SpaceX teki taas pikatutkinnan: Falcon 9 palaa lentoon viikonloppuna

Falcon 9 nousee lentoon
Falcon 9 nousee lentoon
Iridium NEXT raketissaan

Neljä kuukautta siihen meni: syyskuun 9. päivänä tapahtuneen räjähdyksen todennäköinen syy on nyt selvillä ja yhtiö aikoo laukausta seuraavan rakettinsa jo tulevana sunnuntaina. Sen jälkeen on pian vuorossa lento, jonka mukana on myös Suomen ensimmäinen satelliitti, Aalto-1

Yhtiön julkaiseman tiedotteen mukaan syyskuinen näyttävä räjähdys johtui siitä, että Falcon 9 -kantoraketin toisen vaiheen nestemäistä happea sisältäneen tankin sisällä oleva paineistetun heliumin säiliö rikkoontui ja sai aikaan toisen vaiheen räjähtämisen sekä edelleen koko raketin – sekä sen nokassa olleen 200 miljoonaa dollaria maksaneen satelliitin – tuhoutumisen.

Onnettomuus tapahtui, kun rakettia oltiin tankkaamassa ennen laukaisua tehtävää rakettimoottorien koepolttoa varten.

Nestehappitankin sisällä on suuripaineista, kylmää heliumia sisältävä tankki siksi, että sen sisältämällä heliumilla täytetään polttoainetankkeja lennon aikana sitä mukaa, kun nesteen määrä niiden sisällä vähenee.

Hiilikuidusta tehty heliumtankki on sijoitettu happitankin sisälle siksi, että näin säästetään tilaa. Jos se olisi ulkopuolella, tulisi rakettivaiheesta kookkaampi ja painavampi, tai sen ulkopuolella olisi ilmanvastusta aiheuttava patti.

Heliumtankki on tehty kolmesta alumiinitankin päälle kudotusta hiilikuitukerroksesta, joiden väliin oli nähtävästi päässyt happea ja kun pankkia paineistettiin, tankki paitsi halkesi ja vapautti sisältönsä nopeasti happitankkiin, niin myös hiilikuitu on voinut syttyä hapen kanssa räjähtäen tuleen. Hiilikuituun päässyt happi on saattanut myös muuttua kiinteäksi, koska lämpötila oli niin alhainen, jolloin syttymisen todennäköisyys on suurempi.

SpaceX ei tehnyt itse koko tutkintaa, vaan siinä olivat mukana riippumattomat, avaruuslennoista ja niiden turvallisuudesta vastaavan Yhdysvaltain viranomaisorganisaatiot FAA ja NTSB (Kansallinen ilmailuviranomainen ja onnettomuustutkintaa tekevä liikenneturvallisuuslautakunta). Myös NASA ja Yhdysvaltain ilmavoimat olivat mukana.

Niinpä yhtiö voi jatkaa nyt lentojaan, kunhan ensin tankkien tankkausjärjestystä- ja tapaa muutetaan, ja vähitellen tankkien rakennetta korjataan.

Täsmennys klo 15.30: SpaceX on toimittanut FAA:lle raportin, ja sitä käsitellään parhaillaan. Vaikka SpaceX toivoo voivansa tehdä laukausun jo sunnuntaina, ei raketti ei ole saanut vielä virallisesti lentolupaa FAA:lta. 

Koska räjähdys vaurioitti SpaceX:n Floridassa, Cape Canaveralissa olevaa laukaisualustaa, tehdään tämä tammikuun 8. päivälle lento Kaliforniasta, Vandenbergin lentotukikohdasta. Yhtiön toinen aktiivinen laukaisualusta sijaitsee siellä.

Vuorossa tällä lennolla on kymmenen Iridium NEXT -tietoliikennesatelliittiverkon satelliittia; tähän uuden sukupolven Iridium-satelliittiverkostoon kuuluu kaikkiaan 81 satelliittia, joista 66 vaaditaan verkon toimintaan ja loput ovat avaruudessa varalla.

Iridium NEXT raketissaan

Iridium on vain yksi pitkään laukaisuaan odotellut SpaceX:n asiakas ja neljä kuukautta kestänyt hiljaiselo on saanut Falcon 9:n laukaisulistan näyttämään pieneltä kaaokselta. Jo ennen syyskuun räjähdystä lennot olivat myöhässä ja tällä haavaan yli 30 lentoa on merkitty tehtäväksi vuoden 2017 aikana. Tämä ei tule toteutumaan, vaikka yhtiö pääsisi tekemään laukaisuitaan piankin kaikilta laukaisualustoiltaan.

Suomalainen opiskelijasatelliitti Aalto-1 on ollut myös eräs näistä koko ajan lykkääntyneistä lennoista kärsineistä satelliiteista. Lennon päähyötykuormana on taiwanilainen kaukokartoitussatelliitti Formosat-5, jolla ei ole ollut erityisen suurta kiirettä päästä avaruuteen.

Näillä näkymin nämä ovat kuitenkin vuorossa seuraavalla Kaliforniasta tehtävällä laukaisulla, joskin viikonlopun lentoa seuraavat lennot SpaceX aikoo tehdä jälleen Floridasta.

Falcon 9 palaa pian lentoon – se on hyvä uutinen Aalto-1:lle

Falcon 9 palaa pian lentoon – se on hyvä uutinen Aalto-1:lle

Päivän kuvaSuomen ensimmäinen satelliitti Aalto-1 on jo reippaasti yli vuoden myöhässä SpaceX-yhtiön Falcon 9 -kantorakettien ongelmien vuoksi.

Ensin kesällä 2015 yksi raketti räjähti kesken laukaisun ja lykkäsi satelliitin laukaisua myöhemmäksi. Suositun kantoraketin ennestään myöhässä olleet laukaisut jäivät jumiin, ja ruuhkan purkaminen oli vasta menossa, kun raketille tuli toinen takaisku nyt syksyllä. Siinä missä vuoden 2015 onnettomuus tapahtui kesken laukaisun, räjähti raketti nyt syksyllä laukaisualustalla kesken moottorien koekäyttöä edeltänyttä tankkaamista.

Lennot keskeytyivät jälleen ja kyytiä avaruuteen odottavat satelliitit kisasivat paikasta laukaisulistalla kiireytensä perusteella; tässä kisassa oheishyötykuormana kulkeva pieni Aalto-1 ei ole ollut kovin korkealla tärkeyslistalla, mutta nyt kyyti on viimein näköpiirissä. Tuoreimman suunnitelman mukaan suomalaissatelliittia kuljettava lento voisi tapahtua jo heti alkuvuodesta.

