BFR

28. lokakuuta 2019 - 20.39
Kuva

SpaceX:n BFR-raketti edistyy vauhdilla. BFR nimenäkin on jäänyt jo hieman historiaan ja raketti koostuu Super Heavy -kantoraketista ja toisesta vaiheesta nimeltä Starship. Kyseinen alus ei kuitenkaan ole oikeasti valmis tähtien väliseen matkailuun, koska ihmiskunnalla ei ole siihen käypää teknologiaa vielä olemassa. Spaceship olisi siis ollu osuvampi nimi, mutta Musk ja kumppanit ovat päätynyt tähtilaivaan, joten mennään sillä.

Alusta on nyt kehitetty noin 7 vuotta, mutta ensimmäiset vuodet kehitys oli hyvin hiljaista ja lähinnä konseptitasolla pyörinyttä ajattelua. Ensimmäisissä visioissa aluksissa käytettävät Raptor-moottorit olisivat käyttäneet vetyä ja happea polttoaineena, mutta sittemmin SpaceX päätyi suunnittelemaan moottorit käyttämään metaania. Syynä tähän lienee, että metaanin tuotanto Marsissa on helpompaa kuin vedyn, sillä Marsin kaasukehä sisältää hiilidioksidia samalla tavalla kuin Maankin ilmakehä. Yksi hienoimmista omaan korvaan kaikuneista uutisoinneista olisi SpaceX:n aikomus tuottaa aurinkoenergialla synteettistä metaania suoraan ilmakehän hiilidioksidista. Näin ollen tulevien rakettien päästöt eivät kasvata enää hiilidioksidin määrää ilmakehässä. Samaa ei voi sanoa nykypäivän kerosiinia käyttävistä raketeista (esim. SpaceX:n Merlin-moottorit polttavat kerosiinia ja happea).

Tämän hetkisen suunnitelman mukaan Super Heavy -kantoraketti käyttänee maksimissaan 37:ää Raptor-moottoria ja Spaceship pitää niitä sisällään kuusi. Tähtilaivan moottoreista puolet on suunniteltu tyhjiöön – eli avaruuteen – ja puolet merenpinnan tasolle, eli maahan (tai muulle kaasukehällä varustetulle planeetalle) laskeutumiseen.

Moottoreita on testattu nyt jo useampi vuosi ja raketissa ne ovat olleet kiinni Starhopperin lentotesteissä kolme kertaa (lentokorkeudet 1m, 20m ja 150m). Seuraavaksi testiin tulee Starship:n ensimmäinen proto, jolla olisi tarkoitus päästä 20 kilometrin korkeuteen. Toivottavasti tämä testi tulee vielä tänä vuonna, mutta tietäen Muskin aikataulut en pidättele hengitystäni. Ensi vuonna pitäisi kuitenkin päästä testeissä kiertoradalle ja ensimmäinen kaupallinen lento olisi jo vuonna 2021 ja kuu sekä Mars seuraavana vuonna. Ihmisiä aluksen kyydissä ei tulla näillä näkymin näkemään ennen vuotta 2023, mutta en yhtään ihmettelisi, jos tästä lipsutaan vaikkapa parilla vuodella.

SpaceX:n tavoite on viedä ihmisiä Marsiin ensi vuosikymmenellä. Starship pystyy kuskaamaan Marsiin yli sata tonnia tavaraa tai kymmenittäin ihmisiä. SpaceX ei kuitenkaan ole ainut, joka pyrkii saamaan ihmisen kauemmas avaruuteen. Niin kiinalaiset, Blue Origin kuin NASA:kin kehittävät aluksia, joilla pääsee kuuhun. NASA:n Artemis-ohjelma ja sen Orion-avaruusalus ovat osin verrattavissa SpaceX:n aluksiin. Tähtäimet ovat kuitenkin hyvin erilaiset, kuten seuraava taulukko kertoo

 

 

