avaruusasema

Rahtialus vie jääkuutioita Kansainväliselle avaruusasemalle

Ma, 05/21/2018 - 18:24 By Jari Mäkinen
IceCubes

Cygnus-rahtialus laukaistiin tänään kohti Kansainvälistä avaruusasemaa. Mukana on paljon ruokaa, tarvikkeita ja varaosia aseman miehistölle, mutta myös uudenlainen systeemi mikropainovoimatutkimukseen. IceCubes lainaa nanosatelliiteista tuttua konseptia ja tarjoaa mahdollisuuden tehdä tutkimusta avaruusasemalla paljon aikaisempaa edullisemmin ja kätevämmin.

Painottomuus on jännää. Kun painovoima ei ole kahlitsemassa, voidaan valmistaa jättikokoisia kiteitä, tehdä yllättäviä molekyylejä sekä sekoittaa toisiinsa nesteitä tavalla, mikä täällä Maan pinnalla ei ole mahdollista.

Painottomuudessa voidaan tehdä kummallista, vaahtomaista metallia, joka on kevyttä ja kestävää. Siellä voidaan myös valmistaa nykyistä paljon parempaa valokuitua.

Mutta miksi näin ei tehdä, jos kaikki on avaruudessa paljon paremmin kuin täällä Maan päällä?

Vastaus on yksinkertainen: koska avaruuteen meneminen on kallista ja siellä teollista tuotantoa edeltävän tutkimuksen tekeminen on myös varsin kallista. Toisin sanoen alku on aina vaikeaa, mutta lopussa kiitos seisoo.

Nyt avaruusjärjestöt ovat kuitenkin tehneet monia toimia, joilla tutkimus avaruudessa olisi edullisempaa. Nasa on käynnistänyt useita hankkeita, joilla esimerkiksi tehdään juuri nyt valokuidun valmistustestejä Kansainvälisellä avaruusasemalla.

Euroopan avaruusjärjestö puolestaan on kehittänyt yhdessä avaruusalalla olevien yritysten kanssa erilaisia konsepteja, joilla tieteellisten ja teknisten kokeiden tekeminen olisi aiempaa kätevämpää sekä halvempaa.

Yksi näistä on IceCubes. ESAn kumppanina tässä on belgialainen Space Applications Services -yhtiö.

IceCubes-räkki

IceCubes perustuu suosittuun CubeSat-konseptiin. Samaa tekniikkaa käyttäviä, samoja 10 x 10 cm moduuleja yhdistäviä laitteita voidaan nyt käyttää avaruusaseman sisällä olevien tutkimuslaitteiden tekemiseen. Kun aikaisemmin avaruusasemalla olleet tutkimuslaitteet tehtiin yksittäistapauksina ja monimutkaisten kelpuutusten kautta, voidaan nyt niitä tehdä standardoituja osia käyttäen.

Nyt Cygnus-rahtialuksen kyydissä avaruusasemalle menevä IceCubes on laitteisto, joka asennetaan Columbus-tutkimusmoduulissa olevaan räkkiin. Se on käytännössä lavetti, jonka päälle näitä standardoituja tutkimuslaitteita voidaan laittaa niin paljon, kuin tilaa lavetilla on.

Myös yhteydenpito tutkimuslaitteen kanssa käy nyt aiempaa helpommin. 

IceCubesissa on keskitetty ohjaus- ja tiedonvälityslaitteisto, jonka kautta tutkijat voivat olla yhteydessä siihen etäyhteydellä suoraan työhuoneistaan – tai vaikkapa kotisohvaltaan. 

Kontrasti aiempaan on taas suuri, sillä perinteisesti avaruusasemalla oleviin tutkimuslaitteisiin ja niitä käyttäviin astronautteihin on oltu yhteydessä erityisistä yhteystiloista, joita on ollut muutamissa paikoissa ympäri Euroopan. Ne puolestaan olivat yhteydessä ESAn Münchenin luona olevaan Columbus-laboratorion yhteyskeskukseen. Kaikki on käynyt varsin kankeasti ja joka mutkassa kustannuksia lisäävästi.

IceCubes-räkin keskustietokone tekeillä Space Applications -yhtiössä, Belgiassa.

Miten homma toimii?

Hanke on virallisesti osa ESAn miehitettyjen avaruuslentojen ohjelmaa, mihin Suomi ei osallistu. Toisaalta IceCubes on kaupallinen hanke, joten periaatteessa mikä tahansa ESAn jäsenmaassa oleva tutkimusryhmä voi käyttää sitä. Olisi jännää tietää miten käytännössä asia sujuisi suomalaisten halukkaiden kohdalla.

Joka tapauksessa periaatteessa tutkimuslaitteen lähettäminen avaruusasemalle on nyt hyvin helppoa.

1. Ota yhteyttä

Kerro IceCubesille millainen koelaite on mielessäsi. Voit tehdä sen jopa helposti tällä lomakkeella.

2. Toteuttamiskelpoisuus pohditaan

IceCubes pohtii ideaa ja katsoo, onko sen toteuttaminen mahdollista. Kun aikaisemmin periaatteena oli se, että kaikki omituinen oli kiellettyä, on nyt suhtautuminen päinvastaista: jos tutkimus on vaikea, niin nyt mietitään kieltämisen sijaan miten sen tekeminen olisi mahdollista. Mutta tietysti turvakriteerit avaruusasemalla ovat tiukat, ja joitain asioita – kuten tulta tai räjähdyksiä – käyttäviä tutkimuksia on hyvin hankalaa toteuttaa.

3. Kehitys

Tutkimuslaite tehdään yksinkertaisesti CubeSat-formaatin mukaisesti, eli se voi olla yksi tai useampi 10 x 10 x 10 cm kooltaan oleva kuutio. Sähköä se saa IceCubes-räkistä ja sen kautta siihen voidaan olla myös yhteydessä. Jos laite vaatii astronauttien käsittelyä, esimerkiksi näytteiden vaihtamista käsin, niin laitteen tekeminen on hieman vaativampaa. Tavoitteena on saada mahdollisimman automaattisia laitteita, joten ne vain asennetaan ja sitten niitä voidaan käyttää etäyhteydellä.