Virallisesti SpaceX ei ole vielä saanut viranomaisilta lupaa laukaista Falcon 9 -raketteja uudelleen, mutta onnettomuustutkinta on niin lähellä loppusuoraa, että yhtiö on ilmoittanut tähtäävänsä seuraavaan lentoon 16. joulukuuta. Kyseessä on Kaliforniasta Vandenbergin lentotukikohdasta tehtävä lento, jonka kyytiläisinä on joukko Iridium-tietoliikennesatelliitteja.

Otsikkokuvassa on tuolla lennolla käytettävä raketti saapumassa laukaisupaikalle.

Epävirallisen laukaisulistan mukaan seuraavat laukaisut tapahtuvat jälleen Floridasta. Syksyinen onnettomuus tapahtui laukaisualustalla, joten tuo alusta luonnollisesti vaurioitui pahoin ja sitä korjataan parhaillaan. Lisäksi SpaceX on kuitenkin muokkaamassa kuuluisaa, Apollo-aluksia ja avaruussukkuloita aikanaan matkaan lähettänyttä laukaisualustaa 39A Falcon 9 -kantorakettejaan varten, ja yhtiö aikoo tehdä seuraavat laukaisunsa Floridasta juuri tuolta alustalta. Se ei kuitenkaan ole ihan vielä valmis.




Juttu jatkuu mainoksen jälkeen


Tammikuulle laukaisulistassa on peräti kolme laukaisua Floridasta, mutta on epätodennäköistä, että kaikki raketit pääsevät matkaan suunnitellusti. Muutenkin suunnitelmat ovat vielä epäselviä ja hieman toiveikkaita: epävirallisessa laukaisulistassa on hahmoteltu ensi vuodelle peräti 36 Falcon 9:n laukaisua, joista kaksi olisi uuden, raskaan Falcon 9 Heavyn laukaisuita.

Jos joku asia on ennalta tiedossa, se on se, että nämä kaikki laukaisut eivät tule toteutumaan tässä aikataulussa.

Askel kohti avaruutta: Aalto-2 asennettiin laukaisusovittimeen

Aalto-2 -satelliitti
Aalto-2 -satelliitti
QB50-satelliitteja laukaisusovittimiensa sisälle asennettuina

Samalla kun Suomen ensimmäinen satelliitti Aalto-1 odottaa edelleen SpaceX -yhtiön Falcon 9 -kantorakettien palaamista jälleen käyttöön, etenee toinen Aalto-yliopistossa tehty satelliitti kohti avaruusmatkaansa. Käynnissä on kova kisa siitä, kumpi satelliiteista ennättää ensinnä kiertoradalle!

Kilpailu on tosin kuvainnollista, sillä alkuperäisten suunnitelmien mukaan kumpikin satelliitti olisi ollut jo avaruudessa: Aalto-1 oli tarkoitus laukaista jo puolisentoista vuotta sitten ja Aalto-2:n piti seurata sitä nyt tänä syksynä. 

Näillä näkymin Kakkonen pääsee avaruuteen ensi maaliskuussa, jolloin se lähetetään osana QB50-satelliittirypästä Kansainväliselle avaruusasemalle Cygnus-rahtialuksella.

Satelliitti kuljetetaan siis avaruusasemalle, mistä se singotaan myöhemmin kiertoradalle. Näin ollen Aalto-2 tulee kiertämään maapalloa radalla, jolla se ei nouse koskaan kovin korkealle horisontin päälle Suomesta katsottuna.

Toinen suomalaisittain tylsä yksityiskohta on se, että koska satelliitti on osa suurempaa kokonaisuutta, se merkitään virallisesti belgialaiseksi satelliitiksi muiden QB50-satelliittien tapaan. Hankkeen alullepanija on belgialainen Von Karman -instituutti ja se on saanut rahoitusta Euroopan Komissiolta.

Ainutlaatuinen satelliittiparvi

QB50 on kansainvälinen hanke, jonka ideana on tutkia nimen mukaisesti 50 nanosatelliitilla Maan ilmakehän ja avaruuden välissä olevaa termosfääriä. Satelliittien tehtävä on tehdä havaintoja, joiden perusteella termosfääristä voidaan tehdä ensimmäinen kunnollinen malli.

Koska satelliitteja laukaistaan avaruusasemalta useaan aikaan, ne levittäytyvät varsin laajalle alueelle, jolloin niistä saadaan joukkovoiman avulla paljon kiinnostavaa tietoa käytännössä samanaikaisesti eri puolilta planeettaa. 

Yleensä satelliitit läpäisevät termosfäärin nopeasti, mutta monet nanosatelliitit voivat kerätä pidemmältä ajalta, laajemmin ja monipuolisempaa tietoa.

Aalto-2:n mittalaitteena on Oslon yliopistossa kehitetty ns. Langmuir-luotaaja, joka tutkii plasman ominaisuuksia.

Satelliitteja on tehty eri yliopistoissa ja tutkimuslaitoksissa, ja niiden lento tulee olemaan varsin lyhyt: ne tippuvat matalalta kiertoradaltaan alle puolessa vuodessa ilmakehään, jossa ne palavat ilmanvastuksen vaikutuksesta.

Aalto-yliopiston satelliittiohjelman kannalta olennaista hankkeessa on myös satelliittialustan toimintakelpoisuuden todistaminen. Kyseessä on Aalto-1:n kokemusten pohjalta tehty uudenlainen ja innovatiivinen cubesat-konsepti, jota käyttävät myös Reaktor Hello World  ja Suomi 100 -satelliitti. 

Hankkeesta syntynyt Reaktor Space Lab -yhtiö kehittää parhaillaan satelliittialustaa eteenpäin ja etsii sille kiinnostavia sovelluksia jopa planeettalentojen puolelta.

QB50-satelliitteja laukaisusovittimiensa sisälle asennettuina
QB50-satelliitteja laukaisusovittimiensa sisälle asennettuina. 50 satelliitista 40 on tarkoitus lähettää matkaan avaruusasemalta.

Milloin matkaan?

