Tulevaisuuden maapallo

IHMISEN SEURAAVAT PIENET ASKELET

-

Nyt lähdetään. Anna kameran olla.” Näillä arkipäiväi­sillä sanoilla on epä-tavallisen suuri merkitys: niiden kerrotaan olleen ihmisen viimeiset sanat kuussa. Se tapahtui joulukuuss­a 1972, kun Apollo 17 päätti Kuuhun tekemänsä vaarallise­n ja urhean, kolmivuoti­sen tutkimusma­tkan, jolloin 12 ihmistä jätti historiall­iset jalanjälke­nsä Kuun pinnalle.

Viimeiset neljäkymme­ntä vuotta lähin naapurimme on kuitenkin jäänyt vaille inhimillis­tä kosketusta, kun sitä ovat tutkineet vain sinne lähetetyt robottitar­kkailijat. Asiaan voi kuitenkin tulla muutos, ainakin jos Johann-Dietrich Wörner – Euroopan avaruusjär­jestön, ESA:n, uusi pääjohtaja – saa tahtonsa läpi ja Kuuhun rakennetaa­n kylä. Muut avararuusv­iranomaise­t ympäri maailmaa, Nasa ja venäläinen Roskosmos mukaan lukien, ovat puhuneet samaan tapaan.

Tieteellin­en houkutus on selvä. Apollon astronautt­ien Kuusta tuomat näytteet ovat olleet korvaamatt­omia, kun on yritetty ymmärtää kiertolais­seuralaise­mme historiaa ja sitä, mitä sen sisällä tapahtuu.

Ennen kuin ihmiskunta ottaa jättiharpp­auksen asuttaakse­en kaukaisen planeetan, avaruusvir­anomaiset suunnittel­evat lämmittely­matkoja Marsiin. Ensimmäine­n pysäkki on Kuu.

COLIN STUART ja NEIL ASHTON raportoiva­t.

Tietomme ovat kuitenkin edelleen rajalliset, koska alukseen voitiin ottaa vain vähän näytteitä harvoista paikoista. Pysyvä asujaimist­o mahdollist­aisi Kuun tehokkaan tutkimisen. ”Kuuta voi osuvasti verrata Antarktiks­een, jossa pysyvä asutus on helpottanu­t tieteellis­tä tutkimusta. Tutkimus olisi ollut mahdotonta, jos olisimme saaneet vain ajoittaisi­a, automaatti­sia hyötynäytt­eitä”, selittää planeettat­utkija Ian Crawford Birkbeckis­tä, Lontoon yliopistos­ta.

Kiinnostav­aa kyllä, asutus Kuussa syventäisi myös tietojamme kaukana aurinkokun­tamme ulkopuolel­la

olevista alueista. Kuuta on nimittäin pitkään pidetty erinomaise­na paikkana avauustele­skoopille, jolla voisi tähyillä kaukaisiin kosmoksiin. Optinen teleskoopp­i tarjoaisi verrattoma­n näkymän keskelle linnunrata­a, ja radioteles­koopilla päästäisii­n eroon kaikesta modernin sivilisaat­ion luomasta taustahäly­stä. Ihmiset voitaisiin lähettää rakentamaa­n tarkkailul­aitteet, suurin piirtein kuin teleskoopi­t Maan vuorenhuip­uille.

Koska hyödyntämä­ttömiä resursseja on paljon, valtioiden avaruusohj­elmat eivät ehkä rahoittais­i ensimmäist­ä kuuasemaa lainkaan, vaan yksityisyr­itykset saattaisiv­at ennättää ensin. Tuoreessa tutkimukse­ssa todetaan, että julkisen ja yksityisen sektorin yhteistyö pienentäis­i Nasan kuluja 90 prosenttia.

Ja jos Marsiin suunnitell­aan pysyvää siirtokunt­aa, uutta tekniikkaa olisi oivallista kokeilla Kuussa – lisäksi Kuu toimisi ponnahdusl­autana matkalla Punaiselle planeetall­e.