4. Testit

Kaikki avaruusasemalle menevät laitteet pitää testata huolellisesti. Niin IceCubes-koelaitteetkin, mutta nyt se hoituu aiempaa helpommin.

5. Laukaisu avaruuteen

Avaruusasemalle kuljetetaan rahtia neljällä erilaisella aluksella: amerikkalaisilla Cygnus- ja Dragon-aluksilla, venäläisellä Progressilla sekä japanilaisella HTV-rahtarilla. Laitteelle pitää saada järjestettyä tilaa joltain huoltolennolta. Kun aikaisemmin koelaitteen tekijän piti olla yhteydessä moneen eri tahoon, hoituu nyt laukaisun sopiminen ja varsinainen avaruusasemalle lähettäminen helposti. 

6. Käyttö avaruusasemalla

Kun tutkimuslaite saapuu avaruusasemalle, kiinnittää joku asemalla olevista astronauteista sen IceCubes-räkkiin. Tutkimuksesta riippuen sitä voidaan käyttää pitkän aikaa tai vain lyhyen aikaa, ja silloin tutkijat voivat olla siihen suoraan yhteydessä Belgiassa olevan keskuksen kautta. Siellä ei täydy olla paikalla, vaan käyttäminen onnistuu internetin välityksellä mistä vain.

7. Valmis!

Kun tutkimuslaite on toiminut ja koe on saatu päätökseen, välitetään tiedot siitä tutkimusryhmälle. Jos laite ja/tai sen sisällä olevat näytteet pitää saada takaisin Maahan, niin se onnistuu Dragon-aluksien avulla; kun aiemmin tavaran saaminen takaisin oli vaikeaa, on nyt se tullut paljon helpommaksi. Edullisinta on kuitenkin edelleen tehdä koejärjestely sellaiseksi, että sen tiedot välitetään alas, mutta laite itse voidaan pakata johonkin rahtialukseen, joka tuhoutuu ilmakehään pudotessaan.

Kuvat: Space Applications Services ja Jari Mäkinen.

Ainutlaatuinen video kiinalaisista avaruuslentäjistä koulutuksessaan avaruusasemalennoille

Tiangong-1 putosi alas, mutta sen suurempi versio, Tiangong-2 kiertää edelleen maapalloa. Seurakseen se saa pian uuden, suuremman avaruuaseman. Taikonautit kouluttautuvat parhaillaan pitkillekin avaruusasemalennoille.


Kiina on perinteisesti ollut hyvin vaitonainen tekemisistään miehitettyjen avaruuslentojen saralla ennen kuin lennot ovat tapahtuneet.

Nyt kuitenkin Kiinan avaruuslentäjäkeskus on julkaissut videon, missä näytetään sikäläisiä avaruuslentäjiä – taikonautteja – kouluttautumassa tulevia lentojaan varten.

Kuten kerroimme viime lauantaina julkaistussa maaliskuun eTuubissa, on Kiinalla varsin kunnianhimoinen avaruusohjelma, jonka olennainen osa on uusi, suuri monesta moduulista koostuva avaruusasema. Sen on tarkoitus olla valmiina vuonna 2022 – ja sinne tehtäviä lentoja valmistellaan jo kovaa vauhtia!

Video: CGNT

Tiangong-1 on pudonnut alas – tuskinpa kukaan näki

Ma, 04/02/2018 - 06:55 By Jari Mäkinen
Lopullinen Tiangong-1:n putoamispaikka

Kiinalainen avaruusasema Tiangong-1 putosi alas kiertoradalta yöllä klo 3.16 Suomen aikaa Tyyneen valtamereen.

Satelliittien ja muiden suurten kiertoradalla olevien kappaleiden sijainteja tarkkailevan Yhdysvaltain puolustusvoimien palvelun JFSCC:n mukaan Tiangong-1 putosi alas Tyyneen valtamereen hyvin lähelle aluetta, mitä käytetään "avaruusalusten hautausmaana". 

Paikka on jotakuinkin 14° eteläistä leveyttä ja 164° läntistä pituutta. Tarkka putoamisaika oli klo 3.16 plusmiinus yksi minuutti (Suomen kesäaikaa).

Tarkka tieto putoamisesta on todennäköisesti peräisin Yhdysvaltain SBIRDS-satelliiteilta, jotka on suunniteltu havaitsemaan ohjuslaukaisuita Maan pinnalla. Ne näkevät infrapunakameroillaan myös hyvin ilmäkehän kitkakuumennuksessa hohtavat avaruusalukset. Tällaiseen satelliittihavaintoon viittaa myös havainnon tarkkuus.

On mahdollista, ettei kukaan ihminen ole nähnytkään putoamista, sillä alueella on hyvin vähän laivaliikennettä. Se, että putoaminen tapahtui päivänvalossa, vähensi sen näyttävyyttä ja siten myös mahdollisuuksia, että joku on nähnyt putoamisen valoviiruja taivaalla.

Eräs viimeisistä Tiangong-1:stä otetuista tutkakuvista; eilen otettu kuva näyttää, että asema oli vielä tuolloin noin 160 km:n korkeudessa ollessaan rakenteellisesti ehjä.
Kuva: Fraunhofer-instituutti.

Mitä tapahtui?

Kuten etukäteen arvioitiin, aseman ratakorkeus putosi nopeasti sunnuntain kuluessa ja lopulta, kun korkeutta oli noin satakunta kilometriä, asema alkoi vajota nopeasti ilmakehän ottaessa siitä otettaan.

Mitä alemmaksi asema tuli, sitä paremmin sen putoamista voitiin ennustaa. Koska se kiersi koko ajan Maata kartan päälle projisoituna samalla kiertoradalla, mutta jonka korkeus vain tuli alemmaksi, voitiin vähitellen sulkea pois alueita, minne se ei ainakaan putoa.