Satelliitti toimitettiin heinäkuussa laukaisuvälittäjänä toimivalle Innovative Solutions in Space -yhtiölle Hollantiin ja viime torstaina satelliitti asennettiin yhtiön Delftissä sijaitsevassa puhdastilassa laukaisusovittimeen.

Samoin asennettiin tusina muitakin QB50-parven satelliitteja.

Satelliittien matka jatkuu lähiviikkoina sovittimien sisällä Yhdysvaltojen itärannikolle odottamaan Orbital ATK:n tiloihin asentamista edelleen Cygnus-rahtialuksen sisälle. Alus on jo seitsemäs avaruusasemalle lähetettävä Cygnus-rahtari.

Se laukaistaan nykyisen suunnitelman mukaan matkaan ensi maaliskuussa Atlas V -kantoraketilla. Lentoa tosin on siirretty jo tähän mennessä useampaan kertaan ja on mahdollista, että lento lykkääntyy huhtikuun puolelle.

Näin on entistäkin todennäköisempää, että Aalto-1 ennättää lopulta ensin avaruuteen, sillä sen laukaisun pitäisi tapahtua vuoden 2017 alussa. Mutta saa nähdä...

Nanosatelliitit lähetetään avaruusasemalta japanilaislaboratorioon kiinnitetyn robottikäsivarren päässä olevasta laukaisusovittimesta.

Aalto-1:n laukaisu viivästyy edelleen – ainakin tammikuulle 2017

Aalto-1:n laukaisu viivästyy edelleen – ainakin tammikuulle 2017

Aalto-1 makaa yhä edelleen laukaisuvälittäjän hellässä huomassa odottamassa matkaansa laukaisupaikalle Kaliforniaan. Mitään paniikkia ei olekaan, sillä näillä näkymin tätä Päivän kuvaSuomen historian ensimmäistä satelliittia kuljettava raketti laukaistaan aikaisintaan ensi tammikuussa. 

Satelliittia on käyty Suomesta jo kerran katsomassa ja sen akut on ladattu uudelleen. Kun se vietiin Otaniemestä toukokuussa Hollannin Delftiin ja integroitiin Innovative Solution in Space -yhtiön puhdastilassa kiinnityssäiliöönsä, oletettiin laukaisun olevan enää muutaman kuukauden päässä. Kun odotus on venynyt arvioitua pitemmäksi, on satelliitin systeemien toiminta ollut hyvä tarkistaa ja sen akkujen varaustaso palauttaa korkealle.

Syynä uusimpaan viivästykseen on sama kuin aikaisempiinkin: Falcon 9 -kantoraketti.

Ensimmäinen pitkä viivytys tuli kesällä 2015 tapahtuneesta epäonnistuneesta laukaisusta, joka pysäytti raketin lennot pitkäksi aikaa. Koska SpaceX -yhtiöllä on runsaasti asiakkaita, ja osalla niistä on satelliitteja, jotka on tärkeää saada nopeasti taivaalle, järjesteltiin lento-ohjelmaa sen mukaisesti.

Aalto-1:n lennon päähyötykuormana on taiwanilainen kaukokartoitussatelliitti Formosat-5, jolla ei ole kova kiire taivaalle, joten sen mukana laukaistavat pikkusatelliitit joutuivat odottamaan.

Kun yhtiö oli saanut jo kurottua jonkin verran aikatauluaan kiinni, tapahtui nyt syyskuussa uusi onnettomuus: laukaisua odottanut raketti räjähti laukaisualustallaan juuri ennen rakettimoottorien koepolttoa. Tämän vuoksi lennot on jälleen nyt keskeytetty toistaiseksi.

Näyttää siltä, että syynä onnettomuuteen on raketin tankkien täytössä tapahtunut virhe, eikä siten raketissa itsessään tai laukaisualustassa ole ollut vikaa. Todennäköisesti räjähdys johtui nestehappisäiliön sisällä olevan, tankkien paineistukseen käytettävän typen tankin rikkoontuminen, mutta se lienee seurausta virheellisestä tankkauksesta.

Syy ei ole vielä täysin selvä, ja ilmassa on ollut myös muita, enemmän tai vähemmän uskottavia teorioita. Eräs näistä on sabotaasi, sillä SpaceX:n kilpailijan, Lockheed-Martin -yhtiön Cape Canaveralin laukaisukeskuksessa lähellä sijaitsevalla rakennuksella on ollut epätavallista toimintaa ennen räjähdystä. Samoin on mahdollista, vaikkakin epätodennäköistä, että Falcon 9:n toisessa vaiheessa on jokin epätavallinen vika, joka sai aikaan jo edellisen onnettomuuden kesällä 2015. Sen syy selvitettiin hyvin todennäköisesti, mutta ei täysin varmasti.

SpaceX on toiveikas onnettomuustutkinnan suhteen ja toivoo, että Falcon 9 voisi päästä jälleen lentoon marraskuussa.

Laukaisualusta (Cape Canaveralin alusta no. 40) kärsi suuria vaurioita räjähdyksessä ja sen kunnostamiseen menee kuukausia. Lisäksi taannoinen hurrikaani Matthew teki hieman lisätuhoja. Yhtiö on myös muuttamassa Apollo- ja sukkulalentoihin aikoinaan käytettyä alustaa 39A parhaillaan Falcon 9:n ja sen raskaan version Falcon 9 Heavyn käyttöön, ja se saataneen valmiiksi ennen alustan 40 vaurioiden korjaamista.

Kolmas laukaisualusta on Kaliforniassa, Vandenbergin tukikohdassa, ja seuraavat lennot tehdäänkin todennäköisimmin sieltä.

Suomalaissatelliittia kuljettava lento laukaistaan myös Kaliforniasta, mutta ei ensimmäisellä lennolla: eteen kiilaa ainakin kiireisempi Iridium-tietoliikennesatelliittien laukaisu.  

Jos se lento, ja kaikki muukin menee nyt hyvin, pääsee Formosat-5 – Aalto-1 sen mukana – matkaan aikaisintaan ensi tammikuussa. Näin ollen Suomen satavuotisjuhlavuosi alkaisi komeasti Suomen ensimmäisen satelliitin laukaisuna, ja varsinainen juhlakalu Suomi 100 -satelliitti voisi odottaa vuoden loppuun.

Jo neljäs suomalaissatelliitti sai lipun avaruuteen – mutta milloin ensimmäinen lähtee?

