Unto K. Laine tekee tutkimusta, joka ei kiinnosta tieteen rahoittajia pätkän vertaa. Kuva Juha Salminen
Unto K. Laine tekee tutkimusta, joka ei kiinnosta tieteen rahoittajia pätkän vertaa. Kuva Juha Salminen
Jos revontulien äänille löytyy selitys, se voi muuttaa käsityksiä ilmakehän fysiikasta, pohtii professori Unto K. Laine. Kuva Juha Salminen
Jos revontulien äänille löytyy selitys, se voi muuttaa käsityksiä ilmakehän fysiikasta, pohtii professori Unto K. Laine. Kuva Juha Salminen

Taivaan tulien loisteessa kannattaa pitää myös korvansa auki, sanoo Unto K. Laine.

Unto K. Laine on innoissaan. Tietokoneen näyttöön avautuu avaruussääennuste, joka lupaa työteliäitä öitä. Ennusteessa on aimo annos Auringon hiukkaspurkauksia. Se tietää yötaivaalle voimakkaita revontulia – ja kenties kahinaa, pihinää tai poksahtelua. Sellaisia ääniä ovat lukuisat ihmiset kuulleet erityisesti tyynellä ja kirkkaalla säällä taivaan tulien loisteessa. Niin Lainekin.

Lähipäivinä hän hurauttaa ties monennettako kertaa sadan kilometrin päähän Fiskarsiin, missä odottaa viimeisen päälle viritetty laitteisto revontulien äänittämiseen.

– Siellä on minun salainen laboratorioni, Laine virnistää.

Fiskarsista ja muualtakin Suomesta Laineen mikrofonit ovat tallentaneet suuren määrän äänihavaintoja. Samaan aikaan taivaalla on leiskunut, ja Ilmatieteen laitos on raportoinut alueelta geomagneettisia häiriöitä, joita esiintyy revontulien aikaan.

Avaamme yhden äänitiedoston. Kuuluu vaimeita, lyhyitä paukahduksia. Monet ovat niin hiljaisia, että vain vaivoin erottuvat ympäristön kohinasta. Maailman ainoal­la revontuliääniin perehtyneellä akustiikan tutkijalla riittää työmaata. Yhtenä yönä mittalaitteista voi kertyä jopa kaksitoista tuntia dataa. Puhutaan kymmenistä gigatavuista.

Kyykytys harmittaa

– Lisää dataa täytyy kerätä, analysoida ja julkaista, sillä revontulien ääni on yhä mysteeri, Laine sanoo. Tutkijat eivät ole vielä selvittäneet niiden täsmällistä syytä. Kaikki eivät edes usko äänien olemassaoloon, vaan pitävät niitä illuusiona ja korvan sisäisinä tuotoksina. Epäilyjä ovat esittäneet erityisesti geofyysikot, jotka maailmalla hallitsevat revontulitutkimuksen kenttää.

Sekös puheteknologian ja akustiikan ammattilaista närästää.

– Kriitikoiden mielipide tuntuu olevan kovin vakaa, vaikka he eivät ole tutkineet ääni-ilmiöitä eivätkä tunne psykoakustiikan perusteita.

– Minusta se on kummallista. Eihän kukaan mene esimerkiksi gynekologille, jos hänellä on hammas kipeä, Laine kärjistää.

Vielä 1900-luvun alussa sanomalehdissä saatettiin uutisoida revontulihavaintojen lisäksi se, kuuluiko niiden yhteydessä ääniä. Äänihavainnoista kirjoittelu loppui, kun norjalaisfyysikot raportoivat, että revontulet loimottavat yli sadan kilometrin korkeudessa. Sieltä ei voi minkäänlainen pihinä ulottua ihmiskorvaan.

Kiista jatkui, kunnes jonkin aikaa sitten saatiin vihiä, että äänet paikantuvat paljon matalammalle, kymmeniin metreihin. Ikivanha hypoteesi, että revontulien äänet ovat ilmasähköisiä ilmiöitä, näyttää saavan vahvistuksen. Poksahdukset ja suhinat saattavat johtua sähköpurkauksista ilmakehässä.

– Eniten minua harmittaa kyykytys, joka on kohdistunut aivan tavallisiin ihmisiin. Luotettavan tuntuisia ja tarkkoja äänihavaintoja on vähätelty. Joskus kertojan kuulo, jopa mielenterveys on kyseenalaistettu. Pilkan ja leimaamisen pelossa moni on pitänyt havainnot omana tietonaan.

– Minullekin on tokaistu, että taidat kuulla vain omien korviesi suhinoita.

Täysipäisten ihmisten ja heidän havaintojensa mitätöinti olikin yksi syy lähteä toden teolla ratkomaan äänimysteeriä.

– Koin tutkijana eettisen sydämenpiston, ja oli suorastaan pakko kääriä hihat ja käydä hommiin. Päätin, että teen aiheen parissa työtä vaikka koko lopun elämääni.

Mutta sitä ennen tarvittiin hieman sattumaa.

Alkoi kaamosjatseista

Elettiin lokakuun loppua 1999. Sodankylän geofysiikan observatorion tutkijan Esa Turusen puhelin soi. Meneillään oli Saariselän kaamosjazz, joka aina poikii tavallista enemmän revontulituristien yhteydenottoja. Kaikki haluavat osansa taivaan valonäytelmästä.

Kiihtynyt soittaja kertoi istuneensa myöhään kaveriporukassa revontulia ihailemassa ja kuulleensa outoja ääniä – vaimeita suhinoita ja poksahduksia. Voisiko viime yön äänitallenteita tulla kuuntelemaan paikan päälle sinne observatorioon?

Turusta hieman huvitti. Kaikenlaista tietoa toki kertyy observatorion mittalaitteisiin, mutta ei sentään ääniä. Ei missään päin maailmaa.

Soittaja oli kuitenkin sitkeä, ja pian valkeni, että luurin päässä oli ääniammattilainen Otaniemen teknillisestä korkeakoulusta. Mitä jos yritettäisiin yhdessä nauhoittaa? Aihe oli kovin kiistanalainen, mutta Turunen lämpeni. Miksikä ei. Aurinkokin oli aktiivisessa vaiheessa.

