Artikkeli on julkaistu Yliopisto-lehdessä 4/22.
Avaruutta kutsutaan toisinaan viimeiseksi erämaaksi. Aikaisemmille erämaille ihmisen kohtaaminen ei ole tiennyt hyvää. Toistaako ihmiskunta taas vanhat virheensä?
Siltä näyttää, arvioi laskennallisen avaruusfysiikan professori Minna Palmroth (@MinnaPalmroth). Avaruus ei kuulu kenellekään. Siksi sitä on helppo riistää ja saastuttaa.
Palmrothin mukaan Maata kiertäviin ratoihin tulisi suhtautua omaisuutena, josta pidetään huolta ja joka jätetään tuleville sukupolville hyvässä kunnossa. Arvostaen käytettynä avaruudella on ihmisille paljon annettavaa.
— Menossa on samanlainen murros kuin löytöretkien ja kolonisaation aikaan. Kaikkia avaruuden käyttötarkoituksia ei ole vielä edes unelmoitu.
Avaruuspoliisia ei ole
Jo nyt kiertoradoilla parveilee tuhansia satelliitteja. Ne välittävät tietoa maapallon tilasta, auttavat navigoimaan ja helpottavat viestintää. Jos satelliitit lakkaisivat toimimasta, olisimme pahassa pulassa.
Näin voi käydä, kun uusien ja vanhojen satelliittien ja niistä syntyneen avaruusromun määrä kasvaa.
Satelliittien määrää ei säännellä. Elon Musk aikoo lähettää avaruuteen kymmeniä tuhansia satelliitteja tuodakseen internetin kaikkialle maapallolla. Siihen ei kukaan voi sanoa mitään, vaikka se vähentää muiden mahdollisuuksia lähettää omia satelliittejaan samoille radoille.
— Ei ole avaruusliikennesääntöjä eikä avaruuspoliisia. Avaruus on siinä mielessä kuin villi länsi, Palmroth toteaa.
Kaukainen kaivos
Vähän kauempana tulevaisuudessa siintää mineraalien louhinta taivaankappaleilta. Asteroidien arvomineraalitiheys on huomattavasti suurempi kuin maankuoren, josta geologiset prosessit ovat pyöritelleet raskaammat metallit kohti Maan sisäosia.
Esimerkiksi nikkeli, platina, palladium ja rhodium ovat asteroideilta löytyviä metalleja. Kuussa puolestaan on fuusioenergian tuotannossa käytettävää helium-3-isotooppia.
— Yhteiskunta janoaa elektroniikkaa. Jos jokainen haluaa älypuhelimen ja sähköauton, eivät maankuoresta löytyvät arvomineraalit siihen riitä, sanoo planetaarisen geofysiikan yliopistotutkija Tomas Kohout (@AsteroidTom).
Myös aurinkoenergia vaatii paljon akkumineraaleja. Jos fossiiliset polttoaineet halutaan korvata, kaivostoiminta kiihtyy. Kun kierrätys ja köyhemmät esiintymät on hyödynnetty, katse siirtyy avaruuteen.
Kuu ja asteroidit
Asteroideilta louhiminen voi tulla kannattavaksi lähivuosikymmeninä. Kokonaan toinen kysymys on, pitäisikö siihen ryhtyä, Kohout toteaa.
— Jos tuhoamme asteroidin, se on peruuttamatonta. Sen jälkeen sitä ei ole, ja sen sisältämä tieto katoaa. Se on kuin polttaisi kirjaston kirjat lämmittääkseen taloa.
Asteroidit ovat Aurinkoa kiertäviä, planeettaa pienempiä kappaleita. Ne ovat säilyneet samanlaisina vuosimiljardien ajan. Jokainen asteroidi on erilainen, kuin palapelin pala aurinkokunnan mysteerissä.
Kuu on syntynyt Maasta, joten sieltä löytyisi paljon tietoa Maan ja Kuun kehityksen alkuvaiheista. Siksi monet maat haluaisivat rakentaa sinne pysyviä tukikohtia. Kuuhun tehdyt rakennelmat saattaisivat kuitenkin näkyä Maahan, ehkä jopa paljaalla silmällä.
— Ehkä välitämme Kuusta enemmän kuin asteroideista, koska se on naapurissamme ja voisimme itse nähdä muutokset, Kohout miettii.
Törmäyskurssille?
Olemme uhka asteroideille, jos jonain päivänä päätämme louhia niitä. Toistaiseksi asteroidit ovat kuitenkin suurempi uhka meille. Ne ovat aiheuttaneet monia joukkotuhoja, tunnetuimpina globaalin katastrofin, joka johti dinosaurusten sukupuuttoon.
Tomas Kohout on mukana Yhdysvaltain Nasan ja Euroopan ESA:n yhteishankkeessa, jossa selvitetään asteroidin koostumusta ja tutkitaan, miten asteroidin kiertorataan voisi vaikuttaa, jos jokin asteroidi osuisi törmäyskurssille Maan kanssa.
