Yhdysvaltalainen avaruusinsinööri Grant Cates osallistui arpajaisiin, joiden pääpalkintona oli lippu ensimmäiselle vain amatööriastronauteille tarkoitetulle avaruuslennolle. Tuolloin hänen huolestunut puolisonsa esitti yksinkertaisen kysymyksen: mitä lennolla voi mennä pieleen? Se sai Catesin mietteliääksi, sillä vastaushan oli, että jo törmäys pieneen avaruusromun kappaleeseen voi aiheuttaa katastrofaaliset seuraukset. Jos alus ei pystyisi omin voimin palaamaan Maahan, miehistö voisi vain odottaa, kunnes happi loppuisi.
Niin huonosti ei onneksi käynyt. Inspiration4-lennosta tuli sen sijaan suuri menestys SpaceX-avaruusyritykselle. Rikkinäistä vessaa lukuun ottamatta matka Crew Dragon -kapselilla sujui ongelmitta, ja 18. syyskuuta 2021 sen neljä iloista avaruusturistia laskeutuivat kierrettyään Maata kolme vuorokautta.
Inspiration4-lennon avaruusturistit palasivat turvallisesti Maahan. Jos heille olisi tullut ongelmia, olisi ollut mahdotonta lähettää pelastusalusta heidän luokseen.
Grant Cates ei ollut mukana lennolla, koska hän ei voittanut tavoiteltua lippua, mutta Inspiration4-lennolla oli silti hänelle ratkaiseva merkitys. Catesia ei jättänyt rauhaan ajatus siitä, että avaruudesta puuttuu pelastuspalvelu, joka olisi voinut tulla avaruusturistien avuksi, jos ongelmana olisi ollut muutakin kuin viallinen vessa.
”Avaruuslentoihin liittyy monia vaaroja, eivätkä ne siitä juuri vähene, ettei ole mitään suunnitelmia eikä mahdollisuuksia pelastaa miehistö ajoissa hätään joutuneesta avaruusaluksesta”, Cates sanoo.
Tulokseksi Catesin pohdinnoista syntyi 20-sivuinen raportti avaruuden turvallisuuspuutteista. Journal of Space Safety Engineering -aikakauslehdessä julkaistu raportti on herättänyt huomiota avaruusteollisuudessa. Cates on nimittäin johtavassa asemassa Aerospace-järjestössä, joka antaa neuvoja avaruushankkeisiin, ja hänellä on 18 vuoden kokemus insinöörinä Nasan avaruussukkulaohjelmassa.
Avaruuslentojen vaarat eivät vähene siitä, ettei ole mitään mahdollisuutta pelastaa hätään joutunutta alusta. Grant Cates, avaruusinsinööri
Raportissaan Cates mainitsee kolme konkreettista turvamääräystä, joiden tulee taata se, ettei yksikään astronautti jää oman onnensa nojaan. Tähän on kuitenkin vielä paljon matkaa, sillä joiltain osin turvallisuus on jopa heikentynyt viime vuosikymmeninä.
Avaruusromu on hengenvaarallista
Inspiration4 oli vain hetkellinen kohokohta avaruusturismin huimaavan nopeassa kehityksessä. Yhä useammat avaruusyritykset pystyvät lähettämään ihmisiä avaruuteen, ja monet varakkaat ovat valmiit maksamaan korkeat lipunhinnat.
Lähitulevaisuudessa yksityiset yritykset aikovat rakentaa jopa avaruusasemia, jotka toimivat muun muassa avaruushotelleina. Yksi esimerkki on Orbital Reef, jonka avaruusyritykset Blue Origin ja Sierra Space aikovat saada valmiiksi vuosikymmenen loppuun mennessä.
Orbital Reef on yksi tulevaisuuden yksityisistä avaruusasemista. Se toimii mm. hotellina. Kun yhä useammat matkustavat avaruuteen, myös vakavien onnettomuuksien riski kasvaa.
Liikenteen lisääntyminen avaruudessa nostaa myös onnettomuuksien riskiä. Avaruusaluksen tietokonejärjestelmään ja navigointilaitteisiin voi tulla vikoja, tai moottorit, joiden pitää jarruttaa alusta ja tuoda se pois Maan kiertoradalta, voivat lakata toimimasta.
