Lockheed-Martin

Ilmavoimien tulevan hävittäjän tarjous annettu

To, 01/31/2019 - 23:26 Jari Mäkinen

Hornetien seuraajan valinta etenee: kaikki kisaan osallistuvat lentokoneenvalmistajat toimittivat tarjouksensa tänään virka-ajan puitteissa Tampereelle Puolustusvoimien logistiikkalaitokseen. HX-hankkeen tarjouspyynnöt lähetettiin valituille yhtiöille viime keväänä ja päätös on odotettavissa vuonna 2021.

Mukana kisassa on viisi konetta: amerikkalaiset Boeing F/A-18 Super Hornet ja Lockheed Martin F-35 sekä täältä Euroopasta ranskalainen Dassault Rafale, neljän maan yhteishanke Eurofighter Typhoon ja ruotsalainen Saab Gripen.

Tarjouspyynnöt käsittävät 64 lentokonetta tärkeine sensoreineen ja asesysteemeileen, sekä kaikki niiden käyttämiseen vaadittavat laitteet, järjestelmät sekä koko joukon varaosia ja testilaitteita.

Olennainen osa tarjouspyyntöä oli myös kuusi erilaista toimintatilannetta, joissa toimimista kukin lentokoneenvalmistaja joutui kuvailemaan omalla koneellaan sekä siihen kuuluvilla sensori- ja asejärjestelmillä. Kaikkiaan pyynnössä oli myös noin 2500 kysymystä.

Eurofighter oli ainoa valmistajista, joka kertoi lehdistölle tällä viikolla tarjouksestaan. Helsingissä Musiikkitalossa olleessa tilaisuudessa yhtiön lentäjä Yhtiön lentäjä Paul Smith totesikin, että näiden operatiivisten tilannekuvien ja niihin liittyneiden kysymysten tekeminen oli kaikkein vaikeinta. Yhtiö lupaa koneiden kokoonpanon Suomeen ja että suomalaiset pääsevät esteettä käsiksi kaikkiin koneen salaisuuksiin.

Smithin mukana tilaisuudessa oli Raffael Klascha ja koko joukko muita BAE Systems -yhtiön edustajia sekä hankkeeseen osallistuvien maiden (Iso-Britannia, Saksa, Italia ja Espanja) suurlähettiläät tai muut edustajat – hyvä muistutus siitä, että hanke on myös hyvin poliittinen.

Kone-esittelyjä tulossa

Vaikka Tiedetuubi pitää yleensä näppinsä irti sotilasasioista, on tämä hankita paitsi tärkeä, niin myös tieteellisteknisesti kiinnostava. Siksi olemme seuranneet sen etenemistä ja palaamme aivan lähiaikoina asiaan uusilla kone-esittelyillä.

Seuraavana nyt helmikuun alussa esiin pääsee Saab Gripen, jonka kotipesässä Linköpingissä kävimme viime vuoden puolella. Luvassa on varsin syväluotaava videoraportti ja koko joukko tietoa tästä erittäin kiinnostavasta ruotsalaistarjokkaasta.

Gripen tekeillä Linköpingissä

Esittelyjä odottaessa kannattaa lukea taustajuttumme HX-hankkeesta ja katsoa tähän mennessä tehdyt amerikkalaiskoneiden videoesittelyt: Locheed Martin F-35 Lightning II ja Boeing F/A-18 Super Hornet.

Herhiläisen seuraajaa etsimässä – miten Ilmavoimien uusi hävittäjä valitaan?

Ma, 06/18/2018 - 11:04 Jari Mäkinen
Koostekuva HX-ehdokkaista

Ilmavoimien Hornet-hävittäjien korvaajaksi on tarjolla ruotsalainen, ranskalainen, saksalais-brittiläis-italialainen ja kaksi amerikkalaista tarjokasta. Tiedetuubi kävi USAssa tutustumassa sikäläisiin vaihtoehtoihin. Millaisia ovat Super Hornet ja F-35?

Koneiden esittelyt ja videot ovat jutun lopussa; aluksi hieman taustaa.

Nykyiset Hornetit jäävät historiaan 2030-luvulla. Vaikka korvaajia kaivataan vasta 2020-luvun puolivälissä ja päätös niiden toimittajasta tehdään vuonna 2021, käy kisa jättikaupasta jo kuumana.

Kaikkein parasta luonnollisesti olisi se, ettei hävittäjiä tarvittaisi. Mutta näin ei valitettavasti ole. Pasifistinkin on pakko myöntää, että tällä haavaa jokaisessa maassa (muutamia pikkuvaltioita lukuun ottamatta) on armeija – joko oma tai vieras – ja parasta olla oma. Siksi Suomikin tarvitsee armeijan ja sille ajanmukaista kalustoa. Ja siksi Ilmavoimat tarvitsee lentokoneita: koulukoneita, harjoitushävittäjiä, yhteyskoneita, kuljetuskoneita ja varsinaisia sotaratsuja, järeitä hävittäjäkoneita.

Sellaisia kuin Hornetit ovat.

MiG & Draken

Hornet-hävittäjät hankittiin 1990-luvulla korvaamaan kylmän sodan aikaisia koneita.

Sitä ennen Suomi oli tasapainoillut myös puolustuskalustossaan idän ja lännen välissä. Kun maailmanpolitiikka heitti kierroksia 1990-luvulla, tehtiin Suomessa monia tärkeitä ja kauaskantoisia ratkaisuita. Tärkein oli selvä poliittinen asemoituminen osaksi läntistä Eurooppaa ja liittyminen Euroopan unioniin.

Samaan aikaan piti tehdä päätös myös Ilmavoimien ikääntyneiden hävittäjien korvaamista uusilla. Kuten nytkin, oli tuolloin kyse myös siitä, että asejärjestelmät ja elektroniikka olivat menneet eteenpäin kenties enemmän kuin lentokoneet rakenteellisesti ja aerodynaamisesti.

Ilmavoimilla oli 1970-luvulta 2000-luvun sarastukseen saakka kaksi taistelukäyttöön suunniteltua hävittäjämallia: neuvostoliittolainen MiG-21 ja ruotsalainen Saab J35 Draken. Hyviä koneita omilla tavoillaan molemmat, mutta perusteiltaan kotoisin 1960-luvulta.

