Avaruuteen laukaistaan tulevaisuudessa satoja, jos ei tuhansiakin kuvan Suomi 100 -tyyppisiä piensatelliitteja ja jopa isompiakin. Niiden lähettäminen on jo helpottunut yhteislaukaisujen ansiosta, mutta lähetyskulut voisivat laskea lisää jos kantoraketti voitaisiin laukaista lähempänä avaruutta erikoisrakenteisen höyrypallon nostamana.

Satelliittien laukaiseminen kiertoradalle olisi Ilmatieteen laitoksen tutkijoiden mukaan helpompaa, jos kantoraketti voitaisiin laukaista korkealta, missä ilmanvastus on pieni. Samasta syystä pieniä raketteja onkin toisinaan laukaistu lentokoneesta tai ilmapallosta käsin.

Raketin nostaminen vety- tai heliumpallolla ei ole kuitenkaan kovin houkuttelevaa, koska vety on helposti syttyvää ja helium on kallista. Siksi Ilmatieteen laitoksen tuoreessa tutkimuksessa esitetään, että rakettia kantavan pallon nostekaasuna käytettäisiin kuumaa vesihöyryä, mikä sekin on ilmaa kevyempi kaasu.

”Pallo täytetään kuumalla höyryllä maan pinnalla ja päästetään irti. Pallon kohotessa korkeuksiin osa vesihöyrystä tiivistyy. Veden tiivistyminen vapauttaa paljon lämpöenergiaa, mikä hidastaa jäähtymistä ja auttaa pitämään jäljellä olevan vesihöyryn edelleen kaasumaisessa olomuodossa”, Ilmatieteen laitoksen tutkimuspäällikkö Pekka Janhunen kertoo.

’’Kun on päästy riittävän korkealle, hyötykuormana oleva raketti irrotetaan, se käynnistyy ja lentää avaruuteen. Pallo vastaavasti tyhjennetään vesihöyrystä, ja se vajoaa alas uutta käyttökertaa odottamaan’’, Janhunen sanoo.

Tutkimuksessa laadittiin tietokonemalli, jonka avulla simuloitiin vesihöyryllä täytetyn pallon kohoamista ja höyryn jäähtymistä maanpinnalta aina 18 kilometrin korkeuteen.

Kuormana olevan raketin paino voi vaihdella; se voi olla esimerkiksi 10 tonnia, mikä riittää muutaman sadan kilogramman painoisen satelliitin laukaisuun.  Pienimmät satelliitit painavat vain muutamia kiloja, mutta esimerkiksi suomalaisen Iceye X1:n paino oli 70 kiloa. Höyrypallolla voi nostaa mitä tahansa muutakin kuin avaruusraketin, ja menetelmä on ainakin teoriassa halpa ja turvallinen.

Lisää: Ilmatieteen laitoksen tutkijoiden artikkeli The Aeronautical Journal -lehdessä 2019 (LINKKI) ja aiemmat avaruus- ja satelliittiaiheiset uutiset Uusiteknologia.fi:ssä (LINKKI).

Kuvituskuva: Suomi 100 -satelliitti.

Tärkeimmät teknologiauutiset kätevästi myös uutiskirjeenä! Tilaa (LINKKI)

LUE – UUTTA – LUE – UUTTA – LUE – UUTTA

Uusi ammattilehti huipputekniikan kehittäjille – Lue ilmaiseksi verkosta

https://issuu.com/uusiteknologia.fi/docs/1_2019/