Uutiset

Näin Suomesta tuli avaruusvaltio: Avaruuslaki hyväksyttiin, omat satelliitit kiertävät Maata, elämää etsitään avaruudesta ja liikeideat kuplivat

Ihminen Marsissa. Kaivostoimintaa avaruudessa. Elämän etsiminen läheltä ja kaukaa avaruudesta. Pysyvä asutus toisella taivaankappaleella.

Avaruuteen ovat tällä vuosisadalla menossa kaikki maailman suurimmat taloudet, eivät vain Yhdysvallat ja Venäjä, kuten kylmän sodan aikaan.

Lisäksi miljardöörit ja yksityiset yritykset vievät avaruusteknologiaa eteenpäin huimin harppauksin. Suunnitelmiin kuuluu jopa valtioiden haastaminen avaruuskilpajuoksussa.

Suomalaisilla on korkeasti koulutettuna ja kekseliäänä kansana tarjolla merkittävä rooli avaruuden valloituksessa. Monet suomalaiset ovat jo ottaneet roolin vastaan.

Selvitimme Suomen avaruustaipaleen merkkipaaluja ja tekijöitä.

Suomesta tuli avaruusvaltio

Suomi yhteiskuntana siirtyi avaruusaikakaudelle virallisesti 12. tammikuuta 2018, kun Suomen avaruuslaki tuli voimaan. Mitään avaruuslainsäädäntöä meillä ei aiemmin ollut.

Runsaat kolme kuukautta olemme kuuluneet lain vahvistamina avaruuskansakuntien joukkoon.

Toki suomalaisia satelliitteja on avaruudessa jo kolme: Aalto-2, Aalto-1 ja Iceye-X1. Aalto-2 vapautettiin neitsytmatkalleen kansainväliseltä avaruusasemalta 25. toukokuuta 2017. Voi tuonkin päivän laskea Suomen avaruusajan aluksi.

Lapin yliopistossa tutkitaan avaruusoikeutta. Kansainvälisen oikeuden professori Lotta Viikari johtaa avaruusoikeuden instituuttia. Hän oli asiantuntijana antamassa lausuntoja Suomen avaruuslaista viime vuonna.

-Piensatelliittitoiminta kasvaa vauhdilla. Todennäköisesti laki tulee olemaan melko piankin merkityksellinen huomattavasti nykyistä laajemmalle toimijajoukolle, Viikari kertoo.

Hän pitää lakia edistyksellisenä ympäristönäkökohdista. Suomen avaruuslaki kiinnittää huomiota siihen, ettei avaruuteen jäisi avaruusromua eli esimerkiksi käytöstä poistettujen satelliittien osia.

Avaruusromun hillitseminen on yksi avaruusajan suurista kysymyksistä. Romu voi tehdä kiertoradasta vaarallisen.

Lain merkittävä puute Viikarin mukaan on, ettei siinä määritellä, millä korkeudella avaruus alkaa. Siitä ei ole kansainvälisestikään yksimielisyyttä. Tämä puute kuitenkin vaikeuttaa lain soveltamista ilmailuoikeuden ja avaruusoikeuden rajatapauksissa.

Suomesta puuttuu edelleen avaruusvirasto. Avaruustoiminta on monen ministeriön alla.

Avaruusoikeus puuttuu moniin mielenkiintoisiin kysymyksiin kansainvälisesti – ja avaruudessa.

Avaruudessa on tutkimisen ja liikkumisen vapaus, kunhan ei estetä samalla kenenkään muun valtion tai tahon vastaavia oikeuksia.

Avaruuslentäjiä pidetään YK:n avaruusoikeuden mukaan ihmiskunnan lähettiläinä, joita pitää Maasta auttaa kaikissa käytettävissä olevin keinoin.

Sopimukset alkavat kuitenkin olla jo 50 vuotta vanhoja.

-Se, missä määrin määräykset ylipäätään soveltuvat avaruusturismiin, on hyvin epäselvää, Viikari sanoo.

Avaruuden kaivostoiminnasta ei juuri ole sääntelyä. Avaruus tarjoaa kaikkia raaka-aineita käytännössä rajattomasti. Valtiot eivät ole halunneet rajoittaa mahdollisuuksiaan.

Yleisesti hyväksytty periaate on, että kaikki avaruudesta irtoava materiaali siirtyy heti louhijansa omaisuudeksi. Asia tulee ajankohtaiseksi tällä vuosisadalla.

