Miksi ihmeessä avaruuslennot ovat aina myöhässä ja koko homma on pelkkää odottelua?
Kyllähän aika menee nopeasti, mutta aina välillä tämä jahkaaminen alkaa ottaa päähän: melkein kaikki avaruushankkeet nimittäin tuntuvat olevan myöhässä, junnaavan paikoillaan tai menevän eteenpäin tuskastuttavan hitaasti.
Sukkulan seuraajaa, Orion-avaruusalusta on suunniteltu ja tehty vuodesta 2004, ja sen ensilento tuntuu vain lykkääntyvän eteenpäin koko ajan. Yhtä pitkän aikaa tehty BepiColombo-luotain oli tarkoitus laukaista Merkuriusta tutkimaan jo vuosia sitten, ja kun se pääsee viimein matkaan, kestää pelkkä menomatka liki vuosikymmenen.
Astronautti saattaa odottaa koulutuksensa jälkeen vuosia lentoa avaruuteen, ja tässä ihan lähelläkin Suomen ensimmäisen satelliitin Aalto-1:n matka avaruuteen on jo pari vuotta myöhässä suunnitellusta. Ja itse asiassa tuo suunniteltu aikakin oli jo siirtynyt monta kertaa eteenpäin.
Miksi ihmeessä kaikki siis menee näin hitaasti ja avaruuslennot tuntuvat vain lykkääntyvät eteenpäin?
Lyhyesti sanottuna syitä on kolme.
1. “Tämä on mahdotonta!”
Ensinnäkin nämä koko ajan lykkääntyvät avaruuslennot ovat aika usein sellaisia, joilla yritetään tehdä jotain uutta ja ihmeellistä. Mitään vastaavaa ei ole tehty aikaisemmin, ja insinöörit ja tutkijat koettavat puskea tekniikan rajoja kauemmaksi.
Tai yleensä tiedehankkeissa työnjako menee niin, että tutkijat pyytävät insinöörejä tekemään jotain paljon aikaisempaa parempaa, tarkempaa tai tehokkaampaa, ja insinöörit ovat hermoromahduksen partaalla, kunnes keksivät miten homma saadaan toimimaan.
Siihen menee usein hieman enemmän aikaa kuin oletettiin, etenkin kun ruokahalu kasvaa syödessä.
Niinpä laitteita kehiteltäessä, suunnitellessa ja rakennettaessa tulee eteen odottamattoman hankalia tilanteita. Testeissä tulee eteen yllätyksiä, kun laitteita koetetaan tehdä pienemmiksi, paremmiksi, kestävämmiksi ja tehokkaammiksi kuin koskaan aikaisemmin.
On uusia materiaaleja ja ensi kertaa käytössä olevia teknisiä ratkaisuita, jotka eivät toimikaan kuten oletettiin.
Tässä suhteessa hyvä (tai siis huono) esimerkki on Merkuriukseen lähetettävä BepiColombo, jolla on ollut monia materiaaleihin ja uuteen tekniikkaan liittyviä vastoinkäymisiä.
Toisaalta nämä kaikki hankaluudet ovat olleet myös hyvin opettavaisia ja ne auttavat tekemään vastaavia lentoja lähelle Aurinkoa myöhemmin helpommin ja nopeammin. Tällainen on esimerkiksi Solar Orbiter, jonka suunnittelussa ei ole ollut suurempia hankaluuksia siksi, että BepiColombon kanssa on ollut.
Eikä tämä uuden tekniikan myöhästyminen ole mitenkään vain avaruusalan ominaisuus, kuten Boeing 787:n suunnittelutiimissä sekä Olkiluodon ydinvoimalatuyömaallakin tiedetään hyvin.
Ja kannattaa myös muistaa, että maailmassa tehdään jatkuvasti sarjatuotantona muun muassa tietoliikennesatelliitteja, jotka käyttävät tuttua ja koeteltua tekniikkaa – ja siksi ne valmistuvat ajallaan.
2. “Tuulee liikaa”
Toiseksi kaikessa avaruustoiminnassa kriteerit ja turvamääräykset on hilattu hyvin korkealle.