Tekniset viat eivät edes ole ainoa asia, joka voi uhata astronauttien elämää. Vielä pahemmin voi käydä, jos avaruusromun palanen iskee reiän lämpökilpeen. Aluksen vauhti on niin kova sen osuessa ilmakehään, että sen edessä oleva ilma kuumenee pariin tuhanteen asteeseen. Ilman tehokasta lämpökilpeä voimakas kuumuus leviää nopeasti ja tappaa miehistön.
Puolison kysymys sai avaruusinsinööri Grant Catesin pohtimaan nykyisten avaruuslentojen turvallisuuspuutteita. Tuloksena oli 20 sivun raportti.
Avaruussukkula Columbian onnettomuus vuonna 2003 johtui juuri siitä, että lämpökilpi oli vaurioitunut laukaisussa.
16 päivää kestäneellä lennolla miehistö oli onnellisen tietämätön siitä, että sen kohtalo oli sinetöity Columbian palatessa ilmakehään. Seitsemän astronauttia olisi ehkä voitu pelastaa toisella avaruussukkulalla.
Joidenkin asiantuntijoiden mukaan olisi ollut teoriassa mahdollista antaa Columbian kiertää Maata, kun Atlantis-sukkula olisi valmisteltu laukaisuun. Sukkulat eivät voineet telakoitua toisiinsa, mutta astronautit olisivat voineet kävellä avaruudessa Columbiasta Atlantikseen tukemalla itseään sukkuloiden väliin asetettuun tankoon.
Avaruusinsinööri Grant Cates pitää siksi juuri hätävalmiutta tärkeimpänä turvallisuustekijänä. Hänen mielessään kajastaa kaikkien maailman avaruusjärjestöjen yhteistyö, jonka ansiosta voitaisiin milloin tahansa lähettää pelastusalus telakoitumaan epäonniseen avaruuskapseliin ja pelastamaan miehistö.
Vaihtoehto valmiustilassa olevalle raketille voisi olla eräänlainen miehittämätön avaruusambulanssi, joka kiertää pitkän aikaa Maata.
Nämä toimenpiteet ovat yksinkertaisia, ja avaruusvaltiot pystyvät toteuttamaan ne nykytekniikan keinoin. Grant Cates, avaruusinsinööri
Tämänkaltaiset pelastustoimet edellyttävät luonnollisesti sitä, että avaruusalukset voidaan kytkeä toisiinsa ja astronautit voivat siten päästä viallisesta aluksesta pelastusalukseen.
Siinä Crew Dragon -aluksen versiossa, joka vie astronautteja Kansainväliselle avaruusasemalle ISS:lle, onkin telakointijärjestelmä. Näin alus voidaan kytkeä turvallisesti avaruusasemaan. Käynti ISS:llä ei kuitenkaan kuulunut Inspiration4:n matkasuunnitelmaan, ja SpaceX oli siksi korvannut telakointijärjestelmän panoraamaikkunalla, jotta turistit saattoivat nauttia näköaloista.
Grant Catesin mukaan telakointijärjestelmän puuttuminen muodosti vakavan turvallisuusriskin.
“Nämä toimenpiteet ovat yksinkertaisia, ja avaruusvaltiot pystyvät, joko erikseen tai yhdessä, toteuttamaan ne nykytekniikan keinoin”, Cates summaa turvallisuussuosituksiaan.
Pelastuspalvelu lähtee avaruuteen
1. Avaruusambulanssi kiertämään Maata
Yhdysvaltalaisen minisukkulan X-37B:n kaltainen alus, joka kiertää Maata pari vuotta kerrallaan, voisi nopeasti tulla astronauttien avuksi. Toinen vaihtoehto on pelastusalus, joka olisi jatkuvassa valmiustilassa Maan päällä.
2. Kaikkiin aluksiin samanlaiset telakointiportit
Hädässä olevat astronautit voidaan pelastaa toiseen avaruuskapseliin tai avaruusasemalle vain, jos alukset voidaan liittää toisiinsa. Kaikkien maiden aluksissa pitäisi siksi olla kansainvälisen standardin mukaiset telakointiportit.
3. Avaruuskapselit lentämään ryhmiin
Pidemmille lennoille esimerkiksi Kuuhun tai Marsiin Grant Cates suosittelee lähetettäväksi aina useampia aluksia kerrallaan. Jos jotain menee vikaan yhdessä aluksessa, miehistö voi pelastautua toiseen.
Turistit ilman painepukua
SpaceX on toistaiseksi ainoa yksityinen yritys, joka voi lähettää ihmisiä Maan kiertoradalle vähän pidemmillekin lennoille, mutta Blue Origin ja Virgin Galactic vievät turisteja avaruuteen pikakäynneille.