Avaruutta tai taivaankappaletta sinänsä ei voi valloittaa tai omistaa, mutta avaruuden “valloittaja” omistaa aluksensa tai tukikohtansa.

-Hyvin ongelmallista olisi se, jos joku louhisi kokonaisen asteroidin olemattomiin. Silloinhan se olisi jo enemmän kuin valloitettu, toteaa Viikari.

YK:n sopimuksen mukaan taivaankappaleiden saastumista pitää välttää. Maasta ei saa jättää elämää eli bakteereja toiselle taivaankappaleelle.

Tämä tosin on jo epäonnistunut, sillä ihmisen tietämättä osa bakteereista selvisi avaruuslennon luotainten pinnassa. Myös suunnitellut miehitetyt lennot Marsiin ja jo toteutuneet Kuuhun romuttavat idean.

Elämää joko on tai emme tiedä

Astrobiologit etsivät elämän merkkejä avaruudesta. Tällä hetkellä vastaus on, että emme tiedä, onko elämää muualla kuin maapallolla.

Millään tieteellisellä konstilla ei voi todistaa, että elämää ei taatusti ole muualla maailmankaikkeudessa. Sen sijaan tieteilijät koettavat kuumeisesti löytää kyllä-vastauksen: elämää on, emme ole ainoita.

-Vähän sama tilanne oli 20 vuotta sitten. Emme tienneet toista tähteä kiertävien planeettojen olemassaolosta mitään. Sitten niitä alkoi löytyä kiihtyvällä tahdilla. Nyt tunnemme noin 5 000 eksoplaneettaa, joista 30 on maankaltaisia, kertoo tähtitieteen dosentti Harry Lehto Turun yliopiston Tuorlan observatoriosta.

Hän opettaa astrobiologiaa vaimonsa, kasvivirologian dosentin Kirsi Lehdon kanssa Turun yliopistolla.

Kun toisten tähtien planeetat ovat tuiki tavallisia, myös tuntemamme elämä on mahdollista muuallakin.

Lisäksi astrobiologit etsivät elämää aurinkokunnastamme. Lupaavimpia kohteita ovat Mars, Jupiterin Europa-kuu ja Saturnuksen Enceladus-kuu. Marsissa on ilmakehä ja jäätynyttä vettä, Europalla ja Enceladuksella taas jääkuoren alla sula meri.

Suomalaiset ovat vahvasti mukana eksoplaneettajahdissa. Harry Lehdon entinen opiskelija, nykyisin Englannin Hertfordshiressä toimiva Mikko Tuomi teki ihmiskunnan historiaa ja löysi meistä katsoen lähimmän mahdollisen eksoplaneetan. Löytö vahvistui vuonna 2016.

Proxima Centauri on lähin tähti Auringosta 4,2 valovuoden eli 40 biljoonan kilometrin päässä. Etäisyys on 269 000 kertaa suurempi kuin Maan ja Auringon välimatka.

Tuomen löytämä Proxima Centauria kiertävä Proxima B on nestemäisen veden elämänvyöhykkeellä oleva planeetta ja samalla todennäköisesti ensimmäinen tutkimuskohde, jos ihmiset joskus lähettävät luotaimen toiselle tähdelle.

Nasa ja venäläinen miljardööri Juri Milner muuten suunnittelevat moista lähivuosikymmeninä, vaikka etäisyydet ovat huimaavat.

Elämän kemia näyttelee vahvaa roolia astrobiologiassa. Lehdot yrittivät opiskeluaikanaan löytää yhteisen tutkimusalan. He tekivät väitöskirjaa samaan aikaan Yhdysvalloissa ja miettivät, mikä ala sopisi molemmille. Astrobiologia yhdisti tähtitieteilijä Harryn ja molekyylibiologi Kirsin.

Kyseessä on poikkitieteellinen ala, joka selvittää elämän edellytyksiä maailmassa, elämän syntyä maapallolla ja etsii elämää muilta taivaankappaleilta. Lisäksi astrobiologia tutkii avaruusmatkojen vaikutuksia ihmisiin ja muuhun elämään. Sikäli tutkimusala on vuosisatamme avaruustutkimuksen ytimessä.

Pariskunta tutkii muun muassa 67P/Churyumov-Gerasimenko-komeettaa Rosetta-luotaimen mukana olleella Cosima-laitteella. He ovat saaneet selville, että komeetan pinnasta puolet oli elämälle sopivia alkuaineita: hiiltä, vetyä, happea ja typpeä.