Suomesta on tullut yllättäen pieni avaruusmaa: pitkän odottelun jälkeen lähdössä ja suunnitteilla on jo kaikkiaan viisi satelliittia. Koko viisikkoa esiteltiin viime viikonloppuna Kansainvälisen avaruusviikon tapahtumassa Helsingin observatoriossa, ja nyt Iceye ilmoitti kyydin varmistuneen ensimmäiselle satelliitilleen.

Jos kaikki käy hyvin, pääsee Iceyen ensimmäinen satelliitti matkaan ensi keväänä. Epävarmuutena tässä on kuitenkin se, että kantoraketti on SpaceX:n Falcon 9 – siis sama, jonka suuren suosion ja kahden lennot keskeyttäneen onnettomuuden vuoksi myös Aalto-1:n laukaisu on jo yli vuoden myöhässä. 

Aalto-1, Suomen ensimmäinen satelliitti, oli tarkoitus laukaista matkaan jo viime vuoden lopulla, mutta kesällä 2016 tapahtunut Falcon 9:n onnettomuus sysäsi laukaisun hamaan tulevaisuuteen. Sitten muut, tärkeämmät hyötykuormat ja Vandenbergin laukaisukeskuksessa tehdyt rakennustyöt ovat viivyttäneet lentoa, ja nyt syyskuussa tapahtunut Falcon 9:n räjähdys ovat jatkuvasti lykänneet laukaisua. Satelliitti on toimitettu laukaisuvälittäjälle Hollantiin ja sitä on välillä käyty jo katsomassa siellä.

Satelliitti odottaa rauhallisemmin lentoa kuin sen tekijät, sillä lykkääntynyt laukaisu lisää koko ajan lennon kustannuksia ja siirtää sen tieteellistä käyttöä myöhemmäksi. 

Jos SpaceX saa hieman toiveikkaan aikataulunsa mukaan Falcon 9:n lentoon jälleen marraskuussa, saattaisi Aalto-1:tä kuljettava raketti päästä matkaan ensi vuoden alussa.

Vähän aikaa näytti jo siltä, että Aalto-1:n seuraaja, hieman pienempi Aalto-2 pääsisi avaruuteen ensimmäisenä, mutta senkin lento on myöhässä. Satelliitti on tarkoitus kuljettaa Cygnus-rahtialuksella Kansainväliselle avaruusasemalle, mistä se vapautettaisiin kiertoradalle. Tällä haavaa Orbital ATK- yhtiön Antares -kantoraketilla tehtävä lento on suunnitteilla ensi joulukuuksi, mutta se tulee todennäköisesti siirtymään ensi vuoden puolelle.

"Nyt voimme vain odottaa ja jännittää, kumpi pääsee ensinnä avaruuteen", totesi hankkeista Aalto-yliopistossa vastaava apulaisprofessori Jaan Praks.

Ensi keväänä on laukaisuvuorossa myös Reaktor Hello World -satelliitti, joka on puolestaan Suomen ensimmäinen kaupallisen yhtiön tekemä satelliitti. Ohjelmistokehitystä ja digitaalista design-työtä tarjoava Reaktor katsoo myös tulevaisuuteen, missä se voisi pitää yllä omaa tietoliikennesatelliittiverkostoaan. Tämä kuulostaa edelleen hieman hassulta, mutta on täysin realistinen tavoite.

"Meillä on useita asiakkaita, jotka haluaisivat meiltä ostamilleen palveluille ylläpitoa joka puolella maailmaa siten, että emme olisi riippuvaisia muista tietoverkoista", kertoi Reaktorin satelliittikehityksestä vastaava Juha-Matti Liukkonen viikonlopun tapahtumassa. "Olemme siis kehittämässä itsellemme avaruustekniikkaa aivan vakavissamme."

Hello World laukaistaan matkaan intialaisella kantoraketilla näillä näkymin ensi keväänä.

Suomalaissatelliitit kuvakoosteessa: vasemmalla Aalto-1 ja siitä ylhäältä myötäpäivään Aalto-2, Iceye, Suomi 100 -satelliitti ja Reaktori Hello World

Viides satelliitti, Suomi 100 -juhlavuoden kunniaksi tehtävä, mutta tieteellisestikin kiinnostava Suomi 100 -satelliitti laukaistaan ensi vuoden lopulla. Itse satelliittia valmistetaan vuoden aikana ja sitä voi aikanaan seurata lähes reaaliajassa.

Astetta isompia satelliitteja

Uudenlaista tutkatekniikkaa kehittävä Iceye Oy on kenties huimin uusista suomalaista avaruusyhtiöistä, sillä sen laitteet eivät ole enää pieniä cubesat-luokkaan kuuluvia parikiloisia palikoita, vaan "kunnollisia" satelliitteja.

Satelliitit ovat massaltaan hieman alle 100 kg, ja niitä on tarkoitus lähettää ensi keväästä alkaen avaruuteen kokonainen parvi; aluksi kuusi, lopulta kenties 50. Ideana on se, että silloin pienellä tutkasatelliitilla voitaisiin havaita mitä tahansa paikkaa maapallon pinnalla parhaimmillaan jopa noin puolen tunnin viiveellä. Nykyisin saattaa mennä parikin päivää, ennen kuin havaintoja saadaan tietystä paikasta.

"Olemme testanneet tutkaamme liikesuihkukoneilla tehdyillä lennoilla ja itse satelliitin rakentaminen on käynnissä", totesi viikonloppuna Pekka Laurila, Iceyen toinen perustajista. "On todella jännää, kun pitkän kehitystyön jälkeen olemme nyt ottamassa askeleen avaruuteen!"

Ensi alkuun Iceyen tähtäimessä on jäätilanteen seuranta, mutta etenkin kun satelliitteja on enemmän taivaalla, on rajana vain mielikuvitus. Pilvien läpi öin ja päivin havaintoja tekevä tutkasatelliittiparvi voi havaita kätevästi mm. meriä ja vesialueita, asutusta ja vaikkapa kartoittaa metsiä. Myös onnettomuus- ja luonnonkatastrofitilanteissa nopeasti saatavilla tutkakuvilla on käyttöä.

Myöhemmässä vaiheessa ns. synteettisen apertuurin tutkan lisäksi satelliiteissa voisi olla myös minikokoinen monispektrikamera, joka laajentaisi havaintojen käyttöskaalaa.

