Virgin Galacticin SpaceShip-koneeseen mahtuu kuusi matkustajaa.
Virgin Galacticin SpaceShip-koneeseen mahtuu kuusi matkustajaa.
XCor-yhtiön Lynxiin  mahtuu vain yksi kyytiläinen pilotin lisäksi.
XCor-yhtiön Lynxiin mahtuu vain yksi kyytiläinen pilotin lisäksi.
Eurooppalainen ilmailujätti Eads on perustanut avaruuslentomarkkinoita valtaamaan Astrium-yhtiön, jonka kone muistuttaa pientä liikelentokonetta.
Eurooppalainen ilmailujätti Eads on perustanut avaruuslentomarkkinoita valtaamaan Astrium-yhtiön, jonka kone muistuttaa pientä liikelentokonetta.
Virgin Galacticin avarsuuslentoasema Yhdysvaltain New Mexicossa on kuin tähtilaiva itsekin.
Virgin Galacticin avarsuuslentoasema Yhdysvaltain New Mexicossa on kuin tähtilaiva itsekin.
Lento avaruuteen ja takaisin kestää Virgin Galacticin kyydissä  2,5 tuntia. Ensin kantoalus lennättää SpaceShipin 15 kilometrin korkeuteen. SpaceShip pudottutuu lentoon ja sytyttää rakettimoottorinsa minuutin ajaksi. Sitten kone jatkaa vapaassa heittoliikkeessä 110-140 kilometrin korkeuteen. Sieltä alkaa vapaa pudotus. Matkustajat nauttivat painottomuudesta kuuden minuutin ajan. Kun kone palaa ilmakehään, matkustajiin kohdistuu seitsemän g:n kiihtyvyys.
Lento avaruuteen ja takaisin kestää Virgin Galacticin kyydissä 2,5 tuntia. Ensin kantoalus lennättää SpaceShipin 15 kilometrin korkeuteen. SpaceShip pudottutuu lentoon ja sytyttää rakettimoottorinsa minuutin ajaksi. Sitten kone jatkaa vapaassa heittoliikkeessä 110-140 kilometrin korkeuteen. Sieltä alkaa vapaa pudotus. Matkustajat nauttivat painottomuudesta kuuden minuutin ajan. Kun kone palaa ilmakehään, matkustajiin kohdistuu seitsemän g:n kiihtyvyys.

Ensimmäiset todelliset avaruusturistit pääsevät elämänsä matkalle 2014.

Avaruus on itse asiassa yllättävän lähellä. Ajattele pikajunaa, joka lähtee Helsingistä Seinäjoelle kello 14.06 ja saapuu Hämeenlinnaan noin sadan kilometrin ajon jälkeen kello 15.09. Jos juna tekisi matkaa kohti taivasta, se olisi tuolloin jo avaruudessa tai ainakin sen alarajalla.

Yleisesti hyväksytyn määritelmän mukaan avaruudesta voidaan puhua noin sadan kilometrin korkeudesta lähtien, sillä sinne noustuaan lentolaite alkaa noudattaa enemmän kiertoratafysiikan kuin aerodynamiikan lakeja.

Todellisuudessa ilmakehän ja avaruuden välillä ei ole mitään tarkkaa rajaa. Matkustajat huomaisivatkin junan poikkeuksellisen kulkusuunnan siitä, että maisema ikkunan takana tummuisi nopeasti ja ilmanpaine (toivottavasti vain ikkunan takana) putoaisi reippaasti.

Jo noin kymmenen kilometrin korkeudessa ilma olisi puolet ohuempaa kuin maan päällä, ja puolimatkassa – Hyvinkään tienoilla – ympäristö tuntuisi täysin avaruudelliselta: taivas näyttäisi mustalta, ja maapallon pinta kaartuisi auringonvalossa sinertävänä hohtavan ilmakehän alla.

Avaruuslennosta matkanteon erottaisi vain painovoima, sillä siitä ei pääse eroon suoraan ylöspäin nousemalla. Sen sijaan se katoaa helposti, kun kappaleen antaa pudota vapaasti alaspäin. Jos siis taivaallisella Hämeenlinnan asemalla junan alta napattaisiin raiteet pois, juna vajoaisi takaisin ilmakehään ja matkustajat leijuisivat painottomina, kunnes juna mäsähtäisi maankamaraan.

Koska juna ei ilmassa ole pysäytettävissä, se ei sovellu kulkuneuvoksi avaruuteen. Sen sijaan erityisesti tarkoitukseen rakennettu lentokone käy tehtävään hyvin, sillä se voi palata hallitusti ilmakehään, kaartaa vaakalentoon ja laskeutua mukavasti määränpäähän.

Kilpa siivitti hanketta

Avaruuslento lentokoneella ei ole uusi idea. Yhdysvaltain X-15-rakettikoneet tavoittelivat avaruutta jo 1960-luvulla. Maagisen rajapyykin rikkoi koelentäjä Joe Walker, joka 1963 nousi 107,99 kilometriin.

Walkerin saavutus pysyi voimassa neljä vuosikymmentä. Sen rikkoi vasta vuonna 2004 kokenut koelentäjä ja tuore astronautti Brian Binnie käymällä 112,166 kilometrin korkeudessa.

