Kansainvälisen avaruusaseman jokaista osaa ja kaikkia asemalla kävijöitä käytetään tutkimukseen. Avaruuselämän vaikutus selviää perin juurin, mutta hyötyjä on luvassa myös Maan pinnalle.

TEKSTI:Leena Tähtinen


Sisältö jatkuu mainoksen alla

Kansainvälisen avaruusaseman jokaista osaa ja kaikkia
asemalla kävijöitä käytetään tutkimukseen. Avaruuselämän
vaikutus selviää perin juurin, mutta hyötyjä on luvassa myös Maan pinnalle.

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Julkaistu Tiede-lehdessä

1/2001

Torstaina 2. 11. 2000 William Shepherd, Sergei Krikalev ja Juri Gidzenko sytyttivät kansainvälisen avaruusaseman valot, virittivät hälytysjärjestelmät ja varmistivat wc:n toimivan. Kaksi päivää ahtaassa Sojuz-kapselissa oli ohi, ja ensimmäinen pitkäaikainen miehistö ryhtyi kotiutumaan Zvezda-huoltoyksikköön.

Sukkulalla tulleiden ja menneiden rakentajien roskatkin oli ehditty siivota. Automaattinen huoltoalus Progress oli lähtenyt samalta telakoitumisportilta edellisenä päivänä jätteet mukanaan.

Ensimmäinen miehistö aloittaa teknisillä ja biologisilla kokeilla. Sillä on kuitenkin kädet täynnä muutakin työtä, kuten osien asennuksia.

Täysitehoisesti ei siis vielä tutkita, mutta onhan aseman rakentaminenkin vasta aluillaan.





Neuvostoliittolaiset aloittivat

1971 valmistui Neuvostoliiton Saljut 1. Ensimmäisen suku-polven avaruusasemat toimivat sekä miehitettyinä että miehittämättöminä tutkimusaluksina. Osalla oli myös sotilaallisia päämääriä. Asemissa oli vain yksi telakoitumis-portti. Saljut 1:n ainoa miehistö vietti asemalla 23 päivää ja menehtyi paluumatkalla, kun kuljetuskapselin paineistus petti.

1972-1973 laukaistiin avaruuteen kaksi neuvostoliittolaista asemaa (Saljut 2 ja Kosmos 557). Kumpikin operaatio epäonnistui.

1973-1974 Maata kiersi ainoana yhdysvaltalainen avaruusasema Skylab. Asemalla vieraili kolme miehistöä, jotka viettivät siellä 28, 56 ja 84 päivää.

1974-1977 neuvostoliittolaiset tekivät useita matkoja Saljut-asemille 3, 4 ja 5.

1977-1982 neuvostoliittolaiset käyttivät jo toisen suku-polven avaruusasemaa Saljut 6:ta. Uuden tekniikan lisäksi siinä oli kaksi telakoitumisporttia, jotka mahdollistivat lisätarvikkeiden kuljetuksen miehistölle. Avaruudessa oleiltiin entistä pidempään. Neljän vuoden toiminnan aikana asemalla vieraili yli 30 ihmistä, jotka työskentelivät avaruudessa yhteensä noin 700 vuorokautta. He opettelivat muun muassa käyttämään automaattista telakoitumisjärjestelmää.

1982-1991 neuvostoliittolaiset harjoittelivat moduuli-rakentamista Saljut 7:ssä. Asemalla työskenteli kymmenen miehistöä.

1986-2000 Neuvostoliitto ja Venäjä pitivät kolmannen sukupolven Mir-aseman lähes jatkuvasti miehitettynä. Kun Mir helmikuussa 2001 ohjataan tuhoutumaan Maan ilmakehässä, siitä tulee yhdeksäs radaltaan pudonnut avaruusasema. (Kosmos ei edes päässyt radalle.) Yhtäjaksoisen avaruudessaolon ennätykseksi jäi 438 päivää.

1998 alettiin rakentaa kansainvälistä avaruusasemaa ISS:ää. Marraskuussa 2000 sinne matkasi ensimmäinen pysyvä miehistö. "Kansainvälinen" tarkoittaa Yhdysvaltoja, Japania, Kanadaa, Venäjää ja Eurooppaa sekä kymmenkuntaa muuta maata.

(Lähteet: Space Almanack, toim. Anthony Curtis, Gulf Publishing Company 1992, sekä Nasan tiedotteet)

Kaikkien aikojen avaruuslaboratorio

Kansainvälinen avaruusasema eli ISS valmistuu kokonaan noin vuonna 2006, ja sen oletetaan toimivan vähintään vuosikymmenen valmistumisensa jälkeen. Tämä tietää laskelmien mukaan lähes 70:tä astronauttityövuotta.

