Miehitettyjen kuu- ja marslentojen hinta ja hyöty?

Ilmatieteen laitoksen ryhmäpäällikkö Ari-Matti Harri väitti Helsingin Sanomien haastattelussa, etteivät miehitetyt kuu- tai marslennot olisi tieteellisesti hyödyllisiä taloudelliseen panostukseen nähden (HS 14.2.2017 s. B6–B7). Samalla hän laski miehitetyn marslennon hinnalla saatavan tuhat Curiosity-mönkijää.¹ Tällaiset vuosia toistetut väitteet² sopivat Suomen kansalliseen avaruusstrategiaan ja Curiosityssakin ansiokkaasti mukana olevan Ilmatieteen laitoksen linjaan. Ne eivät kuitenkaan perustu tutkittuun tietoon.

Kuvat: NASA (ylempi) ja NASA/JPL-Caltech/MSSS (alempi).

Yhdysvaltain Apollo-ohjelman tieteellisen annin on useissa tutkimuksissa osoitettu olevan täysin ylivertainen miehittämättömiin lentoihin nähden. Toisin kuin miehittämättömien ohjelmien kohdalla, Apolloon pohjautuvien tutkimusten määrä kasvaa edelleen jyrkästi. ”Hyötyä” laskettaessa ei myöskään Apollon teknologisia, kulttuurisia ja taloudellisia tuottoja sovi unohtaa. On vaikea kuvitella, että Curiositysta tehtäisiin 25 vuotta myöhemmin elokuva, joka tuottaa yli 350 miljoonaa dollaria voittoa, kuten pelkästään Apollo 13 -elokuva on tehnyt. Väite miehitettyjen kuulentojen heikosta panos/tuotto -suhteesta ei yksinkertaisesti pidä paikkaansa.

Curiosity-mönkijä on maksanut noin 2,5 miljardia dollaria. Suoraan laskien Harrin mainitsemat tuhat Curiositya tekisi siis 2500 miljardia dollaria. Sarjatuotanto tietenkin laskisi kustannuksia. Kannattaa kuitenkin muistaa, että tiedeyhteisö ei olisi halunnut edes toista Curiosityn kaltaista mönkijää, jollainen aiotaan laukaista vuonna 2020. Sarjatuotannosta ei kannata haaveilla.

Miehitetyn marslennon hintaa ei tiedä kukaan. Suurimmat varteenotettavat arviot pyörivät 100–230 miljardin dollarin tienoilla. Nuo rahat käytettäisiin muutaman vuosikymmenen aikana. Jopa marslentojen vastustajat selviäisivät yhdeksästä miehitetystä marslennosta 1500 miljardilla. Vaikka avaruusbudjetit tunnetusti ylittyvät, on tästä pitkä matka 2500 miljardiin. Vertailun vuoksi, kansainvälisen avaruusaseman ISS:n kustannukset ovat 20–30 vuoden aikana olleet sadan miljardin luokkaa. Euroopan avaruusjärjestön osuus tästä on euro yhtä eurooppalaista kohti vuodessa.

Vaikka Donald Trumpin arvoituksellisista avaruuslinjauksista Ari-Matti Harrin tapaan pitäisikin, ”vaihtoehtoisten tosiasioiden” soisi kuitenkin pysyvän kotimaisesta tiedekeskustelusta kaukana.³

---

¹Harrin lausuntoja on Hesarissa alkuperäisen jutun jälkeen nykyiseen orwellilaiseen tapaan muuteltu. Alkuperäisessä artikkelissa kirjoitettiin mm. näin (sitaatti HS:n mukaan Harrilta):

"Joku Trumpin tiimissä totesi, että Nasan tehtävänä ei ole tutkia maapallon ilmakehää. Olen tästä samaa mieltä." 

Nasan budjetista noin kaksi miljardia dollaria on nyt suunnattu Earth science -ohjelmiin eli geotieteisiin ja ilmakehän tutkimukseen. Rahat saatetaan siirtää ilmakehän ja valtamerten tutkimuksen laitokseen (NOAA).