MiG-21:n eri versioita oli Suomella yhteensä 54 kappaletta ja niistä viimeiset poistettiin käytöstä vuonna 1998. Kaikki MiGit oli sijoitettu Kuopion Rissalaan.

Drakeneita (kuva yllä) oli puolestaan käytössä Rovaniemellä ja Tampere-Pirkkalassa vuoteen 2000 saakka kaikkiaan 48.

Koneiden seuraajien hankinta alkoi vuonna 1988, jolloin ajatuksena oli vanhaan tyyliin hankkia noin puolet idästä ja puolet lännestä. Neuvostoliitolla oli tarjolla MiG-29, joita oli tarkoitus hankkia 20. Lisäksi lännestä piti tilata 40 kappaletta joitain uusia ajanmukaisia koneita Drakenien korvaajaksi.

Niinpä vuonna 1990 lähetettiin tarjouspyynnöt läntisille koneenvalmistajille. Listalla olivat ranskalainen Dassault Mirage 2000, ruotsalainen Saab 39 Gripen ja yhdysvaltalainen General Dynamics F-16.

Sitten kävi niin, että Neuvostoliitto romahti ja poliittinen tilanne oli täysin uusi. Niinpä MiG-29:n tarjouspyyntö jätettiin lähettämättä kokonaan ja mukaan kisaan pyydettiin keväällä 1991 McDonnell Douglas F/A-18 Hornet.

Hornet

Päätös tehtiin hyvin nopeasti ja valinta osui (kenties hieman taustalla jo pohjustetusti) Hornetiin. Toukokuussa 1992 tehtiin tilaus 57 yksipaikkaisesta C-mallista ja seitsemästä kaksipaikkaista D-versiosta. Koneiden tuotanto oli jo hyvässä vauhdissa, joten (etenkin poliittisessa myötätuulessa) ensimmäiset kaksipaikkaiset lennettiin Suomeen jo vuonna 1995. Yksipaikkaiset suomalaishornetit koottiin Kuorevedellä vuosina 1996–2000.

Koneet tulivat ajallaan ja sovitusti, mutta koska Boeing osti McDonnell Douglasin vuonna 1997, muuttui koneiden nimi Boeing F/A-18 Hornetiksi.

Nyt, kun Hornetien käyttöikä on hieman yli puolivälissä, on aika katsoa jo niiden seuraajaan. Tai seuraajiin.

HX-hanke

Hornetien seuraajan hankintaprosessi tunnetaan nimellä HX, koska perinteiseen tapaan kirjainyhdistelmässä on ensin korvattavan koneen kirjaintunnus, Hornetin tapauksessa H, ja sitä seuraa tuntemattoman merkki X. Hanke käynnistettiin vuonna 2015 ja Valtioneuvosto antoi vuonna 2017 puolustusselonteon, jonka mukaan hankinnalle on varattu rahaa 7–10 miljardia euroa. Summaan täytyy lisätä vielä useampi miljardi, koska siinä ei ole mukana hävittäjiin vuosien varrella tehtäviä päivityksiä ja asehankintoja.

Päivitysten avulla esimerkiksi nykyiset Hornetit ovat paljon parempia kuin alun perin tilatut, sillä niiden systeemeitä on parannettu ja niihin on hankittu uudenlaisia ohjuksia.

Huhtikuussa 2016 lähetettyyn tietopyyntöön vastasi viisi yhtiötä, joiden tarjoamat koneet ovat nyt mukana kilpailussa. Koneet ovat Boeing F/A-18, Lockheed Martin F-35, Saab JAS Gripen, Dassault Rafale ja Eurofighter Typhoon. Viralliset tarjouspyynnöt lähetettiin nyt keväällä, vaihtoehtojen tarkempi syynääminen aloitetaan ensi vuonna ja valinta on tarkoitus tehdä vuonna 2021.

Hinta ei ole suinkaan ainoa hankintakriteeri, mutta koska Suomen puolustusbudjetti on vuodessa vain noin 2,7 miljardia euroa (vuoden 2016 taso), on kustannuspuoli tärkeää ottaa painotetusti huomioon. Joukon kallein kone on selvästi F-35, ja jos Norjan koneista maksama hinta ja arvio kokonaiskustannuksista on hyvä esimerkki, tulisi hankinta maksamaan alkuvaiheessa noin yhdeksän miljardia euroa, mutta kokonaissumma, kun mukaan lasketaan elinkaarikustannukset 30 vuoden ajalta, nousee yli 25 miljardin euron.

Osa summasta saadaan teollisena palautteena takaisin Suomeen tai suomalaisille yrityksille, mutta kyse on suuresta kaupasta, joka saattaa yllättäen paisua olennaisesti laskettua suuremmaksi.

Amerikkalaishävittäjät esittäytyvät

Keväällä 2017 Yhdysvaltain suurlähetystö sekä Boeing ja Lockheed Martin kutsuivat joukon suomalaistoimittajia tutustumaan sikäläisiin tarjokkaisiin, ja Tiedetuubi oli mukana joukossa. Isännät maksoivat Tiedetuubin matkasta majoitukset, ylläpidon ja kuljetukset Yhdysvalloissa, mikä oli luonnollista, koska pääsy matkan tutustumiskohteisiin ilman yhtiöiden ja Yhdysvaltain puolustushallinnon järjestelyjä olisi ollut vaikeaa tai mahdotonta. Matkan Yhdysvaltoihin ja takaisin Tiedetuubi kustansi itse.

Matkalla vierailtiin Super Hornetia käyttävässä Oceanan lentotukikohdassa Virginiassa ja Boeingin tehtailla Missourissa sekä Lockheed Martinin tehtailla Teksasissa ja Arizonassa olevassa Luken tukikohdassa, missä oli ja on parhaillaan norjalaisia kouluttautumassa F-35:n käyttöön.

Koneista Super Hornet on suomalaisittain hyvin tutun tuntuinen, sillä se on "vain" hieman suurempi ja parempi versio nyt Ilmavoimilla käytössä olevasta Hornetista. Suomeen hankittaisiin nyt käytössä olevan Super Hornetin edelleen parempi versio Advanced Super Hornet, jossa ennen kaikkea systeemeitä on parannettu.

