Pitkä marssi

Tällaisia ovat Kiinan uudet avaruuslaitteet: avaruusalus ja kantoraketti

Ma, 06/27/2016 - 14:55 By Jari Mäkinen
Pitkä marssi 7 hallissa ennen laukaisua

Kiina on aiempaakin enemmän avaruustoiminnan suurvalta, kun se laukaisi eilen viikonloppuna onnistuneesti täysin uudenlaisen kantoraketin ja sen mukana tulevan, myös aivan uuden miehitetyn avaruusaluksen koekappaleen. Laukaisu ja aluksen paluu sujuivat suunnitelman mukaan.

Sekä kantoraketti että uusi avaruusalus ovat erittäin kiinnostavia, joskaan niiden tulo ei ollut enää yllätys. Kummastakin on ollut runsaasti tietoja etukäteen, vaikka kiinalaiset eivät tiedotakaan toimistaan yhtä avoimesti kuin läntiset avaruustoimijat.

Etenkin uuden kantoraketin onnistunut ensilento on erittäin merkittävä, sillä kaikki Pitkä marssi -nimiset (englanniksi Long March ja kiinaksi länsimaalaisittain Chang Zheng) aiemmat raketit ovat käyttäneet typpitetraoksidia ja hydratsiinia, jotka ovat erittäin myrkyllisiä aineita. Uusi kantoraketti käyttää nestehappea ja kerosiinia, joista ei ole haittaa.

Avaruudessa ihmiselle myrkyllisistä ajoaineista ei ole haittaa, mutta raketteja laukaistaessa niiden vaiheita putoaa maan pinnalle, ja näissä rakettivaiheissa on jäljellä hieman polttoainetta. Lisäksi raketin lentovalmistelut ovat monimutkaisempia, kun tankkauksessa tarvitaan raskaita suojavarusteita. 

Pitkä marssi 7 on keskiraskas kantoraketti, jolla Kiina aikoo korvata nykyisin käytössä olevat Pitkä marssi 2 ja -3 -kantoraketit. Raketti perustuu rakenteeltaan Pitkä marssi 2:een ja siitä voidaan vastaisuudessa tehdä mm. ensimmäiseen vaiheeseen kiinnitettyjen apurakettien määrää muuttamalla raskaampi versio (Pitkä marssi 5) ja kevyempi versio (Pitkä marssi 6). Nyt laukaistu ensimmäinen versio kykenee nostamaan matalalle kiertoradalle Maan ympärillä 5,5 tonnia painavan lastin.

Kiinnostavaa kantoraketissa on myös sen Yuanzheng 1A -niminen ylin vaihe, joka pystyy kiinalaisten mukaan toiminaan 48 tunnin ajan ja käynnistämään moottoriaan useita kertoja. Näin raketti voi kuljettaa lastinsa varsin vaikeallekin kiertoradalle, kuten esimerkiksi kohti toisia planeettoja, tai viedä useamman satelliitin eri kiertoradoille.

Pitkä marssi 7 on voimakkain Kiinan tähän mennessä tekemä kantoraketti. Sen laukaisuja varten kiinalaiset ovat myös rakentaneet kokonaan uuden avaruuskeskuksen maan eteläisimpään kolkkaan Tyynen valtameren rannalle Hainanin saarelle Hong Kongin lounaispuolella. Laukaisupaikka on vain 19° päiväntasaajan pohjoispuolella, joten sieltä voidaan laukaista satelliitteja suotuisammin kuin muista Kiinan kolmesta aiemmasta avaruuskeskuksesta. 

Laukaisu tapahtui viime lauantaina klo 20 paikallista aikaa ja Kiinan tietotoimisto Xinhuan välittämien tietojen ja kuvien mukaan kaikki sujui hyvin – paitsi että lähtöä lykättiin puolella tunnilla alun perin ilmoitetusta.

Mukana pieni avaruusalus

Uuden kantoraketin laukaisu tuliterästä avaruuskeskuksesta olisi sinällään ollut jo varsin suuri uutinen, mutta lisäksi rakettia käytettiin nyt Kiinan uuden miehitetyn avaruusaluksen testaamiseen. Kyseessä oli tosin tekeillä olevan kapselin pieni versio: sen korkeus oli vain noin 2,3 metriä, leveys 2,6 metriä ja massa noin 2,6 tonnia. Varsinaisen avaruusaluksen maahanpaluukapseli tullee olemaan varsin todennäköisesti noin kaksi kertaa suurempi.

