Hyppää pääsisältöön

Yhdysvaltain salainen avaruussukkula on ollut jo yli kaksi vuotta avaruudessa – miksi?

Salainen avaruussukkula maassa
X-37B kuvattuna ensimmäisen lentonsa jälkeen joulukuussa 2010 Vandenbergin lentotukikohdassa, Kaliforniassa. Salainen avaruussukkula maassa Kuva: USAF/Michael Stonecypher Avaruussukkula

Mystisestä avaruussukkulasta on vain muutamia kuvia ja sen tehtävästä hajanaisia arvioita. Se kuitenkin tiedetään, että Yhdysvaltain puolustushallinnon omituinen pikkusukkula X-37B on ollut viimeisellä lennollaan avaruudessa jo syyskuusta 2017.

Sotilaat ovat luonnollisesti hyvin suppusuisia sukkulansa käyttötarkoituksista, mutta niitä on helppo arvailla. X-37B:n pohjalta tehtävä monikäyttöinen sukkula olisi erittäin kätevä ennen kaikkea tiedusteluun: se voitaisiin laukaista avaruuteen hyvin lyhyellä varoitusajalla ja sellaisia voisi olla myös koko ajan avaruudessa. Ne pystyisivät muuttamaan kiertorataansa pikavauhtia, jolloin ne saataisiin tavallisia tiedustelusatelliitteja nopeammin tutkailemaan jostain syystä kiinnostavia paikkoja.

Kuten salaisen sukkulan agenttimainen koodinimi X-37B kertoo, on kyseessä Yhdysvaltain Ilmavoimien kokeellinen projekti. "X"-nimillä on nimittäin historiansa. X-1 oli lentokone, jolla rikottiin ensimmäisenä äänivalli. X-15 on legendaarinen avaruuslentokone, jolla tehtiin korkeusennätyksiä ja tunnusteltiin avaruuden rajoja 1950- ja 1960-lukujen vaihteessa. Mukana X-koneiden listalla on monia varsin omituisia lentolaitteita yksipaikkaisista lentoveneistä ydinkäyttöiseen pommikoneeseen, mutta X-37:n tarina sinällään on hyvin jännittävä.

piirros salaisesta sukkulasta avaruudessa
Ammoinen piirros esittää minisukkulaa avaruudessa. Tätä tarkempia kuvia siitä työn touhussa ei ole julkaistu. Perässä oleva osa auttaa aluksen pudottautumaan alas kiertoradalta ja se irrotetaan ennen varsinaista laskeutumista tuhoutumaan ilmakehän kitkakuumennuksessa. Ihan täysin uudelleenkäytettävä alus ei siis ole. piirros salaisesta sukkulasta avaruudessa Kuva: Nasa Avaruussukkula

X-37 on pienikokoinen, uudelleenkäytettävä, Boeing-yhtiön rakentama minisukkula, joka on 8,9 metriä pitkä ja 2,9 metriä korkea. Sen paksujen deltasiipien kärkiväli on 4,5 metriä ja massa tyhjänä noin 5 tonnia.

Alus laukaistaan avaruuteen kantoraketilla kuten satelliitit, mutta lentonsa jälkeen se laskeutuu alas täysin automaattisesti lentokoneen tapaan kiitoradalle. Tiettävästi aluksia on tehty tähän mennessä kaksi. Ennen tätä nyt jatkuvaa ennätyksellisen pitkää lentoa ne ovat tehneet yhteensä neljä avaruuslentoa.

Lennoiltaan alukset ovat laskeutuneet Vandenbergin lentotukikohtaan Kaliforniassa ja Kennedyn avaruuskeskukseen Floridassa, avaruussukkuloiden käyttöön tehdylle kiitoradalle. Ohjauskeskus sijaitsee todennäköisesti Schrieverin lentotukikohdassa, Coloradossa.

X-37B:n pinta on päällystetty lämpösuojakerroksella, joista suurimman kuumennuksen kohteeksi siipien etuosissa ja nokassa olevat tiilet on tehty hiilipitoisesta keraamisesta materiaalista.

