Elämän ja arvometallien etsintää avaruudessa

LUMA-keskus Aallossa järjestetylle Avaruus ja satelliitit -kurssille osallistui yhteensä 11 espoolaista lukiolaista Haukilahden, Kuninkaantien ja Olarin lukioista. Kurssin aikana tutustuttiin avaruustekniikkaan, laboratorioihin ja muun muassa rakennettiin oma avaruusmissio, jonka kukin ryhmä esitteli kurssin loppuseminaarissa. Kurssi pidettiin Otaniemessä 31.10.–11.11.2014.

Loppuseminaarin esitykset koostuivat lyhyestä avaruusmission esittelystä ja avaruuslaitteeseen liittyvästä mallidemonstraatiosta.

Tavoitteena mielenkiintoisin avaruusmissio

Ryhmä 1, Altti Jääskeläinen, Luukas Myllynen ja Juho Mäkelä, palkittiin parhaasta tieteellisestä missiosta. He käsittelivät ryhmätyössään polttavinta tieteellistä kysymystä eli elämän löytämistä Marsista. Ryhmä esitti mielenkiintoisen lähestymistavan, jota ei ole vielä kokeiltu.

Ryhmän päämääränä oli rakentaa mönkijämissio, jossa laskeudutaan luotaimella Marsin pinnalla oleviin arvoituksellisiin vajoamaluoliin ja tutkitaan mitä niistä löytyy. Käyttämällä olemassa olevia luolia, päästään vaivattomasti Marsin pintaa syvemmälle ja käsiksi pinnan alle kätkettyihin arvoituksiin. Heidän tavoitteenaan oli etsiä elämää tai sen merkkejä sekä selvittää vajoamisen syntymisen syitä.

– Kiinnitysjärjestelmä pitää mönkijän paikoillaan. Luotaimessa tarvitaan myös valonlähde, koska luonnonvalo on vähäistä. Luotain liikkuu pystysuunnassa ja se saa virtaa köyttä pitkin. Laskeutumismoduulissa on pyörät, jotta laite pystyy liikkumaan kuopan pohjalla, ryhmäläiset kertovat missiostaan.

– Mitä tiedätte näistä Marsin pinnalla olevista syvistä kuopista, kysyttiin yleisöstä. – Läpimitta voi olla satoja metrejä ja samantapaisia on löytynyt myös Maan pinnalta. Marsissa on voinut olla vettä, joka on kuivunut pois. Kuoppa on saattanut syntyä jonkin osuttua Marsin pintaan, joka on saanut pinnan romahtamaan.

Avaruusmissio Jupiterin kuuhun, Europaan

Ryhmä 2, Frans Lucenius, Roni Koitermaa ja Jukka Suominen, palkittiin parhaasta teknisestä toteutuksesta ja se sai myös erityismaininnan hyvin tehdyistä ratalaskuista.

Ryhmän päämääränä oli tutkia Jupiterin jäistä kuuta Europaa luotain/mönkijä-parilla joka tutkisi kaukaista jäistä maailmaa. Mission tavoitteena oli saada tietoa asumisen mahdollisuuksia Jupiterin kuussa sekä kartoittaa mahdollisuuksia perustaa kuuhun tukikohtia ja polttoaineasema pidempiä avaruusmatkoja varten.

Mission nimi oli Vänä 1 ja se oli nimetty Olarin koulun opettajan kunniaksi. Vänä 1 -konseptia voisi soveltaa myös muihin kohteisiin, ryhmä kertoi.

Avaruusmission luotain olisi Europaa kiertävällä radalla ja toimisi tiedonsiirron tukiasemana. Kiertolaisen tutka tutkisi Europan jään paksuutta ja kamerat kuvaisivat pinnan muutoksia.

Matka kestää kaksi vuotta

Avaruusmission toinen osa on jään sisälle porautuva hydrobotti, joka on suunniteltu tutkimaan jään alla olevaa nestemäistä vettä usealla instrumentilla.

– Lämpöelementit sulattavat jään, vaikka jäätä on monta kilometriä. Luotaimella päästään kuitenkin jään läpi veteen asti hakemaan näytteitä, arvioivat ryhmäläiset missionsa haasteita.

Kurssin vetäjä, professori Jaan Praks kommentoi tämän mission olevan hyvin nopean, kun oli suunniteltu lentämään Jupiterin radalle suoraan Hohmannin siirtoradalta elliptistä rataa pitkin.

– Matka kestää pari vuotta, mikä ei ole kovin kauaa, ryhmäläiset totesivat.

Europan radalle kiihdyttämisaika on noin 7,8 km/s.

