Avaruus voi vaikuttaa valtavalta ja kaukaiselta, mutta siellä tapahtuvat asiat vaikuttavat päivittäiseen elämään. Teknologian kehittyessä avaruuden merkitys Maan päällä kasvaa yhä, myös kaupallisesti: Kokonaisuudessaan avaruusbisnes on jo nyt kooltaan noin 370 miljardia vuodessa. Kasvu on nopeaa ja yrityksillä on yhä enemmän kiinnostusta hyödyntää avaruutta.
Listaamme neljä aihetta avaruudesta, jotka kannattaa tietää.
1. Avaruusromu on siivottava kiertoradan toiminnan varmistamiseksi
Monessa arkipäivän sovelluksessa, kuten kännykkänavigaatiossa ja GPS-signaaleissa, luotetaan satelliitteihin. Kuitenkaan satelliittien käyttöikä ei ole loputon, ja jos ne eivät poistu kiertoradalta, romun määrä kasvaa. Romun ruuhkauttama kiertorata vaarantaa muita satelliitteja.
– Kuten ilmastonmuutoksen kanssa, jos tilanne pääsee liian huonoksi, sitä on enää vaikea korjata, sanoo avaruusfysiikan yliopistotutkija Markus Battarbee.
Ongelmana on, että käyttöikänsä lopussa olevia satelliitteja on ohjattava joko Maan ilmakehään tuhoutumaan tai satelliittien ”hautausmaaradalle”, mihin yleensä tarvitaan polttoainetta. Kestävän avaruustieteen huippuyksikössä selvitetään muun muassa miten tämä kävisi helpommin.
– Alkukesästä lähetetyssä FORESAIL-1 -satelliitissa testataan sähkövarattua liekaa, joka toimii purjeena. Tämä on keksintönä mullistava, koska purjeen ansiosta satelliitin kiertoradan siirtämiseksi ei tarvita polttoainetta, sanoo Battarbee.
Satelliittien alas saaminen turvallisesti on tärkeää, sillä Maan kiertoratoja on rajallinen määrä ja satelliittien määrä on voimakkaassa kasvussa. Avaruusfirmoilta ja kansainvälisiltä avaruustoimijoilta tarvitaan vastuullisuutta, etteivät ne jätä käyttöikänsä päättäneitä satelliitteja lojumaan ja tiedostavat romun aiheuttamat riskit.
– Romut siivoamalla varmistetaan, että tekniikan hyödyntäminen voi jatkua, sanoo Battarbee.
Elämä Maapallolla on Auringosta riippuvaista, mutta moni ei tule ajatelleeksi, että lähin tähtemme voi vaikuttaa myös teknologiaan sähköverkoista GPS-satelliitteihin. Viime aikoina on keskusteltu enenevässä määrin suuren aurinkopurkauksen mahdollisesti aiheuttamista vahingoista.
– Avaruusmyrskyn aikana kasvanut hiukkassäteily voi vaurioittaa satelliittien herkkiä laitteita monin tavoin, ja niiden ratoja joudutaan korjaamaan, sanoo avaruustieteen professori Emilia Kilpua.
Nopeat muutokset Maata ympäröivissä sähkömagneettisissa kentissä voivat aiheuttaa haitallisia virtoja sähköverkkoihin ja maakaasuputkistoihin, radiosignaalien etenemien voi häiriintyä ja napa-alueiden ylittävien lentokoneiden reittejä joudutaan muuttamaan. On syytä kysyä, kuinka hyvin on varauduttu avaruussäähäiriöihin ja miten hyvin niitä osataan ennustaa.
– Ongelmana on lyhyt varoaika. Suorista havainnoista saadaan tietoa vain 30 minuuttia – 1 tunti ennen kuin aurinkopurkaus iskeytyy Maapallolle, sanoo Kilpua.
Kilpuan tutkimusryhmä onkin kehittänyt erilaisia keinoja mallintaa ja ennustaa auringonpurkausten käyttäytymistä kaukohavaintoihin perustuen, mikä voi auttaa ongelmiin varautumista.
Aihe on juuri nyt ajankohtainen.
– Auringon pilkkuluvut ovat merkittävästi kasvussa, joten voi olla mahdollista, että syksyllä tapahtuu isompiakin purkauksia, sanoo Kilpua.
Ilouutinen taivaan valoilmiöiden ystäville: tästä johtuen tulossa on todennäköisesti myös aktiivinen revontulitalvi.
