Sojuz-avaruusalus ja sen hiukan erikoinen rakenne

Sojuz-avaruusalus
Kuva I

Sojuz-avaruusalus on hiukan erikoinen koska sen miehistö-osa sijaitsee aluksen keskimmäisessä osassa, ja edessä oleva pallomainen moduuli on oikeastaan vain tyhjä, lastia varten tehty tila, mikä tietenkin tekee aluksesta hiukan erikoisen, koska yleensä avaruusalukset pyritään tekemään mahdollisimman yksinkertaisiksi. Neuvostoliiton perustelut tuolle hiukan erikoiselle ratkaisulle, missä alus pitää jakaa kolmeen osaan, ennen kuin se voidaan palauttaa maan pinnalle oli se, että tuon aluksen miehistö oli paremmin suojassa, jos se sattuisi kolhaisemaan johonkin osaan vaikkapa Saljut-asemaa.

Kuitenkin tätä hiukan epäiltiin aina välillä, koska tuohon moduuliin voitiin helposti liittää telakointirengas, mikä teki mahdolliseksi tuon pallomaisen moduulin vaihtamisen lennon aikana. Ja sen takia tämä Sojuzin rakenne oli melko huolestuttava, koska sen nokkamoduli voidaan tällöin vaihtaa lennon aikana, mikä tietenkin on tärkeää, jos aseellisen avaruusaluksen lähettäminen kiertoradalle halutaan salata. Eli moduli jossa on tappolaitteet eli konetykit tai raketit voidaan liittää tuohon kapseliin huomaamatta kiertoradalla siten, että toisesta tukikohdasta lähetetään Sojuz-kapseli, missä on normaali nokkamoduuli, joka vaihdetaan kiertoradalla toisella raketilla laukastuun taistelumoduliin. .

Sojuzia on tietenkin olemassa sekä miehitetty avaruusalus, että nimellä "Progress" kulkeva automatisoitu kuljetusalus, joka yleensä palaa ilmakehässä, kun se on tehtävänsä tehnyt. Mutta toisinaan "Progress"-alukset tuovat maahan esimerkiksi kestävyyskokeissa käytettyjä mikropiirejä sekä avaruuspukuja, joiden käyttöikä avaruudessa on tullut loppuun, ja näin insinöörit saavat tietoja siitä, mitä nuo välineet kestävät avaruudessa, ja miten paljon niitä pitää muuttaa, jotta esimerkiksi Mars-lento olisi mahdollinen. 

Yleensä Sojuzilla tarkoitetaan miehitettyä avaruusalusta, ja "Progress" taas tarkoittaa miehittämätöntä kuljetusalusta, jossa yleensä ei ole lämpökilpeä, ja tällöin alus palaa ilmakehässä tuhkaksi. Mutta joskus "Progress" tuo maahan esimerkiksi mikropiirejä, joita halutaan testata maassa, jotta voidaan todeta, että kuinka paljon ne kuluvat tietyssä ajassa. Ja näissä rahtialuksissa tietenkin on lämpökilpi, jotta niiden lasti saadaan ehjänä maahan, jotta sitä voidaan analysoida. Sama koskee avaruuslentäjien verikokeita, joista lääkärit etsivät muutoksia, jotka kielivät syövästä eli kosmisen säteilyn yliannoksesta, jolloin lento joudutaan keskeyttämään. Nuo verenkuvan muutokset tarkoittavat useimmiten verisolujen keskinäisissä suhteissa tai niiden muodossa tapahtuvia muutoksia, jotka kielivät alkavasta syövästä.

Miehittämätön "Progress"-rahtialus
Kuva II

Nykyaikainen tietotekniikka mahdollistaa sen, että myös miehitetty Sojuz-alus voi suorittaa tehtävänsä automaattisesti, ja oikeastaan "Progress" on vain Sojuz, jonka istuimet on riisuttu pois, jotta lastille saadaan tilaa. Mutta kun puhutaan automatisoidusta avaruuskapselista, niin silloin tietenkin myös tämä miehitetty operaatio tapahtuu siten, että kapselin tietokone suorittaa  kaikki manööverit ilman tarvetta siihen, että ihminen edes koskee ohjaimiin. Se tietenkin avaa uusia mahdollisuuksia alusten miehistöjen valintaan.

 Samoin kiertoradalla leijuu kaiken aikaa esimerkiksi avaruuspukuun puettuja robotteja, joilla testataan sitä, että kauanko henkilö kestää kosmista säteilyä, jotta voidaan paremmin suunnitella toimenpiteitä sen varalle, että joku avaruuslentäjä joutuu eroon avaruusaluksestaan. Noiden robottien avulla mitataan aikaa, joka menee siihen, että lentäjä saa kuolettavan säteilyannoksen, jotta lennonvalvonta tietää, että miten nopeasti sen on saatava pelastusalus paikalle tuollaisessa tilanteessa, missä esimerkiksi kosmonautin selkäpakkauksesta eli "avaruusmoposta" loppuu polttoaine. Silloin täytyy tietenkin pelastusoperaatio pitää aloittaa mahdollisimman nopeasti, mutta samalla se pitää suunnitella siten, että toinenkin kosmo- tai astronautti ei joudu vaaraan.