Jo helmikuussa Unto Laine ilmestyi Sodankylään mikrofoneineen, ja ensimmäiset koemittaukset suoritettiin. Äänitteitä kertyi tuntikaupalla – ei kuitenkaan yhtään varsinaista hittiä.

– Esa Turunen ja toinen Sodankylän geofyysikko Jyrki Manninen vihkivät minut revontulien saloihin. Myöhemmin opettajana on toiminut internet, josta löytyy aiheesta valtavasti tutkimustietoa.

Yhteistyö Sodankylän geofysiikan observatorion kanssa on jatkunut näihin päiviin saakka.  Mukana on ollut myös Ilmatieteen laitos. Mittausten lisäksi vuosina 2000–2005 kerättiin kansalaisilta yli 300 kuulohavaintoa. Niissä toistuu johdonmukainen kaava: poikkeava luontoääni, joka on kuultu kirkkaalla, kuivalla ja tyynellä säällä.

– Olen antanut sille nimeksi revonilma.

Laineen mikrofonien saalistamat äänihavainnot on saatu samanlaisissa oloissa, viimeisimmät noin 70–80 metrin korkeudesta.

– Äänien syntyyn tarvitaan revontulipurkauksessa vapautuvaa sähkömagneettista energiaa ja ihanteelliset sääolot, jotka voivat vaihdella paikallisesti hurjankin paljon.

Revontulten aikaan on harvoin kirkas, kuiva ja tyyni pakkasyö. Se voisi selittää, miksi äänihavainnot ovat suhteellisen harvassa. Untonkin äänitteisiin niitä on tarttunut vasta muutama, vaikka työtunteja on takana tuhansia.

– Yhteys on sen sijaan 99,9 prosenttisen varma. Nauhalla äänet seuraavat tietyllä viiveellä geomagneettista aktiivisuutta, joka meille näyttäytyy revontulina.

Pioneerityö pikkutunneilla

Professorin pieni työhuone Otaniemen kampuksella akustiikan laboratoriossa on sekaisin. Pöydillä on lehtipinoja ja lattialla lojuu pahvilaatikko poikineen. On ollut muutakin tekemistä kuin siivota.

Eikä se muu liity revontuliin. Puheteknologia on professorin ruisleipää, taivaalliset äänihavainnot enintään mauste.

– Kallis harrastus, joka hoidetaan omasta pussista ja omalla ajalla.

Ulkopuolisia euroja ei ole juuri herunut, vaikka äänet kiinnostavat suurta yleisöä. Suomalaisen revontulitutkimuksen painotukset ovat muualla kuin akustisissa mittauksissa.

– Minusta puhtaan tiedonhalun pitäisi riittää syyksi tutkia revontuliääniä. Meillä on käsissämme aito luonnonilmiö, jolle tiede ei ole keksinyt varmaa selitystä.

Alun perin nuori Tampereen teknillisen korkeakoulun insinööri kaavaili uraa sairaalatekniikasta, mutta puolivallaton yö laboratoriossa muutti kaiken. Musikaalinen Laine pyysi mukaan kollegansa Matti Karjalaisen ja päätti kokeilla, millaisia soundeja uudesta syntetisaattorista saa irti. Syntyi epämääräistä elektronista älämölöä, jota saattoi kutsua myös musiikiksi. Yksi pikkutunneilla tehty kytkentä tuotti yllätyksen: ihmisäänen kaltaista vätkytystä. Voisiko kone tuottaa puhetta?

Öinen oivallus polkaisi käyntiin puhesynteesin tutkimuksen ja vuonna 1977 valmiin tuotteen. Synte 1 hyytyi laborato­rioon, mutta Synte 2:sta tuli maailman ensimmäinen kannettava puhesyntetisaattori, joka noteerattiin laajasti kansainvälisessä lehdistössä. Samalla suomalainen puheteknologian tutkimus nousi kertaheitolla nollasta alan kärkeen.

Synte 2:ta on hyödynnetty muun muassa vammaisten puhuvissa tietokonepäätteissä ja pankkien puhelinpalveluautomaateissa.

Nyt Synten paikan laboratoriossa on napannut virtuaalilapsi. Se on puhumaan opetteleva pää, jolla on äänihuulet ja joka osaa liikuttaa kieltään. Laine insinööreineen pyrkii mallintamaan, miten lapsi oppii tuottamaan omaa ja ymmärtämään muiden puhetta. Suomen akatemia rahoittaa hanketta.

– On todella kiehtovaa huomata, kuinka jokeltelua tuottava lihasten liike muuttuu vähitellen organisoiduksi puheeksi.

Ponnistaa pohjalaisuudesta

Unto Laine ei ole millään muotoa tavanomainen eikä massaan sulautuva insinööritieteiden edustaja. Teekkaripiireissä harva sonnustautuu maripaitaan. Ponnarikaan ei taida kuulua kovin monen Otaniemen professorin vakiovarusteisiin.

Jotain kertoo myös miehen motto. – Mieluummin vastavirtaan nouseva lohi kuin myötävirrassa kelluva silakka.

Ahkera, rehellinen, määrätietoinen ja peräänantamaton, Unto Laine määrittelee itseään. Kärsimätönkin.

Moni elämänasenteista kumpuaa pohjalaisuudesta, jonka vaikutuspiirissä Laine vietti koko lapsuutensa, ensin Ilmajoella ja sitten Kannuksessa.

– Minulle on opetettu, ettei kenenkään edessä pidä pokkuroida eikä periksi pidä antaa, vaikka tulisi lunta tupaan.

Laine on tarvinnut pohjalaista asennetta useasti revontulitutkimuksessaan, joka on saanut osakseen vähättelyä ja torjuntaa.

Miten olet sen kestänyt?

– Minulla taitaa olla pohjalaisuuden lisäksi päässä jokin ”let it be” -nappi, jolla pääsen irti työpaineista.

Viimeistely jääköön fyysikoille

Tänä vuonna tulee kuluneeksi 15 vuotta siitä, kun aiheen tutkiminen alkoi, ja vasta nyt Laine alkaa olla tyytyväinen tuloksiin. Plakkarissa on kaksi kongressijulkaisua, jotka osoittavat, että revontulia tuottavat hiukkaspurkaukset voivat synnyttää ääniä. Lisäksi työn alla on tieteellinen artikkeli akustiikan alan julkaisuun.

