Samaan aikaan kun Ukrainan tapahtumat ovat kiristäneet Venäjän ja länsimaiden välejä ennätykselliselle tasolle, valmistellaan Euroopan avaruuslaukaisukeskuksessa Kouroussa ensimmäisen ESAn ja EU:n yhteisen tiedustelusatelliitin lähettämistä. Kiinnostavasti tämä Sentinel-1A tullaan laukaisemaan venäläisellä Sojuz -kantoraketilla.

Sojuz-rakettien tuominen Etelä-Amerikassa sijaitsevaan Ranskan merentakaiseen maakuntaan oli pitkällisen poliittisen väännön tulos ja ensimmäinen Sojuz laukaistiin Kourousta lokakuussa 2011. Kyydissä sillä oli silloin eurooppalaisen Galileo -satelliittipaikannusjärjestelmän kaksi satelliittia. Sen jälkeen Sojuzeilla on laukaistu Kourousta muiden muassa myös kaksi muuta puolustusmielessä kiinnostavaa satellititia, kaksi ranskalaista Pleiades 1 -vakoilusatelliittia.

Ja nyt vuorossa on siis Sentinel-1, uuden sukupolven tutkasatelliitti, jota hienotunteisesti kutsutaan kaukokartoitussatelliitiksi. Sitä se toki onkin: kyseessä on ensimmäinen Euroopan avaruusjärjestön ja Euroopan unionin yhteisen Copernicus -ohjelman satelliitti, jonka tehtävänä on tarkkailla avaruudesta hyvin tarkasti merijäätä ja jäätiköitä, merien pinnalla olevia saasteita, maansiirtymiä, metsätuhoja, maankäyttöä ja avustaa yksityiskohtaisilla maanpinnasta ottamilla tutkakuvillaan esimerkiksi pelastustöitä luonnononnettomuuksien jälkeen.

Tarkalleen ottaen kyseessä on satelliittikaksikko, sillä nyt laukaistavan Sentinel 1A:n seuraksi avaruuteen laukaistaan ensi vuonna toinen samanlainen satelliitti, Sentinel 1B.

Mutta samaan tapaan sotilaat ja puolustusviranomaiset voivat käyttää kuvia omiin tarkoituksiinsa. Copernicus -ohjelma tunnettiinkin aluksi nimellä GMES, Global Monitoring for Environment and Security, eli aikomus on tarkkailla Maan pintaa ja sen tapahtumia sekä ilmiöitä maailmanlaajuisesti paitsi tutkijoiden tarpeiksi, niin myös turvallisuusmielessä. Kun aikaisemmin ESA piti tiukasti näppinsä irti militaarishenkisistä hankkeista, on Copernicus ensimmäinen tapaus, missä myös sotilaiden intressit on otettu huomioon. EU:lle kyse on myös askeleesta kohti yhteistä avaruustiedustelua, ja siinä se käyttää apunaan ESAa – mistä EU haluaisi kehittää oman avaruusjärjestönsä (mutta ESA ei ole halukas niin suoraan yhteyteen).

Virallisesti Sentinel-1:n tarkoitus on tarkkailla ennen kaikkea Eurooppaa ja Kanadaa sekä tärkeimpiä laivareittejä. Se pystyy kartoittamaan kuitenkin koko maapallon pinnan kolmessa vuorokaudessa ja sen kuvat ovat käytössä noin tunnin kuluttua sen jälkeen kun satelliitti on kulkenut tietyn maapallon pinnan paikan päältä. Kahden satelliitin voimin mistä tahansa maapalloa saadaan tarkkoja kuvia noin vuorokauden kuluessa siitä kun tarve ilmenee.

Juuri tällaisilla satelliiteilla esimerkiksi Ukrainaa havaitaan näinä päivinä erittäin tarkasti. Niin Yhdysvalloilla, Venäjällä, Kiinalla kuin Euroopan mailla on satelliitteja, jotka pystyvät kuvaamaan joukkojen liikkeitä ja käytämiä varusteita senttimetrien tarkkuudella öin ja päivin. Sentinelin kaltaisille tutkasatelliiteille eivät pilvetkään ole esteenä. Verrattuna nyt jo avaruudessa oleviin parhaimpiin satelliitteihin on eurooppalaiset Sentinelit todennäköisesti pikkutekijöitä.

Yhdysvalloilla on käytössään myös huippusalainen koekone X-37, minisukkula, joka pystyy muuttamaan helposti rataansa avaruudessa. Se on virallisesti nyt kolmannella koelennollaan ja on viettänyt avaruudessa jo yli 400 vuorokautta. Huhujen mukaan sen rahtiruumassa on kokeiluluontoisia vaikoiluvälineitä, joilla se pystyy kuvaamaan tarkasti paitsi kohteita kiertoradalla, niin myös alhaalla Maan pinnalla.

Tuorein netistä nyt löytyvä ratatieto on helmikuun puolivälistä, mutta omituisesti silminnäkijähavaintoja ei ole enää saatavilla samaan tapaan kuin aiemmin: kenties tämän sotilassatelliittikoodilla USA-240 olevan minisukkulan liikkeistä ei haluta juuri nyt kertoa tämän enempää ja ainakin hakukoneista uudet tiedot on pystytty häivyttämään.

On todennäköistä, että kiertoradalla on parhaillaan käymässä ennen näkemätön kuhina, koska milloinkaan sitten kylmän sodan päättymisen jälkeen avaruuden suurvallat eivät ole olleet näin tiukasti toisiaan vastaan, eikä koskaan aikaisemmin ole ollut avaruudessa yhtä tehokasta tiedusteluarsenaalia. Varsinaisia aseita siellä ei kuitenkaan liene.

Mitä tekemistä avaruustutkimuksella, tähtitieteellä ja ruoanlaitolla on toistensa kanssa? Äkkiseltään ajatellen ei juuri mitään, mutta tarkemmin tuumailtuna aika paljonkin. Kaikkien kotikokkien ja keittiömestareiden samoin kuin heidän keitoksistaan antaumuksella nauttivien perheenjäsenten ja ravitsemusliikkeiden asiakkaiden on kiittäminen makoisista ruokahetkistä kosmista nukleosynteesiä.

Kuten tunnettua, kaikki lähti liikkeelle tosi kauan sitten alkuräjähdyksestä, jossa syntyi kaikki aine ja energia, jotka muodostivat ja muodostavat maailmankaikkeuden. Alkupamauksen tuotokset rajoittuivat kuitenkin pelkkään vetyyn ja heliumiin sekä mitättömän pieneen määrään litiumia. Niiden turvin ei vielä ihmeemmin kurmeeannoksia saada aikaan, vaikka olisi kuinka ammattitaitoinen keittiöhenkilökunnan edustaja.

Liha, kala, kasvikset… Kaikessa, mitä syömme, on lukemattomia erilaisia kemiallisia yhdisteitä, joita ei pelkästä vedystä, heliumista ja litiumista kasata. Tarvitaan paljon muutakin ja sitä syntyi vasta erimassaisten tähtien ja niiden kehitysvaiheiden tuloksena. Oikeastaan ruokapöydässämme on koko maailmankaikkeus. 

