JCSAT-16

JCSAT-16 on japanilaisen SKY Perfect JSAT:n operoima geostationaarinen tietoliikennesatelliitti, joka laukaistiin 14. elokuuta 2016 SpaceX:n Falcon 9 Full Thrust -raketilla. Satelliitin oli tarkoitus olla kiertoradalla oleva varakappale, minkä lisäksi sitä suunniteltiin käytettäväksi liikennepiikkien tasoittamiseen. Tehtävänkuva kuitenkin muuttui hieman ennen laukaisua, kun satelliitti tarvittiin korvaamaan käyttöikänsä lopulla ollutta Superbird B2:ta, jonka korvaava uusi satelliitti oli vaurioitunut kuljetuksessa heinäkuussa 2016.

Satelliitti
SKY Perfect JSAT tilasi JCSAT-16:n huhtikuussa 2014 Space Systems/Loralilta osana kahden tietoliikennesatelliitin tilausta. SS/L oli aiemmin valmistanut JSAT Corporationille yhden satelliitin, jonka rakentaminen oli alkanut kesällä 2013. JCSAT-16 läpäisi kriittisen suunnittelukatselmuksen () vuoden 2016 alulla. Noin 4 600 kilogrammaa painava satelliitti rakentuu SSL 1300 -rungon ympärille ja on varustettu 26 C-kaistan ja 18 Ku-kaistan transponderilla. Satelliitin teho on 8,5 kilowattia, ja se on suunniteltu käytettäväksi noin 15 vuoden ajan.

JCSAT-16 oli tarkoitus sijoittaa kiertoradalla olevaksi varasatelliitiksi ratasegmenttien 124°–162° itäistä pituutta välille. Satelliittia suunniteltiin hyödynnettäväksi liikennepiikkien tasoittamisessa, ja se oli alkuun tarkoitus sijoittaa ratasegmentille 150° itäistä pituutta.

JCSAT-16 otettiin kuitenkin suoraan käyttöön, koska sitä tarvittiin käyttöikänsä ylittäneen Superbird B2:n korvaajaksi ratasegmentillä 162° itäistä pituutta. Superbird B2 -satelliitti oli alun perin tarkoitus korvata uudella Superbird 8:lla. Sen heinäkuulle 2016 sijoitettu laukaisu kuitenkin estyi, kun satelliitti vaurioitui matkalla laukaisualustalle. Kuljetuksessa käytetyn rahtikontin paine oli tarkoitus pitää vakioina rahtilennon aikana, mutta kontin pinnalla ollut suojapeite sulki paineen hallinnassa käytetyt venttiilit. JCSAT-16:n tehtävä Superbird B2:n korvaajana kestää todennäköisesti vuoteen 2018, jolloin vaurioituneen satelliitin korjausten on arvioitu valmistuvan.

Laukaisuajankohdan kehitys ja valmistelut 
JSAT Corporation teki JCSAT-16:n laukaisusopimuksen SpaceX:n kanssa syyskuussa 2014. Sopimuksen solmimishetkellä satelliitti oli tarkoitus laukaista vuoden 2016 ensimmäisellä puolikkaalla. Satelliitti toimitettiin laukaisupaikalle Cape Canaveraliin heinäkuun 2016 alulla. SpaceX suoritti heinäkuussa 2016 JCSAT-16:n laukaisevan Falcon 9 -raketin ensimmäisen vaiheen maakoekäytön Texasin McGregorissa, minkä jälkeen rakettivaihe toimitettiin laukaisupaikalle Floridaan.

SpaceX suoritti 10. elokuuta rakettivaiheen laukaisua edeltävän toisen maakoekäytön laukaisualustalla. Päivitetty Full Thrust -rakettiversio oli aiemmilla laukaisukerroilla kärsinyt kylmempään lämpötilaan jäähdytettyjen ajoaineidensa aiheuttamasta aikataulujoustamattomuudesta, kun hetkellisten viivästysten seurauksena lämmennyt polttoaine on estänyt raketin laukaisun. Näin ollen SpaceX testasikin koekäytön myös mahdollisia tapoja, joilla pidempiä laukaisuikkunoita voitaisiin hyödyntää. Koekäyttö sujui ongelmitta, ja Falcon 9 rullattiin takaisin laukaisukompleksin reunalla sijaitsevaan huoltorakennukseen hyötykuorman asentamista varten.