Sekään ei tosin vielä riitä. Yksi pääsky ei tieteessä kesää tee. Vasta kun kaksi toisistaan riippumatonta tutkijaryhmää saa saman tuloksen, voidaan asiaa pitää suhteellisen varmana.

Vaikka äänten olemassaolo varmistuisi, jää silti yksi kysymys. Mikä ne aiheuttaa? Mikä on fysiikka ilmiön takana? Laine tunnustaa, ettei hän tiedä. Kaikkiin tapauk­siin ei näytä sopivan mikään aiemmin ehdotettu mekanismi. Niitä voi olla useita. Ilmasähköön liittyvä koronapurkaus on yksi vaihtoehto.

– Saatan jättää tämän kysymyksen fyysikoille.

Yhden vinkin Laine haluaa vielä antaa.

– Kannattaa kulkea korvat valmiiksi höröllä loimuavan taivaan alla. Sattuma auttaa valveutunutta mieltä. 

Jukka Ruukki on Tiede-lehden päätoimittaja.

Julkaistu Tiede-lehdessä 4/2014

Unto Kalervo Laine

  • Ikä 66
  • Syntyi Kannuksessa.
  • Opiskeli elektroniikkaa ja säätötekniikka Tampereen teknillisessä korkeakoulussa sekä filosofiaa Tampereen yliopistossa.
  • Väitös puheen tuottamisen akustiikasta 1989. R Tutkimusala Puheteknologia, erityisesti puheen mallintaminen.
  • Työ Puheteknologian professori Aalto-yliopistossa vuodesta 2002.
  • Perhe Vaimo, kaksi lasta, yksi lapsenlapsi. 
  • Harrastukset musiikki, filosofia, luonto ja kaikki mikä liikkuu tai liikuttaa.
Tietoliikennesatelliittien määrä kasvaa räjähdysmäisesti viimeistään 2020-luvulla. Kilpajuoksu avaruuden internetistä on alkanut. Kuva: Nasa
Tietoliikennesatelliittien määrä kasvaa räjähdysmäisesti viimeistään 2020-luvulla. Kilpajuoksu avaruuden internetistä on alkanut. Kuva: Nasa
Kymmensenttisiä kuutioita voi  liittää myös yhteen. Osa niistä varmasti välittää nettiliikennettä 2020-luvulla. Kuva: Nasa
Kymmensenttisiä kuutioita voi  liittää myös yhteen. Osa niistä varmasti välittää nettiliikennettä 2020-luvulla. Kuva: Nasa
OneWeb kaavailee kattavansa koko maapallon noin 650 satelliitilla. Kuva: OneWeb
OneWeb kaavailee kattavansa koko maapallon noin 650 satelliitilla. Kuva: OneWeb
03b tarjoaa jo laajakaistayhteyksiä Afrikkaan. Kuva: 03b
03b tarjoaa jo laajakaistayhteyksiä Afrikkaan. Kuva: 03b
SpaceX käyttää avaruusasemalennoilla koeteltuja avaruusaluksia. Kuva: Nasa
SpaceX käyttää avaruusasemalennoilla koeteltuja avaruusaluksia. Kuva: Nasa
Kokenut satelliittiyritys Iridium on rakentamassa uutta satelliittiparvea. Kuva: Iridium
Kokenut satelliittiyritys Iridium on rakentamassa uutta satelliittiparvea. Kuva: Iridium
Avaruussatelliittien pitää kiertää maapalloa matalalla, jotta netti toimii tarpeeksi nopeasti. 1. Geosynkroninen eli saman kohdan yllä pysyvä rata, noin 35 700 kilmetrin korkeudella. 2. Keskitason rata, 2 000- 35 700 kilometrin korkeudella. 3. Matala kiertorata, 180-2 000 kilometrin korkeudella.
Avaruussatelliittien pitää kiertää maapalloa matalalla, jotta netti toimii tarpeeksi nopeasti. 1. Geosynkroninen eli saman kohdan yllä pysyvä rata, noin 35 700 kilmetrin korkeudella. 2. Keskitason rata, 2 000- 35 700 kilometrin korkeudella. 3. Matala kiertorata, 180-2 000 kilometrin korkeudella.

Maan kiertoradalla netti vapautuu valtioiden asettamista rajoista.

Avaruuskilpa on saanut uuden muodon. Nyt ei ole kyse kylmästä sodasta eikä kilpajuoksusta Kuuhun. Nyt internet nousee avaruuteen.

Avaruuden kautta nettiyhteydet laajenevat nopeasti maapallon syrjäseuduille. Samalla ne, jotka hallitsevat internetin viestiliikennettä taivaalta, suojautuvat maapallon val­tioilta. Valtioilla kun näyttää olevan inhottava taipumus säädellä ja palomuurein rajoittaa nettiliikennettä, jota on totuttu pitämään vapaana.

Lähtölaskenta avaruuteen alkoi tammikuussa 2015. Silloin muutamat isot tele-, satelliitti- ja rakettiyhtiöt kertoivat hurjista suunnitelmistaan.

Mukana on monta osapuolta: SpaceX, OneWeb, O3b, Iridium, LightSquared, Airbus, Google ja useita muita. Pelissä on miljardeja dollareita.

Testit avaruusnetillä alkavat ensi vuonna, jos Yhdysvaltain viranomaiset antavat luvan. Hankkeen edistyessä taivaalle on määrä lähettää eri kantoraketeilla satoja, jopa tuhansia verkon tietoa välittäviä satelliitteja.

Nykyisin liian kaukana

Kukapa olisi arvannut, että internet muuttuu taas. On lähes tasan 20 vuotta siitä, kun selaimet tulivat yleiseen käyttöön. Silloin alkoi netin todellinen rynnistys – Maan päällä.

Internetin palveluja tarjotaan tosin jo nyt paitsi valokaapelin myös satelliittien kautta. Mutta avaruuden kautta tulee nettiin harva, vain joitakin prosentin osia esimerkiksi OECD-maiden kansalaisista.

Avaruuden internetissä on nimittäin toistaiseksi ollut iso ongelma. Yhteys verkkoon on muodostettu satelliiteilla, jotka kiertävät noin 35 700 kilometrin korkeudella.