Blue Origin lähettää kuusi turistia keskenään avaruuteen 18 metrin korkuisella New Shepard -raketilla, ja koko matka kestää vain 11 minuuttia. Myös Virgin Galactic vie kuusi matkustajaa kerrallaan rakettikäyttöisellä SpaceShipTwo-avaruuslentokoneella, jota ohjaa kaksi lentäjää.
Molempien yritysten lennoilla turistit saavat vain kolmen minuutin ajan painottomassa tilassa, mikä juuri kuuluu avaruusmatkojen viehätykseen. Matkustamon tila on rajallinen, mutta siellä mahtuu tekemään kuperkeikan ja vähän leijailemaan painottomasti.
Blue Originin perustaja on myös Amazonin perustanut multimiljardööri Jeff Bezos. Kun hän itse kävi avaruudessa 20. heinäkuuta 2021, hänellä ei ollut painepukua eikä avaruuskypärää, vaan sen sijaan sininen kokopuku ja cowboyhattu – ehkä vertauskuvana sille, että avaruusteollisuus yhä on lainsäädäntönsä osalta kuin villiä länttä. Mitkään lait eivät säätele avaruusturistien turvallisuutta. Heidän on itse otettava riski, ja heitä on vain pitänyt informoida avaruuslentoihin liittyvistä vaaroista.
Turistit pääsevät pikakäynnille avaruuteen SpaceShipTwo-rakettilentokoneella. Heillä ei kuitenkaan ole painepukuja, jotka suojaisivat, jos matkustamoon tulisi reikä.
Lyhyillä lennoilla avaruusturisteilla ei ole sen kaltaisia painepukuja, joita käytetään pidemmillä lennoilla lähetettäessä astronautteja Maan tai Kuun kiertoradalle. Painepuvut niihin kuuluvine kypärineen suojaavat äkilliseltä paineenlaskulta, jos esimerkiksi avaruusromun palanen iskee reiän alukseen. Siinä tapauksessa hengitysilma häviää nopeasti ja ilman painepukua astronautit ovat mennyttä.
Ihminen, joka altistuu avaruuden tyhjiölle, menettää tajuntansa 15 sekunnissa, ja parin minuutin kuluttua seuraa kuolema hapenpuutteen ja veren kuplimisen aiheuttamien veritulppien vuoksi. Juuri tämä koitui kolmen neuvostokosmonautin kohtaloksi vuonna 1971, kun avaruuspukuja ei vielä käytetty rutiininomaisesti.
Painepukujen puuttuminen Blue Originin ja Virgin Galacticin avaruuslennoilta on saanut osakseen kritiikkiä, muun muassa lentojen turvallisuutta edistävältä Association for the Advancement of Space Safety -järjestöltä. Matkustajat tosin ovat avaruudessa vain muutamia minuutteja, mutta se riittää tappamaan heidät, jos paine laskee.
Turvallisuus olisi epäilemättä parempi, jos matkustajat istuisivat turvavöillä kiinnitettyinä painepuvuissa koko matkan, mutta se vaikeuttaisi lippujen myyntiä, koska painottomuuden tunne on tärkeä osa myyntivalteista.
Kuu on seuraava etappi
Syyskuun 23. päivänä 1983 kaksi kosmonauttia istui valmiina laukaisuun, kun Sojuz-raketin satojen tonnien painoinen polttoaine syttyi tuleen heidän alapuolellaan. Onneksi aluksessa toimi pelastusjärjestelmä, joka oli suunniteltu juuri tällaisiin tilanteisiin. Kuusi sekuntia ennen kuin valtava raketti räjähti, pienet rakettimoottorit nostivat aluksen pois, ja kosmonautit laskeutuivat turvallisesti laskuvarjoilla pienen matkan päähän laukaisurampilta.
Avaruusraketit ovat räjähtäneet ennenkin lukuisia kertoja ennen laukaisua tai heti sen jälkeen, ja siksi juuri tämän matkaosuuden turvajärjestelyihin on käytetty eniten voimavaroja.
Avaruussukkuloissa ei ollut pelastusjärjestelmää, ja siksi seitsemän astronauttia menetti henkensä, kun Challenger-sukkula vuonna 1986 räjähti pian laukaisun jälkeen. Nykyään käytetään launch abort -järjestelmää kaikilla miehitetyillä lennoilla yhtenä monista ratkaisevista turvajärjestelyistä, jotka suojaavat astronautteja laukaisusta laskeutumiseen.