Aluksen selkäpuolella on pieni rahtiruuma (kooltaan noin 2,1 x 1,2 metriä), jonka luukku avataan kiertoradalle päästyä. Sieltä levittäytyy ulos aurinkopaneeli, jonka tuottaman sähkövirran voimin alus voi olla avaruudessa vaikka kuinka pitkään. Minisukkulassa on pienten asennonsäätörakettimoottorien lisäksi yksi päämoottori, joka kykenee muuttamaan aluksen kiertorataa hyvinkin paljon. Rajan lennon pituudelle asettaakin polttoaineen määrä ja sen kulutus riippuu tehtävistä ratamuutoksista.

lämpäkamerakuva X-37 sukkulasta
Lämpökamerakuva juuri laskeutuneesta sukkulasta näyttää mitkä kohdat sen pinnassa ovat kuumenneet kaikkein eniten laskeutumisen aikana. Nokka ja siipien sekä vakaajien etureunat ovat tällaisia alueita. Siksi niissä onkin paksu lämpösuojakerros. Pyörät hohkavat myös kuumina, mutta se on enemmänkin laskeutumisen aikana tehdyn jarrutuksen vuoksi. Rahtiruuman saranat näkyvät myös hyvin: ne ovat metallia ja siksi ne eivät viilene yhtä nopeasti kuin muu osa pintaa, mutta eivät ole kuitenkaan erityisen kuumia. lämpäkamerakuva X-37 sukkulasta Kuva: USAF Avaruussukkula

Todennäköisesti Yhdysvaltain ilmavoimat haluaisi lennättää X-37B:n kaltaisia minisukkuloita joskus tulevaisuudessa operationaalisesti hyvinkin lyhyellä varoitusajalla avaruuteen - tai pitää sellaisia koko ajan avaruudessa, jotta alukset voisivat tarpeen mukaan muuttaa kiertorataansa ja käydä esimerkiksi tutkailemassa haluttua kohtaa maapallon pinnalla rahtiruumassaan olevilla vakoilulaitteilla.

Mitään virallista tietoa sukkuloiden hyötykuormasta ei ole, mutta todennäköisin sukkulan käyttö on tiedustelu. Kohteet voivat olla niin Maan päällä kuin avaruudessakin; sukkula kykenee nimittäin käymään katselemassa vaikkapa muita kiertoradalla olevia satelliitteja. Tiettävästi alus on käynyt eräällä ensimmäisistä lennoistaan tutkailemassa kiinalaisten avaruusasemaa.

Sähköraketti ja materiaalinäytteitä

Ensimmäisillä avaruuslennoilla aluksen systeemejä tarkasteltiin ja testattiin, mutta kolmannesta lennosta alkaen aluksella on selvästi jo tehty jotain muutakin. Sitä on siis käytetty sen varsinaiseen tarkoitukseen, mikä todennäköisesti on vakoilu ja tarkkailu.

Lisäksi aluksen avulla tutkitaan sitä, miten tällainen alus voi olla avaruudessa pitkään. Siksi sen avulla on esimerkiksi tutkittu erilaisten materiaalien kestävyyttä avaruuden rajuissa olosuhteissa. Edellisellä, liki kaksi vuotta (717 vuorokautta) kestäneellä lennolla oli mukana yli sata erilaista materiaalinäytettä.

piirros salaisesta sukkulasta laskeutumassa
Hahmotelma aluksesta palaamassa takaisin Maahan. Sen pinta kuumenee paikoitellen jopa 1600°C:n lämpötilaan. piirros salaisesta sukkulasta laskeutumassa Kuva: Nasa Avaruussukkula

Vastaavanlaisia näytekokeita on tehty useita kertoja aikaisemmin. Esimerkiksi Nasalla oli yli 4000 näytettä matkalaukun kokoisessa paketissa Kansainvälisen avaruusaseman ulkopuolella vuosien 2001 ja 2003 välissä. Eurooppalaisilla ja venäläisillä on parhaillaankin käynnissä vastaavanlaisia kokeita. 1990-luvulla oli avaruudessa kokonainen iso testisatelliitti, jonka avulla testailtiin materiaalien avaruuskestävyyttä.

Mielenkiintoista X-37B:n näytepaketissa oli kuitenkin se, että nämä näytteet olivat pääasiassa uudenlaisia materiaaleja, joita haluttaisiin käyttää, mutta joista ei ole toistaiseksi saatu vielä kokemuksia.

Salainen sukkula maassa
Ilmakehän kuuman syleilyn jäljet näkyvät aluksessa laskeutumisen jälkeen. Sotilaat eivät ole kertoneet kuinka paljon alusta pitää korjata ennen seuraavaa lentoa. Salainen sukkula maassa Kuva: USAF/Michael Stonecypher Avaruussukkula

Toinen kiinnostava tuolla edellisellä lennolla oli aluksen sähköinen rakettimoottori. Sähkörakettimoottorit ovat pieniä ja kevyitä ja ne kuluttavat erittäin vähän polttoainetta. Siksi ne sopivat hyvin pitkille avaruuslennoille.

Tyypillisesti sähköraketit käyttävät esimerkiksi xenon-kaasun atomeja, jotka kiihdytetään moottorissa sähkövirran avulla suureen nopeuteen. Silloin pienelläkin ainemäärällä saadaan aikaan työntövoimaa. Voima ei ole suuri, mutta sitä voidaan pitää yllä pitkiä aikoja yhtäjaksoisesti.