Euroopassa vastaavaa suunnittelevia kilpailijoita ei ole, mutta Yhdysvalloissa esimerkiksi Planet Labs suunnittelee laukaisevansa 200 satelliittia taivaalle hieman vastaavanlaisia havaintoja tekemään. Suomalaisilla on etunaan kuitenkin omakehitetty, uudenlainen ja parempi tutkatekniikka.

Mutta olennaisinta Aalto-1:n ja Iceyen kannalta on nyt saada Falcon 9 jälleen lentämään – ja että uusia pahoja myöhästymisiä ei tule.

Mitä tiedämme eilisestä rakettiräjähdyksestä? – SpaceX vaikeuksissa

SpaceX -yhtiön Falcon 9 -kantoraketti räjähti näyttävästi eilen. Mistä oikein oli kyse ja mitä tapahtui? Ja mitä tämä tarkoittaa SpaceX:n suurille suunnitelmille?

Falcon 9:n räjähdys laukaisualustallaan Cape Canaveralissa on jälleen yksi konkreettinen esimerkki siitä, mistä satelliittien ja avaruusalusten lennättämisessä Maata kiertävälle radalle oikein on kyse: suuresta määrästä räjähdysherkkää polttoainetta, joka kaiken toimiessa normaalisti poltetaan rakettimoottoreissa ja muutetaan liike-energiaksi. 

Mutta pienikin vika saattaa saada aikaan sen, että kaikki polttoaine räjähtää taivaan tuuliin – ja tuhoaa raketin lisäksi sen hyötykuorman ja laukaisualustan.

Eilisessä räjähdyksessä vältyttiin ihmisuhreilta, joskin kyse ei ollut onnesta, vaan siitä, että turvaohjeita noudatettiin. Raketin tankkaamisen aikaan kukaan ei ole sen lähellä juuri siksi, että onnettomuuden vaara on olemassa. Pitkään aikaan tosin tankkausvaihe ei ole saanut aikaan ongelmia, vaan viimeaikaiset näyttävät rakettien räjähtämiset ovat tapahtuneet laukaisun tapahduttua.

Mitä tapahtui?

SpaceX -yhtiön tapana on koekäyttää Falcon 9:n ensimmäisen vaiheen rakettimoottoreita ennen varsinaista laukaisua, koska näin moottorien toiminta voidaan varmistaa. Kyseessä on siis ikään kuin laukaisu, mutta raketti ei nouse lentoon, vaan sen moottorit sammutetaan lähes välittömästi.

Tähän mennessä nämä koekäytöt ovat sujuneet hyvin, ellei oteta huomioon sitä, että muutamia kertoja moottorit eivät ole toimineet aivan toivotulla tavalla. Tästä ei ole aiheutunut muuta kuin vaivaa, koska moottoreita on täytynyt tarkistaa, korjata ja koekäyttää uudelleen. 

Tätä valmisteltiin myös eilen. Sitä ennen myös raketin toinen vaihe tankattiin, ja tuossa tankkauksessa jokin meni pieleen. Videossa ja kuvissa näkyy selvästi, että räjähdys sai alkunsa toisen vaiheen puolivälistä paikasta, missä polttoainejohdot menevät laukaisualustan tornista rakettiin. Liekit levisivät nopeasti koko toiseen vaiheeseen, joka räjähti, ja sai aikaan koko kantoraketin räjähdyksen.

SpaceX ei ole toistaiseksi spekuloinut onnettomuuden syytä, vaan on todennut ainoastaan ongelman olleen toisen vaiheen happisäiliössä. Happi sinällään ei pala, mutta sen avulla pienikin kipinä saattaa olla kohtalokas, kun puhtaassa hapessa tulipalo riehaantuu välittömästi.

Räjähdys tapahtui klo 9.07 paikallista aikaa ja sen paineaalto tuntui laajalti Cape Canaveralin alueella. Kantoraketin jäänteet savusivat pitkään laukaisualustalla, ja mahdollisesti myrkyllisen kaasujen vuoksi (satelliitin polttoaineena on myrkyllinen hydratsiini) osa alueesta evakuoitiin ja osaa alueen työntekijöitä kehotettiin pysymään sisätiloissa.

Kantoraketti tuhoutui kokonaan, ja myös jo sen nokassa lähtövalmiina ollut israelilaisvalmisteinen Amos-6 -satelliitti menetettiin. Satelliittia on kutsuttu "Facebookin satelliitiksi", koska Facebook oli varannut suuren osan satelliitin kapasiteetista käyttöönsä osana hankettaan tuoda edullinen nettiyhteys kehitysmaihin. Israelilaisen Spacecom -yhtiön omistaman satelliitin kohteena olisi ollut Saharan eteläpuolinen Afrikka, ja Facebookin lisäksi satelliitin toinen käyttäjä olisi ollut eurooppalaisen Eutelsat -satelliittitietoliikenneyhtiön uusi Afrikan toimintoihin erikoistunut tytäryhtiö.

SpaceX vaikeuksissa

SpaceX on paistatellut taas viime aikoina parrasvaloissa, kun sen on onnistunut saamaan jo kuusi kertaa Falcon 9 -rakettinsa ensimmäiset vaiheet takaisin Maahan; yhtiö haluaa näin leikata laukaisukustannuksia ja ilmoitti juuri laukaisevansa todennäköisesti marraskuussa ensimmäisen uusiokäytetyn ensimmäisen vaiheen.

Nyt tämä laukaisu todennäköisesti lykkääntyy, kuten kaikki muutkin Falcon 9:n lennot. 

Jo tätä ennen yhtiö on ollut pahasti jäljessä laukaisusuunnitelmissaan, ja listalla oli loppuvuodelle jopa yhdeksän laukaisua. Lisäksi aikomuksena oli tehdä Falcon 9:n uudelle raskaalla versiolla ensimmäinen lento, mutta se oli jo ennen onnettomuutta virallisesti siirretty ensi vuoden alkuun.

Eräs syy pahasti myöhässä oleviin laukaisuihin on viime vuoden kesällä tapahtunut Falcon 9:n näyttävä räjähtäminen (kuva yllä). Tuolloin kyydissä ollut Dragon-rahtialus menetettiin ja kantorakettien lennot keskeytettiin lähes puoleksi vuodeksi, kun onnettomuuden syytä selvitettiin ja korjattiin.

