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?