Ihmiskunta on siirtymässä avaruudessa käymisen aikakaudesta Kuussa ja Marsissa elämisen aikakauteen. Näin uskovat Kajima-rakennusyhtiö ja Kioton yliopisto, jotka haluavat tutkimusprojektissaan ratkaista avaruudessa asumisen haasteet. Japanilainen tutkimusryhmä aikoo asentaa Kuuhun asuttavan rakennelman prototyypin vuoteen 2050 mennessä.
Pitkäaikaisen avaruusasumisen isona ongelmana on painovoima. Kuun painovoima on vain kuudesosa ja Marsin painovoima noin kolmasosa Maan painovoimasta. Tutkimusprojektissa pyritään ratkaisemaan ongelma kehittämällä Kuuhun ja Marsiin Maan painovoiman kaltainen keinotekoinen painovoima.
Kioton yliopiston ihmisiä koskevien avaruustieteiden keskuksen johtajan Yosuke Yamashikin mukaan kansainvälisillä avaruusasemilla pitkään olleista astronauteista on huomattu, että painovoimattomuuden vaikutukset näkyvät kehossa jo puolessa vuodessa: lihasmassaa katoaa ja luusto heikkenee. Seurauksina on ollut myös anemiaa, silmäongelmia sekä immuunijärjestelmän muutoksia.
– Vaikutukset eivät näy vain lihaksissa vaan myös kudoksissa, eikä palautuminen tästä tapahdu helposti pelkällä liikunnalla, kertoo Yamashiki.
Tutkijat pyrkivät nyt vähentämään vaihtelevien painovoimien aiheuttamia haittoja valtavan kokoisella, kartiota muistuttavalla pyörivällä rakennelmalla, jonka sisään kaikki ihmiselämä Kuussa rakentuisi. Keskipakoisvoima yhdessä Kuun pintaa kohti osoittavan painovoiman kanssa saisi aikaan kokonaisvoiman, joka kohdistuisi kohtisuoraan kartiomaista pintaa vastaan. Pyörivä vesi puolestaan heikentäisi kartiossa olevan liikkeen aikaansaamaa kartion huojuntaa.
Löytyykö Kuusta rakennusmateriaaleja?
Yosuke Yamashikin mukaan avaruusteknologian kohderyhmää ovat tavalliset ihmiset, joita kiinnostaa muutto avaruuteen.
– Iso kysymys avaruuden saavutettavuuden kannalta on se, voimmeko löytää materiaalia rakentamiseen Kuun pinnalta tai Marsin pinnalta, sillä muuten joudumme tuomaan kaiken rakennusmateriaalin Maasta. Tämä tarkoittaisi valtavia kustannuksia, sanoo Yamashiki.
Jos Kuuhun vietävä valtava rakennelma pitäisi rakentaa Maassa, siinä olisi täällä kaksinkertainen painovoima – siis sekä keinotekoinen että Maan painovoima. Keinotekoisen painovoiman ylläpitämiseksi tarvittaisiin jatkuvaa pyörivää liikettä.
Rakennelman sisällä olevat ihmiset pitää myös suojata avaruussäteilyltä, rakenteen pyörimiskitka pitää saada minimoitua ja hätätilanteisiin tulee valmistautua. Ilman kunnollista hätäjärjestelmää Kuun pinnalla ihmiset saattavat pudota rakennuksessa systeemien pettäessä, kertoo Yamashiki.
– Maan pinnalla ilmakehä suojelee avaruussäteilyltä tehokkaasti, mutta Kuun pinnalla pitää miettiä vaikutusta. Kuun ja Marsin pinnalla on vahvaa avaruussäteilyä. Kosminen säteily hyökkäisi avaruudesta rakennelmaa vastaan.
Luonnon kaltainen ympäristö uudelle planeetalle
Kuun tai Marsin pinnalla ei ole ilmakehää tai vettä, joten elämiseen tarvittavan biologisen järjestelmän täytyisi olla suljettuna rakennelman sisälle. Uudella planeetalla asuminen vaatisi myös luonnon kaltaisen ympäristön rakentamista ihmisille. Tutkimusprojektissa tavoitteena onkin rakentaa Maan kaltainen biologinen järjestelmä keinotekoisen painovoiman alaisuuteen.