Tällainen satelliitti on kätevä, koska se on geosynkronisella radalla. Satelliitti pysyy Maahan nähden näennäisesti paikallaan, koska se kiertää Maan samassa ajassa kuin Maa pyörähtää akselinsa ympäri.

Yhteys on kuitenkin liian kaukana. Vaikka viesti kulkee taivaalle valon nopeudella eli lähes 300 000 kilometriä sekunnissa, linkki on internetiin liian hidas. Testeissä satelliittiyhteys on ollut lähes 20 kertaa hitaampi kuin maanpäällinen valokaapeli. Lisäksi välitys on vaatinut isoja antenneja.

Ruudulle syntyy helposti yli sekunnin viive, kun viesti ensin käy ylhäällä ja sitten se välitetään sieltä taas alas reitittimiin. Tämä viive voi sopia television katseluun, mutta netin käyttäjille se on nykyisellään ehdottomasti liikaa. Ainakin videon katsominen netissä vaikeutuu. Myös chattaamisesta ja pelaamisesta tulee mahdotonta.

Lisää satelliitteja matalalle

Ongelmaan on ratkaisu. Lähetetään taivaalle satelliitteja, jotka kulkevat lähempänä Maata, noin 180–2 000 kilometrin korkeudessa. Sinne kaikki uudet satelliitit lähetetäänkin. Näin avaruuden internet nopeutuu.

Tätä nykyä Maata kiertää noin tuhat toimivaa satelliittia. Satelliittien historian aikana eli vuodesta 1957 niitä on lähetetty eri tarkoituksiin yli 5 000.

Satelliittien määrä matalilla radoilla on kasvamassa hurjasti. Se noussee tuhansiin jo ennen 2010-luvun loppua.

Avaruuden web mahdollistuu, koska satelliitit ovat halventuneet ja pienentyneet, samoin internetiin tarvittava tekniikka.

Viestien viennissä voi auttaa myös ennen pitkää uusi tekijä: valo.

Laser on tiivistä, hyvin pakattua valoa, joka voi kantaa paljon informaatiota eli bittejä. Sitä on myös kätevä lähettää ja ottaa vastaan avaruuden netissä.

Avaruuteen tulee tunkua

Mahtavatko kaikki satelliitit sopia avaruuteen? Ensituntumalla vastaus on tietysti kyllä.

Asiassa on kuitenkin yksi mutta. Kaikki sadat satelliitit tunkevat suunnilleen samoille kiertoradoille.

Koska satelliitit kiertävät avaruuden mitoissa lähekkäin, ne voivat joskus törmätä. Jos näin käy, seuraukset ovat rajuja.

Vauhti on niin kova, että hajonneen satelliitin palaset voivat aiheuttaa ketjureaktion. Pienikin irtopala voi kovalla vauhdillaan hajottaa koko satelliitin.

Lisäksi tunkua saattaa tulla myös radioaalloille. Jos satelliitit käyttävät samoja taajuuksia, niiden viestintä häiriintyy.

Tässä tarvittaisiin siis taas säätelyä –  vaikka avaruuden internet syntyy osittain juuri sen takia, että eri yhtiöt haluavat paeta valtiollista kontrollia.

Yhteys puuttuu vielä puolelta

Radiotaajuuksia jakaa Kansainvälinen televiestintäliitto ITU, josta voi tulla paljon jakaja myös ylempänä avaruudessa.

Sama ITU kertoi vuonna 2014, että vielä noin puolet maapallon asukkaista on vailla nettiyhteyttä. Se on yli kolme miljardia ihmistä.

Osa netittömistä asuu syrjäisillä seuduilla, jonne ei ole vedetty kaapeleita, osa köyhissä maissa. Avaruuden internet auttaisi näitä ihmisiä.

Syrjäseutujen lisäksi avaruusnetistä pääsisivät hyötymään muun muassa valtamerillä liikkuvat laivat.

Timo Paukku on Sanoma tiedetoimituksen toimittaja.

Julkaistu Tiede-lehdessä 9/2015.

Netti yhä sama kaikille?

Sääntely pitäisi saada yltämään avaruuteen.

Internetin linjat ovat kaikkialla samanlaiset. Kaistoja tarjoava operaattori ei voi laskuttaa sen mukaan, mitä sisältöä kaistalla on: kuvia tai tekstejä, viihdettä tai tietoa, hinta on aina sama.

Tästä ovat aktivistit, kuten www:n keksinyt Tim Berners-Lee, pitäneet kiinni. Jos netin neutraalius kärsii, sumentuu koko vapaan ja tasa-arvoisen verkon perusidea. Ilman neutraaliuden periaatetta internet olisi saattanut pirstoutua satoihin osiin jo vuosia sitten. Sama vaara on yhä kansallisten rajoitteiden ja tarjonnan erojen takia.

Videot ja verkon kautta tarjottavat televisiopalvelut ovat kuitenkin alkaneet syödä valtaosan kaistaleveydestä. Ruuhka-aikana YouTube ja Netflix vievät Yhdysvalloissa kahdestaan jo puolet siitä kaistaleveydestä, jonka alan yrittäjät tarjoavat.

Yhdysvalloissa, jossa verkon käyttö maksaa suhteellisesti enemmän kuin Euroopassa, on siksi alettu vaatia, että verkon suurimmat kuormittajat myös maksaisivat siitä eniten.

Internet syntyi Yhdysvalloissa, ja netin neutraaliutta ovat valvoneet Yhdysvaltain viestintävirasto ja kauppa- ja teollisuusministeriö. Viime helmikuussa verkkoneutraliteetti sai yhä suojan. Yhdysvaltain telehallintovirasto FCC päätti niukalla äänten enemmistöllä, etteivät Yhdysvalloissa laajakaistayhtiöt voi suosia jotakin tahoa nopeudessa toisten kustannuksella.

Yhdysvaltain telehallintovirasto sai myös oikeudet valvoa tätä – Maan päällä. Yltääkö sääntely myös avaruuteen? Se on vielä epäselvää.

 

Cubesat sopii aloittajallekin

Minikuutiolla saa kohta kuka vain tavaraa avaruuteen.

