Jari Mäkinen
Yle
Vaikka äkkiväärä teknoguru Elon Musk on viime päivinä purkanut koronaturhautumistaan kovasti twitterissä, on hänellä myös syytä iloon.
Perustamansa avaruusyhtiö SpaceX:n uusi superraketti läpäisi juuri kriittisen testin ja jopa konservatiivinen Nasa näytti yhtiön hurjille kuusuunnitelmille vihreää valoa.
SpaceX on kehittämässä hurjaa vauhtia uutta, todella mielenkiintoista avaruusalusta. Starship on suuri, uudelleenkäytettävä raketti, jonka avulla voidaan viedä kätevästi ja edullisesti suuria kuormia avaruuteen, Kuuhun tai jopa Marsiin.
Muskin hieman suuruudenhulluissa, mutta samalla realismin kanssa kosketuspinnassa olevissa haaveissa Starshipit vievät suuria kuormia avaruuteen, mullistavat avaruustoiminnan sellaisena kun sen nyt tunnemme ja kyytivät turisteja Kuun ympäri.
Tämä on alus, jonka avulla hän haluaa aloittaa Marsin asuttamisen.
Eikä kyse ole enää haaveista, sillä alusten tekeminen on täydessä vauhdissa. Niiden prototyyppejä on rakennettu Teksasin eteläosissa, lähellä Meksikon rajaa Boca Chicassa jo parin vuoden ajan.
SpaceX avasi Boca Chican toimipisteensä vuonna 2014, jolloin ajatuksena oli laukaista nykyisenä työhevosena toimivia Falcon 9 -raketteja sieltä, mutta vuodesta 2018 alkaen siellä on tehty vain Starshipiä. Tai useampia sellaisia: nyt tekeillä on jo kuudes prototyyppi.
Ensimmäinen niistä esiteltiin julkisuudelle viime syksyllä. Elon Muskin isännöimä tilaisuus pidettiin ruostumattomasta teräksestä varsin karkealaatuisesti tehdyn raketin juurella, ja varmastikin monet miettivät onko kyseessä oikea avaruusalus vai tieteiselokuvan lavaste.
Se oli kuitenkin oikea. Musk totesi, että on turha tehdä ensimmäisiä raketteja viimeisen päälle, koska ensimmäiset prototyypit varmasti tuhoutuvat.
Ja niin on totisesti käynyt. Jo kolme rakettia on hajonnut, kun niitä on testattu ennen rakettien koekäyttöä ja suunniteltua testilentoa. Ongelmana ovat olleet suurikokoiset polttoainetankit, jotka on tehty massan säästämiseksi mahdollisimman ohuesta teräksestä.
Tässä tapauksessa massan säästäminen säästää paitsi rahaa, niin myös tekee hankkeen mahdolliseksi. Olennaisesti painavampi Starship ei voisi nousta avaruuteen ilman luonnonlakeja rikkovaa ihmettä.
Tankit paitsi joutuvat kestämään sisäistä painetta, niin myös suuria lämpötilaeroja, kun niiden sisällä on superkylmää nestehappea tai kylmää polttoainetta.
Tähän mennessä tankit ovat joko pamahtaneet rikki tai rutistuneet kasaan ajoaineita niihin tankattaessa, mutta viime viikolla tehdyssä testissä lopulta tässä onnistuttiin normaalisti.
Tankkien hitsaussaumojen laatua on parannettu, tankkien rakennetta muutettu ja tankkausmenetelmiä kehitetty. SpaceX:n ideana onkin juuri kehittää alustaan löydettyjen epäkohtien perusteella.
Nämä ovat tyypillisesti juuri asioita, joita on hankala hahmottaa työpöydän ääressä istuen ja tietokoneilla erilaisia malleja ajamalla. Tarvitaan täysikokoisia mallikappaleita ja oikeaa tekemistä.
Nyt suunnitelmissa on tehdä Starshipin neljännen prototyypin moottorien koekäyttö ihan näinä päivinä (toukokuun 2020 alussa), ja sen jälkeen varsin pian aluksella on tarkoitus tehdä ensimmäinen koelento.
Lennot saattavat ylettyä noin 20 kilometrin korkeuteen, ja niiden tarkoituksena on testata yksinkertaisesti aluksen toimintaa ja kykyä laskeutua pehmeästi takaisin lennon jälkeen.
Voi tosin olla, että varsinaiset lennot tehdään seuraavilla prototyypeillä, tai niiden tehtäviksi tulevat jo haastavammat kokeet.
