Avaruusasema Mir

Seuraavassa on koottuna perustietoa Miristä, miehitettyjen avaruuselentojen merkkipaaluksi muodostuneesta asemasta, joka muuttui 15 vuoden aikana salaisesta neuvostoasemasta kansainväliseksi kohtauspaikaksi.

Perustietoa Mir-asemasta

Mikä Mir on?

Mir on pitkäikäisin ja edistyksellisin tähän mennessä tehty avaruusasema. Mirin keskusmoduliin on liitetty kuusi erikoistunutta laboratoriomodulia, joissa avaruuslentäjät ovat suorittaneet yli 16 000 erilaista tieteellistä koetta. Avaruuslentäjien asuintilat ovat keskusmodulissa.

Mirin omistaa Venäjän ilmailu- ja avaruustoimisto (Rosaviakosmos) ja sen ylläpidosta vastaa aseman rakentanut suunnittelutoimisto RSC Energia. Vaikka asema on venäläinen, on sillä vieraillut viime vuosina lukuisa määrä kansainvälisiä avaruuslentäjiä.

Kuinka suuri Mir on?

Aseman päämitat ovat: pituus 33 m (sisältäen Progress M -rahtialuksen, Kvant 1 -modulin, keskusmodulin ja Sojuz TM -aluksen), leveys 31 m (Prioda-, Kristall-, ja telakointimodulit), korkeus 27,5 m (Kvant 2- ja Spektr -modulit). Mirin keskusmodulin on kooltaan matkustajajunan vaunun luokkaa, eli noin 13 m metriä pitkä ja 4 metriä leveä. Siihen ja muihin moduleihin on liitetty useita aurinkopaneeleita ja lämmönsäteilimiä.

Mikä on Mirin massa?

Mir-kompleksin massa on 132 000 kg, eli noin puolet täysipainoisen Finnairinkin käyttämän MD-11 -koneen massasta.

Mikä on ollut Mir-aseman merkitys?

Mir -aseman tarkoitus oli parantaa ymmärrystämme siitä, miten avaruudessa voidaan olla ja työskennellä pitkän aikaa, ja mitä vaikeuksia siihen liittyy. Mirillä kerättyjä kokemuksia käytetään hyväksi nyt uudella kansainvälisellä Alfa-asemalla.

Mirillä on vieraillut 105 avaruuslentäjää 11 eri maasta. Kaikkiaan 82 heistä on ollut muualta kuin Venäjältä. Pisimmän yhtämittaisen lennon teki venäläinen Valeri Poljakov vuosina 1994-995. Hän vietti asemalla 438 päivää.

Ulkomaisten vierailijoiden joukossa on myös koko joukko eurooppalaisia avaruuslentäjiä, joko oman maansa tai ESA:n lähettäminä: Jean-Loup Chretien (1988 Ranska), Helen Sharman (1991 Iso-Britannia), Franz Viehböch (1991 Itävalta), Klaus-Dietrich Flade (1992 Saksa), Michel Tognini (1992 Ranska), Jean-Pierre Haigneré (1993 Ranska ja 1999 Ranska/ESA), Ulf Merbold (1994 Saksa/ESA), Thomas Reiter (1995 Saksa/ESA), Claudie André-Deshays (1996 Ranska), Reinhold Ewald (1997 Saksa) ja Leopold Eyharts (1998 Ranska).

Milloin Mir laukaistiin?

Mirin keskusmodulin laukaistiin kiertoradalle 20 helmikuuta 1986. Muut modulit seurasivat sitä seuraavasti: Kvant 1 (maaliskuussa 1987), Kvant 2 (marraskuussa 1989), Kristall (toukokuussa 1990), Spektr (toukokuussa 1995) ja Prioda (huhtikuussa 1996).

Millaisia ovat Mirin modulit?

Keskusmoduli (20,9 tonnia, 13,13 m x 4,15 m) pitää sisällään asuintilat, keittiön, ruokavarastot, pöydän, henkilökohtaiset hytit, WC:n ja peseytymistilat. Keskusmodulissa on myös työasema, joista valvotaan ja hallitaan aseman sähköntuotto-, lämmitys-, elossapito-, ilmastointi-, tietokone-, asennonsäätö- ja tietoliikennesysteemejä.