ISS:stä tulee kaikkien aikojen avaruuslaboratorio. Sen kuusi osastoa täyttävät aurinkopaneeleineen suunnilleen jalkapallokentän kokoisen alueen. Paineistettu tilavuus on neljä kertaa suurempi kuin Mir-aseman, ja sähköä on käytettävissä 60 kertaa enemmän kuin siellä. ISS:n ulkopuolelle on määrä kiinnittää erilaisia mittareita, jotka tutkivat lähiavaruutta ja maapalloa.

Sijainnin lisäksi avaruuslaboratorion valttina on mahdollisuus pitkiin kokeisiin painottomuudessa.

"Odotettavissa on runsaasti tutkimustuloksia, jotka parantavat elämisen laatua niin Maassa kuin avaruudessa", Nasa mainostaa.

Eläimillä ja kasveilla pulmia

Painottomuus kiinnostaa muun muassa biologeja, jotka haluavat tietää, miten vetovoima on vaikuttanut elämän kehittymiseen maapallolla. Biologisten perusmolekyylien lisäksi tutkitaan eläimiä nilviäisistä ihmisiin ja myös kasveja.

Jo nyt tiedetään esimerkiksi, että osa painottomuudessa syntyneistä kalanpoikasista ui kieppuen. Vika on näköaistissa. Painovoimaa ilmeisesti tarvitaan myös sammakon ja rotan sikiönkehityksen aikana, jotta aikuiset eläimet hallitsisivat tasapainonsa. Näiden havaintojen tarkempaan ymmärtämiseen tarvitaan pitkiä kokeita.

Sama pätee kasvien käyttäytymisen selvittämiseen. Painottomuudessa jopa kastelu tuottaa ongelmia. Kostean näköisen juuriston ympärille saattaa nimittäin muodostua kuivia taskuja, jotka estävät vedensaantia. Vetovoiman puute saa sitä paitsi kasvissa vettä kuljettavan kapillaari-ilmiön niin rajuksi, että nesteestä muodostuu kasvin hapenottoa häiritseviä ohuita kalvoja. Samasta ilmiöstä kärsivät painottomuudessa idätettävät siemenet.

Asemaan aiotaan liittää myös japanilaisten rakentama sentrifugilaboratorio, jonka pyörimisnopeutta säätämällä matkitaan vaikkapa Maan, Marsin tai Kuun vetovoimaa. Näin saadaan painottomuudessa tehdyille kasvi- ja eläinkokeille vertailukohta.

- Jotta ymmärtäisimme, miten painovoiman puute vaikuttaa biologisiin järjestelmiin, tarvitsemme oikeat laitteet, aikaa, tilaa ja paikalla olevan tutkijan, julistaa kanadalainen tutkija Richard Wassersug Naturessa. ISS on juuri sellainen paikka.






Asema valmis vuonna 2006

Kansainvälisen avaruusaseman ensimmäinen osa Zarja laukaistiin avaruuteen 20. 10. 1998. Nimi tarkoittaa venä-jäksi auringonnousua. Zarja on itsenäinen alus raketti-moottoreineen.

4. 12. 1998 Zarjaan liitettiin Unity-yksikkö, jonka kuuteen telakoitumispaikkaan asema laajenee. Myöhemmin Unitystä tulee asuin- ja työskentelytilojen välinen aula. Unityssä on yli 50 000 mekaanista osaa, 216 putkireittiä kaasuille ja nesteille ja 121 sähkökaapelia.

Heinäkuussa 2000 Zarjan ja Unityn muodostamaan asemaan telakoitiin Zvezda-huoltomoduuli, joka muistuttaa suuresti Mir-aseman runkoyksikköä. Se on ensimmäinen täysin venäläinen osa asemaa. Zvezda eli "tähti" toimii aluksi miehistön asuinosastona.

Syyskuun alussa asemalle lennätettiin 2 993 kiloa varusteita. Viisihenkinen sukkulamiehistö kytki Zvezda-moduulin kaapelit muuhun asemaan. Samalla matkalla asennettiin myös wc.

2. 11. 2000 ensimmäinen pitkäaikaismiehistö - amerik-kalainen kapteeni ja kaksi venäläistä kosmonauttia - asettui taloksi Zvezda-moduuliin. Sojuz-alus, jolla miehistö saapui, jää pysyvästi asemalle pelastautumiskulku-neuvoksi.

