Falcon 9 Reusable

Avaruusraketti yrittää jälleen laskeutumista, mutta ei hyvältä näytä

To, 02/25/2016 - 19:13 By Jari Mäkinen
Falcon 9, joka laukaisee SES-9 -satelliitin


Space X -yhtiön Falcon 9 -kantoraketti oli tarkoitus laukaista torstain ja perjantain välisenä yönä avaruuteen ja aikomuksena oli paitsi kuljettaa tietoliikennesatelliitti avaruuteen, niin myös ohjata raketin ensimmäinen vaihe palaamaan takaisin laukaisupaikalle. Laukaisua kuitenkin lykättiin viime hetkellä muutamalla päivällä. Vaikka itse laukaisun suhteen kaikki näyttää hyvältä, ovat toiveet laskeutumisen onnistumisesta tällä kerralla varsin matalalla. Yrittänyttä ei kuitenkaan laiteta!

(Juttua on päivitetty perjantaina 26.2. yöllä klo 2 Suomen aikaa)

Kantoraketin oli tarkoitus nousta matkaan klo 1.46 Suomen aikaa Cape Canaveralista, Floridasta, mutta lähtölaskentakello pysäytettiin kohtaan 1:41 minuuttia ennen lentoonlähtöä, koska raketin käyttämän nestemäisen hapen tankkauksessa oli ongelma. Space X ei ilmoittanut saman tien ajankohtaa uudelle laukaisuyritykselle, vaan totesi sen tapahtuvan "seuraavien päivien kuluessa".

Laukaisua yritettiin jo edellisenä yönä, mutta silloin lennonjohto päätti lykätä laukaisua vuorokaudella, koska rakettimoottoreissa käytettävän nestehapen lämpötila ei ollut aivan niin matala kuin toivottiin – nähtävästi sama tai samankaltainen ongelma toistui nytkin, koska varsinainen tankkaus oli jo ohitse keskeytyksen tapahtuessa.

5,2 tonnia massaltaan olevan SES 9 -tietoliikennesatelliitin toimitus geostationaariradalle on Falcon 9:n suorituskyvyn ylärajoilla, ja kun käytetyt ajoaineet (nestehappi ja kerosiini) ovat tavallista kylmempiä, saadaan niitä pakattua tankkeihin hieman enemmän. 

Näin lentoon saadaan hieman lisää marginaalia mahdollisten ongelmien varalta.

Kyseessä on raketin uusi, voimakkaampi versio, joka käyttää superkylmää polttoainetta ja hapetinta. Kerosiini on jäähdytetty -6°C:n lämpötilaan ja nestehappi on -207°C:n lämpötilassa normaalin -183°C:n sijaan. Polttoaine ja nestehappi ovat tiheämpiä ja antavat siten lähes 20 % lisää potkua Merlin 1D -rakettimoottoreille.

Tarkoituksena on myös yrittää jälleen kerran laskeutumista raketin ensimmäisellä vaiheella. Viilennyksen ansiosta mukaan saatava polttoaine ja hapetin ovat osaltaan tarpeen juuri siksi, että näin rakettivaiheella on tarpeeksi menovettä käytössään laskeutumista varten.

Rakettivaihehan vempauttaa itsensä oman osuutensa päätyttyä takaisin tulosuuntaan ja hidastaa lentoansa rakettimoottoreilla, jotka hetkeä aikaisemmin kiihdyttivät rakettia sekä sen kuormaa kohti kiertorataa. Rakettivaihe avaa sivuillaan taitettuina olevat laskeutumisjalat ja laskeutuu pystysuoraan helikopterin tapaan merellä noin 650 km mantereesta olevalle jalkapallokentän kokoiselle kelluvalle lavetille.

Space X onnistui tässä laskeutumisessa ensimmäisen kerran viime joulukuussa, mutta tuo laskeutuminen tapahtui kiinteälle maalle lähelle laukaisupaikkaa. Sen sijaan kaikki yritykset laskeutua lavetin päälle merellä ovat epäonnistuneet erilaisista syistä. Syyt on yleensä pystytty selvittämään hyvin jälkikäteen ja kerta toisensa jälkeen laskeutuminen on onnistunut yhä paremmin – tai siis epäonnistunut yhä vähemmin. Viimeisin tällainen laskeutumisyritys olisi onnistui lähes täydellisesti, kunnes yksi laskeutumisjaloista petti – oletettavasti siitä syystä, että jalka ei ollut lukittunut kunnolla laskeutumisasentoon.

Tällä kerralla toiveet tosin eivät ole korkealla.

Satelliitti vaatii noin kaksi sekuntia pitemmän ensimmäisen vaiheen toiminnan, joten polttoainetta on joulukuista lentoa vähemmän käytettäväksi laskeutumiseen. Myös ensimmäisen vaiheen nopeus on liki kaksi kertaa suurempi kuin joulukuussa ennen laskeutumismanöveerien aloittamista, mikä osaltaan vaatisi suurempia rakettimoottorien polttoja ja samalla enemmän polttoainetta.

Paitsi että suurempi nopeus vaatii lisää polttoainetta, se rasittaa rakettivaihetta mekaanisesti enemmän. 

Mutta voi olla, että Space X vain haluaa hillitä odotuksia, jotka aiemmilla kerroilla ovat olleet lähes ylimitoitettuja: monet kuvittelivat koko lennon epäonnistuneen, kun rakettivaihe vain töppäsi laskeutumisessa.

*

Alla on yhtiön tekemä video joulukuun lennosta ja sen onnistuneesta laskeutumisesta; tällä kerralla siis laskeutumista ei tehdä kiinteälle maalle, vaan yritetään jälleen merellä olevalle lautalle.

Falcon 9 onnistui laskeutumisessa (video)

Ti, 12/22/2015 - 07:27 By Jari Mäkinen
Falcon 9 laskeutui

Falcon 9 teki viime yönä Suomen aikaa virheettömän lennon kuljettamalla kyydissään olleet satelliitit avaruuteen. Lisäksi raketin ensimmäinen vaihe onnistui laskeutumaan takaisin Maahan.