Otetaan makunautintoja antavista aineista ensimmäiseksi esimerkiksi vaikka kapsaisiini, kavereiden kesken 8-metyyli-N-vanillyyli-6-noneeniamidi. Kyseessä on kemiallinen yhdiste, jota on vaihtelevassa määrin niinkin tutussa raaka-aineessa kuin chilipaprikassa. Juuri kapsaisiini aiheuttaa suussa mukavan poltteen – tai jos kokki on ollut huolimaton mausteiden kanssa, vähemmän mukavan liekehdinnän. Usein paloa yritetään sammuttaa hörppimällä ylenpalttisesti vettä (vanhaa tuttua hoo-kaks-oota), mikä on virhe, sillä vesi levittää kapsaisiinin tehokkaasti kaikkialle suuhun ja vain pahentaa tilannetta. Poltetta kannattaa hillitä mieluummin leipäpalaa mutustelemalla.

Kapsaisiinin kemiallinen kaava on C₁₈H₂₇NO₃. Siinä ei siis ole mitään kovin ihmeellistä: sopivassa suhteessa hiiltä, vetyä, typpeä ja happea – kaikki elämän perusaineksia. Samoja tai ainakin osittain samoja alkuaineita löytyy monista muistakin maustekasveista, esimerkiksi timjamista. Siinä on tymolia eli 5-metyyli-2-propan-2-yylifenolia, jonka kemiallinen kaava on C₁₀H₁₄O. Mutta mistä nämä alkuaineet ovat peräisin? Okei, vetyä on alkuräjähdyksen jäljiltä jo valmiiksi, mutta entä nuo muut alkuaineet, joita ei varhaisessa maailmankaikkeudessa vielä esiintynyt?

Esimerkiksi Auringon sisuksissa energiaa tuottavalla protoni-protoni-ketjulla päästään vasta heliumiin saakka – ja sitähän maailmankaikkeudessa on ollut vedyn lailla jo alkuajoista lähtien. Entäpä sitten hiilisykli? Siinähän ovat mukana kaikki kapsaisiinin puuttuvat alkuaineet, kuten sen toisesta nimestä – hiili-typpi-happi-sykli – voi helposti päätellä.

Monivaiheisen reaktion lopputuloksena on silti vain heliumia ja hiiltä, josta homma lähti liikkeelle; tästä hiilen kierrätyksestä sykli on saanut osuvan nimensä. Tosin hiilisyklin vaihtoehtoisessa versiossa muodostuu myös typpeä. Se kuitenkin vaatii yli 17 miljoonan asteen lämpötilan, jotta se olisi tähden energiantuotannossa merkittävässä osassa. Keskikokoisen tai oikeastaan keskikokoista pienemmän päivätähtemme sisuksissa päästään vain noin 15 miljoonaan asteeseen. 

Periaatteessa kapsaisiinin rakennuspalikat ovat silti koossa, sillä suuremmissa tähdissä niitä kaikkia muodostuu yllin kyllin. Entä sitten Suomen suosituin mauste eli suola? Kemialliselta kaavaltaan se on – kuten kaikki koulun kemian tunneilta luonnollisesti muistavat – NaCl eli natriumkloridi. Yksinkertaisuudestaan huolimatta sen myötä joudutaan taas hakemaan hieman haastavampaa alkuaineiden syntyprosessia.

Natriumia syntyy hiilen fuusioituessa Aurinkoa useita kertoja suurempien tähtien sisuksissa, missä lämpötila on satoja miljoonia asteita. Kloori on silti vielä hankalampi tapaus: sen muodostuminen vaatii massiivisen tähden elinkaaren päättävän supernovaräjähdyksen, jonka tulisessa pätsissä lämpötila kohoaa kymmeniin miljardeihin asteisiin. Ja tokihan tähtien sisuksissakin syntyneet alkuaineet päätyvät avaruuteen pääsääntöisesti supernovaräjähdysten lennättäminä. Ei siis ole mitenkään liioiteltua väittää, että me ihmiset olemme tähtien tuhkaa: mehän ripottelemme sitä päivittäin ruokaammekin. Ja tutun sanonnan mukaan ihminen on mitä syö.

Maaliskuussa Tiedetuubin tarjonta laajenee gAstronomisiin kokkikursseihin, joilla kerrotaan yksityiskohtaisemmin keittiön ja kosmoksen ilmeisistä ja myös vähemmän ilmeisistä kytkennöistä. Ja syödään tietenkin erinomaisen hyvää ruokaa!

Elämä ja koko luonto ympärillämme on tottunut elämään normaalipainovoimassa, Maan vetovoimassa. Jotta voisimme ymmärtää paremmin elämää maapallolla tai erilaisia kemiallisia tai fysikaalisia prosesseja, olisi mielenkiintoista suorittaa kokeita vetovoimassa, joka on joko suurempi tai pienempi kuin tämä normaali 1g.

Tiedetään, että kasvit käyttäytyvät kummallisesti ja esimerkiksi metallit sekoittuvat yllättävillä tavoilla mikropainovoimassa, eli enemmän tai vähemmän täydellisessä painottomuudessa. Samoin hypergravitaatio saa aikaan omalaatuisia ilmiöitä.

Suomessa ei ole käytettävissä laitteita, joilla eri tasoisia kiihtyvyyksiä voidaan luoda keinotekoisesti, mutta myös suomalaiset tutkijat voivat käyttää hyväkseen monia Euroopassa sijaitsevia laitoksia. Monet näistä tutkimusohjelmista tapahtuu Euroopan avaruusjärjestön koordinoimina - onhan painottomuus sekä suuret kiihtyvyydet sille arkipäivää.

ESA tarjoaa myös mahdollisuuksia opiskelijoille ja opiskelijaryhmille päästä tekemään tutkimusta näissä laitoksissa. Myös suomalaiset ovat tervetulleita mukaan ESAn koulutustoimiston Spin Your Thesis! ja Drop Your Thesis! -ohjelmiin. Tämän vuoden haku on käynnissä ja määräpäivä tutkimusehdotuksen jättämiseen on 3. maaliskuuta 2014.

Itse asiassa suomalaisryhmillä on hyvät mahdollisuudet päästä mukaan, koska tieteellisen kiinnostavuuden lisäksi opiskelijaohjelmassa otetaan huomioon se, kuinka paljon kustakin maasta on ollut osallistujia.

Spin Your Thesis! käyttää hyväkseen ESTECin, Alankomaissa olevan ESAn avaruustutkimus- ja teknologiakeskuksen suurta sentrifugia. ESTECin LDC-tutkimussentrifugissa (Large Diameter Centrifuge) koejärjestelyjä voidaan pyörittää pitkänkin aikaa, jolloin keskihakuisvoima, eli niin sanottu keskipakovoima, saa aikaan keinotekoisen voimakkaan painovoiman. Voiman taso voidaan valita välillä 1-20g.

Valitut ryhmät saavat sentrifugin ja sen henkilökunnan käyttöönsä viiden päivän ajaksi.

Drop Your Thesis! -tutkimukset tapahtuvan Bremenissä, Saksassa, olevassa Sovelletun avaruustekniikan ja mikropainovoiman keskuksessa, ZARMissa, missä on eräs maailman korkeimmista pudotustorneista. Kyseessä on 146 metriä korkea torni, jonka sisällä on suuri tyhjöputki, jonka sisällä koejärjestelyjä voidaan pudottaa erityisessä kapselissa. Kun kapseli putoaa vapaasti, sen sisällä vallitsee mikropainovoima, ja kun pelkän pudottamisen lisäksi kapseli singotaan alhaalta vapaaseen heittoliikkeeseen ylöspäin, saadaan aikaan maksimissaan 9,3 sekuntia painottomuutta.