Kiinan tähän mennessä miehitettyihin avaruuslentoihinsa käyttämä Shenzhou-alus pohjautuu voimakkaasti venäläiseen Sojuz-alukseen, kun taas uusi alus on siitä saatujen kuvien mukaan täysin erilainen. Se muistuttaa läheisesti ammoisia Apollo-aluksia, eli siinä olisi kellomaisen maahanpaluukapselin lisäksi huoltomoduuli, jonka alaosassa on kookas rakettimoottori.

Tilaa aluksessa on kaikkiaan kuudelle hengelle, kun matkakohteena on esimerkiksi avaruusasema Maata kiertävällä radalla. Kiinan tulevan Tiangong-aseman kapasiteetti on juuri tämän kuusi henkilöä. Alus voisi olla avaruudessa kolme viikkoa yksistään tai jopa kaksi vuotta avaruusasemaan telakoituneena.

Kiinnostavan aluksesta tekee se, että se soveltuu myös kuulentoihin ja muihin lähiavaruutta kauemmaksi suuntaaville lennoille. Tällaisia voivat olla esimerkiksi matkat Lagrangen pisteeseen tai lähiasteroideille. Silloin mukaan otettaneen vain neljä avaruuslentäjää ja huoltomoduuli on hieman suurempi: aluksen kokonaismassa laukaistaessa olisi noin 20 tonnia verrattuna avaruusasemalentojen 14 tonniin. Kauemmaksi menevät alukset tehdään myös kestämään hieman vauhdikkaampi paluu takaisin Maahan, eli niiden lämpösuojasysteemin tulee olla tehokkaampi. Vauhti voi olla silloin jopa 11,2 km/s.

Nyt tehdyllä koelennolla pienoismalli lensi avaruudessa maksimissaan 380 km korkeudessa olleella radalla noin 20 tuntia, sillä alus laskeutui sunnuntaina iltapäivällä 15.41 Pekingin aikaa Sisä-Mongolian arolle laskuvarjonsa varassa. Kuten alla oleva kuva kertoo, riepotteli kova tuuli alusta kovasti ja hilasi sitä hyvän matkaa pinnalla laskuvarjon mukana, mutta silti aluksen kerrotaan olleen erinomaisessa kunnossa.

Seuraavan kiinalaisten miehitetyn avaruuslennon odotetaan tapahtuvan myöhemmin tänä vuonna. Tiangong 2 -avaruusaseman runko-osa on tarkoitus laukaista Maata kiertämään syyskuussa ja todennäköisimmin seuraava taikonauttien lento tapahtuu heti sen jälkeen. Tämä Shenzhou 11 -lento, kuten myös sitä seuraavat käyttänevät vielä vanhaa avaruusalusta, sillä uuden aluksen odotetaan tulevan käyttöön vasta vuonna 2020. 

Kuvat: Xinhua

Kiinan uusi superraketti testissä: nokka halkesi kahtia

Ke, 06/24/2015 - 18:24 By Jari Mäkinen

Kiina on kehittämässä uutta, nykyisin käytössä olevia kantoraketteja olennaisesti raskaampaa rakettimallia, nimeltään Pitkä Marssi 5, ja sen eri osien testaukset ovat jo käynnissä. 

Yksi näistä testattavista osista on raketin nokkakartio, jonka testi sujui juuri toivotulla tavalla: raketin kyydissä olevaa kuormaa laukaisun aikana suojaava nokkakartio halkesi suunnitellusti kahteen puolikkaaseen. Kaikkiaan neljä tonnia painavan ja halkaisijaltaan 5,2-metrisen kartion rakenne on tällainen, jotta sen puolikkaan putoaisivat sivuille turvallisesti pois aiheuttamatta vaaraa itse kantoraketille ja sen kuormalle.

Rahtitila on jopa 54 metriä pitkä ja raketti kykenee kuljettamaan sen sisällä avaruuteen jopa 25 tonnia painavia lasteja. Näin raketti on äreämpi kuin esimerkiksi eurooppalainen Ariane 5.

Vain tällä haavaa maailman voimakkain kantoraketti, amerikkalainen Delta IV Heavy, on tulevaa kiinalaisrakettia suorituskykyisempi, sillä se pystyy nostamaan 28,7 tonnia matalalle kiertoradalle. Tämän vuoden joulukuussa suunnitelman mukana ensilentonsa tekevä Falcon 9 Heavy tulee olemaan kaikkia voimakkaampi, sillä se kykenee laukaisemaan matalalle kiertoradalle peräti 53 tonnia.