Pian putoamispaikka-arvio oli siten pitkä soiro maapallon pinnalla – aseman viimeinen rata. Lopulta putoamispaikka oli tuon radan kohdalla Tyynessä valtameressä.

Tyyni valtameri oli jo alun perin todennäköisin vaihtoehto yksinkertaisesti siksi, että se on niin suuri.

Epävarmuus putoamisen ajan ennustamisessa johtui ennen kaikkea siitä, että emme osaa tarkasti sanoa kuinka paljon ilmakehän yläosien hyvin harva kaasu – ilmakehän rippeet – jarruttaa aseman ratanopeutta.

Kaasun tiheys riippuu mm. Auringon säteilystä: kun Auringosta tuleva hiukkasvirta, eli aurinkotuuli, ja Auringon säteily osuvat ilmakehän yläosiin, kaasun tiheys muuttuu. Ja näin käy koko ajan, tílanne muuttuu koko ajan. Yöpuolella ja päiväpuolella tiheys on myös hieman erilainen, samoin paikalliset erot ovat sen verran suuria, että niillä on merkitystä.

Lisäksi asema pyöri ja sen kiertorata oli hieman soikea, joten sitä, kuinka paljon eri asennoissa ja missä ratansa kohdassa ilmakehän jarrutusvaikutus oli suurin, oli mahdotonta mallintaa tarkasti.

Ilmakehän jarrutusvaikutus viime viikon lopussa hieman pienempää kuin aiemmin viikolla, mistä johtuen aseman radan putoaminen alaspäin hieman hidastui. Arviota säädettiinkin koko ajan havaintojen perusteella, ja vielä viime hetkillä aika tuli hieman arvioitua aiemmaksi. Viimeisimmät ennusteet eilen illalla povasivat putoamista noin neljän aikaan ja se oli n. 45 minuuttia aikaisemmin.

Ennustaminen tässä meni siis itse asiassa varsin hyvin nappiin, sillä epävarmuustekijät huomioiden työ ei voisi juurikaan onnistua paremmin.

Se, kuinka paljon asemasta selvisi ilmakehän kitkakuumennuksesta kappaleita Maan pinnalle, jää selvittämättä tarkasti. Yleensä määrä on 10 – 40 % alkuperäisestä massasta, kun kyseessä on Tiangongin kaltainen kappale.

Tämä tarkoittaa siis noin 840 kg – kolmisen tonnia tavaraa, useiksi sadoiksi tai jopa tuhansiksi osiksi hajonneena. Ne levisivät noin tuhat kilometriä pitkälle ja satakunta kilometriä leveälle putoamisalueelle.

Taustaa

Kiina on laukaissut avaruuteen kaksi avaruusasemaa, Tiangong-1:n vuonna 2011 ja Tiangong-2:n vuonna 2016.

Näistä nyt pudonnut Tiangong-1 oli virallisesti vain kokeellinen asema. Sen avulla kiinalaiset testasivat telakoitumista avaruusasemaan ja työskentelyä siellä; kaksi miehitettyä lentoa kävikin asemalla, Shenzhou-9 maaliskuussa 2012 ja Shenzhou-10 kesäkuussa 2013.

Tarkalleen ottaen Tiangong-1 oli 10,4 metriä pitkä ja 3,4 metriä halkaisijaltaan oleva sylinteri, jonka sisällä oli 15 m3 paineistettua asuin- ja työskentelytilaa.

Asemasta sojottivat ulospäin kooltaan noin 3 x 7 metriä kooltaan olevat aurinkopaneelit ja sen kokonaismassa oli 8,5 tonnia.

Kakkonen on noin 14,5 metriä pitkä ja hieman painavampi.

Hallitsematon maahanpaluu

Yhteys Tiankong-1:een menetettiin joko täysin tai osittain 16. maaliskuuta 2016, jolloin sen ratakorkeus oli vielä noin 360 km. Sen jälkeen se ei ole voinut pitää rataansa yllä, vaan putosi alemmaksi ilmakehän yläosien ratanopeutta hidastavan vaikutuksen vuoksi alla olevan käydän osoittamalla tavalla.

Putoamisennuste 1.4.

Kun korkeus oli noin 100 km, alkoi putoaminen toden teolla; mitä alemmas asema tuli, sitä enemmän ilmanvastus sitä hidasti ja noin 70-80 km:n korkeudesta putoaminen tapahtui jo hyvin jyrkästi.

Aseman nopeus putoamisen alkaessa oli noin 28 000 km/h ja ilmanvastus kuumensi aseman pintaa noin 1400° C:n kuumuuteen. Suurin osa materiaaleista suli ja höyrystyi tässä lämpötilassa.

Ilmanvastus myös rikkoi asemaa rakenteellisesti. Ensinnä irtosivat varmasti aurinkopaneelit ja muut ulkoiset osat, ja sitten aseman rakenne alkoi antaa periksi.

Erityisesti rakettimoottorit, telakointiportit ja polttoainesäiliöt todennäköisesti selvisivät osittain tuhoutuneina alas saakka.

Kooltaanhan asema ei ollut valtavan suuri, vain hieman isompi kuin esimerkiksi Kansainvälisen avaruusaseman rahtialukset. Ne voidaan kuitenkin ohjata tarkasti haluttuun paikkaan ja aikaan alas.

Tätä aikaisemmin amerikkalainen Skylab-avaruuasema putosi lähes hallitsemattomasti alas vuonna 1979 ja Neuvostoliiton Saljut-7 -avaruuaseman pudotus vuonna 1991 epäonnistui hieman. Skylabista putosi suuria osia Australiaan (ks. juttumme Nullarborin autiomaasta, Skylab-osuus alkaa noin kohdassa 7:10) ja Saljut-7:n tapauksessa palasia ropisi Argentiinaan.

Riski oli suurin vihreän kaistaleen ylä- ja alareunalla, eli mm. Yhdysvalloissa, Välimerellisessä Euroopassa ja Kiinassa sekä etelässä ennen kaikkea Australiassa. Kartan vasemmalla puolella on kuvaajassa ihmisten määrä k.o. pituuspiirillä ja oikealla riskin suuruus samoin pituuspiirien mukaan. Suomessa siis riski oli varmasti tasan nolla.

