Arkisto
- kesäkuu 2023
- huhtikuu 2023
- helmikuu 2023
- joulukuu 2022
- marraskuu 2022
- lokakuu 2022
- elokuu 2022
- kesäkuu 2022
- toukokuu 2022
- maaliskuu 2022
- helmikuu 2022
- tammikuu 2022
- toukokuu 2021
- huhtikuu 2021
- maaliskuu 2021
- helmikuu 2021
- joulukuu 2020
- marraskuu 2020
- lokakuu 2020
- syyskuu 2020
- toukokuu 2020
- huhtikuu 2020
- maaliskuu 2020
- tammikuu 2020
- lokakuu 2019
- syyskuu 2019
- kesäkuu 2019
- huhtikuu 2019
- tammikuu 2019
- huhtikuu 2018
- maaliskuu 2018
- helmikuu 2018
- tammikuu 2018
- joulukuu 2017
- elokuu 2017
- toukokuu 2017
- huhtikuu 2017
- maaliskuu 2017
- helmikuu 2017
- tammikuu 2017
- lokakuu 2016
- elokuu 2016
- joulukuu 2015
- marraskuu 2015
- lokakuu 2015
- syyskuu 2015
- toukokuu 2015
- huhtikuu 2015
- maaliskuu 2015
- helmikuu 2015
- tammikuu 2015
- joulukuu 2014
- marraskuu 2014
- lokakuu 2014
- syyskuu 2014
- elokuu 2014
- toukokuu 2014
- huhtikuu 2014
- maaliskuu 2014
- helmikuu 2014
- tammikuu 2014
- joulukuu 2013
- marraskuu 2013
- lokakuu 2013
- syyskuu 2013
Kaukomatkalle maata pitkin vai avaruuden kautta koukaten?
Viime aikoina monissa tiedotusvälineissä on ollut juttuja siitä, miten esimerkiksi Pattayan rannalle voisi matkustaa maata pitkin.
Taustalla tässä on luonnollisestikin se, että lentomatkustaminen tuottaa runsaasti päästöjä, ja korkeuksissa päästöjen vaikutus on suurempi kuin täällä alempana. Lisäksi lentokoneiden usein jälkeensä jättämät tiivistymisvanat ovat kuin ylimääräisiä pilviä, jotka vaikuttavat Maan säteilybalanssiin.
Matkustaminen joka puolelle maapalloa on toki mahdollista ilman lentämistä, mutta siihen menee aikaa. Lisäksi maanpäällisetkin menopelit tuottavat päästöjä. Etenkin laivat ovat yllättävän saastuttavia, joten hyvää tarkoittava yritys vähentää päästöjä saattaakin tuottaa niitä lopulta lentämistä enemmän.
Monissa taannoisissa jutuissa on siksi pohdittu tapoja, joilla maanpäällisestä matkaamisesta saisi nopeampaa ja kätevämpää.
Itse tosin antaisin mielikuvituksen lentää myös sen suhteen, miten matkaaminen ilmojen halki voisi tapahtua jopa nykyistä vauhdikkaammin ja ympäristöystävällisemmin avaruustekniikan avulla.
*
Karkeasti arvioiden yksi tietoliikennesatelliitin laukaisu avaruuteen vastaa hiilidioksidipäästöinä kuutta lentoa Atlantin yli liikennelentokoneella. Tämä on kuitenkin melkoinen yleistys, koska raketit käyttävät hyvin erilaisia polttoaineita, ja raketteja on eri kokoisia sekä niiden lennot ovat erilaisia.
Tyypillisesti raketeissa käytetään nykyisin ajoaineina kerosiinia ja nestehappea, jotka palaessaan tuottavat hiilidioksidia ja vesihöyryä. Usein raketeissa käytetään myös kiinteää polttoainetta, muovimaista mössöä, missä on paljon alumiinia. Tästä palaessa tulevat pienet alumiinihiukkaset sekä musta hiili ovat varsin ikäviä aineita, etenkin kun ne pääsevät yläilmakehään. Oheistuotteena on myös vetykloridia, joka etenkin suoraan otsonikerrokseen vapautettuna tuhoaa tehokkaasti otsonia.
Muutamissa venäläisten ja kiinalaisten raketeissa käytetään myös varsin haitallisia hydratsiiniyhdisteitä polttoaineena ja typpitetraoksidia hapettimena. Hydratsiinit ovat itsessään haitallisia, mutta pakokaasut ovat myös hyvin ikäviä: ne tuhoavat otsonia ja niissä on suuria määriä typen oksideja.
