Matkalla avaruuteen?

[Euro71]

Kuun osaltahan on ajateltu rakentaa tukikohta navan lähelle, jossa on jäätä heti pinnan alla. Rakennelmat peitettäisiin myös kuukivellä, joka estäisi säteilyä ym. Näistä on ihan suunnitelmat olemassa, mutta ensimmäisenä varmaan nähdään valmisasumus siä pinnalla tai Starship laskeutumisaluksesta sellanen tehdään.

Marsia ja Kuuta varten on kehitetty kuu/marsperästä asuntoja rakentavia 3D printtereitä. Tästä on NASA:lla ollut hiljan haaste, jossa nämä erilaiset konseptit rakensi niitä marsperän kalasesta materiaalista itekseen ilmatiivitä asuntoja.

Jeps, paikallisten resurssien käyttö on ihan välttämättömyys, jos halutaan hieman laajemman skaalan toimintaa. Pelkästään Maapallolta tukemalla saadaan aikaiseksi sellainen siirtokunta, jossa on riveittäin aiemmin lähetettyjä rikkoutuneita asuinmoduleja, ja ihmiset asuvat niissä vasta lähetetyissä ja vielä toimintakunnossa olevissa.

Muskin Mars visiohan on sellainen, että Starship lentue lentää sinne jatkuvasti satojen alusten voimalla. Ja ennen ihmistä siis sinne viedään valtava määrä tarvikkeita ja koneita. Starship konseptin ideahan on että se on käyttövalmis kuten liikennelentokone muutamien tuntien kuluessa edellisestä lennosta. Siihen tuo konseptiajattelu perustuu, siksi boosterin nappaamiset ja aluslaskeutumiset. Aika kaukana toki tuosta ollaan, eihän Starship ole edes lentänyt kiertoradalle kertaakaan eikä laskeutunut vajaalta lennoltakaan turvallisesti StarBaseen, mutta sen pitemmän vision mukainen toteutushan tuossa on kehitteillä.

Voin melkein vannoa, että siltä maksavalta taholta - joka todennäköisesti on jokin valtio - loppuu jossain vaiheessa intressit pitää satojen rakettien jonoa kulkemassa Maasta Marsiin. "Mars One" oli yksi tällainen hanke, ja tätä dynamiikkaa laskeskeltiin ahkerasti 70-luvulla, kun koetettiin keksiä, miten amerikkalaiset voisivat pysyä Kuussa, kun olivat kerran sinne päässeet.

On vaikea sanoa, oliko Mars One koskaan vakavalla naamalla pystyyn laitettu hanke vai huijaus vai trollaus. Siinä ajatuksena oli se, että ihmiset lähetetään yksisuuntaiselle Mars-matkalle ja aina jokaisen laukaisuikkunan aikana Marsiin lähetetään tukea (ruokaa, varaosia yms) sekä lisää ihmisiä. Tästä joku teki laskelman, että jopa olettaen, että ihmiset säilyvät hengissä laukaisuikkunoiden välit (reilu pari vuotta), niin ylläpitäjällä on käsissään eksponentiaalisesti kasvava ongelma.

Mars One: Mars One - Wikipedia

Myönnän, että kantorakettejakin tarvitaan, muuten on vaikea saada Maan pinnalta tavaraa avaruuteen. Väitän silti, että siirtokuntien (niin Kuu kuin Mars) suhteen suuremmat ongelmat ovat vielä muualla kuin kantoraketeissa.

Yhtäkaikki, molemmissa paikoissa oleellisin asia on vesi.. eli jää. Ja molemmista paikoista sitä on löydetty helpohkosti hyödynnettävässä muodossa. Vesi kun mahdollistaa sen ihmisen elämän sekä rakettipolttoaineen valmistuksen paikanpäällä.

Kuussa se on tosiaan yksi mahdollinen hapen lähde, mutta Kuussa on muutakin eli regoliitti. Kuuperässä kaikkein yleisin alkuaine on happi, joka on sitoutunut kiveksi erilaisten keveiden (ja vähän raskaampien) metallien kanssa: pii, magnesium, rauta, kalsium, titaani, alumiini, ...

Kuuperästä olisi irrotettavissa sekä happea että alumiinia, ja alumiinista on valmistettavissa rakettipolttoainetta. Vesi ei siis ole ihan välttämätön rakettipolttoaineen suhteen.