-Tämä on ensimmäinen kerta, kun komeetan vierestä päästään keräämään pölyä, sanoo Harry Lehto.

Lisäksi he ovat tehneet tutkimusta Marsin asuttamista varten, niin sanottuja Mars-simulaatioita.

-Tutkimme ravinnon kierrätystä ja tuotantoa sekä hapentuotantoa kasvattamalla syanobakteereja alipaineolosuhteissa, Kirsi Lehto kertoo.

Jotkut syanobakteerit eli sinilevälajit soveltuvat sekä ruuaksi että hapentuottajaksi. Tutkijat pyrkivät kuitenkin laskemaan, kuinka suuri viljelmän on oltava, jotta se riittää molempiin tarpeisiin. Muuten Mars-matkaajat alkavat syödä hengitysilmaansa. Ihminen tarvitsee 66 litraa sinileväkasvustoa tuottamaan riittävästi happea vuorokaudessa.

Tutkimuksista on hyötyä, oli ensimmäinen miehitetty avaruustukikohta toisella taivaankappaleella sitten Kuussa tai Marsissa. Yhdysvaltain lisäksi Kiina suunnittelee molempia. Venäjä ja EU haluavat osallistua kuutukikohtaan. SpaceX-yhtiö pyrkii asuttamaan Marsin.

Turussa Tuorlan observatoriossa aletaan pian jahdata eksoplaneettoja myös kotimaan kamaralla. Se onnistuu pienelläkin kaukoputkella, koska planeetta havaitaan tähdestä meille saapuvan valon määrän muutoksista.

Alkukysymykseen palataksemme, mistä avaruudesta löytyy ensimmäisenä elämää?

-On mielestäni kaksi vaihtoehtoa. Mars on yksi. Toinen on eksoplaneetan ilmakehä, joka ei ole vakaa, kuvailee Harry Lehto.

-Ennustan, että joku tutkijaryhmä havaitsee tällaisen ilmakehän ja liittää sen elämään, mutta löytö lytätään. Sitten tulee toinen ryhmä joka löytää vastaavan eri tähdeltä ja todetaan, että näitä ei voi selittää muuten kuin elämällä. Sitten ilmaantuu ryhmä, joka sanoo, että löysimme tällaisen jo aiemmin, mutta emme uskaltaneet väittää elämäksi. Elämän löytyminen avaruudesta on todistettu.

Jos tällaista löytöä ei tule, emme silti voi väittää, ettei muualla varmasti ole elämää. Vastaukseksi ei kelpaa “ei”. Maailmankaikkeus on siihen kerta kaikkiaan liian suuri.

Suomalaisten tie kiertoradalle

Jos suomensukuista amerikkalaista astronauttia Tim Kopraa ei lasketa, ensimmäiset suomalaiset avaruudessa ovat kolme satelliittia: Aalto-2, Aalto-1 ja Iceye-X1.

Vuonna 2017 laukaistujen Aalto-satelliittien taival alkoi Otaniemessä vuonna 2009. Silloinen avaruustekniikan jatko-opiskelija Jaan Praks valittiin tutkimusalan opettajaksi.

Hän suunnitteli avaruustekniikan kurssia opiskelijoiden kanssa keväälle 2010. He halusivat tehdä haastavaa ja kiinnostavaa.

-Kuutiosatelliitit olivat nousussa. Päätimme tehdä oman satelliitin, nykyinen Aalto-yliopiston professori Praks kertoo.

Hänellä oli kokemusta Estcubesta, virolaisten kuutiosatelliitista, joka laukaistiin jo vuonna 2013.

Kurssin seitsemän opiskelijaa tekivät Aalto-1-satelliitin ensimmäisen suunnitelman. Satelliitin valmistuminen vaati vielä kymmenien opiskelijoiden ja tutkijoiden panosta, mutta satelliitti on nyt avaruudessa, tekee säteily- ja spektrimittauksia sekä vastaa komentoihin. Yksi Aalto-yliopiston opiskelija operoi satelliittia päivittäin.

-Mittaustuloksia täytyy kalibroida ja jalostaa, ja lataaminen vie kauan, Praks kertoo.

Aalto-1:n rakentajien joukossa olivat myös Ilmatieteen laitos, Turun yliopisto ja Teknologian tutkimuskeskus VTT.

Aalto-1-satelliittia ennen avaruuteen ehti Aalto-2, jonka tietoinen taival jäi kuitenkin vain neljän päivän mittaiseksi. Silloin yhteys Aalto-2:een katkesi.