Tekniikka on pienentynyt 2000-luvulla hurjasti. Tämä pätee myös avaruuteen menevään tekniikkaan. Samalla kulut ovat halventuneet.

Siksi avaruuden internet voi laajeta. Peliin saattaa pian ilmoittautua joukko pieniä aloittelevia start up -yrityksiä.

Niiden salaisuus on cubesat, kymmensenttinen kuutio, joka on tehty kestämään avaruudessa.

Ensimmäinen cubesat lähetettiin avaruuteen 2003. Se suunniteltiin Kaliforniassa opiskelijoiden harjoitteluun ja työkaluksi.

Vuonna 2014 jo 132 cubesatia lähetettiin Maata kiertämään, ja määrä kasvaa lähivuosina jyrkästi.

Opiskelijat mukaan

Osia cubesatiin saa jo lähes kaupan hyllyltä. Kuution voi ostaa, hankkia tai vuokrata ja lähettää avaruuteen. Jollei yksi cubesat riitä, niitä voi yhdistää pötköksi.

Kuljetuksesta huolehtii val­tioiden omistama tai kaupallinen kantoraketti, jonka kärjestä cubesatin suunnittelijat ovat vuokranneet omalle satelliitilleen tilaa.

Virolaiset saivat omansa taivaalle viime vuonna, ja Aalto-yliopiston teekkarit lähettävät omansa tänä tai ensi vuonna. Siihen ei tule internetyhteyttä, mutta ehkä seuraavassa on.

Avaruuden internet ei aluksi perustu cubesateihin. Mutta niiden osuus kohoaa viestinnässä varmasti – ja kukaties yhtäkkiä kaistojen operaattori voikin olla opiskelijoiden pieni yritys.

Isotkin kevenevät

Minisatelliitin runko painaa vain 1,3 kiloa. Isojen pelurien satelliittien massa on vielä paljon enemmän mutta kevenemässä.

Antennien painoa voi vähentää säätämällä ne avautumaan vasta avaruudessa. Siellä niiden täytyy kestää vain painotonta tilaa ja minigravitaatiota. Yh­teyteen Maan päälle riittää alle 40-senttinen antenni, jos se on tietokoneella ohjattu ja suunnattu.

Suunnitelmissa on myös saada avaruuteen joskus satelliitteja, jotka kokoavat itse itsensä.

Ne kytkeytyisivät toisiinsa vasta kiertoradalla ja muodostaisivat ison, voimakkaan satelliitin.

 

Suomeenkin uusia yhteyksiä

Satelliitit verkottavat syrjäseudut.

Uusi väylä nettiin on tarjolla Suomenkin syrjäseuduille. Italialais-ranskalainen yhtiö Eutelsat tarjoaa 77-senttistä lautasantennia ja lupaa lataamisen nopeudeksi 22 megabittiä sekunnissa. Eutelsatilla on avaruudessa 37 geostationaarista satelliittia.

Eutelsatin Ka-sat-yhteyttä myyvät brittiläinen Avonline ja suomalainen Telia-Sonera. Tavoite on myydä Suomessa 7 000–10 000 yhteyttä avaruuden verkkoon. Tämä tarjoaa vaihtoehdon tavallisille asuintalon tai mökin antenneille ja paikallisen teleyhtiön valokuiduille.

 

Matala rata paras

Avaruusnetin satelliittien pitää kiertää maapalloa matalalla, jotta netti toimii tarpeeksi nopeasti.

1 Geosynkroninen eli saman kohdan yllä pysyvä rata,  noin 35 700 kilometrin korkeudella: Signaali kulkee edestakaisin 250 millisekunnissa eli neljäsosasekunnissa, mikä on liian hidasta netissä käytävään videokeskusteluun.

2 Keskitason rata, 2 000–35 700 kilometrin korkeudella: Jos satelliitti on 8 000 kilometrin korkeudella, signaa-li kulkee edestakaisin 52 millisekunnissa eli alle sekunnin kymmenesosassa. On kyllin nopea useimpiin netin sovelluksiin.

3 Matala kiertorata, 180–2 000 kilometrin korkeudella: Yhtiöt SpaceX, OneWeb ja Iridium tähtäävät tänne. Signaali ehtii edestakaisin alle kuudessa millisekunnissa. Netin käyttäjä ei huomaa mitään viivettä.

 

Yritykset kisaavat satelliitein

Moni havittelee osuutta avaruusnetistä.

OneWeb
Satelliittien määrä: 648
Sijoituskorkeus: 1 200 km
Paino: 110 kg
Internetin kaistaleveys: 8 gigabittiä sekunnissa satelliittia kohti
Etu: perustaja Greg Wyler perusti myös O3B:n
Haaste: suunnittelee käyttävänsä Virgin Galactic -yhtiön LauncherOne-rakettia, joka ei ole vielä vienyt mitään avaruuteen

O3b
Satelliittien määrä: 12–100
Sijoituskorkeus: 8 000 km
Paino: 700 kg
Internetin kaistaleveys: 160 gigabittiä sekunnissa satelliittia kohti
Etu: internetyhteyksiä tarjolla jo useisiin maihin
Haaste: korkea kiertorata, mikä hidastaa yhteyksiä

SpaceX
Satelliittien määrä: 4 000
Sijoituskorkeus: 1 100 km
Paino: 100–500 kg
Internetin kaistaleveys: ei ole kerrottu
Etu: yritys veisi tavaraa avaruuteen arkisesti päätyönään
Haaste: vasta idea-asteella

Iridium
Satelliittien määrä: 66
Sijoituskorkeus: 780 km
Paino: 860 kg
Internetin kaistaleveys: 1,5 megabittiä sekunnissa asiakasta kohti
Etu: Iridium on pyörittänyt satelliittien verkkoa vuosikymmeniä
Haaste: yrityksen tekniikka on ehkä liian vanhaa
 

Kautta aikain ihminen on löytänyt syntipukit sairauksiin oman yhteisönsä ulkopuolelta. Syytämme taudeista niitä, joita halveksimme.