Avaruuden arvometalleilla rikkauksiin?

Ryhmän 3, Joonatan Bergholm, Viena Haverinen ja Kim Palko, työ palkittiin parhaana kaupallisena missiona, koska se keskittyi alueeseen missä raha liikkuu myös tulevaisuudessa, nimittäin arvometallien etsimiseen asteroideilta.

Massive Asteroid Retrieval Vessel (MARvel) -mission tavoitteena oli tuoda arvometalleja, joita yritykset etsivät tällä hetkellä Maasta, aurinkokunnan asteroideilta. Luotain hakisi asteroideja Maata kiertävälle radalle, jossa niistä louhittaisiin arvokasta malmia. Tämä olisi taloudellisesti kannattavaa toimintaa, ryhmä arvioi, sillä nykyhinnoilla saisi merkittävät tuotot, sillä esimerkiksi platinan kilohinta on tällä hetkellä noin 24 600 puntaa.

– Rahoitusta tälle toiminnalle voisi hakea arvometalleja tarvitsevilta yrityksiltä, kuten esimerkiksi high-tech-tuotteita valmistavilta yhtiöiltä, ryhmä visioi.

Luotaimen hyötykuormana on harppuuna ja analysointivälineet. Luotaimen aurinkopaneeleista saatua energiaa voi puolestaan varastoida akkuihin.

Kasino avaruudessa

Ryhmän 4, Joonatan Kettunen ja Markus Säynevirta, Low Earth Orbit Multi-Purpose Space Station (LEOMPSS) -missio oli kurssin kunnianhimoisin.

Ryhmä rakentaisi avaruusaseman, joka kiertää matalalla kiertoradalla ja se palvelisi useita tarkoituksia, niin eri yhteisöjä kuin yksityishenkilöitäkin. Avaruusasema rakennettaisiin yhteensopivaksi useiden avaruuskapseleiden ja alusten kanssa.

Asema koostuisi modulaarisista komponenteista, jonka kehittäminen mahdollistaisi asemalla testattujen osien hyödyntämisen muissa projekteissa, muilla taivaankappaleilla. Esimerkkinä tästä on Mars-asema. Avaruusasemaan tarvittavat modulaariset osat lähetetään kiertoradalle pienlaukaisulla ja robotit hoitaisivat aseman kokoamisen suoraan avaruudessa.

Modulaarinen avaruusasema voisi toimia muun muassa hotellina, tieteellisenä laboratoriona, nanosatelliittien laukaisualustana, väliasemana pitkillä avaruuslennoilla ja vaikka kasinona. Viimeinen ehdotus herätti yleisössä keskustelua. "Miten se voi olla toimiva ajatus?" "Siistii! Keksitään uusia pelejä."

Arviointiraati

Esitykset arvioi raati, jonka jäsenet olivat kurssin vetäjä professori Jaan Praks, Aalto-1 satelliitin mekaniikkainsinööri, opiskelija Kalle Nordling ja Aalto-1 satelliitin kommunikaatiojärjestelmän insinööri, opiskelija Mikko Lankinen. Raati arvioi ideoiden tieteellistä/kaupallista merkittävyyttä, mission perustelut ja taustan sekä teknisen toteutuksen. Jokainen ryhmä palkittiin parhaana tietyllä osa-alueella.

Mitä kurssilta mukaan?

Jaan Praks kiitti lukiolaisia aktiivisuudesta ja loistavien kysymysten esittämisestä. Hän toivoi, että oppilaat saivat käsityksen siitä, mitä avaruustekniikka on, ja miten avaruuslaitteita rakennetaan.

Kaiken oppimansa lisäksi, lukiolaiset kertoivat saaneensa kurssilta myös uusia ystäviä. Sitä, ovatko he kenties uusia aaltolaisia tulevaisuudessa, he eivät osanneet vielä kovin varmasti arvioida, mutta kurssille osallistuminen oli joka tapauksessa huippujuttu.

Kärkikurssit ovat viikon intensiivikursseja lukiolaisille. Kurssien opettajat ovat Aalto-yliopiston professoreita, tutkijoita ja opettajia. Kärkikurssit tarjoavat mahdollisuuden tutustua yliopistomaailmaan lukioaikana.

LUMA-keskus Aalto on osa kansallista LUMA-keskusten verkostoa. Verkosto tukee ja edistää luonnontieteiden, matematiikan, tietotekniikan ja teknologian oppimista, opetusta ja harrastuneisuutta sekä opintoihin hakeutumista.

Lisätiedot: luma.aalto.fi

Teksti: Heli Laukko
Kuvat: Aalto-yliopisto/Heli Laukko, opiskelijoiden kalvot