Täälläkin valitut opiskelijaryhmät saavat koko pudotustornin henkilökuntineen käyttöönsä kokeen tekemiseen ja toistamiseen tarvittavaksi ajaksi. Kummassakin tapauksessa ESAn henkilökunta on myös paikalla, ja he avustavat jo aikaisemmin koejärjestelyjen suunnittelussa ja tekemisessä.

Lisätietoja kummastakin ohjelmasta on ESAn koulutustoimiston (ESA Education Office) nettisivuilla, missä on myös tarkemmat ohjeet, kriteerit sekä ehdot tutkimusehdotuksille.

Nettisivuilla kannattaa kirjautua hakijaksi, vaikka hakemus ei olisi vielä valmis; sitä voi täydentää myöhemmin ja sen tulee olla valmis 3. maaliskuuta, jolloin se tulee toimittaa hakuun.

Lisätietoja kummastakin ohjelmasta saa ESAn koulutustoimistosta, missä näistä vastaa Natacha Callens. Hänelle voi lähettää sähköpostia osoitteisiin spinyourthesis@esa.int ja dropyourthesis@esa.int.

Sotšin olympialaiset kisat alkavat tänään ja oletettavasti täyttävät tiedotusvälineet parin viikon ajan enemmän tai vähemmän tärkeillä urheilu-uutisilla. Ja mikä ettei, pitäähän maailmassa olla iloa ja kisaamista; se, että kansat ja yksittäiset urheilijat taistelevat toisiaan vastaan rauhanomaisesti Olympian perinteisessä hengessä, on kaikin puolin hyvä asia.

Kisoista puhuttaessa on esiin tullut myös niiden hinta: 30 – 50 miljardia euroa. Lisäksi tietysti kokonaiskustannuksiin täytyy laskea mukaan kunkin maan omat panostukset kisoihin, urheilijoiden valmentautuminen ja varusteet, mutta sinällään jo kisapaikan rakentaminen on varsin suuri summa rahaa. Itse asiassa hyvin suuri määrä rahaa, liki Suomen valtionbudjetin kokoluokkaa.

Kun kyse on avaruuslennoista ja -tutkimuksesa, huomio kiintyy yleensä hyvin nopeasti kustannuksiin. Maksaa hanke sitten kymmenen miljoonaa tai miljardin, sitä pidetään aina erittäin kalliina. Monien alitajuntaan on iskostunut kuvitelma siitä, että avaruustoiminta on automaattisesti ällistyttävän hurjan kallista, mitä se ei ole sen enempää kuin mikä muu tahansa huipputekniikka tai -tutkimus.

Historian kallein avaruushanke, Yhdysvaltain kuulento-ohjelma Apollo, maksoi nykyradassa noin 80 miljardia euroa, kun summaan lasketaan mukaan niin miehitettyjen alusten, rakettien ja niiden vaatimien koulutus- sekä lennojohtorakennusten tekemisen kuin myös intensiivisen tutkimusohjelman ennen lentoja.

Kaikkiaan kustannukset jakaantuivat vuosien 1959 ja 1973 välille ja tuottivat paitsi työtä sadoille tuhansille ihmisille, niin myös suuria edistysaskeleita tekniikassa, joista nautimme tänään itsestäänselvyyksinä. Jo pelkästään se, että avaruudessa opittiin operoimaan rutiininomaisesti, vei satelliittialaa eteenpäin harppauksilla. Apollo-ohjelman rahassa mittaamaton osuus, ensimmäiset kuvat maapallosta toisen taivaankappaleen pinnalta, ja se ylpeä tietoisuus meissä kaikissa, että ihminen on käynyt Kuussa… Nämä kaikki ovat jotain, minkä arvoa on vaikea arvioida

Tämän hetken kallein avaruustutkimushanke on kansainvälinen avaruusasema. Sen kustannukset maailmanlaajuisesti ovat noin sata miljardia euroa. Hanke on vähemmän näyttävä kuin Apollo-lennot, mutta se on paitsi tuonut maailman avaruusvallat (Kiinaa lukuun ottamatta) tekemään työtä yhdessä kilpailun sijaan, niin myös tehnyt avaruudessa olemisesta ja työskentelemisestä tylsää arkirutiinia. Se on suuri saavutus. Emme jaksa enää hurrata liikennelentokoneen onnistuneelle laskeutumiselle juuri sen enempää kuin uudesta miehistöstä avaruusasemalle.

Avaruusaseman jälkeen tavoitteena on jälleen tehdä (viimein) jotain suurta: miehitetty lento Marsiin. Sen tekemisestä on erilaisia suunnitelmia ja sitä valmistellaan jo aktiivisesti, vaikka mitään virallista hanketta ei ole vielä olemassa. Jopa yksityiset yritykset kurottavat nyt Marsiin ja suunnitteilla on jopa TV-ohjelmakonseptiin perustuva reality-show Marsiin oikeasti menemisestä. Toteutuuko tuo MarsOne -hanke vai ei, on sitten toinen asia, mutta yritys on mitä mainioin.

Näiden kaikkien Mars-hankkeiden suurin onhelma on kuitenkin raha. Kuten tiedetään, avaruustoiminta on tajuttoman kallista: eri arvioiden mukaan miehitetty lento Marsiin ja takaisin sekä sen vaatiman tekniikan kehittäminen maksaisi noin 30-60 miljardia euroa.

Hetkinen…sehän on jokseenkin sama kuin Sotšin olympiakisat maksavat! Olympialaiset menevät ja tulevat, ja vaikka kisakylät ja muistot jäävät, ei tuosta uhrauksesta jää paljoakaan sellaista, mikä hyödyttää ihmiskuntaa tulevaisuudessa. Mars-lento sen sijaan olisi kuin uusi Apollo-ohjelma, joka toisi työtä ja veisi tieteellisteknistä osaamistamme eteenpäin, se olisi innostajana muillakin aloilla, se toisi meille uuden, yhteisen unelman, mitä tänä hieman masentavana aikana kaivattaisiin.

Jos olympialaisiin löytyy helposti tuollainen raha, niin miksi Mars-lentoon ei löydy?

Hankkeiden rinnastaminen tietysti on hieman typerää, sillä samaan tapaan voisi verrata vaikka nälänhädän poistamisen kustannuksia ja sotilasbudjetteja. Silti en voi olla ihmettelemättä, kuinka yksiin urheilukisoihin voidaan polttaa rahaa miehitetyn Mars-lennon verran – eikä huomio kisojen budjetista puhuttaessa ole niinkään rahamäärässä kuin siinä, kuinka suuri osa rahasta on valunut itse asiassa lahjuksiin ja erilaisille välikäsille.

No, tulihan osa Sotšin rahoista myös avaruustoimintaan, sillä eihän olympiatuli ilmaiseksi avaruusasemalla käynyt...

Kun Rosetta lähestyy nyt komeetta Churyumov-Gerasimenkoa ja herää maanantaina toimintaan, ei kyseessä ole ensimmäinen kerta, kun Euroopan avaruusjärjestö tekee huimapäistä komeettatutkimusta. Maaliskuun 13. ja 14. päivien välisenä yönä vuonna 1986 tehtiin historiaa, kun ESAn pieni Giotto-luotain teki uhkarohkean ohilennon läheltä Halleyn komeetan ydintä.