Tämä on suuri helpotus SpaceX -yhtiölle, jonka edellinen laukaisu kesäkuussa epäonnistui ja jonka aiemmat yritykset saada rakettivaihe ehjänä takaisin alas ovat lähes onnistuneet – mutta eivät kuitenkaan.

Onnistunut lento on hyvä uutinen myös Aalto-1 -satelliitille, jonka pääsy avaruuteen on viivästynyt kantoraketin tarkistusten ja korjausten vuoksi. Ellei enää tule yllätyksiä, niin Suomen ensimmäinen oma satelliitti pääsee matkaan maaliskuussa.

Aiempi juttumme aiheesta on täällä: Falcon 9 palaa lentoon.

Space X -yhtiön Falcon 9 -kantoraketit ovat pysyneet maassa viime kesäkuussa tapahtuneen epäonnistuneen laukaisun jälkeen, kun onnettomuuden syy on selvitetty ja vika korjattu. 

Nyt tapahtunutta laukaisua lykättiin tarkistusten vuoksi vielä joulukuun alusta viikonloppuun, ja siitä edelleen vielä tähän maanantai-iltaan (paikallista aikaa Floridassa), koska sääolosuhteet laskeutumista varten olivat paremmat.

Kantoraketti nousi lentoon klo 3:28 (Suomen aikaa) ja klo 3:44 ensimmäiset kyydissä olleista 11 satelliitista vapautettiin avaruuteen oikeille radoilleen.

Kyseessä oli Falcon 9:n 20. laukaisu.

Samalla kun raketin ylempi osa nousi avaruuteen satelliitit mukanaan, sen suurikokoinen, yhdeksällä rakettimoottorilla varustettu ensimmäinen osa teki monimutkaisen lentoradan vempautusliikkeen ja suuntasi uudella radallaan takaisin kohti Cape Canaveralia.

Laskeutuminen tapahtui (saatavissa olevien tietojen mukaan täydellisesti) klo 3:40 noin kymmenen kilometriä laukaisualustasta etelään sijainneelle alueelle.



Koko 45-minuuttinen video lähtövalmisteluista, laukaisusta, lennosta ja laskeutumisesta on katsottavissa SpaceX:n YouTube-kanavalla.



Viimeinkin onnistui!

Aiemmin Falcon 9:n ensimmäisen vaiheen laskeutumista on yritetty merellä olleen jalkapallokentän kokoisen lavetin päälle, mutta se ei ole kertaakaan onnistunut. Kaksi kertaa onnistuminen on ollut tosin hyvin lähellä, joten voi sanoa, että onnistuminen oli vain ajan kysymys. 

Kyseessä ei ole enää ensimmäinen kerta, kun raketti laskeutuu onnistuneesti lentonsa jälkeen takaisin Maahan.

Blue Origin -raketti onnistui tässä marraskuun lopulla, mutta kyseessä oli olennaisesti pienempi raketti kuin Falcon 9. Blue Origin ei kykene laukaisemaan satelliitteja avaruuteen ja vaikka sen laskeutuminen oli jo aimo askel eteenpäin uudelleenkäytettäviä kantoraketteja tehtäessä, on Falcon 9:n onnistunut laskeutuminen suurempi harppaus eteenpäin.

Nyt kiinnostavinta on nähdä kuinka hyvässä kunnossa Falcon 9:n ensimmäinen vaihe on ja kuinka helposti se voidaan kunnostaa uutta lentoa varten.

Falcon 9 palaa lentoon ja yrittää taas laskeutumista – suomalaissatelliitin aikataulu myös kyseessä

Su, 12/20/2015 - 13:34 By Jari Mäkinen
Falcon 9 laukaisualustallaan

Päivitys sunnuntaina illalla klo 23:30:
Laukaisua on päätetty lykätä vuorokaudella, koska laskelmien mukaan todennäköisyys onnistuneelle ensimmäisen vaiheen laskeutumiselle silloin 10% parempi. Uusi yritys klo 03:33 Suomen aikaa tiistaina.

- - -

Amerikkalainen SpaceX -yhtiö on laukaisemassa ensi yönä Suomen aikaa jälleen Falcon 9 -kantoraketin avaruuteen. Kyseessä on ensimmäinen lento sitten viime kesäkuun, jolloin samanlainen raketti räjähti kesken kaiken.

Onnettomuus ei aiheuttanut vaaraa kenellekään, koska se tapahtui raketin ollessa jo korkealla ja meren päällä, mutta sen seurauksena laukaisut jouduttiin keskeyttämään onnettomuuden syyn  tutkinnan ajaksi. 

Tämä vaikutti suoraan myös ensimmäisen suomalaisen satelliitin Aalto-1:n laukaisuajankohtaan, sillä ennen onnettomuutta sen odotettiin pääsevän Falcon 9:n kyydillä matkaan nyt joulukuussa. Mikäli ensiöinen lento sujuu hyvin, on Aalto-1:n laukaisu vuorossa maaliskuussa.

Laskeutuminen uudella tavalla

Falcon 9 -kantoraketin laukaisun on tarkoitus tapahtua illalla 20:29 Floridan aikaa, eli 03:29 Suomen aikaa maanantain puolella. Laukaisuikkuna kestää vain minuutin ajan, koska joulun alla vilkasta lentoliikennettä Cape Canaveralin taivaalla ei haluta häiritä liikaa.

Kyseessä kun ei ole vain pikainen matka taivaalle, vaan myös tulo takaisin alas: yhtiö koettaa jälleen saada raketin ensimmäisen vaiheen palaamaan takaisin maahan. Tällä kerralla tosin laskeutumista ei yritetä merellä olevan lavetin päälle, vaan kymmenisen kilometriä laukaisupaikan eteläpuolella olevalle maa-alueelle. 