Näistä, kuten alumiinipitoisista kiinteistä rakettipolttoaineistakin, pitäisi päästä pikaisesti eroon.
Sen sijaan nestemäistä vetyä ja happea käyttävät raketit jättävät jälkeensä ainoastaan vesihöyryä, joten näiden ympäristövaikutukset jäävät pilvimäiseen pakokaasuvanaan. Ympäristön kannalta tällaiset raketit ovatkin kaikkein parhaimpia, etenkin kun lento ilmakehän tiiviimpien osien läpi kestää vain minuutteja ja olennainen osa päästöistä tapahtuu käytännössä ilmakehän ulkopuolella. Sieltä suuri osa kaasuista häipyy myös ulos avaruuteen ja edelleen aurinkotuulen puhaltamana planeettainväliseen avaruuteen.
Siellä näistä avaruuden mittakaavassa äärimmäisen pienistä päästöistämme ei ole mitään haittaa.
*
Nykyraketeista ei kuitenkaan ole hyötyä, kun mietitään käteviä tapoja lentää lomalle Thaimaahan tai työmatkalle Argentiinaan.
Sen sijaan on helppoa kuvitella avaruuslentokone, joka käyttäisi vetyä ja happea. Se nousisi ilmaan nykyisen kaltaisen lentokoneen tapaan, mutta sen sijaan että kone jäisi lentämään juuri stratosfääriin alapuolelle, se kipuaisi nopeasti avaruuden puolelle. Siellä se lentäisi joko laajassa heittoliikkeessä tai matalalle kiertoradalle nousten vaikkapa toiselle puolelle planeettaa.
Matka-aika olisi kolmisen varttia Suomesta Australiaan tai puolisen tuntia New Yorkista Helsinkiin; ilmakehään tästä matkasta jäisi jätteeksi vain hieman vesihöyryä.
Jos vety ja happi tehtäisiin vedestä aurinko- tai tuulivoimalla saadusta sähköstä, olisi lento niin ympäristöystävällinen kuin kuvitella saattaa.
Mahdollinen jatkolento määränpäässä tehtäisiin lentokoneella, missä potkureita tai puhaltimia pyörittävät sähkömoottorit. Pitkiin lentomatkoihin sähkölentokoneet eivät kykene ennen kuin lentoliikenteeseen sopivien sähkömoottorien ja akkujen kehitys ottaa huiman askeleen eteenpäin.
Avaruuslentokoneet voisivat olla mahdollisia jo nyt, jos vain haluamme. Jo toisen maailmansodan tiimellyksessä Eugen Sänger hahmotteli rakettilentokonetta, joka olisi voinut lentää supernopeasti Saksasta New Yorkiin ilmakehän yläosissa pomppien. Tuo laite oli pieni pommikone, ”orbitaalipommittaja”, mutta sen pohjalta olisi jo voitu tehdä matkustajakäyttöön sopiva alus.
Sittemmin samankaltaisia avaruuslentokoneita on suunniteltu moniakin, mutta hankkeita ei ole viety loppuun saakka; vaikka periaatteellisia ongelmia ei juuri ole, vaatisi avaruuslentokoneen tekeminen uusia ratkaisuita moottoreihin, aerodynamiikkaan, rakenteisiin ja moneen muuhun. Kaikki haaveet ovat kariutuneet rahaan, ei osaamisen tai ideoiden puutteeseen.
Voisi myös sanoa, että tärkein syy on ollut kunnianhimon ja poliittisen tahtotilan puute. Jos tätä olisi haluttu edes vähän niin paljon kuin lennättää ihminen Kuun pinnalle 60-luvulla, olisivat (ympäristöystävälliset?) avaruuslentokoneet jo totta.
Juuri nyt kiinnostavin avaruuslentokonehahmotelma on Skylon. Kyseessä on brittiyritys Reaction Enginesin visio, missä olennaisessa osassa on yhtiön kehittämä uudenlainen rakettimoottori. Ilmakehässä lennettäessä tämä Sabre -niminen moottori käyttää hapettimena ilmasta erityisen jäähdytyslaitteen ja ahtimen sekasikiön avulla saatavaa happea, mutta avaruudessa sekä ilman ollessa hyvin ohutta korkealla käyttää moottori mukana tankissa olevaa nestehappea.
Moottori siis ratkaisisi perinteisen avaruuslentokoneiden ongelman, eli sen, että mukana pitäisi periaatteessa olla suihkumoottorit malttakaa ja hitaasti lentämistä varten, patoputkimoottorit korkealla ja nopeasti lentämiseen sekä rakettimoottorit avaruudessa lentämistä varten.