Kyseessä oli paitsi ensimmäinen lähikohtaaminen pyrstötähden kanssa, niin myös ensimmäinen kerta, kun eurooppalainen avaruusalus oli toiminnassa maapallon lähitienoita kauempana.

Ohilentoa seurattiin silmä kovana kautta maailman, ja muistan itsekin olleeni tuolloin korva kiinni radiossa. Tapahtumaa ei silloin voinut seurata reaaliajassa netissä, mutta onneksi YLEn kirjeenvaihtaja oli paikan päällä Saksassa, missä Darmstadtin lennonjohdosta oli suora lähetys radiossa ja televisiossa.

Vain lennonjohdossa nähtiin tuolloin välittömästi Giotton lähettämät kuvat, joten sinne oli kokoontunut suuri määrä tutkijoita.

Eräs heistä oli saksalainen Gerhard Schwehm, joka toimii nyt Rosetta-lennon tieteellisenä johtajana. Koska Rosetta-hanke on kestänyt pitkään, nuorena tutkijana Giotto-ryhmässä mukana ollut Schwehm olisi normaalisti jo eläkkeellä, paitsi että ei ole. On hyvä, että hankkeen toteuttanut henkilö vie sen loppuun saakka.

"Jo ensimmäiset komeetan ytimestä otetut kuvat tekivät lennon perustelluksi, ne olivat niin tarkkoja ja hyviä", muistelee Schwehm Giotton ohilentopäivää. "Monet kollegamme kritisoivat lentoa etukäteen siksi, että heidän mielestään ohilennolla ei saataisi tarpeeksi tuloksia ja sen hyöty olisi mitätön, mutta kuvat osoittivat toisin."

Luotain kulki komeetan ytimen ympärillä olevan aurinkotuulen iskurintaman (shokkiaaltojen alue, joka syntyy suurella nopeudella kulkevien Auringon hiukkasten hidastuessa alle äänennopeuteen) läpi ja saapui komeetan pölyisen koman tiheimpään osaan, jolloin kamera alkoi seurata näkökenttänsä kirkkainta kohdetta: Halleyn ydintä.

Utuisat kuvat piirtyivät ESOCin suuren lennonvalvontahuoneen seinälle ja näyttivät miten jättimäiseltä maapähkinältä näyttänyt kappale tuli lähemmäksi ja lähemmäksi.

Paitsi kaasua, on komeetan ympärillä paljon hiukkasia ja pieniä kappaleita, jota irtoavat ytimestä komeetan ympärille ja näkyvät lopulta komeana pyrstönä. Mitä lähemmäksi Giotto tuli komeettaa, sitä enemmän näitä hitusia törmäsi luotaimeen. Ensimmäinen isku tuli pari tuntia ennen hetkeä, jolloin luotain oli lähimpänä komeetan ydintä. Noin 2000 kilometrin päässä ytimestä Giotto kulki läpi ytimestä ulos avaruuteen syöksyvän materiasuihkun läpi, jolloin se joutui voimakkaan pommituksen kohteeksi.

Vajaat kahdeksan sekuntia ennen hetkeä, jolloin luotain oli lähimpänä komeettaa, törmäsi Giottoon noin gramman painoinen hitunen, joka heitti 244 800 kilometrin tuntinopeudella eteenpäin syöksyneen Giotton huimaan pyörimisliikkeeseen. Yhteys Maahan katkesi, kun luotaimeen kiinteästi asennetun antennin keila alkoi pyöriä majakkamaisesti ympäriinsä. Kuvavirta katkesi ja lennonjohdossa uskottiin, että luotain oli mennyttä – mutta ei, hetken päästä lennonjohdossa kuultiin satunnaisia datapurskeita luotaimesta, kun antennin keila pyyhki lyhyesti Maan suuntaan. Giotto oli hengissä.

Eikä vain hengissä, vaan se koitti epätoivoisesti vakauttaa lentoaan, ja onnistuikin seuraavien 32 minuutin aikana saamaan pyörimisen loppumaan ja palauttamaan yhteyden Maahan normaaliksi.

Luotain oli ohittanut Halleyn ytimen vain 596 kilometrin etäisyydeltä ja oli jälleen matkalla kohti planeettainvälistä avaruutta. Kaikkiaan siihen osui noin 12 000 enemmän tai vähemmän suurta hiukkasta, mutta ainoa olennainen vaurio oli kameran rikkoutuminen. Onneksi se ennätti kuitenkin lähettämään tärkeimmät, huimat lähikuvat komeetan ytimestä.

"Saatoimme ensimmäisen kerran nähdä, että komeetan ydin on kiinteä, kompakti kappale, minkä lisäksi sen pinnalla olevat aktiivisuusalueet olivat selvästi paikallisia alueita, eikä koko pinta ollut suinkaan tasaisesti aktiivinen", Schwehm kertoo. Tätä ei voitu aikaisemmin varmuudella sanoa.

"Giotto vahvisti myös sen, että komeetasta lähtevässä kaasussa on paljon erilaisia orgaanisia molekyylejä. Mukana oli myös pölyn analysointilaitteet, jotka saivat selville millaisista mineraaleista komeetasta irtoavat pölyhiukkaset koostuvat ja kuinka suuria ne ovat."

Giotton avulla voitiin tutkia myös tarkasti sitä, miten komeetasta suihkuava kaasu vuorovaikuttaa Auringosta koko ajan ulospäin virtaavaan kaasuun, aurinkotuuleen. "Komeetan ytimen ympärillä on kaasusta ja pölystä koostuva pilvi, koma, johon aurinkotuuli törmää ja venyttää siitä komeetalle sen pitkän pyrstön. Pystyimme mittaamaan hyvin aurinkotuulen ja koman vuorovaikutusta, mikä on kiinnostavaa myös siksi, että komeetalla ei ole magneettikenttää, joka vaikuttaa esimerkiksi Maan ympärillä olevan kaasun ja aurinkotuulen vuorovaikutukseen", kertoo Schwehm edelleen ja toteaa, että komeetta on itse asiassa kiinnostava plasmafysiikan laboratorio.

Tarkalleen ottaen Giotton havaintojen mukaan Halleyn komeetan ytimestä ulospäin virtaava kaasu oli 80-prosenttisesti vettä, 10-prosenttisesti hiilidioksidia ja 2,5 % sitä oli metaania ja ammoniakkia. Lisäksi mukana oli muita hiilivetyjä, rautaa ja muita aineita pieninä pitoisuuksina. Komeetan ydintä peitti tumma, hiiltäkin mustempi aine, ja pinta oli huokoista, rosoista ja hyvin kevyttä ainetta.

Myös teknisesti Giotto onnistui erinomaisesti. Tutkittuaan ensin Halleytä, nuorta ja aktiivista pyrstötähteä, se kävi mittaamassa (kamera ei enää toiminut) sen jälkeen vanhempaa Grigg-Skjellerupia, jonka läheltä se uskaltautui lentämään vain noin 200 km:n päästä. Se oli myös ensimmäinen ihmisen tekemä luotain, joka palasi Maan luokse planeettainvälisestä avaruudesta ja käytti Maan painovoimaa hyväkseen lentoratansa muuttamiseen. Lisäksi Giotto testasi ensimmäisenä horrostilan käyttöä lennon monotonisen vaiheen aikana: se lähes sammutettiin ja herätettiin uudelleen ennen toiminnan uudelleen alkamista.