18. 1. 2001 on tarkoitus laukaista matkaan yhdysvaltalai-nen Destiny-laboratoriomoduuli. Vuoden 2001 aikana asemalla aiotaan käydä kaikkiaan seitsemän kertaa.

Asema valmistunee vuoteen 2006 mennessä ja tullee maksamaan kokonaisuudessaan noin 300 miljardia mark-kaa.


Ihmisen luut ja lihakset heikkenevät

Ihmisen sopeutuminen kiinnostaa tutkijoita erityisesti, sillä tulevaisuuden avaruusprojektit vaativat yhä pidempiä työrupeamia painottomuudessa. Esimerkiksi edestakainen Marsin-matka kestää pari vuotta.

Painottomuuden on havaittu heikentävän astronauttien luita ja lihaksia. Monia muitakin vaikutuksia on kirjattu. Nyt tutkijat pähkäilevät muun muassa, jättääkö avaruudessa tapahtuva lihaskato hermojärjestelmään sellaisen jäljen, ettei lihas normaalioloissakaan palaudu täysin ennalleen. Entä heikentääkö painottomuus immuunijärjestelmää? Tai miten sydän, verisuonisto, keuhkot ja tasapainojärjestelmä reagoivat?

Miehistön fyysistä tilaa mitataankin säännöllisesti. Henkistäkään puolta ei unohdeta, sillä avaruusasemien ja pitkälle lentävien alusten ahtaudessa on pysyttävä toimintakykyisenä. Kaveria on siedettävä.

Uusia seoksia ja kestävämpiä aineita

Myös materiaaleja ja palamista tutkitaan. Kun painovoima puuttuu, aineista paljastuu runsaasti ominaisuuksia, jotka tämä luonnonvoima yleensä peittää alleen.

Painovoiman väheneminen pienentää esimerkiksi konvektiota, joka on kiehuvasta vesikattilasta tuttu ilmiö: pintavesi lämpenee, kun keittolevyn kuumentama pohjavesi kohoaa ylöspäin. Avaruudessa ei käy näin. Konvektion puute saa muun muassa materiaalit seostumaan keskenään herkemmin. Siksi asemalla pystytään tutkimaan uusia seoksia.

Rakenteiden ja materiaalien tutkimuksessa hyödynnetään myös aseman ulkopuolista avaruutta. Selvitetään esimerkiksi, miten säteily ja avaruusromun törmäykset vaikuttavat aineiden kestävyyteen. Näin voidaan suunnitella aluksia ja avaruuspukuja, jotka kestävät suurienergiaisten hiukkasten pommitusta.

Lääkkeitä, mikrosiruja ja sääennusteita




Suomalaiset osallistuvat

Suomalaiset osallistuvat Euroopan avaruus-järjestön ESA:n kautta kansainvälisen ava-ruusaseman rakentamiseen ja toimintaan.

Patria Finavitec rakentaa Juha Kuitusen johdolla ESA:n tilaaman "avaruusromun kerääjän". Sen avulla selvitetään asemaan osuvien pienten avaruusromun palojen ja mikrometeorien massaa, suuntaa ja nopeutta.

Suomesta viedään avaruusasemalla myös antimaterian mittauslaite, jota Turun yli-opiston fyysikot rakentavat professori Jorma Torstin johdolla. Tämäkin laite kiinnitetään aseman ulkopinnalle.


 


Entä maanpäällinen hyöty? Kaikki edellä esitetty liittyy elämään Maan ulkopuolella.

Wassersug muistuttaa kuitenkin, että astronautteja vaivaavat luu- ja lihaskato ovat myös yleisiä vanhenevien ihmisten ongelmia. Avaruusasema voi siis auttaa kehittämään lääkkeitä ja hoitoja ikääntyville Maan asukkaille.

Materiaalitutkimusten sovelluksina odotetaan puolestaan esimerkiksi entistä tehokkaampia tietokonesiruja ja kevyitä mutta vahvoja aineita, jotka kävisivät vaikkapa tekojäseniin.

Sitä paitsi itse maapallon tutkimisessa ISS on todella aitiopaikalla. 384 kilometrin korkeudessa lentävältä asemalta näkyy 75 % planeettamme pinta-alasta ja 95 % asutusta alueesta.

Ylhäältä saatu kokonaiskuva auttaa ymmärtämään muun muassa jokien ja järvien tilaa, luonnonvarojen käyttöä ja ilmakehän tapahtumia. Tutkijoiden mielessä kangastelevat jopa vuoden sääennusteet.

Leena Tähtinen on tähtitieteen dosentti, vapaa tiedetoimittaja ja Tiede-lehden vakituinen avustaja.

Sisältö jatkuu mainoksen alla