Avaruus on uusi musta

 

Avaruuteen pääsyn helpottuminen näyttää avanneen Pandoran lippaan sen suhteen, mitä kaikkea avaruudesta käsin voi saada aikaan. Avaruusteknologia uudistuu, ja luo uusia mahdollisuuksia tieteeseen ja talouteen. Samalla on entistä enemmän alettu kiinnittää huomiota avaruuden kestävään käyttöön ja kansainvälisessä oikeustieteessä on uusi kuuma ala: avaruusoikeus. Yksi kylmän sodan päänäyttämöistä on aloittanut toisen tuotantokauden uusilla jaksoilla.

Käsittelin avaruuden tieteellis-teknologisia trendejä Maanpuolustus-lehdessä 4/2019 todeten esimerkiksi, että satelliittien koko ja hinta on pienentymässä ja laukaisusyklit nopeutumassa. Viimeisen parin vuoden aikana sama trendi on jatkunut, vaikka pandemia onkin luonut maailmanlaajuisen komponenttipulan, ja osittain rakentaminen on jopa estynyt, kun laboratoriot ovat sulkeneet oviaan. Vuoteen 2019 nähden erityisesti konstellaatioiden tarve on korostunut. Samaan aikaan useat eri tahot ovat voimistaneet vaatimuksia avaruuden kestävän käytön edistämiseksi ja ehdottaneet esimerkiksi satelliitin kestävyysjalanjäljen ja ratakapasiteetin käsitteiden pohtimista ja jopa käyttöönottoa. Ennustan kuitenkin, että seuraavan 5–10 vuoden aikana näemme yhä useampia laukaisuja, laajemman kirjon avaruutta käyttäviä tahoja aina koululuokista lähtien, useampia konstellaatioita, sekä mahdollisesti myös useampia avaruuslaitteiden törmäilyjä kiertoradalla.

Avaruustalouden esiinmarssissa on samoja piirteitä kuin löytöretkien jälkeisessä kilpajuoksussa: Ensin rakennettiin laivoja, joilla mahdollistettiin uusille merille seilaaminen. Kun löydettiin uusia mantuja, havaittiin taloudelliset mahdollisuudet. Sama toistuu nyt avaruudessa: uteliaisuudesta alkanut avaruuden kartoittaminen muuttui avaruuden taloudelliseksi hyödyntämiseksi. Suomessakin on useita avaruudessa operoivia yrityksiä, joiden keräämien yksityisten sijoitusten yhteenlaskettu määrä on Euroopan Unionin alueen korkeimpia. Mielenkiintoinen avaus kotimaisessa kentässä on Kvarken Space Center, joka edistää Suomen ja Ruotsin Merenkurkun alueiden avaruusekosysteemin syntymistä. Koska Suomesta on muillakin teknologia-aloilla tullut jonkinlainen yrityshautomo, voidaan kysyä, milloin nähdään suomalaisen avaruusyrityksen miljardiluokan myynti kansainväliselle kilpailijalle.

NASA julkaisi heinäkuussa 2015 toisinnon Apollo 17 lennon vuoden 1972 ikonisesta ”The Blue Marble” -kuvasta. Uusi kuva on otettu miljoonan mailin, eli noin 1,6 miljoonan kilometrin päästä Maata ja avaruussäätä tarkkailevalla Deep Space Climate Observatory (DSCOVR) -satelliitilla.
Kuva: NASA

Kuten laivat merellä, satelliititkin ovat olosuhteiden riepoteltavina. Itse asiassa yhteiskunnan moni kriittinen toiminto on avaruusriippuvainen. Auringosta irtoaa ajoittain suuria purkauksia, jotka ovat avaruusaikana kuitenkin olleet vain lempeitä tuulahduksia verrattuna mitatun historian pahimpaan myrskyyn vuonna 1859. Kuitenkin yhteiskunnan avaruusriippuvuuden kasvaessa keskinkertaisetkin myrskyt ovat saaneet aikaan mittavaa tuhoa. Vuonna 1989 Quebecin osavaltiosta meni sähköt ja vuonna 2003 sama tapahtui Malmön kaupungissa. Mutta mitä tapahtuukaan, jos aurinko lähettää vuoden 1859 kaltaisen purkauksen? Pandemia herätti varautumaan muihinkin globaaleihin uhkiin, ja niin vihdoin tätäkin kysymystä päästiin tutkimaan Suomen Akatemian ja Huoltovarmuuskeskuksen rahoittamissa hankkeissa. Alustavien arvausten mukaan sähköt voisivat mennä laajoilta alueilta maailmassa, ja satelliittisignaalit ja lentoliikenne estyä myrskyn ajaksi. Suomen sähköverkko todennäköisesti ainakin pääosin kestäisi. Tämäkin asia on silti hyvä selvittää hyvän sään aikana, sillä sen ajan kuluessa, kun purkaus matkaa tänne Auringosta on liian myöhäistä alkaa keksiä varautumistoimenpiteitä. Milloin näemme Carringtonin kokoluokan purkauksen on vielä arvoitus, mutta tilastollisesti ne uusiutuvat 100–150 vuoden välein. Vuonna 2012 Aurinko lähetti sellaisen, mutta se meni muutamalla päivällä ohi Maasta.