"Mutta kuten aina, jokaista Giotton lennolla saatua kysymystä kohden saimme paljon uutta ihmeteltävää."

Rosetta jatkaa siitä mihin Giotto aikanaan jäi: edessä on huiman kiinnostava vuosi!

Tiedetuubi kertoo tarkemmin Rosetta-lennosta, itse luotaimesta ja tämän vuoden tapahtumista. Giottosta, kuten komeettatutkimuksesta laajemmin, kannattaa lukea vaikkapa Avaruusluotaimien ABC -kirjasta.

Gaian laukaisu 19. joulukuuta stressasi monen perheen joulua. Monet työntekijät Ranskan Guyanassa halusivat palata koteihinsa Eurooppaan jouluksi. Laukaisu lähellä joulua on aina pieni riski, sillä viime hetkellä voi aina tulla muutaman päivän viivästys, mikä olisi tarkoittanut joulua tropiikissa. Se ei sinällään olisi ollut ikävä asia, mutta se ei ollut monenkaan suunnitelmissa.

Gaian laukaisu onnistui kuitenkin hienosti ja lentokoneet Eurooppaan täyttyivät. Oikeastaan juuri joulua ennen tapahtunut laukaisu oli erittäin sopiva – ainakin projektiin osallistuville tutkijoille. Nimittäin Gaialla ei voida tehdä mitään tieteellistä ennen kuin kaikki maanpäälliset, Gaian sisälle jääneet ilmakehän kaasut ovet "kiehuneet" pois. Siksi kaikkia optisia osia lämmitetään, ettei niistä tulisi kylmäloukkoja Gaiasta pakeneville molekyyleille. Tämän seurauksena projektin tieteentekijät pystyivät keskittymään kinkun syöntiin.

Kaikille Gaian rauhallinen joulu ei kuitenkaan ollut rauhallista aikaa. ESAn satelliittien operoinnista vastaava Euroopan avaruusoperaatiokeskus ESOC Saksan Darmstadtissa seurasi ja ohjasi Gaiaa joulun yli. Vaikka tähtitieteelliset mittalaitteet eivät olleet päällä, monia oheislaitteita otettiin käyttöön. Niinpä minunkaan jouluni ei sujunut ainoastaan kinkun parissa, vaan jouduin silloin tällöin avaamaan tietokoneen ja katsomaan uusinta raporttia Gaian tilasta. Kaikki toimi erinomaisesti!

Oli myös tutkijoita, jotka tekivät töitä Gaian lähettämien tietojen kanssa yli joulun. Yksi tärkeä laite Gaiassa on tarkka kello. Kellon lähettämää dataa onkin jo välitetty ESOCin kautta ESACiin, joka on ESAn tieteellinen operointikeskus Madridissa. Siellä Gaian lähettämää telemetriatietoa käsitellään, ja kellon dataa siirrettiin Dresdenin Teknillisen Korkeakouluun, jossa Sergei Klioner korreloi Gaian kelloa maanpäälliseen aikastandardiin nähden.

Myos monet tähtiharrastajat ovat olleet kiireisiä Gaian parissa. Pyysimme seuraamaan Gaian matkaa L2 pisteeseen ja kokoelma valokuvia löytyy osoitteesta http://www.cosmos.esa.int/web/gaia/news_20131220.

Mukana on myös tämän kirjoituksen otsikkokuva, jonka otti Arto Oksanen, vanha tuttuni Helsingin opiskeluajoilta. Heti laukaisun jälkeen Gaia oli kirkas kohde, mutta kun Gaia käännettiin 45 asteen kulmaan Aurinkoon nähden, siitä tulikin haastava kohde. Arto onnistui kuvaamaan Gaian kun sen kirkkaus oli vain 19 magnitudia.

Vuodenvaihde tulee olemaan vielä aika rauhallista. Joulukuun 30. päivä Gaialle tehdään pieni radankorjaus, jotta Gaian asettuminen 7. tammikuuta kiertoradalle L2-pisteen ympärillä voidaan valmistella hyvin. Ratakorjaus on hyvä myös kalibrointia ajatellen. Jännittävin lähiaikojen tapahtuma on 2. – 4. tammikuuta, kun tähtitieteelliset instrumentit käynnistetään.

Sitä odotellessa toivotan Gaian puolesta hyvää uutta vuotta!

Timo Prusti

(Otsikkokuvan on ottanut Arto Oksanen Chilessä sijaitsevalla etäkäytettävällä kaukoputkella. Arto kirjoittaa kuvasta: "Gaia-satelliitti jatkaa edelleen matkaansa kohti havaintopaikkaansa, saavuttaen juuri 700 000 kilometrin etäisyyden eli liki kaksi kertaa Kuun etäisyyden. Satelliitti näkyi himmeänä (mag 19) liikkuvana täplänä 20 kuvan sarjassa. Oheisessa kuvassa yhdistetty kolme ensimmäistä ruutua ja Gaia merkitty ympyröillä.")

Gaian tieteellinen johtaja on suomalainen Timo Prusti, joka kertoo seuraavassa tekstissä kokemuksistaan laukaisun aikaan Kouroussa. Hän esiintyi ESAn suorassa webbilähetyksessä ja oli mukana useissa TV-ohjelmissa heti laukaisun jälkeen, mutta hän ennätti kirjoittaa myös tämä tekstin eilen juuri ennen paluutaan Eurooppaan.

-----

Gaia laukaistiin 19. joulukuuta 2013 kello 9:12:19 UTC. Koko viikon oli ollut useita sadekuuroja, ja sama epävakaa sää jatkui myös laukaisupäivänä, jolloin aikaisin aamulla kuuden maissa paikallisaikaa Kouroussa pyyhkivät useat kuurot laukaisualueen ylitse.

Taivas kuitenkin selkeni juuri ennen laukaisua, ja Gaia nousi matkaan hyvien tähtien merkeissä, sillä laukaisun aikaan aamulla taivaalla ei ollut juuri lainkaan pilviä.

Tänään 20. joulukuuta tätä kirjoitettaessa on taas sadellut, eikä Gaian laukaisusta olisi nähty kuin ehkä 10 sekuntia ennenkuin raketti olisi kadonnut pilviin.

Ennen laukaisua

Kaksi viikkoa Kouroussa on ollut hyvin intensiivistä aikaa. Gaia oli syksyn ajan laukaisukeskuksen S1-rakennuksessa, jossa satelliitit voivat olla niin kauan kun tankkeja ei olla täytetty. Siellä tehtiin myös viimeinen aurinkosuojan avaustesti lokakuussa, kun edellisen kerran olin paikan päällä.

Kun tulin uudelleen paikalle, oli Gaia jo tankattu ja siirretty S5-rakennukseen. Sojuz-kantoraketin yli vaihe Fregat, joka oli itse asiassa alun perin tarkoitettu toiselle satelliitille, oli jo odottamassa S3-rakennuksessa Gaiaa myös tankattuna.

