Uusi kuuraketti on valtava rakennussarja

Nasa on valmis esittelemään kaikkien aikojen tehokkaimman avaruusraketin. SLS eli Space Launch System jyrää voimallaan jopa legendaarisen Saturn V:n, joka 1960- ja 1970-lukujen vaihteessa kuljetti Apollo-ohjelman astronautteja Kuuhun.

SLS:llä on sama tavoite, kun se talvella 2021–2022 nousee ensimmäistä kertaa taivaalle. Artemis I -nimisessä operaatiossa miehittämätön Orion-avaruusalus lähetetään kohti Kuuta. Sitä seuraava operaatio, Artemis II, on miehitetty, mutta vasta kolmas operaatio, Artemis III, on varsinainen kuulento. SIlloin ihminen palaa 50 vuoden tauon jälkeen Kuun kamaralle.

SLS:ää alettiin suunnitella vuonna 2011, ja sen jälkeen yhdysvaltalaisilla ja eurooppalaisilla insinööreillä ja teknikoilla on ollut kova hoppu valmistaa raketin osia, joita on paljon. Raketti kootaan Floridassa sijaitsevassa Kennedyn avaruuskeskuksessa, josta se myös laukaistaan.

Moottorit ovat avaruussukkuloiden peruja

Nasan avaruussukkuloissa käytetyistä tehokkaista RS-25-rakettimoottoreista 16 palvelee uudelleen SLS:ssä – neljä kutakin rakettia kohti. Aerojet Rocketdynen uudistamat moottorit käyvät kahdeksan minuuttia, kun avaruusalus Orion lähtee matkaan.

Laukaistaessa pumpataan äärimmäisen kylmää nestemäistä polttoainetta polttokammioihin, joissa se sytytetään. Jokainen moottori nielee 1 400 litraa happea ja vetyä sekunnissa ja saa aikaan 3 300-asteista vesihöyryä, joka syöksyy ulos rakettisuuttimista.

Yhdessä kahden boosteriksi kutsutun apuraketin kanssa päävaiheen neljä moottoria tuottaa 39 miljoonan newtonin voiman, joka vaaditaan, jotta 2 600 kiloa painava SLS lentää kiihtyvää vauhtia kohti avaruutta.

Vaihe 1 sisältää 2,7 milj. litraa polttoainetta

Maailman suurin rakettivaihe rakennetaan valtavassa kokoonpanohallissa New Orleansissa. Boeing auttaa Nasaa valmistamaan SLS:n 64,6 metriä pitkän päävaiheen, joka on läpimitaltaan 8,4-metrinen alumiiniputki ja jossa on kaksi suurta polttoainesäiliötä rakettimoottoreita varten.

Ennen laukaisua toinen säiliö täytetään kahdella miljoonalla litralla vetyä, joka on nesteytetty laskemalla lämpötila –253 asteeseen. Toiseen säiliöön tulee 742 000 litraa alle –183-asteista nestemäistä happea.

Kun moottorit käyvät, polttoainesäiliöt tyhjenevät vähän yli kahdeksassa minuutissa. Silloin raketin päävaihe on tehnyt tehtävänsä, irtoaa ja putoaa Atlanttiin.

Apuraketit antavat SLS:lle lisää nostovoimaa

Ensimmäinen vaihe ei kykene yksin nostamaan raskasta rakettia. Siksi päävaihe saa tukea 126 sekuntia laukaisuhetkestä kahdelta 54 metriä pitkältä boosteriksi kutsutulta apuraketilta, jotka on valmistanut Northrop Grumman Utahissa.

Toisin kuin päävaihe boosterit käyttävät nestemäisen sijasta kiinteää polttoainetta. Sen ansiosta ne tuottavat valtavasti voimaa, mutta samasta syystä niitä ei ole mahdollista sammuttaa sytyttämisen jälkeen.

Boostereiden suunnittelussa on otettu mallia avaruussukkuloiden boostereista, mutta niistä on tehty 25 prosenttia tehokkaampia ja siten ennätyksellisen voimakkaita. Liikkeelle lähdön aikana boosterit tuottavat 75 prosenttia raketin kokonaisvoimasta.

Vaihe 2 lähettää avaruusaluksen kohti Kuuta

Ensimmäinen vaihe ja boosterit voivat viedä SLS:n Maata kiertävälle radalle, mutta se ei riitä siihen, että avaruusalus Orion pääsee Kuuhun. Siksi tarvitaan vielä toinen vaihe.

ICPS- eli Interim Cryogenic Propulsion Stage -nimisen vaiheen kokoavat Boeing ja United Launch Alliance Alabamassa. Toisen vaiheen rakettimoottori käyttää polttoaineena nestemäistä vetyä ja happea ja käy 1 125 sekuntia eli melkein 19 minuuttia antaakseen Orionille viimeisen kunnon pukkauksen kohti Kuuta.

Kun moottori on palanut loppuun, 13,7 metriä pitkä vaihe irtoaa. Sen jälkeen Orionin pitää lentää loppumatka omin neuvoin.

Kapselissa on tilaa neljälle astronautille

Nasa teettää Orionin Lockheed Martinilla. Aluksen pitää antaa astronauteille suojaa avaruuden tyhjiötä ja äärimmäisiä lämpötiloja vastaan miehitetyillä lennoilla, jotka tehdään Artemis I -operaation jälkeen.

Avaruuskapseli tarjoaa neljälle astronautille leijumistilaa kaikkiaan yhdeksän kuutiometriä kuulennolla vallitsevassa painottomuudessa.

Itse kapselin alapuolella on huoltomoduuli ESM, jonka valmistaa Euroopan avaruusjärjestö (Esa). Moduuliin varastoidaan astronauttien matkalla tarvitsema happi ja vesi. ESM:stä avautuvat sähköä avaruusalukselle tuottavat neljä aurinkopaneelia, ja sen lisäksi moduuli huolehtii Orionin sisälämpötilan säätelystä.