— Dinosaurukset tappaneen asteroidin kokoisia ei ole näköpiirissä. Sen sijaan pienempiä voi tulla milloin vain. Nekin voivat aiheuttaa paikallisesti suurta tuhoa, jos ne sattuvat osumaan kaupunkiin.
Asteroidien louhimisessa on omat riskinsä. Kaivostoiminta voisi muuttaa kiertorataa ja siirtää asteroidin törmäyskurssille Maan kanssa. Turvallisempaa olisi louhia Maasta kauempana olevilla asteroideilla, mutta matkakustannusten vuoksi lähemmät houkuttavat.
Avaruus kaipaa pelisääntöjä, Kohout sanoo. Esimerkkinä voisi olla Antarktiksen sääntely, joka muun muassa kieltää kaivostoiminnan.
— Ehkä olisi aika keskustella uudesta avaruussopimuksesta.
Moraalisia ongelmia
YK:n avaruuden yleissopimus on vuodelta 1967. Sopimuksessa on yhä paljon hyvää, tuumii työ- ja elinkeinoministeriön avaruustiimin vetäjä Jenni Tapio (@JenniTapio).
Sopimuksen perusperiaatteista voi johtaa, että avaruus kuuluu kaikille ja kenenkään avaruuden käyttö ei saa estää toisten avaruuden käyttöä.
Avaruuden yleissopimuksen lisäksi on laadittu neljä muuta sopimusta. Kolme niistä käsittelee satelliittien aiheuttamien vahinkojen korvaamista, astronauttien pelastamista ja laitteiden rekisteröintiä. Lisäksi on olemassa kuusopimus, jota harva maa on ratifioinut.
Sitten 1970-luvun valtiot eivät kuitenkaan ole pystyneet sopimaan uusista säännöistä, jotka velvoittaisivat avaruustoimintaa oikeudellisesti.
Tapio on Suomen edustaja YK:n avaruuden rauhanomaisen käytön komiteassa, joka pohtii avaruuden luonnonvarojen hyödyntämistä lähivuosikymmeninä ja kaukaisemmassa tulevaisuudessa.
Avaruuden strateginen ja geopoliittinen merkitys on kasvanut, ja jotkut valtiot näkevät avaruuden voimannäytön areenana. Tapio toivoo, että avaruudessa olisi sijaa monipuoliselle siviilikäytölle.
— Jos ihminen alkaa joskus asuttaa muita planeettoja, siihen liittyy paljon myös eettisiä ja moraalisia kysymyksiä. Olisiko oikein maankaltaistaa muita planeettoja, esimerkiksi muuttaa Marsia niin, että se soveltuisi nykyistä paremmin ihmisten asuttavaksi?
Tonneittain romua
Minna Palmroth johtaa kestävän avaruustieteen ja -tekniikan huippuyksikköä, joka lähettää kesällä avaruuteen Foresail1-satelliitin mittaamaan avaruuden säteilyä. Tarkoitus on myös testata satelliitin alastuontiin kehitettyä plasmajarrua.
Kestävä avaruustekniikka tarkoittaa säteilyä ja avaruussäätä kestäviä satelliitteja, jotka eivät muutu romuksi ennen aikojaan. Satelliitit myös tuodaan alas, kun niiden tehtävä on päättynyt, eikä niitä jätetä törmäilemään ja tukkimaan kiertoratoja.
Alemmilta radoilta kiertolaiset tulevat alas ennemmin tai myöhemmin ja palavat poroksi ilmakehässä. Ylemmille kiertoradoille ammutut pysyvät siellä maailman tappiin, ellei niitä haeta pois.
Kiertoradoilla on jo yli 8 000 tonnia romua. Kaikki liikkuu 7,5 kilometrin sekuntinopeudella, joten pienetkin hiukkaset voivat tehdä suurta tuhoa. Aurinkopaneeliin osuva maalinhitunen vastaa tuulilasiin paiskautuvaa kivenmurikkaa moottoritiellä. Vahinkoja sattuu viikoittain, läheltä piti -tilanteita jopa 18 000 viikossa.
Kuinka paljon satelliitteja taivaalle mahtuu? Se riippuu niiden koosta ja ohjattavuudesta. Entä voidaanko joskus päättää, että jokin rata on täynnä? Se vaatisi valtioiden yhteistä linjanvetoa.
— Käytännössä isot valtiot tekevät mitä haluavat, Palmroth harmittelee.
Saako siivota?
Vanhojen yläradoilla pyörivien satelliittien poistaminen on hankalaa sekä teknisesti että juridisesti.
— ESA:n Envisat-satelliitti on bussin kokoinen kappale, johon ei saada yhteyttä ja jota ei voi ohjata. Ainoa tapa saada se alas olisi lentää sen luo, telakoitua siihen ja ohjata se Tyyneenmereen satelliittien hautausmaahan, Palmroth kuvaa.
