Alai

Avaruustutkimus on kulkenut pitkän matkan. Ensimmäiset ihmiset lähetettiin avaruuteen (ja muutama eläin myös). Sitten tuli ensimmäinen ihminen kävelemään kuussa, ja sen jälkeen Marsia tähystämään lähetetty kulkuri, jonka tarkoituksena oli selvittää, onko planeetalla mahdollista ylläpitää elämää. Tehtävä ei kuitenkaan ole vielä läheskään ohi, sillä NASA suunnittelee muiden planeettojen ja kuiden tutkimista.

Joulukuussa 2011 NASA paljasti tutkivansa Europaa, Jupiterin kuudenneksi lähintä kuuta ja pienintä sen neljästä Galilein satelliitista. Syynä tähän on – Europa on jään peitossa. NASA uskoo, että kaiken jään alla on suuri valtameri, kaksi kertaa enemmän kuin Maassa. Tällä kertaa NASA ei kuitenkaan halua käyttää Europa-tutkimukseen ohilentoja tai kiertoradan kaukokartoitusta. Seuraava hanke vaatisi sen jäisten vesien tutkimiseen pienen, noin kahden limsatölkin kokoisen sukellusveneen.

Uppsalan yliopiston mikrosysteemitekniikan osasto kehittää jo nyt kyseisiä sukellusveneitä. ”Näkymä tulevasta pehmeästä laskeutumisesta Europan pinnalle on houkutteleva”, NASA kirjoittaa artikkelin tiivistelmässä, ”sillä se loisi tieteellisiä mahdollisuuksia, joita ei saavutettaisi ohilennolla tai kiertoradalla tapahtuvalla kaukokartoituksella ja joilla olisi välitöntä merkitystä Europan mahdollisen asuinkelpoisuuden kannalta.”

NASA ei ole vielä virallisesti ilmoittanut operaatiosta; siihen voi kulua vuosikymmen, ennen kuin näin tapahtuu. Sillä välin tarkastellaan joitakin teknologioita, joita kehitetään nyt avuksi avaruustutkimukseen.

5 asiaa, joita tarvitsemme avaruustutkimukseen

Avaruusalukset, jotka on varustettu aurinkopurjeilla

Avaruusalusten saaminen pois maan ilmakehästä rakettien avulla on yksi asia, mutta niiden kuljettaminen avaruuteen tutkimuksia varten on toinen asia. Avaruusalukset tarvitsevat aurinkopurjeet, jotka pystyvät heijastamaan fotoneja (pieniä, erittäin energeettisiä hiukkasia) liikuttaakseen niitä eteenpäin, samaan tapaan kuin tuuli liikuttaa laivoja eteenpäin.

Tämä saattaa kuulostaa joltain, jota näkee vain scifi-elokuvissa, mutta italialainen yritys Grado Zero Espace on jo keksinyt idean älykkäästä materiaalista, jota käytetään näiden aurinkopurjeiden nostamiseen. Materiaalia kutsutaan nimellä nemaattinen elastomeeri-nanokomposiitti; se mahdollistaa uudenlaisen, sähkömekaanisesti toimivan kalvon puhallettavien rakenteiden tai purjeiden kääntyvää käyttöönottoa varten.

Supernopea optinen tiedonsiirto

Yksi avaruustutkimuksen ongelmista on pystyä kommunikoimaan Maasta käsin sen tiimin kanssa, joka itse asiassa tekee tutkimusretkiä. Kaikki eivät ymmärrä, kuinka laaja avaruus on ja että yhteydenpito Maasta avaruusalukseen kestää kauemmin. Se ei ole yhtä nopeaa kuin vaikkapa tekstiviestin lähettäminen jollekin maan tai maapallon toiselle puolelle.