Sabre toimisi siis kaikilla kolmella korkeus- ja nopeusalueella, ja olisi siten erittäin sopiva avaruuslentokoneeseen. Moottoreita pitäisi olla useita, mutta yksi moottorityyppi riittäisi.
Koska moottori on erittäin lupaava, on Reaction Engines saanut rahoitusta muun muassa brittihallitukselta, Euroopan unionilta ja Euroopan avaruujärjestöltä. Myös lentokoneenmoottoreita valmistava Rolls-Royce rahoittaa koemoottorin tekemistä.
Sabre ei ole siis vielä toiminut, mutta sen olennaisinta osaa on jo testattu. Kyseessä on suuritehoinen jäähdytin, joka pystyy viilentämään (ja samalla ahtamaan) ilmaa todella nopeasti siten, että ilmaa voidaan käyttää rakettimoottorissa. Ilmakehässä lentäessään moottori siis käyttää ilmassa olevaa happea, ja vasta korkealla lennettäessä se alkaa käyttää nestehappea. Nykyiset raketithan lähtevät lentoon kaikki tarvitsemansa happi mukana, mikä tekee niistä ”turhan” painavia.
Mikäli moottori toimii suunnitellusti, on avaruuslentokoneen tai mannertenvälisiin supernopeisiin lentoihin sopivan liikennelentokoneen tekeminen seuraava vaihe. Yhtiö onkin tehnyt tällaisesta useita luonnoksia, ja yksi niistä on otsikkokuvassa. Brittihenkeen kone on tietysti väritetty Union Jackin väreihin.
Tämä versio ei ole ihan täysiverinen avaruuslentokone, vaan hypersooninen matkustajakone, joka lentäisi nimensä mukaisesti moninkertaisella äänen nopeudella erittäin korkealla – kenties noin kuusinkertaisella äänen nopeudella yli 20 kilometrin korkeudessa.
Samaan aikaan Yhdysvalloissa ollaan tekemässä rakettia, joka saattaa olla lopulta ensimmäinen pitkien lentomatkojen kulkupeli. SpaceX:n Starship (kuva yllä) on yhtiön seuraava iso hanke, ja vaikka sen tärkein tehtävä tulee olemaan rahtien kuljettaminen avaruuteen, kaavaillaan siitä myös matkustajaversiota mannertenväliseen liikenteeseen. Kyytiin mahtuu kenties jopa sata ihmistä, mutta edes silloin tästä aluksesta ei olisi vielä nykyisenkaltaisen lentoliikenteen korvaajaksi.
Jos raketti toimii ja se aloittaa myös maanpäällisen liikennöinnin, olisi se tarkoitettu vain rikkaille liikematkustajille tai muuten kiireisille sekä (turhan)tärkeille henkilöille, jotka eivät pelkää varsin rajua kyytiä.
Starshipin prototyypin koelennot on tarkoitus aloittaa nyt elokuun lopussa, joten tässä suhteessa eletään kiinnostavia aikoja.
Ympäristön kannalta Starship ei kuitenkaan ole yhtä hyvä kuin vedyllä toimivat raketit, koska se käyttää polttoaineena metaania. Palotuloksena on siis hiilidioksidia, ja sitä syntyy todennäköisesti enemmän kuin alussa mainituilla kuudella nykyisellä mannertenvälisellä lennolla. Starshipin ympäristövaikutuksia täytyy tutkia muutenkin vielä tarkasti, etenkin jos (ja kun?) lentoja aletaan aikanaan tehdä päivittäin, kenties enemmänkin.
Voi kuitenkin olla, että Starship osaltaan avaa silmät uusiin liikenneratkaisuihin, ja sen jälkeen muiden, myös ympäristön kannalta paljon parempien laitteiden kehittäminen pääsee vauhtiin.
Joka tapauksessa ympäristöystävällistä liikennettä pohdittaessa kannattaa katsoa myös eteen- ja ylöspäin, eikä vain turvautua perinteisiin ratkaisuihin tai päättää jäädä ainoastaan kököttämään kotiin.
Pikkuraketit varastivat shown satelliittikokouksessa
Tällä viikolla pidettiin Loganissa, Salt Lake Cityn pohjoispuolella Utahissa jännittävä kokous: Small Satellite Conference. En ollut paikalla kokouksessa, mutta luonnollisesti seurasin sitä etänä varsin aktiivisesti – onneksi tällaiset tapahtumat näkyvät nykyisin erittäin hyvin netissäkin!