Siitä lähtien, kun ebola keväällä 2014 nousi maailman puheenaiheeksi, monet afrikkalaistaustaiset ihmiset ovat joutuneet ennakkoluulojen kohteiksi. Yhdysvalloissa heitä on ebolapelon takia kiusattu kouluissa, heiltä on evätty pääsy työpaikoille, heille ei ole tarjoiltu ravintoloissa, eikä heitä ole suostuttu kättelemään. Osan ovat ystävätkin hylänneet.

Ebolahysteriassa päätään nostaa vahva perustunne: inho. Se on hyötyineen ja haittoineen kuulunut ihmisyyteen todennäköisesti niin kauan kuin ihmisolento on ollut olemassa.

Lääketieteen historian dosentti Heikki S. Vuorinen kertoo kirjassa Tau­ti(n)en historia (2002), että inhon tunne on ilmeisesti evoluutiossa kehittynyt avuksi terveysuhkien karttamiseen. Tunnetta tukevat Vuorisen mukaan kaikki aistit. Niillä, jotka inhon ansiosta ovat välttäneet saastan ja lian, on ollut parhaat edellytykset menestyä ja lisääntyä.

Toisin sanoen ihmiskunnan historia on kulkenut käsi kädessä tautien kanssa. Taudinaiheuttajien muodostama uhka on vuosituhansien ajan lietsonut pelkoa ja inhoa erityisesti vieraita kansoja mutta myös oman yhteisön heikompiosaisia kohtaan. Vielä nykyisinkin tautipelko toimii polttoaineena muukalaiskammolle.

Juuret viljelyn alussa

Tautikammon jykevimmät juuret ulottuvat noin 12 000 vuoden taakse, maatalouden syntyaikoihin. Silloin ihmiset oivalsivat kesyttää erilaisia kotieläimiä ja pystyivät näin korvaamaan villieläimet proteiinilähteinä. Suuhunpantavaa sai siis vähemmällä vaivalla, mutta samalla kotieläimet toivat mukanaan roppakaupalla tautimikrobeja.

Vuorinen kertoo, että monet nykyään yksinomaan ihmisellä esiintyvät tartuntataudit ovat todennäköisesti juuri tuolloin siirtyneet meihin muista selkärankaisista. Ne ovat alun perin olleet eläinten tauteja.

Maatalous mahdollisti paikoilleen asettumisen ja kaupunkien kehityksen. Varhaiset kaupungit takasivat elintason nousun, mutta samalla ne muodostuivat taudinaiheuttajien paratiiseiksi.

Ihmisen äly oli kirjaimellisesti sokea yrittäessään selviytyä silmälle näkymättömien taudinaiheuttajien kanssa. Saatiin kuitenkin aikaan ruokavalio- ja puhtaussääntöjä, jotka saattoivat vähentää tartuntariskiä. Tunnetuin esimerkki on juutalaisten ja muslimien noudattama sianlihan syöntikielto.

Likaisina pidettyjä ihmisiä voitiin kohdella leimaavasti. Vanhimpia tallennettuja esimerkkejä löytyy Vanhan testamentin säännöksistä, jotka koskevat epäpuhtauksia. Esimerkiksi Kolmas Mooseksen kirja opastaa spitaalin kaltaisista taudeista kärsiviä näin:

”Spitaalitautia sairastavan tulee käyttää repaleisia vaatteita, pitää hiuksensa hajallaan ja kasvojensa alaosa peitettynä sekä huutaa: ’Saastainen, saastainen!’ Niin kauan kuin hän potee tautiaan, hän pysyy saastaisena.”

Kastijaon taustalla

Kun yhteiskunnat monipuolistuivat, ne tulivat yhä riippuvaisemmiksi keskinäisestä kaupasta. Maailman kauppateiden kehitys oli myös tautimikrobeille jättipotti. Rooman valtakunnan aikoihin tiet yhdistivät Euroopan, Aasian ja Pohjois-Afrikan väestöt mikrobien jättimäisiksi lisääntymisalueiksi.

Varsinkin tautikokoelmaan tottumattomille naapureille tautiset ja vastustuskykyiset sivilisaatiot olivat biologisesti vaarallisia ja siksi oletettavasti myös pelottavia.

Arvostettu kanadalainen historioitsija William H. McNeill kertoo kirjassaan Kansat ja kulkutaudit (2004), että muun muassa Intian alueen metsäkansoille viljelijöiltä tarttuneet infektiot saattoivat aiheuttaa valtaisan kuolleisuuspiikin. Tosin yhtä lailla viljelijätunkeilijat saattoivat olla alttiita trooppisille taudeille. Vasta kun Intian eri väestöjen vasta-aineimmuniteetit ja loistensietokyvyt ajan mittaan yhtäläistyivät, arjalaisia kieliä puhuvat maahantunkeutujat kykenivät elämään rinta rinnan tamilia ja muita muinaisia kieliä puhuvien kanssa.

Kun yhtäläistyminen oli vielä kesken, puhtaus ja hygienia määrittelivät turvallisia sosiaalisten ryhmien välisiä etäisyyksiä.  Tautitilanne on McNeillin arvion mukaan vaikuttanut kastien muotoutumiseen ja sitä kautta intialaisen yhteiskunnan omintakeiseen rakenteeseen.

Nykyisinkin kastittomat intialaiset ovat syntyperänsä perusteella pysyvästi epäpuhtaita. Yhteisö tarvitsee heitä tekemään saastaisina pidetyt työt, kuten jätehuollon.

Rutto politisoitiin

Lääketieteen näkökulmasta synkintä aikaa Euroopassa elettiin 1300-luvun puolivälissä. Vuosina 1346–1352 musta surma eli ruttopandemia runnoi mahdollisesti jopa 60 prosenttia eurooppalaisista mullan alle. Koska äkkikuoleman pelko oli ilmassa, valloilleen pääsi psykologisia ja kulttuurisia pimeitä voimia.

Ajan mielenmaisemassa rutto oli Jumalan rangaistus lainrikkojille ja epäuskoisille. Esimerkiksi Saksassa ja eräillä sen lähialueilla vaikuttaneet flagellanttiryhmät yrittivät lepyttää Jumalan vihaa hakkaamalla itseään verille – ja hyökkäämällä juutalaisten kimppuun.

