Biomassa laukaistiin avaruuteen Jari Mäkinen Ti, 29/04/2025 - 15:37
Biomass taiteilijan näkemänä
Biomass taiteilijan näkemänä

Euroopan avaruusjärjestön uusin Maata havaitseva tiedesatelliitti Biomass on päässyt avaruuteen. Nimensä mukaisesti satelliitin tehtävänä on kartoittaa ja tutkia maapallon pinnalla olevaa biomassaa, etenkin metsiä sekä niiden osaa planeettamme hiilikierrossa.

Laukaisu tapahtui tänään Ranskan Guyanassa sijaitsevasta Kouroun avaruuskeskuksesta Vega-C-raketilla klo 12.15 Suomen aikaa. Satelliitti irrotettiin onnistuneesti raketin ylimmästä vaiheesta noin tunnin kuluttua laukaisusta ja klo 13.28 Suomen aikaa satelliitista saatiin ensimmäinen signaali – se toimi ja kaikki oli hyvin.

Saksan Darmstadtissa sijaitseva Euroopan avaruusoperaatiokeskus alkaa nyt tarkistaa satelliitin järjestelmiä ja virittää sitä vähitellen havaintotyöhön.

Satelliitin erikoisuus on suuri, 12 metriä halkaisijaltaan oleva antenni, joka on tehty verkosta. Laukaisun aikaan se oli pakattuna, mutta avaruudessa se avataan 7,5 metriä pitkän puomin päässä. Myös puomi oli laukaisun aikaan käännettynä kiinni satelliittiin, jotta se olisi mahtunut Vega-raketin nokkakartion sisään. Puomin avaaminen on myös jännittävä vaihe.

Suuri antenni on osa tutkalaitteistoa, jonka avulla pystytään mittaamaan ja tutkimaan paljon aikaisempia satelliitteja paremmin metsiä ympäri maailman.

Biomass puhjastilassa

 

Metsillä – niin pohjoisilla havumetsillä, tropiikin sademetsillä kuin autiomaiden käkkäräpuisilla ja kitukasvuisilla metsillä – on suuri osa maapallon hiilikierrossa. Ne sitovat ja varastoivat suuria määriä hiilidioksidia, mikä auttaa osaltaan säätelemään Maan lämpötilaa.

Metsät sitovat noin 8 miljardia tonnia hiilidioksidia vuosittain, mutta metsäkato ja metsien muuttuminen harvemmiksi sekä hiiliköyhemmiksi vapauttaa koko ajan metsiin varastoitunutta hiiltä takaisin ilmakehään. Tämä pahentaa osaltaan ilmastonmuutosta.

Haasteena on tähän saakka ollut se, että emme ole voineet määrittää tarkasti kuinka paljon hiiltä metsät varastoivat ja miten nämä varastot muuttuvat esimerkiksi nousevien lämpötilojen, ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden kasvun ja ihmisen aiheuttamien maankäytön muutosten vuoksi.  

Biomass auttaa tässä. Sen tutka on ensimmäinen ns. P-kaistalla, eli taajuusalueella noin 300 MHz – 1 GHz, toimiva kaukokartoitustutka. Biomass-satelliitin tutka toimii 435 megahertsin taajuudella, sen lähettämien radioaaltojen aallonpituus on 69 cm.

Tämä aallonpituus on kätevä siksi, että signaali läpäisee tiheitä metsälatvustoja, pilviä ja jopa osittain maaperää. Se siis ei havaitse vain lehtiä ja latvustoja, vaan pystyy näkemään kirjaimellisesti puut metsältä koska kuvissa ovat myös puiden rungot ja oksat.

Näin voidaan kartoittaa tarkasti maapallon biomassan määrä ja jakautuminen, jotka kertovat suoraan metsien hiilivarastoista.

Lisäksi tämän aallonpituuden avulla voidaan "nähdä" metsättömillä alueilla pinnan alle. Biomass saattaa siis paljastaa myös pinnanalaisia geologisia muodostumia tai esimerkiksi ihmisten tekemiä, hiekkaan peittyneitä rakenteita.

Samoin P-kaistan tutkalla voidaan arvioida tulvariskejä eri alueilla sekä kuvata jääpeitteiden sekä jäätiköiden pinnan alapuolisia maisemia.

Vaikka antenni on suuri, niin satelliitti pystyy tekemään havaintojaan maksimissaan vain 50 metrin resoluutiolla. Se ei siis näe yksittäisiä puita, vaan kartoittaa puumassaa laajemmin.

Vega-C laukaisualustalla

Biomass-satelliittia kuljettanut Vega-C laukaisualustalla ennen laukaisua. Kuvat: ESA ja ESA / M. Pédoussaut.

 

Biomass-satelliitin laukaissut Vega-C on uusi, isompi versio alkuperäisestä Vega-raketista, joiden lennot päättyivät viime syyskuussa. Kummallakin raketilla on ollut viime vuosina vastoinkäymisiä, mutta nyt hyvin onnistunut laukaisu saanee Vega-C:n takaisin normaalirutiiniin. 