Binnien ennätys syntyi siviilikäyttöön sopivien avaruuslentokoneiden kehitystyötä vauhdittaneessa Ansari X-Prize -kilpailussa. Kahdeksan vuotta kestänyt kisa keräsi maailmalla paljon huomiota, sillä se lupasi kymmenen miljoonaa dollaria yrittäjälle, joka ensimmäisenä lentää kaksi kertaa viikon kuluessa vähintään sadan kilometrin korkeuteen kyydissään kaksi matkustajaa tai vastaava kilomäärä lastia.

Ennätyksellisellä kiskaisullaan Binnie varmisti voiton Burt Rutanille, omalaatuisten lentokoneiden suunnittelijana kunnostautuneelle avaruusinsinöörille. Kaikessa hiljaisuudessa Mojavessa Kaliforniassa rakennettu SpaceShipOne-niminen kone oli kevyt ja kestävä hiilikuituinen puikula, jonka voimanlähteenä toimi hybridirakettimoottori. Lentoon se pudottautui pitkäsiipisen WhiteKnightOne-suihkukoneen alta 15 kilometrin korkeudessa.

Ennätysyrityksen vaarallisin vaihe ei kuitenkaan ollut käynti avaruudessa vaan paluu ilmakehään, sillä tihenevään kaasuun putoava kone voi helposti joutua syöksykierteeseen. Siksi Rutan oli suunnitellut koneeseensa pyrstön, joka taipui ylöspäin ja vakautti putoamisvaiheen lentoa samaan tapaan kuin sulat vakauttavat sulkapallon lentoa. Alempana ilmakehässä pyrstön saattoi kääntää takaisin suoraksi niin, että kone pystyi liitämään ja laskeutumaan lentokoneen lailla.

Rutan ja hänen rahoittajansa Microsoft-miljardööri Paul Allen eivät tavoitelleet vain X-Prize-palkintoa. He olivat käyttäneet avaruuskoneen tekemiseen ja testaamiseen paljon enemmän kuin kymmenen miljoonaa ja suunnittelivat suuria. Voittolennon jälkeen he kääntyivät yleisön joukossa lentoa seuranneen brittimiljardööri Richard Bransonin suuntaan. Tuskin kukaan yllättyi, kun Branson paljasti tehneensä Rutanin kanssa sopimuksen viiden avaruusturismiin sopivan koneen rakentamisesta.

Helpommin sanottu

Pomppaus sadan kilometrin korkeuteen kuulostaa helpolta, mutta ei ole. Jo X-Prize-kilpailu osoittautui niin vaikeaksi, että suurin osa mukaan lähteneistä heitti pyyhkeen kehään kesken kaiken. Branson oli toiveikas, perusti Virgin Galactic -yhtiön ja uskoi pääsevänsä aloittamaan turistilennot muutamassa vuodessa. Askel tärisevistä ja askeettisista koelennoista mukaviin, rutiininomaisiin turistilentoihin on kuitenkin osoittautunut oletettua pidemmäksi.

Parhaillaan koelentojaan tekevä SpaceShipTwo on selvästi sukua ykköselle, mutta silti sen kehittäminen, rakentaminen ja testaaminen on vienyt paljon suunniteltua enemmän aikaa. Suurimman viivytyksen aiheutti kesällä 2007 moottorin koekäytön yhteydessä sattunut räjähdys, jossa kuoli kolme ihmistä ja kolme loukkaantui. Onnettomuus tapahtui, kun hybridimoottoriin tankattiin kiinteän polttoaineen hapettimena käytettävää typpidioksidia eli ilokaasua.

Kuljetuskoneen tekeminen on sujunut vauhdikkaammin. WhiteKnightTwo teki ensilentonsa jo joulukuussa 2008. Space-Ship ruuvattiin sen alle ensimmäisen kerran syksyllä 2009, ja omille siivilleen avaruuskone pudottautui vuotta myöhemmin. Nyt se on lentänyt jo kahdesti myös rakettimoottorinsa voimin, rikkonut äänivallin, noussut 21 kilometrin korkeuteen ja testannut taipuvaa pyrstöään. Näiden onnistumisten jälkeen ensimmäinen varsinainen avaruuslento tapahtuu minä päivänä hyvänsä. Kun se on tehty, lentovarmuutta hiotaan kymmenillä lisälennoilla, ennen kuin turistit päästetään kyytiin.

Sopii melkein kaikille

Lento avaruuden rajalle ei vaadi superihmisen terveyttä. Siksi matkustajille ei ole asetettu ikärajoja eikä heiltä edellytetä lääkärintarkastusta. Ainoa lääketieteellinen vaatimus on, että kestää hetken kohtalaista kiihtyvyyttä.

Kun rakettimoottori puskee konetta ylös, kiihtyvyys on runsaan minuutin ajan noin neljä g:tä, eli matkustajat tuntevat painavansa neljä kertaa enemmän kuin normaalisti maan päällä. Paluumatkan alussa ilmanvastus jarruttaa konetta voimakkaasti ja g-voimat nousevat pariksi minuutiksi seitsemään. Lähes kaikki sietävät tällaisia lukemia, eivätkä ne pienellä harjoittelulla ole edes koettelemus.

Ennen lentoa Virgin Galactic järjestää matkustajilleen parin päivän kurssin, jonka aikana treenataan rentona oloa. Kiihtyvyyden nimittäin sietää parhaiten, kun malttaa maata hiljaa paikallaan ja hengittää syvään. Etenkin ylös mentäessä on tärkeää olla liikuttamatta päätä, koska liike helposti sekoittaa tasapainoaistin ja saa aikaan avaruuspahoinvointia. Kiihtyvyydestä tarjotaan maistiainen myös sentrifugissa. Siinä pyöriminen karsii joukosta ne, jotka voisivat varsinaisella lennolla hätääntyä ja saada paniikkikohtauksen.