Tuolloin todennäköisesti syyksi paljastui 3D-tulostettu, oletettavasti liian heikko tukivarsi, joka piti paikallaan painetta polttoainetankkiin tuottavaa heliumsäiliötä. Tuolloin tosin jo arveltiin, että ainakin osasyynä olisi voinut olla jokin muu, joten on todennäköistä, että tämän onnettomuuden syytä selvitettäessä esiin otetaan myös viimevuotinen onnettomuus. 

Kummassakin tapauksessa kyseessä on raketin toinen vaihe. Se on periaatteessa hyvin yksinkertainen ja käyttää perinteistä tekniikkaa, mutta kenties sen rakenteita on kevennetty ja yksinkertaistettu liikaa. Yhtenä mahdollisuutena edelliseen ja tähän onnettomuuteen voisi ajatella myös raketin uudenlaista komposiittirakenteisia tankkeja. Etenkin happitankki on hyvin kylmä, noin −210 °C, ja tankkia tankattaessa ja tyhjennettäessä sen rakenne saattaa haurastua. Mutta tämäkin on vielä vain hypoteesi muiden joukossa.

Aalto-1:n laukaisu lykkääntyy taas

Onnettomuuden yksi ikävä seuraus on se, että jo viimevuotisen onnettomuuden vuoksi pahasti viivästynyt ensimmäisen suomalaisen satelliitin laukaisu viivästyy jälleen. Aalto-1 on tarkoitus laukaista Falcon 9:llä Kaliforniasta, Vandenbergin lentotukikohdasta, joten Floridan laukaisualustalle tulleet vauriot eivät vaikuta laukaisuun – mutta Falcon 9:n onnettomuustutkinta vaikuttaa. 

Aalto-1:tä kuljettava laukaisu oli tuoreimmassa lentosuunnitelmassa vuorossa loka-marraskuussa, mutta tämä ei tule nyt toteutumaan. Onko kyse kuukausista vai pitemmästä viivytyksestä, riippuu onnettomuuden syystä ja sen korjaamisesta. 

Näin ollen voi hyvinkin olla niin, että Aalto-2 pääsee avaruuteen ennen kuin Aalto-1. Ykkönen on ollut valmis jo pitkään ja se asennettiin jo niin sanottuun laukaisusovittimeen keväällä.

(Juttua on korjattu lauantaina aamulla: alkuperäisessä jutussa sanottiin, että Spacecomm olisi tehnyt Amos-6 -satelliitin Eutelsatille, mutta satelliitti oli israelilaisomistuksessa, ja Eutelsat olisi ollut Facebookin kanssa vain satelliitin kapasiteetin toinen vuokraaja.)

Jo toinen suomalainen satelliitti on valmistunut

Aalto-2
Aalto-2

Suomen ensimmäinen satelliitti Aalto-1 on saanut jo seuraajan: hieman pienempi Aalto-2 on nyt valmis lähtemään avaruuteen. Sen laukaisuajankohdaksi on suunniteltu tämän vuoden loppua, joten nyt jännitetään sitä, ennättäkö kakkonen taivaalle ennen kuin ykkönen, jota kuljettavan raketin laukaisua on siirretty eteenpäin koko ajan.

Aalto-2 on suoraa jatkoa Aalto-1:lle, sillä sen rakentaminen alkoi vuonna 2012 jatko-opiskelijaprojektina, kun ensimmäiset opiskelijat valmistuivat diplomi-insinööreiksi Aalto-1-projektin parista.

"Projektissa on jatkokehitetty Aalto-1-projektissa kehitettyä tekniikkaa ja tietotaitoa", kertoo projektia vetävä apulaisprofessori Jaan Praks.

"Aalto-1 ja Aalto-2 ovat Aallon uuden avaruustekniikan sukupolven osaamisen taidonnäyte." 

Aalto-2 on osa laajaa kansainvälistä QB50-hanketta, jonka tarkoituksena on tuottaa ensimmäistä kertaa kattava malli Maan ilmakehän ja avaruuden välisen rajakerroksen termosfäärin ominaisuuksista.

QB50 koostuu yhteensä 50 nanosatelliitista, jotka laukaistaan satelliittiryppäänä matalalle kiertoradalle. Kiertoradalla satelliitit levittäytyvät nopeasti laajalle alueelle ja tippuvat alle puolessa vuodessa ilmakehään, jossa ne palavat ilmanvastuksen voimasta.

"Aalto-2 kantaa mukanaan Oslon yliopistossa kehitettyä multi-Needle Langmuir Probe (mNLP) hyötykuormaa plasman ominaisuuksien mittaamiseen", Aalto-2-satelliitin projekti- ja laatupäällikkö Tuomas Tikka kertoo

"Tiimimme tärkein tavoite on osoittaa Aalto-yliopistossa suunniteltu ja rakennettu satelliittialustamme toimintakelpoiseksi avaruuden haastavissa olosuhteissa."

Laukaisu loppuvuodesta

Satelliitin monivaiheinen matka Espoon Otaniemestä kiertoradalle alkaa ensi viikolla, kun se toimitetaan Hollannin Delftiin Innovative Solutions in Space puhdastilaan.

Puhdastilassa satelliittiin tehdään vielä viimeiset tarkastukset ja se kiinnitetään Nanoracks-nimiseen laukaisusovittimeen. Sieltä sen matka jatkuu Yhdysvaltojen itärannikolle odottamaan Cygnus-rahtialuksen laukaisua kansainväliselle ISS:n avaruusasemalle. Tämänhetkisen suunnitelmanmukaan alusta kuljettavan Orbital ATK:n Antares-raketin laukaisu tapahtuu loppuvuodesta 2016.

Avaruusasemalla satelliiteja sisältävä sovitin viedään japanilaisen Kibo-modulissa olevan ilmalukon kautta ulos avaruuteen, ja siellä pieni robottikäsivarsi ottaa sovittimen päähänsä. Robottikäsi vie sovittimen turvalliselle etäisyydelle asemasta ja lähettää satelliitit sieltä matkaan.

Tyypillisesti satelliittien irroitus kuvataan aseman ulkopuolella olevalla kameralla ja siten Aalto-2 voidaan nähdä vielä kerran sen jälkeen, kun se asennetaan ensi viikolla laukaisusovittimen sisään.

Satelliitin suunnitteluun ja rakentamiseen on osallistunut kymmeniä opiskelijoita Aalto-yliopiston eri laitoksilta. Integroinnin laukaisusovittimeen Hollannissa suorittavat Aalto-2-satelliitin projekti- ja laatupäällikkö Tuomas Tikka, systeemi-insinööri Nemanja Jovanovic ja systeemisuunnittelija Janne Kuhno. Aalto-2-projektia rahoittavat Tekes ja Aalto-yliopisto.