Kvant 1 (11 tonnia, 5,8 m x 4,15 m) on tähtitieteellisiä havaintoja varten tehty laboratoriomoduli. Siellä on tutkittu mm. Aurinkoa, aktiivisia galakseja, kvasaareita ja neutronitähtiä. Kvant 1:ssä on tehty myös biotekniikkaan liittyviä kokeita. Moduli sijaitsee keskusmodulin päässä, joten Progress -rahtialukset ovat telakoituneet yleensä sen päässä olevaan porttiin.

Kvant 2 (18,5 tonnia, 13,73m x 4,35 m) on biologisia tutkimuksia varten tehty moduli, joka toimii myös avaruuskävelyjen tukiasemana: siellä ovat avaruuspuvut ja niiden huoltolaitteet sekä ilmalukko, jonka kautta siirrytään aseman sisältä ulos avaruuteen.

Kristall (19,6 tonnia, 13,7 m x 4,35 m) on materiaalitutkimuslaboratorio. Siellä on altaita suurikokoisten kiteiden kasvattamiseksi ja mm. uuneja, joissa on yhdistetty erilaisia metalleja toisiinsa. Kristalliin on liitetty omat suuret aurinkopaneelit, jotka voidaan avata ja sulkea tarpeen mukaan. Modulin päässä on telakointiportti avaruussukkulaa varten.

Spektr (19,6 tonnia, 13 m x 4,35 m) tehtiin Maan havainnointia varten. Siinä on tehokkaat laitteet oman planeettamme tutkimiseen erityisesti röntgen- ja gammasäteiden aallonpituuksilla. Spektr vaurioitui pahasti kesäkuun 25. päivänä 1997, kun miehittämätön Progress törmäsi siihen ja sen aurinkopaneeleihin. Moduli on ollut paineistamaton ja käyttökelvoton sen jälkeen.

Prioda (19,7 tonnia) oli viimeinen Miriin liitetty moduli. Sitä käytettiin myös Maan havainnointiin, erityisesti ilmakehätutkimukseen. Sen laitteilla mitattiin otsonikatoa, pilvien lämpötiloja ja merien muutoksia.

Sojuz TM (6,8 tonnia, 7 m x 2,6 m) on venäläisten avaruusalus, joka koostuu kiertorataosasta, maahanpaluukapselista ja laitteistomodulista. Yksi Sojuz on toiminut koko ajan aseman pelastusaluksena, jolla kolme henkeä on voinut palata koska tahansa takaisin Maahan. Suurin osa Mirin avaruuslentäjistä lensi myös ylös Sojuz-aluksilla.

Progress M (7,2 tonnia, 7 m x 2,6 m) on Sojuzin näköinen miehittämätön rahtialus. Niillä asemalle toimitettiin säännöllisesti ruokaa, happea, polttoainetta, postia ja tarvikkeita, minkä lisäksi alusta käytettiin jätteenpoistoon ja tieteellisten tulosten palauttamiseen Maahan. Progressin rahtikapasiteetti on 2400 kiloa.

Mistä Mir on tehty; onko siinä vaarallisia aineita?

Mir on tehty samoista aineita kuin lentokoneet, pääasiassa alumiinista ja muista kevyistä ja kestävistä materiaaleista. Suurin osa näistä höyrystyy ilmakehään syöksymisen aikana siinä syntyvän kuumuuden vuoksi - samoin käy asemalla olevalle käyttämättömälle polttoaineelle. Asemalla ei ole Venäjän ulkoministeriön mukaan radioaktiivisia säteilylähteitä, eikä myöskään biologisia tai kemiallisia vaarallisia aineita.

Mitä tapahtui Miriä edeltäneelle Saljut 7 -asemalle?

