Kansainvälinen avaruusasema – maata kiertävä laboratorio
KUN parin vuoden kuluttua katselet kirkkaalle yötaivaalle, saatat nähdä tähtien ja kuun lisäksi myös keinotekoisen ”tähden”, kappaleen joka loistaa yhtä kirkkaasti kuin planeetat. Tämä kahden jalkapallokentän kokoinen, ihmisen valmistama kolossi on jo rakenteilla, ja sitä on sanottu suurimmaksi rakennusprojektiksi sitten pyramidien. Mistä oikein on kyse?
Valmistuttuaan se on kansainvälinen avaruusasema (International Space Station, ISS), pysyvä avaruustutkimuslaboratorio, jonka luomisessa on mukana yli satatuhatta työntekijää. Useimmat heistä työskentelevät Kanadassa, Venäjällä ja Yhdysvalloissa, mutta monet muut toimivat Alankomaissa, Belgiassa, Brasiliassa, Espanjassa, Isossa-Britanniassa, Italiassa, Japanissa, Norjassa, Ranskassa, Ruotsissa, Saksassa, Sveitsissä ja Tanskassa. Valmiina avaruusasema on 88 metriä pitkä ja 109 metriä leveä, ja siinä on yhtä paljon työskentely- ja oleskelutilaa kuin kahdessa Boeing 747 -suihkukoneessa. Avaruusaseman lopullinen paino on noin 470 tonnia, ja sen rakentaminen maksaa ainakin 50 miljardia dollaria!
Kriittiset äänet, jotka ovat olleet huolissaan näin valtavista, tutkimuksen nimessä aiheutuvista kustannuksista, sanovat, että kansainvälinen avaruusasema nielee paljon rahaa ja voimia mutta antaa tuskin mitään. Puolestapuhujat taas odottavat, että siellä voidaan testata uusia, pitkälle kehitettyjä teollisuusmateriaaleja ja viestintätekniikkaa sekä tehdä lääketieteellistä tutkimusta. Mutta ennen kuin astronautit voivat alkaa kiinnittää laboratoriolaitteita aseman seinille, se täytyy panna kokoon pala palalta, ja kaikki tämä avaruudessa!
Rakentaminen avaruudessa
Valtavan kokonsa takia avaruusasemaa ei voida koota maan päällä, sillä se romahtaisi oman painonsa alla. Sen vuoksi tiedemiehet rakentavat maassa moduuleja, jotka sitten avaruudessa liitetään yhteen avaruusasemaksi. Osien viemiseen tarvitaan 45 venäläisten rakettien ja amerikkalaisten avaruussukkuloiden lentoa.
Aseman kokoaminen on jotain ennen kokematonta, ja se tekee avaruudesta alati muuttuvan rakennustyömaan. Liitettävänä on yli sata moduulia, ja koko ajan työntekijät ja materiaali kiertävät maata. Kansainvälinen astronauttimiehistö joutuu tekemään suuren osan työstä käsin, mikä merkitsee useita satoja tunteja avaruuskävelyjä.
Avaruusaseman ensimmäinen moduuli, parikymmentä tonnia painava venäläisten rakentama Zarja (Auringonnousu), laukaistiin avaruuteen 20. marraskuuta 1998 Baikonurista Kazakstanista. Polttoainetta se tarvitsi sen verran, että se itse ja muut siihen liitettävät moduulit pysyisivät kiertoradallaan. Kaksi viikkoa myöhemmin avaruussukkula Endeavour lennätti ylös amerikkalaisten rakentaman liitosmoduulin nimeltä Unity (Ykseys).
Ensimmäisen rakennusvaiheen aikana avaruudessa joulukuussa 1998 sai Endeavourin miehistö esimakua edessä odottavista haasteista. Kohdatessaan Zarjan neljänsadan kilometrin korkeudessa maan yläpuolella astronautti Nancy Currie tarttui 15 metrin pituisen robottikäsivarren avulla tuohon parinkymmenen tonnin painoiseen moduuliin ja puristi sen Unity-moduuliin kiinni. Sitten astronautit Jerry Ross ja James Newman kytkivät osien väliset sähkö- ja tietokonekaapelit sekä nesteletkut yhteen moduulien ulkopuolella. Näitä yhteyksiä pitkin voidaan osien välillä siirtää energiaa ja kierrättää vettä, jota käytetään ilman jäähdyttämiseen sekä juomavetenä. Tehtävät suoritettiin kolmella avaruuskävelyllä, jotka kestivät yhteensä yli 21 tuntia.
