Leave a comment

Süstikute viimased lennud

12. aprillil möödus 31 aastat esimesest korrast, kui Columbia orbiidil käis ja sealt turvaliselt naases. Sealt alates on NASA kosmosesüstikud kujunenud omamoodi inimese maailmaavastamise sümboliks, kuid pärast rohkem kui 30 aastat kestnud regulaarseid lende otsustasid ameeriklased lõpuks programmi sulgeda. Põhjuseks järjest suurenevad kulud hooldusele ja oht, et üle kolme kümnendi vanad tehnikaimed ei ole inimeste transportimiseks enam piisavalt ohutud. Mõneti kurb, kuid pragmaatiline ja tõenäoliselt vajalik otsus.

Süstikud on alates kaheksakümnendatest olnud asendamatud vahendid erinevate satelliitide orbiidile viimiseks ning erinevate katsetuste läbiviimiseks mikrogravitatsioonis. Discovery viis taevasse Hubble’i teleskoobi ja on seda ka kaks korda hooldamas käinud (viimane kord tegi seda 2009. aastal Atlantis) Viimase aja kõige suurem saavutus on Rahvusvahelise Kosmosejaama (ISS) kokku panemine. NASA süstikud mängisid ISS ehitamisel ja varustamisel võtmerolli: jaama ehitamiseks seni tehtud 32-st lennust on koguni 27 teinud just NASA kosmosesüstikud.

Eile maandus üks neljast allesolevast süstikust, Discovery, oma viimsesse puhkepaika, Washingtoni lähistel asuvasse Udvar-Hazy Keskusesse, kus huvilised saavad seda vaatamas käia. Olgugi, et süstikud on käinud kümneid ja kümneid kordi maa orbiidil ja on oma teekonnal läbinud igaüks üle 100 miljoni kilomeetri, on nende transportimine ühest kohast teise ülimalt keeruline. Pärast süstikute kosmoselendude lõppu ongi vast paslik natuke lähemalt vaadata, kuidas nad maa peal ühest kohast teise liiguvad.

Kuigi NASA eelistas süstikute maandumist Kennedy Kosmosekeskusesse, ei saanud seal valitsevate muutlike ilmaolude tõttu kunagi kindel olla, et see õnnestub. Süstik siseneb atmosfääri väga suure kiirusega ning hakkab õhuga hõõrdudes kiirust vähendama. Hõõrdumine tekitab aga soojust ning süstik muutub väga, väga kuumaks. Kui normaalne kiirus on saavutatud, hakkab temperatuur kiiresti langema. Temperatuuri langemisel tõmbuvad materjalid kokku ning sama juhtub ka süstikut katvate kuumakaitsepaneelidega. Nende vahele tekivad väikesed praod ja kui nüüd süstik vihmapilvest läbi lendab, tungib sinna pragudesse vesi. Sel hetkel on aga kere temperatuur ikka veel ümbritsevast tunduvalt kõrgem, mistõttu paneelide vahele läinud vee temperatuur tõuseks  tema ja maht suureneks. Vesi paisub teatavasti tohutu jõuga, mis rikuks süstiku ainult liimiga kinnitatud kuumakaitsepaneelid. Kuna Floridas sajab tihtipeale vihma, oligi vaja varumaandumisvälja, milleks valiti Californias asuv Edwardsi nimeline USA õhujõudude lennuväli, mis asub põhimõtteliselt kõrbes.

Californiast Floridasse on pikk tee ning kuidagi oli vaja süstikuid transportida. Esimene testimiseks mõeldud süstik Enterprise viidi maandumiskatsetusteks õhku spetsiaalselt selleks ümber ehitatud Boeing 747 abil, et ta seal siis lahti lasta ja maandumist proovida. Sama lahendust otsustati kasutada ka süstikute “argipäevaseks” transportimiseks.

Lennuki peale süstiku panemine on keeruline. Esimene mure on loomulikult kaal. Maandunud süstiku mass võib olla kuni 104 tonni. Et 747 seda kanda suudaks, tugevdati spetsiaalselt tema kere ning võeti kõik lendamiseks mittevajalik lennukist välja. Ümberehitatud 747 hakati kutsuma koodnimetusega SCA (Shuttle Carrier Aircraft). Süstiku lisamine lennuki peale suurendas tunduvalt nii kaalu kui ka õhutakistust. Tühjalt lennates suutis SCA läbida üle 10 000 km, kuid transpordimissioonil jäi maksimaalseks lennukauguseks kõigest 1 850 km. Vähenes ka lennukõrgus; kui tavalised reisilennukid lendavad umbes 11 km kõrgusel, siis süstikut kandev SCA üle 4,5 km kõrgemale tõusta enam ei suutnud.

Ka lendamine ise polnud niisama lihtne. Umbes 150 km SCA-st eespool lendas alati “Rajaleidja” (Pathfinder), kes kontrollis, ega kuskil vihma ei saja ja ega liiga suurt turbulents pole.