*

Tätä seurantajuttua on päivitetty ja muuteltu useaan kertaan.

Video: Kiinan avaruusasema Tiangong-1 putoaa

Kiinalainen hallitsemattomasti Maahan putoava avaruusasema Tiangong-1 tekee parhaillaan viimeisiä kierroksiaan maapallon ympärillä. Video näyttää millainen asema on pääpiirteiltään ja miten maahanpaluu tapahtuu.


Kuten jatkuvasti päivitettävä Tiangongin putoamisen seurantasivumme kertoo, putoaa avaruusasema alas näillä näkymin sunnuntain ja maanantain välisenä yönä.

Aika tarkentuu mitä lähemmäksi putoaminen tulee.

Tiangong-1 ei ole suinkaan suurin Maahan alas pudonnut kappale avaruudesta. Suurimmat putoajat – kuten suuri venäläinen avaruusasema Mir – on pudotettu hallitusti turvalliselle alueelle Tyynen valtameren päällä, ja myös hallitsemattomasti tai vain osittain hallittuja suurten avaruusalusten putoamisia on ollut seitsemän aikaisemmin.

Yksi tällainen oli amerikkalaisen Skylab-avaruusaseman tuho vuonna 1979. Siitä putosi kappaleita Australian eteläosiin ja kerroimme muun muassa näistä Nullarborin autiomaassa kuvatussa videossa. Skylab-osuus alkaa noin kohdassa 7:10.

Viimeisin oli vuonna 1991, kun Neuvostoliiton Saljut-7 -avaruusasema putosi vain osittain hallitusti Argentiinan päällä. Asema oli tarkoitus pudottaa Tyyneen valtamereen, mutta asema ei osunut sinne.

Yllä oleva video perustuu The Aerospace Corporationin videoon, missä on käytetty myös Euroopan avaruusjärjestön videomateriaalia ATV-1 -rahtialuksen maahanputoamisesta.
Musiikkina videolla on Jason Shawin Cycles.

Skylab putosi vuonna 1979 osittain mereen ja osittain Australian eteläosiin. On mahdollista, että myös Tiangong-1 putoaa Australiaan. Kuva on Tiedetuubin videosta.

Tiangong-1 putoaa: Tiedetuubin tilanneseuranta - alkuperäinen juttu

Ma, 03/26/2018 - 14:12 By Jari Mäkinen
Tiangong-1

Kiinalainen avaruusasema Tiangong-1 on putoamassa alas kiertoradalta. Seuraamme tällä sivulla tilannetta; sivun sisältö siis päivittyy koko ajan.

Tuorein putoamisaikaennuste (29.3.2018): 1. huhtikuuta klo 03:52 +/- 15 tuntia.

Putoamispaikkaa ei voida vielä arvioida, mutta alla oleva n2yo.com -sivuston rataseuranta näyttää aseman sijainnin.

Kun asema syöksyy alas, tilanteesta riippuen 10-40% sen massasta (840 kg – noin kolme tonnia) saattaa selvitä pinnalle saakka ja pudota noin tuhat kilometriä pitkälle ja satakunta kilometriä leveälle soiromaiselle alueelle radan alueella. Paikka riippuu siitä, milloin syöksy tapahtuu; suora pudotus alkaa silloin, kun aseman korkeus on noin 80 km ja ilmakehä ottaa siitä tukevan otteen.

Tilanne juuri nyt (29.3. klo 14.00)

Tiangong-1 putoaa alaspäin noin 8 km vuorokaudessa ja sen keskimääräinen ratakorkeus on noin 190 km. Aseman pyörimisnopeus on nyt noin 2:23 kierrosta minuutissa. Alla on hyvä video pyörimisestä, mutta twiitissä mainittu korkeusluku on vanhentunut.

Taustaa

Kiina on laukaissut avaruuteen kaksi avaruusasemaa, Tiangong-1:n vuonna 2011 ja Tiangong-2:n vuonna 2016.

Näistä nyt putoamassa alas on ensimmäinen, Tiangong-1, joka oli virallisesti vain kokeellinen asema. Sen avulla kiinalaiset testasivat telakoitumista avaruusasemaan ja työskentelyä siellä; kaksi miehitettyä lentoa kävikin asemalla, Shenzhou-9 maaliskuussa 2012 ja Shenzhou-10 kesäkuussa 2013.

Tarkalleen ottaen Tiangong-1 on 10,4 metriä pitkä ja 3,4 metriä halkaisijaltaan oleva sylinteri, jonka sisällä on 15 m3 paineistettua asuin- ja työskentelytilaa. 

Asemasta sojottaa ulospäin kooltaan noin 3 x 7 metriä kooltaan olevat aurinkopaneelit ja sen kokonaismassa on 8,5 tonnia. 

Kakkonen on noin 14,5 metriä pitkä ja hieman painavampi.

Hallitsematon maahanpaluu

Yhteys Tiankong-1:een menetettiin joko täysin tai osittain 16. maaliskuuta 2016, ja siitä alkaen asema on pudonnut alaspäin. Ilman toistuvia ratakorjauksia ilmakehän hyvin ohuet rippeet hidastavat aseman ratanopeutta ja saa sen putoamaan alaspäin.

Mitä alemmaksi asema putoaa, sitä nopeammin se putoaa alaspäin.

Alun perin aseman kiertorata oli noin 362 kilometriä korkealla, mutta nyt se on enää vain hieman yli 200 km. Asema putoaa nyt alaspäin useita kilometrejä päivässä ja vauhti kiihtyy koko ajan.

Tuorein putoamisennuste.

Kun korkeus on noin 100 km, alkaa putoaminen toden teolla; mitä alemmas asema tulee, sitä enemmän ilmanvastus sitä hidastaa ja noin 70-80 km:n korkeudesta putoaminen tapahtuu hyvin jyrkästi.