Kuun pienen painovoiman ja kiertoratamekaniikan eksponentiaalisen luonteen takia Kuusta on nostettavissa tavaraa melko huokealla hinnalla. SSSRB (Space Shuttle Solid Rocket Booster) painaa itse vajaa 100 tonnia, siinä on kiinteää alumiinipohjaista ajoainetta (PBAN-APCP) noin 500 tonnia, ja suihkun nopeus on noin 2500 m/s. SSRB:llä voi nostaa oman painonsa verran (500 tonnia) tavaraa Kuun kiertoradalle, Marsistakin sillä saadaan kiertoradalle vajaa 80 tonnia, mutta Maapallon pinnalta SSSRB ei pääse edes yksinään kiertoradalle.

Yleisesti ottaen vettä kuitenkin pidetään tärkeänä raaka-aineena, paitsi hapen, myös vedyn takia - vetyä tarvitaan esimerkiksi hiilivetyihin eli ravintoon.

..mutta joo, kaukana ollaan näistä tavoitteista. Ensimmäisenä se Starship moonlander versio tarttis saada Artemis projektia varten, mutta toisaalta saisivat sen nyt ehjänä edes alas kerran tai kaks..

Jeps. Ja todennäköisesti tarvitaan myös hieman tehokkaampi keino tankata Starship kiertoradalla kuin nykysuunnitelmissa, jossa tankkaaminen itse tarvitsee kymmenkunta lentoa kiertoradalle. Starshipin taloudellisuuteen tulee aika iso lovi, jos loppuviimeksi kuorma Kuuhun jää tuonne 20-30 tonnin paikkeille tai jos tankkauslennot maksavat enemmän kuin mitä Starshipin lento kiertoradalle.

 

[Euro71]

Muskin Mars visiohan on sellainen, että Starship lentue lentää sinne jatkuvasti satojen alusten voimalla. Ja ennen ihmistä siis sinne viedään valtava määrä tarvikkeita ja koneita. Starship konseptin ideahan on että se on käyttövalmis kuten liikennelentokone muutamien tuntien kuluessa edellisestä lennosta.

Joku on toivottavasti kertonut Muskille, että Mars-lentoja ajatellen sillä ei ole kauheasti väliä, kuinka nopeasti Starship saadaan uudestaan lentokuntoon. Sillä on merkitystä silloin, kun lennetään matalille kiertoradoille, koska laukaisuikkuna niille on avoinna 90 minuutin välein, ja mikäli ei tähdätä johonkin tiettyyn pisteeseen (esim. matalalla kiertoradalla olevalle asemalle), niin jatkuvasti.

Laukaisuikkunat Marsiin ovat avoinna reilun kahden vuoden välein. On oikeastaan vähän yllättävää, että lentoaika vaikuttaa todella vähän jos ei ollenkaan laukaisuikkunan sijaintiin. Tämä tarkoittaa sitä, että parin vuoden välein voidaan lähettää matkaan laivasto, ja alukset saapuvat perille sen mukaan, kuinka nopeaa rataa käyttävät: nopeimmat ensin, hitaammat noin 9-12kk laukaisun jälkeen.

Ohessa on NASA:n tietokannasta otettu kuva Marsin laukaisuikkunoista ajalla 2011-2041. Siinä on vaaka-akselilla aika, pystyakselilla matkan pituus ja värikoodilla radan vaativuus (delta-v). Kuten kaaviosta nähdään, niin laukaisuikkunat nopeillekin radoille ovat auki suunnilleen samaan aikaan kuin hitaille, ja siinä näkyy hyvin "heijaus", joka johtuu Maan ja Marsin kiertoratojen elliptisyydestä. Jos tulee mieleen kysymyksiä, niin saa kysyä, olen itse melko hyvin perillä siitä, että millainen rata mikäkin piste kaaviossa on.

Suora linkki NASA:n "trajectory browseriin", jos haluaa kokeilla itse: Trajectory Browser

 

[Tarinankertoja]

Joku on toivottavasti kertonut Muskille, että Mars-lentoja ajatellen sillä ei ole kauheasti väliä, kuinka nopeasti Starship saadaan uudestaan lentokuntoon.

No tässä vähän puurot ja vellit sekasin, sillä eihän SpaceX:n tavoite nopeasti uudelleen käyettävästä raketista sinänsä liity Mars lentoihin, vaikkakin on sitten Muskin visiossa yksi avain tähän.