Uutinen perustuu Aalto-yliopiston tiedotteeseen.

Pettymys: Aalto-1:n laukaisu viivästynee marraskuulle

Pettymys: Aalto-1:n laukaisu viivästynee marraskuulle



Satelliittia kuljettavan Falcon 9 -rakettien lentoaikataulua on muutettu myöhästyneiden laukaisujen vuoksi.

Päivän kuvaSuomen historian ensimmäisen satelliitin laukaisu viivästyy arvioidusta kesä-heinäkuusta loppusyksyyn. SpaceX -yhtiö on ilmoittanut laukaisuajankohdaksi syys-marraskuun välisen ajan.

Aalto-1 on ollut jo pitkään valmiina lähtöön. Se toimitettiin toukokuussa Hollannin Delftiin ja integroitiin Innovative Solution in Space -yhtiön puhdastilassa kiinnityssäiliöön. Satelliitti odottaa kiinnityssäiliössä kuljetusta kohti laukaisupaikkaa Yhdysvaltojen länsirannikolla sijaitsevaa Vandenbergin tukikohtaa. Kiinnityssäiliö kiinnitetään myöhemmin laukaisupaikalla SHERPA- järjestelmään, joka mahdollistaa useiden satelliittien kuljettamisen samalla raketilla.

"Vaikka viivästykset eivät ole tällä alla epätavallisia, tämä on kaikin puolin harmillinen asia", kertoo projektin vastuullinen vetäjä, professori Jaan Praks

"Satelliittia ei ole suunniteltu olemaan toimettomassa tilassa lähes puolen vuoden ajan. Todennäköisesti matkaamme kesän jälkeen vielä kertaalleen Hollantiin varmistamaan satelliitin järjestelmien toimintavalmiuden."

Samalla satelliitin akut myös ladataan uudelleen.

Vaikka Aalto-1 toimitettiin jo toukokuussa eteenpäin hollantilaiselle laukaisuvälittäjälle, on Aalto-1 tiimin kesä kiireinen, sillä Otaniemessä sijaitseva maa-asema siirretään uuteen paikkaan kampuksella. Samalla muun muassa antennijärjestelmän toimivuutta parannellaan. Uudistettu maa-aseman otetaan käyttöön heinäkuussa. Maa-asema tukee Aalto-1:n lisäksi myös Aalto-2 ja Suomi 100 -satelliittien toimintaa.

Aalto-1 vastaan avaruussäteily

Aalto-1 vastaan avaruussäteily


Avaruudessa olevat suurienergiset hiukkaset ja säteily tulevat olemaan myös Aalto-1 -satelliitin harmina. Pikkusatelliitti on kuitenkin varustettu toimimaan niiden aiheuttamien häiriöiden kanssa – ja yksi osa tätä on erityisesti vikaantumista kestämään suunniteltu tietokoneohjelmisto.


Päivän kuvaSatelliitin rakentaminen ei ole vain osien laittamista yhteen ja niiden testaamista, vaan myös koodaamista. Satelliitin ohjelmisto käyttää Linuxia, ja kuten kaikki muukin satelliitissa, on softapuolikin tehty opiskelijavoimin. 

30-senttisen Aalto-1:n sisällä on tusina piirilevyä, jotka sisältävät pääosin varsin tavanomaisia elektroniikkakomponentteja. Kuten yleensä edullisissa nanosatelliiteissa, ei komponentteja ole erityisesti suunniteltu kestämään avaruussäteilyä. 

Luotettavuustasoa voidaan kuitenkin nostaa esimerkiksi hyvällä ohjelmistoarkkitehtuurilla, jossa on huomioitu ympäristön aiheuttamat mahdolliset virhetilanteet.

Aalto-1:n tapauksessa tietotekniikan opiskelija Joonas Javanainen analysoi diplomityössään satelliitin ohjelmistoa ja sen vikamekanismeja.

"Avaruussäteilyn ansiosta yksittäinen bitti voi vaihtua tietokoneen jossain osassa", selittää Joonas. 

"Virheet aiheutuvat ympäristöstä ja niitä tulee joka tapauksessa – vaikka ohjelmointi olisi ollut täydellistä." 

Avaruuslaitteissa säteily saakin aikaan toisinaan toimintahäiriöitä, kun esimerkiksi tietokoneen sisällä säteily osuu työtä tekevään elektroniikkakomponenttiin juuri ikävään aikaan, ja saa aikaan sen, että esimerkiksi bitti vaihtuu toiseen kesken kaiken. Se voi aiheuttaa laskentavirheitä tai kaataa ohjelmiston, tai pahimmassa tapauksessa jopa aiheuttaa pysyviä vaurioita laitteiston toimintaan.

Yleensä se ei kuitenkaan vaikuta juuri lainkaan satelliitin toimintaan, koska satelliitit ja niiden tietokoneet on suunniteltu kestämään tällaisia tapauksia. Samoin Aalto-1 on suunniteltu – ja itse asiassa Joonaksen diplomityön ansiosta suomalaissatelliitti kestää säteilyä hieman paremmin monet vastaavat satelliitit.

Satelliitissa käytetään useita vahtikoiramekanismeja, jotka valvovat järjestelmän eri osia ja voivat esimerkiksi käynnistää satelliitin uudelleen ongelmatilanteissa. Myös maa-aseman kanssa kommunikointia vahditaan, ja satelliitti osaa automaattisesti vaihtaa käytettävää radiota, jos maa-asemasta ei ole kuulunut mitään pitkään aikaan.

"Luotettavuutta voidaan parantaa menetelmillä, joilla pyritään havaitsemaan bittivirheitä. Esimerkiksi maa-asemalta tuleva komento voi bittivirheiden takia korruptoitua matkalla, mutta järjestelmä voi havaita tämän ja pyytää maa-asemaa lähettämään komennon uudestaan", Joonas kertoo.

Tärkeimmät satelliitin osat on kahdennettu, eli laitteita on kaksi kappaletta, joista vain toinen kerrallaan on käytössä. Laitteen rikkoontuessa voidaan käyttää varalla olevaa laitetta. 