Myös painottomuutta matkustajat saavat kokeilla etukäteen kaksirunkoisen emokoneen toisessa ohjaamossa. Kun kone lentää erikoista paraabelin muotoista rataa, ohjaamoon syntyy painottomuus kerrallaan noin 20 sekunnin ajaksi. Jotta kokemus pitkittyisi aidommaksi, paraabeleja lennetään monta peräjälkeen.

Varsinaisella lennolla matkustajat voivat nauttia painottomuudesta vapaasti leijuen noin kuuden minuutin ajan, eli hetkestä, kun rakettimoottori sammuu, hetkeen, kun ilmakehä alkaa jälleen ottaa otetta koneesta ja hidastaa sen putoamista. Hyvissä ajoin ennen tätä lentäjät komentavat matkustajat takaisin makuulle kiihtyvyyden vaikutuksia hillitseviin istuimiin.

Koska kone ei missään vaiheessa lennä nopeutta, joka vaaditaan kiertoradalla pysymiseen, maahan paluu sujuu ilman dramatiikkaa. Konetta eivät esimerkiksi ympäröi tulenlieskat, joita olemme tottuneet näkemään avaruussukkuloiden hiljentäessä vauhtiaan. Ilmakehän alaosissa SpaceShip liitää ilman moottorivoimaa, ja lentokentälle se laskeutuu lentokoneen tapaan.

Matkaan omalla vastuulla

Avaruusturismi on pakottanut myös Yhdysvaltain siviili-ilmailuviranomaisen FAA:n ulottamaan määräyksensä ilmakehästä avaruuden puolelle. Koska FAA:ta kiinnostaa pääasiassa se, etteivät lennot aiheuta vaaraa sivullisille, se keskittyy ohjeistamaan teknistä valmentautumista.

Ennen lentoa jokaisen matkustajan pitää osallistua turvakoulutukseen, jossa opastetaan poistumaan vaaratilanteissa nopeasti koneesta ja toimimaan oikein, jos ilmanpaine lennon aikana putoaa tai aluksessa havaitaan savua tai tulta.

Lentoyrittäjän pitää myös selittää asiakkailleen ”helposti ymmärrettävällä kielellä” avaruuslennon vaarat ja riskit sekä kuvailla tilanteet, joissa onnettomuus on mahdollinen. Niin ikään matkustajille pitää antaa konekohtainen turvaselvitys, josta käy ilmi, kuinka monta lentoa alus on tehnyt, kuinka monta vaaratilannetta on ilmennyt ja mitä ongelmien korjaamiseksi on tehty. Lukujen suhteuttamista varten matkustajille pitää kertoa sekin, kuinka moni ihminen lennon on tehnyt ja kuinka moni kuollut tai loukkaantunut.

Tämän kaiken jälkeen matkustaja joutuu allekirjoittamaan vakuutuksen siitä, että hän on osallistunut turvakoulutukseen ja saanut kaiken tilastotiedon. Tämän jälkeen hän ei voi vaatia korvauksia lentoyritykseltä, tapahtui lennolla mitä tahansa.

Jonossa myös suomalaisia

Virgin Galactic ei ole ainoa avaruushyppäyksiä myyvä yhtiö, mutta se on ensimmäinen, joka ne aloittaa – tällä tietoa ensi vuoden puolimaissa.

Koelentojaan tekevät alukset on jo maalattu Virginin väreihin ja nimetty yhtiön ylevään tyyliin: emoalus on Eve ja avaruusalus Enterprise. Toisesta rakettikoneesta tulee Voyager.

Tätä nykyä Virgin Galacticilla on yli 600 ainakin ennakkomaksun matkasta suorittanutta asiakasta, lehtitietojen mukaan jokunen myös Suomesta. Ne, jotka ovat maksaneet koko matkan hinnan etukäteen, ovat päässeet lähtölistalla ylöspäin. Tässä kärkijoukossakin on suomalainen, Vesa Heilala. Hänestä tulee todennäköisesti ensimmäinen virallisen avaruusrajan yläpuolelle matkaava suomalainen. Häntä ei kuitenkaan voi pitää astronauttina yhtään sen enempää kuin liikennelentokoneen matkustajia pilotteina, vaikka Virgin Galactic käyttää ”astronauttikorttia” markkinoinnissaan.

Ensimmäisen virallisen matkustajalennon tekee kuitenkin Richard Branson lähisukulaisineen. Rahoittajana hän luonnollisesti haluaa avata unelmiensa reitin ja samalla osoittaa, että turistilento avaruuteen on turvallinen ja mukava.

Alun perin Virgin Galactic myi avaruuslentoa 200 000 dollarilla, mutta viime keväänä, kun lennot alkoivat todella siintää näköpiirissä, hintaa tarkistettiin – ylöspäin. Nyt lipussa lukee 250 000 dollaria, ja yhtiö aikoo pitää hinnan tässä aina siihen saakka, kun tuhat matkustajaa on saanut kyytiä. Sen jälkeen hinta pudonnee olennaisesti.