Vaikka koneen systeemeitä onkin tulevassa versiossa paranneltu, on kone edelleen neljännen sukupolven hävittäjä, eikä sitä ole optimoitu elektroniseen sodankäyntiin. Siksi Hornetista on kehitetty erillinen elektronisen sodankäynnin versio Growler. Sen erottaa nopeasti perusversiosta siipien päissä olevista osiosta ohjusmaisista antennirykelmistä. Koska Growlerissa ei ole yhtä paljon tilaa aseille kuin perusversiossa, toimivat yleensä Growlerit yhdessä perusversioiden kanssa. Jos Suomi päättää tilata Super Horneteja, on tilauksessa varmasti kymmenkunta tällaista Growleria.

Super Hornet teki ensilentonsa vuonna 2001 ja Yhdysvaltain laivasto käyttää niitä ainakin 2040-luvulle sakka. Sen lentotunnin hinnaksi arvioidaan 9500 – 20 000 euroa varustuksesta riippuen. Vertailun vuoksi: nykyisen Hornetin lentotunti maksaa noin 9 200 euroa.

Kone on tuotannossa ja se on käytössä koeteltu, joten sen suhteen ei ole tiedossa yllätyksiä. Sen käyttöönotto Ilmavoimissa kävisi myös sujuvasti, koska koneissa on paljon yhtäläisyyksiä. Vaikka Hornet on tehty lentotukialuskäyttöön, on se osoittautunut hyvin toimivaksi Suomessa, koska se pystyy tekemään lentotukialusmaisia nousuja ja laskeutumisia lyhyille tienpätkille. Kaksimoottorisena se myös on luotettava lennettäessä asumattomien korpimaiden päällä.

Kokemus ja ikä voidaan laskea myös huonoksi puoleksi, sillä kone on selvästi kandidaattien vanhin ja vanhanaikaisin – vaikka sitä onkin paranneltu ja niin tehdään jatkossakin. Kyseessä on klassinen niin sanottu neljännen sukupolven hävittäjä, joka hoitaa varmasti hommansa, mutta tylsästi ja ilman erityistä hohdokkuutta.

Lockheed Martinin F-35 Lightning II on juuri päinvastainen tapaus kuin Super Hornet. F-35 on joukon ainoa viidennen sukupolven hävittäjä, mikä tarkoittaa sitä, että se on erittäin hyvin verkottunut kaikkien samassa tilanteessa olevien koneiden ja muiden taisteluun osallistuvien tahojen kanssa, ja missä tekniikka on muutenkin viety äärirajoille: kun Super Hornet on pääasiassa tehty metallista, on F-35 komposiittirakenteinen; sen muoto ja pintamateriaali ovat sellaisia, että se näkyy varsin huonosti tutkassa; ja sen sensorit tuottavat koko ajan lentäjän monimutkaiseen kypärään koko ajan tietoa ja kuvia, joiden avulla hän voi olla koko ajan tietoinen ympäristöstään ja jopa "nähdä" taakse sekä alas oman koneensa läpi.

F-35 on todellakin upea kone, mutta kääntöpuolella ovat uuden tekniikan kehittämisen sekä käyttöönoton hankaluudet. Koneen tekeminen on tullut paljon laskettua kalliimmaksi ja kestänyt pitempään kuin suunniteltiin. Eivätkä ongelmat ole vielä ohi, vaan yllätyksiä tuntuu tulevan edelleen. Jos Suomi valitsee F-35:n, niin todennäköisesti ongelmat alkavat olla tuolloin jo ohitse.

Kone on ollut nähtävästi ensimmäisen kerran jo taistelussakin, kun nyt toukokuussa Israel käytti sitä Iranin puolelle ulottuneeseen iskuun. Koneen häiveominaisuuksien ja sähköisen sodankäynnin laitteidensa ansiosta se pystyi tunkeutumaan pitkälle vihollisen puolelle ja tekemään siellä iskunsa yllättäen. Myös taisteluharjoituksissa kone on osoittautunut päteväksi. Tosin huolto- ja ylläpito-ongelmien vuoksi koneet eivät ole olleet käytössä niin paljon kuin niiden olisi pitänyt.

Yleistäen ja hieman ironisesti voisikin sanoa, että F-35 on vertaansa vailla – silloin kun se pääsee ilmaan. Mutta tilanne muuttuu koko ajan paremmaksi.

Kone on yksimoottorinen, mutta tilastojen mukaan uudet suihkumoottorit ovat siinä määrin aiempia luotettavampia, että F-35 ei ole sen vaarallisempi kuin kaksimoottoriset. Kun mukaan lasketaan muut systeemit, tilanne on jopa F-35:n kannalta paljon parempi. Myös kaksimoottorisilla vikoja tapahtuu nykyisin niin harvoin, että periaatteessa on turha maksaa kaksimoottoriudesta tulevaa ylimääräistä hintaa moottoririkon teoreettisen mahdollisuuden vuoksi.

Lentotunnin hinta F-35:llä on alkaen 20 000 euroa.

Hävittäjähankinta on myös politiikkaa

Jokainen kilpailussa oleva hävittäjä olisi hyvä seuraaja Horneteille. Koneiden tekniikka, aseistus ja suoritusarvot ovatkin tärkeässä osassa päätöstä tehtäessä, mutta ne ovat vain osa kokonaisuutta. Päätös tehdään lopulta turvallisuuspoliittisin, puolustuspoliittisin ja taloudellisin perustein, ja virallisesti hävittäjävalinnan päätöksentekoalueiksi on määritetty:

- Suorituskyky. Järjestelmän kyky voittaa taistelut elinkaarensa aikana.

- Kustannukset. Onko varaa ostaa sekä käyttää ja kehittää järjestelmää koko sen elinkaaren ajan?

- Huoltovarmuus ja kotimaisen teollisuuden osallistuminen. Järjestelmän käytettävyys rauhan ja sodan aikana.

- Turvallisuus- ja puolustuspoliittiset vaikutukset. Valinnan mahdolliset vaikutukset Suomen turvallisuus- ja puolustusyhteistyöhön.