S3 on tila, joka on tarkoitettu kaikkein herkimmin räjähtävien polttoaineiden käsittelyyn. Fregatin vieressä oli jo odottamassa Gaiaa varten erityisesti valmistettu raketin nokkakartio. Koska Gaia täytti melko tarkkaan koko nokkatilan, jouduimme tekemään erikoisen nokkakartion, mistä oli varmuuden vuoksi "kaiverrettu" hieman tilaa lisää reunoista, koska laukaisussa satelliitin ja seinien välissä täytyy olla riittävästi tilaa myös värähtelyille.

Gaia siirrettiin S3-rakennukseen, asetettiin Fregatin päälle ja koko nokkaosa pistettiin nokkakartion sisälle.

Lauantaina 14. joulukuuta Sojuz-raketti vietiin kiskoja pitkin laukaisualustalle. Toimenpide alkoi aamulla kuudelta, kun kokoonpanohallin ovet avattiin ja muutaman tunnin päästä vaakasuorassa rautatievaunun päällä ollut raketti oli siirretty ja nostettu pystyyn. Se oli mielenkiintoinen tapahtuma, etenkin kun sain seurata sitä aivan vierestä.

Samana iltana tuli jo nokkaosa, jossa siis Gaia ja Fregat olivat päällekkäin nokkakartion sisällä. Kahdeksan aikaan illalla venäläinen Soyuzin laukaisusta vastannut henkilökunta ruuvasi käsin nokkaosan kiinni Sojuziin 102 pultilla – he eivät käyttäneen mitään pneumaattisia koneita. Viimeisen kiristyksen teki yksi henkilö, jotta ruuvit ovat samalla voimalla kiinnitettyjä.

Sunnuntaista keskiviikkoon oli rauhallisempaa, koska suurin osa ajasta käytettiin miljoonan ja yhden asian tarkastamiseen.

Gaia lähtee matkaan!

Lähtölaskenta alkoi 13 tuntia ennen laukaisua. Niinpä ESAn insinöörikollegat ja Gaian rakentaneet Astriumin insinöörit istuivat tuoleihinsa Kouroun laukaisukeskuksen lähtövalvontarakennuksen Jupiterin kontrollihuoneessa keskiviikon iltapäivällä kello viiden aikaan. Itse seurasin heidän istumisiaan kun olin samana yönä valmistelemassa Arianespacen suoraa televisiolähetystä laukaisusta. Opettelin toimittaja Joshua Jampolin kanssa TV-maailman kikkoja, jotta pystyin suorittamaan tehtäväni englanninkielisen selostuksen tieteellisenä tukena.

Torstaiaamuna aikaisin ennen laukaisua kaikki olivat pirteitä. Tämä taisi johtua adrenaliinista. Päivä nousi klo 6:12:19 paikallista aikaa, kun seurasin laukaisua Jupiter rakennuksen parvekkeelta. Kuin Aurinko olisi noussut lännestä, mutta pian pystyi huomaamaan, että kyseessä olikin Auringon sijaan kirkkaasti loistanut Sojuz VS06, jonka kärjessä oli Gaia.

Itään päin suuntautunut laukaisu kaartui komeasti parvekkeen yli ja kohti oikean Auringon nousua idän puolella. Ensimmäinen vaihe lopetti toimintansa juuri oikeaan aikaan, jolloin neljä apurakettia irrotettiin raketista. Aamuauringossa ne sitten tuikkivat kuin pienet, alaspäin putoavat tähdet, kun samaan aikaan loppuosa raketista jatkoi kiihdytystä ylöspäin.

Arianespacen osuus Gaian saamisessa avaruuteen on laukaisu, mukaan lukien Fregatin osuus. Gaia tarvitsi kaksi Fregatin moottorin polttoa, joista ensimmäisellä Gaia saatiin ympyräradalle Maan ympärillä ja toisella se sysättiin kohti Lagrangen pistettä L2 vievälle radalle. Tuo piste on Gaian operointipaikka.

42 minuuttia laukaisun jälkeen Fregat oli tehnyt tehtävänsä ja irrottautui Gaiasta. Gaia oli vapaa ja Arianespace otti aplodit vastaan onnistuneesta laukaisusta.

Meillä oli kuitenkin vielä runsaasti töitä, sillä nyt oli Gaian vuoro toimia. Noin tunti ja vartti laukaisun jälkeen Gaian aurinkosuoja, eli "hame", avattiin ja puolitoista tuntia laukaisun jälkeen tiesimme, että Gaia oli saatu havaintokuntoon. Hame oli avautunut.

Tänään 20. joulukuuta olemme tehneet niin sanotun kakkospäivän operaation, missä hienosäädimme rataa kohti L2 pistettä Gaian omilla raketeilla. Tämä onnistui yhtä täsmällisesti kuin kaikki muutkin tähän asti tehdyt operaatiot Gaialla.

Sen jälkeen Gaia käännettiin 45 asteen kulmaan Aurinkoa kohti, eli olemme nyt operaatioasennossa ja vauhdilla menossa 1,5 miljoonan kilometrin päässä olevan L2-pisteen ymparillä olevalle radalle.

Kiitokset kaikille, jotka ovat tehneet mahdolliseksi tämän joulun parhaan lahjan – Gaian!

Timo Prusti

Lue myös Tiedetuubin Gaia-juttuja ja laukaisuseurantaa osoitteessa www.tiedetuubi.fi/gaia

Helsingin Sanomista pyydettiin taannoin minulta raflaavaa väitettä, ja sellaisiahan löytyy: päällimmäisenä mielessäni oli avaruusturismi, mikä on paitsi ajankohtainen asia (ja raharikkaiden hupia), niin myös mielestäni ihan oikeasti eräs tärkeimmistä nyt meneillään olevista asioista.

Juttu ilmestyi tänään (la 7.12.), mutta aivan kuten me toimittajat tuppaamme tekemään, oli juttu hieman lyhentynyt siitä mitä ajattelin, ja sen kulma oli kääntynyt maailman mullistumisesta siihen, että turismi on kohta totta. Samalla tiedesivujen sijaan se olikin turismissa. No, mikä ettei, ja onhan tarina totta, mutta laitanpa tähän jutun sellaisena, millaisena se mielestäni olisi voinut kirjoittaa; täällä netin puolella ei pituuskaan ole ongelmana.

Juttu olisi siis voinut olla jotain tällaista:

Tyypillisesti lähitulevaisuuden tekninen kehitys yliarvioidaan ja kauemman tulevaisuuden kehitys aliarvioidaan. Avaruustekniikassa käynnissä on juuri nyt kuplimassa suuri mullistus, jonka merkitystä harva tulee ajatelleeksi, mutta joka todennäköisesti tulee olemaan käänteentekevä ihmiskunnan historiassa.
 
Tämä hiljainen vallankumous on avaruusturismi. Siitä on puhuttu jo pitkään, ja nyt se on viimein koittamassa: ensimmäinen, kaupallisiin, rutiininomaisiin avaruuslentoihin kykenevä alus on koelennoillaan Kalifornian taivaalla, ja ponnistaa minä päivänä tahansa ensimmäiselle testihyppäykselleen avaruuden puolelle. Matkustajia se ja sen valmistuvassa olevat sisaralukset alkavat kyytiä ensi vuoden puolivälissä – jos kaikki käy hyvin.
 
Kyse on aluksi pelkistä hyppäyksistä virallisen avaruuden rajan yläpuolelle, eivätkä alukset kykenekään nousemaan Maan kiertoradalle. Siis lennot eivät ole "kunnollisia" avaruuslentoja, mutta ne sysäävät liikkeelle ketjureaktion.
 