Pitkä Marssi 5:n eräs kiinnostavimmista laukaisutehtävistä tullee olemaan kiinalaisten suunnittelema avaruusasema. Aseman keskusmoduuli on tarkoitus laukaista avaruuteen vuonna 2018 ja sitä on aikomus laajentaa vähitellen Kansainvälisen avaruusaseman tapaan. Aseman pitäisi olla valmis vuonna 2022, jolloin sen massa olisi 60 tonnia; ISS:n massa on noin 450 tonnia.

Koska Euroopan avaruusjärjestö ESA neuvottelee parhaillaan kiinalaisten kanssa eurooppalaisavaruuslentäjien lähettämisestä kiinalaisasemalle, on mahdollista että ESA-astronautitkin tulisivat tulevaisuudessa käyttämään uutta kantorakettia.

Raketin oli tarkoitus tehdä ensimmäinen lentonsa ensi vuonna, mutta hanke on kovasti myöhässä ja nyt ensilentoa suunnitellaan vuodelle 2017. Eräs ensimmäisistä lennoista tulee lähettämään matkaan Chang’e-5 -kuualuksen, jonka tehtävänä on tuoda Maahan näyte Kuun pinnalta.

Pitkä marssi 5 -raketin mallikappaleMonikäyttöraketti ja sen serkut

Ennen tätä nyt tehtyä nokkakartiotestiä on raketin ensimmäistä vaihetta testattu kaksi kertaa. Siinä on kaksi kappaletta uusia nestemäistä vetyä ja happea käyttäviä YF-77 -moottoreita. Raketin keskirungon ympärillä on 2-4 apurakettia, jotka käyttävät myös vetyä ja happea ajoaineinaan.

Kaikkiaan Pitkä Marssi 5 olisi 60,5 metriä korkea ja sen laukaisumassa olisi 643 tonnia. Raketti olisi hyvin modulaarinen, eli sitä voisi käyttää apurakettien kanssa tai ilman niitä hyvin eri massaisten hyötykuormien laukaisuun. Se tulisi siten korvaamaan Kiinan nykyiset Pitkä Marssi -perheen kantoraketit CZ-2, CZ-3 ja CZ-4. Nimen CZ tarkoittaa Pitkää Marssia.

Pitkä Marssi 5:n lisäksi tekeillä on kaksi muuta kantorakettia, numerot 6 ja 7.

CZ-6 on itse asiassa Pitkä Marssi 5:n apuraketti, joka sopivilla ylemmillä vaiheilla varustettuna voi toimia kevyenä kantorakettina.

CZ-7 puolestaan on keskiraskas raketti, joka on pitkälti nykyaikaistettu, miehitettyjen Shanzhou-avaruusalusten laukaisussa käytettävä Pitkä Marssi 2F. Suurin uudistus on se, että raketti käyttäisi kerosiinia ja hapettimena nestehappea nykyisin käytettävien kalliiden ja myrkyllisten hydratsiinipohjaisten ajoaineiden sijaan. 

Seiska tulisi myös laukaisemaan matkaan kiinalaisavaruusasemaa huoltamaan lähetettävät miehittämättömät Tianzhou-rahtialukset. Sen ensilennon on tarkoitus tapahtua jo ensi vuonna, jolloin Tianzhou-1 telakoituisi avaruudessa aikaisemmin lähetettävään uuteen, järjestyksessä toiseen Tiangong-pienoisavaruusalukseen.

Uusi tehdas ja laukaisuasema

Koska uusien, suurien rakettiosien kuljettaminen maanteitse laukaisualustalle olisi hankalaa, on Kiinassa tekeillä uusi laukaisukeskus sekä rakettitehdas.

Uusi Wenchangin saarella sijaitseva laukaisuasema on Kiinan eteläisessä Hainanin provinssissa, joka on niin lähellä päiväntasaajaa kuin Kiinassa on mahdollista. Sieltä lähetettävät satelliitit voivat käyttää hyödykseen enemmän maapallon pyörimisliikettä, joten joko samalla raketilla voidaan lähettää painavampi satelliitti tai saman satelliitin lähettäminen vaatii vähemmän ajoaineita.

Rakettien kuljettaminen Wenchangiin tapahtuu laivoilla Tianjiniin jo tehdystä uudesta tuotantolaitoksesta. Suurikokoinen tehdas pystyy teoriassa valmistamaan jopa 30 CZ-5 -kantorakettia vuodessa.