Saljut 7, Miriä aikaisempi neuvostoasema, lähetetettiin avaruuteen elokuussa 1982 ja se putosi Maahan helmikuussa 1991. Saljut 7:n massa kiertoradalla oli 40 tonnia ja se oli 26 metriä pitkä. Asema putosi Maahan, kun sen rataa ei enää kyetty nostamaan eikä säätämään siten, että se olisi pudonnut haluttuun paikkaan. Siksi lennonjohto koetti hallita putoamisrataa asennonsäätöraketeilla, mutta maahanpaluun alkaessa ilmakehän aerodynaamiset vääntövoimat olivat niin suuret, että Saljut 7:n polttoaine loppui kesken. Moskovan luona sijaitsevan lennonjohdon mukaan asema putosi alas Argentiinan yläpuolella ja kolme noin metrin kokoista palasta selviytyi tulipätsin läpi pinnalle saakka.

Mirin loppu tulee olemaan aivan erilainen, koska se on hallittu putoaminen. Miriin tammikuussa kiinnitetty erikoisvarusteinen Progress ohjaa aseman rataa ja sen avulla asema saadaan osumaan ilmakehään juuri sopivassa yhden asteen kulmassa. Silloin asema tuhoutuu mahdollisimman hyvin ja sen alas asti selviävät osat jäävät hyvin pienelle alueelle. Progressin ja Mirin putoaminen voidaan ennustaa varsin luotettavasti.

Mirin maahanpaluu

Mitä maahanpaluussa tapahtuu?

Mirin suunniteltu käyttöikä oli viisi vuotta ja nyt 15 vuoden jälkeen sen ylläpito ja käyttäminen ei ole enää turvallista. Siksi se pitää tuhota hallitusti niin kauan kun se voidaan tehdä turvallisesti. Venäjän ilmailu- ja avaruustoimisto on kertonut aikovansa tuhota Mirin pudottamalla sen ilmakehään maaliskuuta 2001. Mir putoaa joka tapauksessa alaspäin radaltaan noin 1,2 km vuorokaudessa, millä vauhdilla se putoaisi Maahan joka tapauksessa huhtikuussa 2001. Sen vuoksi hallittu pudottaminen pitää tehdä ennen sitä.

Erikoisvarusteltu Progress -alus laukaistiin asemalle 24. tammikuuta ja se telakoitui siihen automaattisesti 27. tammikuuta. Progressin rakettimoottoria käytetään useita kertoja säännöllisin väliajoin aseman liikesuuntaa vastaan, jotta aseman ratanopeus hidastuisi ja se putoaisi suunnitellulla tavalla alaspäin.

Putoaminen tapahtuu asumattoman alueen yläpuolella, eteläisen Tyynen valtameren päällä noin 1500-2000 km kaakkoon Australiasta. Samaa aluetta on käytetty aikaisemmin ilmakehässä tuhoutuvien Progress -alusten pudottamisalueena.

Suurin osa asemasta palaa ilmakehässä paluun kitkakuumennuksessa samaan tapaan kuin meteorit ja pienemmät Maahan putoavat satelliitit palavat. Mir on kuitenkin niin suuri ja massiivinen kappale, että osia siitä tulee putoamaan mereen.

Miten hallittu radaltapudottaminen tapahtuu?

Rosaviakosmoksen mukaan Mirin loppu tapahtuu seuraavasti:

1. Progress M1-5 -rahtialuksen telakoitumisen jälkeen aseman on annettu pudota alaspäin luonnollisesti noin 1-2 km päivässä, kunnes se saavuttaa noin 250 km:n ratakorkeuden. Tämä tapahtuu noin 9. maaliskuuta (+/- 5 vuorokautta).

2. Noin 250 km korkealla radalla Progress sytyttää moottorinsa kolme kertaa kahden, kolmen päivän välein, jolloin aseman rata muuttuu soikeammaksi. Radan korkein piste tämän jälkeen on noin 220 km ja matalin noin 150-160 km siten, että sen maapalloa läheisin kohta (perigeum) on suunnitellun putoamiskohdan yläpuolella Tyynen valtameren eteläosassa.

3. Noin kolme päivää tämän jälkeen Progress käynnistää moottorinsa jarrutuspolttoon. Se hidastaa Mirin nopeutta noin 20 m/sek, jolloin putoamisajankohdaksi tulee suunniteltu maaliskuun puoliväli.

