Aurinkotuuli ja matka kohti Merkuriusta. Mars-laskeutujat ja muut avaruuskojeet. Kumpulan avaruuskeskuksen repertuaariin kuuluu paljon muutakin kuin laskelmia ja työpiirustuksia.

Muistatko jutun jenkeistä, jotka kehittelivät vuosia avaruuskäyttöön soveltuvaa kynää? Ja venäläisistä, jotka ratkaisivat asian maalaisjärjellä eli lyijykynällä? Kumpulan avaruuskeskuksen johtajan tarinat saavat tämän astro- ja kosmonauttien eroille nauravan anekdootin kuulostamaan osuvalta.

— Avaruushankkeiden ongelmat eivät lähimainkaan aina johdu hi-tech-ongelmista, professori Hannu Koskinen summaa.

Jos hanke pamahtaa alkutekijöihinsä vaikkapa laukaisu- tai laskeutumispulmien takia, syytä voi etsiä esimerkiksi tutkijasta, joka sekoitti laskelmissaan kilot ja metrit paunoihin ja jalkoihin. Tai tiivisterenkaasta, joka ei kestänyt laukaisuaamun vastaisena yönä Floridassa kiristynyttä pakkasta.

— Olin 1990-luvun puolivälissä Etelä-Amerikassa katsomassa laukaisua, joka päättyi 40 sekunnin jälkeen valtavaan räjähdykseen. Kun jotakin menetetään, menetetään kerralla paljon, Koskinen huomauttaa.

Onneksi katastrofeja tapahtuu harvoin. Jos verrataan James Cookin aikoihin, niin tutkimusmatkailu on tänä päivänä erittäinkin kesyä hommaa.

— Toisaalta tämä tarkoittaa sitäkin, että tutkijat eivät enää päädy lopuksi ikäänsä Tahitin valkeille hiekkarannoille…

Kuinka Aurinko kurittaa Merkuriusta

Tällä erää Kumpulassa pidetään peukkuja kahdelle planeettaprojektille. Euroopan avaruusjärjestöllä ESAlla on käynnissä hulppeat Merkurius- ja Mars-hankkeet, joissa sekä yliopistolla että naapurina kampuksella majailevalla Ilmatieteen laitoksella on näppinsä pelissä.

ESA lähettää seitsemän vuoden kuluttua BepiColombo-nimisen luotaimen (@BepiColombo) kohti aurinkokunnan sisintä planeettaa. Viimeksi Merkuriuksesta on saatu tietoa paikan päältä 1970-luvulla, jolloin Mariner 10 teki kolme ohilentoa. Edes Merkuriuksen alkuainekoostumusta ei kunnolla tunneta.

— BepiColombo on ESA:n kruununjalokivi ja mitä suurimmassa määrin uteliaisuustutkimusta, Koskinen luonnehtii.

— Aurinkokunnan planeetoilla on yhteinen syntyhistoria, mutta sen jälkeen Merkuriuksen ja Maan kohtalot ovat olleet aivan erilaiset, koska Merkuriuksella ei ole ilmakehää. Planeettojen vertailu on perustutkimuksellisesti hyvin kiinnostavaa, mutta avaruustutkimuksen mittakaavassakin haastava juttu.

Miljoonien eurojen vitsi

Suomalaiset ovat panneet tarmoaan ja työtuntejaan erityisesti kahteen BepiColombon mittalaitteeseen: englantilaistutkijain johdolla suunniteltuun MIXS-röntgenkameraan ja suomalaisten SIXS-spektrometriin. Höysteenä on kuin onkin helsinkiläistutkijoiden virittämä sanaleikki.

— Englantilaiset mittaavat Merkuriuksen pinnalta tulevaa röntgensäteilyä ja ihmettelevät että miks. Suomalaiset mittaavat säteilyn alkuperää eli auringon purkauksissa syntyvää röntgen- ja hiukkassäteilyä ja selittävät että siks, Koskinen naureskelee.

Virallisemmin puhuen MIXS on lyhenne sanoista Mercury Imaging X-ray Spectrometer, ja se siis rakennetaan mittaamaan fluoresenssia eli ”toisen käden” säteilyä, joksi Merkurius Auringon säteilyä muuntaa. Yliopistolla laitteen kimpussa puurtaa väkeä sekä tähtitieteen laitokselta että fysikaalisten tieteiden laitokselta, joka on osallisena Kumpulan avaruuskeskuksessa.

SIXS eli Solar Intensity and particle X-ray Spectrometer puolestaan kartoittaa Auringosta tulevaa ensikäden säteilyä sekä protonivuota. Myös SIXS-urakkaa riittää yhtä lailla fyysikoille kuin tähtitieteen laitokselle, jossa laitteen päätutkija Juhani Huovelin työskentelee.

Aurinkopaneeleihin täytyy kehitellä hirmuisia lämpötiloja kestävät komponentit.

Suomen tärkeimmät avaruusalan teollisuusyrityksetkin on valjastettu työhön, ja silti alihankintaurakoita riittää myös Kumpulan tutkijoille.