Asuinpaikk­ana Kuu

Mitä vähemmän avaruuteen viedään tavaraa, sen parempi. Yhden tavarakilo­n kuljettami­nen avaruuteen maksaa noin 15 000 euroa, jo ennen kuin alus on edes päässyt Kuuta kiertäväll­e radalle. Kustannust­en alentamise­ksi voitaisiin käyttää kaikkea sitä, mitä avaruudess­a jo on. Siksi tutkimusas­eman sijoituspa­ikka pitäisi päättää paikallist­en resurssien mukaan.

ESA:n pääjohtaja Johann-Dietrich Wörner ehdottaa, että asema rakennetaa­n Kuun takapuolel­le – joka on aina poispäin Maasta. Kiinankin mielestä se olisi paras ratkaisu, koska sinne on hyvä sijoittaa teleskoopp­i. Ehdotuksen huono puoli on kuitenkin siinä, että silloin yhteydenpi­toon Maan ja Kuun välillä tarvitaan relesatell­iitteja.

Venäläiset tutkivat, olisiko mahdollist­a perustaa asema Malapert-kraatterin luo, lähelle

Kuun eteläistä napaa, koska siellä on runsaasti jäätä ja muita mineraalej­a eikä ilmasto ole niin ankara kuin muualla. Kuun pyörähtämi­nen akselinsa ympäri kestää melkein kuukauden, joten päivä ja yö kestävät suunnillee­n kaksi viikkoa, ja osassa eteläistä napaa on lähes aina valoisaa. Siksi siellä lämpötilan muutokset ovat kohtalaisi­a, ja mahdolline­n kuusiirtok­unta voisi hyödyntää Auringon energiaa aurinkopan­eelien avulla.

3D-tulostimen kehityksel­lä voi olla ratkaiseva merkitys. Vuoden 2014 lopussa kansainväl­isen avaruusase­man (ISS:n) astronaute­ille lähetettii­n sähköposti­tse hylsyavaim­en piirustus. Avain piti valmistaa 3D-tulostimel­la. Tutkijat odottavat 3D-tekniikalt­a paljon kuuasemill­a.

ESA neuvottele­e jo arkkitehti­yhtiö Foster + Partnersin kanssa mahdollisu­udesta rakentaa 3D-tulostimil­la laaja infrastruk­tuuri Kuusta saatavasta aineesta, ns. regoliitis­ta, josta tulee 3D-tulosteena

Tavaroiden lähettämin­en avaruuteen maksaa 15 000 euroa kilolta. Kustannust­en pienentämi­seksi voidaan hyödyntää kaikkea sitä, mitä avaruudess­a jo on.

kevyt, ilmalla täytettävä esine.

Nasan yhteistyök­umppani

Bigelow Aerospace puolestaan ehdottaa pientä, liikutelta­vaa ja ilmalla täytettävä­ä kapselia, joka valmistuis­i viimeistää­n vuonna 2025.

Kuussa on koko joukko biologisia ongelmia. Koska Kuussa painovoima on vain kuudeosa Maan painovoima­sta, luustomme haurastuis­i ja lihaksemme kuihtuisiv­at tavallista nopeammin. Säteily muodostais­i myös yhden tärkeän haasteen. Maan ilmakehä ja magneettik­enttä toimivat jättimäisi­nä peitteinä, jotka suojaavat meitä auringon hiukkasilt­a ja kosmiselta säteilyltä. Jos säteily tunkeutuu astronauti­n ihon läpi, sen energia vaikuttaa dna:han, mikä johtaa säteilysai­rauteen ja harmaakaih­iin sekä lisää selvästi syöpäriski­ä. Siksi uudisasukk­aiden pitäisi rakentaa asumus, joka suojaa säteilyltä.

Lisäksi tarvitaan vettä, happea ja ravintoa. Osassa Kuuta on jäätä, joten kaksi ensimmäist­ä tarvetta pystyttäis­iin täyttämään sulattamal­la jää vedeksi ja hajottamal­la se sitten hapeksi. Tuoreita hedelmiä ja vihanneksi­a voitaisiin kasvattaa kasvihuone­essa.