Pienemmästä romusta ei välttämättä tiedetä, kelle se kuuluu. Kaikki eivät välttämättä myöskään ilahtuisi siivouspartiosta:
— Omistajan suostumuksen saaminen on kysymysmerkki. Satelliitteja on sekä siviili- että puolustuskäytössä, niiden materiaalit ovat arvokkaita ja ne voivat myös paljastaa valtioiden salaisuuksia, toteaa Jenni Tapio.
Yhdysvallat, Venäjä ja Kiina ovat ampuneet ohjuksilla omia vanhoja satelliittejaan. Tuloksena on ollut vain paljon pientä murskaa, jonka siivoaminen on entistä vaikeampaa. Satelliitteja on myös nostettu ylemmille ”hautausmaaradoille”. Ratkaisu on tilapäinen, sillä ennemmin tai myöhemmin nekin täyttyvät.
Edes satelliittien hallittu laskeutuminen ei ole ongelmatonta.
— Satelliittien määrä on räjähdysmäisessä kasvussa, jolloin myös ilmakehässä tuhoutuvien satelliittien määrä kasvaa. Olisi tutkittava, mitä se tekee ilmakehälle, Palmroth sanoo.
Turha astronautti
Avaruustutkimus henkilöityy usein astronauttiin, ihmiskunnan edustajaan työntämässä tuntemattoman ääriä kauemmas. Tomas Kohout kuitenkin kyseenalaistaa astronauttien toimenkuvan:
— Tarvitaanko astronautteja mihinkään? Jätetään avaruus roboteille.
Ihmisen vieminen avaruuteen on kallista, työlästä ja kuluttaa ympäristöä monin verroin enemmän kuin robottialukset. Muualla yhteiskunnassa suuntana on korvata ihminen koneilla vaarallisissa tehtävissä. Avaruus jos mikä on ihmiselle vihamielinen ympäristö, joka koettelee huippukuntoisen astronautinkin terveyttä.
— Joidenkin mielestä avaruuteen pitää mennä, koska Maa ei ehkä tulevaisuudessa ole elinkelpoinen. Pitäisikö mieluummin keskittää ponnistukset Maan pitämiseen elinkelpoisena, Kohout kysyy.
Myöskään Palmroth ei kannata ihmisen lähettämistä avaruusmatkoille. Varoista olisi enemmän hyötyä muussa avaruuden tutkimuksessa.
— Jopa ydintuhon jälkeen maapallo olisi ihmiselle parempi paikka kuin muut planeetat. Meidän on vain pidettävä siitä nykyistä parempaa huolta.
Yliopisto-lehti on Helsingin yliopiston tiedeaikakauslehti, joka on sitoutunut Journalistin ohjeisiin
Suomella on ollut kansallinen avaruuslaki vuodesta 2018. Sillä pyritään varmistamaan avaruustoiminnan turvallisuus.
Valtio myöntää uusille satelliiteille luvat ja valvoo niiden ehtojen noudattamista. Toiminnanharjoittajalle laki tarjoaa selkeät säännöt ja vakaan toimintaympäristön.
Suomi vastaa suomalaisten toiminnasta avaruudessa. Jos esimerkiksi suomalainen satelliitti aiheuttaa vahinkoa toiselle satelliitille tai maahan pudotessaan, Suomen valtio on ensisijaisessa korvausvastuussa. Se voi myöhemmin periä kuluja suomalaiselta toiminnanharjoittajalta.
Avaruusesineiden rekisteriin merkittyjä suomalaisia satelliitteja on nyt kiertoradoilla 18.
— Avaruusliikenteen määrä on kasvussa, mikä edellyttää liikenteen hallintatoimia. Euroopan komissiolta on tulossa ehdotus, jossa mietitään, mitä tilanteelle voisi tehdä. Tosin ongelma on globaali, eikä Eurooppa voi sitä yksin ratkaista, avaruustiimin vetäjä Jenni Tapio työ- ja elinkeinoministeriöstä toteaa.
Tapio tekee Helsingin yliopistossa oikeustieteen väitöskirjaa avaruuden hallinnasta ja kansallisen ja kansainvälisen sääntelyn yhdistymisestä. Artikkeliväitöskirja on loppusuoralla.
Kansainvälinen ympäristöoikeuden soveltaminen avaruudessa ei ole ongelmatonta. Siksi Tapion mukaan kannattaa vedota avaruuden käyttäjien omaan etuun.
— Jos kiertoratoja ei varjella, niiden käyttö vaarantuu jatkossa. Uusia satelliitteja ei voi lähettää radalle, joka on täynnä vanhaa romua. Romun määrän vähentäminen ja tehokas avaruusliikenteen hallinta mahdollistavat avaruuden tuottamat hyödyt sekä meille että tuleville sukupolville.