— Uteliaisuustutkimus on ehdottomasti kaunis ja tärkeä asia, mutta laitteiden valmistuksen kautta syntyy myös suorempia hyötyjä — eli sitä mitä suomalaisessa tiedepolitiikassa nyt painotetaan, kun luonnontieteet halutaan nähdä tekniikan aputieteinä, Koskinen kertoo.

Onpa innovaatiopolitiikka viisasta tai ei, ainutlaatuisten vempainten kehittely kuljettaa Koskisen mukaan teknologiaa aimo harppauksin eteenpäin. Esimerkiksi energiapulasta ei Merkuriuksen liepeillä kärsitä, mutta voimansaanti ei ole silti helppo juttu. Jos käytetään avaruusmatkoilla suosittuja aurinkopaneeleja, niihin täytyy kehitellä hirmuisia lämpötiloja kestävät komponentit.

Kohti marsilaisten planeetta

Toinen avaruuskeskusta työllistävä planeettahanke synnyttää Koskisessa — jossakin päällimmäisten ajatusten takana piilossa — pikkupoika-ajoilta tuttua kutkutusta.

— Marsin syvyyksissä saattaa piillä sitä Maan ulkopuolista elämää, jonka kohtaaminen on meille aikanaan suuri juttu. Lisäksi Mars on ensimmäinen planeetta, jolle ihminen matkaa, professori tuumii.

— Nuoruudessani kilpailtiin siitä, kuka ennättää ensin Kuun kamaralle. Samalla oli itsestään selvää, että ensimmäinen kuukävely ei ole tarinan loppu. Ihmisen löytöretkivietti ei katoa mihinkään.

Osa hankkeen rahoituksesta on perintöä neuvostoajalta.

Mars-hanketta avaruuskeskus pyörittää yhdessä Suomen naapurien kanssa. Kontaktit ruotsalaisiin ja venäläisiin kollegoihin solmittiin parikymmentä vuotta sitten, kun silloisen Neuvostoliiton Fobos-luotaimeen alettiin kehitellä mittalaitteita.

Vaiva palkittiin vuonna 1989, kun Foboksen kuljettama Aspera pääsi onnistuneesti mittaamaan Marsin ilmakehää ja aurinkotuulta.

— Neuvostoajoilta on peräisin myös osa hankkeemme nykyrahoituksesta. Mars-laskeutujiin valmistetaan prototyypit Venäjällä, ja ne ovat korvausta Neuvostoliiton aikanaan tekemästä velasta. Tämänsyksyisessä eli historian viimeisessä velanmuuntoerässäkin tähän MetNet-projektiimme osoitettiin yhdeksän miljoonaa dollaria.

Sukellusveneestä Kamtshakaan

Avaruuskeskuksen tutkijat ovat suunnitelleet Marsiin sääasemien verkon, joka on tarkoitus rakentaa juuri MetNet-laskeutujien avulla.

– Prototyyppiä kokeillaan ensi vuonna. Se lennätetään Jäämereltä Kamtshakan niemimaalle. Laukaisu tapahtuu vanhalla sukellusveneohjuksella Volnalla.

MetNet-laskeutuja on syliin mahtuva kapistus, joita voi kokonsa puolesta lähettää matkaan koko joukon. Marsin kamaraan iskeytyessään laite kiinnittyy alustaansa terävän titaanikärjen avulla.

— Mars on taivaanmekaniikan kannalta helppo kohde: järkevä reitti on auki joka toinen vuosi. Mutta planeetalla mahdollisesti olevan tai olleen elämän takia pitää olla tarkkana. Biologinen kontaminaatio täytyy ehkäistä.

Mukanaan MetNet kantaa Vaisala Oyj:n rakentamia, Kumpulassa valikoituja ja valmisteltuja huippukeveitä sensoreita. Nämä kondensaattorit ovat Koskisen mukaan ylivertaisia paine- ja kosteusmittareita avaruusalalla. Koko maailmassa.

— Yksi skenaario on, että Marsiin saadut laskeutujat ottavat radioyhteyden Maahan, kun anturit ovat alkaneet mitata paikallista säätä. Vähän aikaa sitten tällainen suunnitelma olisi kuulostanut scifiltä, mutta ei enää.

Tutkijoita kiinnostavat muun muassa naapuriplaneettaa pyyhkivät hiekkamyrskyt ja tuulet.

— Maan magneettikenttä pitää aurinkotuulen etäällä planeetan pinnasta, mutta Marsissa asiat eivät ole yhtä hyvin. Siellä aurinkotuuli repii esimerkiksi happea ja vetyä mukaansa. Alkuaan kostea ja tiheä ilmakehä on enää muisto.

Projektin yksi päämäärä onkin verrata Marsin olosuhteita aurinkokuntamme muihin kasvihuoneplaneettoihin eli Maahan ja Venukseen. Myös Venuksen kiertolaiseksi on lähetetty Aspera, Fobosta varten suunnitellun laitteen kolmas pikkusisko.

Artikkeli on julkaistu Yilopisto-lehden numerossa Y/11/06.

Yliopisto-lehti on kaikille tarkoitettu, monipuolinen tiedelehti Helsingin yliopistosta.
Tilaa ja rakastu tieteeseen.