Tälle vuodelle on suunnitteilla vielä kymmenkunta Vega-C:n laukaisua – seuraava on heinäkuussa. Kaikki virallisessa suunnitelmassa olevat lennot eivät pääse tänä vuonna matkaan, mutta joka tapauksessa lentotahti on nyt nopeutumassa olennaisesti.

Vega-C on 35 metriä korkea ja sen massa laukaisuvalmiina on 210 tonnia. Siinä on kolme kiinteällä polttoaineella toimivaa vaihetta ja neljäs, ylin vaihe, joka käyttää nestemäisiä ajoaineita, jotta sen moottoria voidaan sytyttää ja sammuttaa – kuten tällä lennolla. Näin satelliitit voidaan ohjata tarkasti halutulle kiertoradalle.
 

Sano PEBF! Se on pieni askel ihmiskunnalle, mutta suuri harppaus biomassamuoville

Biomassasta muovia (kuvituskuva)
Biomassasta muovia (kuvituskuva)

Oulun yliopiston Kestävän kemian tutkimusyksikössä on kehitetty uusi synteettinen biopolymeeri, jonka tutkijat ovat nimenneet lyhenteellä PEBF. Polymeeriä voidaan valmistaa biomassapohjaisista raaka-aineista siten, että materiaalin sisältämä hiili on kokonaisuudessaan biomassaperäistä.

Muovia on nykyisin joka puolella ja siitä on tulossa (ja on jo tullut) varsinainen kiusaus. Sääli vain, että samalla se on erittäin hyvä ja käyttökelpoinen materiaali.

Tosin muoveja on monenlaisia, ja etenkin uudenlaiset biomuovit ovat erittäin kiinnostavia, koska ne tehdään ei-fossiilisesta biomassasta. Sen ansiosta niiden raaka-aine on peräisin uusiutuvista lähteistä ja se maatuu verrattain nopeasti.

Sitä ei siis päädy vuosituhansiksi ekosysteemiin, kuten perinteinen muovi.

Uuden oululaisen muovilaadun monomeeri valmistetaan käyttäen apuna Pd-katalysoitua suorakytkentämenetelmää, jonka avulla saadaan valmistettua ns. bisfuraanirakenne.

Tutkijat vertasivat uuden synteettisen biomuovin ominaisuuksia pakkausmateriaaleista tuttuun PET-muoviin. Uuden PEBF-muovin havaittiin pitkälti muistuttavan sekä mekaanisilta että termisiltä ominaisuuksiltaan PET-muovia.

PET, eli polyetyleenitereftalaatti on eritoten pakkausteollisuudessa käytetty muovi, mutta esimerkiksi fleece-kankaat kudotaan PET-kuiduista. Sitä voidaankin tehdä muun muassa kierrätetystä virvoitusjuomapullojätteestä – tai tulevaisuudessa kenties PEBF-muovista.

Itse asiassa syitä PET:in korvaamiseksi PEBF:llä on ekologisuuden lisäksi muitenkin : uuden muovin barriääri- eli läpäisyn esto-ominaisuudet osoittautuivat huomattavasti PET:iä paremmiksi. Esimerkiksi happikaasua ja vesihöyryä kulkeutui kaksinkertainen määrä PET-muovista valmistetun kalvon läpi verrattuna uudesta PEBF-muovista valmistettuun kalvoon.

Lisäksi tutkijat havaitsivat, että polymeerirakenteen sisältämä bisfuraanirakenne estää tehokkaasti UV-säteilyn kulkeutumisen materiaalista valmistetun kalvon läpi.

PET-muoviin on näet lisättävä erillisiä UV-suoja-aineita, jos materiaalista halutaan valmistaa UV-suodattava filmi.

Tutkijat arvioivatkin, että ensi vaiheessa uudelle synteettiselle biomuoville voi löytyä käyttökohteita korkean teknologian sovelluksissa, joissa tarvitaan kehittyneitä materiaalin suojaominaisuuksia.

Tutkimustulokset julkaistiin Macromolecules-lehden artikkelissa UV-Blocking Synthetic Biopolymer from Biomass-Based Bifuran Diester and Ethylene Glycol.

Suorana labrasta tuo tällä viikolla Tuula Jyskeen ja puubiomassaa

Suorana labrasta: Tuula Jyske
Suorana labrasta: Tuula Jyske

Tällä viikolla @suoranalabrasta lähtee metsään – ainakin aiheellisesti, sillä twiittaaja Tuula Jykse (@TJyske) on puumassasta lisarvoa tiristävän InnoTrea-hankkeen vastuututkijana.

Tuula Jyske toimii erikoistutkijana ja tiimiesimiehenä Luonnonvarakeskuksessa.

Hänen pääasiallinen työnsä pyörii tällä haavaa Suomen Akatemian rahoittamassa kärkihankkeessa "Puubiomassan arvoyhdisteet uusiksi tuotteiksi: innovatiiviset menetelmät yhdisteiden käyttöominaisuuksien parantamiseksi".