Hupi edistää vakavaa  

Se, miten avaruusturismi pääsee vauhtiin ja kuinka liiketoimi kehittyy, riippuu siitä, miten ensimmäiset lennot onnistuvat ja millaisia mielikuvia niistä syntyy. Toiveet ainakin ovat korkealla. Niin Branson kuin muut alan yrittäjät uskovat, että ihmiset haluavat päästä katsomaan kotiplaneettaamme uudesta kulmasta.

Kun avaruusturismi tavanomaistuu, avaruuslentoihin ja avaruuteen laajemminkin aletaan varmasti suhtautua uudella tavoin. Ainakin osa matkustajista saa kosmisen herätyksen ja tulee takaisin uusin, maapalloa arvostavin ajatuksin. Osa pitää yksinkertaisesti hauskaa, mutta sekin saattaa koitua hyödyksi.

Jos edes osa maailman urheilu- ja viihdebisneksessä liikkuvista rahoista ohjautuisi avaruuslentotekniikan kehitystyöhön, jatkuvakäyttöiset avaruuskoneet alkaisivat mullistaa avaruustoimintaa. Kun kiertoradalle pääsisi edullisesti, pääsisi edullisesti myös kauemmaksi. Avaruuslennon kustannuksista valtaosa kertyy ylösmenosta.

Turismi siivitti aikoinaan lentoliikenteen kasvuun, joten miksei samoin voisi käydä avaruuslentojen kanssa.

Jari Mäkinen on vapaa avaruus- ja tiedetoimittaja ja Tiede-lehden
vakituinen avustaja.

Julkaistu Tiede-lehdessä 11/2013

 

Tiedeyhteisö tahtoo kyytiin

Avaruuslentojen siviilikauden käynnistää visionäärikaksikko Richard Branson ja Burt Rutan. Branson on innovatiivinen bisnesmies, joka on tottunut tekemään minkä lupaa. Miljardöörinä hänellä on varaa avaruuslinjan pystyttämiseen. Rutan on innovatiivinen avaruusinsinööri. Erikoislentokoneiden suunnittelijana hänellä on kykyä rakentaa avaruuskoneet.

Turistien lisäksi siviililennot kiinnostavat tiedeyhteisöä, joka etsii uusia tilaisuuksia painottomuustutkimuksiin. Niitä kaivataan, sillä rakettilennot ovat kalliita ja kyyti rajua. Lentokoneissa taas painottomuus kestää kerrallaan vain noin 20 sekuntia. Kansainvälinen avaruusasema tarjoaisi hyvät puitteet, mutta sinne pääsy vaatii isoja varoja ja jonottamista. 

Painottomuuteen liittyvien kokeiden lisäksi lennoilla voi kerätä näytteitä ilmakehästä, testata avaruuteen vietäviä laitteita ja kouluttaa astronautteja. Mahdollisuudet liiketoimintaan ovat niin lupaavat, että Branson ja Rutan kauppaavat tutkijoille jo lentojaan.

 

Oma asema autiomaassa

Virgin Galactic on rakentanut avaruuslennoilleen oman avaruuslentoaseman New Mexicoon Yhdysvaltoihin. Huipputekninen ja designhenkinen ekolentoasema, Spaceport America, valmistui lopulta ennen lentolaitteita, joten se voi toimia yhtiön kotisatamana alusta alkaen.

Lentoja voidaan kuitenkin tehdä periaatteessa mistä vain, missä koneita voidaan huoltaa ja tankata. Niinpä avaruusmatkoille on myöhemmin tarkoitus lähteä muualtakin maailmasta.

Vielä muutama vuosi sitten Virgin katsoi myös Ruotsin suuntaan Kiirunaan, mutta nyttemmin hanke on unohdettu. Lento kaamoksessa revontulten läpi kuulosti hienolta, mutta käytännössä valoshow´ta on vaikea nähdä, eikä pelkkä pimeä maisema tarjoa katsottavaa.

 Lisää lähtöjä

Virgin Galactic on saamassa avaruuteen kurottaville turistimarkkinoille myös kilpailijoita. Valmisteluissaan pisimmälle on edennyt hollantilainen Space Expedition Corporation. Yhtiö on myynyt noin 250 lippua lennoille, jotka tehdään Hollannille kuuluvalta Curaçaon saarelta yhdysvaltalaisen XCor-yhtiön Lynx-koneella. Vielä kehitteillä oleva kone on olennaisesti pienempi kuin Virgin Galacticin SpaceShip ja toimiikin osittain toisin. Aluksessa on tilaa vain lentäjälle ja yhdelle matkustajalle. Se lähtee matkaan itsenäisesti kiitoradalta ja ilmaan päästyään syöksyy rakettimoottoriensa avulla liki suoraan kohti avaruutta. Laskeutuessaan Lynx lentää SpaceShipin lailla liitokoneena.

Pienten yrittäjien lisäksi avaruusturismiin on sekaantunut eurooppalainen ilmailu- ja avaruusjätti Eads. Sen avaruusyhtiö Astrium esitteli jo vuonna 2007 suunnitelman avaruuslentokoneesta, joka muistuttaa pientä liikelentokonetta. Suihku- ja rakettimoottorein varustettu kone olisi käytettävyydeltään ylivoimainen, koska se pystyy paitsi laskeutumaan hallitusti myös lentämään itsenäisesti pitkiäkin matkoja. Siksi sitä voisi käyttää myös supernopeana liikelentokoneena.