Nyt artikkelissa lukee jo huomattavasti järkevämmin näin:
”Joku Trumpin tiimissä totesi, että Nasan tehtävänä ei ole tutkia maapallon ilmakehää. Tätä voisi yrittää tulkita positiivisesti uutena työnjakona keskusvirastojen välillä.”

Nasan budjetista noin kaksi miljardia dollaria on nyt suunnattu Earth science -ohjelmiin eli geotieteisiin ja ilmakehän tutkimukseen. Tämän osuuden pitäisi siirtyä sää- ja valtamerentutkimushallitus NOAA:lle, jos Nasa keskittyisi tulevaisuudessa vain avaruuteen.

”Mutta tietysti, jos tuo raha vain häviäisi Nasalta, niin se olisi huono juttu”, Harri lisää.

Tästä nyt on tietenkin ullkopuolisen mahdotonta tietää, kuka oikeasti sanoi mitä, ja mitä sillä mahdettiin tarkoittaa. Miehitettyjen kuu- ja marslentojen perustelematon kritisointi ja älytön heitto tuhannesta Curiositysta on kuitenkin edelleen paikoillaan:

”Miehitetty kuulento ei kuitenkaan ole tieteellisesti hyödyllinen suhteessa panostukseen, puhumattakaan Mars-lennosta, jonka hinnalla saisi tuhat Curiosity-mönkijää”, Harri sanoo.

²Linkitetyssä Ylen tv-haastattelussa joulukuulta 2013 tosin keskitytään Chang'e 3:n ja Yutun merkityksen vähättelyyn ja toimittajan yllyttämänä väitetään täysin virheellisesti Kuusta tuodun tonnikaupalla näytteitä. Kuudella Apollo-lennolla tuotiin 382 kg kuukiviä Maahan, ja kolmella miehittämättömällä Luna-lennolla muutama sata grammaa. Näiden lisäksi tällä hetkellä tunnetaan noin 280 Kuusta peräisin olevaa kiveä, jotka tosin edustavat huomattavasti vähäisempää määrää erillisiä meteoriitteja. Ylen haastattelussa toistettiin sekin virheellinen väite, että Chang'e 3:lla olisi tehty ensimmäiset tähtitieteelliset havainnot Kuussa. Jo Apollo 16 -lennolla huhtikuussa 1972 kuitenkin oli mukana ultraviolettialueella toiminut kamera/spektrografi, joka kuvasi niin Maapallon ja sen lähiavaruuden kuin syvän avaruudenkin kohteita. 

³Tässä voi tietenkin kysyä täysin perustellusti, enkö tee – kenties jälleen kerran – kärpäsestä härkästä. Näin voi olla, mutta en vaan voi sille mitään, että kun johtavassa asemassa oleva valtion virkamies esittää toistuvasti täysin perustelematta väitteitä, jotka eivät alkuunkaan pidä paikkaansa, nousee väkisinkin mieleeni kysymyksiä siitä, mikä tämän kaiken tarkoitus oikein on. Olettaisin, että virkamiehetkin saavat ilmaista julkisuudessa omia mielipiteitään, mutta asiantuntijalaitosten edustajien soisi virkatehtävissään pysyvän kuitenkin tosiasioissa.

44 vuotta sitten...

Tänään 14.12.2016 tulee kuluneeksi 44 vuotta siitä, kun ihmiskunta poistui Kuun pinnalta. Itse asiassa jos ihan tarkkoja ollaan, se tapahtui 15.12.1972 klo 00.54.37 Suomen aikaa. Tuolloin Apollo 17:n astronautit Gene Cernan ja ainoa Kuussa käynyt geologi Jack Schmitt nousivat Taurus-Littrow'n laaksosta Challenger-kuumodulillaan. Reilua kahta tuntia myöhemmin he telakoituivat Ron Evansin kipparoimaan America-komentomoduliin. Ihmiskunnan viimeinen miehitetty kuulento päättyi Tyyneen valtamereen 19.12.1972. Apollo17.org -sivustolla pääsee vielä myötäelämään ihmiskunnan viimeiset hetket toisen taivaankappaleen pinnalla "reaaliajassa".