Näitä katsoessa on Yhdysvalloilla valitettavasti valtiona nyt suuria haasteita, sillä vaikka aikaisemmin sitä on voitu pitää erittäin vakaana ja luotettavana kumppanina, on nykyinen hallinto osoittanut tästä linjasta varsin suurta poikkeamaa. Presidentti Trump ei ole varsin hyvä kauppamies tässä suhteessa, sillä hävittäjähankinta sitoo meidät myyjään vuosikymmenten ajaksi ja presidentin ajama hyvin radikaali heilahtelu politiikassa vähentää olennaisesti Yhdysvaltain uskottavuutta ja luotettavuutta kumppanina. Viimeaikaiset, jopa Euroopalle vihamieliset puheet ovat erittäin ikäviä – ei vain Suomen hävittäjähankkeen kannalta.

Etenkin F-35:n suhteen tämä on hankalaa, sillä sen täysipainoinen käyttäminen vaatii koko tietosysteemiä taakseen, ja mikäli sitä ei ole saatavissa tai pääsy siihen evätään, on kone jopa altavastaaja taistelussa vanhempia koneita vastaan. On myös mahdollista, että Pentagon voisi halutessaan estää jopa kaikkien F-35 -koneiden käyttämisen etänä annettavalla käskyllä.

Poliittinen tilanne tällä hetkellä ja tulevaisuudessa – sikäli kun sitä voi ennustaa – tekeekin eurooppalaisista koneista yhä kiinnostavampia. Eurofigterillä on taakkanaan tosin Brexit ja Rafalella korkeahko hinta suhteessa suorituskykyyn.

Gripen sen sijaan vaikuttaa etenkin nyt erittäin kiinnostavalta. Ruotsalaiset ovat tehneet omiin olosuhteisiinsa sopivan koneen, ja Suomi jakaa nämä kriteetit lähes sellaisinaan. Puolustusyhteistyö Ruotsin kanssa lähenee muutenkin koko ajan, ja kaikissa kuviteltavissa olevissa maailman myllerryksissä on Ruotsi kenties aina läheisin ystävämme. Lisäksi Gripen on edullisin, joten koneita voisi vaikka saman tien ostaa hieman enemmän…

Mutta silti: jos tekniikkafriikki pääsisi valitsemaan ilman taloudellisia ja poliittisia rajoituksia, olisi F-35 varsin todennäköinen valinta!

Videoraportti Yhdysvalloista: F-35 Lightning II

Tiedetuubi esittelee Hornetin seuraajaehdokkaita. Ensimmäisessä vaiheessa esiin pääsevät Yhdysvalloista mukana kisassa olevat tarjokkaat Super Hornet ja F-35. Tässä videossa esiin pääsee F-35.


Keväällä 2017 Yhdysvaltain suurlähetystö sekä Boeing ja Lockheed Martin kutsuivat joukon suomalaistoimittajia tutustumaan sikäläisiin tarjokkaisiin, ja Tiedetuubi oli mukana joukossa. Isännät maksoivat Tiedetuubin matkasta majoitukset, ylläpidon ja kuljetukset Yhdysvalloissa, mikä oli luonnollista, koska pääsy matkan tutustumiskohteisiin ilman yhtiöiden ja Yhdysvaltain puolustushallinnon järjestelyjä olisi ollut vaikeaa tai mahdotonta. Matkan Yhdysvaltoihin ja takaisin Tiedetuubi kustansi itse.

Matkalla vierailtiin Super Hornetia käyttävässä Oceanan lentotukikohdassa ja Boeingin tehtailla sekä Lockheed Martinin tehtailla ja Luken lentotukikohdassa, missä oli ja on parhaillaan norjalaisia kouluttautumassa F-35:n käyttöön.

Lue myös laajempi juttu Hornetien seuraajahankkeesta:
Herhiläisen seuraajaa etsimässä – miten Ilmavoimien uutta hävittäjää etsitään?

Lockheed Martinin F-35 Lightning II on juuri päinvastainen tapaus kuin kokenut ja koeteltu Super Hornet.

F-35 on joukon ainoa viidennen sukupolven hävittäjä, mikä tarkoittaa sitä, että se on erittäin hyvin verkottunut kaikkien samassa tilanteessa olevien koneiden ja muiden taisteluun osallistuvien tahojen kanssa, ja missä tekniikka on muutenkin viety äärirajoille: kun Super Hornet on pääasiassa tehty metallista, on F-35 komposiittirakenteinen; sen muoto ja pintamateriaali ovat sellaisia, että se näkyy varsin huonosti tutkassa; ja sen sensorit tuottavat koko ajan lentäjän monimutkaiseen kypärään koko ajan tietoa ja kuvia, joiden avulla hän voi olla koko ajan tietoinen ympäristöstään ja jopa "nähdä" taakse sekä alas oman koneensa läpi.

F-35 on todellakin upea kone, mutta kääntöpuolella ovat uuden tekniikan kehittämisen sekä käyttöönoton hankaluudet. Koneen tekeminen on tullut paljon laskettua kalliimmaksi ja kestänyt pitempään kuin suunniteltiin. Eivätkä ongelmat ole vielä ohi, vaan yllätyksiä tuntuu tulevan edelleen. Jos Suomi valitsee F-35:n, niin todennäköisesti ongelmat alkavat olla tuolloin jo ohitse.

Koe on ollut nähtävästi ensimmäisen kerran jo taistelussakin, kun nyt toukokuussa Israel käytti sitä Iranin puolelle ulottuneeseen iskuun. Koneen häiveominaisuuksien ja sähköisen sodankäynnin laitteidensa ansiosta se pystyi tunkeutumaan pitkälle vihollisen puolelle ja tekemään siellä iskunsa yllättäen. Myös taisteluharjoituksissa kone on osoittautunut päteväksi. Tosin huolto- ja ylläpito-ongelmien vuoksi koneet eivät ole olleet käytössä niin paljon kuin niiden olisi pitänyt.

Yleistäen ja hieman ironisesti voisikin sanoa, että F-35 on vertaansa vailla – silloin kun se pääsee ilmaan. Mutta tilanne muuttuu koko ajan paremmaksi.