Astrium ei halua ryhtyä itse matkanjärjestäjäksi vaan aikoo myydä konettaan samaan tapaan kuin se myy lentokoneitaan lentoyhtiöille. Koska mahdolliset asiakkaat odottavat avaruuslentokuumeen alkua, Astriumkin odottaa. Se valmistautuu polkaisemaan tuotantonsa käyntiin heti, kun kysyntää ilmaantuu.

Myös uudet avaruusalukset, joita parhaillaan kehitetään Nasan tilauksesta astronauttien kuljettamiseen, voivat päätyä turistien käyttöön. Näitä ovat muun muassa SpaceX:n Dragon, Sierra Nevada -yhtiön Dream Chaser ja Boeingin CST-100.

Piipahdusta pidemmälle

Tähän mennessä avaruudessa on käynyt seitsemän turistia. He kaikki ovat lentäneet Kansainväliselle avaruusasemalle eli kiertoradalle saakka. Sinne he ovat päässeet ostamalla ”ylimääräisiä” paikkoja avaruusasemalle liikennöivistä venäläisistä Sojuz-aluksista. Seuraava matkustaja on oopperalaulaja Sarah Brightman, jonka syksyyn 2015 ajoittuva matka maksaa yli 35 miljoonaa euroa.

Venäjän avaruusviranomainen Roskosmos on luvannut lähettää Sojuz-aluksia pelkille turistilennoille, mikäli halukkaita löytyy tarpeeksi. Nähtävästi kysyntä ei ole toistaiseksi ollut riittävän suurta.

Roskosmoksen suunnitelmissa on myös turistimatka Kuun ympäri. Sojuz kehitettiin alkuaan Neuvostoliiton kuualukseksi, joten se pystyy lentoon pienin muutoksin. Huhujen mukaan elokuvaohjaaja, syvänmerensukeltaja James Cameron on jo puuhaamassa itselleen kierrosta Kuun ympäri.

Venäjän MM-kisojen virallinen ottelupallo on Telstar18. Adidas on valmistanut kisapallot vuodesta 1970. Kuva: Wikimedia Commons

Tulevaisuuden huippufutarin peliasuun kuuluu älysiruja ja antureita, jotka rekisteröivät joka liikkeen, ja älypallo raportoi maalit ilman tuomaria.

Mistä tulevaisuudessa keskustellaan, jos jalkapallo-ottelun tuomitsemisestakin poistetaan inhimilliset erehdykset? miettii moni penkkiurheilijaveteraani. Viime vuonna kansainvälinen jalkapalloliitto Fifa nimittäin hämmästytti maailmaa ryhtymällä kokeilemaan älysirutekniikkaa tuomitsemisen apuna.

Teknisen avun mahdollisuus ei ole uusi asia mutta valmius sen hyväksymiseen on.

Aiemmin tuomarin näköaistin avittamiseen on suhtauduttu nihkeästi. Kun televisiokamerat ilmestyivät kentän laidalle 1950-luvulla, tulivat pian myös nauhoitetut ja hidastetut otokset. Äkkiä kävi mahdolliseksi tutkia rauhassa, menikö pallo todella maaliin ja tuomitsiko tuomari oikein. Fifa reagoi päättämällä, että nauhoitukset jätetään huomiotta. Tuomarin sana on laki, näkyi filmillä mitä tahansa.

Yksi seuraus päätöksestä on ollut ikuinen kiista siitä, oliko Englannin joukkueen hyökkääjän Geoff Hurstin kolmas maali MM-finaalin jatkoajalla vuonna 1966 oikea maali vai ei. Hurstin laukaus osui poikkipuuhun ja kimposi alas, mutta minne? Tuomari, joka näki tilanteen heikosti, päätti, että pallo oli maalissa, mutta moni on tuomiosta edelleen eri mieltä.

Nyt linja on muuttumassa jalkapallomaailmassa. Testattavassa seurantajärjestelmässä pallo ilmoittaa sijaintinsa tietojärjestelmään. Tuomari kantaa ranteessaan älyrengasta, joka piippaa, kun tulee maali.

Paikannusanturit palloon ja sääriin

Jalkapallon seurantalaitteisto on kehitetty saksalaisessa tutkimuslaitoksessa Fraunhofer-instituutissa, ja sen on valmistanut saksalainen yritys Cairos Technologies AG. Saksalaiset toivoivat, että älypalloa olisi potkittu jo tämän kesän ottelussa. Näin MM-kisojen isäntämaa olisi päässyt esittelemään tekniikkaansa oikein leveällä rintamalla.

Kehitystyö osoittautui kuitenkin odotettua työläämmäksi ja hitaammaksi. Fifa testasi älypalloa nuoriso-otteluissa viime syksynä. Seurantajärjestelmä havaitsikin kaikki maalit 32 ottelun sarjassa. Valitettavasti tietokone kirjasi maaleiksi myös joitakin ohi menneitä laukauksia. Siksi Fifa heitti älypallon takaisin insinööreille luotettavuuden parantamista varten.

Ensimmäinen yritys oli ehkä hiukan ahne. Heti alussa yritettiin luoda laitteisto, joka kerää valtavasti tietoa.

Cairoksen seurantajärjestelmässä pallon mikrosiru lähettää 2 000 kertaa sekunnissa paikannustietoja antenneihin, jotka sijaitsevat kentän laidalla. Yhtiön mukaan pallon sijainti pystytään määrittämään puolentoista sentin tarkkuudella. Mahdollista on mitata myös pallon nopeus, kiihtyvyys, lämpötila ja paine.

