SES-10

SES-10 on luxemburgilaisen SES:n operoima geostationaarinen tietoliikennesatelliitti, joka laukaistiin SpaceX:n osittain uudelleenkäytetyllä Falcon 9 Full Thrust -raketilla 30. maaliskuuta 2017. Kyseessä oli ensimmäinen kerta ikinä, kun kiertoratalaukaisuihin kykenevän kantoraketin ensimmäinen vaihe laukaistiin uudelleen. Lennolla onnistui lajissaan ensimmäisinä myös aiemmin laukaistun rakettivaiheen uudelleentalteenotto ja nokkakartion hallittu laskeutuminen mereen. SES-10-laukaisun rakettivaihe on SpaceX:n vajaa vuosi aikaisemmin laukaistulta CRS-8-rahtilennolta kansainväliselle avaruusasemalle.

Airbus Defence and Spacen SES:lle valmistaman satelliitin on tarkoitus palvella Latinalaisen Amerikan markkinoita ja korvata ikääntyvät AMC 3 ja -4-tietoliikennesatelliitit.

Satelliitti 
SES-10 on Airbus Defence and Spacen valmistama satelliitti, joka rakentuu Eurostar E3000 -satelliittirungon ympärille. Satelliitti on suunniteltu 15 vuoden käyttöiälle ja on varustettu 55 Ku-kaistan transponderilla. SES-10 on varustettu sähköpropulsiojärjestelmällä, mutta sitä on tarkoitus käyttää vain asemanpitoon kiertoradalla. Satelliitti käyttää GTO-siirtoradalta lopulliselle geostationaariselle radalle siirtymiseen perinteisempää nesterakettimoottoria. Ajoaineilla tankatun satelliitin massa on 5 300 kilogrammaa laukaisuhetkellä. Satelliitin teho on 13 kilowattia.

SES ja Airbus Defence and Space solmivat satelliitin tilaussopimuksen helmikuussa 2014. Satelliitti oli kymmenes Airbus Defence and Spacen rakentama, jossa käytetään sähköpropulsiota asemanpitoon kiertoradalla.

SES-10 on tarkoitus sijoittaa kiertoradalla segmentille 67 astetta läntistä pituutta, mistä se palvelee Latinalaisen Amerikan markkinoita. Satelliitti korvaa ikääntyvät AMC 3 ja -4-tietoliikennesatelliitit, jotka laukaistiin vuosina 1997–1999.

Laukaisuajankohdan kehitys ja valmistelut 

SES ilmoitti satelliitin tilauspäivänä solmineensa myös sopimuksen sen laukaisusta yhdysvaltalaisen SpaceX:n kanssa. Satelliitin oletettiin alkuun laukaistavan SpaceX:n raskaammalla Falcon Heavy -kantoraketilla, mutta SES ja SpaceX täsmentivät myöhemmin, että laukaisulla tultaisiin käyttämään pienempää Falcon 9 -rakettia. SpaceX oli aiemmin laukaissut yhtiön SES-8-tietoliikennesatelliitin Falcon 9:llä, minkä lisäksi yhtiöt olivat tehneet sopimuksen SES-9-satelliitin laukaisemisesta Falcon 9:llä. SES-10 oli laukaisusopimuksen tekemisen aikaan tarkoitus laukaista vuoden 2016 

SES ilmaisi helmikuussa 2016 kiinnostuksena laukaista joku satelliittinsa SpaceX:n Falcon 9 -raketin laukaisulla, jossa raketin ensimmäinen vaihe olisi uudelleenkäytetty. Tammikuussa 2017 yhtiö ilmoitti sopineensa SES-10 laukaisemisesta uudelleenkäytetyllä Falcon 9 -raketilla. SES-10 suunniteltiin laukaistavan rakettivaiheella, jota oli aiemmin käytetty SpaceX CRS-8 -rahtilennon laukaisemiseen kansainväliselle avaruusasemalle huhtikuussa 2016.

Laukaisu 

Raketti rullattiin laukaisualustalle hieman ennen puolta yötä paikallista aikaa 29. maaliskuuta. Valmistelut jatkuivat tämän jälkeen Falcon 9:n nostamisella pystyasentoon 30. maaliskuuta aamulla kello 4.00 paikallista aikaa (8.00 UTC). Tätä seurasivat SES-10 satelliittin tarkastus ja valmistelu laukaisua varten, minkä valmistaja Airbus Defence and Space arveli vievän noin 13 tuntia.

Sään arvioitiin olevan laukaisulle suotuisa noin 80 prosentin todennäköisyydellä ennusteessa, joka tehtiin noin kolme tuntia aiemmin laukaisuikkunan aukeamista. Ennusteessa ainoa mahdollinen sääeste torstain laukaisulle olivat paksut pilvet. Sään arvioitiin olevan hyvä myös lauantaille suunniteltuna varalaukaisuajankohtana, jolloin suotuisan sään todennäköisyys oli myös 80 prosenttia.