Sojuzin kaaviokuva
Kuva III

Noilla roboteilla on vartalossaan geiger-mittareita, joilla mitataan kosmo- tai astronautin saamaa säteilyä, ja samalla mietitään mitä tehdään silloin, jos esimerkiksi avaruusalus ei pystyisikään palaamaan Maan pinnalle, jos kesken laskeutumisen huomataan esimerkiksi, että aluksen lämpökilpi on irti. Kehitteillä on myös avaruuspukuja, joilla astronautti voi palata Maan pinnalle, jopa kiertoradalta asti. Eli tuossa puvussa olisi laskuvarjo, ja astronautti läpäisisi ylimmät ilmakerrokset pitämällä suojanaan kilpeä, ja kun hän sitten olisi tarpeeksi lähellä Maata, niin laskuvarjot avataan vaiheittain, eli ensin aukeaa hyvin pieniä varjoja, jotka sitten hidastavat astronauttia niin, että hän pystyisi avaamaan normaalin laskuvarjon, ja laskeutumaan laskuvarjojääkärin tavoin turvallisesti maahan, mutta tekniikka on kuitenkin vasta alkuvaiheessa.

Itse kuitenkin pidän NASA:n valmistautumista esimerkiksi kiertoradalla tapahtuvaan onnettomuuteen sikäli huonona, että heillä ei ilmeisesti ole varasukkulaa lähtöasemissa, jotta pulaan joutuneen sukkulan tai muun avaruusaluksen miehistö voidaan pelastaa. Sojuzin nokkamodulia ei kuitenkaan ehkä ole tarkoitettu muiden kosmonauttien pelastamiseen, vaan siihen että aluksen tehtävä voi muuttua lennon aikana radikaalisti. Eli jos tuo pallomoduuli olisi vaihdettavissa, niin sillin Sojuziin voidaan liittää kiertoradalla ALMAZ-moduuli, eli konetykeillä varutettu etukapseli, joka voidaan laukaista radalleen esimerkiksi F-1 (SS-18 "Satan")-raketilla, ja kun esimerkiksi Sojuz-lähetetään Kapustin Jar:ista, niin ALMAZ-moduli voidaan laukaista toisesta avaruuskeskuksesta, kuten Volgogradin asemalta, ja sitten telakoida tuohon Sojuziin huomaammattomasti, ja siinä sitten Venäjällä on käytössään tehokas avaruushävittäjä.


ilmailukokeiluja.blogspot.com

Sojuz-alusten tekniikasta sekä avaruuslentojen teorioista

Sojuz-alus
Kuva I

Kun Neuvostoliitto laukaisi Sojuz-1 aluksen, niin sen toimintavarmuus ei varmasti ollut sillä tasolla, mitä olisi avaruusalukselta odottanut. Kun aluksen suunnittelijat olivat lopettaneet työnsä, niin siitä löytyi 236 suunnittelua koskevaa virhettä, jotka sitten korjattiin melko nopeasti. Eli sen lämpökilpeä paksunnettiin, minkä takia päälaskuvarjoa jouduttiin suurentamaan, mutta laskuvarjokotelo jäi saman kokoiseksi, joten sitä piti survoa puunuijalla tuohon lokeroon. Sojuz-aluksen valmistelussa ollut kiirehtiminen johtui siitä, että sen piti lähteä lentoon Leninin syntymäpäiväksi.

Aluksen lentäjänä toimi kosmonautti Vladimir Komarov, josta tuli ensimmäinen kaksi kertaa avaruudessa käynyt ihminen. Kun Sojuz 1 oli kiertoradalla, niin ilmeni lisää ongelmia, eli aluksen sähkön tuotannosta vastaavat aurinkopaneelit eivät toimineet, jolloin tehtävä piti keskeyttää, ja kapseli palauttaa maahan. Kuten tiedämme, niin päälaskuvarjo ei auennut, ja lentäjä Vladimir Komarov murskaantui maahan.

Syynä tähän onnettomuuteen pidetään yleisesti sitä, että päälaskuvarjon naru sotkeutui vetovarjon naruihin, mutta sitä ei tänä päivänäkään ole selvitetty, miten tuo kapseli oli yksinkertaisesti päästetty lentämään, ja sitäkään ei olla selvitetty, että miksi esimerkiksi miksi kapselissa oli vain yksi laskuvarjo, ja tärkeä kysymys sitten oli siinä, että miksi tuossa kapselissa ei ollut heittoistuinta, vaikka sellainen oli ollut kaikissa muissa aluksissa. Tai vaikka varsinaisesti tuotantoon tarkoitetussa Sojuz-kapselissa ei olisi ollut katapultti-istuimia, niin olisi luullut, että prototyyppiin olisi tuollainen pelastautumismahdollisuus laitettu, koska noissa kehitysmalleissa on usein erilaisia "lastentauteja", ja toki Sojuz oli sitä ennen kiertänyt Maapalloa miehittämättömänä, joten sen olisi pitänyt toimia moitteettomasti, ilman mitään sen kummempia vikoja, mutta sitten sen lämpökilpeä alettiin vahvistaa, mikä johti suuremman varjon tarpeeseen sekä tuhoisaan onnettomuuteen.