SpaceX:n tarkotus on saavuttaa lentoliikenteen omainen rutiini ihmisten ja tavaroiden kiertoradalle pääsyyn. Ekosysteemi siis lentoliikenteen kaltainen ja käyttömäärät tiputtaa hinnan kuten suihkumatkustajakoneiden tulo teki lentoliikenteelle ja nyt lentäminen on niin halpaa, että siitä on aikamoisia haittoja maapallolle. (Kunnon tutkimustahan ei viä ole mitä rakettilentojen märän kasvu mahtas tehä).
Eli jos ja kun sekosysteemi valmistuu ajatellusti, niin kiertoratatankkaus ei ole enää hintakysymys ja siihen sitten taas Musk perustaa 1000 Starshipin marslennon (juu, tää on käytännössä laskettu muutenkin mahottomaksi, mutta se on se visio).

Samaan kiertoratalennon bulkkiuteen se Blue Origin:kin pyrkii. Niillä on vaan realistisempi malli, eli ensin SpaceX:n Falcon9 ja -Heavy tapaan uudelleen käytettävllä boosterilla, mutta huomattavasti isommalla raketilla, saada laukasuhintoja alas. Blue Origin jo suunnitelee myös uudelleen käytettävää kakksovaihetta Starshipin tapaan. Samaan aikaan kiinalaiset yrittää kopsata Starship konseptia kopioimalla starbasea. Siellähän kiinalaiset on jos vastaavanlaisia boosterin kiinniottajia testailleet.
Tässä yhtälössä SLS kuolee omaan mahdottomuuteensa. BO:n Ja SX:n lisäksi kun niitä kaupallisia aluksia on tulollaan useampiakaan perussatelliittien laukaisuun, Häviäjänä tässä tulee oleen ESA:n Ariane, jonka suunnittelun alkaessa ei uskottu SpaceX:n höpinöihin uudelleen käytettävyydestä. Arian jää vanhakasi paljon ennen ajatellun käyttöiän loppua. Tod näk se pidetään hengissä poliittisin päätöksin, kun Eurooppa pitää strategisesti tärkeänä omata oma laukasujärjestelmä.

Yleisesti ottaen vettä kuitenkin pidetään tärkeänä raaka-aineena, paitsi hapen, myös vedyn takia - vetyä tarvitaan esimerkiksi hiilivetyihin eli ravintoon.

Vesi on tärkein resurssi ja raaka-aine tällä maapallolla.. ja on myös missä tahansa avaruussiirtokunnassa. Vettä ilman ihminen ei selviä kolmea päivää enempää missään. Lähes jokainen teollinen prosessi vaatii vettä jne.

 

[Euro71]

No tässä vähän puurot ja vellit sekasin, sillä eihän SpaceX:n tavoite nopeasti uudelleen käyettävästä raketista sinänsä liity Mars lentoihin, vaikkakin on sitten Muskin visiossa yksi avain tähän.

Koetin siis vitsikkäästi kertoa, että Starshipin suhteen kaavailtu nopea valmius uuteen lentoon parantaa sen ominaisuuksia "kiertoratajuhtana". Starshipilläkin on omat kaupalliset tavoitteensa ja vielä tällä hetkellä ne ovat Maapallon tuntumassa.

Mars-lentoja ajatellen uudelleenkäytettävyys ei ole kovin ratkaisevassa roolissa, mutta "Mars-laivasto" pitää saada kiertoradalle ja siinä kiertoratajuhdat ovat tärkeässä roolissa.

SpaceX:n tarkotus on saavuttaa lentoliikenteen omainen rutiini ihmisten ja tavaroiden kiertoradalle pääsyyn. Ekosysteemi siis lentoliikenteen kaltainen ja käyttömäärät tiputtaa hinnan kuten suihkumatkustajakoneiden tulo teki lentoliikenteelle ja nyt lentäminen on niin halpaa, että siitä on aikamoisia haittoja maapallolle. (Kunnon tutkimustahan ei viä ole mitä rakettilentojen märän kasvu mahtas tehä).

Jeps. Uudelleenkäytettävien rakettien suhteen laukaisumäärät ovat ihan ensisijaisessa roolissa kustannustehokkuuden suhteen. Ennen kuin raketti on maksanut kehitys- ja rakennuskustannukset, niin sillä pitää lentää paljon. Tämä oli avaruussukkulan kompastuskivi: sen valmistelu uudelle lennolle oli hidasta ja tuli turhan kalliiksi, ja sukkulaa vaivasi myös epäluotettavuus (joka puolestaan on tärkeä ominaisuus, jos halutaan lentää paljon).