Laukaisu 

Laukaisuajaksi tarkentui 14. elokuuta 2016 kello 5.26 aukeava kahden tunnin aikaikkuna. Raketin polttoainesäiliöiden täyttö käynnistyi suunnitellusti noin 35 minuuttia ennen laukaisua, ja JCSAT-16 satelliitti siirtyi käyttämään sisäisiä akkujansa noin 15 minuuttia ennen laukaisua. Rakettia siirtämiseen käytettävä ja sitä ennen laukaisua tukeva TE-rakennelma () kallistettiin sivuun noin kolme minuuttia ennen laukaisua, jolloin itsetuhojärjestelmä asetettiin myös käyttövalmiuteen. Falcon 9 siirtyi sisäisiin akkuihinsa hieman alle kaksi minuuttia ennen laukaisua.

Falcon 9 Full Thrust -raketin moottorit käynnistettiin kolme sekuntia ennen laukaisua. Raketti nousi Cape Canaveral Air Force Stationin laukaisukompleksi 40:ltä kello 5.26 UTC-aikaa, kun sen yhdeksän Merlin 1D -moottoria saavuttivat halutun tehon. Ensimmäinen vaihe sammutettiin kaksi minuuttia ja 33 sekuntia lennon alun jälkeen. Toinen rakettivaihe irtautui ensimmäisestä kolme sekuntia myöhemmin, ja sen Merlin 1D Vacuum -moottori käynnistyi kahdeksan sekuntia irtautumisen jälkeen. Satelliittia nousun aikana suojannut nokkakartio irtautui 48 sekuntia toisen vaiheen käynnistämisen jälkeen.

Ensimmäinen rakettivaihe kääntyi ympäri, mutta jätti ensimmäisen jarrutuspolton () tekemättä vähäisempien polttoainevarantojensa takia ja jatkoi ballistisella radalla noin 640 kilometriä Floridan rannikolta sijaitsevaa ASDS-lauttaa Of Course I Still Love You kohti. Ensimmäinen vaihe teki myöhemmin ensimmäisen, 22 sekuntia kestäneen kolmea moottoria käyttävän paluupolttonsa (engl. re-entry burn). Tätä seurasi varsinainen laskeutumispoltto, joka tehtiin yhdellä moottorilla raketin kokemien rasitusten pienentämiseksi. Ensimmäinen vaihe laskeutui hieman yli kahdeksan ja puoli minuuttia lennon alun jälkeen.

Toinen vaihe saavutti pysäköintiradan viiden minuutin ja 48 sekunnin polton jälkeen. Satelliitin ja rakettivaiheen pysäköintiradalta supersynkroniselle geostationaariselle siirtoradalle vienyt 62 sekunnin poltto tapahtui 17 minuuttia ja 58 sekuntia myöhemmin. Satelliitti irtautui rakettivaiheesta neljä minuuttia ja 41 sekuntia moottorin sammuttamisen jälkeen.

Falcon 9 -raketin toinen vaihe jäi satelliitin irtautumisen jälkeen hyvin elliptiselle kiertoradalle, miltä se putosi takaisin ilmakehään 26. syyskuuta 2016. Falcon 9:n geostationaaristen laukaisujen toiset rakettivaiheet ovat tyypillisesti pysyneet radalla muutamista kuukausista muutamiin vuosiin, mutta JCSAT-16-laukaisun vaihe putosi jo noin kuukausi laukaisun jälkeen. Aikaisemman putoamisajankohdan syynä saattoi olla rakettivaiheen passivoinnin yhteydessä tapahtunut paineistettujen ajoaineiden vapauttaminen, jonka aiheuttama impulssi todennäköisesti pudotti radan perigeumin vain noin 74 kilometriin, kun aiempien rakettivaiheiden perigeum on tyypillisesti ollut 185 kilometriä tai enemmän. Rakettivaihe paloi suurimmin osin ilmakehässä, mutta joitakin osia putosi Indonesian Sumenepin lähellä sijaitseville saarille. Saarilta löydettiin ainakin neljä suurempaa raketin osaa, joista kaksi oli toisen vaiheen helium-paineistusjärejestelmään kuuluvia COPV-säiliöitä.

Lähteet

Aiheesta muualla 

SKY Perfect JSAT Corporationin verkkosivut

Geostationaarisen kiertoradan tietoliikennesatelliitit
Vuoden 2016 avaruustoiminta
SSL 1300 -runkoa käyttävät satelliitit