Myös pelaajalla on älysiru kumpaankin säärisuojukseen piilotettuna. Älysiru kertoo hänen sijaintinsa, nopeutensa ja kiihtyvyytensä. Hänen potkaistessaan palloa pystytään mittaamaan laukaisun nopeus. Mittaustuloksista saadaan selville myös askeltiheys ja askelten pituus.

Kilpailijat ovat huomanneet Cairoksen hankkeen vaikeudet. Tanskassa Goalref-niminen yritys on kehittänyt seurantalaitteistoa, joka toteaa vain maalit. Tanskalaiset toivovat näin pääsevänsä suurempaan luotettavuuteen.

Älysirutekniikka ottaa ensi askeliaan, mutta suunta on selvä ja heijastaa tekniikan yleistä kehitystä. Sirut ja sensorit tulevat kaikkialle, ja esineet ja ihmiset muuttuvat tietoverkkojen silmuiksi. 

Värinätyynyillä vinkkejä lihaksille

Vielä villimpää on odotettavissa hieman kaukaisemmassa tulevaisuudessa. Ensin tekniikka seuraa pelaajaa etäältä mutta sitten alkaa myös kulkea hänen mukanaan. Taustalla on nouseva tieteenhaara haptiikka, joka tutkii viestin lähettämistä ja vastaanottamista kosketuksen avulla.

Haptiikan tutkija Hendrik-Jan van Veen hollantilaisesta tutkimuslaitoksesta TNO:sta, joka vastaa Suomen VTT:tä, on työtovereineen ideoinut opastavaa peliasua. Urheilijoiden vaatteisiin upotetaan sensoreita, joka mittaavat lihasten toimintaa. Tietokone käsittelee mittaustulokset ja antaa palautetta kosketuksen avulla. Pienet värähtelevät tyynyt kertovat urheilijalle, mitä lihaksia hänen pitäisi käyttää enemmän. Värinä nilkassa voi viestittää, että nyt vauhtia kinttuihin.

Toistaiseksi tekniikkaa ovat testanneet melojat laboratoriossa, mutta tutkijat suunnittelevat asuja myös jalkapallovalmennusta varten.

On helppo kuvitella, miten monipuolisia mahdollisuuksia haptiikka avaa jalkapallossa. Miksei värisijän voi upottaa vaikka pelihousuihin, jolloin haluttaessa saataisiin myös katsojien ja pelaajien välille uudenlaista viestintää. Kannustushuutojen lisäksi suosikkipelaajille voi tulevaisuudessa antaa hellän etäpotkun takapuoleen: Älkää nukkuko! Tsemppiä!

Kun haptiikkaan yhdistetään älykkäät sensoriverkot, syntyy jotain vielä mielikuvituksellisempaa. Joskus verkko pystyy laskemaan optimaalisia syöttöketjuja, ja haptinen värisijä viestittää, mihin suuntaan pitää potkaista. Silloin pelaajilla on jaloissaan todelliset taikakengät.

Video mullisti pelianalyysin

Älysirut ovat vasta tulossa, mutta jalkapallo on teknistynyt ja tieteellistynyt paljon aikaisemmin.

Valmennuksessa video otettiin käyttöön heti, kun kamerat kehittyivät tarpeeksi pieniksi, eli 1970- ja 1980-luvun vaihteessa. Sitä ennen valmentajat ja heidän apulaisensa olivat tarkkailleet peliä kentän laidalta ja tehneet muistiinpanoja kynällä ja paperilla.

Kun kameraan yhdistettiin tietokone, kuvamateriaalista pystyttiin jalostamaan kaikkea mahdollista tietoa kentän tapahtumista. Pelaajat ja valmentaja saattoivat nyt katsoa kuvaruudulta, mitä pelissä todella oli tapahtunut. Pallon ja pelaajien liikkeet, syötöt, laukaisut, haltuunotot ja muut tapahtumat voitiin kirjata tarkasti ja objektiivisesti. Syntyi uusi tieteenhaara, pelianalyysi.

Pelaajan vointia voi valvoa yötä päivää

Mikä sitten on ollut pelianalyysin ja muun jalkapallotutkimuksen arvokkainta antia? Vastaus voi ensi alkuun tuntua yllättävältä.

– Yksilöllisyyden vahvistuminen on ollut tärkein kehitystrendi valmennuksessa ainakin jo 1990-luvulta asti, sanoo biomekaniikan dosentti, ”jalkapalloprofessori” Pekka Luhtanen, joka työskentelee Kilpa- ja huippu-urheilun tutkimuskeskuksessa Kihussa. Luhtanen on tutkinut Suomessa jalkapalloa ehkä syvällisemmin kuin kukaan muu ja on kansainvälisesti tunnettu pelianalyysin kehittäjä.

Miten niin yksilöllisyys? Jalkapalloahan esitellään malliesimerkkinä tiimityöstä. Tarkemmin katsottuna ristiriitaa ei kuitenkaan ole. Mitä taitavammin jokainen pelaaja hoitaa oman tehtävänsä, sitä hienompaan kokonaistulokseen päästään. Joukkue on sitä parempi, mitä onnistuneemmin osataan sijoittaa oikeat pelaajat oikeille paikoille.