Apollo-ohjelman tuomia näytteitä ja muita tieteellisiä tuloksia käytetään edelleen erittäin aktiivisesti. Aika moni muu on kanssani samaa mieltä siitä, että Apollo-ohjelma on ihmiskunnan suurin saavutus. Mikä tärkeintä, se innoittaa ihmisiä sukupolvesta toiseen, kansallisuudesta riippumatta. Nyt amerikkalaiset eivät pääse omin voimin edes Maan kiertoradalle. Samalla kun iloitsen menneistä saavutuksista, en voi kuin ihmetellä, miten hitossa asiat haluttiin väkisin sössiä näin pahasti?

Jack Schmitt Apollo 17:n EVA 3:n lopussa 14.12.1972. Tämä on tiettävästi viimeinen valokuva Apollo-astronautista Kuun pinnalla. Kuva: NASA / JSC / Kipp Teague / AS17-143-21941.

---
P.S. 16.12.2016: Huomasin sattumalta käyttäneeni lähes identtistä otsikkoa jo Clear Lakessa 21.7.2013. Neljäkymmentäneljä vuotta taaksepäin tuosta päivämäärästä tunnelmat olivat hieman toisenlaiset, mutta itselläni tuolloin kolme ja puoli vuotta sitten tuntemukset olivat näköjään varsin samat kuin nyt.  Jonkinlaista ympyrän sulkeutumista tässä on aistittavissa.

Miehitetyt kuulennot myötätuulessa(ko)?

ESA / Foster + Partners

Viimeviikkoinen Space.comin uutinen ESAn tulevan nokkamiehen Johann-Dietrich Wörnerin miehitettyjä kuulentoja ja etäpuolen kuuasemaa tukevista lausunnoista sai tällaisen vanhan kyynikonkin lähes herkistymään. Wörnerin mukaan etäpuolen kuuasema olisi kansainvälisen avaruusaseman seuraaja, ja sitä voitaisiin käyttää paitsi perustutkimukseen, myös kuuperän raaka-aineiden hyväksikäyttöön. Myös tulevat Mars-lennot hyötyisivät kuuasemasta. Puheet ovat tietenkin vain puheita, eikä niillä yleensä ole mitään yhtymäkohtaa tekoihin vallankaan sellaisessa byrokratian pesäkkeessä kuin ESA. Kuitenkin jo pelkästään se, että ESAn tuleva johtaja selvästi ilmaisee henkilökohtaisen kiinnostuksensa Kuuta ja sen järkevää hyödyntämistä kohtaan, on ainakin pieni askel oikeaan suuntaan.

Wörnerin ohella myös vielä merkittävämpi avaruuspelin nappula, NASAn pomo Charlie Bolden, yllätti positiivisesti. Bolden on varmasti mukava kaveri ja epäilemättä hän oli aikoinaan pätevä astronautti, mutta NASAn pääjohtajana hän on ollut hämmästyttävän surkea. Tietysti pitää muistaa, että amerikkalaisen hallintotavan mukaisesti valtion tutkimuslaitosten johtajat nimitetään avoimen poliittisesti (täydellisen korruptoitumattomassa Suomessa poliittisia virkanimityksiähän ei tietenkään ole… Jaa, ai mikä GTK?), joten Boldenin päämäärätön sekoilu ja Kuun täydellinen hyljeksiminen on suurelta osin myös seurausta Obaman hallinnon onnettomasta avaruuspolitiikasta.

Sivumennen sanoen, tuo Obaman hallinnon kuuvastaisuus onkin mielenkiintoinen juttu, sillä Obaman ensimmäisessä virkaanastujaisparaatissa NASAn LER ajeli, koska tiettävästi Obama henkilökohtaisesti sen sinne halusi. Tuota iloa ei toki kauan kestänyt, vaan hyvin nopeasti Kuuhun paluusta tuli NASAssa kielletty puheen- ja tutkimuksen aihe.