Vaikka kaikkein rajuimmat megamyrskyt voivat olla infrastruktuurin kannalta tuhoisia, tavanomainenkin avaruussää ja avaruuden tilannekuva vaativat ymmärtämistä ja jatkuvaa seuraamista. Ilmatieteen laitokselle perustettiin jo vuonna 2012 avaruussäätä seuraava 24/7-palvelu, ja sen toimenkuvaa laajennettiin myöhemmin kattamaan kansainvälisen siviili-ilmailun tarpeita. Viimeisimpänä kehitysaskeleena Ilmatieteen laitoksen ja Maanmittauslaitoksen yhteisaloitteesta Ilmatieteen laitokselle perustettiin avaruuden tilannekuvakeskus. Tämän tilannekuvakeskuksen on tarkoitus seurata avaruutta reaaliaikaisesti paitsi avaruussään, myös avaruusromun ja Maata uhkaavien taivaankappaleiden varalta. Tämä tärkeä aloite vahvistaa Suomen asemaa avaruusturvallisuuden eurooppalaisena suurvaltana.

Avaruusturvallisuus on poliittisesti hankala käsite, sillä se kattaa paitsi siviilipuolen asioita (engl. ”safety”) avaruussäästä avaruusromuun, myös sotilaspuolta (engl. ”security”) liittyen lähinnä kilpailijavaltioiden tarkkailuun avaruudesta käsin. Avaruudesta vakoileminen on yksi selkeä avaruusteknologian trendi, ja esimerkiksi Britannian julkisten raporttien mukaan avaruuden sotilasteknolgiaan on satsattu lähes viisinkertainen summa verrattuna vuosiin 2014–2015. Avaruus on kuitenkin yksi iso kokonaisuus, ja riippumatta satelliitin motivaatiosta on avaruussää, avaruusromu ja muut avaruudessa olevat operatiiviset missiot sille uhkatekijöitä. Viime vuosina Euroopan unioni onkin ryhtynyt edistämään liikennesääntöjä avaruuteen. Tähän liittyen tarve seurata sekä avaruussäätä että avaruusromua korostuu.

Vaikka avaruuskappaleiden paikka tiedettäisiinkin tarkasti, ja avaruussäätä osattaisiin ennustaa, siltikin ongelmaksi jää sitovat pelisäännöt. Näin ollen avaruusoikeus on yksi kansainvälisen oikeuden nopeasti noussut ala, ja ilahduttavasti senkin alan keskiössä suomalaiset ovat mukana. YK:n alaisen avaruuskomitean Committee for Peaceful Use of Outer Space (COPUOS) varapuheenjohtaja on Suomen avaruushallinnon virkamies. Avaruuden sitovat pelisäännöt ovat erittäin vaikea diplomaattinen haaste. Kukaan ei tietenkään halua luopua saavutetuista eduista, joten maat lähettävät satelliitteja kuin vankkureita villiin länteen. Sitovien kansainvälisten sääntöjen edellytyksenä olisi myös niitä valvova elin, eli jonkinlainen avaruusliikennepoliisi. Tällä hetkellä syntyykin lähinnä ruohonjuuritason ehdotuksia avaruustoimintaympäristön suojaamiseksi liialta romulta.