-Emme tiedä, mikä oli varsinainen ongelma.

Molemmat satelliitit kiertävät yhä avaruudessa. Aalto-2:n odotetaan tulevan ilmakehään 4–5 kuukauden kuluttua. Vaikka yhteyttä satelliittiin ei saada, sen korkeus ja rata tiedetään tarkasti Yhdysvaltain armeijan Norad-järjestelmän avulla.

Aalto-yliopiston projektit lisäävät suomalaissatelliittien määrät pian moninkertaisiksi. Tekeillä on Aalto-3 opiskelijatyönä. Suomi 100 -satelliitti odottaa lähtölupaa Intiassa.

Varsinaisen valtiorahoitteisen avaruusohjelman perustan muodostavat Suomen akatemian huippuyksikön rahoituksella rakennettavat Foresail 1 ja Foresail 2, jotka tutkivat satelliittien kestävyyden parantamista avaruudessa.

Satelliiteilla testataan myös suomalaista sähköpurjetta, joka toimiessaan olisi avaruusmatkailun mullistava tekniikka. Sillä pääsisi aurinkokunnan rajalle kymmenessä vuodessa, kun matka aiemmin on vienyt useita vuosikymmeniä.

-Ehkä jo seuraavan kymmenen vuoden sisällä saamme suomalaiset aurinkokuntaluotaimet, visioi Praks.

Foresail 1 testaa Ilmatieteen laitoksen sähköpurjetta jarruna, jolla voisi turvallisesti tuoda kappaleen ilmakehään, jottei se jää avaruusromuksi.

Praks näkee, että suomalaisten rooli ainakin toistaiseksi on miehittämättömässä tutkimuksessa. Ihmisen vienti avaruuteen on suomalaisten tavoittamattomissa – ainakin vielä.

-Yhden astronautin hinnalla rahoitetaan koko Suomen avaruusohjelma.

Unelmoijat ja riskinottajat

Suomalainen avaruusliiketoiminta on vielä muutamien yrittäjien varassa, mutta nämä unelmoijat ja riskinottajat avaavat tietä muille.

Aalto-yliopiston satelliittiryhmä poiki kaksi startupia, Iceyen ja Reaktor Space Labin.

Tarkkaa kaukokartoitusta tekevä Iceye laukaisi 70 kilogrammaa painavan Iceye-X1-satelliitin kiertoradalle tammikuussa 2018.

Yhtiön tavoitteena on myydä esimerkiksi öljynporauslautoille tarkkaa tilannekuvaa jäävuorien sijainnista. Merikuljetusten suunnittelussa voi säästää tarkalla jäätiedolla huomattavan summan rahaa.

On muitakin satelliitteja, joiden kuvia on saatavilla, mutta Iceyen valtti on tietojen tarkkuus ja nopeus, eli tilannekuva on lähes reaaliaikainen.

Reaktor Space Lab puolestaan keskittyy nanosatelliitteihin.

Suomalainen mobiili- ja astronauttistartup Space Nation julkaisi juuri astronauttikoulutusohjelmansa, Space Nation Navigatorin.

Yhtiön suomalainen toimitusjohtaja Kalle Vähä-Jaakkola haluaa astronauttikoulutusta tarjoavalla mobiiliohjelmallaan tehdä avaruudesta tunnetumman ihmisille. Ohjelma on myös keino pitää huolta itsestään ja kunnostaan.

Samalla ohjelman joka vuoden paras käyttäjä halutaan lähettää oikeaan astronauttikoulutukseen ja avaruuteen kaupallisilla avaruuslennoilla.

Vähä-Jaakkola näkee suomalaisten mahdollisuudet avaruusbisneksessä hyvänä. Hän on vuosikaudet luonut suhteita Yhdysvaltojen avaruusalaan.

-Kerroin olevani Suomesta. Meistä tiedetään, että olemme pieni neutraali maa, ei ole historian painolastia. Lisäksi tiedetään kärkiluokkaa oleva koulutus.

Vähä-Jaakkolan mukaan nyt on se hetki, kun avaruusliiketoiminta mullistuu. Rahoitus on hetkessä kasvanut räjähdysmäisesti.

-Mahdollisuudet ovat huimat. Ihmiskunta menee vain kerran historiassa pysyvästi avaruuteen.

Suomalaisista avaruusyrityksistä on mainittava myös avaruusliiketoimintaa sivuavat pörssiyritykset Vaisala ja Wärtsilä.