No, nyt kuitenkin Bolden löysi ruumiinontelostaan sen verran kalkkisaostumaa, että rohkeni julkisesti myöntää miehitettyjen kuulentojen tarjoavan heille merkittävää kokemusta jatkoa – mitä se sitten sisältääkään – ajatellen. Lisäksi Bolden jopa pyysi, että kun muut avaruusmahdit palaavat Kuuhun, he huolisivat mukaansa edes yhden NASAn astronautin. Boldenin ja nyky-NASAn kannoiksi nuo ovat melkeinpä vallankumouksellisia sanoja.

Vaikka myönteisiä merkkejä ilmassa onkin, voivat monet asiat, vaikkapa Ison-Britannian eiliset parlamenttivaalit, osaltaan sotkea tätä soppaa. Kuten tunnettua, muutama vuosi sitten brittipoliitikot torppasivat ESAn suunnitteleman kuulaskeutujan. Nyt britit jostain syystä antoivat David Cameronille viisi vuotta lisää aikaa eristäytyä saarelleen miettimään käskettiinkö hänen kannattaa West Hamia vai Aston Villaa, ja mitä Paul Weller tarkoittikaan kirjoittaessaan Eton Riflesin. Eurooppalaisen (avaruus)yhteistyön kannalta Cameronin valinta ei siis välttämättä ollut paras mahdollinen vaihtoehto, mutta mistäpä näistä toisaalta koskaan tietää. 

Se nyt kuitenkin on selvää, että Suomea tämä ei hetkauta suuntaan tai toiseen, sillä Suomen virallisen mielipiteen mukaanhan Itämeren jäätilanteen ja maamme metsävarojen seuranta on paljon innostavampaa toimintaa kuin miehitetyt kuulennot. Ja Trio Ässät tulee myös varmasti jatkamaan edellisten hallitusten aloittamaa perustutkimuksen alasajoa, joten eiköhän Ilmatieteen laitokseltakin saada tapettua se joutava hömpötys Marsiin lentämisestä aurinkovoimalla. Niin se käy.

ESAn suunnittelema Kuu-laskeutuja haudattiin

Euroopan avaruusjärjestön ministerikokouksesta kuului huonoja uutisia jo ennen kuin kokous varsinaisesti alkoikaan. Muiden muassa SpaceNews ja Spaceflight Now uutisoivat tänään, että saksalaisvetoinen, Kuun Etelänavalle vuonna 2019 tähdännyt mielikuvituksellisesti nimetty European Lunar Lander -hanke haudattiin jo ennen kuin ministerit pääsivät sen tekemään.

Saksan päätös ei ollut yllätys, mutta kirpaisee se silti. Uutisissa syyksi mainitaan mm. Espanjan rahapula, ja huhut kertovat brittipoliitikkojen tappaneen heidän osallistumisensa hankkeeseen, koska heitä ei vain Kuu satu kiinnostamaan. Koska Britannia on yksi harvoista maista Euroopassa, jossa tehdään aktiivista Kuu-tutkimusta, oli poliitikkojen temppu todella tyly etenkin heidän omia tutkijoitaan kohtaan. Britannian vetäytyminen ja Espanjan velkakriisi tekivät hankkeen kokonaisrahoituksen toteuttamisesta mahdottoman.

Mitään uuttahan tässä ei ole. ESAssa mennään aina politiikka ja byrokratia edellä. Näiden jälkeen tulevat bisnes ja teknologian kehittäminen, ja jossain kaukana niiden takana tulee tiede. Hakematta mieleen tulee 90-luvulla tapettu Kuun kaukokartoitussatelliittihanke MORO. Pienimuotoisena ihmeenä täytyy pitää sitä, että ESA sai SMART-1:n Kuuhun. No, sehän olikin lähinnä pieni teknologiakoe, jonka tieteellisistä tuloksista ei ole pahemmin kylillä huudeltu.