Juutalaisille sysättiin pääsyyllisyys kulkutaudin levittämisestä. He kävivät kaikenlaisten kirousten kauhugalleriaksi: juutalaisen vartalo oli mukamas kumara ja epämuodostunut, iho tummanpuhuva tai kellertävä, henki ja ruumis haiseva. Antisemitistit saarnasivat, että juuri juutalaisten hirvittävä haju erotti heidät muista kansoista.

Syntipukeiksi mustaan surmaan valikoitui Vuorisen mukaan muitakin keskivertoväestöstä poikkeavia, kuten mielisairaita ja kerjäläisiä.

Rutosta tuli lopulta osa poliittista peliä. Maat alkoivat syyttää kilpailevia kansakuntia mustasta surmasta vahingoittaakseen näiden kauppaa. Eristys ja kauppasaarto muodostuivat sodankäynnin muodoiksi, ja niitä lietsottiin vetoamalla ennakkoluuloihin muiden tautisuudesta.

Kuppa ideologisoitiin

Uuden viheliäisen vitsauksen eurooppalaiset saivat 1400-luvun lopulla, kun tänne ilmaantui syfilis eli kuppa. Se oli tiettävästi peräisin Kolumbuksen Amerikan-löytöretkeen osallistuneilta miehiltä. Tauti levisi nopeasti Portugalin, Espanjan ja Italian satamakaupungeista näiden maiden väestöön.

Pahinta kauhua kuppa kylvi vuodesta 1494 lähtien, kun se levisi ranskalaisten sotajoukkojen kantamana ympäri Eurooppaa. Tauti sai harhaanjohtavan nimen morbus gallicus eli ranskantauti. Ranskalaisille se oli napolintauti – eräänlainen tuliainen Italian-valloitusretkeltä.

Muitakin nimiä kupalle pulpahteli. Esimerkiksi portugalilaisille se oli kastiliantauti, puolalaisille saksantauti, venäläisille puolantauti ja japanilaisille portugalintauti. Perimmäinen idea pysyi vakiona: kuten kaikki paha aina, tauti oli peräisin jostain muualta kuin oman ryhmän parista.

Vielä 1800-luvulla viktoriaaniset konservatiivipoliitikot hyödynsivät kuppakauhua ideologiansa pönkittämiseen. Yhdysvaltalainen tietokirjailija Elaine Showalter kertoo teoksessaan Sexual anarchy (1990), että konservatiivit pitivät tautia jumalallisena kostona siveettömyydestä, kuten feministien ja homoseksuaalien moraalittomaksi väitetystä elämäntavasta.

Lisäksi syytettyinä olivat maahanmuuttajat ja taas kerran myös juutalaiset. Kuppaa alettiin viktoriaanisena aikana käyttää rodun pahuuden vertauskuvana juutalaisvastaisessa retoriikassa.

Maahanmuuttajaa syytettiin

Maahanmuuttajat ovat aina kuuluneet halveksituimpiin ja pelätyimpiin väestöryhmiin. Yhdysvalloissa erityisesti 1800-luvun siirtolaisuus lisäsi pelkoja. Koleraepidemian aikaan vuonna 1892 Yhdysvaltain presidentti Benjamin Harrison väitti, että ”maahanmuuttajat ovat suora uhka kansanterveydelle”, ja leimasi erityisen vaarallisiksi Venäjän juutalaiset.

Siirtolaiskammo henkilöityi 1900-luvun alussa nimeen Mary Mallon. Hän oli irlantilainen maahanmuuttaja, joka sai liikanimen Typhoid Mary eli lavantauti-Mary, koska oli Yhdysvalloissa ensimmäinen tunnettu tämän taudin kantaja. Hänen kauttaan tartunnan sai 53 muuta ihmistä, ja heistä kolme kuoli.

Mallonin nimi alkoi symboloida terveysuhkia, joita ulkomailla syntyneiden katsottiin aiheuttavan. Yhdysvaltalainen historian professori Alan M. Kraut nimittää tätä ilmiötä kirjassaan Silent travelers (1994) lääketieteelliseksi nativismiksi. Se tarkoittaa etnisten ennakkoluulojen synnyttämää julkista hysteriaa, jossa sairauksia kytketään virheellisesti tiettyihin maahanmuuttajaryhmiin.

Syylliseksi kävi milloin mikin tulokasryhmä. Vuonna 1900 San Franciscon viranomaiset syyttivät virheellisin perustein kiinalaisia paiseruton puhkeamisesta. Kun polioepidemia riehui kesällä 1916, amerikkalaiset uutislehdet ja eräät julkiset terveyslaitokset syyttivät siitä italialaisia maahanmuuttajia.

Rotuteorioita saarnattiin

Etnisyyteen ja fyysisiin poikkeavuuksiin kohdistuva vaino alkoi saada myrkyllisimpiä muotojaan 1800-luvun lopulta läh­tien, kun rotuteoriat kasvattivat suosiotaan. Kansainvälisessä rotuhygieniakeskustelussa lähtökohtana oli, että ”valkoista rotua” ja läntistä sivilisaatiota uhkasi ”rotumurhan” vaara.

Rotuteoreetikot paasasivat, että fyysisesti tai henkisesti poikkeava ”heikompi aines” oli saastuttamassa läntiset sivistysyhteiskunnat. Vetoaminen tautien vaaroihin sai rasismin roihuamaan.

Ensimmäisen maailmansodan jälkimainingeissa Itä-Euroopan juutalaiset saivat uuden tautileiman, tällä kertaa pilkkukuumeen kantajina. Terveyskaapuun verhoutunut antisemitismi inspiroi vaarallisella tavalla erästä nuorta vihaista saksalaista: Adolf Hitleriä.

Maanisella tyylillään Hitler kutsui vuonna 1925 julkaistussa teoksessaan Mein Kampf juutalaisia ”loisiksi” ja ”bakteereiksi” lisäten, että juutalaiset olivat ”poliittisessa ruumiissa oleva tauti”.

On huomionarvoista, että natsipuo­lueen valtaannousu alkoi espanjantaudin jälkimainingeissa. Kyseinen influenssapandemia tappoi Euroopassa yli kaksi miljoonaa ihmistä, joista yksinomaan Saksassa yli puoli miljoonaa.