Tutkijoiden mukaan suunniteltu rakennelma sisältäisi niin sanotun ydinbiomikompleksin, jossa olisi riittävä määrä ilmaa, energiaa, ruokaa, kasvillisuutta, maaperää ja makeaa vettä ja valtameren kaltainen vesistö.
Kuussa tai Marsissa ihmiset eläisivät siis täysin tässä suljetussa, Maan kaltaisessa ympäristössä. Pitkällä aikavälillä tutkijat pyrkivät kehittämään myös liikennejärjestelmän, joka yhdistäisi Maan, Kuun ja Marsin.
Avaruus on arkipäiväistynyt
Kylmän sodan aikana viime vuosisadalla avaruuskilpailua kävivät suurvallat Yhdysvallat ja Neuvostoliitto. Nyt avaruuteen mieliviä yksityisiä ja valtiollisia toimijoita tulee koko ajan lisää.
Syyskuun alkupuolella Japani laukaisi kuulaskeutujaa kuljettavan raketin kohti Kuuta. Japani on aiemmin kahteen otteeseen epäonnistunut yrityksessään saada laskeutuja Kuun pinnalle, mutta nyt matkalla olevan laskeutujan toivotaan koskettavan Kuun pintaa ensi vuoden alussa. Tähän asti vain Yhdysvallat, Neuvostoliitto, Kiina ja tuoreimpana Intia ovat laskeutuneet onnistuneesti Kuuhun.
Esimerkiksi satelliitit tarjoavat elintärkeitä palveluita yhteiskunnalle. Jos rahaa on, kuka tahansa voi ostaa lipun turisteille tarkoitetulle avaruuslennolle. Avaruus on siis arkipäiväistynyt.
Tästä huolimatta avaruudessa käyneiden ihmisten joukko on pysynyt vielä pienenä. Kautta aikojen tämä joukko koostuu alle 700 ihmisestä.
Venäläinen kosmonautti Valeri Poljakov on pisimpään avaruudessa yhtäjaksoisesti oleskellut ihminen. Hän oli avaruusasema Mirillä 437 päivää vuosina 1994–1995.
Pisimmän kokonaisoloajan kansainvälisellä avaruusasemalla on viettänyt toinen kosmonautti Gennadi Padalka, joka käynneillään viipyi avaruudessa yhteensä 879 vuorokautta.
Aalto-yliopiston avaruustieteen ja -tekniikan professorin Esa Kallion mukaan kaupallisten, miehitettyjen avaruuslentojen määrä on viime vuosina kasvanut nopeasti.
– SpaceX on kehittänyt Dragon-alustaan yhä paremmaksi, ja useat varteenotettavat yritykset kehittävät jo kaupallisia avaruusasemia, muiden muassa Axiom Space, Voyager Space ja Bigelow Aerospace. Jos tämä trendi jatkuu, ihmisiä alkaa pian oleskella avaruudessa jo huomattavasti enemmän ja osa varmasti myös pidemmän aikaa. Ehkä jo kymmenen vuoden päästä avaruudessa on useita kaupallisia avaruusasemia.
Uhka maapallon luonnonvarojen ehtymisestä on lisännyt valtioiden kiinnostusta mahdollisuuksiin hyödyntää avaruuden luonnonvaroja. Professori Kallion mukaan avaruusteknologia kuluttaa luonnonvaroja, mutta tarjoaa samalla uusia mahdollisuuksia kestävälle kehitykselle ja maapallon resurssien tehokkaammalle käytölle.
– Avaruudesta kerätään tärkeää tietoa ympäristön fysikaalisesta tilasta ja ihmisen toiminnan vaikutuksista, mitä voidaan käyttää maapallon resurssien hyödyllisempään käyttöön. Avaruuteen kehitettyä teknologiaa onkin jo kauan hyödynnetty Maan päällä kestävän kehityksen hankkeissa, esimerkkinä tietokoneet ja eristemateriaalit.
Hanna-Marilla Zidan