Jos kaikki sujuu hyvin, laskeutuu raketin ensimmäinen vaihe Cape Canaveralin niemekkeen eteläosassa olevaan “laskeutumisalue 1:lle” noin 20 minuuttia lentoonlähdön jälkeen. Yllä olevassa kuvassa laskeutuminen on kuvattuna päiväsaikaan, mutta nyt laskeutumisen aikaan on jo yö: tämä tietää sitä, että yliäänipamauksen lisäksi lähdestyvä ensimmäinen vaihe näkyy hyvin Canaveralin alueella loimottavien rakettimoottoriensa johdosta.

Paitsi että raketin saaminen takaisin alas olisi sinänsä hienoa, on kovalle kamaralle laskeutumisesta monta muutakin etua: kohdealue on suurempi kuin jalkapallokentän kokoinen laiva, merenkäynti ei vaikuta lainkaan laskeutumiseen ja lisäksi suurin epävarmuus rakettivaiheen kunnostamisessa uutta lentoa varten on ollut meriveden mahdollisesti siihen aiheuttamat vauriot.

Kuten edellisilläkin laskeutumista yrittäneillä lennoilla, on laskeutuminen ja lento avaruuteen kaksi eri asiaa: laukaisu voi onnistua hyvin, vaikka ensimmäisen vaiheen palaaminen alas ei menisikään suunnitelman mukaan.

Kaksi asiaa meni pieleen kesäkuussa

Falcon 9 oli jo osoittautunut hyvin luotettavaksi kantoraketiksi 18 laukaisullaan ennen viime kesän onnettomuutta, joten heti räjähdyksen jälkeen oli varsin selvää, että mikään suurempi, raketin suunnittelussa ollut vika ei todennäköisesti ollut syynä epäonnistumiseen.

Tutkimuksissa todennäköiseksi vikapääksi on paljastunut puolimetrinen metallitanko, joka pitää polttoainesäiliöihin painetta tuottavan heliumin tankkia paikallaan. Se napsahti poikki kiihtyvyyden vuoksi.

Huhujen mukaan kyseessä oli 3D-tulostettu osa, jolla oli korvattu aiemmin “perinteisesti” tehty metallipalkki. 3D-tulostettu metalli sopii erinomaisesti moneen käyttöön, mutta se on periaatteessa hieman hauraampaa. Vaikka tämä oli otettu huomioon,  oli kyseessä ensimmäinen kyseisen osan käyttökerta, ja todellisuus oli nähtävästi hieman erilainen kuin testiolosuhteet.

Osa on nyt vaihdettu perinteiseen, ja samalla rakettiin sekä sen rakenteisiin on tehty tarkistuksia sekä parannuksia. Kenties SpaceX oli ottanut liian nopeasti uuden tekniikan käyttöön ja tuudittautunut onnistuneiden laukaisuiden jälkeen tyytyväisyyteen ja itsevarmuuteen sen suhteen, ettei mikään voi  mennä vikaan.

Vaikka lentäminen avaruuteen on tullut aiempaa helpommaksi ja edullisemmaksi, on se edelleen vaikeaa ja laukaisuiden aikana jylläävät suuret voimat. Voi olla, että onnettomuus oli jopa hyvä muistutus yhtiön innokkaille insinööreille avaruuslentämisen riskeistä.

Kesäkuisella lennolla raketin kyytiläisenä oli Dragon-avaruusalus, jolla oli tarkoitus vielä rahtia Kansainväliselle avaruusasemalle. Alus on tehty monikertakäyttöiseksi ja se pystyy palaamaan takaisin Maahan. 

Niinpä alus oli myös ohjelmoitu irtoamaan onnettomuustapauksessa kantoraketista ja palaamaan laskuvarjojensa varassa takaisin alas. Nyt kuitenkin varjot eivät avautuneet, vaan alus putosi Atlantin valtamereen.

SpaceX -yhtiön perustajan ja johtajan Elon Muskin mukaan syynä tähän oli ohjelmistovirhe. Alukseen oli ladattu ohjelmiston vanha versio; uudempaa ohjelmistoa käyttämällä Dragon olisi pelastunut.

Musk on kertonut, että tällä kerralla raketin jokainen osa on erikseen testattu ja tulevissa Dragon-aluksissa käytetään varmasti viimeistä ohjelmistoversiota.

Nyt kyydissä on kuitenkin 11 pientä, jääkaappipakastimen kokoista tietoliikennesatelliittia Orbcomm-yhtiölle. Ne ovat samanlaisia kuin viime vuonna laukaistut satelliitit, ja ne muodostavat yhdessä OG2-nimisen verkoston noin 650 kilometrin korkeudessa. 

Satelliittiverkoston tehtävänä on lyhytviestien välittäminen sekä lähetysten seuraaminen maailmanlaajuisesti. Pienten satelliittien muodostamat parvet ovat yhä edullisempia ja käyttökelpoisempia tällaisiin rajattuihinkin tehtäviin.

Suomalaisittain kiinnostava laukaisu

Tätä Falcon 9:n lentoa seurataan erittäin kiinnostuneina myös Otaniemessä, sillä lennon onnistumisesta riippuu se, milloin Aalto-1 pääsee matkaan.

Itse satelliitti on täysin valmiina ja testattuna odottamassa kuljetusta Hollantiin, mistä se viedään edelleen muiden samalla lennolla matkaavien nanosatelliittien kanssa laukaisupaikalle Yhdysvaltoihin.

Tätä toimitusta on lykätty eteenpäin samalla kun tämä Falcon 9:n lento on siirtynyt myöhemmäksi. Vielä marraskuussa ajateltiin, että tämä lento tehtäisiin joulukuun alussa. 

Näillä näkymin Aalto-1 pääsee eteenpäin helmikuun alussa ja laukaisu tapahtuu maaliskuussa.

Voi ei! Avaruusaseman rahtialus räjähti! (juttua päivitetty)

Su, 06/28/2015 - 19:20 By Jari Mäkinen

Avaruusasemalle rahtia kuljettanutta miehittämätöntä Dragon-alusta laukaissut Falcon 9 -kantoraketti räjähti tänään vain 2 minuuttia ja 20 sekuntia lentoonlähdön jälkeen. Kyseessä oli Falcon 9 -raketin 19. lento ja  ensimmäinen tähän saakka erittäin luotettavasti toimineen kanto-raketin onnettomuus.