Aseman nopeus putoamisen alkaessa noin noin 28 000 km/h ja ilmanvastus kuumentaa aseman pintaa noin 1400°C:n kuumuuteen. Suurin osa materiaaleista sulaa ja höyrystyy tässä lämpötilassa.

Ilmanvastus myös rikkoo asemaa rakenteellisesti, jolloin pienemmät palat "palavat" helpommin ilmakehän kitkakuumennuksessa. 

Tiangong-1 on kuitenkin sen verran massiivinen ja siinä on lämpöä hyvin sietäviä osia, joten osa siitä selviää aina alas pinnalle saakka; suurin osa ilmakehään syöksyvistä satelliiteista palaa taivaalla kokonaan tähdenlentoina.

Erityisesti rakettimoottorit, telakointiportit ja polttoainesäiliöt saattavat selvitä osittain alas. Yleensä isokokoiset avaruusalukset pudotetaankin tarkoituksella Tyynen valtameren eteläosien päällä alas, jotta niistä ei koidu vaaraa kenellekään. Tiangong-1:een ei kuitenkaan ole yhteyttä, joten se putoaa alas hallitsemattomana.

Noin 10 - 40 prosenttia sen massasta päätynee pinnalle. Tiangong-1:n tapauksessa tämä on siis noin 840 kg – kolmisen tonnia.

Kooltaanhan asema ei ole valtavan suuri, vain hieman isompi kuin esimerkiksi Kansainvälisen avaruusaseman rahtialukset, mutta ne voidaan ohjata tarkasti haluttuun paikkaan ja aikaan alas.

Suomeen Tiankong-1 ei voi kuitenkaan pudota, koska se kiertää Maata radalla, jonka kaltevuus päiväntasaajan suhteen on 42,8°. Tämä tarkoittaa sitä, että putoamispaikka on jossain alla olevan kartan näyttämällä alueella.

Alue on noin tuhatkunta kilometriä pitkä ja satakunta kilometriä leveä alue, eli vaikka osat putoaisivat asutuille seuduille, ne levittäytyvät hyvin laajallle alueelle. Siten riski joutua putoavan avaruusasemaromun kohdalle on äärimmäisen pieni.

Kiinan holtiton avaruusasema putoaa kiihtyvällä nopeudella alaspäin

Su, 03/25/2018 - 12:48 By Jari Mäkinen
Tiangong 1. Kuva: CAST

Nyt on loppu lähellä: kiinalainen avaruusasema Tiangong-1 on tullut hieman ennusteita hitaammin alaspäin radallaan tähän saakka, mutta nyt sen ratakorkeus tulee alaspäin varsin nopeasti. Kenties jo viikon kuluttua se on pudonnut alas. Mutta minne?

Olemme Tiedetuubissa seuranneet tiiviisti Tiangong-1:n putoamista alaspäin radallaan siitä alkaen, kun sen hallitsematon maahanpaluu oli todennäköinen.

Lennonjohto menetti aseman hallinnastaan noin kaksi vuotta sitten, mistä alkaen se on tullut hitaasti alaspäin radallaan. Ilmakehän rippeet hidastavat hieman satelliittien kiertoratanopeutta, ja siksi ilman rakettimoottorilla tehtäviä pieniä ratakorjauksia satelliitit putoavat luontaisesti alas.

Mitä alemmalla kiertoradalla satelliitti on, sitä enemmän sen nopeus hidastuu ja sitä nopeammin se putoaa alaspäin. Nyt nähtävästi Tiangongin tapauksessa tämä lopun loppu on alkamassa, ja viime päivien korkea Auringon aktiivisuus on tuonut lisämausteensa tilanteeseen, koska viimeaikaista voimakkaampi säteily ikään kuin paisuttaa ilmakehän yläosia korkeammalle.

Vielä tammikuun puolivälissä asema oli noin 280 km:n korkeudessa, mutta nyt sen ratakorkeus on jo vain noin 200 km. Putoamistahti on jo nopeutunut olennaisesti ja se kiihtyy vain tästä eteenpäin.

Tuoreimmat arviot putoamisajasta liikkuvat aikavälillä 30. maaliskuuta – 2. huhtikuuta, eli asema saattaisi pudota alas jo ensi viikon lopussa. Eri tahojen erilaisin menetelmin tekemien arvioiden keskiarvo on aprillipäivässä, eli huhtikuun ensimmäisessä – täsmälleen viikon päästä sunnuntaissa.

 

Putoamiskäyrä. Kuva: ESA

Putoamispaikkaa ei voi vielä edes arvioida, sillä asema kiertää maapallon kerran noin 1,5 tunnissa ja putoamispaikan arviointi vaatii tarkan tiedon putoamisajasta. Sitä ei ole vielä saatavilla.

Toistaiseksi varmaa on vain se, että asema ei voi missään nimessä pudota alueille, jotka ovat pohjoisempana tai etelämpänä kuin 42,8°. Suomeen asema ei siis putoa.

Suurin osa maapallon pinnasta on merta, joten todennäköisyys siihen, että asemasta olisi vaaraa ihmisille, on hyvin pieni. Tietysti on mahdollista, että asema putoaa myös jonkun suurkaupungin päälle.

Kun amerikkalainen Skylab-avaruusasema putosi lähes hallitsemattomana alas vuonna 1979, arvioitiin todennäköisyydeksi sille, että siitä tulevat osat osuisivat ihmisiin noin 1:600 000 000 000. Ihmisiä tosin oli tuolloin vain neljä miljardia, joten nyt todennäköisyys on hieman suurempi – mutta silti erittäin pieni.


Asema putoaa todennäköisimmin alueelle, joka on punaisten viivojen välissä päiväntasaajan molemmin puolin.

 

Myös se, kuinka suuria osia asemasta putoaa pinnalle saakka, on vielä epävarmaa.

Valtaosa 10,4 metriä pitkästä ja lähes 10 tonnia massaltaan olevasta asemasta joka tapauksessa höyrystyy ilman kitkakuumennuksen vuoksi sen pudotessa suurella nopeudella ilmakehään.