"Hankkeen nimi on InnoTrea ja sen tavoitteena on lisätä metsätähteiden ja metsäteollisuuden sivuvirtojen ekologisesti ja taloudellisesti kestävää käyttöä bioaktiivisten yhdisteiden raaka-ainelähteenä, kohti korkean jalostusarvon uusia tuotteita", selittää Tuula.

"Projektissa innovoidaan ja testataan erilaisia menetelmiä, joilla voidaan parantaa puubiomassasta saatavien arvoyhdisteiden ominaisuuksia paremmin tuotteisiin ja tuotekehittelyyn sopiviksi. Tutkimuksen hyödyntäminen tapahtuu tiiviissä yhteistyössä Lapin alueen yritysverkoston kanssa."

Koulutukseltaan Tuula on ympäristö- ja puutieteilijä, ja hänen tutkimusaiheitansa ovat laajemmin puubiomassan rakenteelliset ja kemialliset ominaisuudet, niiden muodostuminen osana puiden kasvuprosesseja, ja biomassojen potentiaali erilaisissa lopputuotteissa.

Viime vuodet hän on tutkinut havupuiden, lähinnä kuusen, kuorta, ja sieltä saatavia bioaktiivisia yhdisteitä, uuteaineita. 

Tviiteissä siis mennään varmaankin metsään – ainakin aineen suhteen!

Alla Tuulan viestit tältä viikolta, ja tavalliseen tapaan ne muuttuvat viikon päätyttyä Storify-tarinaksi.

Biomassaa kansalle!

Suomen metsä-, pelto-, lanta- ja jätebiomassoja koskevat tiedot löytyvät nyt yhdestä osoitteesta, Biomassa-atlas-verkkopalvelusta. Palvelu avattiin eilen Farmari-maatalousnäyttelyssä Seinäjoella.

Biomassa-atlaksesta voidaan hakea tietoa maankäytöstä, metsävaroista, hakkuiden sivuvirroista, peltokasvien tuotannosta, lannoista sekä teollisuuden ja yhdyskuntien biohajoavista jätteistä ja lietteistä.

Paikkatiedot löytyvät atlaksesta neliökilometrin tarkkuudella.

Tietoja voidaan käyttää esimerkiksi investointien ja raaka-ainehankintojen suunnitteluun sekä ympäristö- ja energiapolitiikan tueksi. Tai ihan hyvin vuoksi: atlaksen selaaminen on varsin viihdyttävää (ainakin jos on hieman vinksahtanut, kuten Tiedetuubin toimitus).

Esimerkiksi otsikkokuvassa on perunan viljelyalat Suomessa.

Verkkopalvelun lähtötiedot tulevat useasta eri tietokannasta.

"Nyt käyttäjä voi laskea kartalta rajaamaltaan alueelta esimerkiksi erilaisten biomassojen määriä ja sijaintia sekä tarkastella biomassojen käyttömahdollisuuksia ja -rajoituksia yhdistelemällä eri aineistoja", kertoo projektipäällikkönä toimiva tutkija Eeva Lehtonen Luonnonvarakeskuksesta.

Käyttäjäkunnan tarpeita selvitettiin laajan kyselytutkimuksen avulla vuonna 2014 ennen palvelun rakentamista. Ennen verkkopalvelun laajempaa käyttöönottoa sitä testattiin yhdessä käyttäjien kanssa kevättalvella 2017.

Yksi palvelun testaajista oli Mari Tuomaala Gasum Oy:stä. Hän koekäytti Biomassa-atlasta hakiessaan tietoja biokaasuntuotantoon soveltuvista biomassoista ja arvostaa myös ”yhden luukun” periaatetta.

"Aikaisemmin tietoja on pitänyt yhdistellä eri lähteistä ja konsulteilta. Biomassa-atlas on hieno parannus. Se nopeuttaa tietojen kokoamista merkittävästi", Tuomaala toteaa.

Biomassa-atlas kasvaa ja kehittyy

Eeva Lehtonen lupaa, että Biomassa-atlakseen lisätään uutta tietoa sitä mukaa, kun aineistot kehittyvät tai uusia käyttäjätarpeita ilmenee. Suunnitelmissa on muun muassa tuoda palveluun uusia biomassoja kuten peltobiomassoja sivuvirtoineen ja uusia lantajakeita sekä lisätä laskenta- ja mallintamisominaisuuksia.

Biomassa-atlas on monen toimijan yhteisponnistus, ja sitä on rakennettu tiedonkäyttäjien tarpeet huomioiden.

Palvelun rakentamista ja jatkokehitystä rahoittaa maa- ja metsätalousministeriö, tietosisällöstä ovat vastanneet Luonnonvarakeskuksen, Suomen ympäristökeskuksen, Tapio Oy:n sekä Itä-Suomen ja Vaasan yliopistojen asiantuntijat.

Linkki: Biomassa-atlas.

Juttu perustuu Luonnonvarakeskuksen tiedotteeseen.