Future Female -verkostomme teki tähtitieteellisen paluun 24. marraskuuta. Reaktorin kanssa pitämämme illan aiheena oli avaruusteknologia. Aihe on iso, mutta suomalaisille nyt erittäin ajankohtainen piensatelliittien takia. HS kirjoitti mielenkiintoisen artikkelin, jossa todettiin kuinka piensatelliitti-innostus luo myös kaupallista toimintaa. Kun yritysten ja tutkimuslaitosten omat satelliitit yleistyvät, tarvitaan palveluja. Illan kiertoradalle meidät lennätti mukaansatempaavilla puheenvuoroillaan Juha-Matti Liukkonen (Johtaja, avaruus- ja robotiikkaliiketoiminta, Reaktor) sekä Jaan Praks (Apulaisprofessori, Aalto-1 ja Aalto-2 satelliittiprojektien vetäjä, Radiotieteen ja -tekniikan laitos, Aalto-yliopisto). Kerron nyt yhdistetysti molempien esityksistä asiat, jotka minuun kolahtivat eniten.

Nykyjärjestelmien valossa kuulostaa utopialta että koneet voi kadota.

Avaruustekniikka on yhtä nuori asia kuin Suomen itsenäisyys. Satelliitit ovat ehtineet olla jo kuitenkin erinomainen apu globaalin tilanteen ja sen muutoksien tunnistamiseen. Oli kyse sitten kaupungistumisen tai sääilmiöiden seuraamisesta. Vaikka kaupungeissa on paljon maanpäällistä infrastuktuuria ja valvontaa niin merialueet ja asuttamattomat alueet ovat olleet pimennossa. Isot satelliitit eivät nimittäin pysty selvittämään mihin lentokone katoaa tai mikä nopeasti avuksi jos kaikki muu infrastruktuuri pettää? Maapallon laajuista nopeaa informaatiota ei ole siis ollut, esimerkiksi hallitsemattoman maastopalon aikaan. Se olisi kuitenkin teknologisesti mahdollista. Piensatelliiteilla pystytään kustannustehokkaammin ja nopeammin selvittämään katastrofin tila, kun taas isompien satelliittien informaatio tulee pidemmällä viiveellä. Tässä on nähty nyt murroskohta ja suuri mahdollisuus.

Kuka omistaa avaruuden?

Mitä säädöksiä on olemassa ja keneltä pitää pyytää lupa jos haluaa lähettää satelliitin? Varsinaista lainsäädäntöä ei ole, eikä sen seurauksena myöskään lakien valvontaa. Mitään avaruusliikennepoliisia ei siis ole. Avaruus kuuluu kaikille. Ulkoavaruuden sopimus vuodelta 1967 on kuitenkin olemassa olevaa säädöstä. NASA ja ESA seuraavat avaruudessa lentäviä objekteja, ja YK:n Convention on Registration of Objects Launched into Outer Space määrittelee tietyt rekisteröintikäytännöt avaruuteen laukaistaville laitteille. Lisäksi ITU:n lupakäytännöt rajaavat laukaisumahdollisuudet vain laitteille, jotka ovat saaneet asianmukaiset radiotaajuusluvat.

Satelliitit ovat avaruuden IOT.

Isot satelliitit, joita ajatellaan yleisesti kun sateelliitti-sana mainitaan, maksavat yli 100 miljoonaa dollaria ja sellaisen rakennus kestää yli 10 vuotta. Nämä eivät myöskään ole omiaan jos tarvitaan livekuvaa, vaan data on yleensä noin pari viikkoa vanhaa. Nano- ja mikrosatelliitit sen sijaan ovat ketterämpiä, ja halvempia. Vajaan vuoden rakennusaika ja miljoonan dollarin investointi ei ole enää niin iso panostus, varsinkin kun sen jakaa kuukausittaiseksi summaksi. Piensateelliitin elinkaarikustannuksen ROI on aika houkutteleva jos saadaan hyödyllistä dataa. Puolen miljoonan euron summan kun jakaa 36:lle elinkaaren kuukaudelle on kustannus 14 000 €/kk. Huomionarvoista on myös tässä oletettu OPEX 0, eli käytönaikaisia kustannuksia ei käytännössä ole, koska on rakennettu täysin automatisoitu maa-asema- ja ohjausratkaisu. Jos tarvitset tietyltä alueelta informaatiota, lähetätkö tutkimusmatkalle partion metsään, veneen merelle vai helikopterin, jonka vuokraus maksaa 1000 €/tunti? Piensatelliittiin verrattuna nuo kaikki vaihtoehdot ovat kalliimpia kuukausikustannukseltaan. Tarkkuus on sitä luokkaa että voidaan nähdä ajaako kadulla auto vai bussi, mutta ei sitä minkä merkkinen se on. Valmis piensatelliitti on GO-käskyn jälkeen minuuteissa yläilmoissa. Tällä hetkellä kuitenkin matka suunnitelmasta kantorakettiin (ja radiotaajuuslupien hankkiminen) kestää 6-10 kuukautta, ja laukaisun odottelu 2-6 kuukautta.