Hyppäyslennoillakin voi kokea avaruuslennon parhaat puolet, painottomuuden ja kauniin maapallon, ohuenohuen ilmakehän sekä mustan avaruuden näkemisen. Ja maistiaisten jälkeen mieli tekee enemmän! Kunnolla avaruuteen!
 
Monikertakäyttöisen, lentokoneen tapaan kiertoradalle nousevan avaruusaluksen tekeminen ei ole teknisesti mahdotonta, eikä se ole tolkuttoman kallistakaan verrattuna moniin sotilaallisiin hankkeisiin. Aluksen koosta ja arvioijan optimismitasosta riippuen sellaisen suunnittelu ja rakentaminen maksaisi 10-20 miljardia euroa, ja yhden tekemisen jälkeen sarjatuotanto pudottaa yksikköhintaa nopeasti.
 
Ja jos hintaa suhteuttaa viihdeteollisuuteen, aluksen tekisi jotakuinkin yhden vuoden Hollywood-elokuvien tuottamilla voitoilla tai laittamalla tiskiin sata Nico Rosbergin vuonna 2013 saamaa palkkiota Mercedes-tallilta. Ei ole temppu eikä mikään tienata tuo summa avaruusturismilla, kunhan joku vain uskaltaa ottaa riskin. Hyppylentojen jälkeen se lienee helpompaa.
 
Kun pääsy avaruuteen on nykyistä kätevämpää ja paljon edullisempaa, on tie kauemmaksi avaruuteenkin auki. Siellä on paljon maapalloa suuremmat resurssit kaikkeen, minkä lisäksi olisi hauraan planeettamme kannalta hyvä siirtää mahdollisimman paljon kaivostoimintaa ja teollisuutta, energiantuotantoja ja muuta saastuttavaa, mutta välttämätöntä toimintaa sinne.
 
Kaliforniaa pidettiin Yhdysvalloissa kuivana ja hankalana maaplänttinä kaukana lännessä, kunnes sinne rakennettiin rautatie. Se muutti osavaltion Eldoradoksi, joka voisi olla yksistään eräs maailman rikkaimmista valtioista.
 
Avaruus on uusi Eldorado, ja omasta ilostaan hyppäyslennoille nousevat turistit ovat auttamassa rautatien rakentamista sinne.

Juttu on julkaistu myös Ursan Avaruustuubi-blogissa.

Satelliitteja avaruuteen kuljettavien kantorakettien kyljessä on lähes aina satelliitin logo tai jokin siihen liittyvä kuva. Niinpä ESAn Gaia-satelliittia varten piti myös suunnitella sellainen.

Periaatteessa sen tekeminen oli helppoa, sillä kaikki halusivat siihen olennaiset asiat tästä tähtitaivasta kartoittavasta tekeskoopista: tähtiä, maapallon, Gaian itsensä ja jumalatar Gaian ja luonnollisesti Gaia-nimen kirjoitettuna. Mutta lisäksi siihen piti saada jotenkin ilmennettyä ihmiskunnan kiinnostus maailmankaikkeutta kohtaan.

Lopulta, monien eri puolelta Eurooppaa olevien projektiin osallistuvien ihmisten syöttämien ideoiden ja ehdotusten jälkeen lopullinen kuva valmistui. Siinä jumalatar Gaia onkin pieni tyttö, joka katsoo ylös tähtiin.

Sen jälkeen kun kuva oli hyväksytty, piti se yksinkertaisesti paikaa 3,5 x 3,5 metriä kooltaan olevalle tarralle, joka kiinnitettiin huolella Sojuz-kantoraketin nokkakartioon.

Nimi "GAIA" oli alun perin lyhenne sanoista Global Astrometric Interferometer for Astrophysics, koska aikomuksena oli laukaista satelliitin mukana vain yksi tähtitaivasta tarkkaileva interferometri. Se korvaantui myöhemmin nykysenkaltaisella havaintolaitteella, joka on huomattavasti monipuolisempi ja parempi, mutta alkuperäinen nimi haluttiin säilyttää.

Yksi syy nimen säilyttämiseen on se, että Gaia on myös kreikkalaisen mytologian jumalatar: itse asiassa alkujumala, joka on useiden jumalten ja titaanien äiti. Hesiodos kertoo teoksessaan Jumalten synty, kuinka Kaaoksen jälkeen syntyi runsaspovinen Gaia. Gaia synnytti itsestään kolme lasta, joiden kunkin kanssa hän sai jälkikasvua: Uranoksen (taivas) kanssa Gaia sai mm. 12 titaania, 3 satakätistä sekä 3 kyklooppia, Pontoksen (meri) kanssa Gaia sai lapsia, joista tuli meren jumalia kun taas Gaian ja Tartaroksen (manala) liitosta puolestaan syntyi Tyfon ja Ekhidna.

Euroopan avaruusjärjestön teknologinen keskus ESTEC (European Space Technology and Research Centre) on noin 3000 ihmisen työpaikka Atlantin rannalla Noordwijkissa, Hollannissa, runsaan puolen tunnin ajomatkan päässä Amsterdamista lounaaseen.

ESTECissä koordinoidaan pääosa Euroopan avaruusjärjestön teknillisistä toiminnoista, joten sijainti keskellä Eurooppaa hyvien liikenneyhteyksien varrella on mitä sopivin keskuksen toiminnalle.

Sen rooli euroopalaisessa avaruusohjelmassa on ollut vaikuttava, sillä käytännössä kaikki ESAn avaruuteen laukaisemat luotaimet ja satelliitit ovat joko kulkeneet ESTECin kautta tai niiden tekemistä tai testaamista on valvottu sieltä.

Hyvin kansainvälisessä ESTECissä on edustettuna useita kymmeniä eri kansallisuuksia, ja heidän joukossaan on tällä haavaa 17 suomalaista. Itse siirryin avaruuspuolelle suomalaisen ilmailun parista 15 vuotta sitten monen sattuman summana, joskin ESTECin ja kansainvälisen avaruustoiminnan tavat olivat osin jo tuttuja aikaisempien ESAn hankkeisiin liittyneiden työtehtävien kautta.

Vaikka ESTEC oli siten periaatteessa tuttu, oli sen erilaisten toimintojen määrä aluksi kuitenkin suuri hämmästys. Keskuksen alueella on toimistoja ja teknillistä infrastruktuuria, missä kehitetään, toteutetaan ja verifioidaan projekteja yksinkertaisista, keveistä koesatelliiteista kunnianhimoisiin, kauas avaruuteen lentäviin luotaimiin.

Monipuolista työtä monikansallisessa ympäristössä

Sulautumiseni monikansalliseen ilmapiiriin tapahtui nopeasti. Kansallisuudet häviävät isojen teknologiahaasteiden kanssa työskennellessä; nyt divisioonassani työskentelee yli kymmenestä eri maasta olevia henkilöitä.

Päivittäiset rutiinini sisältävät varmasti samoja asioita kuin vastaavan tason tehtävät muualla teollisuudessa: on teknisiä ongelmia, projektien aikatauluttamista ja resursointia, henkilöstöhallintoa ja strategiatyötä. Vain konteksti on hieman eksoottisempi, sillä yhden päivän aikana saatan olla palavereissa, joissa aiheina ovat esimerkiksi Merkuriuksen luokse lentävän BebiColombo-luotaimen lämmönkesto tai jo laukaisualustalla Ranskan Guayanassa seisovan ATV-kuljetusaluksen sisäilman laatu.