Laukaisu itse ja lento onnettomuuteen saakka sujuivat ongelmitta. Raketti räjähti kuitenkin Floridan sinisellä taivaalla juuri ennen kuin ensimmäisen vaiheen piti päättää työnsä.

Onnettomuus tietää hankaluuksia kansainväliselle avaruusasemalle, sillä myös edellinen rahtilento huhtikuussa epäonnistui. Silloin venäläinen Progress-alus tuli toimintakyvyttömäksi heti avaruuteen päästään. Sitä ennen viime vuoden lokakuussa Cygnus-alus tuhoutui juuri lentoonlähtönsä jälkeen. Näillä kolmella tapahtumalla ei ole mitään yhteistä, vaas syyt onnettomuuksiin olivat erilaisia.

Dragon-aluksen mukana tuhoutui noin kaksi tonnia rahtia, jonka joukossa oli mm. espoolaisopiskelijoiden koejärjestely, brittiläisen ESA-astronautti Tim Peaken tulevalla lennollaan kaipaamia tarvikkeita, uusi avaruuspuku sekä avaruusasemalle asennettava uusi telakoitumisportti, jonka menettäminen jo sinällään tietää suuria hankaluuksia aseman tulevalle käytölle. Mukana oli myös Ålborgin yliopiston tekemä piensatelliitti AAUSAT5, jonka tanskalaisastronautti Andreas Mogensenin piti lähettää syyskuussa matkaan avaruusasemalta.

Seuraava rahtilento avaruusasemalle on tarkoitus lähettää matkaan heinäkuun 3. päivänä, jolloin vuorossa on (yleensä myös erittäin luotettava) Progress. Sitä seuraa japanilaisten HTV elokuussa, joten asemalle voidaan lähettää näillä tarvikkeita ja näiden rahdin koostumusta voidaan vielä muuttaa sen mukaan, mitä asemalla tarvitaan kipeimmin. 

Avaruusasemalla olevat kolme avaruuslentäjää eivät ole vaarassa, sillä jopa ilman lisätäydennyksiä heillä on kaikki mitä he tarvitsevat lokakuuhun saakka. Ainoa olennainen hankaluus saattaa olla hiilidioksidin poistamisessa ja veden suodattamisessa tarvittavien suodattimien määrä, mutta tämänkään ei tässä vaiheessa oleteta muodostuvan ongelmaksi.

NASAn mukaan tapahtuma ei vaikuta seuraavan avaruusasemalle laukaistavan kolmihenkisen miehistön lähtemiseen, mutta se vaatii heinäkuussa tapahtuvan Progress-rahtarin lennon onnistumista. Sergei VolkovinKjell Lindgrenin ja japanilaisen Kimiya Yuin on tarkoitus lähetä puolivuotiselle lennolleen 22. heinäkuuta. 

Tarkkoja tietoja juuri tapahtuneesta onnettomuudesta ei ole, mutta Space X -yhtiön Elon Musk kertoi twitterissä, että raketin toisen vaiheen happitankin paine oli epätavallisen korkea juuri ennen räjähdystä. Raketista saatiin paljon hyvää telemetriatietoa, ja myös Dragon-alus lähetti tietoja räjähdyksen jälkeen pudotessaan alas.

Yhtiö on käynnistänyt onnettomuustutkinnan, eikä Falcon 9 -raketteja laukaista ennen kuin syy on selvinnyt. Tämä saattaa siten vaikuttaa myös mm. Suomen ensimmäisen satelliitin, Aalto-1:n laukaisuun, joka oli tarkoitus lähettää avaruuteen vuoden loppuun suunnitellulla Falcon 9:n lennolla.

Raketti on kykenevä nousemaan avaruuteen myös silloin, jos kaksi sen ensimmäisen vaiheen päämoottoreista sammuu, joten todennäköisesti syynä onnettomuuteen onkin jokin muu – kuten esimerkiksi toisen vaiheen räjähtäminen. Tätä tukee alla oleva lähikuva raketista juuri ennen täydellistä tuhoa: siinä juuri toisen vaiheen kohdalta näyttää tulevan savua, mikä ei ole normaalia lennon tässä vaiheessa. On todennäköistä, että onnettomuututkinta valmistuu nopeasti.

Seuraamme tilannetta ja päivitämme tätä juttua lisätietojen tullessa.

Video laukaisusta ja räjähdyksestä

Uudelleenkäytettävä raketti yrittää uudelleen tehdä historiaa

La, 06/27/2015 - 20:12 By Jari Mäkinen

SpaceX -yhtiö on yrittänyt jo kaksi kertaa aikaisemmin tuoda takaisin Falcon 9 -kantorakettinsa ensimmäisen vaiheen uudelleen käyttämistä varten, ja huomenna tapahtuvalla laukaisulla tätä koetetaan taas kerran. Otsikkokuvassa rakettia nostetaan pystyyn laukaisualustalleen.

Viime kerralla rakettivaiheen laskeutuminen Atlantin valtamerellä sijaitsevan, jotakuinkin jalkapallokentän kokoisen lavettilaivan päälle lähes onnistui, ja tällä kerralla lentoa on jälleen hienosäädetty edellisten epäonnistumisten oppien mukaan.

Edellisellä kerralla rakettimoottorin venttiili jumiutui väärään asentoon ja ensimmäisessä laskeutumisyrityksessä rakettivaiheen ohjausevien liikuttamiseen käytettävä hydrauliikkaneste loppui kesken. Nyt näitä ongelmia ei pitäisi olla, mutta laskeutumisen onnistuminen on edelleen erittäin suuri haaste.

Space X on historiansa valossa sisukas yhtiö, joka yrittää niin kauan, kunnes se onnistuu. Uudelleenkäytettävyys on ollut yhtiön eräs perusajatuksista alusta alkaen, ja se tulee tekemään varmasti kaikkensa, jotta se onnistuu tässä.