NASAn puolellakin ESAn Kuu-laskeutujan tappaminen aiheuttaa parranpärinää. Huhujen mukaan ainakin siellä täällä NASAssa oli nimittäin ajateltu ESAn laskeutujan nivoutuvan osaksi yhteistä kansainvälistä päämäärää, josssa Kuuhun palattaisiin niin miehittämättömien laskeutujien ja kulkijoiden, kuin myöhemmin myös miehitettyjen lentojen voimin. Vaan ranskalaiset voivat taas kerran olla tyytyväisiä, kun pääsevät kehittelemään seuraavaa Arianeaan. Kuuhullua ei vaan liiemmin nyt hymyilytä. 

ESAn nyt kuopatun laskeutujan piti suunnitelmien mukaan suunnata Kuun Etelänavan tuntumaan vuonna 2019. Alkuperäiskuva: ESA

Takaisin Kuuhun – tai ainakin lähelle sitä?

Barack ”Buzz kävi siell䔹 Obaman uudelleenvalinnalla Yhdysvaltain presidentiksi on ollut, ja etenkin tulee olemaan, monia mielenkiintoisia seurauksia. Yksi niistä on NASAn tulevaisuutta koskevien huhujen painopisteen muuttuminen, jälleen kerran. Constellation-ohjelmasta luopumisen jälkeen NASAlla ei ole ollut mitään selkeää tavoitetta miehitettyjen lentojen suuntaamiseksi Kansainvälistä avaruusasemaa kauemmaksi. NASAn johtajien puheet asteroideista, Marsin kiertoradasta tai kuista, ja jopa Marsin pinnalle laskeutumisesta ovat olleet kaiken konkretian puutteessa pelkkää sanahelinää. NASAn ja sen alihankkijoiden insinöörit ja tutkijat, jotka ovat onnistuneet välttämään irtisanomisen, ovat olleet syystäkin turhautuneita. Ne, jotka varsinaisen työn tekevät, ovat oman suppean ja täysin epätieteellisen otantani ja huhupuheiden perusteella lähes yksimielisiä siitä, että miehitetty lento asteroidille tai Marsiin ilman, että teknologiaa ja menetelmiä testataan ensin Kuussa, on sulaa hulluutta. Ja erittäin kallista sellaista.

Nyt viimeisen viikon aikana on julkisuudessa alkanut liikkua yhä enemmän huhuja siitä, että myös NASAn poliittisesti nimettyä johtoa alkaisi kiinnostaa paluu Kuuhun, vaikka vielä lokakuun lopulla pidetyssä Lunar Exploration Analysis Groupin kokouksessa paikalla olleiden mukaan Kuu-vastaista mantraa vielä NASAn johtajien toimesta toisteltiinkin. Nyt kuitenkin vaikuttaisi siltä, että NASAa kiinostaisi jo Space Launch Systemin nimellä kulkevan kantorakettijärjestelmänsä käyttöönoton alkuvaiheessa lento Maa–Kuu-järjestelmän L2-pisteeseen. Mikä tämä L2 sitten oikein on, ja miksi sinne kannattaisi mennä?

Kun kaksi suhteellisen suurimassaista kappaletta, kuten vaikkapa Maa ja Kuu, kiertää yhteistä massakeskipistettään, löytyy tästä painovoimasysteemistä viisi pistettä, jossa suhteellisen pienimassainen kappale pysyy paikoillaan systeemin pääkappaleisiin nähden. Näitä Leonhard Eulerin (1707–1783) ja Joseph-Louis Lagrangen (1736–1813) löytämiä pisteitä kutsutaan Lagrangen pisteiksi, tai useimmiten lyhyesti vain L-pisteiksi. Kuten oheisesta kuvasta selviää, ovat pisteet L1–L3 Maan ja Kuun kanssa samalla linjalla, mutta L4 ja L5 samalla radalla Kuun kanssa, tosin 60° sen edellä tai jäljessä. L4 ja L5 ovat erityisen vakaita pisteitä, kuten etenkin Aurinko–Jupiter-järjestelmän troijalaiset asteroidit hyvin osoittavat. Maa–Kuu-järjestelmän L4-pisteestäkin löydettin viime vuonna ensimmäinen ”Maan troijalainen”. Pisteet L1–L3 sen sijaan ovat epävakaampia, mutta niidenkin tapauksessa varsinaista Lagrangen pistettä kiertävä rata voidaan pitää vakaana hyvin vähällä vaivalla.