NASA työskentelee nyt projektin nimeltä Laser Communications Relay Demonstration parissa. Siinä käytetään lasersäteitä tiedonsiirtoon avaruusalusten ja maapallon asemien välillä 10-100-kertaisella nopeudella nykyiseen verrattuna. Tällä hetkellä valokuvan lähettäminen Marsista Maahan kestää noin 90 minuuttia. Jos tämä NASAn hanke osoittautuu toteuttamiskelpoiseksi, valokuvia voidaan lähettää vain viidessä minuutissa.

Älykkäät robotit

Curiosity-mönkijä on varsin hämmästyttävä, mutta se ei ole itsenäinen kone. Se tarvitsee edelleen ihmisen panosta suorittaakseen toimia, kuten tutkiakseen Marsin laajoja maita. Tarvitsemme robotteja, jotka pystyvät itse päättämään, onko jokin alue tutkimisen arvoinen ja mitkä tiedot ovat tärkeitä.

Meillä on nyt robotteja, jotka voidaan sijoittaa rakennuksiin tai kouluihin ja jotka pystyvät tunnistamaan, aiheuttaako henkilö uhkaa. Avaruusryhmä tarvitsee robotin, joka pystyy tunnistamaan, kannattaako kivi poimia testattavaksi, kannattaako kuoppa tutkia tai pitäisikö sen mennä luolaan tutkimaan.

Suspensio-animaatio pitkillä matkoilla

Sci-fi -elokuvissa kuvataan avaruusmatkailijoita, jotka vaipuvat syvään uneen ja heräävät vasta sitten, kun he ovat jo lähellä määränpäätään tai jo perillä. Syynä tähän on se, että matka avaruudessa määränpäähän kestää vuosia, ja on melko vaikea kuvitella, miten astronautit viettävät aikaansa odottamalla määränpäähän pääsyä. Vaikka avaruustutkimus on jännittävä konsepti, matkustaminen voi mahdollisesti tylsistyttää tai tehdä hulluksi, jos ei ole mitään aluksen huoltoa, joka vie aikaa.

Tämä herääminen vasta määränpäähän saavuttuaan voi olla jotain, mitä tulemme toistaiseksi näkemään vain Hollywood-elokuvissa. Vuonna 2006 Bostonissa sijaitsevan Massachusetts General Hospitalin tutkijat käyttivät kuitenkin rikkivetyä hiirten aineenvaihdunnan ja sydän- ja verisuonijärjestelmän hidastamiseen. Sen jälkeen he palauttivat lepotilan onnistuneesti alentamatta koehenkilöiden ruumiinlämpöä. Tämä koe osoittaa, että lepotila ihmisillä voi tulevaisuudessa olla mahdollinen.

Atomikäyttöiset kellot syvän avaruuden navigointiin

Ei voi tietää, mitä avaruudessa kohdataan. Voit törmätä kivenkiveä pienempiin tai auton kokoisiin roskiin. Ja kun otetaan huomioon avaruusaluksen matkanopeus yhdistettynä roskien liikkeeseen, osuminen avaruudessa on paljon erilaista kuin ötököiden iskeytyminen tuulilasiin automatkalla. Se voi hyvinkin osoittautua katastrofaaliseksi. Ja ongelmana tässä tilanteessa on se, että avaruusalukset on varustettu navigointikelloilla, jotka ovat tarkkoja vain jonkin verran.

Tämän ongelman ratkaisemiseksi NASA suunnittelee laukaisevansa vuonna 2015 avaruusaluksen, joka on varustettu Deep Space Atomic Clockilla. Se on miniversio erittäin tarkasta, elohopea-ioni-atomikellosta, joka on 100 kertaa vakaampi kuin nykyiset navigointikellot. Tämä tarkoittaa, että kello on tarkkuudeltaan sekunnin miljardisosan tarkkuudella 10 päivän aikana, mikä antaa astronauteille mahdollisuuden mitata taajuuksia (joita käytetään etäisyyksien laskemiseen) paljon suuremmalla tarkkuudella. Näin heidät voidaan viime kädessä ohjata pois mahdollisesti katastrofaalisilta törmäyksiltä.

Lähteet: Lähteet: Science Discovery, Space.com