4. Lopullinen poltto kestää noin 800 sekuntia (13,5 minuuttia). Se alkaa aseman lentäessä Afrikan päällä ja päättyy Venäjän yläpuolella, jolloin iskeytyminen ilmakehään tapahtuu noin 45 minuutin kuluttua polton päättymisestä jotakuinkin kohdassa 47° eteläistä leveyttä ja 140° läntistä pituutta.

Kuka pitää huolen pudottamisesta?

Venäjän hallitus on antanut Mirin pudottamisen Rosaviakosmoksen (Venäjän ilmailu- ja avaruustoimiston) tehtäväksi. Käytännössä pudottamiseen liittyvät toimet tekee RSC Energia -yhtiö sekä Rosaviakosmoksen Korolevissä Moskovan luona sijaitseva lennonvalvontakeskus TsUP. TsUP huolehtii myös monista muista satelliiteista ja avaruusaluksista yli Venäjän ulottuvan maa-asemaverkon avustuksella.

Muita Mirin pudottamiseen liittyviä kysymyksiä

Miksi Miriä ei voi tuhota avaruudessa?

Periaatteessa Mir voitaisiin hajoittaa palasiksi avaruudessa, mutta silloin jokaisen osan paluu maahan vaatisi saman suunnittelun ja seurannan kuin koko Mirin paluu. On helpointa ja turvallisinta tuhota Mir yhtenä kappaleena.

Mirin lähettäminen pois Maan vaikutuspiiristä puolestaan on liian hankalaa ja kallista - vaikkakin myös olisi periaatteessa mahdollista. Lisäksi silloin se voisi muodostua kenties suuremmaksi uhaksi joskus tulevaisuudessa.

Miksi Mirin rataa ei voi nostaa?

Ratakorkeuden kasvattaminen siirtäisi ongelmaa vain myöhemmäksi. Illmakehän hyvin ohuet ylimmät kerrokset hidastavat korkeallakin olevien satelliittien ratanopeutta, joten Mir alkaisi pudota korkeammaltakin radalta hitaasti alaspäin ja vaatisi ennemmin tai myöhemmin jälleen uuden noston - tai tuhoamisen. Ellei asemaa huolleta ja ylläpidetä, saattaa se rikkoutua niin pahasti, ettei sitä voida enää hallita. Siksi hallittu pudottaminen asumattomalle alueelle mahdollisimman pian on paras vaihtoehto.

Voisiko sukkula tuoda Mirin osat takaisin Maahan rahtiruumassaan?

Suuri osa Mirin moduleista on liian suuria sukkulan ruumaan. Lisäksi niitä ei ole suunniteltu sukkulalla kuljetettavaksi, joten niiden massa ja massan jakautuma eivät ole sellaisia, että sukkula voisi lentää osat ruumassaan.

Mikä on ESA:n rooli?

ESA lähinnä seuraa Mirin pudotusta muiden eurooppalaisten yhteistyökumppaniensa kanssa. Joulukuun 2000 lopussa perustettiin seurantaryhmä, jonka tehtävänä on hankkia, käsitellä ja jakaa eteenpäin tietoa jäsenmaille sekä lehdistölle pudottamiseen liittyvistä asioista. Rosaviakosmos on pyytänyt lisäksi ESA:aa avustamaan pudotustoimissa ja seuraamaan asemaa sen viimeisten kierrosten aikana Saksan puolustusvoimille kuuluvalla tutkalla. Sen saamat tiedot lähetetään TsUPiin ESA:n Darmstadtissa sijaitsevan avaruusoperaatiokseskuksen ESOC:in kautta.

Miksi satelliitit putoavat kohti Maata? Onko se painovoima?

Painovoima vetää satelliitteja kohti Maata, mutta se ei suoranaisesti saa radallaan jo olevia kappaleita putoamaan. Sen sijaan ilmakehä ulottuu tuhansien kilometrien päähän Maan pinnasta, ja vaikka se onkin korkealla erittäin ohutta, se jarruttaa radallaan lentäviä satelliitteja. Kun ratanopeus hidastuu, satelliitti putoaa alaspäin, jolloin yhä tiiviimpi ilmakehä hidastaa matkaa yhä enemmän.