Maa–Kuu-järjestelmän Lagrangen pisteet. Harmaat viivat ovat painovoiman tasa-arvokäyriä, ja sininen viiva kuvaa Kuun rataa. Kuva: LPI

Vielä toistaiseksi NASA Lunar Science Institute -nimellä kulkevan virtuaali-instituutin tutkijat ovat jo pitkään perehtyneet L2-pisteen tuomiin mahdollisuuksiin Kuun itsensä tutkimuksessa, samoin kuin Kuun käyttämiseen astrofysikaalisen observatorion sijoituspaikkana. Sattumaa ei liene, että he toivat ajatuksensa suuremmin julkisuuteen juuri presidentinvaalien kynnyksellä. Kuun etäpuoli on edelleenkin lähipuolta huomattavasti heikommin tunnettu, ja siellä sijaitsevat mm. South Pole–Aitkenin allas ja sen sisällä oleva Schrödingerin kraatteri (tai Schrödingerin allas, jos harhaanjohtavaa englantiin pohjautuvaa vain Kuuta koskevaa terminologiaa haluaa noudattaa). Nämä on lukuisissa tutkimuksissa osoitettu Kuun geologisen historian selvittämisen kannalta ensiarvoisen tärkeiksi kohteiksi. NLSI:n tutkijoiden ajatuksen mukaan Orion-aluksessa L2-pistettä kiertävällä radalla noin 65000 km:n päässä Kuun etäpuolen pinnasta pysyttelevä miehistö voisi ohjata reaaliajassa Kuun pintaa tutkivaa ja näytteitä keräävää kulkijaa. Astrofysiikan kannalta taas Kuun etäpuolen radiohiljaisuus ja ionosfäärin puute antaa oivat mahdollisuudet maailmankaikkeuden ensimmäisten tähtien ja galaksien tutkimiseen. Tätä tarkoitusta varten astronautit voisivat etätöinä hoitaa matalataajuisen radioteleskoopin pystyttämisen Kuun pinnalle.

Paitsi että NASAn paluu Kuun lähelle olisi puhtaasti tieteellisestä kannalta erittäin mielenkiintoista, olisi se sitä myös miehitettyjen lentojen tulevaisuuden kannalta. Mikäli NASA aikoo joskus onnistua miehitetyissä lennoissa asteroideille tai Marsiin, on näitä syytä harjoitella ensin hieman anteeksiantavammissa olosuhteissa. Lento L2-pisteeseen tarjoaisi tähän mahdollisuudet. Samalla se auttaisi selvittämään Maa–Kuu-järjestelmän syntyä ja varhaiskehitystä, ja maailmankaikkeuden perimmäisiä kysymyksiä. Ei hullumpi tavoite NASAlle, jonka suurin ongelma ei tällä hetkellä ole rahan, vaan selkeän päämäärän puute.

¹Jollei Obaman vuoden 2010 puhetta Kennedyn avaruuskeskuksessa jaksa kuunnella kokonaan, löytyy hänen surullisenkuuluisa ”Buzz has been there” -lausahduksensa noin 23:n minuutin kohdalta.

Lisäys 20.11.2012: Aiheesta kirjoitettu artikkeli on nyt hyväksytty julkaistavaksi Advances in Space Research -lehdessä. Artikkelia ei vielä näy lehden sivuilla, mutta näillä tiedoilla se painossa olevien artikkelien joukosta varmasti piakkoin löytyy:
J. O. Burns, D. A. Kring, J. B. Hopkins, S. Norris, T. J. W. Lazio, & J. Kasper:
A Lunar L2-Farside Exploration and Science Mission Concept with the Orion Multi-Purpose Crew Vehicle and a Teleoperated Lander/Rover