Nimensä mukaisesti tapahtuma keskittyy pieniin satelliitteihin, ja siellä onkin vuosien saatossa voinut todeta kuinka mikro- ja nanosatelliitit, Cubesatit ja nyttemmin myös pikosatelliitit ovat kehittyneet.
Pienet satelliitit ovat tulleet paremmiksi ja kyvykkäämmiksi, ja samalla monia isompia satelliitteja on voitu korvata pienempikokoisilla. Hyvä esimerkki tästä on kotimainen Iceye, jonka matkalaukun kokoiset satelliitit tekevät lähes samaa kuin paljon suuremmat ja kalliimmat laitteet.
Tänä vuonna kuitenkin kaikkein kiinnostavinta oli kuitenkin näitä pieniä satelliitteja avaruuteen kuljettavien rakettien uutiset. Pinnan alla kuplinut avaruuteen pääsyn vallankumous alkaa vähitellen konkretisoitua.
Olen itse asiassa tässä blogissa kertonut suhteettoman paljon raketeista ja laukaisuista, mutta toisaalta tällä saralla eletään juuri nyt erittäin kiinnostavia aikoja. SpaceX on osoittanut kaikille vastaan vänkääjillekin, että uudelleenkäytettävät raketit eivät ole vain mahdollisia, vaan myös taloudellisesti kannattavia. Ensimmäinen uuden sukupolven pieni kantoraketti, Rocket Lab -yhtiön Electron on tullut jo käyttöön; raketin kahdeksas laukaisu tapahtuu ihan kohta.
Yksi pikkusatelliittikokouksesta kiirineistä kiinnostavista uutisista liittyy juuri Electroniin. Alun perin raketti suunniteltiin kertakäyttöiseksi, mutta yhtiön perustaja Peter Beck kertoi muuttaneensa tässä mielipidettään. ”Olen sanonut julkisesti useampaankin kertaan, että emme tule uudelleenkäyttämään rakettejamme, koska se on liian hankalaa. Valitettavasti joudun huomaan kuitenkin olevani tilanteessa, missä minun pitää syödä hattuni.”
Sana ”valitettavasti” ei tässä ole tietenkään huono asia, sillä uudelleenkäytettävyydestä on todennäköisesti tulossa vähitellen hyväksytty ja itsestäänselvä asia. Satelliitteja laukaisevat asiakkaatkaan eivät suhtaudu siihen enää kriittisesti, mistä kiitos menee tietysti SpaceX:lle ja sen jo useampaan kertaan uudelleenkäytetyille raketeille. Se, että raketti on lentänyt jo kerran aikaisemmin, on pian haluttu asia, koska laite on silloin jo osoittanut kerran toimineensa kunnolla. Ne, jotka suostuvat lentämään tuliterällä raketilla, saavat pian alennusta.
Rocket Labin ideana on napata avaruudesta takaisin putoavat rakettiensa ensimmäiset vaiheet kiinni helikopterilla. Ne eivät siis laskeutuisi alas SpaceX:n rakettien tapaan, vaan käyttävät laskuvarjoa, mistä roikkuvaan köyteen on helikopterista roikkuvalla koukulla helppo napata kiinni. Electron on paljon pienempi raketti kuin Falcon 9, joten tämä onnistuu helposti. Eikä kyseessä ole ensimmäinen kerta, kun laskuvarjolla putoavia kappaleita ongitaan kopterilla. Suurin hankaluus varmastikin tulee olemaan rakettivaiheen muuttamisen sellaiseksi, että se kestää hyvin ilmakehän kitkakuumennuksen paluun aikana.
Toinen pikkurakettiuutinen tulee Electronin kilpailijalta, amerikkalaiselta Vectorilta. Vector on jotakuinkin saman kokoinen raketti, mutta sen kehittämisen kanssa on ollut ongelmia. Vuodeksi 2018 suunniteltu ensilento on myöhästynyt ja myöhästynyt, vaikka kaksi ensimmäistä koelentoa (ei avaruuteen) vuonna 2017 onnistuivat.
Nyt yhtiö sai kuitenkin piristysruiskeen, kun Yhdysvaltain ilmavoimat ilmoitti tilaavansa yhtiöltä laukaisun pikkusatelliiteilleen. Vectorilla on jo muutamia kaupallisia asiakkaita, mutta tilaus sotilailta on varsin huojentava yhtiölle. Vastaavanlainen tilaus auttoi aikanaan myös SpaceX:n jaloilleen.