Asemassa on kuitenkin joitain osia, jotka varmasti kestävät maahanpaluun pätsin. Tällaisia ovat mm. tukevatekoiset telakointiportit ja kuumuutta kestämään suunnitellut rakettimoottorit. Ihan kokonaisina eivät nekään kopsahda maankamaraan tai molskahda veteen, mutta niistä voi olla harmia.

Harmillisia voivat olla myös polttoainesäiliöt, sillä niiden sisällä on varsin myrkyllistä hydratsiinia. Sitä on käytetty polttoaineena, ja mitä todennäköisimmin se palaa maahanpaluun aikana, mutta putoavan romun joukossa saattaa olla tätä syövyttävää ja myrkyllistä polttoainetta.

Jos satut olemaan siis paikalla, kun Tiangong putoaa, niin älä koske romuihin...

Kiinan holtiton avaruusasema sinnittelee vielä, mutta putoaa aprillipäivän tienoilla

To, 03/15/2018 - 17:53 By Jarmo Korteniemi
Kuva: Wikimedia Commons / Jarmo Korteniemi

Kiinan ensimmäinen miehitetty avaruusasema on putoamassa alas. Näillä näkymin ohjauskyvytön avaruusasema palaa ilmakehässä huhtikuun alussa.

Aprillipäivänä saattaa näkyä komeita kiinalaisia "ilotulituksia", jos vain sattuu olemaan oikeassa paikassa. Kiinan 8,5-tonninen avaruusasema Tiangong-1 on viimein putoamassa maahan. Se on sinnitellyt radallaan yllättävän pitkään, sillä alunperin sen piti tuhoutua jo vuodenvaihteessa.

Arvio voi tosin mennä muutaman päivän sinne tai tänne. Aerospace Corporation ennustaa putoamisen sattuvan 31.3.–3.4., Euroopan avaruusjärjestön hieman vanhempi arvio taas kertoi sen tapahtuvan 29. ja 9. päivän välillä.

Asema alkanee hajota kunnolla noin 70–80 kilometrin korkeudella. Tapahtuman saattaa pystyä näkemään noin 500 kilometrin päästä.

Aseman mitattu ja ennustettu korkeus (Aerospace Corp.)

Putoamispaikka on vielä lähes täysin auki ja kattaa käytännössä yhä koko 43. leveyspiirien välisen alueen. Paikka varmistuu muutaman tuhannen kilometrin tarkkuudella vasta tunteja ennen putoamista, tai vasta itse tapahtuman aikana. Myös se, putoaako osia maahan asti, on epävarmaa.

Tiangong-1 on kiertänyt Maata jo yli kuusi vuotta. Se laukaistiin avaruuteen syyskuussa 2011, minkä jälkeen siellä on vieraillut kaksi miehistöä. Nyt asema on tyhjillään. Vuoden 2016 alun jälkeen asema ei ole ollut lennonjohdon hallinnassa.

Aseman putoamisesta, tarkan ajankohdan ennustamisesta, sekä mahdollisista haitoista on kerrottu tarkemmin kahdessa aiemmassa jutussamme. Tuoreimmista aika-arvioista kertoi nyt ensimmäisenä Suomen kuvalehti.

Avaruusasema putoaa maahan uudenvuoden jälkeen

Ma, 10/23/2017 - 01:24 By Toimitus
Kuva: Aerospace

Kiinan ensimmäinen miehitetty avaruusasema on putoamassa alas. Näillä näkymin ohjauskyvytön avaruusasema palaa ilmakehässä tammikuun lopulla. Epävarmuutta arviossa on vielä muutaman viikon verran.

Kiinalainen avaruusasema Tiangong-1 on putoamassa. Tällä hetkellä se kiertää noin 300 km korkeudella, mutta korkeus hupenee kiihtyvällä tahdilla.

Putoamishetkeä on vielä mahdotonta tietää tarkalleen, koska asiaan vaikuttaa mm. Auringon aktiivisuus, joka vaikuttaa puolestaan ilmakehän yläkerrosten tiheyteen. Tämänhetkiset parhaat ennusteet kertovat aseman putoavan ilmakehään tammikuun alun ja helmikuun loppupuolen välillä.

Ennuste paranee ajankohdan lähestyessä.

Aseman korkeus viimeisen vuoden aikana ja 25.10. päivitetty ennuste (Aerospace).

Avaruusaseman povataan tuhoutuvan ilmakehässä lähes täysin, mutta jopa satakiloisia paloja saattaa silti selvitä pinnalle saakka. Niiden osuminen Suomessa takapihalle on kuitenkin mahdotonta, koska Tiangiong-1 kiertää Maata radalla, joka kaltevuus päiväntasaajan suhteen on 43°. Tämä tarkoittaa Pyreneiden vuoriston ja Afrikan eteläkärjen tuolla puolen olevan merenselän välistä aluetta. 

Osuminen asutuille alueille muutenkin on varsin epätodennäköistä, koska suurin osaa maapallon pinnasta on merta ja asumattomia alueita.

Mutta jos Tiangongin osia putoaa lähellesi, ei niihin kannata koskea paljain käsin, sillä niissä voi olla myrkyllisiä aineiden jäämiä, esimerkiksi polttoainetankkien sisältämää hydrasiinia.

Tiangong-1 on kiertänyt Maata jo yli kuusi vuotta. Se laukaistiin avaruuteen syyskuussa 2011, minkä jälkeen siellä on vieraillut kaksi miehistöä.

Ensimmäisten kolmen taikonautin visiitti kesti runsaat kolme päivää, jälkimmäinen kolmikko viipyi asemalla 12 vuorokautta.

Asemaan ei ole yhteyttä, eikä se ole lennonjohdon hallinnassa vuoden 2016 alun jälkeen. 

Tiangong-1on järjestyksessä jo kymmenes miehitetty avaruusmasema Maan kieroradalla. Aiemmin sellaisia ovat lähettäneet Neuvostoliitto (Almaz- ja Saljut-asemat sekä kuuluisa Mir), USA (Skylab), sekä nyt Kansainvälinen avaruusasema, jonka takentamiseen ovat osallistuneet Yhdysvaltain ja Venäjän lisäksi Euroopan avaruusjärjestö, Kanada ja Japani.