Koska satelliitteja ja luotaimia ei voi enää korjata avaruudessa laukaisun jälkeen, pitää ne tehdä mahdollisimman luotettaviksi. Miehitettyjen avaruusalusten pitää olla mielikuvituksellisen turvallisia; itse asiassa tavallisten autojen turvallisuustaso on katastrofaalisen huono verrattuna siihen kuinka varmasti avaruusaluksen pitää toimia, lisäksi vielä varsin vaikeissa avaruuden olosuhteissa.
Mitä kalliimpi ja kauemmaksi lähtevä on laite, sitä tiukkapipoisemmin kaikkia osia syynätään. Vähänkään virheellisiä osia ei kelpuuteta.
Vaikka siis esimerkiksi jokin elektroninen piiri olisi täysin toimiva, mutta se ei täytä kaikkia tiukkiatiukkoja vaatimuksia, niin tilalle pitää hommata uusi. Tai jos runkorakenteeseen tehdyssä metalliosassa on pieni epätasaisuus koostumuksessa, se vaihdetaan parempaan.
Pieniä, edullisia satelliitteja voidaan sen sijaan tehdä melkeinpä kaupan hyllyltä ostettavissa osista, koska jos ne eivät toimi avaruudessa, niin tilalle voidaan kätevästi lähettää uusi. Siksi niiden tekeminen tapahtuu nopeammin ja paremmin aikataulussa.
Mitä edullisemmaksi satelliittien lähettäminen tulee, sitä enemmän kriteereissä voidaan joustaa.
Ja mitä laukaisuun tulee, niin ne vasta ovatkin määräysten, minimien ja maksimien säätelemiä!
Nykyiset kantoraketit on niin optimoitu, että ne lentävät suorituskykynsä rajoilla. Siksi lämpötilan, tuulen, näkyvyyden, pilvikerroksen, sateen ja sään muutenkin pitää olla varsin hyvä, lähes täydellinen. Rakettia ei päästetä lentoon, jos säätila ei ole sopiva, tai jos satelliitissa tai raketissa on pienikin vika.
Koska lentoratakin on optimoitu yleensä hyvin tarkasti, eikä raketeilla voi muuttaa reittiä niin kätevästi kuin lentokoneilla, on usein niin sanottu laukaisuikkuna hyvin pieni.
Laukaisuikkunaksi sanotaan aikaväliä, jonka kuluessa raketti täytyy saada matkaan, jotta sen kuorma pääsisi juuri oikeaan aikaan oikealle radalle. Jos rakettia ei saada matkaan ikkunan sisällä, siirtyy laukaisu hamaan tulevaisuuteen. Yleensä lykkäys on vähintään vuorokausi, koska tyypillisesti seuraava laukaisumahdollisuus on jotakuinkin samaan aikaan seuraavana päivänä.
Avaruussukkula oli tässä suhteessa kaikkein prinsessamaisin, sillä se oli niin monimutkainen laite, että siinä oli helposti vikoja. Sääkriteerit sukkulan laukaisuun olivat myös tiukat, minkä lisäksi sään piti olla hyvä paitsi Floridassa laukaisupaikalla, niin myös varalaskupaikoilla toisella puolella Atlantia.
Olen tehnyt itse aikanaan pari juttumatkaa sukkulan laukaisua katsomaan, joilla lähtöä on odoteltu parin viikon ajan; yhdellä kerralla astronautit olivat useampaankin otteeseen jo sukkulan sisällä valmiina lähtöön, mutta laukaisu peruutettiin viime hetkellä – lopulta kuukausien päähän. Sillä kerralla laukaisu jäi siis näkemättä, sillä odottelu Amerikassa ei ollut järkevää.
Kantoraketteihin liittyy myös ensimmäisen suomalaisen satelliitin, Aalto-1:n pitkäksi venähtänyt odottelu. Falcon 9 -kantoraketille on tapahtunut viimeisen kahden vuoden aikana kaksi onnettomuutta, ja kullakin kerralla onnettomuuden syyn selvittelyyn on kulunut liki puoli vuotta aikaa.