Todennäköisesti ensin vain tehdään pieni pomppaus, ja vasta sen jälkeen alukset kurottavat korkeammalle sekä yrittävät tehdä kaikenlaisia temppuja omituisista lentoliikkeistä aina moottoririkkojen jäljittelyyn.
SpaceX suunnittelee jo kuulentoversiota Starshipistä Nasalle
Avaruuteen saakka nyt tekeillä oleva Starship ei pääse itsekseen, vaan se tarvitsee avukseen toisen raketin. Super Heavy on kuin nyt käytössä olevan Falcon 9 -raketin ensimmäinen vaihe, paitsi että nimensä mukaisesti se on suuri ja voimakas. Sen tehtävänä on viedä Starship niin korkealle ilmakehässä ja kiihdyttää se sen verran suureen nopeuteen, että se pystyy jatkamaan itsenäisesti avaruuteen.
Tai kuten Musk sanoo, Super Heavy nostaa Starshipin pois maapallon painovoimakuopasta.
Lentonsa jälkeen Super Heavy laskeutuu takaisin ja on ainakin periaatteessa käytettävissä uudelleen heti tarkistusten ja tankkaamisen jälkeen.
Se on 68 metriä korkea ja halkaisijaltaan yhdeksän metriä, ja siinä on 37 rakettimoottoria. Kun moottoreita on paljon, ei yhden tai kahden rikkoontuminen vaikuta lentoon, vaan laukaisu voi tapahtua normaalisti. Jäljellä olevien moottorien vain täytyy tehdä vähän enemmän hommia.
Starship puolestaan on 50 metriä korkea ja myös sen suurin halkaisija on yhdeksän metriä.
Siinä on kuusi moottoria ja siitä on suunnitteilla ainakin kolme versiota: yksi pelkän rahdin kuljettamiseen sekä satelliittien avaruuteen viemiseen, toinen matkustajille niin kiertoradalle, Kuuhun tai toisille planeetoille suuntaaville lennoille, ja kolmas olisi tankkeri.
Lennot maapallon lähitienoita pitemmälle vaativat aluksen tankkaamista kiertoradalla.
Lisäksi suunnitteilla on oma versionsa Kuun luona tapahtuvaa liikennettä varten. Jos aluksella tehtäisiin vain lentoja Kuun kiertoradan ja Kuun pinnan välillä, voitaisiin ilmakehässä lentämiseen ja ilmakehään saapumisen kuumentumiseen liittyvät systeemit pois. Silloin alus voisi viedä Kuuhun suurempia lasteja.
Starship voisi kuljettaa lentomatkustajia maapallon toiselle puolelle ennätysajassa
Starship ja Super Heavy olisivat yhdessä mahtava näky: 120 metriä korkea raketti, jonka massa laukaisun aikaan olisi noin 5000 tonnia.
Ammoinen kuuraketti Saturn V oli 3000 tonnia ja noin 110 metriä korkea. Se kalpenisi uuden kaksikon rinnalla.
Uusi raketti voisi kuljettaa noin sata tonnia massaltaan olevan kuorman periaatteessa minne vain, kun alusta tankataan vain välillä.
Esimerkiksi lento Kuuhun vaatisi siis itse asiassa toisen laukaisun, kun Starshipin tankkerialus lähetettäisiin kiertoradalle, missä se pumppaisi siellä odottavaan kuualukseen lisää nestehappea ja metaania. Metaani on muuten valittu polttoaineeksi sen vuoksi, että sitä voi valmistaa mm. Marsin pinnalla olevista aineista.
Jos laskelmat pitävät paikkaansa, voisi Starshipin avulla nostaa avaruuteen tavaraa – satelliitteja, Kuuhun suuntaavaa rahtia tai astronautteja – noin kymmenen kertaa nykyistä edullisemmin. Yhden laukaisun hinta on noin 1,84 miljoonaa euroa.
Tämä tarkoittaisi sitä, että avaruustoimintaa voitaisiin lisätä ja laajentaa huomattavasti, ja että Starshipin avulla voitaisiin myös aloittaa matkustajalennot planeettamme puolelta toiselle. Matka minne vain maapallolla kestäisi kolmisen varttia, maailmanympärilennon voisi tehdä puolessatoista tunnissa.
Tositoimiin jo ensi vuonna?
Kaikki edeltävä vaikuttaa hienolta, mutta toistaiseksi Starshipistä työn touhussa on vain hienoja visualisointeja, aluksista valmiina vain kasa terästankkeja ja Muskilla on tavalliseen tapaansa paljon suuria puheita.