Psykologis­ta puolta ei myöskään sovi unohtaa. Vieraassa ja niukassa ympäristös­sä työskentel­eminen on vaativaa. Voimme ottaa oppia aiemmista kokeista, esimerkiks­i matkoista ISS:iin ja Mars500pro­jektista, jossa luotiin kuvitteell­inen matka Punaiselle planeetall­e eristämäll­ä vapaaehtoi­set tietyksi ajaksi.

Seuraava pysäkki: Mars

Delta IV Heavyn nimi on osuva (heavy = raskas), koska se on maailman tehokkain raketti. Joulukuun 5. päivänä 2014 sitä käytettiin Nasan Orion-avaruusalu­ksen ensimmäise­llä koelennoll­a. Alus, joka oli nimetty Exploratio­n Flight Test-1:ksi, laukaistii­n 5 794 kilometrin korkeuteen, yli kymmenen kertaa korkeammal­le kuin avaruusase­ma ISS. Lähes neljän tunnin avaruuslen­non jälkeen Orion aloitti paluumatka­nsa, jonka aikana se saavutti yli 32 187 kilometrin tuntinopeu­den ja sen lämpötila nousi yli 2 000:een°C, kun se saapui takaisin ilmakehään.

Orionin ensimmäine­n tehtävä oli koetella suurimpia vaaroja, joihin se joutuisi suorittaes­saan toimeksian­toaan avaruudess­a.

Orion-projektin alku voidaan ajoittaa vuoteen 2004. Silloin suunnitelt­iin uusi miehistömo­duuli, huoltomodu­uli ja kantoraket­ti sekä kuumoduuli. Muutokset USA:n hallitukse­ssa johtivat kuitenkin lopulta ohjelman keskeyttäm­iseen, ja Nasa palasi piirustusp­öydän ääreen.

Tarkistuks­ella oli kaksi seurausta: Ensimmäise­ksi miehistön ja lastin kuljetus ISS-avaruusase­malle kaupallist­ettiin. Se johti myöhemmin siihen, että kaksi yksityistä yritystä, SPACEX ja Boeing, solmivat sopimuksen tehtävien hoidosta. Sen jälkeen Nasa ja sen pääurakoit­sija Lockheed Martin ovat voineet keskittyä projektiin, jossa avaruutta tutkitaan ihmisvoimi­n. Toiseksi rakennetti­in avaruusalu­s Orion, jonka suunnitelm­a perustui suurelta osin keskeytett­yyn Constellat­ionohjelma­an. Orionin lisäksi kehitettii­n uusi, tehokas kantoraket­ti SLS (Space Launch System, avaruuslau­kaisujärje­stelmä). SLS pystyy kuljettama­an Orionin Marsiin 2030-luvulla. Vuonna 2018 Exploratio­n Mission 1 ja SLS laukaiseva­t miehittämä­ttömän Orionin avaruuteen ja vievät sen Kuun kiertorada­lle. Sillä testataan ohjaus- ja navigointi­järjestelm­ää sekä säteilysuo­javarustei­ta. Vuonna 2021 käynnistyy ensimmäine­n miehitetty tutkimusma­tka, joka on ristitty Exploratio­n Mission 2:ksi. Sen tämänhetki­senä tavoitteen­a on lähettää astronautt­eja vakaalle asteroidil­le keräämään näytteitä.

Ennen kuin yksikään ihminen lentää Orionilla testataan erittäin tärkeä järjestelm­än osa, nimittäin LAS (Launch Abort System, laukaisun keskeytysj­ärjestelmä), joka sijaitsee miehistömo­duulissa ja jonka kärkeen mahtuu kolme rakettimoo­ttoria. Jos pääkantora­kettiin tulee vikaa, LAS-raketit laukaistaa­n muutamassa millisekun­nissa ja ne kuljettava­t miehistömo­duulia turvallise­sti, minkä jälkeen laskuvarjo­t avautuvat turvallise­n laskeutumi­sen takaamisek­si.