Sojuz-TMA
Kuva II

Vaikka Sojuz-alusta sekä Neuvostoliiton avaruusohjelman johtoa arvostellaan tuon asian takia, niin silti voidaan sanoa Sojuzin olevan paljon paremmin suunniteltu kuin Apollon tai jopa avaruussukkulan. Varsinkin ulkoisten aurinkopaneelien käyttö pidensi tehtävä-aikaa, ja antaa samalla miehistölle pelivaraa, jos joku odottamaton sääilmiö tai vastaava estää aluksen laskeutumisen. Samoin aurinkopaneelien avulla tapahtuva sähköntuotanto ei kuluta avaruusaluksen polttoainetta samalla tavoin kuin polttokennojen käyttö, ja siksi ihmettelen sitä, miksi esimerkiksi avaruussukkuloiden luukuissa ei ole näitä kevyitä piistä valmistettuja paneeleja, joiden avulla sen tehtävä-aikaa olisi voitu jatkaa.

Samalla voidaan kysyä sitä, miksi Apollo-kapselissa ei ollut noita paneeleita, jotka ovat paljon turvallisempia kuin polttokennot, joissa poltetaan vetyä sekä happea. Sojuz poikkeaa rakenteeltaan muuten länsimaisista avauusaluksista siinä, että niiden miehistöt istuvat aluksen keskimmäisessä osassa, ja tuo pallomainen keulaosa on ainoastaan rahtia varten. Ratkaisun tarkoitus on tehdä aluksesta turvallinen, eli jos Sojuz kolhii keulaansa, niin silti se voi laskeutua turvallisesti. Kun puhutaan tuosta Sojuz-onnettomuudesta, niin voidaan kysyä sitä, miksi kapselissa ei ollut varalaskuvarjoa?

Sojuzista epäillään olevan myös eräänlainen hävittäjä-versio. Tarinan mukaan tuota Sojuzin hävittäjä-versiota kutsutaan nimellä Almaz, jossa on jonkinlainen tykki. Avaruudessa aseen laukaisun aiheuttama paine-ero on valtavan suuri verrattuna maapallon pinnalla olevaan paine-eroon, joten siellä ammus lähtee piipusta paljon suuremmalla nopeudella kuin maan pinnalla, ja siksi jo pieni ase aiheuttaa erittäin suuria vaurioita osuessaan kohteeseensa, ja tämän pienemmän ilmanpaineen takia vuoristossa ammuttu luoti voi lävistää luotiliiviä, vaikka se ei sitä meren pinnalla tekisikään.

Kiväärin luoti kantaa vuoristossa pidemmälle kuin meren pinnalla kahdesta syystä. Ensinnäkin pienemmästä ilmanpaineesta johtuen on patruunan laukaisun aiheuttama paine-ero suurempi kuin meren pinnalla, ja pienempi ilmanpaine aiheuttaa myös vähemmän kitkaa luodissa, joten korkealla ammuttaessa tuo asia pitää muistaa, koska ase tappaa siellä pidemmältä matkalta kuin meren pinnassa. Ja avaruudessa paine-ero on äärimmäisen suuri, joten jopa tavallinen konekivääri voi siellä tuhota minkä tahansa kohteen, varsinkin jos tuo tuhoväline lentää kohdettaan vasten, jolloin luodit ropisevat siihen yli 20 000 kilometrin tuntinopeudella.

NASA laskeutuu aivan kolmella varjolla, jotta tuollainen vaaratilanne missä varjo ei avaudu voidaan korjata. Samoin kun puhutaan Sojuz-kapselista, niin siitä on olemassa sekä miehitettyjä että miehittämättömiä malleja, joita on käytetty menestyksekäästi sekä miehistöjen viemiseen avaruusasemille, rahdin kuljettamiseen kiertoradalle että vakoiluun. Eli tuossa "sojuz-tyyppisessä" vakoilusatelliitissa on ilmalukon paikalle asennettu kaukoputki, ja muu elektroniikka sijaitsee siellä, missä miehistö normaalisti istuu. Nykyään Sojuz voi suorittaa koko tehtävän automaattisesti, johtuen tietotekniikan kehittymisestä, joten periaatteessa uusimmissa malleissa, missä käytetään tehokasta tietotekniikkaa, on miehistö oikeastaan pelkkä turistiryhmä, ja se eroaa Progress-rahtialuksesta vain siinä, että Progress:issa ei ole miehistön istuimia.

pseudotiedetta.blogspot.fi