Sen jälkeen jää nähtäväksi, kuinka paljon rakettivaiheiden huoltaminen uusia lentoja varten tulee maksamaan ja onko se kaiken vaivan väärti. Kriitikoiden mukaan uudelleenkäytettävyys vaatii noin 20% enemmän polttoainetta ja tulee lopulta kalliimmaksi, mutta toisaalta samat kriitikot ovat arvostelleet jo aiempiakin Space X:n tekemisiä ja joutuneet pyörtämään sanansa.

Mikäli huomisella lennolla rakettivaihe onnistuu laskeutumisessa, se saa erityiskohtelun verrattuna siihen, mistä vaiheille on suunniteltu jatkossa. Tämä kuljetettaisiin Teksasiin yhtiön tehtaille tarkkoihin tutkimuksiin ja siellä se valmisteltaisiin uuteen lentoon. 

Luxemburgissa majaansa pitävä satelliittioperaattori SES ilmoitti 17. kesäkuuta olevansa valmis laukaisemaan SES-9 -tietoliikennesatelliittinsa syyskuussa tällä rakettivaiheella, mikäli Space X kelpuuttaa sen uuteen lentoon. SES luonnollisesti saa tuolloin laukaisunsa alennushintaan, koska lento on tavanomaista riskaabelimpi.

Huomisen lennon lentoprofiili on alla: siinä missä ensimmäinen vaihe palaa takaisin alas maahan, jatkaa Dragon-alus kiertoradalle. Kuten aikaisemmillakin lennoilla, ei ensimmäisen vaiheen laskeutumisen onnistuminen tai epäonnistuminen vaikuta laukaisun onnistumiseen.

Tämä Dragonin lento on jo seitsemän rutiininomainen miehittämätön rahtilento avaruusasemalle. Aluksen kuormana on hieman yli 1,8 tonnia rahtia Kansainväliselle avaruusasemalle ja siitä noin 1,5 tonnia on kiireellistä tavaraa, kuten ruokaa, varaosia ja miehistön tarvitsemia tavaroita (kuten vaihtovaatteita). Kun edellinen aseman huoltolento, venäläisen Progress-rahtarin tekemä lento viime huhtikuussa epäonnistui, on näillä tarvikkeilla hieman kiire.

Miehistö ei ole hengenvaarassa ilman näitä tarvikkeita, mutta jos nyt rahtia ei saada perille, joudutaan asemalla aloittamaan säännöstely viimeistään lokakuussa.

Lisäksi mukana on vähemmän kiireellisiä koelaitteita, kuten esimerkiksi espoolaiskoululaisten sienikoe, ja myös tuleviin eurooppalaisastronauttien lentoihin liittyviä tavaroita. Syyskuussa ESAn tanskalaisastronautti Andreas Mogensen käy asemalla ja joulukuussa ESAn brittiastronautti Timothy Peake lähtee asemalle puoleksi vuodeksi. Lennoilla tarvittavia tuotteita viedään siis näin jo etukäteen.

Dragon-aluksen sisälle laitettiin vielä tänään tuoretta ruokaa sekä tieteellisiä koejärjestelyjä, jotka vaativat huolenpitoa mahdollisimman lähelle laukaisua asti.

Falcon 9:n on tarkoitus lähteä matkaan huomenna Floridasta, Cape Canaveralin laukaisualustalta no. 40 klo 17:21:12 Suomen aikaa ja jos raketti ei pääse sekunnin sisällä matkaan, laukaisua pitää lykätä myöhemmäksi.

Avaruusasemalle alus saapuu tiistaina, jolloin astonautti Scott Kelly ja kosmonautti Gennadi Padalka nappaavat siitä kiinni aseman robottikäsivarrella ja asettavat Dragonin sen avulla kiinni avaruusaseman Harmony-moduulin alapuolella olevaan telakointiporttiin.

Dradonin mukana on myös kaksi pikkusatelliittia, jotka vapautetaan avaruuteen aikanaan Japanin Kibo-laboratoriossa olevasta ilmalukosta. Yksi näistä on tanskalaisen Ålborgin yliopiston AAUSAT5 – jos kaikki menee suunnitelman mukaisesti, lähettää tanskalaisastronautti Andreas sen syyskuussa matkaan.

Alla on video, joka on kuvattu ESTECissä AAUSAT5:n ollessa siellä testattavana.

Uudelleenkäytettävä raketti yritti jälleen

Ti, 04/14/2015 - 23:58 By Jari Mäkinen

Juttua on päivitetty keskiviikkona klo 10:12.

Space X -yhtiö yritti jälleen historiallista temppua: tuoda Falcon 9 -kantoraketin ensimmäinen vaihe ehjänä alas Atlantilla olevan laskeutumusalustan päälle. Tälläkään kertaa yritys ei mennyt aivan nappiin, sillä rakettivaihe osui hyvin alustalleen, mutta toistaiseksi tuntemattomasta syystä johtuen raketin nopeus oli hieman liian suuri, joten se kaatui ja tuhoutui.

Rakettivaiheesta saatu telemetriatieto on kuitenkin hyvälaatuista, joten sen avulla syy saadaan varmasti selville. Alustavien arvioiden mukaan vika on ollut moottorien työntövoiman säätölaitteistossa. Tietojen lisäksi robottilaivalta saatiin videokuvaa, mistä otsikkokuvamme on yksi otos ja laskeutumista seuranneesta lentokoneesta kuvattu video jutun lopussa.

Vaikka rakettivaiheen laskeutuminen ei onnistunut, kannattaa muistaa, että temppu on erittäin vaikea ja onnistuminen on ollut jo toisen kerran jopa yllättävän lähellä. Samalla raketin laukaisun päätarkoitus onnistui erinomaisesti, sillä Dragon-rahtialus on matkalla nyt kohti avaruusasemaa.

Tämänkertaista laukaisua yritettiin ensimmäisen kerran maanantaina klo 16:33 Floridan aikaa ja 23:33 Suomen aikaa, mutta se jouduttiin peruuttamaan vain kaksi minuuttia ja 39 sekuntia ennen moottorien käynnistämistä, koska lähelle laukaisualustaa Floridassa Cape Canaveralissa alkoi syntyä ukkospilviä, joiden mahdolliset salamat olisivat voineet olla vaaraksi kohti avaruutta kipuavalle raketille. Sama sää uhkasi myös tiistai-illan laukaisua, mutta nyt Falcon 9 pääsi matkaan klo 23:10 Suomen aikaa (16:10 paikallista aikaa).