Raketin itsetuhojärjestelmän tarkistukset saatiin valmiiksi noin yksi ja puoli tuntia ennen laukaisua, ja ajoaineiden täyttö käynnistyi RP-1-kerosiinin osalta noin 70 minuuttia ennen laukaisua ja nestehapen osalta 25 minuuttia myöhemmin. Toisen vaiheen täyttö valmistui kerosiinin osalta noin 12 minuuttia ennen laukaisua, jolloin ensimmäisen vaiheen molempien ajoaineiden ja toisen vaiheen nestehappitankin täyttö olivat vielä kesken. Nestehapen täyttö oli jonkin aikaa suunnitellusti keskeytettynä raketin polttoainesäiliöiden paineistukseen käytettyjen helium-säiliöiden täytön ajan.

Ensimmäisen vaiheen moottorien esijäähdytys käynnistyi noin seitsemän minuuttia ennen laukaisua, jolloin sen säiliöistä alettiin päästää kryogeenisessä lämpötilassa olevaa nestehappea moottoreihin. Raketti siirtyi sisäisille akuille noin viisi minuuttia ennen laukaisua ja itsetuhojärjestelmä aktivoitiin mahdollista käyttöä varten noin kaksi minuuttia myöhemmin. Ensimmäisen vaiheen yhdeksän Merlin 1D -moottoria käynnistettiin noin kolme sekuntia ennen lentoonlähtöä, ja raketti nousi Kennedy Space Centerin laukaisukompleksi 39A:lta kello 22.27 UTC-aikaa moottoreiden saavutettua halutun tehon. Ensimmäinen vaihe sammutettiin kaksi minuuttia ja 38 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 minuutti toisen vaiheen käynnistämisen jälkeen.

Ensimmäinen rakettivaihe kääntyi ympäri, mutta jätti ensimmäisen jarrutuspolton () tekemättä vähäisempien polttoainevarantojensa takia, jatkaen ballistisella radalla noin 550 kilometriä Floridan rannikolta sijaitsevaa ASDS-lauttaa Of Course I Still Love You kohti. Ensimmäinen vaihe teki myöhemmin ensimmäisen, 19 sekuntia kestäneen kolmea moottoria käyttävän paluupolttonsa (engl. re-entry burn). Tätä seurasi varsinainen yhdellä moottorilla tehty laskeutumispoltto, jonka lopussa rakettivaihe laskeutui Atlantilla odottaneelle lautalle kahdeksan minuuttia ja 34 sekuntia lennon alun jälkeen. Lento oli ensimmäinen, jolla aiemmin käytetty rakettivaihe saatiin uudelleentalteenotettua.

Toinen vaihe saavutti pysäköintiradan pari sekuntia ensimmäisen vaiheen laskeutumisen jälkeen. Satelliitin ja rakettivaiheen pysäköintiradalta geostationaariselle siirtoradalle vienyt 53 sekunnin poltto tapahtui 17 minuuttia ja 55 sekuntia myöhemmin. Satelliitti irtautui rakettivaiheesta neljä minuuttia ja 40 sekuntia moottorin sammuttamisen jälkeen.

Talteenotetut osat 

Rakettivaiheen turvallisuus varmistettiin pian laskeutumisen jälkeen, ja joukko työntekijöitä nousi myöhemmin ASDS:lle kiinnittämään vaiheen lautan kanteen. ASDS-alus ja raketti saapuivat Port Canaveralin edustalle aamuyöstä 4. huhtikuuta, ja ne hinattiin satamaan auringonnousun aikaan samana päivänä. Rakettivaiheen laskutelineet irrotettiin ja se nostettiin maalla odottaneen kuljetusauton kyytiin.

SES-10-lennolla tehtiin myös jossain määrin onnistunut nokkakartion puolikkaiden talteenottoyritys. Kartion osat vakauttivat itsensä irtautumisen jälkeen pienillä ohjausmoottoreilla, ja tekivät laskeutumisen mereen ohjattavien laskuvarjojen varassa. Vain toisen puolikkaan talteenotto onnistui, ja kyseinen osa saapui Port Canaveralin satamaan huoltoaluksen kannella maanantaina 3. huhtikuuta. Yhtiö on suunnitellut myöhemmillä laukaisuilla ottavansa puolikkaat talteen lentokoneella kesken niiden laskuvarjon varassa tapahtuvan ilmalennon. SpaceX on jo jonkin aikaa kehittänyt komposiittirakenteisen nokkakartion talteenottoa ja uudelleenkäyttöä, sillä osa muodostaa noin kymmenesosan koko Falcon 9 -raketin tuotantokuluista.

Lähteet

Aiheesta muualla 

SES-10 SES:n verkkosivuilla
Kierrätysraketin lento onnistui – Tiedetuubi 

Geostationaarisen kiertoradan tietoliikennesatelliitit
Vuoden 2017 avaruustoiminta