Jo viides lento meneillään

X-37B laukaistiin tälle nyt käynnissä olevalle lennolleen 7. syyskuuta 2017, siis hieman yli kaksi vuotta sitten. Rakettina oli nyt SpaceX -yhtiön Falcon 9, ja avaruuteen päästyään minisukkula sai virallisesti nimen USA-277.

Kiertorata oli nyt aluksi hieman korkeampi kuin aikaisemmilla lennoilla, mikä osaltaan viesti siitä, että lento saattaa kestää pitempään. Samalla varmasti haluttiin myös testata laitteen toimintaa korkeammalla. Kyseessähän ei ole vielä normaalikäytössä oleva avaruuslaite, vaan koekone. Myöhemmin alus on muuttanut rataansa useaan kertaan ja todennäköisesti se laskeutuu Maahan varsin pian.

Seuraava lento toisella rakennetulla X-37B:llä on tiettävästi alkamassa tämän vuoden lopussa. Voi olla, että Yhdysvaltain Ilmavoimat (USAF) haluaa käyttää samanaikaisesti kahta alusta avaruudessa tai sitten nyt lennolla oleva tulee ensin alas.

sukkula kiitoradalla
Puhdas ja uudenkarhea X-37B rullauskokeissa Vandenbergissä ennen ensimmäistä avaruuslentoaan. sukkula kiitoradalla Kuva: USAF/ULA Avaruussukkula

Ainoa asia, mikä tästä meneillään olevasta lennosta tiedetään varmasti, on tärkein sen mukana oleva kokeellinen laite. Laukaisun aikaan USAF ilmoitti, että lennon yksi hyötykuorma on ASETS-II(Advanced Structurally Embedded Thermal Spreader), eli avaruuskäyttöön suunnitellun lämpöputken testilaite.

Lämpöputkia käytetään lämmön siirtämiseen esimerkiksi käytössä kuumenevasta elektroniikkalaatikosta ulos avaruuteen. Tämä on avaruudessa vaikeaa, koska avaruuden tyhjyydessä lämpö ei siirry yhtä kätevästi kuin Maan pinnalla ja lämpötilaerot ovat hyvin suuria. Avaruudessa tarvitaan lämpöputkia, joiden avulla voidaan siirtää lämpöä nesteen yhtäjaksoisella haihtumis- ja lauhtumisprosessilla paikasta toiseen, ja lämpösäteilimiä, joiden avulla lämpö voidaan siirtää tyhjään avaruuteen.

Kun ajatellaan erityisesti pitkään jatkuvia lentoja, joilla käytetään paljon elektroniikkaa kuten tehokkaita tutkia tai kameroita, on tämäkin tekniikka tärkeää.

Sotakäyttöön kaapattu Nasan avaruusalus

Ensimmäiset kuvat ja tiedot X-37:stä julkaistiin vuonna 1999, kun se oli Nasan hanke uudenlaisen avaruussukkulan tekemiseksi. 1990-luvulla oli ilmassa useita erilaisia ajatuksia avaruussukkulan seuraajista, pienemmistä ja suuremmista, mutta ne kaikki jäivät lopulta puolitiehen.

Myös Nasan kokeelliset koneet siis saivat X-tunnuksen: hankkeet olivat X-33, X-34 ja X-38. Näistä X-33 oli yksivaiheisen, kokonaan uudelleenkäytettävän avaruussukkulan koekone, jonka pohjalta olisi tehty kerrassaan upea uusi avaruuslentokone VentureStar.X-34 olisi ollut rahdin kuljettamiseen käytetty pieni uudelleenkäytettävä alus, joka olisi laukaisu lentokoneen siiven alta avaruuteen.X-38 olisi ollut puolestaan avaruusaseman pelastuslautta, joka olisi pystynyt tuomaan kuusi astronauttia takaisin Maahan.

Nämä kaikki hankkeet lopetettiin kesken kaiken, alusten ollessa jo rakenteilla, mutta niistä saatuja kokemuksia käytettiin X-40 -nimiseen testiliidokkiin. Sen perusteella tehtiin sitten suurempi ja hieman erilainen X-37.

salainen avarussukkula X33 piirros
Uudet koekoneet olivat jo varsin pitkällä. Niitä oli jo rakennettu ja niillä tehtiin rullauskokeita ja koelentojakin, kunnes ne kaikki päätettiin lopettaa heti 2000-luvun alussa. Jännittävin oli X-33, jonka perusteella olisi tehty vanhan avaruussukkulan kokoinen täysin uudelleenkäytettävä avaruuslentokone VentureStar. salainen avarussukkula X33 piirros Kuva: Nasa Avaruussukkula

Tämä Boeing-yhtiön toteuttama hanke siirtyi vuonna 2004 Yhdysvaltain puolustushallinnon tutkimuslaitoksen DARPAn hoteisiin, minkä jälkeen Nasan budjettileikkaukset eivät olleet enää estämässä kehitystyötä. Koelennot ilmakehässä X-37A -versiolla alkoivat keväällä 2006. Tarkoituksena oli tuolloin viedä koekone avaruussukkulalla avaruuteen, mutta kun sukkulat jäivät eläkkeelle, muutettiin alusta vähän, sille annettiin nimi X-37B ja se ammuttiin kantoraketin nokassa kiertoradalle 22. huhtikuuta 2010.