Kun raketit ja sukkulat vievät paikalle uusia moduuleja muutaman viikon välein, avaruusasema kasvaa tuosta yhdestä venäläisestä Zarja-moduulista vajaan viidensadan tonnin painoiseksi asemaksi. Kasvavan rakennelman pitäminen kiertoradalla tulee olemaan haasteellista, sillä sen täytyy vastustaa maan vetovoiman imua. Se on siis jatkuvassa vaarassa pudota maahan. Vastaisuudessa avaruussukkulat käyvät antamassa sille pienen töytäisyn, jotta se pysyisi oikealla korkeudella.
Painovoiman lähes täydellinen puuttuminen tulee olemaan tärkeässä osassa kansainvälisellä avaruusasemalla tehtävässä tutkimustyössä, sillä gravitaatiovoima on siellä vain miljoonasosa siitä, mitä se on maan päällä. Täällä kädestä kirvonnut lyijykynä putoaa kaksi metriä puolessa sekunnissa, mutta avaruusasemalla siihen menisi kymmenen minuuttia! Miten asema palvelee laboratoriona, ja miten tämä voi vaikuttaa sinun jokapäiväiseen elämääsi?
Maata kiertävä laboratorio
Kansainvälisen avaruusaseman on määrä valmistua vuonna 2004. Sen jälkeen enimmillään seitsemän astronauttia kerrallaan pitää tuota jättimäistä rakennuskompleksia kotinaan, jotkut useiden kuukausienkin ajan. Tämä niin sanottu ikkuna maailmankaikkeuteen toimii laboratoriona, jossa miehistö suorittaa monenlaisia kokeita eri puolilla maailmaa olevien tutkijoiden suunnitelmien mukaisesti.
Painovoiman ollessa hyvin heikko esimerkiksi kasvien juuret eivät työnny alaspäin eivätkä lehdet kurkota ylöspäin. Niinpä tiedemiehet aikovat ottaa selville, miten kasvit käyttäytyvät painottomuudessa. Lisäksi proteiinikiteet kasvavat avaruudessa suuremmiksi ja tulevat symmetrisemmiksi. Siksi noissa olosuhteissa voitaisiin kenties tuottaa puhtaampia kiteitä. Tätä koskeva tieto saattaa auttaa tutkijoita kehittämään lääkkeitä, joiden vaikutus kohdistuu tiettyihin taudinaiheuttajaproteiineihin. Vetovoiman ollessa hyvin heikko voidaan kenties tuottaa materiaaleja, joita olisi lähes mahdotonta valmistaa maan päällä.
Kun painovoima puuttuu lähes kokonaan, ihmisen luut ja lihakset alkavat surkastua. Entinen astronautti Michael Clifford sanoi: ”Osa tieteellisestä tutkimuksesta tähtää sen ymmärtämiseen, millaisia fysiologisia vaikutuksia on pitkäaikaisella oleskelulla avaruudessa.” Ainakin yhdessä kokeessa tutkitaan, miten voitaisiin taistella luukatoa vastaan.
Tieto avaruudessa oleskelun pitkäaikaisista vaikutuksista voisi osaltaan mahdollistaa pitkän avaruuslennon Marsiin jonain päivänä. ”Se on melkoisen pitkä matka”, Clifford myönsi. ”Meidän täytyy pystyä tuomaan – – [avaruuslentäjät] takaisin hyväkuntoisina.”
Kansainvälisen avaruusaseman kannattajat ennustavat myös, että siellä tehtävä tutkimus johtaa elämän rakennusainesten parempaan tuntemukseen. Silloin voitaisiin ehkä kehitellä uusia hoitomenetelmiä syöpään, diabetekseen, ilmapöhöön ja immuunijärjestelmän sairauksiin. Aseman laboratoriot saavat ylpeillä bioreaktorista, jossa kasvatetaan luonnollista kudosta muistuttavia soluviljelmiä. Tutkijat pyrkivät saamaan lisää tietoa ihmisen sairauksista ja niiden parantamisesta. Siellä tulee olemaan myös puolimetrinen optinen ikkuna, jonka avulla tutkitaan ilmakehän kaasuja, koralliriuttojen värinmenetystä, hurrikaaneja ja muita maanpäällisiä luonnonilmiöitä.