Yhteensä siis lähes vuoden päivät on mennyt siten, että raketit eivät ole lentäneet ja asiakkaat ovat pyöritelleet peukaloitaan.
3. “Rahat on loppu”
Ja kolmanneksi myöhästymisiin vaikuttaa myös rahoitus: kun hanke on varsin kallis, on kiusaus laskea budjetti alakanttiin varsin suuri. Rahoitusta myös usein jyvitetään pitemmälle ajalle, jolloin rahaa ei välttämättä ole käytössä sopivasti juuri silloin kuin tarvitaan.
Säästäminen on luonnollisesti hyvä asia, mutta liiallinen tinkiminen tulee helposti todella kalliiksi. Tästä viime aikojen konkreettisin esimerkki on Nasan uusi avaruusalus Orion. Sen rahoitus on ollut koko ajan minimitasolla ja poliitikot ovat muuttaneet paitsi budjettia, niin myös mieltään aluksen tehtävästä moneen kertaan. Hyvällä, tasaisella rahoituksella sekä samana pysyneellä päämäärällä alus olisi jo tehty ja käytössä.
Toinen esimerkki on pitkään ja hartaasti tehty eurooppalainen ExoMars, jonka kehittäjät ovat joutuneet moneen kertaan tulemaan hattu kädessä pyytämään lisää rahaa ja aikaa.
Bonus: “Missä on mappi numero 837?”
Näiden kolmen syyn lisäksi on vielä pari syytä, joista ei yleensä erityisemmin pidetä ääntä.
Isoissa avaruushallinnoissa on paljon byrokratiaa, mikä ei ainakaan nopeuta hankkeiden toteuttamista. Yhdysvaltain puolella on paljon enemmän poliittisten päätöksentekijöiden poukkoilusta ja isoksi paisuneen organisaatiosta johtuvaa tehottomuutta, kun taas Euroopassa aikaa kuluu eri valtioiden näkemysten ja intressien yhteensovittamiseen.
Avaruushankkeissa on myös itsessään paljon byrokratiaa, jota voi kyllä joskus pitää hieman ylimitoitettuna. Laadunvalvonta vaatii sen, että jokainen osa on rekisteröity ja sille tehdyt työvaiheet voidaan jäljittää sekä tarkastaa. Sanonnan mukaan jokaista tietokoneohjelmariviä kohden on kaksi mapillista dokumentaatiota. Tosinaan aikaa kuluu odotettua enemmän tämän kaiken tiedon tallentamiseen ja läpi käymiseen.
Kaupallisella puolella hakkeet voidaan normaalisti toteuttaa paljon nopeammin ja tehokkaammin, mutta toisaalta yhtiöt ovat myös ovelia pitkittämään tuottoisia projekteja ihan vain siksi, että asiakas maksaa lisäajasta ja -työstä alun perin sovittua enemmän.
Kaiken tämän jälkeen jotkut avaruuslennot kestävät vielä pitkään, ja suurin osa lennosta on pelkkää odottelua. Rosetta vietti vuosikymmenen matkallaan Maasta komeettansa luokse, ja samoin New Horizons lensi kymmenen vuotta avaruudessa ennen saapumistaan Pluton luokse.
Suurin osa kriittisistä manoveereistä tehdään myös hitaasti ja rauhallisesti, ja syynä on yksinkertaisesti varovaisuus: jos jokin menee pieleen, voivat seuraukset olla lennon kannalta kohtalokkaita.
Mutta toisaalta, silloin kun mennään, silloin ei meinata! Mikään ihmisen tekemä ei lennä niin nopeasti kuin avaruusalus, eikä missään muussa kulkuvälineessä ole niin paljon voimaa kuin on kantoraketissa.
Vaikka siis avaruusväeltä vaaditaan lehmän hermoja ja kärsivällisyyttä, on kaikesta odottelusta palkkiona hienoimpia kokemuksia koko maailmassa (ja maailmankaikkeudessa).
Kirjoitus on julkaistu myös Tiedetuubin blogina.