Samaan kiertoratalennon bulkkiuteen se Blue Origin:kin pyrkii. Niillä on vaan realistisempi malli, eli ensin SpaceX:n Falcon9 ja -Heavy tapaan uudelleen käytettävllä boosterilla, mutta huomattavasti isommalla raketilla, saada laukasuhintoja alas. Blue Origin jo suunnitelee myös uudelleen käytettävää kakksovaihetta Starshipin tapaan. Samaan aikaan kiinalaiset yrittää kopsata Starship konseptia kopioimalla starbasea. Siellähän kiinalaiset on jos vastaavanlaisia boosterin kiinniottajia testailleet.

Jeps.

Tässä yhtälössä SLS kuolee omaan mahdottomuuteensa.

SLS:stä on kaikki tarpeellinen varmaan sanottu. Se on yritys saada edes jotain iloa vanhasta sukkulaohjelmasta, mutta sukkulan rauta ei välttämättä sovi kovin hyvin kaupalliseen toimintaan.

BO:n Ja SX:n lisäksi kun niitä kaupallisia aluksia on tulollaan useampiakaan perussatelliittien laukaisuun, Häviäjänä tässä tulee oleen ESA:n Ariane, jonka suunnittelun alkaessa ei uskottu SpaceX:n höpinöihin uudelleen käytettävyydestä. Arian jää vanhakasi paljon ennen ajatellun käyttöiän loppua. Tod näk se pidetään hengissä poliittisin päätöksin, kun Eurooppa pitää strategisesti tärkeänä omata oma laukasujärjestelmä.

Tämä ulkomuistista, mutta joskus 2010 tienoilla luin Ariane-raketin suunnittelijoiden mietteitä Arianesta ja SpaceX:n Falconista. He sanoivat, että Falcon laittaa Arianen tosi ahtaalle. Haastattelussa kysyttiin, että eikö heidän sitten kannattaisi tähdätä samanlaiseen uudelleenkäytettävyyteen, ja he totesivat, että ei heillä ole resursseja alkaa puuhata sellaista kaupallista laukaisujärjestelmää, jolla lentoja saataisiin raketille tarpeeksi, että se jää SpaceX:n ja muiden harteille. Totesivat, että he pyrkivät täyttämään sen pienen tarpeen, jonka pystyvät, eivätkä lähde kilpailemaan kaupallisten toimijoiden kanssa.

Ariane on tosiaan yksi kummajainen laukaisubisneksessä.

Vesi on tärkein resurssi ja raaka-aine tällä maapallolla.. ja on myös missä tahansa avaruussiirtokunnassa. Vettä ilman ihminen ei selviä kolmea päivää enempää missään. Lähes jokainen teollinen prosessi vaatii vettä jne.

Toki on. Minun oli tarkoitus sanoa, että Kuun regoliitistakin voi olla iloa tai ainakin sitä on 70-80 -luvun kuuasemasuunnitelmissa ajateltu käytettäväksi esimerkiksi hapen lähteenä sekä rakettien ajoaineiden raaka-aineena.

 

[Kilgore Trout]

Blueskysta löytyi hieno vertailukuva Hubblen ja Webbin väliltä. Tuttu kohde näkyy ihan eri resoluutiolla.

Space (@redditspaceviewes.bsky.social)

Hubble Vs Webb

bsky.app

 

[Andromeda]

Blueskysta löytyi hieno vertailukuva Hubblen ja Webbin väliltä. Tuttu kohde näkyy ihan eri resoluutiolla.

Space (@redditspaceviewes.bsky.social)

Hubble Vs Webb

bsky.app

Kaunista! Kuvassa näkyvät Luomisen pilarit on muutamia valovuosia pituudeltaan. Laaja on avaruus, ei voi muuta sanoa.

 

[Amerikanihme]

Kannattaa huomata myös se, että Webbi toimii infrapuna-aallonpituuksilla, jossa "valo" pääsee sumussa olevan usvan läpi, kun taas Hubblen kuva on näkyvän valon aallonpituuksilla, jolloin tähtiä ei näy taustalla niin paljon. Joten ihan suoraan verrattavissa eivät nämä kuvat ole. Resoluutioltaanhan nämä skoopit ovat jokseenkin yhtä hyviä, mutta Webbi on paljon herkempi ja kerää enemmän valoa, koska sen pääpeilin koko on niin paljon suurempi.