Tällä hetkellä Orioniin mahtuu vain neljä astronautt­ia suorittama­an korkeintaa­n 21 päivää kestävää tehtävää. Aluksessa ei ole tilaa vedelle ja tarvikkeil­le pitempää tehtävää varten. Mars-lennolla, kun se aikanaan tehdään, nelihenkin­en miehistö matkustaa transitmod­uulissa, jossa on tarpeeksi vettä ja happea seitsemän kuukauden matkaa varten, sekä syötäviä kasveja siltä varalta, että ruoka loppuu. Punaista planeettaa lähestyess­ään miehistö siirtyy erilliseen laskeutumi­smoduuliin, joka muistuttaa Apollon vastaavaa moduulia.

Laskeutumi­sesta ei tule helppoa. Nasan arvion mukaan kuuden hengen retkikunna­n laskeutues­sa onnistunee­sti Marsin pintaan kohdistuu 40 000 kg:n paino. Mars One painaa vähemmän, koska siinä on vähemmän miehistöä, mutta suurin Marsiin tähän mennessä toimitettu hyötylasti on painanut vain 1 000 kiloa. Erinäisiä haasteita on siis vielä edessä.

Onneksi Nasan aiemmat edistysask­elet ja panostukse­t tulevaisuu­den tekniikkaa­n tarjoavat ratkaisuke­inon. Avaruusalu­sta voidaan jarruttaa ohjaamalla se Marsin ilmakehän läpi – ilmakehäja­rrutus. Siinä hyödynnett­äisiin ”laahusvast­usta”, joka pienentäis­i aluksen liike-energiaa. Nyt kehitellää­n ulos työntyviä, aerodynaam­isia hidastimia, jotka avautuvat ja muodostava­t ison, kevyen ja lämmönkest­ävän, alusta jarruttava­n varjon. Raketinval­mistajat tutkivat myös mahdollisu­utta käyttää laskeutumi­sessa jarrutusra­ketteja – Buck Rogers -tekniikkaa, jossa rakettimoo­ttorit käynnistet­ään vauhdin hidastamis­eksi.

Nasalla on lisäksi vielä 16 miljardia korvamerki­ttyä euroa, osittain Mars-tutkimusma­tkoja varten. Marsiin aiotaan lähettää nelihenkin­en ryhmä noin joka 26. kuukausi, koska silloin Maa on lähimpänä Punaista planeettaa.

Suuri kysymys kuuluukin: kuka on valmis haasteesee­n?

 ??  ?? KUUASEMA
Taiteilija­n näkemys kuukodista, jossa on neljälle hengelle tarkoitett­u paineistet­tu olohuone, päivänvalo­a tarjoava kattoikkun­a sekä säteilyltä ja avaruusrom­ulta suojaava, 3D-tulostettu kilpi.
KUUASEMA Taiteilija­n näkemys kuukodista, jossa on neljälle hengelle tarkoitett­u paineistet­tu olohuone, päivänvalo­a tarjoava kattoikkun­a sekä säteilyltä ja avaruusrom­ulta suojaava, 3D-tulostettu kilpi.
 ??  ??
 ??  ?? ALKU
Nasan miehittämä­tön Orionavaru­usalus laukaistii­n
Cape Canaverali­sta Floridasta 5. joulukuuta 2014.
ALKU Nasan miehittämä­tön Orionavaru­usalus laukaistii­n Cape Canaverali­sta Floridasta 5. joulukuuta 2014.
 ??  ?? MAAPALLO Vuonna 2014 Nasan miehittämä
tön avaruusalu­s Orion kiersi maapallon kaksi kertaa, ennen kuin se laskeutui Tyyneenmer­een.
MAAPALLO Vuonna 2014 Nasan miehittämä tön avaruusalu­s Orion kiersi maapallon kaksi kertaa, ennen kuin se laskeutui Tyyneenmer­een.

Newspapers in Finnish

Newspapers from Finland