Tuo ensimmäinen lento, joka tunnettiin koodinimellä OTV-1 (Orbital test Vehicle, kiertoradalla lentänyt koealus), kesti 225 vuorokautta. Toinen lento OTV-2 laukaistiin maaliskuussa 2011 ja sen pituus oli 469 vuorokautta. OTV-3 käytti samaa alusta kuin ensimmäinen lento, ja se nousi avaruuteen 25. lokakuuta 2012. Nyt lento kesti muutamaa tuntia vaille 675 vuorokautta.

Avaruussukkulan koetyyppi X-34 kiitoradalla
X-34 olisi ollut rahdin kuljettamiseen käytettävä pieni, uudelleenkäytettävä avaruussukkula Avaruussukkulan koetyyppi X-34 kiitoradalla Kuva: USAF Avaruussukkula

OTV-4, eli nyt jatkuvaa lentoa edellinen keikka avaruuteen, alkoi 11. joulukuuta 2012, kun pikkusukkula laukaistiin matkaan Atlas 5 -kantoraketilla Cape Canaveralista. Se oli avaruudessa ennätykselliset 675 päivää. Mikään avaruusalus ei ole viettänyt kiertoradalla näin pitkää aikaa ja palannut sieltä takaisin Maahan. Nyt meneillään on lento OTV-5 ja seuraava OTV-6 on siis suunnitteilla loppuvuonna laukaistavaksi.

Tulevaisuudessa aluksesta tehdään kenties operatiivinen versio. Tai useita sellaisia. Suunnitelmissa on ollut myös lähes tuplasti nykyversion kokoinen X-37C. Se kykenisi rahtien lisäksi kyytimään kuutta avaruuslentäjää paineistetussa matkustamossa. Toistaiseksi sen tekemisestä ei ole kuitenkaan mitään konkreettisia merkkejä.

Salaisen sukkulan käyttötarkoitus on arvoitus

Nykyinen versio X-37B on liian pieni ihmisten kuljettamiseen, mutta sotilaille sellainen olisi todella kätevä. Ja miksei muillekin, sillä aluksen ruumaan saisi myös paljon kiinnostavia tutkimuslaitteita niin avaruuden kuin ilmakehänkin tutkimiseen.

avaruussukkula X-37 rahtiruumassa
X-37B valmiina kuljetettavaksi avaruuteen avaruussukkula X-37 rahtiruumassa Kuva: USAF/ULA Avaruussukkula

Pikkusukkulan ruumaan voisi laittaa erilaisia laitteita tilanteen mukaan, joko tarkalla kaukoputkella varustettuja kameroita, pilvien läpi “näkeviä” tutkia, sähköisen sodankäynnin vakoilulaitteita tai vaikka kaikkia niitä samalla kertaa. Sukkula voisi laskeutua radallaan myös satelliitteja matalammalle, jolloin se pystyisi tekemään niitä tarkempia havaintoja.

Rahtiruumassa voisi hyvin olla myös aseita, kuten esimerkiksi laseraseita, sähköisen sodankäynnin välineitä tai jopa perinteisiä tykkejä. Mikäli ruumassa on robottikäsivarsi, voitaisiin sukkulan avulla myös käydä kolistelemassa vihollisen satelliitteja, vaurioittaa niitä tai kenties jopa napata osia mukaan. Joka tapauksessa vihollisen satelliitteja voisi tarkkailla sukkulasta ihan lähietäisyydeltä. Yhtä lailla sukkulan avulla voisi käydä korjaamassa ja huoltamassa omia satelliitteja. Minisukkulalla voisi myös viedä pieniä satelliitteja avaruuteen.

Näitä asioita X-37B:llä todennäköisesti tutkitaan ja testaillaan. Voi myös olla, että koelennoilla havaitaan tämän kaiken olevan vain lista haluttavia asioita, mutta käytännössä ainakaan tällainen minisukkula ei niitä pysty kunnolla tekemään.

Lue myös - yle.fi:stä poimittua

Tiede

Uusimmat sisällöt - Tiede