Matkustaminen on olennainen osa työtä, sillä ajastani noin 70% kuluu operatiivisten toimien parissa. Kun kyseessä ovat hyvin usein isot budjetit ja niiden aikataulut, on silloin parasta kohdata teollisuuden edustajat heidän kotikentällään. On tärkeää nähdä konkreettisesti teknologia, jonka parissa työskennellään, ja tavata samalla henkilökohtaisesti koko teollinen tiimi insinööreistä resursseista vastaavaan johtajaan. Tehtävät millä tahansa tasolla Euroopan avaruusjärjestössä mielenkiintoisen näköalapaikan Euroopan avaruusteollisuuteen, sillä olemme mukana monessa!

Tämän voi nähdä konkreettisesti esimerkiksi ESTECin sydämessä, sen testauskeskuksessa, missä avaruuslaitteita koetellaan avaruuden ja laukaisun simuloiduissa olosuhteissa. Näin halutaan varmistaa se, että ne toimivat oikeasti myös avaruudessa; parhaimmassakin monimutkaisessa laitteistossa on aina joitain suunnitteluvirheitä, ja ne on parempi löytää ennen laukaisua testauksessa kuin vasta avaruudessa. Mikäli satelliitista tai luotaimesta ei ESTECin grillauksessa ja täristämisessä löydy mitään pientäkään, on syytä olla huolissaan.

Juuri parhaillaan ESTECin halleissa on Galileo-navigointijarjestelmän ensimmäisiä tuotantosatellitteja sekä Bepi-Colombo -luotaimen insinöörimallit. Galileo-systeemin ensimmäiset satelliitit ovat jo taivaalla, mutta nämä ensimmäiset poikkeavat hieman tästä eteenpäin lähetettävistä satelliiteista, joita tehdään kolmisenkymmentä kappaletta sarjatuotantona. Nämä muodostavat itse navigointijärjestelmän satelliittiverkoston. BepiColombon insinöörimalli on puolestaan täsmälleen samanlainen kuin lopullinen, huimalle matkalle kohti aurinkokunnan sisintä planeettaa lähtevä luotain. Mallilla varmistetaan se, että laitteistot toimivat kuten on aiottu; nykyisin tietokonesimulaatioilla voidaan "koekäyttää" luotaimia jo erinomaisesti, mutta niillä ei voi korvata vielä oikean mallikappaleen tekemistä ja sen oikeissa olosuhteissa tapahtuvaa testaamista.

ESTECin kautta ovat kulkeneet myös parhaillaan joulukuussa tapahtuvaa laukaisuaan odottava GAIA ja juuri kiertoradalle lähetetty Maan magneettikenttää mittaava SWARM-satelliittikolmikko.

Suomalaisia on mukana kaikissa edeltävissä hankkeissa ja muut ESTECin suomalaiset ovat moninaisissa tehtävissä hallinnosta terveyspalveluiden kautta tieteeseen ja tekniikkaan. Siis myös muut kuin avaruusalan henkilöt voivat päätyä ESTECiin.

Omaa tehtäväni materiaali- ja komponenttidivisioonan johtajana on varmistaa, että avaruusmateriaaleihin ja sähköisiin komponentteihin liittyvä laatu on riittävää ja että alan teknologiakehitystä viedään ESAn tulevien tarpeiden mukaan eteenpäin. Avaruuslaitteita kehitettäessä katseen pitää olla pitkällä tulevaisuudessa, sillä teknologiat, joita kehitämme tänään, saattavat olla laukaisualustalla vasta vuosikymmenen päästä. Siksi teemme työtä laajasti ja käytämme hyväksi jokaisen jäsenmaan korkeakoulujen ja instituuttien parhaita resursseja.

Kuuminta hottia juuri nyt: 3D-tulostus

Viime aikoina suurimmat otsikot perusteknologioiden on saanut 3D-tulostus, mitä ESAssa on tutkittu ja kehitetty jo vuosikymmenen ajan. Nyt tekniikka on tulossa myös yleisempään käyttöön, mutta erityisesti avaruusalalla se tarjoaa uskomattomia mahdollisuuksia. Uskon, että se on merkittävä tekijä myös rakentaessamme tulevaisuuden avaruusalusarkkitehtuuria. 3D-tulostus tekee mahdolliseksi nopean tuotekehityksen suunnitelmasta lopputuotteeseen ja sen avulla voidaan tehdä uusia optimoituja geometrioita, jotka vähentävät merkittävästi painoa ja aina ongelmia tuottavia materiaaliliitoksia.

Esimerkiksi kuvassa oleva Kansainvälisellä avaruusasemalla käytettävä vesiventtiili on 3D-tulostettuna 40% kevyempi kuin perinteisellä tavalla valmistettu; keskimmäinen on alkuperäinen, vasemmalla samanlaisesta metallista tulostettu ja oikealla titaanista tulostettu optimoitu kevytversio. Olennaisin eroavaisuus on keskimmäisessä oleva hitsaussauma, mitä tulostetuissa ei ole.

Tavoitteenamme ei ole pelkästään toistaa 3D-tulostimella osia, joita tehdään tällä hetkellä muilla valmistusmenetelmillä, vaan pyrimme integroimaan koko suunnittelu- ja valmistusketjun palvelemaan uutta teknologiaa. Tällöin saavutamme täysin optimoidun, funktionaalisia vaatimuksia vastaavan lopputuotteen, jonka ominaisuuksia eivät enää rajoita perinteisten valmistusmenetelmien reunaehdot.

Suunnittelun, valmistuksen ja laadunvalvonnan rajojen rikkominen mahdollistaa uuden suoritusarvotason. Ajatelkaapa vaikkapa auton moottoria, jonka suunnittelua ja valistusta eivät rajoita esimerkiksi standardimitoitetut putket, liittimet tai pultit. Ei olekaan ihme, että keskustelemme tallakin hetkellä erään tunnetun F1-tallin kanssa teknologisesta yhteistyöstä. Avaruustekniikkaa on jo nyt kilparadoilla, mutta pian sitä on vielä enemmän!

Kaikkein parasta 3D-tulostamisessa on se, että se on ympäristöystävällistä, koska siinä ainetta ei poisteta (kuten esimerkiksi alumiinia jyrsittäessä lopulliseen muotoonsa) vaan tulosteessa käytetään vain kappaleessa tarvittava määrä ainetta. Siten valmistusprosessin tuottaman jätteen määrä saadaan minimoitua.

ESA vei mukanaan

Kun aikanaan tulin ESTECiin, kuvittelin viipyväni vain parin vuoden ajan tarkoin määritellyissä tehtävissä. Mutta toisin kävi, ja ulkomaankeikka on muuttunut pysyväksi asumiseksi Alankomaissa. Kiinnostavat teknologiahaasteet ja kansainvälinen työilmapiiri vie mennessään – niin kävi minulle, ja niin on käynyt jo monille muille suomalaisille (ja muillekin) kollegoilleni!

Mikko Nikulainen
ESAn teknologiakeskuksen ESTECin materiaali- ja komponenttidivisioonan johtaja