Tekniikka on mahdollistanut entistä paljon yksilöllisemmän valmennuksen. Videolta valmentaja voi tutkia esimerkiksi askelten pituuksia ja tiheyksiä, hetkellisiä asentoja ja nivelten liikelaajuuksia.

Sykemittarilla, joka tuli samoihin aikoihin kuin video eli 1980-luvun alussa, pystytään seuraamaan kuormitusta ja voimavarojen palautumista vaikka vuorokauden läpi.

Mittausten ansiosta pelaaja saa valtavan määrän tietoa itsestään. Vähitellen hän oppii kuuntelemaan kehonsa signaaleja, jolloin laitteita tarvitaan vähemmän. Tekniikka osaltaan auttaa häntä kehittymään ”24 tunnin pelaajaksi”, jota myös lepo, palautuminen ja vapaa-aika auttavat pääsemään parhaaseen mahdolliseen suoritukseen.

Vahvoissa seuroissa, kuten Ajaxissa, valmennus on yksilöllistetty pitkälle. Eri ikäluokkia ja pelin osa-alueita varten on erikoistuneita valmentajiaan. Pelaajat harjoittelevat hyvinkin pienissä ryhmissä.

Pelaajat ovat sekä fyysisesti että psyykkisesti erilaisia. Jotkut ovat perusluonteeltaan hyökkääviä, toiset puolustavia, kolmannet rakentavia. Tarkka tieto pelaajien yksilöllisistä ominaisuuksista auttaa sijoittamaan heidät sopivimmille pelipaikoille. 

Joskus kielteinen tunne onkin hyväksi

Pelaajien fyysisen kunnon ja pelitekniikan lisäksi valmentajien pitää virittää heidän mieltään. Fyysisesti tasavahvojen ja älyllisesti yhtä taitavien joukkueiden ottelussa tuloksen ratkaisevat tunteet. 

Liikuntatieteiden tohtori Pasi Syrjä Jyväskylän yliopistosta on tutkinut, miten huippujalkapalloilijan tunteet vaikuttavat hänen pelituloksiinsa. Tulokset rikkovat tavanomaisia myyttejä.

Olemme tottuneet pitämään itsestään selvänä, että urheilussa ja muuallakin myönteiset tunteet parantavat suoritusta ja kielteiset vahingoittavat. ”Ajattele positiivisesti”, neuvovat konsultitkin.

Tutkijat ajattelivat samalla tavoin aina 1990-luvulle saakka. Tunteiden tutkimus lähti liikkeelle sotilaspsykologiasta. Psykologit tutkivat toisen maailmansodan aikana sotilaan ahdistusta taistelukentällä. Ahdistusta totuttiin pitämään häiriönä ja yksinomaan kielteisenä tunteena.

Uudempi tutkimus on osoittanut, että myös kielteiset tunteet voivat olla hyödyllisiä ja myönteiset haitallisia. Kielteinen ja epämiellyttävä tunne on joskus tehokas ja stimuloiva. Myönteinen tunne voi olla myös lamaannuttava.

Joitakin auttaa jopa pelokkuus

Syrjän väitöskirjatutkimuksessa pelaajat kuvasivat tunteitaan useilla kymmenillä adjektiiveilla.

Tuskin on yllättävää, että ”latautunut”, ”motivoitunut” tai ”sähäkkä” tunne yhdistyi onnistumisen kokemukseen. Yhtä odotettavissa on, että jos on "väsynyt", "haluton" tai "veltto" olo, tuloksia syntyy huonosti.

Mielenkiintoista sen sijaan on, että löytyi positiivisia mutta haitallisia tunteita. Vahingollisia positiivisia tunteita pelaajat luonnehtivat useimmiten sanoilla "huoleton", "tyytyväinen" ja "tyyni".

Kielteisiä mutta hyödyllisiä tunteita kuvasivat esimerkiksi adjektiivit "jännittynyt", "tyytymätön" ja "hyökkäävä".

Mutta tässä ei ollut vielä kaikki. Hyödyllisten ja haitallisten tunteiden valikoima vaihteli pelaajasta pelaajaan. Esimerkiksi "huoleton" tunne vaikuttaa moniin pelaajiin haitallisesti mutta joihinkin myönteisesti. "Pelokas" tunne on useimmille haitaksi mutta joillekin hyödyksi.

Tieto omasta tunneprofiilista auttaa pelaajaa vahvistamaan juuri niitä tunteita, jotka auttavat häntä saavuttamaan parhaat tulokset. Näin valmentaja pystyy yksilöllistämään valmennusta myös tunnepuolella.

Kalevi Rantanen on teknistä luovuutta tutkiva diplomi-insinööri, tietokirjoittaja ja Tiede-lehden vakituinen avustaja.

Julkaistu Tiede-lehdessä 4/2006

Jalkapallon pieni historia

1863 yksitoista englantilaista seuraa sopivat jalkapallon säännöistä.

1800-luvun loppupuoliskolla tasaisen pyöreä kumikalvo alkaa korvata epäsäännöllisen muotoisen sianrakon jalkapalloissa. Pallon lujittamiseksi uloin kerros ommellaan nahasta. Jalkapallokengät ovat nilkkapituisia ja nappulat metallisia.

1904 perustetaan Kansainvälinen jalkapalloliitto Fifa.

1909 kenkien metallinappulat kielletään vaarallisina ja siirrytään nahkaisiin.

1920-luvulla kehitetään ruuvattavat, vaihdettavat nappulat.

1930 ensimmäiset MM-kisat järjestetään Uruguayssa.

