathfinder, jännittävä tähtitieteellinen tutkimuslento, jonka päämääränä on Lagrangen piste 1 noin 1,5 miljoonan kilometrin päässä Maasta.

Vaikka LISA-Pathfinder ohjataankin kauemmaksi Maasta, on Vegan peruskauraa Sentinel-2:n kaltaiset Maan kiertoradalle laukaistavat, massaltaan 300-2500 kg olevat satelliitit. Vegan suunnittelussa tyypillisenä matkustajana on pidetty puolitoistatonnista satelliittia, joka laukaistaan noin 700 km:n korkeuteen Maan napojen kautta kulkevalle polaariradalle; Sentinel on juuri sen tyyppinen tapaus.

Vegan laukaisulistalla on tällä hetkellä kahdeksi seuraavaksi vuodeksi kolme kaukokartoitussatelliittia, kaksi ilmastotutkimussatelliittia (mm. Suomessa hiotun suuren peilin sisältävä ADM-Aeolus).

Vegasta ollaan myös kehittämässä äreämpää versiota, joka ulkoisesti ei juuri eroa nykyisestä. Tämä Lyra-niminen raketti olisi noin 30% voimakkaampi kuin nykyinen Vega, mutta sen tekeminen ja laukaisu maksaisi jotakuinkin saman verran kuin Vegalla nykyisin.  

 

 

P80-rakettimoottorin halkileikkausP80-rakettimoottori tarkemmin

Vegan ensimmäisen vaiheen rakettimoottori on italialaistekoinen (Fiat ja Avio) P80.

Se on kiinteällä polttoaineella toimiva rakettimoottori, eli moottori on käytännössä kuin suuri sylinteri, jonka yläosa on suljettu ja alaosassa on suutin. Keskellä on suuri määrä herkästi syttyvää ajoainetta, jonka keskiosassa on muotoiltu reikä pystysuunnassa. Kun moottori sytytetään, palaa ajoainekakku alhaalta ylöspäin ja synnyttää suuren määrän kuumaa pakokaasua, joka syöksyy ulos rakettimoottorin suuttimesta.

Ajoaine on polttoaineen ja hapettimen seosta, missä on mukana sidosainetta. Polttoaineena ja samalla sidosaineena on hydroksyylipäätteistä polyvinyylietyleeniä, eli käytännössä parafiinivahaa, hapettimena ammoniumperkloraattia ja lisäksi hieman alumiinipulveria.

Moottorin työntövoima on laukaisun aikaan 3040 kN, mutta työntövoima muuttuu lennon kuluessa. Sitä hallitaan siten, että moottorin keskellä pystyssä oleva tyhjä tila on välillä suurempi ja välillä ahtaampi, minkä lisäksi reikä ei ole pyöreä, vaan hieman tähtimäinen: silloin palopinta-alaa on enemmän ja näin kaasuntuotto on suurempi.

Hiilikuiturakenteinen moottorin ulkokuori on kolme metriä halkaisijaltaan, tyhjän moottorin paino on seitsemän tonnia ja polttoaineen kanssa sen massa on kaikkinensa 95 tonnia. Polttoainetta tästä on 80 tonnia, ja kun se sytytetään laukaisun koettaessa käyntiin, kestää palaminen 107 sekuntia.