Ensimmäinen on tehnyt mittauslaitteillaan aurinkokuntatutkimusta, jälkimmäinen auttaa SpaceX:n rakettien laukaisussa merilauttaa hallinnoimalla.

Satelliitit kertovat paikkasi

Vaikka avaruus tai mikään yllä kirjoitettu ei sinänsä kiinnostaisi sinua pätkääkään, olet teknologian kautta yhteydessä avaruuteen, peruuttamattomasti.

Älypuhelimesi paikantaa sinut satelliittien avulla, jos matkapuhelinverkon tarjoama paikannustarkkuus ei riitä.

Satelliitit myös antavat tiedot sääennustuksiin ja seuraavat reaaliajassa esimerkiksi ilmastonmuutosta ja jäätiköiden sulamista. Kartan näkee parhaiten avaruudesta.

Vaasan yliopistossa digitalouden tutkimusalustan johtajana aloittava Heidi Kuusniemi on tehnyt pitkän uran satelliittipaikannuksen parissa.

Hän kertoo, että satelliittipaikannuksessa käytetään suurimpien valtioiden tai yhteisöjen paikannusjärjestelmiä: Yhdysvaltain GPS, EU:n Galileo, Venäjän Glonass ja Kiinan Beidou. Monien satelliittijärjestelmien tausta on sotilaallinen.

Seuraava askel on tuoda minisatelliitit paikannuksen avuksi.

-Nyt tarkkuus on muutama metri, mutta voidaan päästä senttimetreihin. Se on tärkeää automaattiajoneuvoissa, Kuusniemi sanoo.

Satelliitit eivät tällä hetkellä kata ihanteellisesti napa-alueita, mikä hankaloittaa lentoliikennettä.

-Täysin Ivalon yläpuolella ei käy paikannussatelliittia eikä sen signaalia. Satelliitti on matalalla taivaalla, joten lentokoneen siipikin voi katkaista yhteyden.

“Hyvin elliptisen radan” HEO-satelliitit voisivat olla ratkaisu tarkalle ja luotettavalle pohjoiselle paikannukselle, mutta niitä ei ole vielä kiertoradoilla.

Kuusniemen ala liittyy enemmän maanpäälliseen eloon, jota valvotaan avaruudesta. Mitä mieltä hän on avaruusmatkailusta? Milloin ihminen menee Marsiin?

-En tiedä, tarvitseeko sinne mennäkään. Ehkä virtuaalinen käynti robotin avulla riittää. Epäilen että Marsiin pääsyyn menee vielä todella pitkä aika. Moni on kuitenkin innokkaasti lähtemässä. Itse olen mieluummin täällä.

Valmiina lähtölaskentaan

Kymmenen, yhdeksän, kahdeksan, seitsemän, kuusi, viisi, neljä, kolme, kaksi, yksi.

Nolla.

Me elämme uuden avaruusajan lähtölaskentaa.

Kommentti: Miksi pitäisi kiinnostua avaruudesta?

Viime vuosisadalla menimme avaruuteen. Tällä vuosisadalla asetumme sinne luultavasti pysyvästi.

Maapallo on meille kaikki kaikessa, mutta se on vain mitätön hiekanjyvänen maailmankaikkeudessa.

Ihmisen mielellä ei ole rajoja. Se kurkottaa äärettömyyteen, jota emme vielä voi nähdä. Kunhan keinot löytöretkeilyyn ovat olemassa, löytöretkille on lähtijöitä.

Avaruuden kansoitukselle on myös käytännölliset syyt. Kosmisessa mittakaavassa Maa on monilla tavoin altis tuhoutumiselle jossain vaiheessa, vaikka selvittäisimmekin omat ongelmamme.

Edesmennyt fyysikko Stephen Hawking varoitti, että ihmiskunnalla on rajattu aika levittäytyä avaruuteen ennen tuhoutumistaan. Oman sukupuuttomme keinot meillä jo ovat, ja niitä kehitämme koko ajan lisää.

Maa on hauras sininen helmi kosmoksessa. Muutama kilometri hapekasta ilmaa pitää meidät hengissä. Se on meidän rajamme Maan ja avaruuden välillä.

Samalla se on mielestäni ainoa raja, joka ihmisten pitäisi edes panna merkille. Siitä rajasta on pidettävä huolta.

Täällä meidän on vain pakko oppia elämään toistemme kanssa.

Joonas Kuikka

Asiasanat

Uusimmat