"Ennen laukaisua pitää valmistautua haasteisiin ja bittien vaihtumisiin, ja siinä tulee löytää kultainen keskilinja, sopiva valmistautumisen taso. Mitä monimutkaisempia ohjelmistoista tulee, sitä enemmän saatetaan aiheuttaa lisää ongelmia ja sitä kalliimpi nanosatelliitista myös tulee."

Fyysisesti nanosatelliitin ohjelmistoon ei pääse enää käsiksi, koska satelliitti on jo nyt matkalla kohti laukaisupaikkaa. Ohjelmistoa sen sijaan voidaan vielä päivittää, ja vielä satelliitin ollessa avaruudessa voidaan sen ohjelmistoihin tehdä radikaalejakin muutoksia radiolinkin kautta. Siksi ei olekaan mikään ihme, että vaikka Aalto-1:n fyysinen rakentaminen on ohi, jatkuu bittien viilaaminen edelleen. Kuten jokainen koodari tietää, työ ei periaatteessa lopu koskaan, koska ohjelmistosta löytyy aina jotain korjattavaa tai parannettavaa.

Aalto-1 -hankkeeseen on osallistunut satakunta Aalto-yliopiston opiskelijaa ja sen puitteissa on tehty viitisenkymmentä opinnäytettä. Ohjelmistopuolella on ollut töissä yhteensä kymmenisen henkeä kandi-, diplomi- ja erikoistöiden puitteissa.

Paha takaisku SpaceX-yhtiölle: takaisin palannut raketti ei ole käyttökelpoinen

Falcon-raketin vaurioitunut ensimmäinen vaihe
Falcon-raketin vaurioitunut ensimmäinen vaihe

SpaceX-yhtiön perustajajohtaja Elon Musk kertoi juuri twitterissä, että viimeksi onnistuneesti takaisin Maan pinnalle palannut Falcon 9 -kantoraketin ensimmäinen vaihe on kärsinyt pahoja vaurioita. Sitä ei nähtävästi voida kunnostaa tarpeeksi edullisesti uutta käyttöä varten.

"Tuorein rakettimme sai maksimivauriot (hyvin) suuresta paluunopeudesta johtuen", twiittasi Musk ja viittasi siihen, että vaihe aloitti paluunsa aiemmin laskeutuneita rakettivaiheita korkeammalta ja suuremmasta nopeudesta.

"Se tulee auttamaan testikappaleena varmistamaan sen, että muut pystytään käyttämään uudelleen".

Rakettivaiheen vauriot olivat selviä jo SpaceX-yhtiön aiemmin julkaisemassa videossa, missä vaihetta tuotiin takaisin halliin Cape Canaveralissa. Se oli kärventynyt pinnaltaan suurilta osin mustaksi ja varsin rajun maahanpaluun aiheuttamia vaurioita oli nähtävissä muutenkin.

Kyseinen vaihe lennätti japanilaisen JCSAT-14 -tietoliikennesatelliitin kohti geostationaarista kiertorataa toukokuun 6. päivänä.

Ennen lentoa yhtiö ja Musk olivat vain lievästi toiveikkaita siitä, että vaihe saataisiin ylipäänsä takaisin. Se laskeutui kuitenkin onnistuneesti vain hieman yli metrin päähän tavoitepaikasta ja saapui meren päällä sitä odottaneen proomun kyydissä Floridan rannikolle viime perjantaina.

Kaksi ensimmäistä onnistuneesti laskeutunutta ensimmäistä vaihetta aloittivat matkansa takaisin alas huomattavasti mukavammasta tilanteesta, matalammalta ja hitaammasta nopeudesta.

Kaikki kolme palannutta rakettivaihetta ovat tällä hetkellä yhtiön hangaarissa Cape Canaveralin avaruuslentokeskuksessa.

Päivitys 25.5.2016:
Musk tarkensi myöhemmin, että rakettivaihe voitaisiin käyttää uudelleen, mutta se ei ole kannattavaa ja vaiheen käyttäminen testikappaleena auttaa parantamaan maahanpaluita vastaisuudessa.

Ongelmana korkeammalta ja nopeammin saapuvilla rakettivaiheilla on iskeytyminen ilmakehään, sillä ne palaavat Maahan lähes kuin avaruussukkula: ilmakehä hidastaa ja lämmittää niitä voimakkaasti kitkakuumennuksellaan, joten niissä pitää olla lämpösuojausta. Sitä ei tosin tarvita niin paljoa kuin "oikeilla" avaruusaluksilla.

Vauriot maahanpaluussa ovatkin suurin epävarmuustekijä rakettivaiheiden uudelleenkäytettävyydessä.

SpaceX:n idea rakettivaiheiden tuomisessa takaisin on nimen omaan niiden käyttö uudelleen, ja nyt saadun ensikokemuksen mukaan geostationaariradalle laukaistujen rakettien vaiheiden kunnostaminen käyttökelpoisiksi voi olla vaikeaa.

Sen sijaan muiden, matalalle kiertoradalle laukaisuja suorittaneiden rakettien ensimmäisten vaiheiden kunnostus voi olla hyvin yksinkertaista. Yhtiö aikoo laukaista ensimmäisen kierrätysrakettinsa vielä tämän vuoden puolella.

Mikäli rakettivaiheita onnistutaan käyttämään useita kertoja uudelleen, voi laukaisuiden hinta pudota jopa kolmannekseen.

Jos uudelleenkäyttö osoittautuu hankalaksi, ei laskeutumisjalkojen, lisävahvistusten, ylimääräisten ohjauslaitteiden ja lisäpolttoaineen vaatimia lisäyksiä voi pitää kannattavana. 

Mahdollisesti lopulta tulos voi olla jossain keskivaiheilla: osa rakettivaiheista voidaan käyttää uudelleen, jolloin kustannukset kokonaisuudessaan putoavat vähän. Tämä jää vielä nähtäväksi.

Seuraavan Falcon 9:n lennon ja sen ensimmäisen vaiheen laskeutumisen on tarkoitus tapahtua ensi viikolla, toukokuun 26. päivänä. Sen jälkeen vuorossa kesäkuussa on kaksi laukaisua lisää, ja heinäkuussa yhtiö aikoo laukaista matkaan ensimmäisen rakettinsa pitkään aikaan Kaliforniasta, Vandenbergin lentotukikohdasta.

Tuo laukaisu on suomalaisittainkin hyvin kiinnostava, koska sen kyydissä on ensimmäinen suomalainen satelliitti, Aalto-1.