Laukaisuikkuna

Wikipediasta
Siirry navigaatioon Siirry hakuun

Laukaisuikkuna on aikaväli, jonka sisällä avaruusalus on saatava laukaistuksi matkaan, jotta se päätyisi halutulle lentoradalle, joka vie avaruusaluksen kohteeseen rakettitekniikan suorituskyvyn puitteissa. Laukaisuikkunaa rajoittaa periaatteessa kaksi tekijää: kohteen tavoittaminen ja laukaisun turvallisuus. Näistä ensimmäinen on keskeinen esimerkiksi planeettaluotaimia lähetettäessä. Jälkimmäinen rajoitti ennen kaikkea sukkulalaukaisuja.

Kohteen rajoittama laukaisuikkuna[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Nykysillä laukaisimille voidaan kuljettaa matalalle maan kiertoradalle kymmeniä tonneja painavia avaruusaluksia, mutta haluttaessa kiihdyttää avaruusalus interplanetaariselle radalle, rakettien nostokyky on vain muutamia tonneja. Tällöinkin on käytettävä isoja ja kalliita laukaismia - Ariane 5:n laukaisu maksaa noin 170 miljoonaa euroa ja NASAn avaruussukkula luokkaa 1,4 miljardia dollaria laukaisua kohden. Jotta laukaistavan avaruusaluksen massa olisi pienin mahdollinen, avaruusluotaimilla on mukanaan suhteellisen vähän omaa ajoainetta. Avaruusluotaimen massan tulee olla pieni myös tapauksissa, joissa alus siirtyy esim. planeetan kiertoradalle, jolloin alusta voidaan joutua hidastamaan tai kiihdyttämään aluksen rakettimoottoreilla kohteen luona sen kirtoradalle pääsemiksi. Pienempi massa merkitsee tällöin vähempää ajoaineen käytön tarvetta.

Hohmannin siirtorata: 1 = maan kiertorata auringon ympäri, 3 = Marsin kiertorata; 2 = siirtorata. Siirtoradalle siirrytään suorittamalla rakettimoottorin "poltto" numeron 2 kohdalla. Siirtoradalta siirtyminen planeetta Marsia kiertävälle radalle vaatii lisäenergiaa numeron 3 kohdalla, rakettimoottorin "poltto". Marsin radalle tulossa voidaan käyttää sen kaasukehää avuna ns. aerocapture-tekniikalla.

Avaruusluotaimen rata Maasta tutkittavan taivaankappaleen luo (planeetta, asteroidi, komeetta) suunnitellaan niin energiataloudellisiksi kuin mahdollista. Kuten planeettojen liikkeestä voidaan huomata, taloudellisin tapa liikkua Auringon painovoimakentässä (siis käytännössä missä tahansa Aurinkokunnassa) on ellipsirata. Erityisen energiatehokkaita radan muutostapoja ovat Hohmannin ratasiirrokset, jotka vastaavat vapaata putoamista Auringon painovoimakentässä Maasta kohdekappaleen luo. Hohmannin siirtoralla kiihdytys tai jarrutus aluksen rakettimoottoreilla tehdään radan periapsiksen kohdalla.

Jotta luotain "putoaisi" tällaista rataa pitkin Maasta kohteeseen, Maan ja kohteen on lähtöhetkellä oltava sopivassa asemassa toistensa suhteen, jotta luotain saavuttaa kohteensa. Tämä rajoittaa mahdollisia laukaisuhetkiä ja aiheuttaa laukaisuikkunat. Avaruustekniikan alkuaikoina, 1960-luvun alussa, avaruusluotaimilla ei ollut lainkaan omaa propulsiota ja esim. Marsin, Kuun ja Venuksen saavuttaminen oli täysin kiinni oikea-aikaisesta laukaisusta. Tällöin onnistumisena pidettiin "riittävän lähellä tapahtuneita" kohteiden ohilentoja.

Kohteen rajoittaman laukaisuikkunan pituus riippuu kohteen liikkeestä Maan suhteen. Se toistuu aina Maan ja kohteen välisen synodisen kiertoajan välein. Esim. Marsin kohdalla hyvä laukaisuikkuna toistuu noin kahden vuoden välein.

Turvallisuuden rajoittama laukaisuikkuna[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Lennon turvallisuus rajoittaa avaruussukkulalla tehtävien lentojen laukaisuajankohtia. Sukkulalla on ympäri maailmaa joukko kutakin lentoa varten ennalta nimettyjä hätälaskupaikkoja (Trans-Atlantic Landing site, TAL), joille sukkulan on voitava laskeutua hätätilanteessa ja päivänvalossa. Se, mitä hätälaskupaikkoja milloinkin käytetään riippuu siitä, millaiselle radalle sukkula on laukaistava, jotta se tavoittaisi kohteensa (esimerkiksi Kansainvälinen avaruusasema) Maata kiertävällä radalla. Koska eri ajanhetkillä haluttu hätälaskupaikka ei ole sukkulan tavoitettavissa, tämä rajoittaa mahdollisia laukaisuhetkiä.

Nämä laukaisuikkunat ovat usein hyvin lyhyitä, muutama tunti parina päivänä jonkin kuukauden aikana. Lyhin laukaisuikkuna oli lennolle STS-71 jonka lento oli mahdollinen vain, jos laukaisu tapahtui viiden minuutin aikana.

Aiheesta muualla[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]