Vector tarjoaa kahta versiota raketeistaan: 80-kiloisen kuorman laukaisevaa, 12 metriä korkeaa Vector-R -rakettia ja voimakkaampaa, lähes 20-metristä Vector-H -rakettia, joka voi laukaista lähes 300 kg avaruuteen. Laukaisuita yhtiö haaveilee tekevänsä noin sata vuodessa Alaskan etelärannalla olevalta Kodiakin saarelta ja myöhemmin muualtakin.
- VÄLIHUOMAUTUS / LISÄYS 10.8. Piristysruiste ei auttanut ainakaan lyhyellä tähtäimellä, sillä Vector ilmoitti heti konferenssin jälkeen keskeyttävänsä toimintansa toistaiseksi ja vaihtavansa toimitusjohtajaa. Uuden johtajan tärkein tehtävä on löytää lisää rahoitusta. Toivottavasti pääsevät eteenpäin!
Rocket Labs aikoo kiriä puolestaan lähivuosina jo 120 vuotuisen laukaisun tahtiin 17 metriä korkealla ja 220-kilogramman kuorman kuljettavalla Electronillaan.
Kenties jännittävin pikkurakettiuutinen koskee kuitenkin skotlantilaista Orbex-yhtiötä. Yhtiö nimittäin aikoo laukaista rakettejaan Skotlannin ylämailta vuodesta 2022 alkaen. Orbex julkisti pikkusatelliittikonferenssissa kaksikin asiakasta: brittiläinen In-Space Missions ja hollantilainen Innovative Space Logistics.
In-Space Missions on nuori avaruusyhtiö, jonka tärkein tuote on nimeltään Faraday. Kyseessä on kimppakyyti, eli konkreettisesti eräänlainen häkkyrä, johon voidaan kiinnittää useita erilaisia ja -kokoisia pikkusatelliitteja. Tällaisia yrittäjiä on nykyisin varsin paljon, sillä nanosatelliitteja laukaistaan runsaasti ja kysyntää sellaisten saamiseen taivaalle on vielä enemmän. Suomi 100 -satelliitti käytti tämänkaltaista kimppakyytiä viime joulukuussa, mutta silloin rakettina oli suuri Falcon 9. Se, että yhteislaukaisuita voi tehdä pienellä, ketterällä ja edullisella raketilla Euroopasta, on suuri askel eteenpäin.
Faraday lentää toivottavasti jo ennen vuotta 2022, mutta nyt tehdyn sopimuksen mukaisesti Faraday-2b laukaistaan tuolloin Orbexin raketilla Skotlannista. Mukaan mahtuu yhtiön mukaan 45 kilogramman edestä pikkusatelliitteja.
Orbexin toinen asiakas on suomalaisille tuttu. Innovative Space Logistics on hoitanut Aalto-yliopiston kaikkien kolmen satelliitin laukaisujärjestelyt. Se tekee siis samaa kuin In-Space Missions (ja monet muut saman liikeidean keksineet yhtiöt), mutta hollantilaiset ovat olleet alalla jo pitkään. ISL on auttanut jo yli 350 satelliittia taivaalle. Nyt he solmivat pitempiaikaisen sopimuksen Orbexin kanssa, ja aikomuksena on yksinkertaisesti lähettää satelliitteja näppärästi täältä kotikulmilta ja taas aikaisempaa edullisemmin.
Mitä edullisuuteen tulee, niin siihen liittyen SpaceX ilmoitti konferenssissa myös aloittavansa itse kimppakyytien järjestämisen. Tähän mennessä sen asiakkaat ovat keränneet satelliitit ja tehneet laitteen, jonka avulla satelliitit voidaan laittaa isoon rakettiin ja vapauttaa oikeassa järjestyksessä kiertoradalla. Nyt SpaceX aikoo tehdä tämän itse, ja samalla se heitti pöytään markkinoiden halvimmat hinnat: kilogramman lähettäminen maksaa nyt listahintojen mukaisesti noin 13 000 euroa.
Ja tämä on vasta alkua. SpaceX kertoo 24. elokuuta uusia uutisia Super Heavy -raketistaan. Nähtävästi se koetetaan saada käyttöön varsin nopeasti. Sen myötä hinnasta saadaan kenties jopa yksi nolla pois.
*
Millainen on muuten Skotlannin uuden rakettilaukaisukeskuksen paikka? Siitä juttu tässä videossa!
Lue myös Skotlannin avaruustoimintaa esittelevä juttu Pian mennään Skotlannista avaruuteen – mistä ja miksi? Tiedetuubista. Tämä blogi on julkaistu myös Tiedetuubissa.