”Rauhan laboratorio”?
Kansainvälinen avaruusasema on kuitenkin joillekin sen innokkaimmista kannattajista enemmän kuin leijuva laboratorio. He katsovat sen täyttävän lupauksen, jonka Apollo-ohjelma jätti jälkeensä kuun pinnalle lasketussa laatassa: ”Tulimme rauhan merkeissä koko ihmiskunnan puolesta.” Kohta kahdeksankymmenvuotias astronautti John Glenn sanoi ISS-asemaa ”rauhan laboratorioksi” ja lisäsi sitten: ”[Sen] ansiosta voi 16 kansakuntaa työskennellä avaruudessa rinta rinnan sen sijaan, että ne keksisivät uusia tapoja tehdä toisilleen pahaa maan päällä.” Hän ja jotkut muut näkevät tuon avaruusaseman paikkana, jossa kansat voivat opetella tekemään yhteistyötä tieteellisissä ja teknisissä hankkeissa, joihin millään maalla ei yksin ole varaa mutta joista kaikki hyötyvät.
Monet eivät kuitenkaan voi olla pohdiskelematta, tulevatko kansat todellakin tekemään rauhaisaa yhteistyötä avaruudessa, kun ne eivät ole pystyneet siihen maan päälläkään. Kansainvälinen avaruusasema on joka tapauksessa tulosta ihmisen voimakkaasta kaipuusta astua tuntemattomaan ja tutkia, mitä sellaisissa olosuhteissa tapahtuu. Tämä jättimäinen projekti on tosiaan seurausta ihmisen seikkailunhalusta ja hänen intohimostaan löytää ja oivaltaa.
[Tekstiruutu/Kuvat s. 15-17]
AVARUUSASEMIIN LIITTYVIÄ VUOSILUKUJA
1869: Amerikkalainen Edward Everett Hale julkaisee novellin nimeltä The Brick Moon, joka kertoo maan yläpuolella olevasta miehitetystä, tiilisestä avaruussatelliitista.
1923: Romanialaissyntyinen Hermann Oberth keksii ilmauksen ”avaruusasema”. Hänellä on mielessään Kuuhun ja Marsiin tehtävien lentojen lähtöpiste.
1929: Hermann Potocnik hahmottelee kirjassaan The Problem of Space Travel avaruusaseman mallin.
1950-luku: Raketti-insinööri Wernher von Braun kuvailee rattaan muotoista asemaa, joka kiertäisi 1730 kilometrin korkeudessa maan yläpuolella.
1971: Neuvostoliitto laukaisee avaruuteen Saljut 1:n, historian ensimmäisen avaruusaseman. Kolme kosmonauttia viipyy asemalla 23 päivää.
1973: Skylab, Yhdysvaltojen ensimmäinen avaruusasema, lähetetään kiertoradalleen. Tilaa on kolmelle miehistölle. Asema ei ole enää avaruudessa.
1986: Neuvostoliittolaiset laukaisevat Mirin, ensimmäisen avaruusaseman jonka on tarkoitus olla pysyvästi miehitetty.
1993: Yhdysvallat pyytää Venäjää, Japania ja joitakin muita maita mukaan kehittämään kansainvälistä avaruusasemaa (ISS).
1998–99: ISS-aseman ensimmäiset moduulit laukaistaan kiertoradalleen, vuosi aikataulusta jäljessä.
[Kuvat]
Yllä: taiteilijan näkemys valmiista asemasta vuonna 2004
Kaksi ensimmäistä moduulia, Zarja ja Unity, kytketään yhteen
Ross ja Newman kolmannella avaruuskävelyllään
Avaruussukkula laukaistaan yhdelle monista suunnitelmaan sisältyvistä lennoista
Skylab
Mir
[Lähdemerkintä]
Sivujen 15–17 kuvat: NASA