Ensimmäisen kerran alus nousi parrasvaloihin vuonna 2012, kun Musk piti esitelmän avaruusväen vuositapaamisessa. Silloin hän tyypilliseen tapaansa maalaili isolla pensselillä kuvaa Marsin asuttamisesta jättikokoisilla avaruusaluksilla, joita hän tuolloin kutsui nimellä BFR.
Koko nimi saattoi olla joko Big Falcon Rocket tai Big Fucking Rocket kysyjästä, vastaajasta ja tilaisuuden luonteesta riippuen.
Vuosien kuluessa hahmotelmia muuteltiin vähän suunnittelun käydessä konkreettisemmaksi. SpaceX:n julkaisemat piirrokset heijastelivat näitä muutoksia, ja siksi aluksesta on tässäkin jutussa hieman erilaisia versioita.
Sitten Musk alkoi twiitata kuvia raketin osista, joita oltiin jo tekemässä, ja vuodesta 2018 alkaen ohikulkijat Boca Chicassa saattoivat nähdä, miten työtä tehtiin tiiviisti – lähes ympäri vuorokauden ja myös juhlapäivinä.
Sama tahti jatkuu edelleen. Nyt tekeillä on jo kuudes prototyyppi, joka tulee myöhemmin tarpeeseen kun ja jos nykyinen nelonen sekä myös lähes valmiina oleva viitonen rikkoontuvat.
Joka tapauksessa kun koelennot alkavat – toivottavasti ihan lähiviikkoina – on hyvä, että lentokelposia prototyyppejä on useita.
Aivan ensimmäisenä aluksella tehdään moottorien koekäyttäminen siten, että Starship ei nouse lentoon. Sitten vuorossa lienee noin 150 metrin korkeuteen ulottuva pomppaus, ja vasta sen jälkeen noustaan ylemmäksi.
Vielä jokin aika sitten odotettiin aluksen tekevän ensimmäisen avaruuslentonsa vielä tämän vuoden puolella, mutta nyt sitä ei odoteta tapahtuvaksi ennen ensi vuoden alkua. Tahti on joka tapauksessa hengästyttävä.
Samalla kannattaa myös muistaa, että SpaceX on venyttänyt aikajanaa aika paljon aikaisemmissa hankkeissa. Avaruusasemalle tehtävillä rahtilennoilla käytettävän Dragon-aluksen miehistölentoihin sopivan version oli tarkoitus tehdä ensimmäisen lentonsa astronauttien kanssa vuonna 2016, mutta se päässee matkaan vasta tämän kuun lopussa. Automaattisesti alus on jo käynyt avaruudessa. Myös Falcon 9:n raskaan version Falcon Heavyn ensilento viivästyi vuosilla.
Niin ikään Falcon 9:n ensimmäisen vaiheiden uudelleenkäyttäminen pääsi alkuun vuosia myöhemmin kuin Musk lupaili. Kaikki nämä ovat kuitenkin toteutuneet – ja nopeammin kuin monet muut avaruushankkeet. Esimerkiksi Nasa on esimerkiksi suunnitellut ja tehnyt tulevilla kuulennoilla käytettäväksi tarkoitettua, ammoisen avaruussukkulan tekniikkaan perustuvaa SLS-rakettia jo liki 20 vuoden ajan. Alihankkija Boeing ei ole ainakaan ollut harmissaan siitä, että projekti on ollut sille hyvä lypsylehmä.
Joka tapauksessa: jos Starshipien testit menevät nyt edes jotakuinkin suunnitellusti, olisivat ne käytössä jo vuonna 2022. Se tarkoittaisi uuden sivun kääntymistä avaruuslentojen historiakirjassa, mutta samoille sivuille on tulossa jo muitakin: Amazon-mijardööri Jeff Bezosin perustama avaruusyhtiö Blue Origin on tekemässä New Glenn -rakettiaan, joka on hyvin saman kaltainen.
Yhtiön salamyhkäiset tuotantotilat Cape Canaveralissa ovat jo valmiina ja sieltä odotellaan uutisia koska tahansa...
Päivitys 29.5.2020: Useiden onnistuneiden kokeiden jälkeen prototyyppi 4 tuhoutui räjähdyksessä. Seuraava koekappale on kuitenkin odottamassa jo testejä, joten vaikka aikataulu taas venyy, työ jatkuu.