Edellisen kerran yhtiö yritti ensimmäisen vaiheen laskeutumista tammikuun 10. päivänä, jolloin Falcon 9 laukaisi Kansainväliselle avaruusasemalle Dragon-rahtialuksen. Silloin laskeutuminen onnistui vain osittain, sillä rakettivaihe osui kyllä hyvin jalkapallokentän kokoiseen automaattisesti liikkuvaan alustaan, mutta peräsinlaitteiston ohjaamiseen vaadittavan hydraulinesteen loppumisen vuoksi raketti oli laskeutuessaan noin 45° asteen kulmassa. Siksi sen laskeutumisjalat pettivät ja vaihe kaatui mereen. 

Se, että laskeutumisen onnistuminen oli niin lähellä, oli jo sinällään suuri saavutus.

Seuraavan kerran laskeutumista oli määrä koettaa helmikuun 11. päivänä, mutta koe peruttiin voimakkaan merenkäynnin vuoksi. Laskeutumisalustaa ei siten lähetetty merelle, mutta rakettivaiheella päätettiin tehdä muilta osin “normaali” laskeutuminen. Telemetriatietojen mukaan vaihe toimi täysin normaalisti ja osui meren pintaan pystysuorassa asennossa kymmenen metrin tarkkuudella haluttuun paikkaan. Yhtiön perustaja Elon Musk totesikin, että vaihe olisi “laskeutunut hyvin todennäköisesti onnistuneesti alustalle”.

Kansainväliselle avaruusasemalle suuntaavan Dragon-aluksen mukana on kaksi tonnia ruokaa, varusteita, varaosia ja tutkimuslaitteita avaruusaseman kuusihenkiselle miehistölle. Kyseessä on jo kuudes NASAn Space X:ltä tilaamista 12 huoltolennosta.

Lue myös juttumme tammikuisesta koelennosta: Falcon 9 – laukaisu onnistui, laskeutuminen vain osittain.

Falcon 9: laukaisu onnistui, laskeutuminen vain osittain

La, 01/10/2015 - 09:58 By Jari Mäkinen

Päivitys lauantaina 10.1. klo 12:10

Space X -yhtiön osittain uudelleenkäytettävä Falcon 9 -kantoraketti laukaistiin onnistuneesti avaruuteen tänään lauantaina klo 11:47 Suomen aikaa. Lennolla testattu raketin ensimmäisen vaiheen laskeutuminen Atlantilla olevalle lavetille sen sijaan onnistui vain osittain: raketti onnistui erinomaisesti muuttamaan lentorataansa, laskeutumaan alas ilmakehään ja suunnistamaan täsmälleen lavettialuksen päälle, mutta osui sen pintaan liian suurella nopeudella, joten se vauruoitui lentokelvottomaksi.

Lento ei siis onnistunut tältä osin odotetulla tavalla, mutta sen tärkein tarkoitus olikin toimittaa avaruusasemalle rahtia kuljettava Dragon-alus matkalleen. Se onnistui erinomaisesti ja Dragon on jo avannut aurinkopaneelinsa sekä aloittanut paripäiväisen matkansa asemalle.

Ensimmäisen vaiheen laskeutumisesta lavetille ei saatu harmaassa ja sumuisessa säässä hyviä kuvia, mutta siitä on paljon telemetriatietoja ja lento auttaa kehittämään tekniikkaa edelleen.

Päivitys lauantaina illalla klo 19:30:

Alustavien tietojen mukaan rakettivaiheen ritilämäisiä aerodynaamisia ohjaimia käyttäneen hydraulisen systeemin neste loppui kesken, minkä vuoksi nopeus laskeutuessa oli suurempi kuin piti. Seuraavalla Falcon 9:n lennolla hydraulisysteemissä on 50% enemmän nestettä ja tänään saatujen kokemusten perusteella laskeutumisen onnistumisen todennäköisyys on suurempi.

Otsikkokuva on laskeutumista esitelleestä animaatiosta – ei todellinen kuva laskeutumisesta.

Alkuperäinen artikkeli lauantain aamulta:

Laukaisua yritettiin edellisen kerran tiistaina, jolloin lähtölaskenta keskeytettiin vain minuutti ja 21 sekuntia ennen lentoonlähtöä, kun raketin toisen vaiheen rakettimoottorin ohjauksessa ilmeni vikaa. 

Tietokoneiden havaitsema poikkeava mittausarvo olisi johtanut automaattiseen lähdön keskeyttämiseen, joten lennojohtajat pysäyttivät kellon itse vain minuutti ja 21 sekuntia ennen suunniteltua lähtöaikaa.

Space X ei ole kertonut viasta tarkemmin, mutta nähtävästi se oli eräs tekijöistä, joiden vuoksi laukaisua siirrettiin alun perin joulukuun 19. päivästä tammikuun alkuun. Silloin paria päivää ennen suunniteltua laukaisua tehty moottorien koekäyttö keskeytyi ja raketin toisessa vaiheessa havaittiin kaksi pientä vikaa, jotka piti korjata ennen uutta yritystä. Falcon 9:n moottoreita haluttiin myös testata uudelleen ennen varsinaista laukaisua, joten yritys siirrettiin saman tien joululomien jälkeen tämän viikon tiistaille.

Koska laukaisuikkuna tiistaina oli vain noin sekunnin mittainen,  ei laukaisua voitu koittaa samana päivänä enää uudelleen, vaan raketti piti tyhjentää poltoaineesta ja asettaa tilaan, jossa se saattoi odottaa uutta laukaisua. Tiistaina uudeksi laukaisupäiväksi kerrottiin jo eilinen perjantai, mutta torstaina Nasa ja Space X päättivät lykätä yritystä vielä vuorokaudella.