Et Enterprise läbis kõigest viis katselendu, sobisid tema SCA peale monteerimiseks kraanad. Pidevate süstikulendude puhul sai aga  kiiresti selgeks, et kraanadega süstikute tõstmine pole piisavalt kindel ning võib varem või hiljem viia õnnetuseni. Otsustati ehitada MDD (Mate-Demate Device), kindel ja statsionaarne ehitis, mis on suuteline süstiku üles tõstma ja lennukile kinnitamiseks ette valmistama. Ettevalmistamiseks kulub inseneridel umbes üks nädal. Süstiku alt võetakse telik, tema mootorite kaetakse kattega (õhutakistuse vähendamiseks) ja tehakse muid nippet-näppet töid. Seejärel tõstetakse lennumasin veelgi kõrgemale ja 747 sõidutatakse täpselt süstiku alla, et need kaks ühendada.

Pärast süstiku kinnitamist lennuki külge lendavad nad koos Floridasse (või kuhuiganes vajalik). Kennedy Kosmosekeskuses ootab SCA-d ja süstikut juba teine MDD, kus toimub eelnevale vastupidine protsess ning süstik ongi jälle ratastel. Vaja veel suur oranž kütusepaak ning kanderaketid külge monteerida ja ollaksegi järgmiseks stardiks valmis.

Leave a comment

Herscheli teleskoop

ESA (Image by AOES Medialab); background: Hubble Space Telescope, NASA/ ESA/ STScIHerscheli teleskoop on Euroopa Kosmoseagentuuri (ESA) üks suurimatest projektidest, mis uurib universumi ajaloo esimesel kolmandikul eksisteerinud galaktikaid ja nende tsentrisse koondunud tähekobaraid ning varasemate sarnaste missioonide käigus järele jäänud lünki. Seejuures võimaldab mikrolainepikkuse uurimine vaadelda galaktikates hõljuvat tolmu, mis veel ootab tähtedeks koondumist. Lisaks vaadeldakse tähtede loomisprotsesse, et mõista, millised keemilised protsessid tähe loomisel toimuvad.

Tähed moodustuvad, kui gaasipilv hakkab koonduma ning keskel järjest tihedamaks ja kuumemaks muutuma. Tähe algfaasis, mil täht pole veel “sündinud” hõljub ümber tema tuuma hästi palju veel koondumata gaasi, mis on aga väga külm ja varjab peaaegu täielikult tähe poolt eraldatava kiirguse. Tähe kiirgus neeldub teda ümbritsevas gaasis ja tolmus, mis annab enda suurenenud energia edasi mikrolainepikkusel ning just seda kiirgust ongi Herschel disainitud vaatlema.

Väikesed lainepikkused võimaldavad vaadelda ka universumi külmemaid kehasid, nagu näiteks planeedid, asteroidid, teiste päikeste ümber olevaid tolmurõngaid ja pruune kääbuseid, nii et tööd Herschelile jätkub.

Oma nime on 1,1 miljardit eurot maksev kosmoseteleskoop saanud infrapunakiirguse avastaja William Herscheli järgi. 19. sajandil elanud Herschel avastas infrapunakiirguse Päikest uurides. Tal oli au olla ka meie päikesesüsteemi seitsmenda planeedi, Uraani, avastaja.

60-670 mikromeetrise lainepikkuse vaatlemiseks on vaja väga suurt teleskoopi ning väga madalaid temperatuure. Herscheli 3,5 meetrise diameetriga peapeegel on suurim kosmosesse lennutatud teleskoop. Herscheli detektorid peavad üliväikese (mõnekümne mikroniliste lainepikkuste) tundmiseks olema nii külmad kui vähegi võimalik. Päikese kuumuse eest kaitseb detektoreid päikesevari, kuid sellest ei piisa. Isegi avakosmose enda temperatuur on liiga kõrge ning seetõttu on Herscheli pardal 2300 liitrit vedelat heeliumi, mis jahutavad teleskoobi instrumendid vähem kui -271 kraadini (absoluutne null on 273°C)

Herschel asub teises Lagrangiani (L2) punktis, umbes 1,5 miljoni kilomeetri kaugusel Maast. Kui Herschelilt Päikese poole vaadata, jääb Maa täpselt tee peale. L2 on Herschelile hea koht, sest seal püsib ta Maa ja, mis veelgi olulisem, Päikese suhtes kogu aeg samal positsioonil (Päikese ja Maa gravitatsioonijõud nullivad tsentrifugaaljõu). See võimaldab aparaati paremini Päikese kuuma kiirguse eest varjata.

Herscheli kosmoseteleskoop tõusis Maalt õhku 2009. aasta kevadel. Detektorite jahutamiseks mõeldud heeliumi peaks prognooside kohaselt jätkuma natuke enam kui kolmeks aastaks ning 2012 lõpus või 2013. aasta alguses saab heelium tankidest lihtsalt otsa, teleskoop soojeneb üles ja lõpetab töötamise. Kuigi Herscheli enda eluiga pole just kõige pikem, on teadlastel vähemalt järgmised kümme aastat sealt saadud info analüüsimisega kindlasti sisustatud.