1954 MM-kisat televisioidaan ensimmäisen kerran. Fifa päättää, ettei nauhoituksia käytetä tuomareiden apuna.

1962 tanskalainen Select Sport esittelee 32:sta kuusikulmiosta ommellun pallon. Vuosikymmenen edetessä siirrytään mataliin, ketteriin kenkiin ja kehitetään ensimmäiset täysin synteettiset pallot.

1970 saksalainen Adidas valmistaa ensimmäisen Telstar-kisapallon. Se saa nimensä 1960-luvun Telstar-satelliitista.

1980-luvulla synteettiset pallot syrjäyttävät nahkaiset pallot. Kenkiä parannellaan biomekaanisten mittausten turvin. Valmennuksessa otetaan käyttöön videointiin perustuva pelianalyysi ja sykemittariseuranta.

1990-luvulla palloihin aletaan lisätä polymeerivaahdoista valmistettu sisäkerros, joka nopeuttaa pomppua ja parantaa vesitiiviyttä.

1991 pelataan ensimmäinen MM-ottelu naisten jalkapallossa.

2000-luvulla uudet polymeerimateriaalit vahvistavat ja keventävät kenkiä.

2005 Fifa testaa sijaintinsa ilmoittavaa älypalloa nuorten turnauksessa Perussa. Tekniikka lähetetään jatkokehittelyyn.

2012 Maaliviivakamerat seuraavat maalin syntyä MM-kisoissa Brasiliassa.

2017 Fifa testaa videotuomarointia, Video Assistant Referee -järjestelmää, MM-kisojen esiturnauksessa Confederations Cupissa Venäjällä.

2018 Videotuomarointi, lyhyesti Var, otetaan käyttöön MM-kisoissa Venäjällä. Seurantakamerat paikantavat pelaajat kentällä. Katsomosta saa erityissovelluksella yhteyden vaihtopenkille, ja virallinen kisapallo tarjoaa omistajalleen nfc-sirun välityksellä oheispalveluja.

Aikajana päivitetty 13.6.2018

Keskiaika toi viinamarjat, perunat ja plomut.

Kesäkuumalla tekee mieli syödä mehukkaita hedelmiä. Globaalien markkinoiden ansiosta niitä on nykyään tarjolla ympäri vuoden, mutta kesäntuoreina ne maistuvat aivan erikoisen hyviltä.

Suomessa ei kasva yhtään kotoperäistä hedelmälajia. Kaikki ovat alkuaan muualta tuotuja.

Vanhimmasta päästä on omena, jonka nimityksellä on vastine muutamissa lähisukukielissä. Sanaa on arveltu vanhaksi iranilaiseksi lainaksi, mutta sen esihistorialliset kulkureitit ovat hämärän peitossa. Vanhoina aikoina kauppaa käytiin etenkin ylellisyystuotteilla, koska jokapäiväisessä elämässä tarvittavat perushyödykkeet tuotettiin itse.

Keskiajan Turun arkeologisissa kaivauksissa on löydetty viinirypäleiden ja viikunoiden jäänteitä, ja ilmeisesti myös niihin viittaavat sanat ovat olleet kaupunkilaisille tuttuja. Muualla Suomessa fiikunat ja viinamarjat opittiin tuntemaan viimeistään 1500-luvun puolimaissa, kun Mikael Agricola kertoi niistä suomenkielisissä teoksissaan.

Viini oli tärkeä tuontituote jo keskiajalla, ja siitä käytettiin vanhaa germaanista lainanimitystä viina 1800-luvun alkuun asti. Viikunan alkujuuret ovat latinassa, jossa ficus tarkoittaa sekä viikunahedelmää että viikunapuuta.

Agricola mainitsee myös perunan, jolla hän tarkoittaa päärynää, latinaksi pirum. Niitä kasvatettiin hänen aikanaan jo Suomenlahden eteläpuolella. Päärynä-sana on kuitenkin lainattu ruotsista, jossa latinan sanaa on muokattu omaan kieleen sopivaksi ottamalla mallia marjaa tarkoittavasta bär-sanasta.

Luumutkin olivat Itämeren alueen vanhaa kauppatavaraa, ja niitä saatettiin jopa viljellä Naantalin luostarissa 1400-luvulla. Luumu-sana on tullut ruotsista, ensi alkuun asussa plomu tai plumo.

Murteissa ja vanhassa kirjakielessä luumuja on nimitetty myös väskynäksi. Se on lainaa varhaisuusruotsin sanasta swetzkon, joka puolestaan perustuu uusyläsaksan sanaan Zwetschge. Se on alkuaan mukaeltu loppuosa latinan sanasta damascena ja kertoo, että luumut tulivat alun perin Damaskoksen suunnalta.

Tavallisten suomalaisten ruokavalioon metsämarjat ovat kuuluneet esihistoriallisista ajoista lähtien, mutta tuoreiden tuontihedelmien syöntiä on alettu opetella vasta 1800-loppupuolella. Sanomalehti Suometar raportoi huhtikuussa 1856, kuinka kauppalaiva täynnä ”appelsiinia, sitronia ja mandelia” oli saapunut Tallinnan satamaan. Muutaman vuoden kuluttua sama onni kohtasi myös helsinkiläisiä.

Kaisa Häkkinen on suomen kielen emeritaprofessori Turun yliopistossa.

Julkaistu Tiede-lehdessä 7/2018