Falcon 9:n huötykuormana on miehittämätön Dragon-rahtialus, joka kuljettaa 2,3 tonnia tavaraa Kansainväliselle avaruusasemalle. Koska kantoraketti nousee lentoon mahdollisimman painavana, pitää se laukaista matkaan hyvin täsmälleen oikeaan aikaan.

Lisäjännitystä laukaisuun tulee siitä, että se on ensimmäinen Nasan yksityisiltä avaruusyhtiöiltä tilaama rahtilento avaruusasemalle sitten viime lokakuussa tapahtuneen onnettomuuden, jolloin Orbital Sciences -yhtiön Cygnus-alus ja sen rahti tuhoutuivat niitä kyytineen Antares-kantoraketin moottorin räjähdettyä välittömästi laukaisun jälkeen. 

Uudelleenkäytettävä ensimmäinen vaihe

Paitsi että avaruusasemalla olevat kuusi avaruuslentäjää odottaa   rahtialuksen saapumista, on lento erityisen jännittävä siksi, että Space X yrittää saada tällä lennolla kantoraketin ensimmäisen vaiheen palautettua ehjänä takaisin Maan pinnalle.

Nyt käytännössä kaikki avaruuteen aluksia laukaisevat kantoraketit ovat kertakäyttöisiä, eli suuri ja kallis kantoraketti tuhoutuu kokonaan laukaisussa. Tyypillisesti vaiheista koostuvan raketin ensimmäinen vaihe putoaa mereen ja ylemmät vaiheet tuhoutuvat pudotessaan takaisin ilmakehään. 

Jo se, että raketin suurin yksittäinen osa, ensimmäinen vaihe, saataisiin takaisin uudelleenkäytettäväksi, olisi olennainen askel eteenpäin ja auttaisi säästämään raketin laukaisukustannuksissa.

Esimerkiksi Falcon 9:n tapauksessa ensimmäinen vaihe on 42 metriä korkea ja 3,7 metriä halkaisijaltaan oleva lieriö, jonka massa ilman polttoainetta on noin 18 tonnia ja jonka sisälle mahtuu 385 tonnia polttoainetta ja nestemäistä happea. Sen alaosassa on yhdeksän kappaletta Merlin 1D -rakettimoottoria, joiden yhteinen työntövoima on 5 886 kilonewtonia.

Tarkkaan ottaen nyt käytössä oleva kantoraketin versio on Falcon 9 v1.1, eli Falcon 9 Reusable, ja se on alkuperäistä Falcon 9:ää voimakkaampi ja kyvykkäämpi. Lisäpotkua tarvitaan muun muassa ensimmäisen vaiheen maahan palaamisessa tarvittavien laskeutumisjalkojen, ohjaimien sekä ylimääräisen polttoaineen kuljettamiseen.

Kriitikoiden mukaan juuri tämä kullakin lennolla kuljetettava “ylimäätäinen” massa tekee uudelleenkäytettävyydestä kannattamatonta, mutta Space X -yhtiön johtaja ja perustaja Elon Musk on tojunut kritiikkiä jo vuosien ajan laskelmillaan, jotka osoittavat laukaisuhinnan putoavanmahdollisesti jopa neljännekseen jo nyt edullisesta Falcon 9:n laukaisuhinnasta.

Falcon 9:n tapauksessa yhden kilogramman laukaiseminen avaruuteen maksaa noin 3500 euroa, ja mikäli ensimmäisiä vaiheita voidaan käyttää uudelleen suunnitellulla tavalla noin 40 kertaa, voi hinta olla noin 950 euroa kilogrammalta.

Toinen kriitiikin kohde on se, että vaikka ensimmäinen vaihe saataisiin onnistuneesti alas, voi sen kunnostaminen uutta lentoa varten olla vaikeaa.

Vaikka Space X on nuori avaruusyhtiö, on sillä kuitenkin jo pitkä kokemus rakettitekniikasta ja ennen kaikkea modernista sellaisesta: koska se on pystynyt suunnittelemaan kantorakettinsa puhtaalta pöydältä ilman historian painolastia, on tuloksena ollut erinomaisia laitteita.

Yhtiön ensimmäinen kantoraketti oli pieni Falcon 1, joka teki ensilentonsa maaliskuussa 2006. Raketti toimi kunnolla vasta neljännella laukaisyrityksellä, mutta se kehittämään nyt käytössä olevan Falcon 9:n. 

Falcon 9 ei ole yhdeksäs Falconin versio, vaan yhdeksikkö tarkoittaa ensimmäisessä vaiheessa olevien moottorien määrää. 

Moottorit sinällään ovat raketin eräs vahvuus, sillä ne on tehty yksinkertaisiksi ja uudelleenkäytettäviksi. Lisäksi yhdeksän pienemmän moottorin käyttäminen on edullisempaa ja turvallisempaa kuin yhden suuren moottorin: jopa kaksi moottoreista voi rikkoontua lennon aikana ilman, että raketti putoaa Maahan. Muilla raketeilla yleensä moottorin rikkoontuminen tarkoittaa kantoraketin ja sen hyötykuorman tuhoutumista. 

Space X on tutkinut jo vuosien ajan erilaisia tapoja tuoda ensimmäinen vaihe ehjänä alas ja on testannut koetilallaan Teksasissa ensin pienempää Grasshopperiksi kutsuttua automaattisesti lentoonnousevaan, lentävää sekä laskeutuvaa rakettia ja sittemmin myös täysikokoista Falcon 9:n ensimmäistä vaihetta, mihin asennettiin rungon alaosaan neljä ohutta, juuri ennen laskeutumista avautuvaa jalkaa.

Lisäksi edellisillä lennoilla oikeat, avaruuteen satelliitteja vieneet Falcon 9 -raketit ovat testanneet maahanpaluun eri vaiheita. Ensin korkealla yläilmakehässä tehtävää jarrutuspolttoa ja lentoradan muutosta, ja sitten myös laskeutumista alas. Viimeisimmällä koelennolla raketin ensimmäinen vaihe laskeutui onnistuneesti mereen ja lähetti mittaustietoja koko lennon ajan aina siihen saakka, kun vaihe upposi mereen noin kahdeksan sekuntia laskeutumisen jälkeen.