Kun Hitler tarttui vallankahvaan vuonna 1933, alkoi Saksassa pyrkimys kohti rotuhygieniautopiaa, jossa ihminen ottaisi evoluution ohjakset. Tavoitteena oli ”arvottoman elämän” tuhoaminen. Näin natsit halusivat välttää ”arjalaisen rodun” ”likaantumisen”.

Lopputulos oli tuhkanmusta: juutalaisia, romaneja ja muita alempiarvoisiksi katsottuja murhattiin miljoonittain.

Aidsilla leimattiin

1980-luvulla pelon maantiede kattoi jälleen Afrikan, kun hi-viruksen aiheuttama tauti paikantui länsimaiden aids-hyste­riassa sinne ja riski alettiin kytkeä ihonväriin. Sen sijaan Neuvostoliiton propagandassa aids toimi todisteena länsimaiden rappiosta.

Aids-leima iskostui Yhdysvalloissa afrikkalaisten lisäksi haitilaisiin maahanmuuttajiin.  Vuonna 1992 yli tuhat haitilaista, joita syytettiin aidsin leviämisestä, passitettiin karanteeniin Kuuban Guantánamoon.  Professori Krautin mukaan kymmenettuhannet Yhdysvaltain haitilaiset menettivät työpaikkansa, asuntonsa ja kouluttautumismahdollisuutensa.

Aids on ollut erityisen selvä esimerkki siitä, miten oman aikamme pelot ja vihamielisyydet heijastuvat, kertoo aidsin leimaavuutta tarkastellut yhdysvaltalainen kirjailija Susan Sontag.

2000-luvun suurimpiin maailmanlaajuisuun paniikkeihin on lukeutunut epäilemättä sars, tietyn koronaviruksen aiheuttama vaarallinen keuhkokuume, joka lähti liikkeelle Kiinasta. Syypäiksi ovat käyneet kiinalaiset ympäri maailman.

Vuonna 2003 New Yorkin Chinatownia pidettiin erityisen riskialttiina tartunta-alueena, vaikka sieltä ei ollut kirjattu ainoa­takaan sars-tapausta. The China Post uutisoi huhtikuussa 2003, että muun muassa Torontossa etniset kiinalaiset joutuivat sars-pelkojen vuoksi naapuriensa tenttaamiksi ja että heidän läheisyyttään vältettiin metroissa.

Samankaltainen ilmiö näkyi Aasiassa: Taiwanissa taksikuskit kieltäytyivät ajamasta alueilla, joilla liikkui paljon mannerkiinalaisia. Malesia epäsi kaikilta kiinalaisilta viisumit.

Ebolapelko toistaa kaavaa

Hi-viruksen tapaan myös ebolavirus leimaa Afrikkaa. Ebola on elvyttänyt vanhaa viktoriaanista kuvaa primitiivisestä maanosasta, joka kuhisee tauteja.
Esimerkiksi arvostettu yhdysvaltalainen uutislehti Newsweek kuvasi elokuussa 2014 julkaistussa artikkelissa afrikkalaisia pelottaviksi, koska he syövät apinoita ja ”puskalihaa”. Washington Post -lehti kritisoi Newsweekin uutisointia voimakkaaseen sävyyn nimittäen sitä ”uugabuuga-journalismiksi”.

Televisioyhtiö CBS:n tekemän kyselyn perusteella 80 prosenttia yhdysvaltaisista haluaa, että Länsi-Afrikasta tulleet lailliset maahanmuuttajat – myös maassa vuosikausia asuneet – passitettaisiin karanteeniin. 27 prosenttia ajattelee, että länsiafrikkalaisilta pitäisi kokonaan evätä pääsy Yhdysvaltoihin.

Ebolan pelko ei rajoitu ainoastaan länteen. Brittiläinen lääketieteen historian professori Mark Harrison kertoi Smithsonian-lehdessä marraskuussa 2014, että pelko on itse asiassa kärjistyneempää Aasiassa kuin Euroopassa tai Amerikassa. Esimerkiksi lentoyhtiö Korean Air lopetti elokuussa 2014 suorat lennot Afrikkaan, vaikka lentokohde olisi ollut Itä-Afrikan Nairobi, joka sijaitsee tuhansien kilometrien päässä Länsi-Afrikan tautialueelta.

Harrisonin mukaan ebola-ahdistus on Aasiassa erityisen voimakasta, koska epidemiat, köyhyys ja nälänhätä ovat siellä niin tuoreessa muistissa.
Olipa tautien alkuperä sitten mikä tahansa, tautipelkojen synnyttämä ennakkoluuloisuus on niin sitkeä vaiva, että harva tauti vetää sille vertoja.

Lauri Seppälä on historiaan erikoistunut vapaa toimittaja ja Tiede-lehden vakituinen avustaja.

Julkaistu Tiede-lehdessä 9/2015.

Tautipelko ennustaa väkivaltaa

Taudit koventavat asenteita muutenkin.

Sairauksien yleisyys ennakoi usein sisällissotia, heimosotia ja muita laajamittaisia aseellisia selkkauksia, kertoo tutkimustensa perusteella New Mexicon yliopiston biologian professori Randy Thornhill.

Denverin yliopiston psykologin Ilan Shriranin tutkimuksista on puolestaan selvinnyt, että niissä osissa Yhdysvaltoja, joissa tartuntatauteja on paljon, tehdään tavallista enemmän sellaisia tappoja, joissa uhri on tekijälle tuntematon. Siellä, missä infektioita on vähän, tuntemattomia tapetaan vähemmän.

Kanadassa Brittiläisen Kolumbian yliopiston psykologian professorin Mark Schallerin tutkimustiimi näytti koehenkilöille kuvasarjan taudinaiheuttajista ja sairauksista. Toinen ryhmä sai katseltavakseen kuvia onnettomuuksista ja vaaratilanteista. Sitten tutkittaville kerrottiin, että Kanadan hallitus aikoo suunnata valtion varoja maahanmuuton edistämiseen. Sairauskuvia katsoneet olivat keskimäärin haluttomimpia käyttämään rahaa maahanmuuttajien houkuttelemiseen tuntemattomista maista.

Schallerin tutkimuksista selviää myös, että runsaiden tautien alueilla ihmiset ovat vähemmän ulospäinsuuntautuneita kuin muualla.

Lähteitä: Journal of Personality and Social Psychology, Psychology Today