Turvavarusteet suojaavat astronautteja
Jokaisessa avaruushankkeessa on tietyt vaarat, jotka avaruusinsinöörit yrittävät ennakoida. Monenlaiset turvajärjestelmät ovat valmiina pelastamaan astronautit hätätilanteessa.
1. Räjähdyksessä sinkoutuu hätäraketti
Jos astronauttien alla oleva raketti räjähtää laukaisussa, aluksen hätäpelastusjärjestelmä aktivoituu. Avaruuskapselin pienet rakettimooottorit lennättävät astronautit pois raketin luota niin, että he voivat laskeutua turvallisesti laskuvarjoilla.
2. Raketti irtoaa moottorin sammuessa
Kun raketti on noussut jonkin matkaa ilmakehään, moottorivika tai vastaava voi johtaa siihen, että alus ei pääse lainkaan kiertoradalle asti. Siinä tapauksessa raketti irrotetaan miehitetystä kapselista, joka laskeutuu Maahan laskuvarjolla.
3. Painepuku pelastaa hengen kolarissa
Meteoriitin tai avaruusromun kohtaaminen voi saada ilman vuotamaan pois kapselista. Ihminen ei kestä avaruuden tyhjiötä, mutta astronautit voivat pelastaa henkensä painepuvuilla, jotka täyttyvät ilmalla, jos alukseen tulee reikä.
4. Lisävarjot turvaavat pehmeän laskun
Maahan palatessaan kapseli laskeutuu laskuvarjolla. Nasa käyttää kolmea tei neljää, joten laskeutuminen sujuu turvallisesti, vaikka yksi varjoista ei aukeaisikaan. Venäläiset ja kiinalaiset käyttävät yhtä suurta varjoa, mutta lisäksi on yksi varalla.
Vaikka Nasan tuleva kuualus, Orion, on varustettu hätäpelastusjärjestelmällä, Grant Cates on sitä mieltä, että se on turvattomampi kuin Apollo-ohjelmassa 1960-luvun lopussa ja 1970-luvun alussa käytetty versio. Apolloon kuului nimittäin kaksi alusta: komento- ja huoltomoduuli, jossa astronautit viettivät suurimman osan ajastaan, sekä kuuhunlaskeutumismoduuli.
Juuri tämä kaksiosaisuus oli ratkaisevan tärkeä Apollo 13 -lennon kolmelle astronautille, kun räjähdys komento- ja huoltomoduulissa vaurioitti hapen- ja sähkönsaantia. Teknisellä kekseliäisyydellä miehistö pystyi käyttämään laskeutumismoduulia pelastusveneenä. Astronauttien täytyi kestää kylmää ja juomaveden puutetta pienessä moduulissa, joka oli tarkoitettu vain kahdelle, mutta kaikki palasivat elävinä Maahan.
Orion-kapselilla ei ole omaa laskeutumismoduulia mukana kuumatkalla – sen sijaan astronauttien pitää vaihtaa toiseen alukseen, joka odottaa heitä Kuun kiertoradalla.
Astronauteilla on kuitenkin toinen mahdollisuus pelastautua onnettomuuden sattuessa, sillä Nasalla on pitkälle edenneet suunnitelmat avaruusaseman rakentamisesta Kuun kiertoradalle yhteistyössä Euroopan avaruusjärjestön Esan, Japanin JAXAn ja Kanadan CSA:n kanssa. Orion voi siten telakoitua Lunar Gateway -avaruusasemaan, missä astronautit voivat asua kuukausia odottaessaan kuljetusta takaisin Maahan.
Jos miehitetty kuulento joutuu onnettomuuteen, miehistö voi pelastautua Lunar Gateway -avaruusasemalle, jonka suunnitellaan kiertävän jatkuvasti Kuuta.
Kuu on seuraava suuri avaruusmatkojen kohde, ei vain länsimaissa vaan myös Kiinassa ja Venäjällä. Niillä on suunnitelmia vastaavasta avaruusasemasta ja tukikohdasta Kuun pinnalla. Grant Cates toivoo, että kilpajuoksu Kuuhun saa aikaan myös kansainvälisen avaruuspelastuspalvelun, jotta tulevien astronauttien perheet eivät joudu olemaan niin huolissaan kuin hänen oma vaimonsa oli.