Mikäli nyt käytössä oleva jalkapallokentän kokoinen, kauko-ohjattu lautta olisi ollut tuolloin meressä laskeutumispaikalla, olisi vaihe saatu tuolloin jo tuotua takaisin. 

Öljynporauslautan kaltainen laite pystyy pitämään paikkansa satelliittinavigoinnin ja tehokkaiden vesisuihkumoottorien avulla oikeassa paikassa ja asennossa kolmen metrin tarkkuudella voimakkaassakin merenkäynnissä. 

Laskeutumisen jälkeen rakettivaihe kiinnitetään lautan kannelle ja tuodaan sillä takaisin maihin huollettavaksi ja tarkistettavaksi ennen uutta laukaisua.

Lennon vaiheet (T tarkoittaa laukaisuhetkeä)

T-3 sek
Ensimmäisen vaiheen yhdeksän moottoria käynnistyvät

T-0 sek
Moottorit saavuttavat täyden työntövoimansa ja 68,4 metriä korkea raketti nousee lentoon

T+20 sek
Falcon 9 alkaa kääntyä vähitellen vaakasuoraan lentoon noustuaan ensin lähes suoraan ylöspäin. Raketti suuntaa 51,6° pohjoiseen, samalle radalle avaruusaseman kanssa.

T+1 min 10 sek
Falcon 9 rikkoo äänivallin

T+2 min
Ensimmäisen vaiheen moottorien työntövoimaa pienennetään, jotta moninkertaisella äänen nopeudella lentävään rakettiin kohdistuva aerodynaaminen paine ei kasvaisi liian suureksi.

T+2 min 37 sek
Ensimmäisen vaiheen moottori sammuvat. Raketti on noin 80 km:n korkeudessa ja lentää Mach 10:n nopeudella.

T+2 min 41 sek
Toinen vaihe irtoaa ensimmäisestä vaiheesta, käynnistää muutamaa sekuntia myöhemmin oman moottorinsa ja jatkaa kohti kiertorataa. Toisen vaiheen moottori toimii kuusi minuuttia ja 38 sekuntia, minkä jälkeen Dragon on avaruudessa.

Ensimmäinen vaihe nousee lentoradallaan jopa 140 kilometrin korkeuteen, kunnes sen rakettimoottorit syttyvät, hidastavat sen nopeutta ja kääntävät vaiheen putoamaan haluttuun kohtaan suoraan alaspäin.

Ennen ilmakehän paksumpiin osiin saapumistaan noin 70 kilometrin korkeudesta noin 40 kilometriin saakka kolme yhdeksästä moottorista toimii ja jarruttaa edelleen vauhtia. Yhdessä ilmanvastuksen kanssa moottorit hidastavat nopeuden noin viisinkertaisesta äänen nopeudesta noin 900 kilometriin tunnissa. Ilmakehään saapumisen aikaan pitkän ja hoidan sylinterin asentoa hallitaan myös sen yläosasta avautuvilla neljällä ritilämäisellä vakaajalla.

Ensimmäisen vaiheen keskimmäinen moottori käynnistyy noin 15 sekuntia ennen laskeutumista. Neljä laskeutumisjalkaa avautuvat vain muutamaa sekuntia ennen lavetille osumista. Teoreettisesti laskeutumisnopeus on vain kaksi metriä sekunnissa, siis kävelyvauhtia, ja laskeutumisen tarkkuus on kymmenisen metriä – siis juuri sopiva jalkapallokentän kokoiselle (91 x 52 metriä) lavetille osumiseen.

Avaruuteen noussut Dragon-alus telakoituu avaruusasemaan kahden vuorokauden kestäneen lennon jälkeen. Se asettuu odottamaan aseman vierelle ja astronautit siirtävät sen avaruusaseman robottikäsivarren avulla kiinni aseman telakointiporttiin.

Space X:n koeraketti tuhoutui

Su, 08/24/2014 - 09:48 By Jari Mäkinen

Uudelleenkäytettävää kantorakettia kehittävän Space X -yhtiön koeraketti tuhoutui perjantaina koelennollaan Teksasissa, Yhdysvalloissa. Yhtiön mukaan tähän Grasshopper-nimellä kutsuttuun rakettiin tuli lennon aikana toimintahäiriö, minkä vuoksi turvallisuussyistä se tuhottiin tarkoituksella. Rakettia koelennettiin suljetulla alueella, eikä siitä aiheutunut muuta haittaa kuin pieni nurmikkopalo paikassa, mihin raketin jäänteet putosivat – palo sammutettiin nopeasti.

Kyseessä on suurin Falcon 9 Reusable -kantoraketin kehittämisessä tapahtunut epäonnistuminen, sillä oikeastaan kaikki muut hankkeen testit ja kokeet ovat onnistuneet yllättävän hyvin. Tätä nyt tuhoutunutta koerakettia on lennätetty jo useaan kertaan, minkä lisäksi jo kaksi avaruuteen laukaistua "perinteistä", mutta laskeutumisjaloilla varustettua Falcon 9 -rakettia on testannut ensimmäisen vaiheen pehmeää laskeutumista pudotessaan Atlantin valtamereen.

"Raketit ovat oikukkaita", twiittasi yhtiön perustaja ja johtaja Elon Musk lauantaina. Hän muistanee hyvin, että nyt kovassa nousukiidossa olevan yhtiön alkutaival oli hyvinkin oikukas, kun Falcon 1 -raketin ensimmäisissä laukaisuissa oli paljonkin ongelmia. Kenties osittain niiden antamien oppien ansiosta yhtiö laukaisee nykyisin satelliitteja taivaalle, lähettää takaisin Maahan laskeutumaan kykeneviä kapseleita avaruusasemalle, kehittää paitsi uudelleenkäytettävää rakettia, niin myös hyvin suurta sellaista ja kurottaa jopa jo Marsiin.

Kuva: twitter/@EthansMommy17