Kone on yksimoottorinen, mutta tilastojen mukaan uudet suihkumoottorit ovat siinä määrin aiempia luotettavampia, että F-35 ei ole sen vaarallisempi kuin kaksimoottoriset. Kun mukaan lasketaan muut systeemit, tilanne on jopa F-35:n kannalta paljon parempi. Myös kaksimoottorisilla vikoja tapahtuu nykyisin niin harvoin, että periaatteessa on turha maksaa kaksimoottoriudesta tulevaa ylimääräistä hintaa moottoririkon teoreettisen mahdollisuuden vuoksi.

Lentotunnin hinta F-35:llä on alkaen 20 000 euroa.




Teknisiä tietoja Super Hornet F-35 Lightning II
Pituus (m) 18,31 15,67
Siipien kärkiväli (m) 13,62 10,65
Korkeus (m) 4,88 5,28
Siipipinta-ala (m²) 46,5 42,7
Massa tyhjänä (kg) 14 550 13 170
Suurin lentoonlähtömassa (kg) 29 900 31 800
Toimintamatka (km) 2 346 2 200
Huippunopeus Mach 1,6 Mach 1,6
Suurin taistelulentokorkeus (km) yli 15,3 yli 15,3
Moottori 2 × General Electric F414-GE-400 1 × Pratt & Whitney F135
Työntövoima (yhden moottorin) 62,3 kN, 97,9 kN jälkipolttimella 111 kN, 178 kN jälkipolttimella
Tutka Raytheon APG-79 Northrop Grumman AN/APG-81

(Huom. Kaikki suoritusarvot riippuvat monista seikoista ja ovat tässä vain ohjeellisia.)

Videoraportti Yhdysvalloista: Boeing Super Hornet

Tiedetuubi esittelee Hornetin seuraajaehdokkaita. Ensimmäisessä vaiheessa esiin pääsevät Yhdysvalloista mukana kisassa olevat tarjokkaat Super Hornet ja F-35. Tällä videolla esitellään Super Hornet.


Keväällä 2017 Yhdysvaltain suurlähetystö sekä Boeing ja Lockheed Martin kutsuivat joukon suomalaistoimittajia tutustumaan sikäläisiin tarjokkaisiin, ja Tiedetuubi oli mukana joukossa. Isännät maksoivat Tiedetuubin matkasta majoitukset, ylläpidon ja kuljetukset Yhdysvalloissa, mikä oli luonnollista, koska pääsy matkan tutustumiskohteisiin ilman yhtiöiden ja Yhdysvaltain puolustushallinnon järjestelyjä olisi ollut vaikeaa tai mahdotonta. Matkan Yhdysvaltoihin ja takaisin Tiedetuubi kustansi itse.

Matkalla vierailtiin Super Hornetia käyttävässä Oceanan lentotukikohdassa ja Boeingin tehtailla sekä Lockheed Martinin tehtailla ja Luken lentotukikohdassa, missä oli ja on parhaillaan norjalaisia kouluttautumassa F-35:n käyttöön.

Lue myös laajempi juttu Hornetien seuraajahankkeesta:
Herhiläisen seuraajaa etsimässä – miten Ilmavoimien uutta hävittäjää etsitään?

Koneista Super Hornet on suomalaisittain hyvin tutun tuntuinen, sillä se on "vain" hieman suurempi ja parempi versio nyt Ilmavoimilla käytössä olevasta Hornetista. Suomeen hankittaisiin nyt käytössä olevan Super Hornetin edelleen parempi versio Advanced Super Hornet, jossa ennen kaikkea systeemeitä on parannettu.

Vaikka koneen systeemeitä onkin tulevassa versiossa paranneltu, on kone edelleen neljännen sukupolven hävittäjä, eikä sitä ole optimoitu elektroniseen sodankäyntiin. Siksi Hornetista on kehitetty erillinen elektronisen sodankäynnin versio Growler. Sen erottaa nopeasti perusversiosta siipien päissä olevista osiosta ohjusmaisista antennirykelmistä. Koska Growlerissa ei ole yhtä paljon tilaa aseille kuin perusversiossa, toimivat yleensä Growlerit yhdessä perusversioiden kanssa. Jos Suomi päättää tilata Super Horneteja, on tilauksessa varmasti kymmenkunta tällaista Growleria.

Super Hornet teki ensilentonsa vuonna 2001 ja Yhdysvaltain laivasto käyttää niitä ainakin 2040-luvulle sakka. Sen lentotunnin hinnaksi arvioidaan 9500 – 20 000 euroa varustuksesta riippuen. Vertailun vuoksi: nykyisen Hornetin lentotunti maksaa noin 9 200 euroa.

Kone on tuotannossa ja se on käytössä koeteltu, joten sen suhteen ei ole tiedossa yllätyksiä. Sen käyttöönotto Ilmavoimissa kävisi myös sujuvasti, koska koneissa on paljon yhtäläisyyksiä. Vaikka Hornet on tehty lentotukialuskäyttöön, on se osoittautunut hyvin toimivaksi Suomessa, koska se pystyy tekemään lentotukialusmaisia nousuja ja laskeutumisia lyhyille tienpätkille. Kaksimoottorisena se myös on luotettava lennettäessä asumattomien korpimaiden päällä.

Kokemus ja ikä voidaan laskea myös huonoksi puoleksi, sillä kone on selvästi kandidaattien vanhin ja vanhanaikaisin – vaikka sitä onkin paranneltu ja niin tehdään jatkossakin. Kyseessä on klassinen niin sanottu neljännen sukupolven hävittäjä, joka hoitaa varmasti hommansa, mutta tylsästi ja ilman erityistä hohdokkuutta.

Ulkoisesti Super Hornetin ja Hornetin erottaa toisistaan muutamista yksityiskohdista. Näistä paras on moottorien ilmanottoaukot: Super Hornetissa ne ovat neliskanttiset, vanhemmassa Hornetissa pyöreät. Toinen selvä piirre on siipien ja rungon liitoskohdassa siiven edessä olevat johtoreunat, jotka Super Hornetissa tulevat edemmäs. Super Hornet on myös selvästi suurempi.