On kuitenkin selvää, että avaruusromun suhteen on pikaisesti päätettävä toimenpiteistä, sillä meidän on säilytettävä avaruus turvallisena toimintaympäristönä myös tuleville sukupolville. Jotkut radat ovat jo lähes käyttökelvottomia. Avaruusromussa on kaksi tärkeää komponenttia, jo avaruudessa oleva vanha romu, ja se romu, joka muodostuu ajan kuluessa uusista lähettävistä satelliiteista. Vanha romu on näistä kahdesta vaikeampi haaste, ja sen siivoamiseksi tarvitaan leveitä harteita. Euroopan avaruusjärjestö ESA onkin investoinut siivousteknologiaan pyrkien erityisesti palauttamaan zombiesatelliitti Envisatin turvallisesti maahan yhdeltä avaruuden tärkeimmältä radalta. Tätä varten kehitetään erityisesti telakoitumisjärjestelmiä. Uuden romun estäminen on selvästi helpompi tavoite, ja siihen pureudutaankin Suomen Akatemian Kestävän avaruustieteen ja -tekniikan huippuyksikössä ymmärtämällä avaruusolosuhteita sekä kehittämällä kustannustehokkaita radaltapoistoteknologioita.

Aurinkoa tutkiva NASA:n Solad Dynamics Observatory -satelliitti tallensi Auringon kaasupurkauksen elokuun lopussa 2012.
Kuva: NASA Goddard Space Flight Center / SDO

Vielä yksi trendi on mainittava, ja se on kestoaihe PR ja erilaiset mainostemput. Viime aikoina miljardöörit ovat nähtävästi maanpäällisten ongelmien puutteessa ryhtyneet näyttäviin avaruusoperaatioihin. Tämä trendi varmasti jatkuu. Seuraavien vuosien kuluessa ihminen palannee Kuuhun, mutta päätyykö sinne ensin astronautti vai taikonautti, jää nähtäväksi. Kuumissioiden tärkein tarkoitus on valmistella miehitettyä matkaa Marsiin. Mikä taas on miehitettyjen Mars-missioiden perimmäinen tarkoitus? Epäilen, että se on PR: Marsin tutkiminen onnistuu varsin hyvin myös miehittämättömillä missioilla.

Suomen tilanne kansainvälisellä avaruusalalla on hyvä: Meillä on korkeatasoista tiedettä ja teknologiaa, useita erinomaisia yrityksiä, hyvät verkostot sekä erityisesti neutraalin ja pragmaattisen maan maine. Uskoisin siis, että meillä on kokoamme suuremmat mahdollisuudet menestyä nykyisessä murroksessa, mutta se edellyttää kaikkien pelikenttien yhtäaikaista seuraamista sekä hyvää kansallista koordinointia.

Kirjoittaja

Minna Palmroth on Helsingin yliopiston avaruusfysiikan professori ja Kestävän avaruustieteen ja -tekniikan huippuyksikön johtaja. Hän on kansainvälisesti arvostettu tutkija avaruusfysiikan alalla. Palmrothin yli 20-henkinen tutkimusryhmä on kehittänyt maailman tarkimman avaruuden olosuhteita simuloivan mallin Vlasiatorin. Hänellä on useita merkittäviä kotimaisia ja kansainvälisiä luottamustehtäviä, muun muassa miljoonan euron Millenniumpalkintoa jakavan Tekniikan Akatemia -säätiön hallituksen puheenjohtajana. Palmrothin professuuri on Helsingin yliopiston ja Ilmatieteen laitoksen yhteinen.

 

Lisää artikkeleita:

Vuonna 2018 suomalaisissa korkeakouluissasuoritettiin noin 1800 tohtorintutkintoa. Uusiatohtoreita juhlistetaan promootiossa. Kuva: Juuli Kalavainen/Helsingin yliopisto

Suomeen tarvitaan lisää korkeasti koulutettuja

Yliopistot pitävät tärkeänä koko koulutusketjun tukemista aina varhaiskasvatuksesta korkeakouluihin sekä jatkuvaan oppimiseen. Menestyvä yliopisto tarvitsee hyvällä pohjaosaamisella tulevia opiskelijoita. Tähän ollaan panostamassa uudessa hallitusohjelmassa.

Lue artikkeli »
Lumileinikit kukkivat keväthangen lävitse.

Ennakointi päätöksenteon tukena

Kompleksisten ongelmien ratkaisemisessa on keskeistä hahmottaa toimintaympäristön kokonaiskuva, tunnistaa keskinäisriippuvuudet ja ajurit sekä vaihtoehtoisia kehityskulkuja tulevaisuuteen.

Lue artikkeli »