Miten kustannus saadaan niin pieneksi verrattuna isompaan satelliittiin?

Pääelementti kustannuksissa on paino, joten pienempi on halvempi. Ei pidä ylläpitää “yli engineerausta” vaan tavoitteena on saada mahdollisimman simppeli satelliitti, jotta ongelmien määrä on minimi. Näissä käytetään jopa 5-10 vuotta sitten autoteollisuudesta tuttuja komponentteja, koska ovat luotettavia ja tuttuja. Edullisuudessa on toki riskitkin. Avaruussäätä on nimittäin vaikea ennustaa, mutta säteilysuoja maksaisi liikaa. Avaruushiukkaset näin ollen aiheuttavat ongelmia kun gammasäteitä pääsee läpi ja bit flippejä ilmaantuu.

Olemme riippuvaisia kommunikaatiosta ja yhteyksistä, mutta puolet maapallon ihmisistä ovat yhteyksien ulottumattomissa.

Satelliiteilla yhteyksien saaminen koko maapallolle on mahdollista. OneWeb vie tätä asiaa tällä hetkellä eteenpäin ja lupaa tuotantotahdiksi jopa 15 satelliittia viikossa. Tuhatkunta satelliittia kiertää nyt maapallon kiertoradalla, mutta siellä kiertää myös paljon romua. Piensatelliiteista sen sijaan sitä ei tule, sillä ne putoavat itsestään muutamien vuosien jälkeen ilmakehään ja palavat poroksi. Ensimmäisessä suomalaisessa satelliitissa testataan vielä lisäksi käsijarrua, joka antaisi mahdollisuuden tehdä putoaminen hallituksi. Tiedonsiirron satelliitit palvelevat jo miljoonia. Nykyään ei tarvitse kuitenkaan enää jakaa informaatiota vaan yritykset voivat tehdä oman piensatelliitin. CubeSat standardoitu rakenne mahdollistaa kohtuuhintaisia laukaisuja ympäri vuoden. Ensimmäiset suomalaiset piensatelliititkin laukaistaan näillä näkymin vuoden 2017 alussa (Aalto 1 & 2) ja huhtikuussa (Reaktor Hello World).

Koska matkustamme lomalle Marssiin?

Richard Branson aloitti vuonna 2010 markkinoimaan vuonna 2011 aloitettavia yleisölle suunnattuja, 110 kilometrin korkeuteen yltäviä, lyhytkestoisia avaruusmatkoja 200 000 dollarin hintaan. Avaruusturismi on jo vuosia ollutkin mahdollista, mutta suurille ihmismassoille sitä povataan Elon Muskin toimesta jo Marssiinkin. Hän on aikeissa kolonisoida Mars, jonka suuressa roolissa sähköautotkin ovat. Sen tiedämme jo että kaikkien tähtien ympärillä on planeettoja (exoplanets). Mutta kuka tietää olemmeko tulevaisuudessa vain maapallolla eläjien sijasta tähtien välillä elävä laji (interstellar species).

Miksi suomalaisten kannattaisi mennä kuuhun?

Lopuksi yleisöstä kuului kysymys: “Kuussa on käyty viimeksi 70-luvulla, kannattaako sinne mennä enää, vai onko kuu jo nähty?” Juha-Matti Liukkonen kertoi nerokkaan liikeidean miksi Suomi voisi sinne mennä. Kannattaisi perustaa ABC kuuhun koska vajaalla ja kevyemmällä tankilla laukaisu on edullisempaa. Elon Muskin Mars-visiossakin raketit tankataan vasta kiertoradalla. Euroopan avaruusjärjestö ja Venäjä ovat myös molemmat katsomassa kuuta aikeissa rakentaa sinne tarvittavaa infrastruktuuria, ensin robotteja ja sitten ihmisiä varten. Erityisen kiinnostavana pidetään etelänavan kraateria, missä on vettä jään muodossa. Tästä vedestä saadaan jalostettua raketteihin polttoainetta.
********************************************
Illan tunnelmaan pääset vielä katsomalla alla olevan fiilisvideon, jonka on tehnyt Satu Apukka.
Advertisements