Teknisiä tietoja Super Hornet F-35 Lightning II
Pituus (m) 18,31 15,67
Siipien kärkiväli (m) 13,62 10,65
Korkeus (m) 4,88 5,28
Siipipinta-ala (m²) 46,5 42,7
Massa tyhjänä (kg) 14 550 13 170
Suurin lentoonlähtömassa (kg) 29 900 31 800
Toimintamatka (km) 2 346 2 200
Huippunopeus Mach 1,6 Mach 1,6
Suurin taistelulentokorkeus (km) yli 15,3 yli 15,3
Moottori 2 × General Electric F414-GE-400 1 × Pratt & Whitney F135
Työntövoima (yhden moottorin) 62,3 kN, 97,9 kN jälkipolttimella 111 kN, 178 kN jälkipolttimella
Tutka Raytheon APG-79 Northrop Grumman AN/APG-81

(Huom. Kaikki suoritusarvot riippuvat monista seikoista ja ovat tässä vain ohjeellisia.)

Video: Tällainen on yliäänikone, joka ei aiheuta yliäänipamausta

Yliäänikone Condordelle on pohdittu moneen kertaan jo seuraajaa, mutta edessä on ollut aina kaksi ongelmaa: koneen saaminen tarpeeksi taloudelliseksi ja yliäänilentämisen haittana oleva voimakas yliäänipamaus – mitä iloa on yliäänilentokoneesta, jos sillä ei saisi ylittää äänivallia muualla kuin kaukaisilla alueilla?

 

Moni unohtaa lyhenteen NASA koko merkityksen: kyseessä ei ole vain Yhdysvaltain avaruushallinto, vaan sen toimialana on myös ilmailu. Siksi Nasan nimi tuleekin sanoista National Aeronautics and Space Administration, siis Kansallinen aeronautiikka- ja avaruushallinto.

Osana tätä aeronautiikan, lentämiseen liittyvää tutkimusta on jo jonkin aikaa ollut koekone, jonka avulla voitaisiin testata uudenlaisia tekniikoita, joilla yliäänipamausta voitaisiin joko vähentää olennaisesti tai jopa päästä sellaisesta kokonaan eroon.

Toissa päivänä Nasa solmi sopimuksen Lockheed-Martin -yhtiön kanssa tällaisen koekoneen tekemisestä. 

Virallisesti koneen nimi on LBFD, eli Low-Boom Flight Demonstrator. Koneen on tarkoitus nousta ilmaan vuonna 2022.

Siitä tulee 29 metriä pitkä ja sen rungon koko on sisätiloiltaan samaa luokkaa kuin pienissä liikesuihkukoneissa. Kone pystyy lentämään 1,4-kertaisella äänen nopeudella ja nousemaan 17 kilometrin korkeuteen.

Sen tärkein tehtävä tulee olemaan yliäänipamausten tekeminen ja niiden vaikutusten seuraaminen. Laskelmien mukaan uudella tavalla muotoillut siivet ja rungon muoto auttavat yliäänipamauksen vaimentamisessa olennaisesti; tuloksena olisi mahdollisesti jopa vain autotallin oven kiinni paiskaamisen kaltainen yliäänipamaus. Jos näin on, niin moottorien äänikin on voimakkaampi.

Koneella tullaankin tekemään lentoja asutuilla alueilla ja kyselemään ihmisiltä alhaalla mitä he kuulivat yliäänipamauksen aikaan. Luonnollisesti kuulohavaintojen lisäksi pamauksia mitataan monilla eri tavoin.

Tällä koneella ei lennätetä koskaan maksavia matkustajia, mutta tekniikkaa voidaan myöhemmin käyttää sellaisen koneen tekemiseen.

Kaupalliset yrittäjät saattavat ennättää (tässäkin) ensin

Samaan aikaan kun Nasa on vasta tehnyt sopimuksen koekoneen tekemisestä, on ainakin kaksi yritystä jo rakentamassa omia uudenlaisia yliäänikoneitaan.

Ne tulevat tuottamaan yliäänipamauksia, jotka ovat varmasti kovempia kuin uudella koekoneella, mutta silti vaimeampia kuin aikanaan esimerkiksi Concordella. Tämä tarkoittaa sitä, että koneilla saa lentää todennäköisesti yliäänivauhtia vain merten päällä – mutta esimerkiksi Atlantin yli lennettäessä tästä ei ole olennaista haittaa.

Suunnitteilla olevia yliäänikoneita

Virgin Galacticin kanssa liittoutunut Boom Technology (heidän koneensa on yllä olevassa kuvassa vasemmalla) suunnittelee lentävänsä omalla koneellaan ensimmäistä kertaa vuonna 2020 ja Spike Aerospace (kone oikealla) tähtää jo tämän vuoden loppuun.

Vallankumouksellinen kompakti fuusioreaktori – työtä riittää vielä

Pe, 08/07/2015 - 12:45 Jari Mäkinen
Lockheed-Martinin T4-reaktori

Lockheed Martin -yhtiössä uudenlaista kompaktia ja pienikokoista fuusioreaktoria kehittävän ryhmän vetäjä Thomas McGuire kertoi hankkeesta eilen illalla Suomen aikaa Princetonin yliopiston plasmafysiikan laboratorion kollokviumissa, mutta varsinaisia mullistavia tietoja ei tästä salamyhkäisestä hankkeesta tullut esiin. Kaikkein kiinnostavimmat tiedot jäivät siten vielä salaan.

Hän esitteli fuusioreaktorin konseptia (mistä kerroimme viime lokakuussa julkaistussa jutussa) sekä sen toimintaperiaatteesta. Nyt käytössä oleva koereaktori T4 (otsikkokuvassa) on kyennyt pitämään plasmaa sisällään yllä McGuiren mukaan muutaman sekunnin ajan, mikä on toki lupaavaa, mutta vielä kaukana siitä, että laite voisi toimia kunnolla. Heillä ei ole tässä versiossa vielä tarpeeksi lämmitystehoa käytettävissään, joten lämpötilassa on päästy vasta 10 – 20 eV:n tasolle.

"Kokeet ovat vielä vaatimattomalla tasolla, joten heillä on yllä paljon töitä tehtävänä", toteaa hanketta seurannut Helsingin yliopiston Fysiikan tutkimuslaitoksen fyysikko Tomas Lindén.