Tiangong-1

Kiinalla on jo avaruudessa toinenkin asema, Tiangong-2, joka on käytännössä samanlainen kuin noin 8,5 tonnia massaltaan oleva Ykkönen. 

Suurin Maata kiertänyt kappale, jonka tiedettiin etukäteen putoavan kontrolloimattomana maahan, oli avaruusasema Skylab (n. 77 000 kg). Sen paloja tippui lähes 7500 km pituiselle kaistaleelle Intian valtamerta, suurimmat palat tosin putosivat läntiseen Australiaan.

Vielä tätäkin massiivisempi oli avaruussukkula Columbia (105 600 kg), joka hajosi yllättäen Texasin yllä ilmakehään palatessaan vuonna 2003. Paloja löytyi 300 kilometrin pituiselta kaistaleelta Dallasin kaakkoispuolelta.

Kaikkein suurin (130 000 kg) ilmakehään palannut laitos oli kuitenkin avaruusasema Mir. Se kuitenkin pudotettiin hallitusti ilmakehään vuonna 2001, jolloin sen jääntet levisivät eteläisellä Tyynellä valtamerellä noin 200 x 3000 km olleelle alueelle. Yllä on kuva sen putoamisesta – koska aika ja paikka tiedettiin tarkasti etukäteen, seurattiin tapahtumaa tiiviisti mm. lentokoneista.

Avaruusaseman asukeille viedään uusi porstua

La, 02/11/2017 - 15:32 By Jari Mäkinen
Nanoracksin ilmalukko

Avaruusasemalla on ongelma: sieltä on yllättävän vaikeaa saada tavaraa ulos avaruuteen. Tähän tulee pian parannus, kun ISS saa uuden ilmalukon – kaupallisen sellaisen.

NASA ja sen partnerit ovat hyväksyneet uuden kaupallisen hankkeen Kansainvälisellä avaruusasemalla toteutettavaksi: Nanoracks -yhtiö voi asentaa asemaan ilmalukon, jonka kautta voidaan lähettää paremmin pieniä satelliitteja avaruuteen.

ISS-asemalta lähetetään jo nyt (ja tulevaisuudessa yhä enemmän ja enemmän) pieniä Cubesat-tyyppisiä nanosatelliitteja, jotka ovat massaltaan muutamia kiloja ja jotka ovat kooltaan noin 10 x 10 x 30 cm. Suunnitteilla on myös lähettää suurempia samantyyppisiä satelliitteja, mutta hankaluutena asemalla on ollut se, ettei asemaa ole suunniteltu satelliittien lähetyspaikaksi.

Avaruusasemalta pääsee ulos avaruuteen tällä haavaa vain kolmesta paikasta. Asemalla on kaksi ihmisille tarkoitettua ilmalukkoa, joiden kautta avaruuskävelijät pääsevät siirtymään avaruusaseman paineistetusta sisätilasta avaruuden tyhjiöön ja päinvastoin.

Ilmalukko on vähän kuin talon eteinen, missä on kaksi ovea: yksi ulko-ovi ja toinen, joka sulkee sen talon sisäsuuntaan. Kun avaruuslentäjät menevät sisältä ilmalukon sisälle, he sulkevat sisäoven ja tyhjentävät eteisen ilmasta, jolloin he voivat avata luukun ulos ja siirtyä avaruuskävelylle. Takaisin tullessa tehdään päinvastoin, eli tullaan sisään, puhalletaan ilmalukko täyteen ilmaa ja siirrytään aseman sisälle.

Asemalla on tällaiset ilmalukot sen venäläisellä puolella ja läntisellä puolella. Kummatkin on suunniteltu siten, että ne sopivat parhaiten kummankin puolen avaruuspukujen kanssa käytettäväksi ja avaruuspuvut on varastossa ilmalukon luona.

Nämä ihmisten käyttöön suunnitellut ilmalukot ovat kuitenkin liian suuria pelkkien tavaroiden siirtämiseksi avaruuteen.

Tällaisia voivat olla tutkimuslaitteet tai pienet, avaruusasemalta omille teilleen vapautettavat pikkusatelliitit.

Niiden takia ei kannata tehdä riskaabelia ja hankalaa avaruuskävelyä, vaan homma voitaisiin hoitaa aseman robottikäsivarren avulla – kunhan vain tavarat saadaan ulos kätevästi.

Avaruusaseman japanilaisessa Kibo-tutkimusmoduulissa onkin pieni ilmalukko tutkimuslaitteiden ja näytteiden siirtämiseen aseman ja avaruuden välillä.

Sitä on käytetty viime aikoina aktiivisesti myös satelliittien siirtämiseen ulos. Satelliitit on laitettu erityiseen lähetystelineeseen, jota myös laukaisusovittimeksi kutsutaan. Se on laitettu ilmalukon sisään ja otettu sieltä robottikäsivarrella esiin ulkopuolella. Robottikäsi kurottaa satelliitit mukanaan kauemmaksi ja sinkoaa ne laukaisusovittimen sisältä sopivaan, aseman kannalta turvalliseen suuntaan.

Vuodesta 2009 alkaen tähän mennessä Kibosta on lähetetty yli sata pientä cubesatia avaruuteen.

Kibon ilmalukkoa ei ole kuitenkaan suunniteltu satelliitteja varten, ja sille on paljon muutakin käyttöä. Siksi nyt asemalle viedään uusi, erityisesti nanosatelliitteja varten suunniteltu ilmalukko.

Nanoracksin ilmalukko piirroksessa
Tältä uusi ilmalukko näyttää ulkoa. Sen keskellä oleva pieni luukku avatuu, ja satelliitit laukaistaan sen kautta avaruuteen. Alla on tartuntakohta robottikäsivarrelle; sitä tarvitaan ilmalukkoa paikalleen asennettaessa (ja jos sen sijoituspaikkaa asemalla täytyy myöhemmin muuttaa).