Kesäkuussa julkistettiin kolmas Gaia-avaruusmission tuottama havaintopaketti. Gaia kartoittaa Linnunradan tähtiä ja myös esimerkiksi Aurinkokunnan asteroideja. Kun supertietokoneet ovat saaneet analysoitua nyt julkaistun datan, niiden asteroidien lukumäärä, joiden massa tunnetaan tarkasti, saattaa nousta kymmenistä satoihin.
– Asteroidien tutkimiselle on monia syitä. Ensimmäinen on tietenkin selvittää niiden radat, jotta tiedämme, onko niistä törmäysvaaraa Maassa. Mutta tärkeää on selvittää myös niiden koostumusta sekä massan ja tilavuuden avulla johdettua tiheyttä. Niiden avulla voidaan esimerkiksi selvittää, miten Aurinkokunta on syntynyt ja kehittynyt, sanoo planetaarisen astrofysiikan apulaisprofessori Mikael Granvik.
Asteroidien massoja voidaan arvioida sen perusteella, miten ne muuttavat toisten asteroidien lentoratoja lähikohtaamisissa. tilavuutta arvioidaan asteroidin kirkkauden ja sen vaihtelun avulla. Koostumusta tutkitaan erityisesti spektrianalyysillä.
– Asteroidien ominaisuudet vaihtelevat paljonkin sen mukaan, mistä aineesta ne muodostuvat ja kuinka huokoisia ne ovat, sanoo Granvik.
Syksyllä on luvassa myös merkittävä tapahtuma asteroiditutkimuksessa ja erityisesti niin kutsutussa planeettapuolustuksessa, kun NASA törmäyttää DART-luotaimen kohti asteroidin kuuta, jonka rataa pyritään muuttamaan. Jos missio onnistuu, kyseisellä menetelmällä voisi myös muuttaa Maata uhkaavien asteroidien lentoratoja.
– Kaikki on menossa suunnitelmien mukaan, ja näillä näkymin törmäys tapahtuu tiistaina 27.9. Suomen aikaa klo 2.14 yöllä. Itse kohteena olevasta kappaleesta saadaan DART-luotaimen kautta tietoa vasta juuri ennen törmäystä, mutta siitä on tehty teleskooppihavaintoja ja näiden mallinnusta jo yli 26 vuotta, sanoo Granvik.
Mustia aukkoja ei ole Maapallon lähistöllä, vaan ne sijaitsevat kaikki paljon kauempana avaruudessa. Toisin kuin muista tässä listatuista aiheista, niistä ei myöskään ole minkäänlaista uhkaa Maapallolle. Niitä tutkimalla saadaan kuitenkin paljon tärkeää tietoa.
– Musta aukko voi syntyä, kun massiivinen tähti, jonka massa on vähintään noin 15–20 Auringon massaa räjähtää supernovana. Räjähdyksen seurauksena tähden ydin voi romahtaa mustaksi aukoksi, niin ettei syntyvästä valtavan vetovoiman alueesta pääse edes valo pakenemaan, sanoo astrofysiikan professori Peter Johansson.
Toukokuussa 2022 tutkijat onnistuivat kuvaamaan Linnunradan keskuksessa sijaitsevan mustan aukon varjon.
– Kuvattu kohde on niin sanottu supermassiivinen musta aukko. Valtaosa mustista aukoista on sitä paljon pienempiä, niin kutsuttuja tähtienmassaisia mustia aukkoja, ja näitä pienempiä mustia aukkoja on myös havaittu mittaamalla gravitaatioaaltoja, sanoo Johansson.
Linnunradan supermassiivisen mustan aukon massa on vain noin neljä miljoonaa Auringon massaa, kun suurimmat supermassiiviset mustat aukko voivat olla jopa yli 10 miljardia Auringon massaa.
Viimeisimmät reilut viisi vuotta mustien aukkojen tutkimus on kokenut eräänlaista renessanssia uusien havaintojen ja erityisesti gravitaatioaaltomittausten ansiosta.
– Mustien aukkojen avulla voidaan esimerkiksi selvittää fysiikan perusteorioita: Tutkitaan, löytyisikö yleisen suhteellisuusteorian toiminnassa eroavaisuuksia niiden läheltä. Toistaiseksi teoria on pitänyt erittäin hyvin paikkansa, Johansson sanoo.
Muita selvitettäviä asioita ovat esimerkiksi, millaiset vaikutukset supermassiivisilla mustilla aukoilla on galakseihin, ja vaikuttavatko ne esimerkiksi tähtien syntyyn ja täten tähtien määrään maailmankaikkeudessa. Tutkittavaa riittää.
– Omassa Linnunradassamme on arviolta noin 100 miljoonaa tähtienmassaista mustaa aukkoa ja yksi supermassiivinen musta aukko sen keskustassa.