"Reaktori on tavallaan sekoitus monta eri konseptia, mutta vaikuttaa kyllä mielenkiintoiselta. Tarvitaan paljon enemmän kokeita ja kehitystyötä ennen kuin voidaan sanoa toimiiko tämä kompaktin fuusioreaktorin konsepti vai ei. Osaa patenttijulkaisussa olevista asioista ei käsitelty lainkaan, ja McGuire esitti vain sen materiaalin mihin hän oli saanut luvan."

Näin ollen mitään varsinaista uutta ei esitelmässä tullut esille, mutta olennaisinta onkin se, että hanke menee eteenpäin ja Lockheed Martinin luottaa edelleen hankkeeseen – joka toteutuessaan olisi eräs merkittävimmistä tapauksista energiatekniikan alalla. 

Tavoitteena on tehdä pienikokoinen, käteväkäyttöinen ja luotettava pieni fuusioreaktori, joka olisi  kooltaan vain kolmisen metriä ja se tuottaisi 100 megawattia energiaa.

Kehitystyötä tehdään yhtiön kuuluisalla Skunk Works -ideapajalla, joka tunnetaan ennen kaikkea omalaatuisista sotilaslentokoneistaan. Fuusiovoimalalla onkin suora yhteys niin lentokoneisiin kuin sotilaisiin: sen ensisijainen käyttö olisi lentokoneisiin ja muihin liikkuviin sotalaitteisiin asennettavat laseraseet, jotka vaativat runsaasti sähköä. Toteutuessaan tosin tekniikalla olisi paljon enemmän käyttöä siviilipuolella, sillä yksi tällainen fuusiovoimala voisi teoreettisesti tuottaa 80 000 ihmisen taajaman vaativan sähkön ja sen käyttäminen onnistuisi (ainakin periaatteessa) tavalliselta huoltoyhtiöltä.

Ideasta kerrotaan enemmän alla olevissa jutuissa ja palaamme myös (toivottavasti pian) asiaan uudelleen.

McGuiren esitelmä on alla tallenteena Princetonin plasmafysiikkalaboratorion arkistosivustolta.



Alla on vielä Lockheed-Martinin (voimakkaasti PR-henkinen) CFR-hankkeen esittelyvideo :

Paljastuuko mullistava fuusiovoimala tänään illalla?

To, 08/06/2015 - 18:26 Jari Mäkinen
Kompaktin fuusioreaktorin sisustaa

Päivitys:
Esitelmässä ei ollut mullistavia uutisia, mutta kiinnostavia tietoja. Niistä kerrotaan uudessa jutussa Vallankumouksellinen kompakti fuusioreaktori – työtä riittää vielä.

Alkuperäinen juttu:

Kerroimme viime lokakuussa amerikkalaisen Lockheed Martinin -yhtiön esittelemästä vallankumouksellisesta voimalaitosideasta: pienestä fuusioreaktorista, joka olisi  kooltaan vain kolmisen metriä ja se tuottaisi 100 megawattia energiaa. Jos joka niemeen, notkoon ja saarelmaan saisi tällaisen pienen voimalaitoksen, menisi Suomen ydinvoimalahankkeiden lisäksi koko maailmanpolitiikka uusiksi, kun kaasusta tai öljystä ei olisi kiistakapulaksi – ja energiaa riittäisi kaikille niin paljon kuin vain suinkin. 

Lockheed-Martin on sotilastekniikkaa tekevä yhtiö, ja sen pääkiinnostus on ollut todennäköisesti laivoihin, lentokoneisiin ja rekkoihin asennettava voimalaitos, jolla voisi tehdä virtaa esimerkiksi voimakkaille laseraseille. Kompakti fuusioreaktori, eli Compact Fusion Reactor (CFR), mahtuisi noin 10 m pitkään ja muutamia metrejä leveään tilaan. 

Varmaankin tämän sotilaskytkennän yhtiö ei ole kertonut keksinnöstään tai suunnitelmistaan julkisuuteen yksityiskohtia ja hanketta kohtaan on esitetty – aivan aiheesta – paljon kritiikkiä. Pienikokoisten fuusiolaitosten tekniikkaa on tutkittu turhaan ja vaikka paperilla vastaavat ovat toimineetkin, on käytännön kanssa ollut hankalampaa.

Luonnollisesti myös kaupalliset intressit puoltavat hiljaista kehitystyötä: toimiessaan pieni fuusiovoimala olisi mullistava laite, ja sitä tekevä yhtiö tulee keräämään miljardien – todennäköisesti jopa biljoonien – voitot.

Tässä mielessä tänään illalla klo 23:15 Suomen aikaa pidettävä esitelmä on erittäin kiinnostava: Lockheed-Martinilla hanketta vetävä Thomas McGuire kertoo kompaktin fuusiovoimalan periaatteesta ja kehitystyöstä Princetonin yliopiston plasmafysiikan laboratorion kollokviumissa ja se näytetään myös suorana netissä. Striimi näkyy myös tässä alla; joka tapauksessa tiedossa on äärimmäisen kiinnostava esitys!

MarsOne on vaikeuksissa (päivitetty)

Ti, 02/24/2015 - 10:41 Jari Mäkinen

Julkaisimme viime viikolla tämän jutun Marsin siirtokuntia suunnittelevasta MarsOne-hankkeesta otsikolla, jossa oli kysymysmerkki. Nyt merkin voi ottaa pois, sillä hanke on kokenut kaksi takaiskua lisää: reality-televisio-ohjelmia tekevä Egmont, eräs olennaisimmista rahoittajista, on vetäytynyt hankkeesta, minkä lisäksi MarsOnen tieteellinen neuvonantaja, hollantilainen nobelisti Gerard ’t Hooft ei enää usko, että MarsOne voisi alkaa vuonna 2024 – kuten vielä viime viikolla annettiin ymmärtää. Hän ei siis sano, etteikö hanke ole mahdollinen, mutta toteaa nyt sen maksavan enemmän kuin oletettiin ja siksi sen toteuttaminen ei onnistu annetulla aikataululla.

Bas Lansdorp, MarsOnen vetäjä, sanoo nyt että 2024 on edelleen teoriassa mahdollinen, mutta "aloitusvuotta on jo kerran lykätty, ja silloin totesimme vain, että hanke näyttää nyt oikealta avaruushankkeelta, koska se koki ensimmäisen viivästyksensä".