Sopimus Nasan ja NanoRacksin välillä perustuu siihen, että avaruusaseman käyttöä halutaan laajentaa yhä enemmän kaupalliselle puolelle. 

Alustava sopimus uudesta ilmalukosta tehtiin jo viime keväänä, mutta nyt suunnitelma on läpäissyt tarkistukset ja se voidaan toteuttaa. Asemalle ilmalukko viedään vuonna 2019.

Se nostetaan avaruusasemalle SpaceX:n Dragon-rahtialuksen paineistamattomassa osassa ja siirretään siitä avaruusaseman robottikäsivarrella Tranquility-moduulin päähän.

Nanoracks ostaa kiinnitysmekanismin Boeingilta, joka vastaa myös kaikista tarvittavista laitteistoista, jotka vaaditaan avaruusasemaan kiinnitettävässä lisämoduulissa.

Tranquilityssä on jo nyt kiinnitettynä ensimmäinen asemalle viety kaupallinen moduuli, Bigelow Aerospacen "puhallettava" moduuli BEAM, eli Bigelow Expandable Activity Module.

BEAM vietiin asemalle viime huhtikuussa ja sen toimintaa on siitä alkaen tarkkailtu koko ajan; moduulin ulkopinta on tehty taipuisasta materiaalista, jonka avulla se pystyttiin laajentamaan avaruudessa huomattavasti suuremmaksi kuin moduuli oli pakattuna avaruuteen lähetettäessä. Tällaista tekniikkaa voidaan käyttää vastaisuudessa tuomaan lisätilaa ja säästämään laukaisukustannuksissa – jos voin pintamateriaali kestää avaruuden olosuhteita.

Nyt näyttää siltä, että materiaali on kestävää ja moduuli toimii hyvin, joten Nasa ja Bigelow keskustelevat BEAMin ottamisesta normaaliin käyttöön. Asemalla kun tarvitaan lisätilaa.

 

Video: Saisiko olla painottomuudessa leijuva avaruushampurilainen?

Kansainvälisellä avaruusasemalla oleva Euroopan avaruusjärjestön ranskalaisastronautti Thomas Pesquet julkaisi Twitter-tilillään kiinnostavan postauksen 30. joulukuuta: kuvassa leijuu omalaatuinen, pizzalta näyttävä möhkäle, jota Thomas kutsui avaruushampurilaiseksi.

"Tortilla, rehydrated beef, fresh onion from #HTV6, @ISS_Research lettuce & sauce. Tasted like heaven, flew like an angel ;)"

Luomus oli itse asiassa varsi mielikuvituksellinen, sillä raaka-aineina oli käytetty siinä avaruusasemalla olevia raaka-aineita hyvin luovalla tavalla. Mainoksen alla on selvitettynä sen koostumusta:

Normaalia leipää avaruusasemalla ei ole, koska se säilyy huonosti ja koska leivästä tulee paljon murusia, jotka painottomuudessa voivat päätyä herkkiin aseman laitteisiin tai astronauttien keuhkoihin. Sen sijaan siellä käytetään paljon tortillaa, minkä hyviä puolia ovat paitsi säilyvyys ja vähäinen murentuminen, niin myös sen meneminen varsin pieneen tilaan. Siksipä hampurilaisen leipänä toimii tortilla.

Pakastekuivattu liha on saatu normaalin näköiseksi (ja roiskeläpän makuiseksi) kuumalla vedellä. Sitä voi vielä kuumentaa ja jopa kärventää hieman asemalla olevilla uuneilla, mutta hieman niitä väärinkäyttämällä: uunit on tehty kuumentamaan säilykepurkkeja, joten muita aineita kuumennettaessa täytyy käyttää vanhaa, tyhjää säilykepurkkia, jonka sisälle uusi ruoka-aine laitetaan.

Sipuli on eräs suurinta iloa (ainakin ruokamielessä) tuottavista tuliaisista, kun rahtialus saapuu asemalle. Niiden kyytiin pakataan usein sipulien lisäksi muun muassa sitrushedelmiä, joiden kirpeä, tuore tuoksu tuo vaihtelua normaaliin aseman ruokavalioon. Hyvin säilytettyinä sipulit säilyvät syömäkelpoisina myös pitkään. Nämä sipulit tulivat asemalle japanilaisen HTV-aluksen mukana.

Avaruusasemalla on muutamia kasvihuoneita, tai siis oikeastaan kasvatuskaappeja. Niissä kasvatetaan muun muassa salaattia, tosin tässä vaiheessa lähinnä tutkimusmielessä. Ne eivät tuota toistaiseksi riittävästi lehtiä säännöllisesti syötäväksi, mutta niitä nautitaan erikoispäivinä.

Lisäksi "hampurilaisessa" on erilaisia sooseja, todennäköisesti ketsuppia, sinappia, majoneesia ja tabaskoa. Etenkin vähän aikaa avaruudessa oltuaan astronautit lisäävät tabaskoa melkein kaikkiin ruokiin, koska makuaisti turtuu lennon aikana ja tyypillisesti astronautit haluavat mausteisempaa ruokaa.

Todennäköisesti syömisen aikana tortilla oli "suljettuna", jolloin sen saattoi syödä käsin ilman veistä ja haarukkaa. Etenkin veitsen käyttäminen avaruuden painottomuudessa on hankalaa, ja sen vuoksi kätevin ruokailuväline avaruudessa onkin … sakset. Itse asiassa ne ovat hyvin kätevät myös maanpäällisessä keittiössä!

Thomas kertoi enemmänkin avaruusaseman ruokavaliosta juuri ennen joulua julkaisemallaan videolla (alla), missä hän kertoo myös juhla-aterioista. Etenkin eurooppalaisastronautit vievät mukanaan nykyisin oman maansa erikoisuuksia ja heidän mukaansa lastataan erityisiä juhlaruokia, joita tarjoillaan luonnollisesti kaikille muillekin asemalla oleville avaruuslentäjille.