NASA:n Orion

SpaceX:n Starship

Kuuhun lähtevän aluksen massa

33 000 kg

1 320 000 kg

Mukaan mahtuvien ihmisten määrä

2-6

Alle sata

Paineistettua tilaa

20 m³

1000 m³

Kuljetettavan tavaran määrä

100 kg

100 000 kg

Tulee huomata, etteivät numerot ole täysin vertailukelpoisia. Nasan kuualuksella on ilmeisesti tarkoitus kyetä tuomaan 100 kiloa kuukamaa takaisin maahan, mutta Starship:llä pystytään roudaamaan esimerkiksi 100 000 kiloa satelliitteja avaruuteen. Aluksien käyttötarkoitus ei ole yksi yhteen. NASA tähtää aluksella vain kuuhun, SpaceX:n Starship on yleiskäyttöinen laiva, jolla roudataan satelliitteja avaruuteen ja ihmisiä ISS:lle, kuuhun ja Marsiin. SpaceX ajattelee kuitenkin isosti; siinä missä NASAn näkemys on uusia 60-luvun tapahtumat vähän päivitetyllä kalustolla, haluaa SpaceX luoda jotain täysin uutta.

Tämä näkyy myös kantorakettien puolella. NASA kehittää Space Launch Systemiä (SLS), jonka rakettimoottoreina käytetään avaruussukkulaohjelmasta ylijääneitä RS-25 moottoreita. Moottorit ovat kyllä hyviä, mutta ei niiden kanssa saavuteta esimerkiksi rakettien uudelleenkäytettävyyttä, vaan jokainen SLS-kantoraketti tuhoutuu laukaisussa. Raketti pohjaa muutenkin hyvin vahvasti avaruussukkulan teknologiaan. Tällä hetkellä on vielä epävarmaa, tullaanko SLS-ohjelmaa edes koskaan viemään loppuun, mikäli kilpailijat tuovat parempia raketteja tarjolle nopeammin. Rahaa Yhdysvaltojen avaruushallinto on kuitenkin käyttänyt jo useita miljardeja. Verrataan kuitenkin seuraavaksi kuuohjelman käytössä ollutta Saturn V -kantorakettia Super Heavyyn ja SLS:iin.

 

Saturn V

Super Heavy

SLS

Korkeus (kuorman kanssa)

111 m

118 m

111 m

Työntövoima

33 MN

72 MN

39 MN

Polttoaineen ja hapen kierto

Avoin

Suljettu (full-flow staged combustion cycle)

Suljettu (polttoainerikas)

Polttoaine

Kerosiini + happi

Metaani + happi

Vety + happi (kantoraketti),

alumiini + ammoniumperkloraatti (sivuboosterit)

Hyötykuorma kuuhun

48 600 kg

100 000 kg (tankattuna kiertoradalla)

26 000 kg - 45 000 kg (aluksen eri kehitysvaiheet)

Uudelleenkäytettävä

Ei

Kyllä

Ei

Tässäkään numerot eivät aivan ole verrattavissa. Saturn V -kuuraketti oli kolmivaiheinen BFR:n ja SLS:n olessa kaksivaiheisia. BFR pystyy kuljettamaan huomattavasti suuremman kuorman kuin kilpailijansa, mutta avaruusalus on tarkoitus tankata kiertoradalla ja lähteä vasta tämän jälkeen kohti kuuta.

Kaiken kaikkiaan SpaceX:n Starship:ä on vaikea verrata NASA:n suunnitelmiin. SLS ja Orion koostuvat pienemmistä palasista, eivätkä ole uudelleenkäytettäviä siinä missä Starship on yksi lentävä hotelli maan kiertoradalta kuun pinnalle ja takaisin maahan. Ja sitten uudestaan sama homma.

Tällä hetkellä SpaceX toteuttaa Elon Muskin visioita vähintäänkin kohtuullisella tehokkuudella ja testit ovat tähän mennessä onnistuneet odotusten mukaan. Odotan innolla projektin edistymistä. Tavoitteeni on edelleen viettää eläkepäiviä Marsissa.

Lisää uusi kommentti