On erittäin todennäkistä, että hanke tällaisenaan tulee kaatumaan, mutta yhtä kaikki – se on tehnyt Marsin asuttamista tunnetuksi kenties enemmän kuin mikään muu hanke aikaisemmin. Ja myöhemmin tänä vuonna Space X -yhtiön Elon Musk aikoo julkistaa oman suunnitelmansa Marsiin lentämiseksi. Todennäköisemmin sillä on enemmän realistisuutta takanaan, kuin oli (on?) MarsOnella.

Alla on alkuperäinen artikkelimme helmikuun 20. päivältä.

---

Tällä viikolla näyttävästi Mars-astronauttien hakukilpailussa jatkoon päässeiden sadan parhaan nimet ilmoittanut MarsOne on lopettanut ensimmäisen, konkreettisen Mars-lentonsa toteuttamisen. Tämä voi olla viesti siitä, että suunnitelmien ja haaveiden toteuttaminen käytännössä on yhtiölle hyvin vaikeaa – tai vaikeaa se on joka tapauksessa, mutta onko se MarsOnelle liian suuri kynnys?

MarsOne on hollantilainen hanke, jonka ideana on lähettää ihmisiä Marsiin yksisuuntaisilla lennoilla siten, että lähtijät muodostavat punaisen planeetan pinnalle siirtokunnan. Vuodesta 2024 alkaen kuusihenkisiä miehistöjä lähetettäisiin kahden vuoden välein, jolloin siirtokunta kasvaisi ja muuttuisi (toivottavasti) lopulta itsenäiseksi samaan tapaan kuin uudisraivaajat synnyttivät siirtokuntia Australiaan tai Amerikkaan aikanaan. 

Rahoituksensa hanke saisi siitä, että lento, valmistautuminen sille ja astronauttivalinnan viime vaiheet tehtäisiin Big Brother -tyyppisessä TV-kilpailussa. Kilpailut alkavat jo nyt valittujen sadan kandidaatin kanssa, jotka osallistuvat maaosittain joukkuekilpailuihin, joista valittavat ovat mukana “lopullisissa” Mars-miehistöissä.

Käytännössä lopulta valittavat osallistuvat ensin vuosia kestävään simulaatioon, ja osa heistä varmasti jättää silloin hankkeen ja heidän tilalleen haetaan uusia osanottajia.

Laskeutuja peruttu?

Hankkeella on edessään monia teknisiä ongelmia, jotta siirtokunta voisi toimia turvallisesti ja omavaraisesti Marsin pinnalla. Näiden tutkimista varten tarkoituksena oli lähettää vuonna 2018 Marsiin automaattinen laskeutuja, jonka tehtävänä olisi ollut testata myöhemmin siirtokunnan käyttöön tulevaa tekniikkaa sekä tehdä muuta lentoon liittyvää tutkimusta Marsissa alueilla, minne siirtokunta on tarkoitus perustaa.

Lisäksi vuonna 2018 suunnitelman mukaan olisi Marsiin lähetetty kiertolainen, joka olisi toiminut tietoliikennesatelliittina: se olisi välittänyt paitsi tietoja laskeutujalta Maahan, niin myös myöhemmin toiminut siirtokunnan yhteytenä. Kun kyse on suoran TV-lähetyksen välittämisestä Marsista Maahan, pitää sitä varten olla luonnollisesti tietoliikennesatelliitti Marsissa!

MarsOne aloitti näiden valmistelun pari vuotta sitten tilaamalla  tarjoukset Lockheed Martin -yhtiöltä laskeutujasta (joka perustuisi NASAn Phoenix- ja InSight -laskeutujiin) ja Surrey Satellite Technology -yhtiöltä tietoliikennesatelliitista.

Yhtiöt toimittivat suunnitelmansa ja tarjouksensa viime vuonna, mutta MarsOne ei ole ollut yhtiöiden tiedottajien mukaan sen jälkeen heihin yhteydessä. Mikäli lennot on tarkoitus toteuttaa vuonna 2018, alkaa laitteiden tekemisellä olla jo kiire.

MarsOne ei ole puolestaan kertonut laskeutujan ja tietoliikennesatelliitin tekemisistä mitään sitten joulukuun 2013, jolloin asia julkistettiin. 

Nyt SpaceNews-sivustolle lähettämässään sähköpostissa MarsOnen toimitusjohtajan Bas Lansdorp toteaa, että MarsOne on nyt tutkimassa Massachusettsin teknillisen instituutin, kuuluisan MIT:n opiskelijoiden viime vuonna julkistamaa tutkimusta, jonka mukaan siirtokunta olisi vaarassa Marsissa suunnitelman elossapitolaitteissa olevien perustavaa laatua olevien suunnitteluvirheiden vuoksi.

Laitteita on suunnittelemassa Arizonassa toimiva Paragon Space Development -yhtiö, joka tuli tunnetuksi viime lokakuussa stratosfääristä laskuvarjolla hypänneen Google-johtaja Alan Eustachen hypyn teknisenä toteuttajana.

Lansdorpin mukaan MarsOne ilmoittaa aikanaan miten laskeutujien kehittämisen kanssa menetellään, mutta yhtiön mukaan työ jatkuu normaalisti.

Voi kuitenkin olla, että hankkeen toteuttaminen lopulta on yhtiölle liian vaikeaa; mikäli jo miehittämättömien laskeutujien tekeminen tökkii tällä tavalla, miten käy miehitettyjen avaruusalusten sekä siirtokuntaa rakentamaan suunniteltujen robottien kanssa?

Toivottavasti MarsOne kuitenkin pääsee tästä eteenpäin.

MarsOnen piirroksessa on kuuteen laskeutujaan perustuva siirtokunta, joka olisi vuonna 2024 Marsissa valmiina odottamassa ensimmäisiä astronautteja. Asema olisi robottien kokoama ja siellä olisi saapujia odottamassa jo hengitysilmaa sekä 3000 litraa vettä ja 120 kiloa happea, joita tuotettaisiin koko ajan lisää Marsin pintamateriaalista. Rahtialukset olisivat tuoneet asemalle runsaasti varusteita ja ruokaa, joiden turvin kuusi ihmistä tulisivat toimeen vuosia.

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:

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.